2019届湖北省宜昌市夷陵中学、襄阳五中、钟祥一中高三（5月）模拟物理试题（解析版）

宜昌夷陵中学、襄阳五中、钟祥一中2019届高三5月模拟考试

理综模拟试题卷

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.物理学家通过艰辛的实验和理论研究探究自然规律，为科学事业做出了巨大贡献．下列描述中符合物理学史实的是(   )

A. 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说

B. 法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律

C. 牛顿发现了万有引力定律但未给出引力常量G的数值

D. 哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律

【答案】C

【解析】

【详解】奥斯特发现了电流的磁效应，安培并提出了分子电流假说，选项A错误；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，选项B错误；牛顿发现了万有引力定律但未给出引力常量G的数值，后来卡文迪许用扭秤实验测出了引力常数，选项C正确； 哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，开普勒发现行星沿椭圆轨道运行的规律，选项D错误；故选C.

2.为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是(    )

A. 带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大

B. 金属圆筒内越靠近收尘极电势越高

C. 带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越大

D. 金属圆筒内存在匀强电场

【答案】B

【解析】

【分析】

尖端电荷密度大，附近的场强强，空气越容易电离，画出金属筒和金属丝之间的电场线分布图，比较场强的大小，带负电的细颗粒物根据受力判断运动情况。

【详解】尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故A错误；逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B正确；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故C错误，根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故D错误；故选B。

【点睛】此题考查静电的应用-静电除尘，解答本题关键是要知道金属圆筒和金属丝之间的电场分布，电场强度越大的地方气体越容易电离。

3.2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则(      )

A. “鹊桥”的线速度小于月球的线速度

B. “鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度

C. x满足

D. x满足

【答案】C

【解析】

【详解】线速度v＝ωR，中继星绕地球转动的半径比月球绕地球的半径大，“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球转动的线速度大，故A错误；向心加速度a＝ω2R，“鹊桥”中继星绕地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度大，故B错误；中继卫星的向心力由月球和地球引力的合力提供，则有，对月球而言则有 ，两式联立可解得 ，故C正确，D错误；故选C。

4.μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核物理的研究中有重要作用，图为μ氢原子的能级示意图.假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为、、、、和的不同频率光，且频率依次增大，则E等于

A. h(-) B. h(+) C. h D. h

【答案】C

【解析】

μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类为： ，解得m=4，即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁．辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1，所以能量E与相等。故C正确

，ABD错误。

5.如图甲所示，倾角45°斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量为2m，滑块能恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，且转动逐渐加快，θ≤45°，在图丙中，两个小球对称在水平面上做圆周运动，每个小球质量均为m，轻绳与竖直方向的夹角θ，且转动逐渐加快，在θ≤45°过程中，三幅图中，斜面都静止，且小球未碰到斜面，则以下说法中正确的是

A. 甲图中斜面受到地面的摩擦力方向水平向右

B. 乙图小球转动的过程中滑块受到的摩擦力不可能为零

C. 乙图小球转动的过程中滑块受到的摩擦力可能沿斜面向下

D. 丙图小球转动的过程中滑块一定沿斜面向上运动

【答案】D

【解析】

【详解】A、甲图中，以小球为研究对象，小球受到重力与绳子的拉力是一对平衡力，所以绳子的拉力大小T 等于小球的重力；以斜面和滑块组成的整体为研究对象受力分析，水平方向：，方向水平向左，故A错误；

BC、乙图中，以小球为研究对象，小球受到的重力与绳子的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，则：；以滑块为研究对象，滑块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力和摩擦力；设摩擦力的方向向上，则：，可得：，由于，则，可知一定为正值，所以乙图小球转动的过程中滑块受到的摩擦力一定沿斜面向上。若增大小球的转速，则细线与竖直方向之间的夹角增大，当时，，则滑块受到的摩擦力为零，故BC错误；

D、以任意一个小球为研究对象，小球受到的重力与绳子的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，则：，两个小球的质量相等，所以两根绳子的拉力的合力的方向一定沿竖直向下的方向，且合力的大小：，可知竖直段的竖直的拉力始终与两个小球重力的和，等于；以滑块为研究对象，滑块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力和摩擦力；设摩擦力的方向向上，则：，解得：，为负，故摩擦力的方向向下，故小球转动的过程中滑块一定沿斜面向上运动，D正确。

6.如图所示，斜面底端上方高h处有一小球以水平初速度抛出，恰好垂直打在斜面上，斜面的倾角为30°，重力加速度为g，下列说法正确的是

A. 小球打到斜面上的时间为

B. 要让小球始终垂直打到斜面上，应满足h和成正比关系

C. 要让小球始终垂直打到斜面上，应满足h和的平方成正比关系

D. 若高度h一定，现小球以不同的平抛，落到斜面上的速度最小值为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A、设小球打到斜面上的时间为t，恰好垂直打在斜面上，根据几何关系可得，解得，故A正确；

BC、要让小球始终垂直打到斜面上，小球平抛运动的水平位移，小球落在斜面上，根据几何关系得：，代入解得：，和的平方成正比关系，故B错误，C正确；

D、小球落在斜面上时的竖直分速度，，由于，速度，联立解得：，根据数学知识可知，积一定，当二者相等时和有最小值，故最小值为，故D正确。

7.如图所示，xOy平面位于光滑水平桌面上，在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向下。由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框，放在该水平桌面上，AB与DE边距离恰为2L，现施加一水平向右的拉力F拉着线框水平向右匀速运动，DE边与y轴始终平行，从线框DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的函数图象和拉力F随时间t的函数图象大致是

A.

B.

C.

D.

【答案】AC

【解析】

当DE边在0～L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，初始就是DE边长度，所以电流与时间的关系可知A正确，B错误；因为是匀速运动，拉力F与安培力等值反向，由知，力与L成二次函数关系，因为当DE边在0～2L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度随时间先均匀增加后均匀减小，所以F随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢，选C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。

8.如图所示，在直角坐标系xOy中，位于坐标轴上的M、N、P三点到坐标原点O的距离均为r，在第二象限内以O1(－r，r)为圆心，r为半径的圆形区域内，分布着方向垂直xOy平面向外的匀强磁场；现从M点平行xOy平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v的相同粒子，其中沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限。为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点，在第一象限内，以适当的过P点的曲线为边界(图中未画出，且电场边界曲线与磁场边界曲线不同)，边界之外的区域加上平行于y轴负方向的匀强电场或垂直xOy平面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用及其重力.下列说法正确的是

A. 若OPN之外的区域加的是磁场，则所加磁场的最小面积为

B. 若OPN之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度最大为

C. 若OPN之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度方向不可能与x轴成45°

D. 若OPN之外区域加的是电场，则边界PN曲线的方程为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A、由题意知，沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限，轨迹为圆弧，速度方向水平向右（沿x轴正方向）由几何关系知轨迹半径等于圆形磁场半径，作出由粒子轨迹圆的圆心、磁场圆的圆心以及出射点、入射点四点组成的四边形为菱形，且所有从M点入射粒子进入第一象限速度方向相同，即均沿+x方向进入第一象限，为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点，OPN之外的区域加的是磁场，最小的磁场面积为图中阴影部分的面积，如图所示：

根据几何关系可得所加磁场的最小面积为，故A正确；

BC、若OPN之外的区域加的是电场，粒子进入第一象限做类平抛，沿MO1入射的粒子到达N点时的运动时间最长，速度最大，速度与水平方向夹角也最大，设类平抛运动时间为t，在N点速度与水平方向夹角为θ，则有：水平方向：，竖直方向：，联立解得：，，，，故B正确，C错误；

D、若OPN之外的区域加的是电场，设边界PN曲线上有一点的坐标为（x，y），则，，整理可得：；当时，整理可得边界PN曲线的方程为，故D正确。

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。

9.小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，小鲁约小明在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上．小鲁打开汽车天窗，将如图甲所示装置固定在汽车车顶.小明依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.

(1)如图乙所示，为小鲁同学在车速稳定在15m/s时用手机拍下测力计照片，此时测力计示数为________N

(2)实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小_________对实验结果的影响。

(3)分析上表中的实验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N时，车速为______m/s.（计算结果保留2位有效数字）

【答案】    (1). 1.80    (2). 摩擦力    (3). 17

【解析】

(1)由图可知测力计示数为1.80N，(2) 用小车，将滑动摩擦变为滚动摩擦，放在表面平滑的木板上，减小了接触面的粗糙程度，所以可以减小摩擦力；(3)当车速稳定时，根据二力平衡条件可知，弹簧测力计的示数等于空气阻力的大小，对表中的数据分析：，说明空气阻力与速度的二次正比，即，故当示数为4.00N时车速为.

10.为测量一电阻Rx的阻值，某探究小组同学设计了如图所示的测量电路，其中电源的电动势为E＝3.0 V，电压表的量程为0～5 V，电流表满偏电流为0.6 A，电流计G为理想电流表，实验步骤如下：

①按图示电路原理图连接好实验电路，分别将滑动变阻器R0的滑片置于图中的A端、滑动变阻器R3的滑片置于Q端，闭合开关S。

②将变阻器R0的滑片缓慢向上移动，同时注意灵敏电流计G的读数，当灵敏电流计的示数接近满偏时，立即停止移动滑动变阻器R0的滑片，然后再将滑动变阻器R3的滑片缓慢向上移动直到灵敏电流计的示数为零为止，分别记下此时电流表和电压表的示数。

③重复步骤②多次，记录下每次实验中电压表和电流表的读数。各次实验的实验数据如下表所示：

请回答下列问题：

(1)利用上表的测量数据， 已在如图所示的坐标中标明了各点，请你根据画出的数据点，在图中作出U－I图象。____________

(2)根据你所作的U－I图象求得该电阻的阻值为Rx＝_________ (结果保留两位小数)。

(3)由于电表有内阻，用此方法测得电阻的阻值_________ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(4)当滑动变阻器R3、R0的滑片都滑到中点位置时，灵敏电流计G的示数________ (填“为零”或“不为零”)。

【答案】    (1). 过原点的直线    (2). 4.25～4.51Ω    (3). 无影响    (4). 不为零

【解析】

（1）通过描点作图可得U－I图象为过原点的一条倾斜直线。

（2）电阻值为，由各数据求得平均值为：

（3）当灵敏电流计示数为零时，ab两点电势差为零，即伏特表示数即为Rx两端电压，流经安培表的电流即为流过Rx的电流，所以电表的内阻对测量结果无影响。

（4）当滑动变阻器R3、R0的滑片都滑到中点位置时，灵敏电流计两端的电压不相等，所以灵敏电流计G的示数不为零。

11.如图甲所示，质量为M＝3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，两个质量均为1.0 kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v-t图象如图乙所示，g取10m/s2.

(1)小车在1.0s内的位移为多大？

(2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？

【答案】(1)0   (2)4.8m

【解析】

【详解】(1)由图可知，在第1 s内，A、B的加速度大小相等，为a＝2m/s2；

则物体A、B所受的摩擦力均为，方向相反；

根据牛顿第三定律，车C受到A、B的摩擦力大小相等，方向相反，合力为零，处于静止状态，故小车在1.0s内的位移为零。

(2)设系统最终的速度为v，由系统动量守恒得：

代入数据，解得v＝0.4m/s，方向向右。

由系统能量守恒得：

解得A、B的相对位移，即车的最小长度

12.如图所示，竖直面内有一圆形小线圈，与绝缘均匀带正电圆环共面同心放置。带电圆环的带电量为Q，绕圆心做圆周运动，其角速度ω随时间t变化的关系图象如图乙所示(图中ω0、t1、t2均为已知量)。线圈通过绝缘导线连接两根竖直的、间距为l的光滑平行金属长导轨，两导轨间的矩形区域内存在垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁场上、下边界的间距为h，磁感应强度大小恒为B．“工”字形构架由长度为H(H>h)的绝缘杆和水平金属棒AB、CD组成，金属棒与导轨紧密接触。初始时锁定“工”字形构架，使金属棒AB位于磁场内的上边沿，t1时刻解除锁定，t2时刻开始运动。已知“工”字形构架的质量为m，金属棒AB和金属棒CD的长度均为l，金属棒AB和金属棒CD离开磁场下边沿时的速度大小均为v，金属棒AB、CD和圆形线圈的电阻均为R，其余电阻不计，不考虑线圈的自感，重力加速度为g。

（1）0~t1时间内，求带电圆环的等效电流

（2）t1~t2时间内，求圆形线圈内磁通量变化率的大小

（3）求从0时刻到金属棒CD离开磁场的全过程中金属棒及线圈产生的焦耳热。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】(1)由电流的定义式可知：

(2)时间内，由平衡条件可知：，

则

由欧姆定律可知，

得到：

(3)时间内，

解得：

时刻后，由功能关系可知：

得到：

从0时刻到金属棒CD离开磁场的全过程中金属棒击线圈产生的热量为：

13.列说法正确的是_______

A. 一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少

B. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大

C. 空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下热传递方向性可逆

D. 外界对气体做功时，其内能一定会增大

E. 生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

【答案】ACE

【解析】

A、一定质量的气体，在体积不变，温度降低时，分子平均速率减小，单位体积内分子个数不变，则分子每秒与器壁平均碰撞次数减小，故A正确；

B、晶体有固定熔点，在熔化时吸收热量，温度不变，则分子平均动能不变，故B错误；

C、根据热力学第二定律知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体。空调既能制热又能制冷，是在外界的影响下，要消耗电能来实现的，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向，故C正确；

D、外界对气体做功时，其内能不一定会增大，还与吸放热情况有关，故D错误；

E、在高温条件下分子的扩散速度增大，在半导体材料中掺入其他元素，可以通过分子的扩散来完成，E正确。

故选：ACE。

14.如图所示，体积为V的汽缸曲导热性良好的材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分，汽缸上部通过单向阀门K气体只能进入汽缸，不能流出汽缸)与一打气筒相连。开始时汽缸内上部分气体的压强为p0，现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打人压强为p0、体积为的空气当打气49次后稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9︰1，重力加速度大小为g，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求活塞的质量m。

【答案】

【解析】

【分析】

根据活塞受力平衡可知上下两部分气体的压强关系；气筒打入的气体和汽缸上部分原来的气体等温压缩，汽缸下部分气体等温压缩，分别应用玻意耳定律列方程，联立即可求解活塞质量。

【详解】开始时，汽缸上部分气体体积为，压强为p0，下部分气体体积为，压强为后来汽缸上部分气体体积为，设压强为p，下部分气体体积为，压强为

打入的空气总体积为，压强为p0

由玻意耳定律可知，对上部分气体有：

对下部分气体有：

解得：。

15.如图所示为一列简谐横波在t＝0时的波形图，波沿x轴负方向传播，传播速度v＝1m/s，则下列说法正确的是     

A. 此时x＝1.25m处的质点正在做加速度增大的减速运动

B. x＝0.4m处的质点比x＝0.6 m处的质点先回到平衡位置

C. x＝4m处的质点再经过1.5s可运动到波峰位置

D. x＝2m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y＝0.4sinπt (m)

E. t＝2s的波形图与t＝0时的波形图重合

【答案】ACE

【解析】

【详解】A、波沿x轴负向传播，故此时x＝1.25 m处的质点向上运动，质点纵坐标大于零，故由质点运动远离平衡位置可得：质点做加速度增大的减速运动，故A正确；

B、由波沿x轴负向传播可得：x＝0.6 m处的质点向平衡位置运动，故x＝0.4 m处的质点、x＝0.6 m处的质点都向平衡位置运动，且x＝0.4 m处的质点比x＝0.6 m处的质点距离远，那么，x＝0.6m处的质点比x＝0.4 m处的质点先回到平衡位置，故B错误；

C、由波沿x轴负向传播可得：x＝4 m处的质点由平衡位置向下振动，故x＝4 m处的质点再经过可运动到波峰位置，又有波长λ＝2m，波速v＝1m/s，所以，周期T＝2s，那么，x＝4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置，故C正确；

D、由C可知：x＝2 m处的质点在做简谐运动的周期T＝2s，又有振幅A＝0.4m，t＝0时，质点位移为零，根据波沿x轴负向传播可知质点向下振动，故可得：振动方程为y＝﹣0.4sin（πt）（m），故D错误；

E、由C可知简谐波的周期T＝2s，故经过2s，波正好向前传播一个波长，波形重合，故t＝2s的波形图与t＝0时的波形图重合，故E正确。

16.某玻璃材料制成的光学元件截面如图所示，左边是半径为R的半圆，右边是直角三角形CDE, ∠DCE =600。由A点发出的一束细光，从B点射入元件后折射光线与AO平行(0为半圆的圆心，CD为直径、AO与CD垂直）。已知玻璃的折射率为,B点到AO的距离为，光在真空中的速度为c.求：

①入射光线AB与AO夹角；

②光线从B点射入元件，到第一次射出元件所需时间。

【答案】（1）150（2）

【解析】

(i)由得，折射角r=30°，又

得i=45°

由几何关系得α=15°

(ii)得C=45°

由几何关系得CE面入射角为60°，发生全反射，在DE面入射角为30°，能射出玻璃砖

由几何关系知，光在玻璃的路程：

n=c/v，S=vt

得