2019届东北三省三校哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学高三第二次联合模拟考试理综物理试题（解析版）

2019届东北三省三校哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学高三第二次联合模拟考试理综物理试题（解析版）

二、选择题：

1.下列说法中正确的是

A. 法拉第通过研究电磁感应现象得出了法拉第电磁感应定律

B. 安培通过研究电荷之间相互作用的规律得到了安培定则

C. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系

D. 汤姆孙通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量

【答案】C

【解析】

【详解】法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯总结出电磁感应定律为纪念法拉第而叫法拉第电磁感应定律，A错误；

安培通过研究磁场和通电导线之间的相互作用得出的安培定则，B错误；

奥斯特通过研究通电导线和小磁针的相互作用发现了电流的磁效应，并揭开了电现象和磁现象之间的联系，C正确；

密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量， D错误。

2.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10，外接一只阻值为90的电阻，不计电路的其它电阻，则（    ）

A. 电流表的示数为0.31A

B. 线圈转动的角速度为rad／s

C. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行

D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087J

【答案】D

【解析】

【详解】在交流电路中电流表的示数为有效值，，电流表的示数，A错误；

从图像可知线圈转动的周期为0.02s，则线圈转动的角速度，B错误；

0.01s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，C错；

线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量，D正确

3.“道路千万条，安全第一条"，《道路交通安全法》第四十七条规定：“机动车行经人行横道，应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让行。”一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，驾驶员发现前方50m处的斑马线上有行人，驾驶员立即刹车使车做匀减速直线运动，若已知行人还需12s才能通过斑马线，则刹车后汽车的加速度大小至少为

A. 1m/s2 B. 0.97 m/s2 C. 0.83 m/s2 D. 0.69 m/s2

【答案】A

【解析】

【详解】汽车做匀减速运动，要想不和行人发生碰撞则需要在斑马线处速度减小为零，由运动学的速度和位移公式可知，得选A

4.如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧。二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡。已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为

A. 3:4 B. 3:5 C. 4:5 D. 1:2

【答案】A

【解析】

【详解】对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为T；

由力的平衡可知a物体的拉力，b物体的拉力，联立可解得，A正确

5.如图所示，有上下放置的两个宽度均为L=0.5m的水平金属导轨，左端连接阻值均为2的电阻r1、r2，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为R=0.1 m。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L，质量m=2kg，电阻不计。某时刻金属棒获得了水平向右的速度v0=2m/s，之后恰好水平抛出。已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度g=10m/s2，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列正确的是

A. 金属棒抛出时的速率为

B. 整个过程中，流过电阻r1的电荷量为2C

C. 整个过程中，电阻r2上产生的焦耳热为1.5J

D. 最初金属棒距离水平导轨右端4m

【答案】C

【解析】

【详解】金属棒经过半圆形金属轨道时候恰好水平抛出说明在此点只有重力提供向心力，因此有，。A错误；

取向右为正，对导体棒写动量定理有代入数据解得，因导体棒在运动的时候相当于电源，电阻r1和电阻r2串联，故流过电阻r1的电荷量为导体棒电荷量的一半，即1C，所以B错误；

由能量转换可知，导体棒损失的动能转化为电阻r1和电阻r2消耗的焦耳热，而电阻r1和电阻r2并联且任何时候电流都一样，因此焦耳热也一样，因此有，，C对；

由，得，则最初导体棒离右端的距离为8m，D错误。

6.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是  

A. 若b光为绿光，c光可能是紫光

B. 若a光为绿光，c光可能是紫光

C. 若b光光子能量为2.81ev，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

D. 若6光光子能量为2.81ev，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

【答案】BC

【解析】

【详解】由光电效应的方程和遏止电压的方程联立解得，即光子照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明光子的频率一样，遏止电压越大，光子的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样大于a光的频率，故A错B对；

b光光电效应方程为,电子照射氢原子，氢原子只吸收两个能级差的能量，剩下的能量不吸收留给电子，因此n=3的的只需要吸收的能量为，这是氢原子处在n=4的能级上，可向下辐射6种频率的光，C正确；

若用光子照射氢原子，氢原子智能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，2.81eV不满足能级差，因此此光子不被吸收，D错误。

7.空间存在某静电场，在x轴上各点的场强E随坐标x的分布规律如图所示，规定x轴的正方向为电场强度E的正方向。一个带电粒子在x轴上以x=0点为对称中心做往复运动。已知粒子仅受电场力作用，运动中电势能和动能的总和为A，且x=0处，电势为零。则  

A. 该粒子一定带负电

B. 该粒子在x=0点两侧分别做匀变速直线运动

C. x=x0处的电势为

D. 若该粒子带电量的绝对值为q，则粒子运动区间为

【答案】ACD

【解析】

【详解】由图像可知在O点右侧的电场线水平向右，在O点左侧的电场线水平向左，假设粒子带正电，则粒子在O点右侧向右运动时一直做加速运动因此不会做往复运动，因此粒子不可能带正电，当粒子带负电时向右侧运动时做减速运动，减速到零反向加速过O点后继续减速运动，做的时往复运动，因此粒子带负电，A正确；

由图像可知该电场不是匀强电场，粒子的受力会发生变化，因此不做匀变速直线运动，B错误；

图像的面积为电势差，沿着电场线方向电势降低，因此得，C正确；

粒子的总能量为A，且O点的电势能为零，则O点的动能为A，粒子向x轴正向运动的最远距离时速度为零，能量转化为该点的电势能，由能量守恒可知得 ，故D正确。

8.如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b杆套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°)，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是

A. a球和b球所组成的系统机械能守恒

B. b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于g

C. b球的最大速度为

D. a球的最大速度为

【答案】ABC

【解析】

【详解】a球和b球组成的系统没有外力做功，只有a球和b球的动能和重力势能相互转换，因此a球和b球的机械能守恒，A正确；

设轻杆L和水平杆L2的夹角为，由运动关联可知，得可知当b球的速度为零时，轻杆L处于水平位置和L2杆平行，因此此时a球在竖直方向只受重力，因此a球的加速度大小为，B正确；

当杆L和杆L1平行成竖直状态，球a运动到最下方，球b运动到L1和L2交点位置的时候球b的速度达到最大，此时由运动的关联可知a球的速度为0，因此由系统机械能守恒有，得。C正确；

当轻杆L向下运动到杆L1和杆L2的交点的位置时，此时杆L和杆L2平行，由运动的关联可知此时b球的速度为零，有系统机械能守恒有，得此时a球具有向下的加速度，因此此时a球的速度不是最大，a球将继续向下运动到加速度为0时速度达到最大，D错误。

三、非选择题：

(一)必考题：

9.某同学要用频闪照相的方法测量物块与木板之间的动摩擦因数。把木板放在水平桌面上，一端抬高，测量出木板倾斜的角度。如图所示为一小滑块下滑过程的频闪照片示意图。已知频闪相机每隔时间T闪光一次，、、、分别是滑块在T时间内下滑的距离，当地重力加速度为g。

（1）滑块下滑过程中的加速度大小的表达式a=_______________；（用已知量和测量量表示）

（2）滑块下滑过程中经位置4时速度大小=________________；（用已知量和测量量表示）

（3）滑块与木板间的动摩擦因数=________________。(用、a、g表示)

【答案】    (1). (1)    (2). (2)     (3). (3)

【解析】

【详解】（1）滑块下滑做的是匀加速直线运动，且都是在T时间内下滑的距离，因此物体的加速度可以用打点计时器的逐差法进行计算，即；

（2）滑块经过x3和x4所用的时间相等，由因物体做的是匀变速运动，因此滑块在4位置的速度等于滑块从3运动到5的平均速度，即；

（3）物体做匀加速运动，由牛顿第二定律可知得

10.某实验小组要把一块电流表改装成电压表，遇到了两个问题：一是该电流表的表盘没有标注刻度数，但刻度均匀，总格数为N；二是内阻未知。通过对类似规格的电流表的参数比对，得到该电流表的满偏电流约700~800，内阻约100)。该组同学利用以下器材，通过下列三个步骤，完成了电压表的改装工作。

A.待测电流表G

B.电流表A：量程0.6A，内阻约为0.1

C.电压表V：量程3V，内阻RV=3k

D.电阻箱R2：最大阻值999.9

E.滑动变阻器R1：最大阻值5k，额定电流0.1A

F. 滑动变阻器R3：最大阻值5，额定电流0.5A

G.电源：电动势3V，内阻约为1.5

H.开关两个S1、S2

（1）步骤一：测定电流表的内阻。设计了上图所示实验电路，请分析并补全以下操作：

①将R1的滑动端拨至_______端；(填“a”或“b”)

②仅闭合S1，调节R1，使电流表的指针偏转N个格；

③仅调节_______，使电流表的指针偏转个格；

④记录_____________________，则电流表的内阻为_______。

（2）步骤二：

①测定该电流变的满偏电流。除电源和开关外，还需要的器材是____________；（填器材前面的字母序号）

②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________；

③若在上图实验中，待测电流表指针偏转了n个格，还需要记录的测量值及相应符号为_____________，电流表的满偏电流为________，将此电流表改装为一个量程为U0的电压表需要 ______（填“串联”或“并联”）一个定值电阻Rx，Rx=__________。（用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示）

【答案】    (1). b    (2). R2    (3). R2的阻值    (4). R2    (5). CE    (6).     (7). 电压表读数U    (8).     (9). 串联    (10).

【解析】

【详解】（1）将滑动变阻器拨至b端在将电路接通，电路中的电流最小，具有保护电路的作用；

（2）闭合S2以后，因接入的滑动变阻器的阻值很大，因此在不改变滑动变阻器的情况下电路的干路电流不变，因两块表并联，此时调节R2的阻值使电流表的示数偏转格，则可认为R2中的电流和待测电表的电流相同，则电阻R2的阻值和电流表的阻值相同，因此要记录R2的阻值；

（3）电流表的电流校准需要将一块标准的电流表和待测电流表串联，但是电流表A的量程和待测电流表相比过大，无法进行测量，但是电压表的内阻已知，故可以用电压表和待测电流表串联进行校准，且滑动变阻器R2的阻值过小，将R2和电压表串联在一起进行调节示数变化不明显，因此滑动变阻器需要选R1，需要的器材为CE，电路图如下：

（4）因电压表和电流变串联，因此当偏转N格时电流表的电流为，又因电流表示数分布均匀，因此电流表的满偏电流为；

（5）电流表改为电压表需要串联电阻，串联后的量程为，且电流变的内阻为R2由欧姆定律有

，解得。

11.如图所示，在矩形区域abcd内存在一个垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，oa边长为，ab边长为L。先从o点沿着ob方向垂直磁场射入各种速率的带电粒子，已知粒子的质量为m、带电量为q（粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计），求：

（1）垂直ab边射出磁场的粒子的速率v；

（2）粒子在磁场中运动的最长时间tm。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）粒子运动的轨迹如图：

设粒子做圆周运动的半径为，由几何关系可知；，

粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力有

可解得

（2）由圆周运动的关系可知

联立可得

因此可知粒子在磁场中做圆周运动的周期和速度无关，速度改变周期不变

由几何关系可知最大圆心角

可知粒子运动的最长时间

12.如图所示，右侧为固定的光滑圆弧导轨A，末端水平。左侧B为固定的挡板，C为足够长的传送带。以速度v=5m/s顺时针运动。D为下表面光滑的木板，质量为M=1kg，长度为L=3m。A的末端与C、D三者的上表面等高，最初D紧靠着A。一个质量为m=2kg的滑块(可看作质点)从A上由静止下滑高度h=1.8m后，滑上木板D。已知滑块恰能滑到木板D的左端，且此刻木板洽与B相撞，若木板与挡板、导轨每次碰撞后，速度均变为零(但不粘连)，滑块与木板及传送带间的动摩擦因数都相等，g=10m/s2,D与B碰后C、D间的缝隙很小忽略不计。求：

(1)动摩擦因数；

(2)滑块第一次滑上传送带运动到最左端过程中，电动机对传送带多做的功；

(3)滑块第一次返回轨道A的最大高度；

(4)滑块从开始释放直到停止运动的过程中，在木板上发生相对滑动的总时间。

【答案】（1）0.2（2）40J（3）m（4）3s

【解析】

【详解】（1）滑块滑下，根据动能定理：

解得

木板D和滑块组成的系统动量守恒

由能量守恒可知滑块和木板D损失的动能转化为系统的摩擦生热

联立可解得，

（2）电动机对传送带多做的功为摩擦生热减去滑块损失的动能

滑块在传送带向最左端运动的过程中做匀减速运动，最后减速到零，由牛顿第二定律可知 ，

由运动学可知滑块在传送带运动的时间，滑块的位移

则传送带的位移

系统摩擦生热为

滑块损失的动能为

则电动机多做的功

（3）再次滑上木板：

滑块和木板再次损失的热量

木板和导轨碰撞后滑块上升到最高点的过程：

联立解得

（4）分析可知，滑块在木板上相对滑动过程中可看做匀减速运动，则总时间

 [物理——选修3-3]

13.下列关于内能的说法正确的是______

A. 系统的内能是由系统的状态决定的

B. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能

C. 1 g 100℃水的内能小于1 g100℃水蒸气的内能

D. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体    。

E. 理想气体在绝热膨胀的过程中，内能一定减小

【答案】ACD

【解析】

【详解】内能是指物体内部的所有分子做无规则的运动所具有的分子动能和分子势能的总和，系统的内能是由系统的状态决定的，A正确；

温度相同，则分子的平均动能相同，但是质量相同的氢气和氧气的分子数不相同，因此不具有相同的内能，B错误；

相同温度下水变成水蒸气需要吸收热量，因此 的水的内能小于的水蒸气的内能，C正确；

内能包含分子势能和分子动能，内能少的温度可能高，内能多的物体可能温度低，温度高就会发生热传递将内能传递给温度低的物体，D正确；

在真空中发生绝热膨胀即不对外做功也没有热传递，因此内能不变，E错误。

14.一端开口内壁光滑且导热的柱形气缸水平放置在地面上，缸内的气体被两质量相等的活塞分隔成两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，大气压强为p0，如图(a)所示。若缓慢将气缸开口向下竖直放置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为2：1，如图(b)所示。设外界温度恒定，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。  

【答案】

【解析】

【详解】当将气缸向下达到平衡时，对下面的活塞有平衡方程

对上下两个活塞作为整体则有平衡方程

又因整个过程时等温过程，因此

且

联立解得

 [物理——选修3-4]

15.关于振动和波动，下列说法中正确的是_________。

A. 各种波均会发生偏振现象

B. 单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关

C. 在波的干涉中，振动加强点的位移不一定始终最大

D. 部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象

E. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离我们

【答案】CDE

【解析】

【详解】横波会发生偏转现象，纵波则不会，A错误；

单摆的运动周期只和摆线长度以及当地的重力加速度有关，和摆球的质量无关，B错误；

振动加强点的质点也在平衡位置上下做简谐振动，只是加强点的振幅变大，因此位移不是始终最大，C正确；

当人齐步走过桥，会使得人不行的频率和桥的固有频率一致发生共振，因此不能齐步走，D正确；

由多普勒效应可知如果光波的波长变长说明波源在远离我们，即星球远离我们，E正确。

16.如图所示，某种透明材料做成的三棱镜，其横截面是横截面是边长为a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。求：

（i）该材料对此平行光束的折射率；

（ii）这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两条。

【答案】（1）     （2）当光屏到BC距离超过，光斑分为两块

【解析】

试题分析：（1）由于对称性，我们考虑从AB面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC面的，由对称性不难得出，光线进入AB面时的入射角α和折射角β分别为：α=60°，β=30°

由折射定律，材料折射率

（2）如图O为BC中点，在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D，可看出只要光屏放得比D点远，则光斑会分成两块．

由几何关系可得：

所以当光屏到BC距离超过时，光斑分为两块．

考点：考查光的折射定律．

【名师点睛】本题是几何光学问题，作出光路图是解题的关键之处，再运用几何知识求出入射角和折射角，即能很容易解决此类问题．