天津市第一中学2019届高三下学期第五次月考理综物理试题 16页

天津一中2018—2019学年度高三年级五月考物理学科试卷 第Ⅰ卷（本卷共8道题，共48分）‎ 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题中只有一个选项是正确的）‎ ‎1.2019年4月23日，海军建军70周年阅兵式上，中国海军新型攻击核潜艇093改进型攻击核潜艇公开亮相。核潜艇是以核反应堆作动力源。关于核反应，下列说法正确的是（　　）‎ A. 核反应方程属于b衰变，而b射线来自原子外层的电子 B. 核反应方程属于聚变，是核潜艇的动力原理 C. 核反应方程属于裂变，是原子弹裂变反应原理 D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、核反应方程属于b衰变，b射线的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A错误；‎ B、核反应方程属于核聚变，该反应是不可控的，潜艇的核反应堆是可控，是核裂变，故B错误；‎ C. 核反应方程属于裂变，原子弹裂变和核电站中核裂变反应原理，故C正确；‎ D、核反应前后核子数相等，核反应遵循的是质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中有能量放出，故有质量亏损，故D错误。‎ ‎2.甲、乙两幅图是氢原子的能级图，图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向；在光电效应实验中，分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系，得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示。则甲乙图中，电子在跃迁时吸收光子的是_____图；丙丁图中，能正确表示光电流与电压关系的是_____图（　　）‎ A. 甲　丙 B. 乙　丙 C. 甲　丁 D. 乙　丁 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电子在跃迁时吸收光子，能量变大，从低能级向高能级跃迁，故为乙图；蓝光的频率大于黄光的频率，根据方程，可知，频率大的蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压，故为丁图，故D正确，ABC错误。‎ ‎3.如图所示，某理想变压器有两个副线圈，副线圈匝数相同，所接电阻R1=R2，电表均为理想交流电表，D为二极管，原线圈接正弦交流电源，闭合开关S，稳定后（　　）‎ A. 电压表示数比闭合S前大 B. R2的功率小于R1的功率 C. 通过R2的电流为零 D. 电流表示数与闭合S前相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、因为原线圈电压及匝数比不变，根据知，副线圈两端电压不变，电压表示数不变，故A错误；‎ B、两个副线圈的电压相同，只有一半时间有电流通过，所以消耗的功率只有的一半，即的功率小于的功率，故B正确；‎ C、因为是交流电，二极管具有单向导电性，在半个周期有电流通过，故C错误；‎ D、闭合S稳定后，输出功率增大，根据输入功率等于输出功率，知输入功率增大，由 知，原线圈电流增大，电流表示数比闭合S前增大，故D错误。‎ ‎4.如图所示，在竖直面内固定有一半径为R的圆环，AC是圆环竖直直径，BD是圆环水平直径，半圆环ABC是光滑的，半圆环CDA是粗糙的。一质量为m小球（视为质点）在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度，小球刚好能第二次到达C点，重力加速度大小为g。在此过程中（　　）‎ A. 小球损失的机械能为 B. 小球通过A点时处于失重状态 C. 小球第一次到达C点时速度为 D. 小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、设整个过程克服摩擦力做功为W，根据动能定理得：﹣mg2R﹣W，刚好能第二次到达C点，则mg，根据功能关系得：Q＝W，解得：QmgR，故A正确；‎ B、在A点受重力和支持力的合力提供向心力，即FN1﹣mg＝m，即FN1＝mg+mmg，故小球通过A点时处于超重状态，故B错误；‎ C、小球第一次到达C点的过程由动能定理得：﹣mg•2R，解得：vC，故C错误；‎ D、小球第一次到达B点的过程由动能定理得：﹣mgR，在B点由牛顿第二定律得：N，解得：N＝m（2g），故D错误。‎ ‎5.2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆。为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国早在2018年5月21日就成功发射嫦娥四号中继卫星——鹊桥号，如图所示。鹊桥号一边绕拉格朗日点L2点做圆周运动，一边随月球同步绕地球做圆周运动，且其绕点的半径远小于点与地球间距离。（已知位于地、月拉格朗日L1、L2点处的小物体能够在地、月的引力作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动）则下列说法正确的是（　　）‎ A. “鹊桥号”的发射速度大于11.2km/s B. “鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期 C. 同一卫星在L2点受地月引力的合力与在L1点受地月引力的合力相等 D. 若技术允许，使“鹊桥号”刚好位于拉格朗日L2点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，所以鹊桥的发射速度应小于11.2km/s，故A错误；‎ B项：根据题意可知，鹊桥绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B正确；‎ C项：鹊桥在L2点是距离地球最远的拉格朗日点，角速度相等，由可知，在L2点受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C错误；‎ D项：鹊桥若刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，会被月球挡住，并不能更好地为嫦娥四号推测器提供通信支持，故D错误。‎ 故选：B。‎ 二、多项选择题（每小题6分，共18‎ 分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）‎ ‎6.如图，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统．且该系统在外力F作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中（　　）‎ A. 合外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek B. 物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek C. 系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek D. 系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知，它们的总动能为2Ek，则A的动能为Ek，根据动能定理知：外力对物体A所做总功的绝对值等于物体A动能的变化量，即Ek，故A正确，B错误；系统克服摩擦力做的功等于系统的动能和弹簧的弹性势能，所以系统克服摩擦阻力做的功不可能等于系统的总动能2Ek故C错误；系统的机械能等于系统的动能加上弹簧的弹性势能，当它们的总动能为Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动，系统克服阻力做的功一定等于系统机械能的减小量，D正确。所以AD正确，BC错误。‎ 考点：功能关系 ‎【名师点睛】本题主要考查了功能关系。用一水平拉力F作用在B上，在此瞬间，B运动，A由于地面的摩擦力作用保持静止，弹簧被拉长，具有了弹力，根据胡克定律，弹力f=k△x，随△x的增大，弹力越来越大，达到一定程度，克服地面对A的摩擦力，使A开始运动起来，物体A、B组成的系统在拉力F作用下，克服A、B所受摩擦力一起做匀加速直线运动；对AB和弹簧组成的系统来说，它们的总动能为Ek时撤去水平力F，系统具有动能和弹簧被拉长的弹性势能，最后系统停止运动，弹性势能和动能都克服摩擦力做了功．根据功能关系因此得解。‎ ‎7.如图所示为某时刻从O点同时出发的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短 B. P点比Q点先回到平衡位置 C. 在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动 D. 甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、两列简谐横波在同一介质中波速相同，传播相同距离所用时间相同，故A错误；‎ B、由图可知，两列波波长之比λ甲：λ乙＝3：2，波速相同，由波速公式v得到周期之比为T甲：T乙＝3：2。Q点与P点都要经过周期才回到平衡位置。所以Q点比P点先回到平衡位置，故B错误。‎ C、两列波频率之比为f甲：f乙＝2：3，则在P质点完成20次全振动的时间内Q质点完成了30次全振动，故C正确；‎ D、两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故D正确。‎ ‎8.如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3）的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0×10－8C的滑块P（可视作质点），从x=0.l0m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=l0m/s2。则下列说法正确的是（　　）‎ A. x=0.15m处的场强大小为2.0×l06N/C B. 滑块运动的加速度逐渐减小 C. 滑块运动的最大速度约为0.1m/s D. 滑块最终在0.3m处停下 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、电势φ与位移x图线的斜率表示电场强度，则x＝0.15m处的场强EV/m＝2×106V/m，此时的电场力F＝qE＝2×10﹣8×2×106N＝0.04N，滑动摩擦力大小f＝μmg＝0.02×2N＝0.04N，在x＝0.15m前，电场力大于摩擦力，做加速运动，加速度逐渐减小，x＝0.15m后电场力小于电场力，做减速运动，加速度逐渐增大。故A正确，B错误；‎ C、在x＝0.15m时，电场力等于摩擦力，速度最大，根据动能定理得，，因为0.10m和0.15m处的电势差大约为1.5×105V，代入求解，最大速度大约为0.1m/s，故C正确；‎ D、滑块最终在处停下则满足：，处的电势，故从到过程中，电势差，电场力做，摩擦力做功，则，故滑块不能滑到处，故D错误。‎ 第II卷（本卷共72分）‎ ‎9.2010年，日本发射了光帆飞船伊卡洛斯号造访金星，它利用太阳光光压修正轨道，节约了燃料。伊卡洛斯号的光帆大约是一个边长为a 的正方形聚酰亚胺薄膜，它可以反射太阳光。已知太阳发光的总功率是P0，伊卡洛斯号到太阳的距离为r，光速为c。假设伊卡洛斯号正对太阳，并且80%反射太阳光，那么伊卡洛斯号受到的太阳光推力大小F=_____。（已知光具有波粒二象性，频率为ν的光子，其能量表达式为ε=hν，动量表达式p=h/λ)‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】在时间内，照射到光帆上的光子总能量为，由于光子的能量为，动量，因此这些光的总动量为，80%反射太阳光造成的动量变化为，根据动量定理有：，解得：。‎ ‎10.某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：‎ ‎①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；‎ ‎②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装；‎ ‎③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；‎ ‎④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源．待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示，图中O点是打点计时器打的第一个点．‎ 请你分析纸带数据，回答下列问题：‎ ‎（1）该电动小车运动的最大速度为_____m/s；‎ ‎（2）该电动小车运动过程中所受的阻力大小为_____N；‎ ‎（3）该电动小车的额定功率为_____W．‎ ‎【答案】 (1). 1.5 (2). 1.6 (3). 2.4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：‎ vm1.5m/s;‎ ‎（2）关闭小车电源，小车在摩擦力的作用下做减速运动，由，加速度 ‎ ，小车受到的摩擦阻力大小为 ‎（3）由P=Fv可得，小车的额定功率为：P=Fv=fvm=1.6×1.5W=2.4W ‎11.①小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如下左图所示，则该金属丝的直径d=_____mm。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度L=_____cm。‎ ‎②然后小明又用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻Rx约为5.0Ω，为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻，且测量时要求通过金属丝的电流在0～0.5A之间变化.根据下列提供的实验器材，解答如下问题：‎ A、量程0.1A，内阻r1=1Ω的电流表A1‎ B、量程0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表A2‎ C、滑动变阻器R1全电阻1.0Ω，允许通过最大电流10A D、滑动变阻器R2全电阻100Ω，允许通过最大电流0.1A E、阻值为29Ω的定值电阻R3‎ F、阻值为599Ω的定值电阻R4‎ G、电动势为6V的蓄电池E H、电键S一个、导线若干 ‎（a）根据上述器材和实验要求完成此实验，请在虚线框内画出测量该金属丝电阻Rx的实验原理图（图中元件用题干中相应的元件符号标注）。‎ ‎（ ）‎ ‎（b）实验中测得电表A1示数为I1，A2表示数为I2，其它所选的物理量题目中已给定，请写出电阻丝的电阻表达式Rx=_____.‎ ‎【答案】 (1). d= 3.206(3.205~3.207) (2). 5.015 (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由于没有电压表，可以根据题进行改装，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图．‎ ‎【详解】（1）螺旋测微器的读数为；游标卡尺读数为 ‎（2）因为要求电流在0~0.5A范围内变化，所以电流表选择，由于没有电压表，所以需要用电流表改装，电源电动势为6V，通过阻值为59Ω的定值电阻和表头串联改装电压表；滑动变阻器选择允许通过最大电流为10A的，原理图如图所示 ‎②根据欧姆定律和串并联电路特点得电阻的电压为，电阻丝的电阻表达式 ‎12.如图所示，上表面光滑下表面粗糙的木板放置于水平地面上。可视为质点的滑块静止放在木板的上表面。t=0时刻，给木板一个水平向右的初速度v0，同时对木板施加一个水平向左的恒力F，经一段时间，滑块从木板上掉下来。已知木板质量M=3kg，高h=0.2m，与地面间的动摩擦因数µ=0.2；滑块质量m=0.5kg，初始位置距木板左端L1=0.46m，距木板右端L2=0.14m；初速度v0=2m/s，恒力F=8N，重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎（1）滑块从离开木板开始到落至地面所用时间；‎ ‎（2）滑块离开木板时，木板的速度大小；‎ ‎（3）从滑块离开木板到落到地面的过程中，摩擦力对木板做的功。‎ ‎【答案】（1）0.2s（2）0.6m/s（3）-0.8J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设滑块从离开木板开始到落到地面所用时间为 ‎，以地面为参考系，滑块离开木板后做自由落体运动，根据运动学公式知：‎ 解得： ‎ ‎（2）以木板为研究对象，向右做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：‎ 解得：，则木板减速到零所经历的时间：‎ 所经过的位移： s10.4m ‎ 由于s1＜L1＝0.46m，表明这时滑块仍然停留在木板上。 ‎ 此后木板开始向左做匀加速直线运动，摩擦力的方向改变，由牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ 滑块离开木板时，木板向左的位移 ‎ 该过程根据运动学公式：s2 ‎ 解得：t2＝1.8s 滑块滑离瞬间木板的速度 ‎ ‎（3）滑块离开木板后，木板所受地面的支持力及摩擦力随之改变，由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 故木板在t0这段时间的位移为 s3＝v2t0‎ 代入数据解得 s3m 滑块离开木板到落到地面过程中，摩擦力对木板做的功为 代入数据解得 Wf＝﹣8.0J ‎13.如图所示，两条足够长的平行金属导轨固定在水平面上，导轨平面与水平面间的夹角为θ=37°，导轨间距为L=1m，与导轨垂直的两条边界线MN、PQ内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0=1T，MN与PQ间的距离为d=2m，两个完全相同的金属棒ab、ef用长为d=2m的绝缘轻杆固定成“工”字型装置，开始时金属棒ab与MN 重合，已知每根金属棒的质量为m=0.05kg，电阻为R=5Ω，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,在t=0时,将“工”字型装置由静止释放，当ab边滑行至PQ处恰好开始做匀速运动，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。‎ 求:（1）“工”字型装置开始做匀速运动时的速度是多少？‎ ‎（2）“工”字型装置从静止开始，直到ef离开PQ的过程中,金属棒ef上产生的焦耳热Qef是多少？‎ ‎（3）若将金属棒ab滑行至PQ处的时刻记作t=0，从此时刻起,让磁感应强度由B0=1T开始逐渐增大，可使金属棒中不产生感应电流,则t=0.5s时磁感应强度B为多大？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）在达到稳定速度前，装置的加速度逐渐减小，速度逐渐增大，‎ 做匀速运动时，有，，‎ 代入已知数据可得 ‎（2）从运动到匀速的过程中，根据能量守恒可得，重力势能减小转化为动能，摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热有，解得 在匀速的过程中 电路中上产生的热量 金属棒ef上产生的焦耳热是 ‎（3）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动，故 得，‎ 设t时刻磁感应强度为B，则 故t=0．5s时磁感应强度为 考点：考查了导体切割磁感线运动 ‎【名师点睛】本题考查了求加速度、产生的热量，分析清楚金属杆运动过程、应用安培力公式、平衡条件、牛顿第二定律、能量守恒定律即可正确解题 ‎14.在粒子物理学研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示，在真空室内的P点，能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为＋q、质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同。ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=。当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：‎ ‎（1）粒子的发射速率；‎ ‎（2）PQ两点间的电势差；‎ ‎（3）仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。‎ ‎【答案】(1) 　(2) 　　(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）当只存在匀强磁场时，α粒子由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，画出α粒子的运动轨迹，由几何知识求出α粒子做匀速圆周运动的半径，由牛顿第二定律求出α粒子的发射速率； （2）当只存在匀强电场时，α粒子做类平抛运动，由牛顿第二定律和运动学结合求解PQ两点间的电势差； （3）当仅加上述磁场时，根据几何知识确定出轨迹的圆心角，然后求出能到达直线ab 的粒子所用最长时间和最短时间．‎ ‎【详解】（1）设粒子做匀速圆周运动的半径为R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图所示：‎ 由几何知识可得 ‎ 代入数据可得粒子轨迹半径 ‎ 洛伦兹力提供向心力Bqv＝m 解得粒子发射速度为v＝‎ ‎（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达ab直线的动能相等，可知ab为等势面，电场方向垂直ab向下．水平向左射出的粒子经时间t到达Q点，在这段时间内 ‎ ‎ ‎＝L＝at2‎ 式中a＝‎ U＝Ed 解得电场强度的大小为U＝‎ ‎（3）只有磁场时，粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动，当圆弧和直线ab相切于D点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图所示．据图有 sin α＝ ‎ 解得α＝37°‎ 故最大偏转角γmax＝233°‎ 粒子在磁场中运动最大时长 ‎ 式中T为粒子在磁场中运动的周期．‎ 粒子以O2为圆心沿圆弧PC运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短．据图有 sin β＝ ‎ 解得β＝53°‎ 速度偏转角最小为γmin＝106°‎ 故最短时长 ‎【点睛】本题的突破口是确定α粒子在匀强磁场中和匀强电场中的运动轨迹，由几何知识求解磁场中圆周运动的半径．‎