湖南省长沙市长郡中学2019届高三二模考试物理试题 Word版含解析

湖南省长沙市长郡中学2019届高三二模考试物理试题 Word版含解析

www.ks5u.com ‎2019年湖南省长沙市天心区长郡中学高考物理二模试卷 一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）‎ ‎1.一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下，研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况，通过分析数据，画出了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v—t图象如图所示，则对运动员的运动，下列说法正确的是 A. 0～10s内位移大小为100m B. 10s～15s内加速度逐渐增大 C. 0-10s内运动员所受阻力逐渐增大 D. 10s～15s内运动员所受阻力逐渐増大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】0～10s内，若运动员匀加速下降，则位移为，由图像可知运动员的位移大小大于100m，选项A错误；v-t图像的斜率等于加速度，可知10s～15s内加速度逐渐减小，选项B错误；0～10s内运动员向下的加速度逐渐减小，根据mg-f=ma所受阻力逐渐增大，选项C正确；10s～15s内运动员向上的加速度逐渐减小，根据f -mg=ma，所受阻力逐渐减小，选项D错误.‎ ‎2.2019年1月3日嫦娥四号月球探測器成功软着陆在月球背面的南极一艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探測器。如图所示，在绕月桶圆轨道上，已关闭动力的探月卫星仪在月球引力作用下向月球靠近，并在B处卫星轨道变轨进人半径为、周期为T的环月圆轨道运行。已知引力常量为G，下列说法正确的是 - 18 -‎ A. 图中探月卫星飞向B处的过程中动能越来越小 B. 图中探月卫星飞到B处时应减速才能进入圆形轨道 C. 由題中条件可计算出探月卫星受到月球引力大小 D. 由题中条件可计算月球的密度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在椭圆轨道上，探月卫星向月球靠近过程，万有引力做正功，根据动能定理，卫星的动能要增加，故A错误；图中探月卫星飞到B处时应制动减速才能进入圆形轨道，从而被月球俘获，选项B正确；探月卫星质量未知，故由题设条件无法计算探月卫星受到月球引力大小，故C错误；在环月轨道，万有引力提供圆周运动向心力，有：，可得中心天体质量：，但是由于不知道月球的半径，则无法求解月球的密度，故D错误。‎ ‎3.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量，其中n＝2,，3，……。若氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为v，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知：；能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足：，解得，故选C.‎ - 18 -‎ ‎4.如图所示，内壁光滑的绝缘真空细玻璃管竖直放置，A、B端分别固定带电小球a、b，另一带电小球c(其直径略小于管内径)位于AB中点O，处于静止状态，小球均带正电。轻晃玻璃管可观察到小球c在O点附近的M、N点间上下运动。下列说法正确的是 A. M、N两点的电势相等 B. 小球c在运动过程中机械能守恒 C. 小球a的电荷量等于小球b的电荷量 D. 小球c从O点运动到N点电场力做负功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．小球c开始静止在O点，知重力和电场力平衡，可知b球对c球的库仑力大于a球对c球的库仑力，则小球a的电量小于小球b的电量，小球a和小球b的电量不等，故关于ab中点O对称的两点M、N电势不等，故AC错误；‎ B．小球在振动的过程中，除重力做功以外，电场力做功，机械能不守恒，故B错误；‎ D．小球c从O点运动到N点的过程是减速向下运动，合力向上，重力向下，则电场力向上，电场力做负功，故D正确。‎ ‎5.如图所示，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，它们的质量相等，在甲图用力F1推物体，在乙图用力F2拉物体，两种情况下，力与水平方向所成夹角相等，物体都做匀速运动，经过相同的位移，则F1和F2大小关系、F1对物体功W1和F2对物体做功W2关系满足 A. F1= F2 B. F1< F2 C. W1W2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 18 -‎ ‎【详解】对甲图中物体受力分析，受推力、重力、支持力和摩擦力，如图1根据平衡条件，有x方向：；y方向：；其中：；解得；‎ 对乙图物体受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，如图2根据平衡条件，有x方向：；y方向：；解得；比较两式，得到；由于位移相同，力与水平方向夹角相等，根据恒力做功的表达式，得到，，故，故选D。‎ 二、多选题（本大题共5小题，共28.0分）‎ ‎6.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是 A. 阴影部分的面积表示电源总功率 B. 阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C. 当满足＝时，电源输出功率最大 D. 当满足＝β时，电源效率等于50％‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ - 18 -‎ ‎【详解】阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，P=UI为电源的输出功率，故AB错误；当满足时，内外阻相等R=r，输出功率最大，电源的效率，故CD正确。‎ ‎7.如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R．Ox轴平行于金属导轨，在0≤x≤4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x（以m为单位）的分布规律为B=0.8-0.2x（T）．金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨运动，金属棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．设在金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒（　　）‎ A. 在与处的电动势之比为1：3‎ B. 在与处受到磁场B的作用力大小之比为3：1‎ C. 从到与从到的过程中通过R的电荷量之比为5：3‎ D. 从到与从到的过程中R产生的焦耳热之比为5：3‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由功率的计算式： 知道由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m 的过电功率保持不变，所以E应不变，选项A错误。由安培力公式F=BIL 及P=EI知： ，所以选项B正确。由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中，R的电功率保持不变，由P=I2R知道R中的电流相等，再由安培力公式F=BIL，所以F-x图象如图所示显然图象与坐标轴围成的面积就是克服安培力做的功，即R - 18 -‎ 产生的热量，所以：，所以选项D正确。因为根据D选项热量Q=I2Rt，热量之比为5：3，电流相同，说明时间之比为5：3，因此电量 ，选项C正确。‎ ‎8.一块足够长的白板静止于水平桌面上，一可视为质点、质量为m的石墨块静止在白板上，石墨块与白板间动摩擦擦因数为，重力加速度为g。从某时刻起，使白板瞬时获得速度v0做匀速直线运动，石墨块将在板上划下黑色痕迹。经过时间t白板突然停下，不再运动。不计石墨块与板摩擦过程中损失的质量，在石墨块也停止运动时，白板上黑色痕迹的长度及二者相对运动过程中产生的热量可能是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】在时间t内，石墨块可能一直匀加速，也可能先匀加速后匀速；石墨匀加速时，根据牛顿第二定律，有，解得：。‎ ‎①如果时间t内，石墨块一直匀加速，加速的位移，时间t内，相对白板的位移；时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为，二者相对运动过程中产生的热量。‎ ‎②如果先匀加速，后匀速，时间t内，石墨位移，相对白板的位移；时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为 - 18 -‎ ‎，二者相对运动过程中产生的热量。‎ ‎③如果加速的末速度恰好为，则石墨的位移，相对白板的位移。经过时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为，二者相对运动过程中产生的热量。‎ 综上，AC两项正确，BD两项错误。‎ ‎9.关于热现象，下列说法正确的是 A. 将1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度d，可认为是油酸分子的直径 B. 假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离r0时，分子势能最低 C. 符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生 D. 如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管 E. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功900 J，同时汽缸向外散热210 J，汽缸里空气的内能增加了1 110 J ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】将1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度d，可认为d是油酸分子的直径，选项A正确；假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离r0时，由于从无穷远到平衡距离的过程中分子力做正功，则分子势能减小，即在平衡位置时分子势能最低，选项B正确；根据热力学第二定律可知，符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能真的发生，选项C错误；根据毛细现象可知，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，选项D正确；用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功900J，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能增加了900J-210J=690J，选项E错误.‎ - 18 -‎ ‎10.有两列率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则________‎ A. a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱 B. 从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为4A C. 从图示时刻经过半个周期，g处质点加速向平衡位置运动 D. 从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零 E. 从图示时刻经过半个周期，b处质点通过的路程为2A ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据两波在质点处的振动得到质点合振动，根据波的传播方向及几何关系得到质点位移及振动方向，从而得到质点振动及运动路程。‎ ‎【详解】A、a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，故a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱，故A正确；‎ BC、根据几何关系可知：两波波谷同时传播到e，g；故e，g均为振动加强点，振幅为2A；那么，从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为2×2A=4A；由e为连线的中点，可得：图示时刻两波在e点都处于平衡位置向下运动，故图示时刻质点g位移为正，在向平衡位置运动，故从图示时刻经过半个周期，g处质点位移为负，在向平衡位置运动，故B、C正确；‎ D、d为振动加强点，那么，d点振动周期不变，振幅为2A，故从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅为2A，故D错误；‎ - 18 -‎ E、b为振动减弱点，又两列波振幅均为A，所以两列波在b点的合振幅等于0，从图示时刻经过半个周期，b处质点通过的路程为0，故E错误；‎ 故选ABC。‎ 三、实验题探究题（本大题共2小题，共15.0分）‎ ‎11.在课外兴趣小组实验时，某同学利用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系。‎ 操作步骤如下：‎ a．小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；‎ b．在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤a，小物块落点分别记为M2、M3、M4…；‎ c．测量相关数据，进行数据处理。‎ ‎（1）为求出小物块抛出时的速度大小，需要测量下列物理量中的______（填正确答案标号）。‎ A．橡皮筋的原长x               B．橡皮筋的伸长量△x C．桌面到地面的高度h         D．小物块抛出点到落地点的水平距离L ‎（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…．若功与速度的平方成正比，则若以W为横坐标、以L2为纵坐标作图，得到的图象是______‎ A．直线    B．抛物线    C．双曲线    D．无法确定 ‎（3）若考虑物块从释放位置到桌子边沿克服阻力做的功，请在图2中画出（2）中的大致图象形状；‎ ‎（4）根据（3）中画出的图象______（“能”、“不能”）说明动能的增量与合力做功的关系。‎ - 18 -‎ ‎【答案】 (1). CD (2). A (3). 能 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小物块在橡皮筋的作用下离开桌面做平抛运动，由水平位移和竖直就能求出平抛的初速度， ，所以要测量桌面的高度h，小物块抛出点与落地点的水平距离L。‎ ‎（2）由动能定理有： ，由此看出W与L2是一次函数的关系，画出的L2-W图象是直线。‎ ‎（3）若考虑桌面阻力所做的负功，则由动能定理有： ，所以有 ，画出图象如图所示。‎ ‎（4）若L2与W是直线关系，则可证明两者是线性关系，即合力所做的功等于动能的增加量。‎ ‎12.有一只毫安表mA，满偏电流为9.90mA，内阻约为300Ω，要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表，其电路原理如图所示，图中A是量程为2A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源。‎ - 18 -‎ ‎（1）完善下列实验步骤：‎ ‎①将实物图按电路原理图连线；‎ ‎②将滑动变阻器的滑动头调至______端（填“a”或“b”），电阻箱R0的阻值调至零；‎ ‎③合上开关；‎ ‎④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为1A；‎ ‎⑤调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会______（增“增大”、“减小”或“不变”）；‎ ‎⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数为______A，同时毫安表指针满偏。‎ ‎（2）回答下列问题：（结果保留三位有效数字）‎ ‎①在完成全部实验步骤后，电阻箱读数为3.1Ω，由此可知毫安表头的内阻为______Ω。‎ ‎②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为_____A。‎ ‎【答案】（1）①连线如图（3分）‎ ‎②b（ 2分）⑤减小 （ 2分）‎ ‎（2）①310 Ω ‎② 0．495 A（0．494～0．496均可）（各2分）‎ ‎【解析】‎ - 18 -‎ 四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）‎ ‎13.我国的动车技术已达世界先进水平，“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席。所谓的动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起。某中学兴趣小组在模拟实验中用4节小动车和4节小拖车组成动车组，总质量为m=2kg，每节动车可以提供P0=3W的额定功率，开始时动车组先以恒定加速度启动做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度vm=6m/s并开始匀速行驶，行驶过程中所受阻力恒定，求：‎ ‎（1）动车组所受阻力大小和匀加速运动时间；‎ ‎（2）动车组变加速运动过程中的时间为10s，求变加速运动的位移。‎ ‎【答案】（1）2N 3s（2）46.5m ‎【解析】‎ ‎（1）动车组先匀加速、再变加速、最后匀速；动车组匀速运动时，根据P=Fv和平衡条件求解摩擦力，再利用P=Fv求出动车组恰好达到额定功率的速度，即匀加速的末速度，再利用匀变速直线运动的规律即可求出求匀加速运动的时间；（2）对变加速过程运用动能定理，即可求出求变加速运动的位移．‎ ‎（1）设动车组在运动中所受阻力为f，动车组牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时：F=‎ 动车组总功率：，因为有4节小动车，故 ‎ 联立解得：f=2N ‎ 设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为Fʹ，匀加速运动的末速度为 由牛顿第二定律有：‎ 动车组总功率：，运动学公式：‎ 解得匀加速运动的时间：‎ ‎（2）设动车组变加速运动的位移为x，根据动能定理：‎ - 18 -‎ 解得：x=46.5m ‎14.如图，光滑水平桌面上有一个矩形区域 abcd，bc长度为2L，cd长度为1.5L，e、f分别为ad、bc的中点。efcd区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电荷量为+q的绝缘小球A静止在磁场中f点。abfe区域存在沿bf方向的匀强电场，电场强度为，质量为km的不带电绝缘小球P，以大小为的初速度沿bf方向运动。P与A发生弹性碰撞，A的电量保持不变，P、A均可视为质点。‎ ‎(1)试求碰后A在磁场中做圆周运动的半径 ‎(2)若k＝1，试分析A从ed边何处离开磁场:‎ ‎(3)若A从ed边中点离开磁场，求k的可能值和A在磁场中运动的最长时间 ‎【答案】（1）；（2）；（3）；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）P初速度，设P、A碰后的速度分别为和，‎ 由动量守恒定律：‎ 由机械能守恒定律：‎ 可得：‎ 设A在磁场中运动轨迹半径为R，由牛顿第二定律：‎ 可得 ‎（2）当k=1时，R=L - 18 -‎ 如图1，易得离开磁场点离e点距离 ‎（3）令z点为ed边的中点，分类讨论如下：‎ ‎（ⅰ）A球在磁场中偏转一次从z点就离开磁场，如图2有 解得：‎ 由 可得：‎ ‎（ⅱ）由图可知A球能从z点离开磁场要满足，则A球在磁场中还可能经历一次半圆运动后回到电场，再被电场加速后又进入磁场，最终从z点离开。电场强度；如图3和如图4，由几何关系有：‎ - 18 -‎ 解得：或 可得：或 当时，，由于舍去 当时，，由于 此类情形取符合题意要求，即 综合（ⅰ）、（ⅱ）可得A球能从z点离开的k的可能值为：或 A球在磁场中运动周期为 当时，如图4，A球在磁场中运动的最长时间 ‎15.如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135 J，外界对气体做了90 J的功。已知状态A时气体的体积VA = 600 cm3。求：‎ ‎(1)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；‎ ‎(2)状态A时气体的压强pA。‎ ‎【答案】（i）45 J（ii）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①根据热力学第一定律有①‎ 由①代入数据得Q=+45J②‎ 即气体从外界吸收热量45J ‎②从状态A到状态B为等容变化过程，根据查理定律有③‎ - 18 -‎ 从状态B到状态C为等圧変化过程，根据盖吕萨克定律有④‎ 从状态A到状态B，外界对气体不做功；从状态B到状态C，外界对气体做的功 ‎⑤‎ 又⑥‎ 由③④⑤⑥式代入数据得：⑦‎ ‎16.如图所示为一直角棱镜的截面图，∠ACB＝90°，∠CAB＝53°，AC边长为L。一平行细光東从AB面上的O点沿垂直于AB面的方向射入棱镜，在AC面的中点P恰好发生全反射，在BC面上的M点发生反射和折射(M点图中未画出)，反射光线从AB面的O’射出。已知光在真空中的传播速度为c.(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求 ‎①该棱镜的折射率 ‎②光在棱镜中传播时从O点到O’点所用的时间。‎ ‎【答案】（1）n=1.25；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①在AC面的中点P由 得：n=1.25‎ ‎②由图可知：‎ - 18 -‎ 总路程 - 18 -‎ ‎ ‎ - 18 -‎