天津市南开中学2019届高三下学期第五次月考物理试题

天津市南开中学2019届高三下学期第五次月考物理试题

南开中学2019届髙三第五次月考一理科综合 物理部分 第I卷（本卷共8题，每题6分，共48分）‎ 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）‎ ‎1.下列说法正确的是（）‎ A. 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了中子，并预言了质子的存在 B. 爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 C. 玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了各种原子的光谱 D. 地球上的核电站与太阳内部主要进行的核反应类型相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，中子是由他的学生查德威克发现的，故A错误；‎ B、爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故B正确；‎ C、玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了氢原子光谱，但是不能解释其他光谱，故C错误；‎ D、地球上核电站进行的核反应是核裂变，太阳内部进行的核反应是核聚变，类型不同，故D错误；‎ ‎2.2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-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测器。如图所示，在月球椭圆轨道上，己关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行。己知引力常量为G，下列说法正确的是（）‎ A. 图中探月卫星飞向B处的过程中速度越来越小 B. 图中探月卫星飞向B处的过程中加速度越来越小 C. 由题中条件可以计算出月球的质量 D. 由题中条件可以计算出探月卫星受到月球引力大小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、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，卫星的速度要增加，故A错误；‎ B、探月卫星飞向B处的过程中受到地球的引力越来越小，受到月球的引力越来越大，故合外合外力越来越大，所以加速度越来越大，故B错误；‎ C、在环月轨道，万有引力提供圆周运动向心力，有：mr，可得中心天体质量：M，故C正确；‎ D、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D错误。‎ ‎3.如图所示，一束复合光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，a、b为折射光，c为反射光。下列说法正确的有（）‎ A. 用a、b光分别照射同一单缝做衍射实验，a光的中央亮纹比b光的中央 亮纹窄 B. 单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间 C. 保持复合光沿半径方向入射到O点，若入射点由A向B缓慢移动，则c光逐渐变暗 D. 用a、b光分别照射同一光电管，只有一种光能引起光电效应，则一定是a光 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、a光的偏折程度比b光的小，所以玻璃对a光的折射率较小，故a光的频率小，波长长。所以用a、b光分别照射同一单缝做衍射实验，a光的中央亮纹比b光的中央亮纹宽，衍射现象明显，故A错误；‎ B、a光的折射率小于b光的折射率，由v分析可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，故单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间，B正确；‎ C、入射点由A向B缓慢移动，光线射到直边的入射角增大，反射光增强，折射光减弱，则知c光逐渐变亮，故C错误；‎ D、a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率，故用a、b光分别照射同一光电管，只有一种光能引起光电效应，则一定是b光，故D错误。‎ ‎4.甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处，则下列说法中正确的是（）‎ A. 乙车的初位置在s0=80m处 B. 甲车的初速度为零 C. 乙车的加速度大小为16m/s2‎ D. 5s时两车相遇，此时甲车速度较大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC、位移时间图象的斜率等于速度，则知甲车的速度不变，做匀速直线运动，甲的速度为v甲4m/s，初速度不为零。乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处，则t＝10s时，速度为零，反过来看成乙车做初速度为0的匀加速直线运动，则xat2，根据图象可知，s0a•102，20a•52，解得：乙车的加速度大小a＝1.6m/s2，s0＝80m，故A正确，BC错误；‎ D、5s时两车相遇，此时乙的速度为 v乙＝at＝1.6×（10-5）m/s＝8m/s，乙车的速度较大，故D错误。‎ ‎5.示波管的聚焦电场是由电极A1、A2、A3、A4形成的，实线为电场线，虚线为等势线，x轴为该电场的中心轴线．一个电子从左侧进入聚焦电场，曲线PQR是它的运动轨迹，则(　　)‎ ‎ ‎ A. 电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 B. 电场中P点的电势比Q点的电势低 C. 电子从P运动到R的过程中，电场力对它先做正功后做负功 D. 若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，电子有可能做曲线运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、等势线密的地方电场线也密，因此Q点电场线比R点电场线密，故Q点的电场强度大于R点的电场强度，故A错误。‎ B、沿电场线电势降低，因此P点的电势比Q点的电势低，故B正确。‎ C、电子从低电势向高电势运动时，电场力做正功，动能增加，电势能减小，故C错误 D、在x轴上的电场线是直线，则电子在x轴上受到的电场力方向不变，沿x轴正方向，若电子沿着x轴正方向以某一速度进入该电场，则合力方向与速度方向相同，做加速直线运动，不能做曲线运动，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎【点睛】根据沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况 二、多项选择题（每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或者不答的得0分.）‎ ‎6.—理想变压器原、副线圈的匝数比为44:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线 圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是（ ）‎ A. 副线圈输出电压的有效值为5V B. 原线圈输入电压在〜T时间内的平均值为0‎ C. P向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小 D. P向左移动时，变压器的输入功率减小 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图象可知，原线圈的电压的最大值为311V，原线圈电压的有效值为：U1＝‎ ‎220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈电压的有效值为：，故A正确；‎ B、由图像可知，时，电压为0，则线圈位于中性面，磁通量为，—经历了半个周期，则时，磁通量为，原线圈输入电压在〜T时间内的平均值为，又，，解得：，故B错误；‎ CD、P左移，R变大，副线圈电流减小，所以输出功率减小，则原线圈的电流及输入功率减小，故CD正确。‎ ‎7.一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时的波的图象如图所示，质点P的平衡位置在x=8m处。该波的周期T=0.4s。下列说法正确的是（）‎ A. 质点P的振动方程是y=10sin5πt（cm）‎ B. 在0〜1.2s内质点P经过的路程24 m C. t=0.6s时质点P的速度方向沿y轴正方向 D. t=0.7s时质点P位于波谷 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、质点P振动方程是 y＝Asint＝10sin5πt（cm），故A正确；‎ B、因为t＝1.2s＝3T，所以在0～1.2s内质点P经过的路程 S＝3×4A＝12×10cm＝120cm＝1.2m，故B错误；‎ C、根据“上下坡法”知t＝0时刻质点P的速度方向沿y轴正方向，t＝0.6s＝1.5T，质点P的速度方向相反，即沿y轴负方向，故C错误。‎ D、t＝0时刻质点P的速度方向沿y轴正方向，因t＝0.7s＝1T，则t＝0.7s时质点P位于波谷，故D正确。‎ ‎8.剑桥大学物理学家海伦•杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不己的高难度动作——“爱因斯坦空翻”。现将“爱因斯坦空翻”模型简化，如图所示，自行车和运动员从M点由静止出发，经MN圆弧，从N点竖直冲出后完成空翻。忽略自行车和运动员的大小，将自行车和运动员看做一个整体，二者的总质量为m，在空翻过程中，自行车和运动员在空中的时间为t，由M到N的过程中，克服摩擦力做功为W，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）‎ A. 自行车和运动员从N点上升的最大高度为 B. 自行车和运动员在MN圆弧的最低点处于超重状态 C. 由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为零 D. 由M到N的过程中，运动员至少做功 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、上升与下降过程各占总时间的一半，即上升的最大高度hgt2，故A错误；‎ B、自行车和运动员在MN圆弧的最低点有向上的加速度，处于超重状态，故B正确；‎ C、由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为重力与时间之积，不是0，故C错误；‎ D、选取M到P过程，设由M到N运动员做功W′，由动能定理：W′﹣W﹣mgh＝0，解得：W′＝W+mghmg2t2+W，故D正确。‎ 第II卷（本卷共4题，共72分）‎ ‎9.在光滑的水平面上，质量为2kg的平板小车以速度3m/s作匀速直线运动.质量为1kg的物体竖直掉在车上（不反弹）.由于物体和车之间的摩擦，经时间0.5s后它们以共同的速度前进，在这个过程中，小车所受摩擦力的大小为_________N.‎ ‎【答案】4N ‎【解析】‎ ‎【详解】车与物体组成的系统水平方向动量守恒，设车初速度的方向为正，则：m车v车＝（m车+m物）v，代入数据得：v＝2m/s，两物体间的摩擦力大小相同，车的质量为物体质量的2倍，由牛顿第二定律：F＝ma，解得两物体的加速度是1：2的关系，即车的加速度为a，物体的加速度为2a。经时间0.5s后它们以共同的速度前进，由速度时间表达式：v＝v0﹣at＝2at，代入数据解得：a＝2m/s2，所以小车所受的摩擦力大小：f＝m车a＝2×2＝4N。‎ ‎10.为了探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系，某学生想到用气垫导轨（物体在其上面运动时可认为摩擦力为0）和光电门及质量为m的滑块来进行实验。如图所示，他将气垫导轨的一端用木块垫高，使导轨有一个倾角，将滑块从导轨上端释放，光电门自动记录滑块经过水沒光电门时，滑块上挡光片的挡光时间分别为t1、t2，用游标卡尺测得挡光片的宽度为d，用量角器测得气垫导轨的倾角为，则 ‎(1)要测出滑块的加速度还必须测出_________（同时用符号表示该测量量）。‎ ‎(2)滑块的加速度为a=_________（用上面的已知量和测量量符号表示）‎ ‎(3)要改变滑块受到的合力，只需改变_________。在利用图象探究加速度与合力的关系时，以纵轴表示加速度，在不用合力表示横轴的情况下，可用_________（填“sin”“cos或“tan”）表示横轴。‎ ‎【答案】 (1). 两光电门之间的距离x (2). (3). 气垫导轨的倾角 (4). sin ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动，通过光电门可以求出AB两点的速度，根据匀变速直线运动位移速度公式可知，要求加速度，再需要测量两光电门之间的距离x即可；‎ ‎（2）滑块经过光电门A时的瞬时速度为，滑块经过光电门B时的瞬时速度为，根据2ax得：a ‎（3）对滑块受力分析可知，滑块受到的合力F＝mgsinθ，要改变滑块受到的合力，只须改变气垫导轨的倾角θ即可，根据牛顿第二定律可知：mgsinθ＝ma，则a＝gsinθ，所以以纵轴表示加速度，在不用合力表示横轴的情况下，可用sinθ表示横轴。‎ ‎11.某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求.‎ ‎(1)为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至_________（填“最大”或“最小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置.保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx=_________Ω。‎ ‎(2)为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最大，将开关K2拨至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学的知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为：__________________；利用图象中的数据可求得，电源（内阻忽略不计）的电动势E=_________V。‎ ‎【答案】 (1). 最大 (2). 34.2 (3). (4). 4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）闭合开关K1之前，从保护电路的角度，R2的阻值应调到最大值；根据题意可知，开关K2拨至1位置和2位置时，电流表示数相同，回路中的总电阻相同，RA和R2阻值不变，所以Rx＝R1＝34.2Ω；‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律得：E＝I（R1+R2+RA），整理得：，则图象的斜率表示，在纵轴上的截距表示，结合图象得：，，解得：E＝4V，RA＝0.5Ω ‎12.为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°，成为l=2.0 m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2 m的数字圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的，其中AB与BC轨道以微小圆弧连接，如果所示，一个质量m=1 kg小物块以初速度5.0 m/s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度，取，，‎ ‎（1）求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；‎ ‎（2）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功 ‎（3）为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？‎ ‎【答案】(1)90N；(2)-16.5J；(3)≤0.32m ‎【解析】‎ ‎（1）当小球运动到点，‎ ‎．‎ ‎（2）利用动能定理可知 其中．‎ ‎．‎ ‎（3）小球运动到最高点时．‎ ‎ ．‎ ‎．‎ 根据动能定理，‎ ‎．‎ 故本题答案是：（1）90N （2）-16.5J ；（3） ‎ 点睛：本题运用了动能定理与牛顿第二定律相结合的方法解题，并知道做圆周运动的临界情况是在最高点恰好对轨道没有作用力。‎ ‎13.如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5:1，高为2h。现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落（下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直），当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动.求：‎ ‎（1）求AB边刚进入磁场时线框的速度与CD边刚进入磁场时的速度各是多少？‎ ‎（2）从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为多少:‎ ‎（3）DC边刚进入磁场时，线框加速度大小为多少？‎ ‎【答案】（1）， （2）mgh（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设AB边刚进入磁场时速度为v0，线框电阻为R，则CD=5L 由机械能守恒定律得：mgh=‎ 则：‎ AB刚进入磁场时：=mg 设DC边刚进入磁场前匀递运动时速夜为v1，线框切割磁感应线的有效长度为2L 线框匀速运动时有：=mg 解得：‎ ‎（2）从线框开始下落到CD边进入磁场前瞬间，根据能量守恒定律得：mg·3h-Q=‎ 联立得：Q=mgh ‎（3）CD刚进入磁场瞬间，线框切刺磁感应线的有效长度为3L，F1=BI1 3L 闭合电路欧姆定律得：I1=，‎ 由牛顿第二定律得：a=‎ ‎14.如图所示，平面坐标系中，有一圆形区域的匀强磁场，圆心坐标 （R，R），半径为R，与坐标轴相切于A、C两点，P、Q在Y轴上，且 PA=QA=R/2，今有两带相同电量的负电粒子甲、乙从P、Q两点分别以平行于x轴的水平速度v1、v2向右运动，并刚好同时进入圆形磁场.‎ 不计它们的重力及相互作用的库仑力.通过磁场偏转后，均能通过C 点，C点下方有一绝缘的固定圆弧形挡板MN，弧形挡板的圆心为C，半径为R，粒子碰到挡板会原速反弹，且粒子电量不变. ‎ ‎（1）若甲粒子电量为ql，质量为m1，求磁感应强度B；‎ ‎（2）若v1=v2，求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C点所用的时间之比t1:t2；‎ ‎（3）若两粒子能在运动中相遇，试求甲、乙粒子的质量之比m1:m2.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）C点相遇，，O点相遇，.‎ ‎【解析】‎ 试题分析: (1)作图确定甲乙圆心，由几何关系(菱形知识或解三角形)可以得出：圆周运动半径均为R，‎ 由，得：‎ ‎（2）两粒子运动轨迹如图虚、实线所示，半径关系：‎ 甲在磁场中运动时间，乙在磁场中运动时间 又q1=q2，v1=v2解得t1：t2=2：1；‎ 另法：在磁场中运动的路程，，已知v1=v2，所以：‎ ‎（3）甲乙轨迹显示可能相遇点为C和圆心O，‎ ‎①若相遇点为C，，得：‎ 或得：‎ 或得：‎ ‎②若相遇点为O，得：‎ 另法：，（x表示粒子运动的路程），又 考点：考查带电粒子在磁场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键是画出粒子的运动轨迹，灵活运用几何知识轨迹半径，确定轨迹对应的圆心角，即可求得粒子在磁场中运动的时间．‎ ‎ ‎