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文档介绍
湖南省衡阳市2019届高三三模考试物理试题 Word版含解析
www.ks5u.com 2019年湖南省衡阳市高考物理三模试卷 二、选择题:本题共8小题,毎小题6分.共48分.在毎小题给出的四个选项中,第14~18题題只有一项符合题目要求;第19~21题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分. 1.2019年春节期间上映的科幻大片《流浪地球》,很受欢迎,影片中描述的行星发动机为“重元素核聚变发动机”通过燃烧石头获得能量,所谓”重元素核聚变”指的是两个比较重(相对氘,氚)的核,产生聚变形成一个更重的核并放出能量的过程。影片中发动机燃烧石头指的是石头里的硅(Si)聚变生成铁(Fe),结合下比结合能图,下列说法正确的是( ) A. 结合能是指把原子核拆成自由核子所放出的能量 B. 比结合能越大,原子核越稳定 C. Si的比结合能比Fe的比结合能大 D. 已知硅核质量,可以算出硅核的结合能 【答案】B 【解析】 【详解】原子核是核子结合在一起构成的,要把它们分开,需要能量,这就是原子核的结合能,故A错误;比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。故B正确;Fe比Si稳定,Si的比结合能比Fe的比结合能小。故C错误;只知道硅核质量,不足以算出硅核的结合能。故D错误。 2.如图所示,质量分别为m和2m的A,B两物块,用一轻弹簧相连,将A用轻绳悬挂于天花板上,用一木板托住物块B.调整木板的位置,当系统处于静止状态时,悬挂A物块的悬绳恰好伸直且没有拉力,此时轻弹簧的形变量为x突然撤去木板,重力加速度为g,物体运动过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( ) - 17 - A. 撤去木板瞬间,B物块的加速度大小为g B. 撤去木板间,B物块的加速度大小为0.5g C. 撤去木板后,B物块向下运动3x时速度最大 D. 撤去木板后,B物块向下运动2x时速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】撤去木板瞬间,B物块受到的合力为3mg,由牛顿第二定律可知:aB=1.5g,故AB错误;当B物块受到的合外力为零时,速度最大,此时T2=2mg=kx2,又mg=kx,所以弹簧此时的伸长量x2=2x,即B物块向下运动3x时速度最大,故C正确,D错误。 3.如图所示,地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽,O为圆心、AB为水平直径、现将小球(可视为质点)从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点:若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,C、D两点等高,OC与水平方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,则下列说法正确的是( ) A. v1:v2=l:4 B. 小球从开始运动到落到凹槽上的过程中,其两次的动量变化量相同 C. 小球落在凹槽上时,其两次的重力的瞬时功率不同 D. 小球落到C点时,速度方向可能与该处凹槽切面垂直 【答案】B 【解析】 【详解】过C与D分别做AB的垂线,交AB分别与M点与N点,如图: - 17 - 则:OM=ON=R•cos60°=0.5R;所以:AM=0.5R,AN=1.5R;由于C与D点的高度是相等的,由:h=gt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移为:x=v0t,可得.故A错误;它们速度的变化量:△v=gt,二者运动的时间是相等的,则它们速度的变化量也相等,根据P=mv可知动量变化量相等。故B正确;两次的位移分别为:AD和AC,显然AC≠2AD,所以前后两次的平均速度之比不等于1:2.故C错误;球落到C点时,若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC,O点应为AM的中点,显然不是,故D错误. 4.如图,虚线I、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道I为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道,a、b、c三点分别位于三条轨道上,b点为轨道Ⅱ的远地点,b、c点与地心的距离均为轨道I半径的2倍,则 A. 卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道I的2倍 B. 卫星经过a点的速率为经过b点的倍 C. 卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍 D. 质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能 【答案】CD 【解析】 【分析】 - 17 - 根据虚线I、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道可知,本题考查“万有引力的应用“,根据万有引力定律知识进分析求解。 【详解】A项:由开普勒第三定律可得:,解得:,故A错误; B项:由公式,如果卫星在II轨道做椭圆周运动,卫星经过两个轨道交点速率为经过b点的倍,但卫星在Ⅰ轨道经过加速才能变做随圆运动,所以卫星经过a点的速率不是经过b点的倍,故B错误; C项:由公式可知,卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍,故C正确; D项:卫星越高,发射过程中要克服引力做功越多,所以质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能,故D正确。 故选:CD。 5.如图所示,用铰链将三个质量均为m小球A、B、C与两根长为L轻杆相连,B、C置于水平地面上,系统静止时轻杆竖直,现给系统一个微小扰动,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为g,则此过程中( ) A. 球A的机械能一直减小 B. 球C的机械能一直增大 C. 球B对地面的压力不可能小于mg D. 球A落地的瞬时速度为 【答案】D 【解析】 【详解】因为A、B、C组成的系统机械能守恒,在A落地前,BC运动;在A落地时,BC停止运动。由于系统机械能守恒可知,A的机械能转化为BC的动能,故A - 17 - 的机械能不可能一直减小,同理C的机械能不可能一直增大,故A B错误;在A落地前,B做减速运动,由于轻杆对B有斜向上的拉力,因此B对地面的压力可小于mg,故C错误;根据动能定理可得:mgL=mv2,解得:,故D正确。 6.如图所示为某小型水电站的电能输送示意图,输电线总电阻为r,升压变压器、降压变压器均为理想变压器。假设发电机的输出电压不变。则下列说法正确的是( ) A. 若使用的电灯减少,则发电机的输出功率不变 B. 若使用的电灯减少,则发电机的输出功率将减小 C. 若使用的电灯増多,则降压变压器的输出电压不变 D. 若使用的电灯增多,则降压变压器的输出电压将减小 【答案】BD 【解析】 【详解】输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,由于当使用灯泡减小时,输出功率减小,则输入功率也减小,故A错误,B正确;当使用灯泡增多时,功率增大,降压变压器的输出电流增大,则降压变压器的初级电流变大,输电线上的电流增大;输电线上的电压损失增大,发电机的输出电压U1不变,升压变压器匝数比不变,则次级电压U2不变,可知降压变压器的输入电压U3减小,又降压变压器的匝数比不变,故降压便器的输出电压减小。故D正确,C错误; 7.如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一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q与坐标x的关系如图中曲线所示,曲线过(0.1,4.5)和(0.15,3)两点,图中虚线为该曲线过点(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(可视为质点),从x=0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩蓀因数为0.02,取重力加速度g=10m/s。则下列说法中正确的是( ) - 17 - A. 滑块P运动过程中的电势能先减小后增大 B. 滑块P运动过程中的加速度先减小后增大 C. x=0.15m处的电场强度大小为2.0×106N/C D. 滑块P运动的最大速度为0.1m/s 【答案】BCD 【解析】 【详解】电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度可知,电场方向未变,滑块运动的过程中,电场力始终做正功,电势能逐渐减小,故A错误;电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度,则x=0.15m处的场强为: ,此时的电场力为:F=qE=2×10﹣8×2×106N=0.04N;滑动摩擦力大小为: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后电场力小于摩擦力,做减速运动,加速度逐渐增大。故BC正确。在x=0.15m时,电场力等于摩擦力,速度最大,根据动能定理得,qU﹣fx=mv2,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D正确。 8.在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框,在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是( ) - 17 - A. 当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsin θ B. t0时刻线框匀速运动的速度为 C. t0时间内线框中产生的焦耳热为mgLsin θ+ D. 离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 【答案】BC 【解析】 线框开始进入磁场时,线框处于平衡状态,此时有:mgsinθ=BIL=…① 当ab边刚越过ff′时,此时线框速度仍为v0,此时有:2BI2L-mgsinθ=ma2…② I2=…③ 由②③得:-mgsinθ=ma2…④ 联立①④可得:a=3gsinθ,故A错误; 设t0时刻速度为v,此时处于平衡状态,有:I3=…⑤ 2BI3L=mgsinθ…⑥ 联立①⑤⑥得v=,故B正确; 在时间t0内根据功能有:Q=mgLsinθ+mv02−mv2=mgLsinθ+mv2,故C正确; 离开磁场时由于安培力小于重力沿斜面的分力,因此线框将做加速度逐渐减小的变加速运动,故D错误;故选BC. 二、非选择题:包括必考题和选考题部分,第22题-第32题为必考题,每个试考生都必须作答.第33题一第38题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(共129分) 9.某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律.实验的主要步骤如下: - 17 - (1)用游标卡尺测量小球A、B的直径d,其示数均如图2所示,则直径d=________ mm,用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2. (2)用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度,且自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上. (3)将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放,与球B碰撞后,测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1,球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2. (4)若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式为__________________;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足的表达式为________________________.(用测量的物理量表示) 【答案】 (1). 22.0 (2). (3). 【解析】 (1)直径d=2.2cm+0.1×0=2.20cm=22.0 mm (2)设悬线长度为L,则A球到达最低点时的速度:;碰后A球的速度:;碰后B球的速度:;若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式为m1v=m2v2-m1v1,即;即 碰撞是弹性碰撞,则还应满足的表达式为, 即:, 即:m1cos α=m1cos θ1-m2(1-cos θ2) - 17 - 点睛:此题关键是要搞清实验的原理,注意碰撞前后的速度方向;知道弹性碰撞所满足的能量关系即可列式. 10.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题: (1)在使用多用电表测量时,若选择开关找至“25V“挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为___________V (2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为E,R0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时,电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图象如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为_________Ω,该电池的电动势E=________V (3)下列判断正确的是( ) A.在图(b)中、电表的左、右插孔处分别标注着“﹣”、“+” B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大 C.欧姆表调零的实质是通过调节R,使Rx=0时电路中的电流达到满偏电流 D.电阻Rx的变化量相同时,Rx越小,则对应的电流变化量就越小 (4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果是_______。(填“偏大”“偏小”或“不变”) 【答案】 (1). 11.5 (2). 1.5×104 (3). 12 (4). AC (5). 偏大 【解析】 【详解】(1)选择开关置于“25V”时,选择表盘第二排刻度进行读数,分度值0.5V,对应刻度示数为:11.5V。 (2)根据闭合电路的欧姆定律得: , 由题图可得Ig=0.8mA,当I=0.3mA时,Rx=15 kΩ,解得 R内=15 kΩ=1.5×104Ω,E=12 V。 (3)根据电流红进黑出,在题图b - 17 - 中,电表的右、左插孔处分别标注着“+”“﹣”,故A正确;函数图象是非线性变化,导致欧姆表刻度不均匀,欧姆表的刻度盘上的示数左大右小,由于外电阻增大电路电流减小造成的,故B错误;欧姆表调零通过调节滑动变阻器R0,调节至待测电阻Rx为零(即两表笔短接)时,电流表满偏,对应欧姆表示数为零,故C正确;欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化,而且IRx切线斜率大小随待测电阻值增大而减小,即Rx阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小,欧姆表刻度左密右疏,故D错误。故选AC (4)测量原理为闭合电路欧姆定律:当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式,欧姆表内阻R中得调小, ,因R中变小,则同一Rx则电流要变小,对应电阻刻度值偏大。 11.如图所示,电动机带动倾角为θ=37°的传送带以v=8m/s的速度逆时针匀速运动,传送带下端点C与水平面CDP平滑连接,B、C间距L=20m;传送带在上端点B恰好与固定在竖直平面内的半径为R=0.5m的光滑圆弧轨道相切,一轻质弹簧的右端固定在P处的挡板上,质量M=2kg可看做质点的物体靠在弹簧的左端D处,此时弹簧处于原长,C、D间距x=1m,PD段光滑,DC段粗糙・现将M压缩弹簧一定距离后由静止释放,M经过DC冲上传送带,经B点冲上光滑圆孤轨道,通过最高点A时对A点的压力为8N.上述过程中,M经C点滑上传送带时,速度大小不变,方向变为沿传送带方向。已知与传送带同的动摩擦因数为μ=0.8、与CD段间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度大小g=10m/s2.求: (1)在圆弧轨道的B点时物体的速度 (2)M在传送带上运动的过程中,带动传送带的电动机由于运送M多输出的电能E。 (3)M释放前,系统具有的弹性势能Ep - 17 - 【答案】(1)5.0m/s(2)512J。(3)19J 【解析】 【详解】(1)M恰能过A点,由牛顿第二定律:Mg+FA=M 解得vA=m/s, 从B到A由机械能守恒:﹣Mg(R+Rcosθ)= 解得vB=5.0m/s (2)M在传送带上运动时由于vB小于皮带速度,可知物体一直做加速运动, 由μ1Mgcosθ﹣Mgsinθ=Ma 解得a=0.4m/s2 由公式:vB2-vC2=2aL,解得v=3m/s 由vB=vC+at解得t=5s; 传送带在t时间内的位移:x1=vt=40m, 由于物体对皮带有沿皮带向下的摩擦力,要维持皮带匀速运动,故电动机要额外给皮带一个沿皮带向上的牵引力,大小与物体受到的摩擦力一样大, 多做的功W=μMgcosθ•x1=512J,多输出的电能E=512J (3)设弹簧弹力对物体做功W,则从弹簧的压缩端到C点,对M由动能定理: W﹣μ2Mgx0=MvC2﹣0 解得:W=19J 可知Ep=19J 12.如图所示,绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内,其中MN段是长度为L的水平轨道,PQ段为足够长的光滑竖直轨道,NP段为光滑的四分之一圆弧,圆心为O,直线NN′右侧有方向水平向左的电场(图中未画出),电场强度E=,在包含圆弧轨道NP的ONO′P区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(边界处无磁场).轨道MN最左端M点处静止一质量为m、电荷量为q的带负电的物块A,一质量为3m为物块C从左侧的光滑轨道上以速度v0撞向物块A.A、C之间只发生一次弹性碰撞,且最终刚好挨在一起停在轨道MN上,A、C均可视为质点,且与轨道MN的动摩擦因数相同,重力加速度为g - 17 - .A在运动过程中所带电荷量保持不变且始终没有脱离轨道.A第一次到达N点时,对轨道的压力为2mg.求: (1)碰撞后A、C的速度大小; (2)A、C与水平轨道MN的动摩擦因数μ; (3)A对轨道NP的最大压力的大小. 【答案】(1);(2)(3) 【解析】 【分析】 (1)A、C发生弹性碰撞,满足动量守恒和动能守恒,列式联立求解碰后A、C的速度; (2)A在NN′右侧运动过程中,电场力和重力做功之和为0。根据动能定理列式求解A、C与水平轨道MN的动摩擦因数; (3)将重力和电场力进行等效合成,找到A对轨道NP有最大压力的位置,根据动能定理求解此位置的速度,根据牛顿第二定律求解最大压力. 【详解】(1)A、C发生弹性碰撞后的速度分别为vA、vC,则有: 3mv0=mvA+3mvC① =+② 联立①②解得:③ ④ (2)设A、C最后静止时与M点的距离为l1,A在NN′右侧运动过程中,电场力和重力做功之和为0。有 μmg(2L-l1)=⑤ - 17 - μ∙3mgl1=⑥ 联立解得③④⑤⑥μ⑦ (3)设A在N点的速度为,A从M到N的过程中,由动能定理得 ⑧ 设圆弧NP的半径为a 因为A在N点时对轨道的压力为2mg,⑨ A在NN′右侧受到的电场力F=qE=mg⑩ 重力和电场力的合力大小为F合=2mg,方向与OP夹角为。过O点沿合力方向作直线与圆弧相交于K点,当A经P点返回N点的过程中到达K点时,达到最大速度,此时A对轨道的压力最大。 A从M点到K点过程中,由动能定理可得: ⑪ 返回K点时:FN-F合-⑫ 由③⑦⑧⑨⑩⑪⑫得:FN 由牛顿第三定律得A对轨道NP的最大压力为: 13.下列说法正确的是( ) A. 已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数,可以估算铜分子的直径 B. 热量不可能从低温物体传到高温物体 - 17 - C. 一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加 D. 在一定的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,但非晶体一定不可以转化为晶体 E. 当液体与固体之间表现为浸润时,附着层内分子间的作用力表现为斥力 【答案】ACE 【解析】 【详解】已知铜的密度和摩尔质量可求摩尔体积,摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得铜分子体积,把铜分子看成球型,即可求解铜分子直径,故A正确;根据热力学第二定律可知,热量能从低温物体传到高温物体,如空调,但会引起其他的变化,故B错误;一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程,根据盖吕萨克定律可知温度升高,故气体内能一定增大,故C正确;晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化,即在一定的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,非晶体也可以转化为晶体。故D错误;液体与固体之间表现为浸润时,附着层内分子之间的作用力表现为斥力;附着层出现扩展的趋势;故E正确; 14.内径相同、导热良好的“上“形细管竖直放置,管的水平部分左、右两端封闭,竖直管足够长且上端开口与大气相通,水银将水平管中的理想气体分为两部分,各部分长度如图所示,设外界温度不变,外界气压P0=75cmHg。 (1)现再向竖直管中缓慢注入水银,直到B中气柱长度变为4.5cm求注入管中水银柱的长度? (2)如果让整个装置保持图示形状不变做自由落体运动,求竖直管内水银的高度? 【答案】(1)11.5cm;(2)18cm。 【解析】 【详解】(1)设细管的横截面积为S 对B气体:PB1LB1S=PB2LB2S 对A中气体:PA1LA1S=PA2LA2S - 17 - 且:PA1=PB1,PA2=PB2,LB1=5cm,LB2=4.5cm,LA1=10cm 代入数据解得:LA2=9cm PA2=PB2=100cmHg 又:PB2=P0+P竖2,P竖2=25cmHg 故注入水银柱的长度为: L=25cm﹣15cm+(5﹣4.5)cm+(10﹣9)cm=11.5cm (2)自由落体后,PA3=PB3=75cmHg 由PA1LA1=PA3LA3,和PB2LB2=PB3LB3 得LA3=6cm,LB3=12cm 可得竖直管内的水银柱高度为15cm+(6﹣1)cm+(12﹣10)cm=18cm 15.图1中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图象,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是________。 A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C. t=1.25×10–7 s时质点M运动到横坐标x=3.5×10–4 m处 D. 0~1.25×10–7 s内质点M的路程为2 mm E. t=1.5×10–7 s时质点N恰好处于波谷 【答案】ADE 【解析】 【详解】A、由图2知波长λ=14×10–2 mm=1.4×10–4m,由v=λf得波速v=1.4×10–4 m×1×107 Hz=1.4×103 m/s,选项A正确; - 17 - B、根据波动与振动方向间的关系,质点M开始振动的方向沿y轴负方向,选项B错误; C、质点M只会上下振动,不会随波迁移,选项C错误; D、质点M振动的周期T===1×10–7 s,由于,质点M在0~1.25×10–7s内运动的路程L=×4A=×4×0.4 mm=2 mm,选项D正确; E、t=1.5×10–7 s时波传播的距离L=1.4×103 m/s×1.5×10–7 s=2.1×10–4 m=21×10–2 mm,此时图2中横坐标x=14×10–2 mm的波谷恰好传播到质点N,选项E正确。 16.如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,∠A=30°,AB长为2m,且在AB外表面镀有水银,一束与BC面成45°角的光线从BC边的中点D射入棱镜,已知光线经AB面反射后恰好从AC面垂直射出棱镜,求棱镜对该光的折射率和从棱镜射出的位置与C点的距离 【答案】棱镜对该光的折射率是,从棱镜射出的位置与C点的距离是。 【解析】 【详解】由几何关系知,光线经AB面反射后恰好从AC面垂直射出棱镜,在AB面的入射角一定等于30°,在BC面的折射角r=30°;光线在D点发生折射时,由折射定律可知: 射出点E到C点的距离xCE=sin60°=sin60° 解得:xCE=m - 17 - - 17 -查看更多