2019届高三物理下学期开学联考试题(含解析).doc

2019届高三物理下学期开学联考试题(含解析)一、选择题：1.用如图所示的光电管研究光电效应，当滑动变阻器的滑片位于某一位置，开关S闭合时，用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，用单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，则A. a光的强度一定大于b光的强度B. a光的频率一定大于阴极K的极限频率C. b光的频率一定小于阴极K的极限频率D. 开关S断开后，用单色光a照射光电管阴极K电流计G的指针一定不会发生偏转【答案】B【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小。【详解】A项：用某种光照射金属能否发生光电效应与光的强度无关，所以无法判断a、b光的强度，故A错误；B项：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率，故B正确；C项：由于在光电管两端加了反向电压，有b光照射时，电流计G指针不发生偏转，所以无法判断是否发生光电效应，即无法判断b光的频率与阴极K的极限频率大小，故C错误；D项：由于在光电管两端加了反向电压时，电流计G的指针发生偏转即电子能从阴极运动到阳极，所以断开开关即不加反向电压时，电子一定能从阴极运动到阳极即电流计G一定发生偏转，故D错误。故应选：B。【点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目。2.如图所示，A、B两物块叠放在一起，B受到一水平向左的作用力F，A、B在粗糙的水平地面上保持相对静止地向右做直线运动，在运动过程中，下列关于A、B所受到的摩擦力的说法正确的是A. A受到水平向右的摩擦力B. A可能不受摩擦力作用C. B受到地面水平向左的摩擦力D. B可能不受地面的摩擦力作用【答案】C【解析】【分析】先对整体受力分析，根据相对地面的运动方向可知地面对B的摩擦力方向；根据合外力方向判断整体的加速度方向；隔离A可知B对A的摩擦力方向。【详解】地面粗糙，两物块的整体向右运动，则地面对整体的滑动摩擦力向左，选项C正确，D错误；因力F向左，则整体的合外力向左，加速度向左，则对A来说受到B对A向左的摩擦力，选项AB错误；故选C.3.已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为A. ba2 B. b2a C. ab D. ba【答案】A【解析】【分析】根据质量和半径的关系求得地球表面的重力加速度与火星表面重力加速度的关系，再根据竖直上抛公式求解。【详解】根据g=GMR2可知g地g火=M地M火R火2R地2=a2b；根据h=v22g可知h地h火=g火g地=ba2，故选A.【点睛】本题关键是抓住星球表面重力与万有引力相等，根据质量和半径关系求得重力加速度之比，再根据竖直上抛规律求解。4.如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，通过L1、L2、L3中的电流大小相等，L1、L2中的电流方向垂直纸面向里，L3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为A. 指向L1 B. 指向L2 C. 背离L3 D. 指向L3【答案】D【解析】【分析】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理，判断三条直导线对中心处的合力方向。【详解】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理可知，L1和L2对放在中心处的导线均为斥力，合力的方向指向L3；L3对放在中心处的导线为吸引力，方向指向L3；则三条直导线对放在中心处的导线的作用力的合力方向指向L3；故选D.5.如图所示，真空中ab、cd四点共线且ab=b=cd在a点和d点分别固定有等量的异种点电荷，则下列说法正确的是A. b、c两点的电场强度大小相等，方向相反B. b、c两点的电场强度大小不相等，但方向相同C. 同一负点电荷在b点的电势能比在c点的小D. 把正点电荷从b点沿直线移到c点，电场力对其先做正功后做负功【答案】C【解析】【详解】A、B项：由等量异种电荷的电场线分布可知，b、c两点的场强大小相等，方向相同，故A、B错误；C项：由电场线从正电荷指向负电荷即电场线由b指向c，所以b点的电势高于c点电势，根据负电荷在电势低处电势能大，即负电荷在b点的电势更小，故C正确；D项：由C分析可知，电场线从b指向c，正电荷从b沿直线运动到c，电场力一直做正功，故D错误。故应选：C。6.如图所示，变压器为理想变压器，副线圈中三个电阻的阻值大小关系为R1=R2=2r=2，电流表为理想交流电表原线圈输入正弦式交流电e=1102sin100t(V)，开关S断开时，电阻r消耗的电功率为100W。下列说法正确的是A. 通过电阻r的电流方向每秒钟变化50次B. 开关S闭合前后，电流表的示数之比为23C. 开关S闭合前后，通过电阻R1的电流之比为23D. 变压器原副线圈的匝数之比为113【答案】BD【解析】【分析】交流电的电流方向在一个周期内变化2次；变压器原副线圈的电流比等于匝数的倒数比，电压比等于匝数比；据此进行分析讨论.【详解】交流电的频率为f=2=50Hz，可知通过电阻r的电流方向每秒钟变化100次，选项A错误；开关S闭合之前，次级电阻3，次级电流I2=U23；开关S闭合之后，次级电阻2，次级电流I2=U22；开关S闭合前后次级电流比为2:3，因变压器初级和次级电流成正比，可知开关S闭合前后，电流表的示数之比为23，选项B正确；开关S闭合之前，通过电阻R1的电流IR1=I2=U23；开关S闭合之后，通过电阻R1的电流IR1=12I2=U24；开关S闭合前后，通过电阻R1的电流之比为43，选项C错误；开关S断开时，电阻r消耗的电功率为100W，可知次级电流I2=Pr=1001A=10A，次级电压有效值U2=I2(R1+r)=30V，变压器初级电压有效值U1=11022V=100V，则变压器原副线圈的匝数之比为n1n2=U1U2=11030=113，选项D正确，故选BD.7.如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是A. a和b的初速度大小之比为21B. a和b在空中运动的时间之比为21C. a和c在空中运动的时间之比为21D. a和c的初速度大小之比为21【答案】C【解析】【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移和竖直位移的大小求出运动的时间以及初速度之比【详解】根据t=2hg可知a和b在空中运动的时间之比为2：1；根据v=xt可知a和b的初速度大小之比为1：2，选项AB错误；根据t=2hg可知a和c在空中运动的时间之比为2：1；根据v=xt可知a和c的初速度大小之比为2：1，选项C正确，D错误；故选C.8.如图所示，电阻不计的导轨OPQS固定，其中PQS是半径为r的半园弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。OM是长为r的可绕O转动的金属杆，其电阻为R、M端与导轨接触良好。空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置起以角速度逆时针匀速转到OS位置。则该过程中A. 产生的感应电流大小恒定，方向为 OPQMOB. 通过OM的电荷量为r2B4RC. 回路中的感应电动势大小为Br2D. 金属杆OM的发热功率为B22r42R【答案】AB【解析】【详解】A项：由导体棒绕其端点在磁场中转动时产生的电动势为：E=Brv=Brr2=12Br2，所以产生的电动势恒定，电流恒定，由于磁场方向垂直纸面向里，由右手定则可知电流的方向为OPQMO，故A正确；B项：由公式q=R=BSR=Br24R=Br24R，故B正确；C项：由A分析可知，E=Brv=Brr2=12Br2，故C错误；D项：由闭合电路欧姆定律得：I=ER=Br22R发热功率为：P=I2R=B2r424R故D错误。故应选：AB。二、非选择题： 9.某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上，调节滑板上表面水平，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关系时，根据测得的数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象。(1)由aF图象可知小车和传感器的总质量为_kg。(保留两位有效数字)(2)图象不过坐标原点的原因是_。(3)为使图象过原点可垫高滑板的_(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做_(填“加速”“匀速”或“减速”)运动【答案】 (1). 0.50 (2). 小车与滑板之间有摩擦 (3). 右 (4). 匀速【解析】【分析】（1）a-F图象中的斜率表示质量的倒数（2）由图象可知，当F0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够；（3）根据平衡摩擦力的具体方法解答。【详解】（1）a-F图象中的斜率表示质量的倒数，由图可知，k=aF53-0.52，所以质量M=120.50kg （2）由图象可知，当F0时，加速度仍然为零，说明小车与滑板之间有摩擦，没有平衡摩擦力或平衡的不够；（3）为使图象过原点必须要平衡摩擦力，可垫高滑板的右侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做匀速运动.10.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势和内阻(电动势E约为9V，内阻r约为40)。已知该电池允许输出的最大电流为100mA。该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为3k，R为电阻箱，阻值范围09999，R0是定值电阻，阻值为100。(1)根据图甲，在虚线框中画出该实验的电路图_。(2)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转情况如图乙所示，其示数为_V。(3)改变电阻箱的阻值读出电压表的相应示数U，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E=_V，内阻r=_。(结果均保留两位有效数字)(4)用该电路测电动势，真实值和测量值的关系E真_E测。(填“大于”“小于”或“等于”)【答案】 (1). (2). 7.0 (3). 8 30 (4). 大于【解析】【分析】（1）按实际连线电路图画出电路图；（2）根据电压表应选择15V的量程进行读数；（3）本实验采取伏阻法测量电源的电动势和内阻，根据实验的原理E=I（R+R0+r）可以得到：1U=1E+rE1R0+R，结合图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻。【详解】（1）按实物图，R0与电阻箱R是串联关系，电压表测量两个电阻的总电压，画出电路图如图所示：（2）由电压表所接量程及所指的位置可知电压表的示数为7.0V。（3）根据闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+R0+r）而I=UR0+R联立可得：1U=1E+rE1R0+R结合所绘的1U1R0+R图象纵截距可得：1E=0.125V-1，从而求得：E=8.0V由图象的斜率可知：rE=0.2750.1254102A1 将求得E值代入得：r=30。（4）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理E=U+（UR0+R+URV）r，1U=1E（1+rRv）+rE1R0+R，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示 1E（1+rRv），所以E测小于E真【点睛】解决本题的关键：知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理，会根据图象测量电源的电动势和内阻，将两个非线性关系的物理量，变成两个线性关系的物理量。11.如图所示，间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值R=2的电阻连接，导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻=1的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上，金属棒与导轨接触良好，金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求：(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离；(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。【答案】（1）9m; （2）4J【解析】【分析】（1）金属棒进入磁场前在力F作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动公式列式求解进入磁场的速度；进入磁场后做匀速运动，力F等于安培力，列式求解金属棒初始位置到磁场左边界的距离；（2）根据能量关系求解电阻R产生的热量.【详解】（1）金属棒进入磁场区域前做匀加速直线运动，有：v2=2asF=ma金属棒进入磁场后，有：F=BIl I=BlvR+r 解得s=9m（2）金属棒在磁场中运动时：QR=FxRR+r 解得QR=4J12.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m。物块A以某一速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P处静止的物块B发生弹性碰撞，P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L=0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为=0.5，A、B的质量均为m=1kg(重力加速度g取10m/s2；A、B视为质点，碰撞时间极短，有阴影的地方代表粗糙段)，碰后B最终停止在第100个粗糙段的末端。求：(1)A刚滑入圆轨道时的速度大小v0；(2)A滑过Q点时受到的弹力大小F；(3)碰后B滑至第n个(n100)光滑段上的速度vn与n的关系式。【答案】(1)10m/s；（2）150N；（3）vn=100-km/s,(k100)【解析】【分析】（1）先求出滑块每经过一段粗糙段损失的机械能E，进而求得损失的总能量，根据动量守恒和和能量守恒可得A刚滑入圆轨道时的速度大小v0。（2）在最高点Q由机械能守恒求得速度，由牛顿第二定律可得弹力F。（3）算出B滑到第n个光滑段前已经损失的能量，由能量守恒得速度vn与k的关系式。【详解】（1）滑块每经过一段粗糙段损失的机械能E=mgL，解得E=0.5J设碰后B的速度为vB，由能量关系有：12mvB2=100E设碰后A的速度为vA，A、B碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒和和能量守恒有：mv0=mvA+mvB12mv02=12mvA2+12mvB2解得A刚滑入圆轨道时的速度大小v0=10m/s(2)从A刚滑入轨道到最高点Q，由机械能守恒有：12mv02=mg2R+12mv2在Q点根据牛顿第二定律得：F+mg=mv2R解得A滑过Q点时受到的弹力大小F=150N（3）B滑到第n个光滑段前已经损失的能量E损=kE由能量守恒有：12mvB2-12mvn=kE解得碰后B滑至第n个(n100)光滑段上的速度vn与k的关系式:vn=100-km/s，(k100)13.回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50K。某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程：已知状态A和B的温度均为27，状态C和D的温度均为133，下列判断正确的是_。A. 气体由状态A到B过程，温度先升高后降低B. 气体由状态B到C过程，内能保持不变C. 气体由状态C到D过程，分子间的平均间距减小D. 气体由状态C到D过程，气体对外做功E. 气体由状态D到A过程，其热力学温度与压强成正比【答案】ADE【解析】【分析】状态A和B的温度相等，经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线，根据PVT=C，把AB直线与双曲线比较可判断温度的变化；对于理想气体分子势能不计，根据温度变化可判断内能的变化；根据体积的变化可判断分子间距离的变化和气体对外做功的情况；对于体积不变，其热力学温度与压强成正比。【详解】A. 状态A和B的温度相等，根据PVT=C，经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线，沿直线由A到B，PV先增大后减小，所以温度先升高后降低，故A正确；B. 气体由状态B到C过程，体积不变，根据PVT=C，压强减小，温度降低，内能减小，故B错误；C. 气体由状态C到D过程，体积增大，分子间的平均间距最大，故C错误；D. 气体由状态C到D过程，体积增大，气体对外做功，故D正确；E. 气体由状态D到A过程，体积不变，根据PVT=C，其热力学温度与压强成正比，故E正确。故选：ADE14.如图所示，一内壁光滑开口向上的导热性能良好的圆柱形汽缸，用质量不计、横截面积为S的导热性能良好的活塞封闭了热力学温度为T1的气体，此时活塞与容器底部相距2h。现缓慢地将沙子倒在活塞上，当它与容器底部相距为h时，继续加沙子的同时通过电热丝缓慢加热气体，使活塞位置保持不变，直到气体热力学温度达到T2。已知大气压强为p0，重力加速度为g，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气。求：活塞刚与容器底部相距为h时(未加热气体)，封闭气体的压强；整个过程中倒入沙子的总质量【答案】（1）2P0 ；（2）P0s2T2T1gT1【解析】【分析】气体做等温变化，根据玻意耳定律列式可求解封闭气体的压强；根据查理定律，结合活塞的平衡方程求解沙子的质量。【详解】已知V2=12V1=Sh，p1=p0，气体做等温变化，根据玻意耳定律：p1V1= p2V2解得活塞刚与容器底部相距为h时，封闭气体的压强p2=2p0保持活塞位置不变，气体做等容变化，根据查理定律：p3T2=p2T1 由平衡条件可知：mg=(p3-p1)S解得沙子的质量：m=p0S2T2T1gT115.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示(此时波刚传到x=1m的位置)，质点振动的振幅为10cm。已知t=0.5s时，P点第二次出现波峰，则该波的传播速度为_m/s；当Q点第一次出现波谷时，P点通过的路程为_m。【答案】 (1). 14 (2). 1.1【解析】【分析】运用波形平移法可求解Q点第一次出现波峰所用时间；P质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是四个振幅，即可根据时间与周期的关系求解P点通过的路程。【详解】由题意可知该波的波长为： =4m。波沿-x方向传播的简谐横波，由波形平移知，P点起振方向向上，P点第二次出现波峰可知：t=0.5=74T，解得：T=27s，所以v=T=14ms；波传到Q时P已振动的时间为：t1=814s=47s=2T，P通过的路程为8A，Q开始向上振动到第一次到波谷用时为t2=34T ，P通过的路程为3A，所以Q通过的路程和为：11A=1.1m。【点睛】明确波形图与振动的关系是解题的关键，灵活应用波速、波长、路程、周期和频率间的关系。16.图示为直角三棱镜的截面ABC其中B=60，直角边AC的长度为L，一束单色光从D点以与AC边成30角入射到棱镜中，已知CD=2AD，棱镜对该单色光的折射率为3，光在真空中的速度为c。求：光线从BC边射出时与该边的夹角；此单色光通过三棱镜的时间。【答案】(1)光线从BC边射出时与该边的夹角为900；（2）53L6c【解析】【分析】(1)由折射定律和几何关系可以确定光射到AB边上时发生全反射，从而可以知道单色光从BC边垂直射出。(2)由几何关系得光在三棱镜中通过的距离，由v=cn得单色光在三棱镜中的速度，即可求时间。【详解】（1）由题意可知，单色光射到AC边的入射角i=600，设光从AC边入射的折射角为r，由折射定律可知：n=sinisinr，可得：r=300，由几何关系可知，该单色光在AB边的入射角也是600，设单色光从三棱镜向空气发生全反射的临界角为C，由于sinC=1n=3332=sin600，故光射到AB边上时发生全反射，光路如下图所示，反射光线与AB边的夹角是300，所以单色光从BC边垂直射出，即光线从BC边射出时与该边的夹角为900。（2）由几何关系可知，光在三棱镜中通过的距离为：X=DE+FE=L3+(2L3-Lsin3003)=5L6单色光在三棱镜中的速度：v=cn=c3此单色光通过三棱镜的时间:t=xv=53L6c