福建省莆田第一中学2019届高三下学期第四次月考理科综合物理试题word版含解析

福建省莆田第一中学2019届高三下学期第四次月考理科综合物理试题word版含解析

福建省莆田第一中学2019届高三下学期第四次月考 理科综合物理试题 二．选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14-18题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.分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为1 : 3，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e。下列说法正确的是( )‎ A. 用频率为2ν单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多 B. 用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应 C. 甲、乙两种单色光照射该金属，只要光的强弱相同，对应光电流的遏止电压就相同 D. 该金属的逸出功为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故选项A错误；‎ BD、光子能量分别为：和，根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：和，逸出光电子的最大初动能之比为1:3，联立可得逸出功为：，用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应，故选项B正确，D错误；‎ C、两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知对应的遏止电压是不同的，故选项C错误；‎ ‎2.甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上以相同的速度一前一后同向匀速行驶。甲车在前且安装有ABS制动系统，乙车在后且没有安装ABS制动系统。正常行驶时，两车间距为100m。某时刻因前方突发状况，两车同时刹车，以此时刻为零时刻，其速度——时间图象如图所示，则( )‎ A. 两车刹车过程中的平均速度均为15m/s B. 甲车的刹车距离大于乙车的刹车距离 C. t=1s时，两车相距最远 D. 甲、乙两车不会追尾 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD、根据图象与坐标轴围成的“面积”表示相应时间内的位移，甲车的刹车距离为，乙车的刹车距离为，则有，所以甲、乙两车不会追尾；甲车刹车过程中的平均速度为，乙车刹车过程中的平均速度为，故选项D正确，A、B错误；‎ C、当时，两车速度相等，相距最远，故选项C错误。‎ ‎3.2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示:a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同.下列说法正确的是( )‎ A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小 B. 卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大 C. 卫星b和卫星c的线速度大小相等 D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、C项：人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力，根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得，解得：， ，由题意可知，卫星a的轨道半径小于卫星c(b)的轨道半径，故卫星a的线速度大于卫星c的线速度；卫星b和卫星c的周期相同，轨道半径相同，故卫星b的线速度等于卫星c的线速度，卫星b的向心加速度等于卫星c的向心加速度，A、B项错误，C项正确；‎ D项：由于不知道卫星的质量关系，故无法判断卫星a的机械能与卫星b的机械能关系，D项错误。‎ 故选：C ‎4.如图所示，正六面体真空盒置于水平面上，它的ADHE面与BCGF面均为金属板，BCGF面带正电，ADHE面带负电其他面为绝缘材料。从小孔P沿水平方向平行于ABFE面以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点。下列说法正确的是( )‎ A. 三个液滴在空中运动的时间相同 B. 液滴c所带的电荷量最多 C. 整个运动过程中液滴c的动能增量最大 D. 三个液滴落到底板时的速率相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、三液滴在竖直方向做初速度为零的匀加速度直线运动，水平方向做匀速度直线运动，由图示可知三液滴的水平位移，初速度相同，根据可知在空中的运动时间关系为，它们抛出点的高度相等，根据可知加速度的关系为 ‎，三个液滴质量相同的带正电液滴，根据牛顿第二定律可知液滴所带的电荷量关系为，故选项B正确，A错误；‎ CD、对液滴由动能定理得，整个运动过程中液滴的动能增量关系为，三个液滴落到底板时的速率关系为，故选项C、D错误。‎ ‎5.如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α＞β。则下列说法正确的是( )‎ A. A的向心力等于B的向心力 B. 容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力 C. 若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大 D. 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下摩擦力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由于，根据向心力公式可知A的向心力大于B的向心力，故选项A错误；‎ BCD、若A不受摩擦力，根据牛顿第二定律可得，解得A的角速度，同理可得当B的摩擦力为零时，B的角速度，则有；若转动的角速度，A和B受沿容器壁向上的摩擦力，如果角速度增大，则A、B受到的摩擦力都减小；若A不受摩擦力，整体转动的角速度为，则B有向上的运动趋势，故B受沿容器壁向下的摩擦力，故选项D正确，B、C错误。‎ ‎6.图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是( )‎ a b A. 图a中，A1的电阻值大于L1的电阻值 B. 图a中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图b中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图b中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、图a中，断开开关瞬间，灯泡闪亮的原因是闭合S1，电路稳定后灯的电流小于的电流，由此可知灯的电阻大于的电阻，故选项A正确，B错误；‎ CD、图b中，闭合开关瞬间，对电流由阻碍作用，灯A2逐渐变亮, 而另一个相同的灯A3立即变亮，所以中电流与变阻器R中电流不相等；电路稳定后，两只灯泡发光的亮度相同，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器与的电阻值相同，故选项C正确，D错误。‎ ‎7.如图所示，在一光滑绝缘水平面上的圆形区域内存在方向竖直向下的匀强磁场，一质子源位于磁场边界上的A点，该质子源可沿水平面向磁场内的各个方向发射质子。当质子的速率为v1时，磁场边界上有质子射出的圆弧所对应的圆心角为α,当质子的速率为v2时，磁场边界上有质子射出的圆弧所对应的圆心角为β。已知α=2β,不计质子间的相互作用，下列说法正确的是( )‎ A. v1:v2=2:1‎ B. α越小，v1 与v2的比值越大 C. 若α=120°，则v1:v2=：1‎ D. 若α=60°，则速度大小为v1的质子做圆周运动的半径与磁场边界圆的半径相等 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当质子的速率为时，由几何关系可知质子做圆周运动的轨道半径，当质子的速率为时，由几何关系可知质子做圆周运动的轨道半径，根据质子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦磁力提供向心力则有，解得，则有；若越小，则有越小，越大，所以 与的比值越大；若，则有；若，则速度大小为的质子做圆周运动的半径为，故选项B、C正确，A、D错误。‎ ‎8.如图所示，A、B、C三点在同一水平面上,D点在B点正上方,A、C到B的距离均为d，D到B点的距离为,AB垂直于BC空间存在着匀强电场，一个质量为m、电荷量为+q的粒子从A移到D时电场力做的功为零，从C到D时电场力做的功也为零，从B移到D时克服电场力做的功为W，则下列说运正确的是( )‎ A. 带电粒子从A移到C时电场力做的功一定为零 B. 电场强度既垂直于AD，又垂直于AC C. 电场强度的大小为 D. C点和B点间的电势差大小为 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据公式，可知A、C、D三点的电势相等，即，所以带电粒子从A移到C时电场力做的功一定为零；根据电场线与等势面相互垂直可知电场强度既垂直于AD，又垂直于AC；根据公式可知B、D两点的电势差为，所以C点和B点间的电势差大小为，电场强度的大小为，故选项A、B、D正确，C错误。‎ 三、非选择题：共174分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题 为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎9.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出一定电压，两光电传感器与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。‎ ‎(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1______△t2 (选填“>”“=”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。‎ ‎(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d测量结果如图丙所示，则d=______mm。‎ ‎(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、两光电门间距离L、滑块的质量M和d已知，重力加速度为g，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，则上述物理量间应满足关系式___________。‎ ‎【答案】 (1). = (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)‎ 如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平；‎ ‎(2)螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为，所以最终读数为：；‎ ‎(3)要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，，，滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量，如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒， 即：。‎ ‎10.热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料，可用于测温。某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化（关系式为：Rt＝kt+b，其中k>0，b<0，t为摄氏温度）的热敏电阻，把一灵敏电流计改装为温度计。除热敏电阻和灵敏电流计外，还用到如下器材：1.直流电源（电动势为E，内阻不计）；2.滑动变阻器；3.单刀双掷开关；4.标准温度计；5.导线及其他辅助材料。该同学设计电路如下图所示，按如下步骤进行操作。‎ ‎(1)按电路图连接好器材。 ‎ ‎(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路。‎ ‎(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5 ℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关。请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I＝________。‎ ‎(4)根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计。根据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？________(填“是”或“否”)。‎ ‎【答案】 (1). (2)a (2). c (3). (3) (4). (4)右 (5). 否 ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(2)根据实验的原理可知，需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值，结合滑动变阻器的使用的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，乙保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路；‎ ‎(3)当温度为时，热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为：，根据闭合电路的欧姆定律可得： ‎ ‎(4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的。‎ ‎11.如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g,求：‎ ‎（1）B物块的质量；‎ ‎（2）交换位置释放后，B着地的速度大小。‎ ‎【答案】(1)mB=2m；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 以AB组成的整体为研究对象，根据动能定理求出绳断瞬间两物块的速率；绳断瞬间物块B与物块A的速度相同，此后B做竖直上抛运动，根据机械能求出B上升的最大高度。‎ ‎【详解】(1)初始时，A、B平衡，对系统有：‎ ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(2)交换后，对系统由动能定理：‎ ‎ ‎ 解得：。‎ ‎【点睛】本题连接体问题，运用动能定理和机械能守恒定律结合处理，也可以根据牛顿定律和运动学公式结合研究．‎ ‎12.如图所示，两彼此平行的金属导轨MN、PQ水平放置，左端与一光滑绝缘的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“>”形金属框架NDQ，∠NDQ=1200，ND与DQ的长度均为L，MP右侧空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。导轨MN、PQ电阻不计，金属棒与金属框架NDQ单位长度的电阻值为r，金属棒质量为m，长度与MN、PQ之间的间距相同，与导轨MN、PQ的动摩擦因数为。现让金属棒从曲面上离水平面高h的位置由静止释放，金属棒恰好能运动到NQ边界处。‎ ‎(1)刚进入磁场时回路的电流强度i0；‎ ‎(2)棒从MP运动到NQ所用的时间为t，求导轨MN、PQ的长度s；‎ ‎(3)棒到达NQ后，施加一外力使棒以恒定的加速度a继续向右运动，求此后回路中电功率的最大值pmax。‎ ‎【答案】；；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)金属棒从光滑绝缘曲面向下运动，机械能守恒，设刚进入MP边界时，速度大小为，则： ‎ 解得： ‎ 刚进入磁场时产生的感应电动势： ‎ 导轨宽度： ‎ 回路电阻： ‎ 联立可得： ‎ ‎(2)设长度为S，从MP到NQ过程中的任一时刻，速度为，在此后无穷小的时间内，根据动量定理： ‎ 得： ‎ ‎(3)金属棒匀加速运动， ‎ 切割磁感线的有效长度为： ‎ 产生感应电动势： ‎ 回路的瞬时电阻：‎ 功率：‎ 金属棒运动到D点，所需的时间设为，则有： ‎ 解得： ‎ 当时， ‎ ‎13.下列说法正确的是____________。‎ A．熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态 B．内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化 C．根据热力学第二定律可知，各种形式的能可以相互转化 D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变 E. 随着科学技术的发展，绝对零度可以达到 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、熵是物体内分子运动无序程度的量度，熵较大的宏观状态也就是无序程度较大的宏观状态，故选项A正确；‎ B、根据热力学第二定律可知，一切宏观过程都具有方向性，即内能不可以全部转化为机械能，故选项B正确；‎ C、根据能量守恒定律可知各种形式的能可以相互转化，而热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律，故选项C错误；‎ D、由热力学第一定律知，外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变，故选项D正确；‎ E、绝对零度不可达到，故选项E错误。‎ ‎14.如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、到达状态d，已知一定质量的理想气体的内能与温度满足（k为常数）。该气体在状态a时温度为，求：‎ ‎①气体在状态d时的温度 ‎②气体从状态a到达状态d过程从外界吸收的热量 ‎【答案】①Td =3T0 ② Q= 2kT0﹢6p0V0‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由a到d气体发生等压变化，由盖吕萨克定律可以求出气体的温度；求出气体做的功，然后应用热力学第一定律求出从外界吸收的热量；‎ ‎【详解】解：①状态a与状态d压强相等，由：‎ 可得：‎ ‎② 依题意可知：， ‎ 由热力学第一定律，有：‎ 其中：‎ 联立可得：‎ ‎15.如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为4cm，周期为0.2s，在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动。在t=0.55s时，x轴上距e点6m的某质点第二次到达最高点，则_________‎ A. 该机械波的波长4m B. 该机械波在弹性介质中的传播速度为10m/s C. 图中相邻质点间距离为1m D. 当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波谷 E. 当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ 根据题意可知波的周期为0.2s，t=0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，经过t=0.05s，e点第一到达最高点．t=0.55s时，x轴上距e点6.0m的某质点第一次到达最高点，则知该质点的振动比e点落后一个半周期，即，所以波长为 λ=4m，波速为 v=20m/s，故A正确，B错误；由波的周期为 T=0.2s，后一质点比前一质点迟，开始振动，可知相邻质点间的距离等于，即为1m，故C正确；因为c、d相差四分之一波长，所以当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波峰，故D错误；g点比b点早振动四分之一周期，多振一个振幅，即当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm，故E正确。所以ACE正确，BD错误。‎ ‎16.如图表示一个盛有某种液体的槽，槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中，底边AB上有一个点光源D，其中BD=AB。 ‎ P为BC边的中点，若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩P点的上半部分，试 ‎（1）作出光线从D点传播到液面光路图 ‎（2）求槽内液体的折射率应为多大？‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1) 可用图示平面内的光线进行分析，只讨论从右侧观察的情形，由点光源D发出的光线PD恰好在液面发生全发射，从D点传播到液面的光路图如图 ‎(2)有几何关系可得入射角为：‎ 由临界公式可得：‎ 折射角为：‎ 由折射定律可得：‎ 又 解得：‎