陕西省2019届高三物理下学期第一次模拟联考试题(含解析)

陕西省2019届高三第一次模拟联考理科综合物理试题

二、选择题：

1.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为

A. πR

B. 2R

C. 2πR

D. R

【答案】D

【解析】

【分析】

位移是起点到终点的有向线段．当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，找出气门芯的初位置与末位置，求出位移大小。

【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图，由几何知识得，气门芯的位移大小

x R

【点睛】对于物体的位移，关键找到起点与终点的位置，位移大

小等于起点与终点直线距离．

2.2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的：（）

A. 周期变大

B. 速率变大

C. 动能变大

D. 向心加速度变大

【答案】C

【解析】

对于绕地球运行的航天器，地球对它的外有引力提供向心力，则，

由公式可知，半径不变，周期不变，速率不变，向心加速度不变。由于质量增加，所以动能增大，故C正确，ABD错误。

故选：C。

3.频率为γ的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E k，改用频率2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)

A. E k－hγ

B. E k+hγ

C. 2hγ－E k

D. 2E k

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据光电效应方程E Km＝hγ﹣W0，则逸出功W0＝hγ﹣E Km。改用频率为2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为E Km′＝h?2γ﹣W0＝hγ+E Km．故B正确，A、C、D错误。

【点睛】本题考查最大初动能与入射光频率的关系，比较简单，关键是掌握光电效应方程

E Km＝hγ﹣W0．

4.2018年7月12日，C919大型客机102机顺利完成首次空中远距离转场飞行。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，加速1.6×103m时才能达到起飞所要求80m/s的速度。已知飞机的质量为7.0×104kg，滑跑时受到的阻力恒为重力的0.1倍，取

g=10m/s2，则在飞机滑跑的过程中

A. 飞机加速度的大小为4m/s2

B. 飞机滑跑的时间为20s

C. 飞机牵引力的功率与位移成正比

D. 飞机牵引力的最大功率为1.68×107W

【答案】D

【解析】

【分析】

根据运动学公式求得运动的时间和加速度，根据牛顿第二定律求得牵引力，利用P＝Fv求得最大功率

【详解】AB.飞机在起飞过程中做匀加速直线运动，根据x，解得t，加速度大小为a，故AB错误；

CD.飞机牵引力的最大功率P＝Fv＝1.68×107W，牵引力的功率与速度成正比，故C错误，D 正确

【点睛】本题主要考查了运动学公式和牛顿第二定律，加速度是解决问题的中间桥梁。5.圆心为O、半径为R的半圆直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为3I0和I0且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=k，其中k为常数、I为导线中电流强度、r为点到导线的距离。在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是

A. D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=30°

B. D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=45

C. D点磁感应强度为

D. D点磁感应强度为

【答案】C

【解析】

【分析】

直径所对的圆周角等于，弦切角等于圆周角，等于圆心角的一半，根据右手定则分别画出电流和在D处产生的磁场，根据平行四边形进行合成，利用几何关系求圆心角和对应的磁感应强度。

【详解】AB.在三角形，，，在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，如图则有，联立解得：，由圆的几何知识，圆心角等于圆周的2倍，可得，故AB错；

CD.由以上式子还有；且，故C正确，D错误。

【点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则的应用，

理解磁感应强度B＝k的含义，注意几何关系：圆的直径对应的圆周角为90°。

6.如图所示，一个半径R=0.75m的半圆柱体放下水平地面上，一小球从圆柱体左端A点正上方的B点水平抛出(小球可视为质点)，恰好从半圆柱体的C点掠过。已知O为半圆柱体圆心，OC与水平方向夹角为53°，重力加速度为g=10m/s2，则

A. 小球从B点运动到C点所用时间为0.3s

B. 小球从B点运动到C点所用时间为0.5s

C. 小球做平抛运动的初速度为4m/s

D. 小球做平抛运动的初速度为6m/s

【答案】AC

【解析】

【分析】

根据题意小球飞行过程中恰好与半圆轨道相切于C点，可知速度的方向与水平方向成角，根据速度方向得到在B点竖直分速度的大小，运动时间的表达式，结合水平方向的位移公式，联立求解即可．

【详解】从B到C点，小球做平抛运动，据题可知小球的速度方向与水平方向成角，由速度的分解可知，竖直分速度大小为：，水平方向有：，联立方程可解得：，，故选AC。

【点睛】解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合速度关系进行求解。

7.如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成α=30°斜向上，在电场中

有一质量为m，带电荷量为q的带电小球，用长为L不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，重力加速度为g，则以下判断正确的是

A. 小球能上升的最大高度在O点正上方L高度处

B. 小球从P到M过程中，电场力对它做功为mgL

C. 小球从P到M过程中，电场力对它做功为(+1)mgL

D. 小球运动到M时，绝缘细线对小球的拉力为2mg

【答案】AC

【解析】

【分析】

根据小球静止于M点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，电场力与重力合力为mgcot30°mg，机械能的变化取决于电场力做功．通过分析小球的受力情况判断其运动情况．

【详解】A.当小球静止于M点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，M点为等效最低点；OP方向与OM方向垂直，由对称性可知，小球能上升的最大高度在O点正上方L高度处，故A正确；

BC.电场力与重力合力为，这个方向上位移为L，所以合外力做功为合外力做功为mgL，由动能定理知动能增加量为mgL．重力势能增加量为mgL，则机械能增加量等于动能增加量mgL和重力势能增加量mgL之和，机械能的增加量即为电场力所做的功，故C正确，B错误；

D.若小球运动到M点时，W合＝F合L mgL=；在M点，有，解得，故D错误。

【点睛】本题考查了在复合场中的受力分析，关键要确定重力和电场力的合力方向和大小，通过分析受力情况，来判断小球的运动情况．

8.如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.2T，足够长的光滑水平金属导轨，左侧间距为0.6m，右侧间距为0.2m。质量均为0.02kg的金属棒M、N垂直导轨放置，开始时金属棒M、N均保持静止。现使金属棒M以10m/s的速度向右运动，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，直到M、N达到稳定状态。g=10m/s2，下列说法正确的是

A. 由M、N导体棒和导轨组成回路的磁通量先减小后不变

B. 由M、N两个导体棒组成的系统动量守恒

C. 在两棒运动的整个过程中，电路中产生的焦耳热为0.9J

D. 在两棒运动的整个过程中，通过M、N两个导体棒的电荷量相等，均为1.5C

【答案】ACD

【解析】

【分析】

根据楞次定律或右手定则可以判断出感应电流的方向；开始金属棒M向右做减速运动、N向右做加速运动，当两金属棒产生的感应电动势相等时，回路没有感应电流，两金属棒做匀速直线运动，应用动量定理可以求出两金属棒做匀速直线运动的速度；应用能量守恒定律可以求出电路产生的焦耳热；应用动量定理可以求出通过金属棒M的电荷量

【详解】A.开始金属棒M向右做减速运动、N向右做加速运动，回路的面积在减小，当回路没有感应电流时，面积不变，故由M、N导体棒和导轨组成回路的磁通量先减小后不变，故A正确；

B.M棒受到的安培力始终是N棒的三倍，M、N组成的系统外力之和不为零，动量不守恒；

C.M、N两金属棒产生的感应电动势大小相等时，回路感应电流为零，金属棒不受安培力，金属棒做匀速直线运动，即：BL M v1＝BL N v2时，两金属棒做匀速直线运动，由动量定理得：

对M：﹣BIL M t＝mv1﹣mv0，对N：BIL N t＝mv2；由能量守恒定律得：mv02mv12mv22+Q，解得：Q＝0.9J

D.回路中有电流时有电荷通过金属棒，导体棒做匀速运动时回路没有电流，从M开始减速到匀速运动过程，对M，由动量定理得：﹣BIL M t＝mv1﹣mv0，电荷量：q＝It，则：﹣BL M q＝mv1﹣mv0，代入数据：q＝1.5C，故D正确

【点睛】本题是双轨双棒问题，要注意分析两棒的运动过程，明确两棒都匀速运动时它们的感应电动势是相等的，知道动量定理是求电磁感应中电量常用的思路。

三、非选择题

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,在气垫导轨上安装个光电门,滑块上固定一遮光条

(1)用天平测得重物的质量为 ,滑块的质量为

(2)用螺旋测微器测遮光条的宽度d测量结果如图乙所示,则d=_______cm.

(3)按图甲所示组装实验装置,将滑块由静止释放测得遮光条起始位置到光电门的距离为x,遮光条通过光电门的时间为t。若实验结果表明,重物和滑块运动过程中机械能守恒,则机械能守恒的表达式为 =______(用已知量相应的字母表示,g为重力加速度).

【答案】 (1). 0.5500 (2).

【解析】

【详解】螺旋测微器读数等于5.5mm+0.00.01mm=5.500mm=0.5500cm；系统机械能守恒得：，

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(电动势E大约在9V左右，内阻r约为50Ω)。已知该电池允许输出的最大电流为150mA。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2kΩ，R为电阻箱，阻值范围0~9999Ω，R0是定值电阻，阻值为20Ω，起保护电路的作用。

(1)该同学连接好电路后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为___________V。

(2)改变电阻箱的阻值，取得多组数据，电压表的示数为U，电阻箱的示数为R，做出如图丙所示的图线，则根据该同学所做出的图线可求得该电池的电动势E=___________V，内阻

r=___________Ω。(结果保留两位有效数字)

(3)用该电路测量电源的电动势和内阻，出现系统误差的原因是______________________。【答案】 (1). 6.0 (2). 10. (3). 50 (4). 忽略电压表的内阻（或者忽略电压表的分流）

【解析】

【分析】

（1）根据电压表的读数规则读数即可；

（2）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＝U r，知，通过图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻．

（3）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理，分别从不考虑电压表的内阻和考虑电压表的内阻找出图象斜率和截距的意义去比较．

【详解】（1）量程选择了15V，由电压表读数规则可得6.0；

（2）闭合开关，调整电阻箱的阻值，读出电压表的示数，再改变电阻箱的电阻，得出多组数据．

根据E＝U r，知，

知图线的纵轴截距表示电动势的倒数，图线的斜率等于．

有：0.1，解得E＝10V．

5，解得r＝50Ω．

（3）在实验数据处理的过程中，忽略电压表的内阻的影响，故系统误差产生的原因是忽略电压表的内阻（或者忽略电压表的分流）

【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，在一等腰直角三角形ADC区域内存在垂直于纸面的匀强磁场(包含边界)，AD=DC=a。现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以某一速度v1从D点沿DA边射入磁场，后垂直于AC边射出磁场，粒子的重力忽略不计。求：

(1)磁感应强度B的大小和方向?

(2)若改变粒子射入磁场速度大小，使粒子从CD边射出，求粒子从CD边射出的最大速度v2为多少?

【答案】（1），垂直纸面向外（2）

【解析】

【分析】

（1）带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，垂直于AC边出来，做轨迹，找出几何关系进行计算即可；

（2）当粒子运动的轨迹和AC边相切时，粒子从CD边射出且速度最大，轨迹是个半圆，利用几何关系求解即可。

【详解】（1）由题意可得，带电粒子在磁场中只受洛伦兹力，所以做匀速圆周运动，由于粒子运动速度垂直CD和CE，所以粒子在圆周运动的圆心为C点。设粒子在圆周运动的半径为，则：

由以上两式可得磁感应强度的大小为：

由左手定则可得，磁感应强度的方向为垂直于纸面向外。

（2）当粒子运动的轨迹和AC边相切时，粒子从CD边射出且速度最大。设粒子做圆周运动的半径为，由几何图形可得：

【点睛】正确地画出轨迹，找出几何关系是解题的关键。

12.如图所示，在某游戏类娱乐节目中，要求挑战者顺利通过反向运行的跑步机皮带，看谁用时最短。有一个平台与跑步机皮带水平紧挨，跑步机皮带长L2=32m，且皮带以v0=1m/s的恒定速率转动。一位质量m=50kg的挑战者在平台上的O点从静止以a1=2m/s2的加速度开始出发，之后以a2=1m/s2的加速度在跑步机上往前冲，在跑步机上的B处不慎跌倒，经过t0=4s 爬起，顺利通过剩余的路程。已知O点与跑步机左端A点距离L1=4m，A、B两点水平距离L3=10m，挑战者与跑步机皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)挑战者在跑步机上跌倒瞬间的速度为多少?

(2)挑战者从皮带上爬起瞬间与皮带最右端C点的距离为多少?

【答案】（1）（2）

【解析】

【分析】

（1）挑战者在平台上做匀加速直线运动，冲上跑步机后以新的加速度继续做匀加速直线运动，利用分阶段利用速度位移公式即可求解；

（2）在B点跌倒后，由于瞬时速度大于传送带速度，速度方向向右，故做减速运动到零，再向左做加速运动，直到与传送带共速，运动一段时间后爬起，根据相应的位移关系即可求解。

【详解】（1）由题意可得，挑战者在平台上做初速度为零的匀加速运动，设刚冲上平台时的速度为，运动位移，所以：

挑战者冲上跑步机后，做匀加速运动，设其跌倒瞬间的速度为，运动位移为，所以：

可得

（2）在B点跌倒后，先向右做匀减速运动到速度为零，再向左做初速度为零的匀加速运动。假设人和皮带可以共速，设其跌倒后的加速度为，所用时间为，所以：

可得

所以人和皮带可以共速，设其共速前向右运动位移为，则

可得：

随后和皮带一起匀速向左运动，运动位移，所以：，

设爬起瞬间与皮带最右端C点的距离为，所以：

【点睛】正确地分析挑战者的运动过程是解题的关键。

13.下列说法不正确的是___________。

A.没有规则几何外形的物体不是晶体

B.物体的温度为0℃时，分子的平均动能却不为零

C.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

D.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性

E用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则

空气从外界吸收热量1×105J

【答案】ACE

【解析】

没有规则几何外形的物体不是单晶体，可能是多晶体，选项A错误；分子在永不停息的做无规则运动，则当物体的温度为0℃时，分子的平均动能却不为零，选项B正确；布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动，而不是液体分子的无规则运动，选项C错误；自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项D正确；用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气向外界放出热量1×105 J，选项E错误；此题选择不正确的选项，故选ACE.

14.如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与气缸底部相距h，此时封闭气体的温度为T。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到2T。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦。求：

①气体吸收热量Q达到稳定状态后，活塞到汽缸底部的距离h′；

②加热过程中气体的内能增加量ΔE。

【答案】①2h②Q－h(p0S＋mg)

【解析】

试题分析：加热过程中，活塞受力平衡，属于等压变化，根据，可求加热后活塞到汽缸底部的距离；由热力学第一定律，可求加热过程中气体的内能增加量。

① 等压过程解得：h2=2 h

② 气体压强：活塞受力平衡，

对外做功：

由热力学第一定律：

得

15.下列说法正确的是___________

A. 简谐运动的质点每次经过同一位置具有相同的加速度和位移

B. 做简谐运动的质点在四分之三周期内通过的路程一定等于三倍的振幅

C. 任何一个做简谐运动的物体所受的合外力与所需回复力相等

D. 在波的传播方向上，某个质点的振动频率等于波的频率

E. 当声音由钢轨传播到空气中时，声波的频率不变，波长变小

【答案】ADE

【解析】

【分析】

简谐运动的物体每次经过同一位置具有相同的加速度和位移。做简谐运动的物体在四分之三周期内通过的路程与起点位置有关。单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。在波的传播方向上，某个质点的振动频率等于波的频率。当声音由钢轨传播到空气中时，声波的频率不变，波速变小，根据波速公式分析波长的变化。

【详解】A.做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同，根据简谐运动的特征：a，知加速度相同。故A正确。

B.做简谐运动的物体在四分之三周期内通过的路程不一定等于三倍的振幅，只有起点在平衡位置或最大位移处时，物体在四分之三周期内通过的路程才等于三倍的振幅，故B错误。

C.单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。故C错误。

D.在波的传播方向上，每个质点都在波源的驱动力作用下做受迫振动，质点的振动频率等于波源的振动频率，即等于波的频率。故D正确。

E.当声音由钢轨传播到空气中时，声波的频率不变，波速变小，根据波速公式v＝λf知波长变小。故E正确。

【点睛】本题考查振动和波动有关的知识，要注意质点做简谐运动时通过的路程与起点位置有关。要知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。

16.如图所示，半圆玻璃砖的半径R=12cm，直径AB与光屏MN垂直并接触于A点。一束激光a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A之间距离为4cm。求：

①玻璃砖的折射率；

②改变激光a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离。【答案】（1）（2）

【解析】

【分析】

（1）根据折射定律和反射定律作出光路图，根据几何关系求出折射角，从而求得玻璃砖的折射率；

（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，此光斑离A最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角C，由sinC求得临界角C．再由几何知识求此光斑离A点的最长距离。【详解】（1）由题意可得，激光在AB面上发生折射的入射角，设半圆玻璃砖的折射率为，折射角为，

则：；

其中：；

解得：

（2）分析可得，当激光在AB面上恰好发生全反射时，光屏MN上只剩一个光斑且光斑离A 点的距离最远，

所以：设激光在AB面上恰好发生全反射时的临界角为C，由折射定律可得：光斑离A点的距离最远：

由数学知识可得：

代入数据可得：