广西钦州市2019届高三4月综合能力测试(三模)物理试卷(答案+解析)

广西钦州市2019届高三年级综合能力测试

物理试卷

一、选择题

1.用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大。则

A. 若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大

B. 金属A的逸出功比金属B逸出功大

C. 金属A的截止频率比金属B的截止频率低

D. 得到的光电子在真空中运动的速度为光速

【答案】C

【解析】

【详解】A、根据光电效应方程和照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，可知金属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的截止频率比金属B的截止频率低，增大光照强度，单色光的频率不变，则光子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中的速度小于光速，故C正确，ABD错误。

2.某空降兵从直升机上跳下，8s后打开降落伞，并始终保持竖直下落。在0~12s内其下落速度随时间变化的υ-t图像如图所示。则

A. 空降兵在0~8s内下落的高度为4v2

B. 空降兵(含降落伞)在0~8s内所受阻力可能保持不变

C. 8s时空降兵的速度方向改变，加速度方向保持不变

D. 8~12s内，空降兵(含降落伞)所受合力逐渐减小

【答案】D

【解析】

【详解】A、由v-t图像可知，v-t图像包围的面积表示位移，则空降兵在0-8s内下降的高度大于，故A错误；

B、由v-t图像可知，在0-8s内，v-t图像的斜率越来越小，即加速度越来越小，由受力分析可得：，故所受的阻力越来越大；故B错误；

C、由v-t图像可知，在8s时，空降兵的速度开始减小，但是方向不变，斜率的正负发生了改变，故加速度的方向发生了改变，变为竖直向上，故C错误；

D、8-12s内，物体的加速度方向竖直向上，受力分析得：，由图像可知，斜率越来越小，故加速度越来越小，所以空降兵(含降落伞)所受合力逐渐减小，故D正确。

3.“飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演，曾度引起质疑。为了研究该问题，以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内，对玻璃平均冲击力大小的是

A. 测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度

B. 测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间

C. 测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间

D. 测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度

【答案】D

【解析】

【详解】在“飞针穿玻璃”的过程中，由动量定理得：，故因测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度，故D正确，ABC错误。

4.2018年5月，中国成功发射首颗高光谱分辨率对地观测卫星——“高分五号”。“高分五号”轨道离地面的高度约7.0×102km，质量约2.8×103kg。已知地球半径约6.4×103km。则“高分五号”卫星

A. 运行的速度小于7.9km/s

B. 运行的加速度大于9.8km/s2

C. 运行的线速度小于同步卫星的线速度

D. 运行的角速度小于地球自转的角速度

【答案】A

【解析】

【详解】A、第一宇宙速度是最大的圆轨道运行速度，是发射卫星的最小速度，所以卫星的运行速度小于7.9km/s，故A正确；

B、由可知，运行的加速度随着高度的增大而减小，故运行的加速度小于地面的重力加速度，即小于，故B错误；

C、“高分五号”轨道离地面的高度约7.0×102km小于同步卫星的高度（同步卫星的高度约为地球半径的6倍），根据得：，故运行的线速度大于同步卫星的线速度，故C错误；

D、地球的自转角速度与同步卫星相同，根据解得，轨道越高，角速度越小，故“高分五号”卫星运行的角速度大于地球自转的角速度，故D错误。

5.日常生活中，我们在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示)，往往就可以把门卡住。有关此现象的分析，下列说法正确的是

A. 木楔对门的作用力大于门对木楔的作用力，因而能将门卡住

B. 门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小

C. 只要木楔的厚度合适都能将门卡住，与顶角θ的大小无关

D. 只要木楔对门的压力足够大就能将门卡住，与各接触面的粗糙程度无关

【答案】B

【解析】

【详解】A、木楔对门的作用力和门对木楔的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；

B、对木楔受力分析如图所示：

水平方向：f＝Fsinθ，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小，故B正确；

CD、对木锲，竖直方向：N＝Fcosθ+mg，则f max＝μN＝μ（Fcosθ+mg），要把门卡住，则有：不管多大的力F均满足满足f max≥f，即μ（Fcosθ+mg）≥Fsinθ，不管m的大小，只要μ≥tanθ，就可把门卡住，故能否把门卡住，与顶角θ与接触面的粗糙程度有关，故CD错误。

6.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三条电场线，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点。下列判断正确的是

A. P点的场强比Q点的场强大

B. P点的电势比Q点的电势高

C. 带电质点通过Q点时电势能较小

D. 带电质点通过Q点时动能较大

【答案】AB

【解析】

【详解】A、由电场线疏密程度可知，P点的场强比Q点的场强大，故A正确；

B、负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，故电场线向左，沿着电场线方向，电势越来越低，故P点的电势比Q的电势高，故B正确；

CD、电场力的方向向右，若粒子从P运动到Q，电场力做负功，电势能增大，动能减小，若粒子从Q运动到P，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，故P点的动能较大，势能较小，Q点的动能较小，电势能较大，故CD错误。

7.如图，两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt，式中k为常量，且k>0；在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t=0时刻，金属棒从MN处开始，在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则

A. 在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t

B. 电阻R上的电流为恒定电流

C. 在时间△t内流过电阻的电荷量为△t

D. 金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大

【答案】BC

【解析】

【详解】A、根据题意可知，MN左边的磁场方向与右边的磁场方向相同，那么总磁通量即为两种情况磁通量之和，则在时刻t穿过回路的总磁通量为Φ＝Φ1+Φ2＝ktS+B0v0tl＝

ktS+B0lv0t，故A错误；

B、根据法拉第电磁感应定律得E，结合闭合电路欧姆定律得I=kS+B0lv0，故通过电阻R上的电流为恒定电流

C、△t时间内通过电阻的电量为q＝I△t，故C正确。

D、金属棒所受的安培力大小F A＝B0Il；根据平衡条件得，水平恒力大小等于安培力大小，即为F。故外力F是一个恒量，故D错误。

8.质量为m的某质点在恒力F1作用下从A点由静止出发，当其速度为v m时立即将F1改为

相反方向的恒力F2，质点总共经历时间t运动至B点刚好停下。若该质点以速度v匀速通过A、B两点时，其经历的时间也为t，则

A. 无论F1、F2为何值，v m均为2v

B. 随着F1、F2的取值不同，v m可能大于2v

C. F1、F2的冲量一定大小相等、方向相反

D. F1、F2的冲量一定大小相等、方向相同

【答案】AC

【解析】

【详解】AB、在恒力F1和F2作用下运动时，有，匀速运动时，有，联立解得：，故A正确，B错误；

CD、对恒力F1和F2的冲量，有：，，故冲量大小相等，方向相反，故C正确，D错误。

二、非选择题：

9.如图甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示。图中小球半径均相同、质量均已知，且m A>m B，B、B′ 两点在同一水平线上。

(1)若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是___________。

(2)若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是___________。

A．必需测量B′O、BN、BP和BM的距离

B．必需测量B′N、B′P和B′M的距离

C．若，则表明此碰撞动量守恒

D．若，则表明此碰撞动量守恒

【答案】(1). OM/OP和ON的距离(2). BC

【解析】

【详解】（1）如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量OM、OP和ON的距离；

（2）采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，故需测量B′N、B′P和B′M的距离，小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M 和N，根据动量守恒定律有：m A v＝m A v1+m B v2，而速度v，根据h gt2可得，t，则可解得：v，v1，v2；代入动量守恒表达式，消去公共项后，有：，故选C。

10.某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ

电流表A1，量程0~500mA，内阻约0.5Ω

电流表A2，量程0~-100mA，内阻约4Ω

滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，额定电流1.0A

直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计

(1)上述器材中，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________(填写所选器材的字母符号)。

(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：

①__________________________________________________________________；

②__________________________________________________________________。

(3)该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而___________(选填“不变”、“增大”或“减小”)

(4)该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为

___________W(结果保留2位有效数字)。

【答案】(1). A1R1(2). 电流表采用外接的方法滑动变阻器采用分压的接法(3). 增大0.19W（0.17-0.21W）

【解析】

【详解】（1）灯泡额定电流为0.3A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的

R1；

（2）由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压接法；该电路中电流表采用内接法以及限流接法，故要改为电流表外接法和分压式接法。

（3）I?U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡内阻随电压的增大而增大；（4）设灯泡电压为U，电流为I，则两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：U=E?2Ir，代入数据可得：U=4.0?16I，在原伏安特性曲线图像中做函数U=4.0?16I的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示：

则由图可知，灯泡的电压为1.00V，电流为0.19A，则灯泡的功率P=UI=1.0×0.19=0.19W。

11.如图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知速度的偏向角为θ=90°，不计重力。求：

(1)离子速度v的大小；

(2)离子的比荷q/m。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动：

得：

(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

由几何关系得：r=R

离子的比荷为：

12.如图，为某碰撞模拟实验简图。在水平地面上固定倾角为的足够长的光滑斜面，中间带孔的槽固定在斜面上。一轻直杆平行于斜面，一端与轻弹簧相连，另一端穿在槽中，直杆与槽间的最大静摩擦力为f=2 mgsinθ。现将直杆用销钉固定。一质量为m的滑块从距离弹簧上端L处由静止释放，其下滑过程中的最大速度v m=。已知弹簧的劲度系数

k=，弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比。滑动摩擦力可认为等于最大静摩擦力，且弹簧始终不会碰到槽。当地重力加速度为g。

(1)求滑块下滑速度为v m时弹簧的弹性势能E p；

(2)若取下销钉，使滑块仍从原位置由静止释放，求直杆下滑的最大距离s；并分析说明滑块此后是否能与弹簧分离，若能，请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v；若不能，请说明理由。

(3)若取下销钉，使滑块从距离弹簧上端2L处由静止释放，请分析说明滑块此后是否能与弹簧分离，若能，请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v′；若不能，请说明理由。

【答案】（1）；（2）滑块不能与弹簧分离；（3）仍然不能分离；

【解析】

【详解】（1）设滑块达到最大速度时弹簧形变量为，则有：

可得

此过程机械能守恒，有

代入相关数据可得

（2）当弹力大小等于f时直杆开始滑动，设此时弹簧形变量为，则有

可得

依题意有

设此时滑块速度为，则根据机械能守恒定律有：

之后滑块与直杆将一起做匀减速运动，直至速度减为零。根据动能定理有：

联立以上式子可得

此后直杆保持静止。假设滑块能与弹簧分离，即滑块还需向上运动2L的距离。根据机械能守恒定律有：

联立可得

可见，此后滑块将继续下滑，来回做往复运动。

综上，滑块此后不能与弹簧分离。

（3）若滑块从距离弹簧2L处由静止释放，根据（2）中的分析可知，直杆下滑的距离将增加，但保持不变，因而滑块仍然不能与弹簧分离。

13.下列说法正确的是___________。

A. 温度相同的物体，内能不一定相等

B. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动

C. 所有晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

D. 液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力

E. 若不考虑分子势能，则质量、温度都相同的氢气和氧气内能相等

【答案】ACD

【详解】A、温度相同的物体，分子平均动能相同，但是物体的内能还与分子的数目有关，故内能不一定相等，故A正确；

B、布朗运动时悬浮在液体中的小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，但不是液体分子的运动，故B错误；

C、区分晶体与非晶体要看有没有确定的熔点，可知所有晶体都有确定的熔点，所有非晶体都没有确定的熔点，故C正确；

D、与气体接触的液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，故D正确；

E、不考虑分子势能，则质量、温度相同的氢气和氧气的分子热运动的平均动能相同，但由于氢气分子的分子数多，故是氢气的内能大，故E错误；

14.如图，为水下打捞的原理简图。将待打捞重物用绳子系挂在一开口向下的圆柱形浮筒上，

再向浮简内充入一定量的气体。已知重物的质量为m0，体积为V0。开始时，浮筒内液面到水面的距离为h1，浮筒内气体体积为V1，在钢索拉力作用下，浮筒缓慢上升。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，当地重力加速度为g。不计浮简质量、筒壁厚度及水温的变化，浮筒内气体可视为质量一定的理想气体。

(1)在浮筒内液面与水面相平前，打捞中钢索的拉力会逐渐减小甚至为零，请对此进行解释；

(2)当浮筒内液面到水面的距离减小为h2时，拉力恰好为零。求h2以及此时简内气体的体积V2。

【答案】（1）见解析；（2）

【解析】

【详解】（1）浮筒内液面与水平面相平前，筒内气体的压强不断减小，气体的温度保持不变，根据理想气体状态方程可知，气体的体积将逐渐增加，因而浮力逐渐增大，由于重物及浮筒所受的总重力、拉力、拉力的合力始终为零，所以随着浮筒所受浮力的逐渐增大，铜索的拉力将逐渐减小到零。

（2）重物及浮筒受力平衡有

对于浮筒内的气体，初态压强

末态压强

根据理想气体状态方程有

：

联立以上式子得：

15.机械振动在介质中传播形成机械波。下列说法正确的是___________

A. 如果波源停止振动，则机械波的传播也将立即停止

B. 纵波中质点振动的速度方向与波的传播速度方向平行

C. 纵波中的质点在一个周期内沿波的传播方向运动一个波长的距离

D. 横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍

E. 一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象

【答案】BDE

【解析】

【详解】A、波是把振动的形式传播出去，如果波源停止振动，已经振动的质点继续把振动形式传播出去，故机械波的传播不会立即停止，故A错误；

B、波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，即纵波中质点振动的速度方向与波的传播速度方向平行，故B正确；

C、纵波中的质点绕着平衡位置做往返运动，一个周期内，走过的路程为4倍的振幅，故不会沿波的传播方向上运动一个波长的距离，故C错误；

D、两个振动情况完全相同的相邻质点间的距离等于波长，故横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍，故D正确；

E、干涉和衍射是波特有的现象，故一切波都能发生衍射，故E正确。

16.钻石的临界角较小，很容易对光产生全反射，所以具有很高的亮度。如图OABCD为某钻石的截面图，关于直线OO′对称。现使某单色细光束垂直于BC边入射，已知该钻石对此光的折射率为n，光在真空中传播的速度为c。

(1)求该单色光在钻石中传播的速度大小v；

(2)为使该单色光经AO边全反射后射到OD边，在OD边再次全反射后射到BC边，则在打磨该钻石时，图中α角应满足的条件。

【答案】（1）；

【解析】

【详解】（1）根据光的传播规律

可得该单色光在钻石中传播的速度大小为

（2）设钻石对该单色光的临界角为，则

如图所示：

设该单色光在AO边、OD边的入射角为、，为使该单色光在AO边发生全反射，则由几何关系得：

联立以上式子得：

为使单色光在OD边发生全反射，则

由几何关系得：

联立以上式子得：

综上，角应满足的条件为