山东省青岛第二中学2019届高三物理上学期期中试卷（含解析）.docx

山东省青岛二中2019届高三上学期期中考试物理试卷一、选择题1.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek-图像,已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个Ek-坐标系中,图中用实线表示钨,虚线表示锌,则正确反映这一过程的是()A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】根据光电效应方程写出金属的最大初动能的表达式，且，即可判断；【详解】由光电效应方程知，对金属钨，对金属锌，所以图象的斜率相同，图线应平行。又有，由于金属钨的逸出功大于金属锌的逸出功，则图线与横轴的截距点越大，金属的极限频率越大，故A正确，选项BCD错误。【点睛】本题结合图象考查了光电效应方程，解答的关键是抓住金属的逸出功越大，则光电子的最大初动能越小即可正确解答。2.如图所示，固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，同时从A点水平抛出质量相等的甲、乙两个小球，初速度分别为v1、v2，分别落在C、D两点。并且C、D两点等高，OC、OD与竖直方向的夹角均为37（sin 37=0.6，cos 37=0.8）。则（）A. 甲、乙两球下落到轨道上C、D两点时的机械能和重力瞬时功率不相等；B. 甲、乙两球下落到轨道上的速度变化量不相同；C. v1：v2=1：3；D. v1：v2=1：4。【答案】D【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，根据平抛运动水平位移和竖直位移的关系确定两小球初速度大小之比；【详解】A、根据可知，甲、乙两球下落到轨道的时间相等，故速度的竖直分量相等，根据，故重力的瞬时功率相等，故A错误；B、两个球的速度速度变化量等于，由于相等，故速度变化量相等，故B错误；C、由图可知，两个物体下落的高度是相等的，根据可知，甲、乙两球下落到轨道的时间相等；设圆形轨道的半径为R，则A、C的水平位移为：，则；由，可知t相同，则由可知，故C错误，D正确。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，同时要知道瞬时功率表达式P=Fvcos。3.如图所示,竖直面内有一圆环,圆心为O ,水平直径为AB ,倾斜直径为MN ，AB 、MN 夹角为,一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的M 、N 两点,轻质滑轮连接一重物,放置在轻绳上,不计滑轮与轻绳摩擦与轻绳重力，圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力的变化情况正确的是（ ）A. 逐渐增大B. 先增大再减小C. 逐渐减小D. 先减小再增大【答案】B【解析】M、N连线与水平直径的夹角越大，M、N之间的水平距离越小，轻绳与竖直方向的夹角越小，根据，轻绳的张力越小，故圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程，轻绳的张力先增大再减小，故B正确，ACD错误；故选B。4.两颗互不影响的行星P1、P2,各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动。图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a ,横轴表示某位置到行星中心距离r平方的倒数,a- 关系如图所示,卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0。则（ ）A. S1的质量比S2的大；B. P1的质量比P2的大；C. P1的第一宇宙速度比P2的小；D. P1的平均密度比P2的大。【答案】B【解析】【详解】根据牛顿第二定律得：Gma，则得行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：a，由此不能判断近地卫星S1、S2的质量大小；由数学知识知，a图象的斜率等于GM，斜率越大，GM越大，M越大，所以P1的质量比P2的大，故A错误，B正确；设第一宇宙速度为v，则a0，得v，由图看出，P1的半径比P2的半径大，a0相等，可知P1的第一宇宙速度比P2的大，故C错误；行星的平均密度，P1的半径比P2的半径大，a0相等，则P1的平均密度比P2的小，故D错误；故选B.【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一思路，搞清图像的物理意义，尤其是斜率；知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并会用这些关系式进行正确的分析和计算5.如图所示，一个质点做匀加速直线运动，依次经过a、b、c、d四点，已知经过ab、bc和cd三段所用时间之比为2：1：2，通过ab和cd段的位移分别为x1和x2，则bc段的位移为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】设bc段所用时间为t，根据匀变直线运规律可知，bc段平均速度等ad段平均速度，即，由以上两式可解得：，故B正确。6.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数=0.2，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连。初始A、B均处于静止状态，已知OA=3 m，OB=4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m（取g=10 m/s2），那么该过程中拉力F做功为（）A. 4 JB. 10 JC. 12 JD. 14 J【答案】D【解析】【分析】对AB整体受力分析，根据共点力平衡条件列式，求出支持力N，从而得到滑动摩擦力为恒力，最后对整体运用动能定理列式，得到拉力的功；【详解】对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图所示：根据共点力平衡条件，有竖直方向： 水平方向： 其中： 解得：，对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到：根据几何关系，可知求B上升距离，故有：，故选项D正确，选项ABC错误。【点睛】本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功。7.如图所示，A点距水平地面高度为h，木块M处于静止状态，某时刻释放M，木块做自由落体运动，空中运动总时间为t1。若一子弹m以水平速度v射向木块并嵌在木块中，若在A点释放同时射入木块空中运动总时间为t2，若在木块落至h一半的B点时射入木块空中运动总时间为t3，设：木块与子弹作用时间极短，空气阻力不计，则（ ） A. t1=t2=t3B. t1=t2t3C. t1t2t3【答案】B【解析】【分析】当A木块落至某一位置时，A竖直方向的速度不为零，而子弹竖直分速度为零，故A会受到子弹向上的作用力，然后根据牛顿第二定律进行分析即可；【详解】将M由静止开始下落，则M做自由落体运动；当M刚开始下落时子弹射入，则二者以某一共同的水平初速度做平抛运动，竖直方向仍为自由落体运动，即；若在木块落至h一半的B点时子弹射入木块，水平方向动量守恒，即A会获得水平方向的分速度，而子弹此时竖直方向速度为零，要从零加速到与A具有相同的速度，需受到A向下的作用力，根据牛顿第三定律A会受到子弹给的向上的作用力，则向下的加速度会减小，小于自由落体加速度g，故A下落时间较长一些，综上所述，则有，故选项B正确，选项ACD错误。【点睛】考查自由落体运动的规律，掌握动量及动量守恒的定律，理解运动的合成与分解。8.如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻（t=0）将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，木板运动的速度-时间图象可能是下列图中的（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】设滑块与木板之间的动摩擦因数是1，木板与地面之间的动摩擦因数是2，在未达到相同速度之前，木板的加速度为-1mg-22mg=ma1，解得：a1=-（1+22）g；达到相同速度之后，二者共同的加速度为：-22mg=2ma2；解得a2=-2g；由加速度可知，图象A正确。故选A。9.以下关于物理学史的说法正确的是首发（ ）A. 康普顿的学生，中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性；B. 汤姆逊用不同材料的阴极做实验，所得的阴极射线具有相同的比荷，这种粒子后来被称为电子；C. 居里夫妇和贝克勒尔由于对光电效应的研究一起获得了1903年的诺贝尔物理学奖；D. 德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼通过中子轰击铀核的实验发现重核裂变。【答案】ABD【解析】【详解】A、康普顿效应说明光具有粒子性，该效应表明光子不仅具有能量，还具有动量，康普顿的学生中国物理学家吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性，故A正确；B、1897年，英国物理学家汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷，这种粒子后来被称为电子，但是电荷量是后来有密立根通过油滴实验测定，故B正确；C、因为对天然放射现象的研究，居里夫妇和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖，爱因斯坦因光电效应规律的发现而获得诺贝尔物理学奖，故C错误；D. 德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼通过中子轰击铀核的实验发现重核裂变，故选项D正确。【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。10.下列说法中正确的是（ ）A. 分子运动的平均速率可能为零，瞬时速率不可能为零；B. 液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引；C. 空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示；D. 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。【答案】BD【解析】【详解】A、分子永不停息做无规则的运动，则分子运动的平均速率不可能为零，瞬时速度也不可能为零，故A错误；B、表面层内分子间距变大，则所受其它分子的作用表现为相互吸引，故B正确；C、空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示的，故C错误；D、晶体和非晶体区别在于内部分子排列，有些通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化（温度超过300）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故D正确。【点睛】加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法，此处高考要求不高，不用做太难的题目。11.如图所示，一小球（可视为质点）套在固定的水平光滑椭圆形轨道上，椭圆的左焦点为P，长轴AC=2L0，短轴BD=L0，原长为L0的轻弹簧一端套在过P点的光滑轴上，另一端与小球连接。若小球做椭圆运动，在A点时的速度大小为v0，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）A. 小球在A点时弹簧的弹性势能大于在C点时的弹性势能；B. 小球在A、C两点时的动能相等；C. 小球在B、D点时的速度最大；D. 小球在B点时受到轨道的弹力沿BO方向。【答案】BCD【解析】【详解】小球运动过程中弹性势能和动能相互转化，因为弹簧原长为，半长轴的长为，故在A点弹簧处于压缩状态，形变量等于PO的长度，在C点弹簧长度等于，故伸长量等于PO的长度，所以在AC两点弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，故在AC两点的动能相等，A错误B正确；设另外一个焦点为，在BD两点时，故B到P点的距离等于，即等于弹簧原长，在弹簧恢复原长时，弹性势能为零，小球的动能最大，所以在BD两点速度最大，C正确；因为小球套在轨道上，所以在B点轨道的弹力沿BO方向，D正确；12.如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块（ ） A. 最大速度相同；B. 最大加速度相同；C. 重力势能的变化量相同；D. 上升的最大高度不同。【答案】CD【解析】【分析】使两弹簧具有相同的压缩量，则储存的弹性势能相等，根据能量守恒判断最后的重力势能以及变化量；【详解】A、开始时因弹力最大导致开始时物块具有最大加速度，开始弹簧形变量相同，则弹力相同，根据牛顿第二定律：，质量不同，故最大加速度不同；物块受力平衡时具有最大速度，即：，则质量大的物块具有最大速度时弹簧的压缩量比较大，上升的高度比较低，即位移小，而运动过程中质量大的物块平均加速度较小，加速度小的位移小，则最大速度v较小，即最大速度不同，故AB错误；C、由题意使两弹簧具有相同的压缩量，则储存的弹性势能相等，物块上升到最大高度时，弹性势能完全转化为重力势能，则物块最终的重力势能mgh相等，重力势能的变化量相等，而两物块质量不同，则上升的最大高度不同，故CD正确。【点睛】本题考查了弹簧问题，注意平衡位置不是弹簧的原长处，而是受力平衡的位置。13.一粒钢珠从静止开始自由下落，然后陷入泥潭中，若把在空中的下落过程称为（空气阻力不计）,进入泥潭直到停住的过程称为，则A. 过程中钢珠动量的改变量等于重力的冲量；B. 过程中阻力的冲量的大小等于过程中重力的冲量的大小；C. 过程中钢珠克服阻力所做的功等于过程与过程中钢珠所减少的重力势能之和；D. 过程中损失的机械能等于过程中钢珠所增加的动能。【答案】AC【解析】【分析】根据动量定理分析动量的改变量与冲量的关系，过程中钢珠只受到重力，钢珠动量的改变量等于重力的冲量，过程中，钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，合力的冲量不等于零，对于整个过程研究，根据动能定理分析克服阻力所做的功与重力做功的关系，重力做功多少，钢珠的重力势能就减小多少，根据能量守恒定律判断过程中损失的机械能与过程中钢珠所增加的动能的关系；【详解】A、在过程中，钢珠仅受重力，根据动量定理知，钢珠动量的变化等于重力的冲量，故A正确；B、对全过程运用动量定理知，动量的变化量为零，全过程总的重力的冲量和阻力的冲量大小相等，方向相反，故B错误；C、对全过程运用动能定理知，可知克服阻力做功等于整个过程中重力做功的大小，即等于整个过程中重力势能的减小量，故C正确；D、根据功能关系知，过程中损失的机械能等于克服阻力做功，等于整个过程中重力做功的大小，大于过程I中增加的动能，故D错误。【点睛】本题一要灵活选择研究的过程，二是运用动量定理研究冲量，运用动能定理研究动能的改变量是常用的思路。14.如图所示，水平地面上一轻弹簧左端固定，右端用一质量为m的滑块将弹簧压缩后锁定。t=0时刻解除锁定。滑块的vt图像如图所示，OAB段为曲线，A为曲线最高点，BC段为直线。已知OA段与t轴围成的图形面积为S1，OABC与t轴围成的图形面积为S2，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A. 滑块与地面间的动摩擦因数B. 滑块与地面间的动摩擦因数C. 弹簧的劲度系数（认为已求出）D. 弹簧的劲度系数（认为已求出）【答案】AC【解析】【分析】滑块离开弹簧后做匀减速直线运动，结合速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出滑块与地面的间的动摩擦因数；由图线可知，在A位置，速度最大，此时弹力和摩擦力相等，在B位置，弹簧恢复原长，结合图线围成的面积求出速度最大时弹簧的形变量，结合胡克定律求出弹簧的劲度系数；【详解】A、滑块离开弹簧后做匀减速直线运动，根据速度时间图线知，匀减速直线运动的加速度大小，而且，解得，故选项A正确，选项B错误；C、由图可知，A位置速度最大，知此时弹簧弹力和摩擦力相等，有：，形变量x等于OAB围成的面积和OA围成的面积之差，形变量，解得劲度系数，故选项C正确，D错误。【点睛】本题综合考查了胡克定律、牛顿第二定律、运动学公式的综合运用，理清滑块在整个过程中的运动规律是解决本题的关键，通过速度最大时，弹力等于摩擦力，求解劲度系数。二、实验题15.如图所示，楔形木块的斜面光滑，木块固定在水平放置的压力传感器上。某同学将不同质量的小钢球从斜面顶端同一位置处由静止释放，每次斜面上只有一个小球，记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数，并根据实验数据作出F-m图线。重力加速度大小取9.8m/s2 。(1)实验中，不同质量的小钢球在斜面上运动的时间_(填“相同”或“不相同”）；(2)从图象中给出的部分数据可知：楔形木块的质量M=_kg；若斜面倾角为q,则cos2q=_。(计算结果保留两位有效数字）【答案】 (1). 相同 (2). 0.20kg (3). 0.75【解析】（1）根据牛顿第二定律得，小钢球下滑的加速度a=gsin，可知质量不同的小球加速度相同，根据x=at2知，小球在斜面上运动的时间相同（2）当m=0时，传感器的示数即为木块的重力，则有：Mg=1.96N解得：M=kg0.20kg对小球受力分析，根据平衡条件可知，A对小球的支持力N=mgcos根据牛顿第三定律可知，小球对A的压力为mgcos，对A受力分析可知，传感器对A的支持力F=Mg+mgcoscos，则传感器的示数为F=Mg+mgcos2F-m图象的斜率k=gcos2，解得cos20.75点睛：本题的关键是分别对小球和楔形木块受力分析，求出传感器的示数F与m的表达式，注意F-m图象斜率和截距所表示的含义16.如图所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,0点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图所示。(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1_m2(填“”或“ (2). BC (3). C (4). (5). (6). 【解析】【分析】明确实验原理，从而确定需要测量哪些物理量，在该实验中，小球做平抛运动，高度相等，时间t就相等，水平位移x=vt，与v成正比，因此可以用位移x来代替速度v，根据水平方向上的分运动即可验证动量守恒，根据动量守恒定律以及平抛运动规律可确定对应的表达式；【详解】（1）为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量，即；小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺，因此需要的实验器材有BC；（2）A、由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较集中，但不是出现了错误，故AB错误；C、由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表落点的平均位置，故C正确；D、仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，由于水平速度越小，则线段OP的长度越小，故D错误。（3）若两球相碰前后的动量守恒，则，又，代入得： 若碰撞是弹性碰撞，满足能量守恒，则：，代入得； （4）如图所示，连接OP、OM、ON，作出M、N在OP方向上的投影点，如图所示：分别测量出的长度。若在实验误差允许范围内，满足关系式，则可以认为两小球碰撞前后在OP方向上动量守恒。【点睛】该题考查验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键，要注意理解该方法的使用。三、计算题17.如图所示，质量不计的光滑活塞被销钉固定，使一定量气体被封闭在容器的上部，容器下部与大气连通，容器上部连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计，容器下部足够高）。此时容器上部封闭气体的体积为V，室温为T1=300K，U形管两边水银柱高度差为24cm（外界大气压等于76厘米汞柱）. 问：(1)将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm，那么这时封闭气体的温度T2为多少K？(2)保持气体的温度T2不变，拔掉销钉，活塞稳定时容器上部气体的体积为多少？【答案】（1）342K（2）1.5V【解析】【分析】加热过程，封闭气体的体积不变，运用查理定律求解；拔掉销钉，活塞运动过程温度不变，运用玻意耳定律求解；【详解】（1）U形管两边水银柱高度差为，外界大气压等于。根据平衡知识得容器上部的气体压强加热过程，封闭气体的体积不变，运用查理定律：，加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为，这时封闭气体的压强 ，可得：；（2）拔掉销钉，活塞运动过程温度不变，运用玻意耳定律：，活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差为零，则。【点睛】分析封闭在容器中的气体的状态参量的变化，能够根据气体状态方程和已知的变化量求解。18.如图所示,A、B是水平传送带的两个端点,起初以v0=1m/s的速度顺时针运转.今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放在A处,同时传送带以a0=1m/s2的加速度加速运转,物体和传送带间的动摩擦因素=0.2,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道CPN,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角1350的圆弧,PN为其竖直直径,C点与B点的竖直距离为R,物体离开传送带后由C点恰好无碰撞落入轨道.取g=10m/s2,求: (1) B、C间的水平距离；(2)物块由A端运动倒B端所经历的时间.(3)判断物体能否沿圆轨道到达N点.【答案】（1）1.6m（2）3s（3）不能【解析】【分析】（1）研究物块离开B点做平抛运动的过程，由高度求出下落的时间，由求出物块到达C点时竖直分速度，再由几何关系求，从而求出水平分位移；（2）物体刚放上传送带时，先加速后再与传送带一起加速，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解AB间的时间问题；（3）物体能到达N点的速度要求：在N点由重力和轨道支持力的合力提供向心力，对于从C到N过程，由机械能守恒列式，结合临界条件分析；【详解】（1）物体离开传送带后由C点无碰撞落入轨道，则得在C点物体的速度方向与C点相切，与竖直方向成450，则物块平抛下落时间为：t=0.4s则竖直分速度为： s水平分速度为：则C点合速度为：vC