山东省烟台市2019届高三物理3月诊断性测试试题（含解析）

山东省烟台市2019届高三物理3月诊断性测试试题（含解析）二、本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中第1418题，只有一项符合题目要求，第1921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.下列说法正确的是a. 原子核的质量大于组成它的核子的总质量，这个现象叫做质量亏损b. 玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的c. 在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为0，若用波长为(0)的单色光照射该金属，会产生光电效应d. 爱因斯坦提出质能方程e=mc2，其中e是物体以光速c运动时的动能【答案】b【解析】【详解】a. 原子核的质量小于组成它的核子的总质量，这个现象叫做质量亏损。故a错误。b. 玻尔原子模型：电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，所以他提出能量量子化。故b正确。c. 光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为0，根据，结合光电效应发生的条件可知，若用波长为的单色光做该实验，其频率变小，不好产生光电效应。故c错误。d. 其中e是与物体相联系的一切能量的总和，即不是单一的动能，也不是单一的核能。故d错误。2.如图所示，光滑细杆bc和ac构成直角三角形abc，其中ac杆竖直，bc杆和ac杆间的夹角=37，两根细杆上分别套有可视为质点的小球p、q质量之比为12现将p、q两个小球分别从杆ac和bc的项点由静止释放，不计空气阻力，sin37=0.6。则p、q两个小球由静止释放后到运动至c点的过程中，下列说法正确的是a. 重力的冲量之比为11b. 重力的冲量之比为56c. 合力的冲量之比为58d. 合力的冲量之比为52【答案】c【解析】【详解】设ac为5l，bc为4l，p球沿ac杆做自由落体运动，设下落的时间tp：5l=12gtp2，q球沿bc杆做匀加速运动，加速度为a=gcos37=0.8g，设下落的时间为tq:4l=12atq2，有以上方程可得：tptq=11。a、c.有冲量的定义i=ft可得两球的重力的冲量比为：ipiq=mpgtpmqgtq=mpmq=12。故ac都错误。c、d.由速度公式v=at可得，两球的速度比：vpvq=gtp0.8gtq=10.8；由动量定理i合=p=mv可知，两球的合力的冲量比：ip合iq合=mpvpmqvq=1210.8=58。故c正确，d错误。3.如图所示，一理想变压器原线圈与定值电阻r1、理想电流表a1一起接入电压恒为u的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头p进行改变，副线圈和滑动变阻器r、定值电阻r2以及理想电流表a2连接在一起，下列说法正确的是a. 保持r不变，将触头p向上移动，则a1的示数变小，a2的示数变小b. 保持r不变，将触头p向下移动，电源输出的总功率变小c. 保持p的位置不动，增大r，则a1的示数减小，a2的示数减小d. 保持p的位置不动，增大r，则r的电功率变小，r1的电功率不变【答案】d【解析】【详解】a. 保持r不变，将触头p向上移动，则n1增大，再由u2=n2n1u1，可知u2减少，又因为副线圈的总电阻不变，所以通过副线圈的电流减少，即a2的示数变小；a1的示数为u1r1，u1和r1都不变，所以a1的示数不变。故a错误。b. 保持r不变，将触头p向下移动，则n1减少，再由u2=n2n1u1，可知u2增加，副线圈的负载电阻不变，由p出=u22r总可知电源输出的总功率增大。故b错误。c. 保持p的位置不动，增大r，负载的总电阻r总增大，u2不变，由i2=u2r总可知i2减小，所以a2的示数减小；a1的示数为u1r1，u1和r1都不变，所以a1的示数不变。故c错误。d. 保持p的位置不动，增大r，负载的总电阻r总增大，u2不变，由i2=u2r总可知i2减小，副线圈的输出功率为p2=u2i2减小，由因为r2的功率不变，所以r的功率是减小的；电阻r1不变，两端的电压u2不变，所以r1的电功率不变。故d正确。4.如图所示，空间有两个宽度分别为l和2l的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为b，左侧磁场方向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外，abcd是一个均匀电阻丝做成的边长为l的正方形线框，线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场的边界平行。设线框cd边刚进入磁场的位置为x=0，x轴正方向水平向右，从线框ad边刚进入磁场开始到整个线框离开磁场区域的过程中，线框受到的安培力f(规定水平向右为正方向)随着位置x变化的图像正确的是a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】第一个过程：cd边刚进入左侧磁场到ab刚要进入右侧磁场的过程，cd边受安培力，大小为f0=bil=bblvrl=b2l2vr，方向向左。第二个过程：cd刚进入右侧磁场到ab刚进入右侧磁场的过程中，线框受到的安培力为：f=2bil=2b2blvrl=4b2l2vr=4f0，方向向左第三个过程：ab边离开左侧磁场到cd边到有侧磁场的有边界，在这个过程，线框中没有感应电流，所以线框不受安培力的作用。第四个过程：cd边刚离开右侧磁场到ab边刚离开右侧磁场的过程，ab边受安培力，大小为f=bil=bblvrl=b2l2vr=f0,方向向左。综合以上分析，c正确。5.赤道平面内的某颗卫星自西向东绕地球做圆周运动，该卫星离地面的高度小于地球同步卫星的高度。赤道上一观察者发现，该卫星连续两次出现在观察者正上方的最小时间间隔为t，已知地球自转周期为t0，地球半径为r，地球表面的重力加速度为g，由此可知该卫星离地面的高度为a. 3gr2t2t0242(t+t0)2rb. 3gr2t2t0242(t+t)02c. 3gr2(t+t0)242t2t02rd. 3gr2(tt0)242t2t02r【答案】a【解析】【详解】根据赤道平面内的卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力gmm(r+h)2=m(r+h)2(2t)2，解之可得：h=3gmt242r。设卫星的周期为t，则有tttt0=1,解之得：t=ttt+t0,由此可得：h=3gmt2t0242(t+t0)2r，此代入黄金代换式gm=gr2，可得：h=3gr2t2t0242(t+t0)2r。故a正确。6.如图所示，光滑的水平桌面上有一个内壁光滑的直线槽子，质量相等的a、b两球之间由一根长为l且不可伸长的轻绳相连，a球始终在槽内，其直径略小于槽的直径，b球放在水平桌面上。开始时刻a、b两球的位置连线垂直于槽，相距l2，某给b球一个平行于槽的速度v0，关于两球以后的运动，下列说法正确的是a. 绳子拉直前后，a、b两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒b. 绳子拉直后，a、b两球将以相同的速度平行于相的方向运动c. 绳子拉直的瞬间，b球的机械能的减少量等于a球机被能的增加量d. 绳子拉直的瞬间，b球的机械能的减少量小于a球机械能的增加量【答案】a【解析】【详解】a.在拉直前，a和b作为一个系统，在平行于槽的方向不受力，所以a、b两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒。故a正确。b. 绳子拉直后，b球要以a为圆心，l长为半径做圆周运动，运动的方向不能平行于直线槽子。故b错误。cd. 绳子拉直的瞬间，系统的机械能要损失，所以b球的机械能的减少量大于a球机械能的增加量。故d错误。故选a。7.在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度v从a点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到b点时速度大小仍为v，方向竖直向下。已知颗粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，则颗粒从a运动到b的过程中a. 做匀变速运动b. 速率先增大后减小c. 电势能增加了12mv2d. a点的电势比b点低mv2q【答案】ac【解析】【详解】a.小球受到的重力和电场力是恒力，所以小球做的是匀变速运动。故a正确b.由于不知道重力和电场力的大小关系，故无法确定速度大小的变化情况。故b错误。c.在平行于电场方向，小球的动能减小量为ek=12mv2，减小的动能转化为了小球的电势能，所以小球电势能增加了12mv2。故c正确。d. 在平行于电场方向有quab=012mv2，解之得uab=mv022q，所以a点的电势比b点低mv022q。故d错误。8.我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，ab部分是倾角为=37的助滑雪道，bc部分是半径为25m的光滑圆弧轨道，二者相切于b点，圆弧最低点c点的切线沿水平方向，cd部分为倾角2=30的着陆坡。一运动员连同滑板可视为质点，从a点由静止滑下，到c点后沿水平方向飞出，安全落在着陆坡上的e点，不计空气阻力，已知ce=30m，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6。则a. 运动员到达c点时，对轨遒的压力大小为运动员本身重力的1.9倍b. 运动员到达b点时的速度大小为10m/sc. 若运动员从助滑雪道不同位置由静止滑下，则运动员落在着陆坡上的速度方向与坡面cd的夹角都相同d. 若运动员从助滑雪道不同位置由静止滑下且以不同速度v0从c点飞出时，运动员落在着陆坡上的速度大小与v0成正比【答案】acd【解析】【详解】a.设运动员在c点的速度为vc，在cd上有平抛运动可得：tan2=12gt2vct，cdsin2=12gt2,有以上两方程可得：vc=15m/s，在c点有圆周运动的知识可得：fnmg=mv2r，压力大小为运动员本身重力的比为：n=fnmg，有以上方程可得：n=1.9。故a正确。b.有b到c有动能定理可得：mgr(1cos)=12mvc212mvb2，解之得：vb=125m/s。故b错误。c. 运动员落在着陆坡上的速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动的规律可得：tan=2tan2，所以是定值，所以运动员落在着陆坡上的速度方向与坡面cd的夹角都相同。故c正确。d. 运动员落在着陆坡上的速度大小v，由平抛运动的规律可得v=v0cos，因为cos是定值，所以运动员落在着陆坡上的速度大小与v0成正比。故d正确。三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22题第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题第38题为选考题，考生根据要求做答。(一)必考题(共129分)9.实验小组用图甲所示的装置既可以探究加速度与合力的关系，又可以测量当地的重力加速度。装置中的物块下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以便改变物块所受到力的大小，物块向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出，现保持物块质量不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、f值(f为力传感器的示数大小等于悬挂滑轮绳子的拉力)，不计滑轮的重力。(1)某同学根据实验数据画出了a-f关系图线如图乙所示，则由该图像可求得物块的质量m=_kg，当地重力加速度g=_m/s2(结果均保留两位有效数字)，(2)改变砂桶和砂的总质量m使物块获得不同大小的加速度a，则实验得到的加速度a的值可能是_(选填选项前的字母)。a12.0m/s2b10.0m/s2c6.5m/s2d8.2m/s2【答案】 (1). 0.20 (2). 10 (3). cd【解析】【详解】（1）对物块分析可得：ftmg=ma，对滑轮应有：f=2ft，联立以上方程可得a=12mfg，可得图线的斜率k=12m=104，解得m=0.2kg，纵轴的截距g=10，解得g=10m/s2。（2）由图象可知实验得到的加速度a的值应该大于0小于9m/s2,符合条件只有cd。故cd正确。10.某实验室中有一捆铜电线，实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的电阻rx，图中a、b之间连接这捆电线；v1和v2可视为理想电压表：r为阻值范围为0999.0的电阻箱；e为电源；r0为定值电阻；s为开关。采用如下步骤完成实验：(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图乙所示，则d=_mm；(2)按照图甲所示的实验原理线路图，将实物电路连接好；(3)将电阻箱r调节到适当的阻值，闭合开关s，记下此时电阻箱的阻值r、电压表v1的示数u1、电压表v2的示数u2，则这捆电线的阻值表达式为rx=_(用r、u1、u2表示)；(4)改变电阻箱的阻值r，记下多组r、u1、u2的示数，计算出每一组u2u1的值，作出u2u11r图像如图丙所示，利用图像可求得这捆电线的电阻rx=_；(5)已知这捆电线铜材料的电阻率为=2.00108m，则这捆铜电线的长度为l=_m(结果保留三位有效数字)。【答案】 (1). 1.200 (2). (u2u1-1)r (3). 2.6 (4). 1.47102【解析】【详解】（1）铜电线的直径d为d=1mm+20.00.01mm=1.200mm。（3）通过铜线的电流为ix=ir=u1r。rx=u2u1ix=(u2u11)r（4）整理可得u2u1=rx1r+1。由图象可得斜率k=rx=7.51.002.50=2.60。（5）由电阻定律r=ls可得l=rs=rd24=2.63.14(1.2103)242108m=1.47102m11.如图所示，一质量为1kg的物体静止放在粗糙程度相同的水平面上在t=0时刻，对物体加一斜向上、与水平方向成=37角的力f的作用，物体做匀加速直线运一段时间后，撤去f的作用，最终停在水平面上，物体运动过程中从t=0时刻开始，每隔0.1s通过速度传感器测量出物体的瞬时速度，部分测量数据如下表所示，已知sin37=06，g=10m/s2，求(1)力f的大小；(2)物体运动过程中获得的最大动能；(3)整个运动过程中物体克服摩擦力所做的功。【答案】（1）10n（2）18j（3）24j【解析】【详解】由题意可知，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动。设物体做匀加速和匀减速运动过程中加速度大小分别为a1，a2。由表中数据可知：a1=vt=6m/s2，a2=v2t=5m/s2物体做匀加速运动过程：fcos-（mg-fsin)=ma1物体做匀减速运动过程：mg=ma2由以上各式可得：f=10n设物体做匀加速运动时间为t，有题意可知：a1t=v2+a2(t2-t)即6t=3+5(1.6-t)得：t=1s物体过程中获得的最大动能：ekm=12mvm2=12m(a1t)2=18j物体做匀加速运动的位移：s1=12a1t2对物体全过程列动能定理方程：fs1cos37-wf=0-0得：wf=24j12.如图所示，在xoy平面内，有一以坐标原点o为圆心、r为半径的圆形区圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。x轴下方圆弧bd与bd是两个半圆形同心圆弧，bd和bd之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点o，其间的电势差为u；x轴上方圆周外区域，存在着上边界为y=2r的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆周内无磁场。圆弧bd上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点o，并进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。(1)粒子经电场加速后，在半径为r的圆形区域内运动的时间为多大?(2)若从a点进入磁场的粒子不能从磁场上边界射出磁场，则磁感应强度应满足什么条件?(3要使粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值b0；并求出此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间；(4)当磁场中的磁感应强度大小为第(3)问中b0的32倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。【答案】(1) t=r2mqu；(2) b1r2muq；(3)b0=1r2mu3q，t=rm6qu；(4)l=x1+x2=(3+5)r.【解析】【详解】设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得：qu=12mv2粒子经电场加速后在圆形区域内运动的时间：t=2rv得：t=r2mqu粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r0。从a点进入磁场的粒子不能从磁场上边界射出磁场应满足：r01r2muq垂直磁场上边界射出的粒子的圆心o必在磁场上边界上，设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，满足磁感应强度有最大值，即r有最小值。又因为oo=r2+r2当r有最小值时，oo取最小值，oo最小值为o点到磁场上边界的距离2r故：rmin=3r由以上各式可得：b0=1r2mu3q设此时粒子进入磁场时速度方向与y轴正方向的夹角为则tan=rr=3故=60由于带电粒子在磁场中的运动周期：t=2rv此时垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间：t=360t=rm6qu当b=32b0时，带电粒子在磁场中的运动半径r=2r由几何知识可知，当粒子从d点沿x轴正方向进入磁场，粒子从磁场上边界射出点，为粒子能够到达的上边界的最右端。设粒子能够到达的上边界的最右端距y轴的距离为x1x1=r+r得：x1=3r当粒子与磁场上边界相切时，切点为粒子能够到达的上边界的最左端。设粒子能够到达的上边界的最左端距y轴的距离为x2x2=r2+r2得：x2=5r粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度：l=x1+x2=(3+5)r13.以下说法中正确的是_a. 两分子处在平衡位置时，分子势能最小b. 在潮湿的天气里，洗过的衣服不容易晾干，是因为没有水分子从衣服上飞出c. 热量可以从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化d. 相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈e. 晶体一定有固定的熔点，但物理性质可能表现各向同性【答案】ade【解析】【详解】a. 两分子处在平衡位置时，分子势能最小。故a正确。b.潮湿天气，空气相对湿度大，从衣服飞出的水分子与回到衣服的水分子相等，达到饱和。故b错误。c.在引起外界变化的情况下，热量可以由低温物体传向高温物体。故c错误。d. 相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，花粉受到水分子的撞击越不平衡，所以布朗运动越剧烈。故d正确。e. 晶体一定有固定的熔点，单晶体具有各向异性，多晶体为各向同性。故d正确。14.如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形气缸竖直放置在水平地面上，气缸内部的高度为h，气缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞a和b分成高度相等的三部分，下边两部分封闭有理想气体m和n，活塞a导热性能良好，活塞b绝热，两活塞均与气缸接触良好，不计一切摩擦，n部分气体内有加热装置，初始状态温度为t0，气缸的横截面积为s，外界大气压强大小为mgs且保持不变。现对n部分气体缓慢加热(i)当活塞a恰好到达气缸上端卡环时，n部分气体从加热装置中吸收的热量为q，求该过程中n部分气体内能的变化量；()活塞a恰好接触气缸上端卡环后，继续给n部分气体加热，当m部分气体的高度达到h9时，求此时n部分气体的温度。【答案】(i)q-mgh()569t0【解析】【详解】()活塞a到达气缸上端卡环前，气体m和n均做等压变化，活塞a、b之间的距离不变。当活塞a恰好到达气缸上端卡环时，n部分气体的压强pn2=pm1+mgs=p0+2mgs=3mgsn部分气体增加的体积v=sh3n部分气体对外做功w=pn2v=mghn部分