2018-2019学年天津市南开中学高三(下)第五次月考物理试卷

1、2018-2019 学年天津市南开中学高三（下）第五次月考物理试卷一、单选题（本大题共5 小题，共30.0 分）1. 下列说法正确的是 ( )A. 卢瑟福用 ?粒子轰击氮原子核发现了中子，并预言了质子的存在B. 爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C. 玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了各种原子的光谱D. 地球上的核电站与太阳内部主要进行的核反应类型相同2. 2019 年 1 月 3 日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极 - 艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。如图所示，在月球椭圆轨道上，已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，

2、并在 B 处变轨进入半径为 r 、周期为 T 的环月圆轨道运行。已知引力常量为 G，下列说法正确的是 ( )A. 图中探月卫星飞向 B 处的过程中速度越来越小B. 图中探月卫星飞向 B 处的过程中加速度越来越小C. 由题中条件可以计算出探月卫星受到月球引力大小D. 由题中条件可以计算出月球的质量3.如图所示，一束复合光沿半径方向从A 点射入半圆形玻璃砖，在 O 点发生反射和折射，a、 b 为折射光， c为反射光。下列说法正确的有()A. 用 a、 b 光分别照射同一单缝做衍射实验，a 光的中央亮纹比 b 光的中央 亮纹窄B. 单色光 a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光b 通过玻璃砖所需的时间C

3、. 保持复合光沿半径方向入射到O 点，若入射点由A 向 B 缓慢移动，则c 光逐渐变暗D. 用 a、 b 光分别照射同一光电管，只有一种光能引起光电效应，则一定是a 光4.示波管的聚焦电场是由电极 ?1、? 、?、 ?形成的，234实线为电场线，虚线为等势线，x 轴为该电场的中心轴线，一个电子从左侧进入聚焦电场，曲线PQR 是它的运动轨迹，则 ( )A. 电场中 Q 点的电场强度小于R 点的电场强度B. 电场中的 P 点的电势比Q 点的电势低C. 电子从 P 运动的 R 的过程中，电场力对它先做正功后做负功D. 若电子沿着x 轴正方向以某一速度进入该电场，电子有可能做曲线运动5. 剑桥大学物理

4、学家海伦 ?杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不己的高难度动作 -“爱因斯坦空翻”。现将“爱因斯坦空翻”模型简化，如图所示，自行车和运动员从 M 点由静止出发，经 MN 圆弧，从 N 点竖直冲出后完成空翻。忽略自行车和运动员的大小，将自行车第1页，共 12页和运动员看做一个整体，二者的总质量为m，在空翻过程中，自行车和运动员在空中的时间为 t，由 M 到 N 的过程中， 克服摩擦力做功为?.空气阻力忽略不计， 重力加速度为 g。下列说法正确的是 ( )12A. 自行车和运动员从 N 点上升的最大高度 2?B.C.自行车和运动员在

5、 MN 圆弧的最低点处于失重状态由 M 到 N 的过程中，自行车和运动员重力的冲量为零122D. 由 M 到 N 的过程中，运动员至少做 8? + ?二、多选题（本大题共3 小题，共18.0 分）6. 甲、乙两车在同一条直道上行驶， 它们运动的位移 x 随时间 t 变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t 轴相切于10s 处。则下列说法正确的是()A.B.C.D.甲车的初速度为零乙车的初位置在?0 = 80 m 处2乙车的加速度大小为1.6 ?/?5 s 时两车相遇，此时甲车速度较大7. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为44： 1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接

6、电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是()A. 副线圈输出电压的有效值为5V? 3B. 原线圈输入电压在 4 ? 4 ?时间内的平均值为 0C. P 向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小D. P 向左移动时，变压器的输入功率减小8.一列简谐横波沿x 轴正向传播，?= 0时的波的图象如图所示，质点P 的平衡位置在 ?= 8?处。该波的周期 ?= 0.4?。下列说法正确的是 ( )A. 质点 P 的振动方程是 ?= 10?5?(?)B. 在 0? 1.2?内质点 P 经过的路程24mC. ?= 0.6?时质点 P 的速度方向沿y 轴正方向D.?=0.7?P位于波谷时质点三、填

7、空题（本大题共1 小题，共 4.0 分）第2页，共 12页9. 某同学设想运用如图的阻值、电流表 A 的内阻1 所示的实验电路， 测量未知电阻 ?和电源 ( 内阻忽略不计 ) 的电动势实验过程中电流表的读数始终符合实验要求(1) 为了测量未知电阻? 的阻值，他在闭合开关?之前应该将两个电阻箱的阻值调?1至 _( 填“最大”或“最小”). 然后闭合开关 ?，将开关 ? 拨至 1 位置，调节 ?122使电流表 A 有明显读数 ?；接着将开关 ?拨至 2 位置，保持 ?不变，调节 ?，当调?221节 ?，则该未知电阻的阻值?= _?.1= 34.2?时，电流表 A 读数仍为 ?(2) 为了测量电流表

8、A 的内阻 ?4和电源 ( 内阻忽略不计 ) 的电动势 E，他将 ? 的阻值1调到? =1.5?，? 调到最大，将开关 ? 调至 2 位置，闭合开关 ?；然后多次调节 ?，1?212并在表格中记录下了各次 ? 的阻值和对应电流表A 的读数 I ；最后根据记录的数据，2他画出了如图2 所示的图象， 根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为 _，( 用题中所给字母表示 )；利用图象中的数据可求得，电流表A的内阻 ?_4 =?.?，电源 ( 内阻忽略不计 )的电动势 ?=四、实验题（本大题共2 小题，共18.0 分）10. 在光滑的水平面上，质量为2kg 的平板小车以速度 3?/?作

9、匀速直线运动。质量为1kg 的物体竖直掉在车上( 不反弹 ) 。由于物体和车之间的摩擦，经时间0.5?后它们以共同的速度前进，在这个过程中，小车所受摩擦力的大小为_N。11.为了探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系，某学生想到用气垫导轨( 物体在其上面运动时可认为摩擦力为 0) 和光电门及质量为m 的滑块来进行实验。如图所示，他将气垫导轨的一端用木块垫髙，使导轨有一个倾角，将滑块从导轨上端释放，光电门自动记录滑块经过A、 B 光电门时，滑块上挡光片的挡光时间?、?，用游标卡尺测得挡12光片的宽度为d，用量角器测得气垫导轨的倾角为?，则(1) 要测出滑块的加速度还必须测出 _( 同时用符号

10、表示该测量量 ) ；(2) 滑块的加速度为?= _( 用上面的已知量和测量量符号表示) 。(3) 要改变滑块受到的合力，只须改变_，在利用图象探究加速度与合力的关系时，以纵轴表示加速度，在不用合力表示横轴的情况下，可用_( 填“ ?”“?”或“ ?”)表示横轴。五、计算题（本大题共3 小题，共30.0 分）12. 为了研究过山车的原理， 某兴趣小组提出了下列设想： 取一个与水平方向夹角为 37 、长为 ?= 2.0?的粗糙倾斜轨道ABBC与半径为 ?= 0.2?的竖直圆轨，通过水平轨道道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB 段以外都是光滑的。其中AB与 BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一

11、个质量? = 1?小物块 ( 可视为质点 )以初速度? = 5.0?/?从 A 点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C 点时速度 ? = 4.0?/?。 (?=0?210?/? ,?37= 0.60, ?37= 0.80)(1)求小物块到达 C 点时对圆轨道压力 ?的大小；?(2)求小物块从 A 到 B 运动过程中摩擦力所做的功；?(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道 DE 滑出，求竖直圆弧轨道的半径?应满足什么条件？第3页，共 12页13.如图所示，水平虚线?、?之间是匀强磁场，磁场方12向水平向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为 m 的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为 5： 1

12、，高为 2h。现使线框AB 边在磁场边界 ?的1上方 h 高处由静止自由下落( 下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直)，当 AB 边刚进入磁场时加速度恰好为0，在 DC 边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。求：(1) 求 AB 边刚进入磁场时线框的速度与CD 边刚进入磁场时的速度各是多少？(2) 从线框开始下落到 DC 边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为多少？(3)?边刚进入磁场时，线框加速度的大小为多少？14. 如图所示，平面坐标系中，有一圆形区域的匀强磁场，圆心坐标 (?,?)，半径为R，与坐标轴相切于A、 C 两点， P、Q在 Y 轴上，且 ?=?=?，今有两带

13、相同电量的负电粒子2甲、乙从 P、 Q 两点分别以平行于x 轴的水平速度 ?、?向12右运动， 并刚好同时进入圆形磁场不计它们的重力及相互作用的库仑力通过磁场偏转后，均能通过C 点，C 点下方有一绝缘的固定圆弧形挡板MN ，弧形挡板的圆心为C，半径为 R，粒子碰到挡板会原速反弹，且粒子电量不变(1) 若甲粒子电量为，质量为 ?，求磁感应强度 B；?11(2) 若?1 = ?2，求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C 点所有的时间之比?：1?2；(3) 若两粒子能在运动中相遇，试求甲、乙粒子的质量之比?1： ?2 第4页，共 12页第5页，共 12页答案和解析1.【答案】 B【解析】 【分析】

14、根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。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。【解答】A、卢瑟福用 ?粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，中子是由他的学生查德威克发现的，故A 错误；B、爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故B 正确；C、玻尔提出了原子能级结构假说， 成功地解释了氢原子光谱， 但是不能解释其他光谱，故 C错误；D 、地球上的核电站进行的核反应是核裂变，太阳内部进行的核反应是核聚变，类型不同，故 D 错误。故选： B。2.【答案】 D【解析】 解： A、在椭圆轨道上，探月卫星向月球靠

15、近过程，万有引力做正功，根据动能定理，卫星的速度要增加，故A 错误；B、探月卫星飞向B 处的过程中受到地球的引力越来越小，受到月球的引力越来越大，合外力越来越大，所以加速度越来越大，故B 错误；C、探月卫星质量未知， 故由题设条件无法计算探月卫星受到月球引力大小，故 C 错误；D 、在环月轨道，万有引力提供圆周运动向心力，有：?4?2? 2 = ?2，?可得中心天体质量：2 3? = 4? ?2，故 D 正确；?故选： D。探月卫星靠近月球时， 受月球的万有引力占主导， 知道卫星在月球轨道上变轨时的操作，根据万有引力提供圆周运动向心力可以计算中心天体的质量。知道卫星变轨原理，环绕天体绕中心天体

16、做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力，据此可以分析卫星轨道问题及计算中心天体质量问题，掌握相关规律是解决问题的关键。【答案】 B3.【解析】 解： A、a 光的偏折程度比b 光的小，所以玻璃对a 光的折射率较小，故 a 光的频率小，波长长。所以用a、 b 光分别照射同一单缝做衍射实验，a 光的中央亮纹比b光的中央亮纹宽，衍射现象明显，故A 错误；?=?光在玻璃中的传播速度大于bB、a 光的折射率小于 b 光的折射率， 由分析可知， a?光在玻璃中的传播速度，故单色光 a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光b 通过玻璃砖所需的时间，故 B 正确；C、入射点由 A 向 B 缓慢移动， 光线射到直边的

17、入射角增大，反射光增强， 折射光减弱，则知 c 光逐渐变亮，故C 错误；D 、a 光的折射率小于 b 光的折射率，所以a 光的频率小于b 光的频率，故用 a、b 光分别照射同一光电管，只有一种光能引起光电效应，则一定是b 光，故 D 错误。第6页，共 12页故选： B。因光线从光密到光疏介质，随入射角的增大，反射光将加强，折射光减弱，当入射角达到全反射临界角时该光将发生全反射，从光屏上消失， 分析色光的临界角大小可得出最先发生全反射的光；根据光的偏折程度，即可判断折射率的大小，由?= 分析光在玻?璃砖中的传播速度大小， 比较传播时间关系。 再根据光电效应规律即可明确发生光电效应的是哪一种光。本

18、题中应记住七色光中从红到紫，红光的波长最长，折射率最小，而紫光的频率最高，折射率最大，掌握全反射条件和光电效应规律，并能分析具体问题。4.【答案】 B【解析】 解： A、等势线密的地方电场线也密，因此Q 点电场线比 R 点电场线密，故 Q点的电场强度大于 R 点的电场强度，故 A 错误；B、沿电场线电势降低，因此P 点的电势比 Q 点的电势低，故 B 正确；C、电子从低电势向高电势运动时，电场力做正功， 动能增加， 电势能减小， 故 C 错误；D 、在 x 轴上的电场线是直线， 则电子在 x 轴上受到的电场力方向不变， 沿 x 轴正方向，若电子沿着 x 轴正方向以某一速度进入该电场， 则合力方

19、向与速度方向相同，做加速直线运动，不能做曲线运动，故D 错误。故选： B。沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况要能正确根据电场线、等势线的分布情况，判断电势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情况5.【答案】 D【解析】 解： A、上升与下降过程各占总时间的一半，即上升的最大高度? =1122 ?(2 ?) =12，故 A 错误?8B、自行车和运动员在MN 圆弧的最低点有向上的加速度，处于超重状态，故B 错误C、由 M 到 N 的过程中，自行车和运动员重力的冲量为重力与时间之积，不是0，故

20、 C错误D 、选取 M 到 P 过程，高由 M 到 N 运动员做功为 ?，由动能定理： ?- ? -?= 0，解得： ?= ? + ?=1228 ?+ ?，故 D 正确故选： D。根据竖直上抛的时间，通过竖直上抛运动的对称性求出上升的高度，根据动能定理求出自行车运动员从 M 到 N 至少做功的大小。运用动能定理解题首先需确定研究对象和研究过程，分析有哪些力做功，根据动能定理列式求解。6.【答案】 BC【解析】 解： A、位移时间图象的斜率等于速度，则知甲车的速度不变，做匀速直线运动，初速度不为零。故A 错误。? =?20= 4?/?t10s=其图线与轴相切于BC、甲的速度为 甲?5，乙车做匀变

21、速直线运动，处，则在 ?= 10?时，乙的速度为零， 反过来看成乙车做初速度为0 的匀加速直线运动，第7页，共 12页则?=12?1?10220 =1?52，解得：乙车的加速度大小?=2?，根据图象可知， 0 =2，221.6?/? ， ?0 = 80?，故 B、C 正确；D 、5s时两车相遇，此时乙的速度为?=?= 1.6 5 = 8?/?乙，乙车的速度较大，故D 错误。故选： BC。位移时间图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示匀速直线运动，位移等于x 的变化量，结合这些知识分析。对于位移时间图象，关键要抓住图象的斜率等于速度，位移为?= ?2 -?1，来分析图象的物理意义。7.【答案】 AC

22、D【解析】 解：A、由图象可知， 原线圈的电压的最大值为311V，原线圈电压的有效值为：? =?1 = 220?，根据电压与匝数成正比可知，副线圈电压的有效值为：2? =2?1 1144 220?= 5?，故 A 正确；?3?B、由图象可知， ?= 4时，电压为0，则线圈位于中性面， 磁通量为BS，?= 4 - ?=4 经历了半个周期，则?=3?-?34 时，磁通量为，原线圈输入电压在 4 ?4 ?时间内的平均值-2?4?2?-622为?= ? =，又 ?= 311?，?=，联立解得：?2?=?误； 198.1?，故 B 错CD 、P 左移， R 变大，因电压不变，故副线圈电流减小，所以输出功

23、率减小，则原线圈的电流及输入功率减小，故 CD 正确。故选： ACD。根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、 周期和频率等， 再根据电压与匝数成正比即可求得结论。本题为变压器与电路的动态变化问题的综合， 此类题目总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路。8.【答案】 AD2?【解析】 解： A、质点 P 的振动方程是?= ?= 10?5?(?)，故A 正确；?B、因为 ?= 1.2?= 3?，所以在 01.2?内质点 P 经过的路程 ?= 3 4?= 12 10?= 120?= 1.2?，故 B 错误；C、根据“上下坡法”知 ?=0时刻质点 P 的速度方向沿y

24、轴正方向， ?= 0.6?= 1.5?，质点 P 的速度方向相反，即沿y 轴负方向，故 C 错误。3D 、?= 0 时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴正方向， 因 ?=0.7?= 1 4 ?，则 ?= 0.7?时质点 P位于波谷，故 D 正确。故选： AD。从图象可以直接读出波长， 由波速公式 ?=?求解波速； 根据时间 1.2?与周期的关系， 分?析质点 P 的路程。根据“上下坡法”判断质点P 的速度方向。根据质点 P 的振幅、周期和初相位写出其振动方程。第8页，共 12页本题从时间的角度研究周期， 从空间的角度研究波长。 明确质点做简谐运动时每个周期内质点通过的路程是四个振幅，通过分析时间

25、与周期的关系求解路程。11? +?9.【答案】 最大34.2=? +1?0.5 4?2?【解析】 解： (1)闭合开关 ?之前，从保护电路的角度，? 的阻值应调到最大值，12根据题意可知， 开关 ?拨至 1 位置和2 位置时，电流表示数相同， ? 阻值不变，所以 ?22?=? = 34.2?，1(2)根据闭合电路欧姆定律得：?=?(?1+ ?2 + ?)整理得：1 = 1 ?2 + ?1 +?，?11? +?则- ?2图象的斜率表示 ，在纵轴上的截距表示1?，结合图象得：?11-0.5? +?= 0.5=，1?2?解得： ?=4?， ? = 0.5?故答案为：(1) 最大； 34.2 ； (2

26、)11? +?+?； 4=1?；0.5? 2?(1) 从保护电路的角度考虑 ?2的阻值，分析开关?拨至 1位置和 2 位置时的电路结构，2根据欧姆定律求解阻值；(2)根据闭合电路欧姆定律求出1?的表达式， 结合图象得斜率、 截距的物理意义即可-?2求解此类题目要求先明确实验的原理，再由原理得出实验的方法，从而得出正确的数据，体现了等效替代法在物理实验中的应用10.【答案】 4【解析】 解：车与物体组成的系统水平方向动量守恒，设车初速度的方向为正，由动量守恒定律得：? = (?车+ ?)?车车物，代入数据解得：?= 2?/?，对车，由动量定理得：-?= ? ?-? ? ，车车车代入数据解得：?=

27、 4?；故答案为： 4。小车与物体在水平方向系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出共同速度，对小车，应用动量定理可以求出所受摩擦力大小。本题考查了动量守恒定律与动量定理的应用， 解题时要注意系统整体动量不守恒， 但在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，分析清楚运动过程，应用动量守恒定律与动量定理可以解题。?2?211.【答案】 两光电门之间的距离x( )-( )?气垫导轨的倾角 ? ?212?【解析】 解： (1) 滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动，通过光电门可以求出AB 两点的速度，根据匀变速直线运动位移速度公式可知，要求加速度，再需要测量两光电门之间第9页，共 12页的距离 x

28、 即可；(2) 滑块经过光电门A 时的瞬时速度为? =?，滑块经过光电门B 时的瞬时速度为?=?，?1222( ?)2-( ?) 2?根据 2?= ?-?得：?=212?(3) 对滑块受力分析可知，滑块受到的合力 ?= ?，要改变滑块受到的合力，只须改变气垫导轨的倾角 ?即可，根据牛顿第二定律可知： ?= ?，则 ?= ?，所以以纵轴表示加速度，在不用合力表示横轴的情况下，可用 ?表示横轴。?)2?2故答案为： (1) 两光电门之间的距离x；(2)(-( )气垫导轨的倾角 ?； ?21； (3)?2?根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1 和光电门 2 的瞬时速度，结合速度位

29、移公式求出滑块的加速度；对小车在斜面上受力分析，可知，滑块受到的合力 ?= ?，所以可以改变 ?来改变合力，根据牛顿第二定律求解即可。要清楚实验的原理， 实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量，通过物理规律可以把变量进行转换，以便更好研究和测量，滑块通过光电门时时间极短，可以用平均速度代替瞬时速度求解通过光电门的速度。12.【答案】 解： (1) 设小物块到达 C 点时受到圆轨道的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有，2?- ?= ?解得： ?= 90?根据牛顿第三定律得，小物块对圆轨道压力的大小为(2) 物块从 A 到 C 的过程中，根据动能定理有：?37+12= ? -?2?解得 ?=

30、 -16.5?90N12?2(3) 设物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为?，根据牛顿第二定律有：?+ ?=12?，?则 ? ?物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：1212? =? + 2?2?22?联立得 ? ?，5?解得 ? 0.32?答： (1) 小物块到达 C 点时对圆轨道压力的大小为90N；(2) 小物块从 A 到 B 运动过程中摩擦力所做的功为-16.5?；(3) 为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE 滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足?0.32?。【解析】 (1) 小物块做圆周运动，根据牛顿第二定律可求得支持力大小，再由牛顿第三定律可求得小物块对轨道的压力大小

31、；(2) 对 AC 过程由动能定理可求得摩擦力所做的功；(3) 根据临界条件以及牛顿第二定律可求得速度范围；再由机械能守恒定律可求得半径的范围。本题考查动能定理以及向心力公式的应用，要注意明确对于不涉及时间的力学问题可以第10 页，共 12页优先利用功能关系， 如动能定理和机械能守恒定律进行分析求解； 本题还要注意临界条件的应用，明确物体能越过最高点的条件。13.【答案】解：(1)设 AB 边刚进入磁场时速度为 ?0，线框电阻为 R，?= ?，则 ?= 5?由机械能守恒定律得：?=12?则?0=2?2022AB 刚进入磁场时：? ?0= ?设 DC 边刚进入磁场前匀速运动时速度为?，线框切割磁感应线的有效长度为2l，122线框匀速运动时有? (2?) ?1 = ?解得 ?=?=2?0144(2) 从线框开始下落到CD 边进入磁场前瞬间，根据能量守恒定律得：?3? -?=1 22 ?1 47 联立得： ?= 16 ?(3)?刚进入磁场瞬间，线框切割磁感应线的有效长度为3l ，?1 = ?13?由闭合电路欧姆定律得：?=? 1? = ?3?1由牛顿第二定律得：?=?1 - ? 5= ? 4答： (1) 求 AB 边刚进入磁场时线框的速度为2?， CD 边刚进入磁场时的速度是2?；4(2) 从线框开始下落到