河南省顶级名校2019届高三物理第四次联合质量测评试题（含解析）.docx

河南省顶级名校2019届高三物理第四次联合质量测评试题（含解析）二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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.如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是A. 随能级n的增加氢原子能量减小B. 电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光C. 释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eVD. 释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V【答案】D【解析】【详解】A、根据量子力学计算， 氢原子能级为，随能级n的增加氢原子能量增大，故选项A错误；B、一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，可放出种不同频率的光，故选项B错误；CD、从n=4跃迁到n=1辐射的光子频率最大，有：，照射金属钙时根据光电效应方程知光电子的最大初动能为：，发生光电效应的遏止电压，故选项D正确，C错误；故选D2.如图所示，水平桌面上放置一个质量为1kg的物块A，在A的上面放置另一个质量也为1kg的物块B，已知A与地面之间的动摩擦因数为1=0.5，A、B之间的动摩擦因数为2=0.2。现在给物块A施加一个与水平方向夹角为=37斜向上方大小恒为F=10N的力，则物块B所受的摩擦力为(重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8)A. 大小为0.5N，方向水平向右B. 大小为2N，方向水平向右C. 大小为0.5N，方向水平向左D. 大小为2N，方向水平向左【答案】A【解析】【详解】先假设AB一起运动，以AB对象，根据牛顿第二定律则有，解得；以B对象，根据牛顿第二定律则有，假设成立，所以物块B所受的摩擦力为静摩擦力，大小为，方向水平向右，故选项A正确，B、C、D错误；故选选项A。3.有一玩具弹簧枪，打出的弹丸在空中做平抛运动，当弹丸运动到空中某位置时，重力所做的功等于其初动能的3倍，此时弹丸速度与竖直方向的夹角为A. 30B. 37C. 45D. 60【答案】A【解析】【详解】由题意得，球落地时的竖直分速度，球落地时的速度方向与竖直方向的夹角为，则，解得，故选项A正确，B、C、D错误；故选A。4.光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是A. 甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为21B. 甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为41C. 甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为21D. 甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为41【答案】B【解析】【详解】不带电小乙球与带正电小甲球发生弹性碰撞，系统动量守恒和机械能守恒，规定速度v0方向为正方向，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为，则有：，解得：，根据左手定则可知甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，根据洛伦磁力提供向心力可得，半径之比为，故选项B正确，A、C、D错误；故选B。5.如图所示，在矩形区域MNPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，MQ边长为L，MN边长为2L。梯形线框abcd位于纸面内，ab长为L，cd长为3L，ab边和cd边之间的距离为L。现让线框以恒定的速度沿垂直MN的方向向右穿过磁场区域，并在ab边与MN边重合时开始计时，取沿 abcda方向为感应电流的正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间变化的图线是A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】在时间内，ab边进入磁场切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律判断得知感应电流沿adcba方向，为负；线圈有效的切割长度均匀增大，根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势均匀增大，所以感应电流均匀增大；t在时间内，磁通量不断增大，由楞次定律判断得知感应电流沿adcba方向，为负；线圈有效的切割长度不变，根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势不变，所以感应电流不变；t在时间内，磁通量不断减小，由楞次定律判断得知感应电流沿abcda方向，为正；线圈有效的切割长度均匀增大，根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势均匀增大，所以感应电流均匀增大；t在时间内，磁通量不断减小，由楞次定律判断得知感应电流沿abcda方向，为正，线圈有效切割长度不变，根据感应电动势大小公式E=BLv可知感应电动势不变，所以感应电流不变，故选项C正确，A、B、D错误；故选C。6.如图所示为电能输送的示意图，升压、降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻R为8，升压变压器的输入功率100kW，用户端得到的电压为220V，用户得到的功率为95kW。下面说法正确的是A. 输电线上损失的电压为50VB. 升压变压器输出电压4103VC. 降压变压器原、副线圈匝数比为D. 用户端负载增加，有利于减少远距离输电的电能损失【答案】BC【解析】【详解】A、由知输电线上的电流，输电线上损失的电压为，故选项A错误；B、升压变压器的输出电压，故选项B正确；C、降压变压器的输入电压，降压变压器的原、副线圈的匝数比为，故选项C正确；D、用户端负载增加，降压变压器的副线圈的电流增大，根据变压器的电流与匝数关系可知降压变压器的原线圈的电流增大，由知输电线上的损失功率增大，故选项D错误；故选BC。7.如图所示，带正电小球甲固定在绝缘支架上顶点A，带正电小球乙用绝缘细线系在O点，细线被拉成水平位置时，小球乙位于B点，A、O、B三点位于同一条水平直线上，O是A、B的中点。从B点静止释放带电小球乙，小球乙做圆周运动，且与A、O、B始终共面，越过O点正下方的O点之后继续运动到C点时速度为零(O与C位置未画出)。在小球乙从B到C的运动过程中，空气阻力不计，下面说法正确的是A. 小球乙电势能越来越大B. 小球乙从O到C的运动过程中，动能的减少等于电势能的增加C. 小球乙在O点时重力与电场力的合力最大D. 小球乙速度最大的位置一定位于B和O两点之间【答案】AD【解析】【详解】A、小球乙从B到C的运动过程中，带电小球乙与带电小球甲之间距离减小，由越靠近正电荷的地方电势越高和正电荷在电势高的地方电势能大可知小球乙电势能越来越大，故选项A正确；B、根据能量守恒可知动能的减少等于重力势能的增加与电势能的增加之和，故选项B错误；CD、小球乙从B到C的运动过程中，带电小球乙与带电小球甲之间距离减小，根据库仑力公式可知带电小球乙受到的电场力增大，重力不变，带电小球乙与带电小球甲的连线与竖直方向的夹角减小，根据平行四边形定则可知小球乙受到的重力与电场力的合力增大，小球乙在C点时重力与电场力的合力最大；小球乙在位于B和O两点之间的某个位置沿轨迹切线方向的合力为零，所以小球乙速度最大的位置一定位于B和O两点之间，故选项D正确，C错误；故选AD。8.如图，两条相距l的足够长的平行光滑导轨放置在倾角为=30的斜面上，阻值为R的电阻与导轨相连。质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置。整个装置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。轻绳一端与导体棒相连，另一端跨过定滑轮与一个质量为m的物块相连，且滑轮与杄之间的轻绳与斜面保持平行。物块距离地面足够高，导轨、导体棒电阻不计，轻绳与滑轮之间的摩擦力不计。将物块从静止释放，下面说法正确的是(重力加速度为g)A. 导体棒M端电势高于N端电势B. 导体棒的加速度不会大于gC. 导体棒的速度不会大于D. 通过导体棒的电荷量与金属棒运动时间的平方成正比【答案】BC【解析】【详解】A、根据右手定则可知导体棒M端电势低于N端电势，故选项A错误；BC、设导体棒的上升速度，根据，可知导体棒所受安培力为，根据牛顿第二定律可得，当导体棒的上升速度为零时，导体棒的加速度最大，最大加速度为；当导体棒的上升加速度为零时，导体棒的速度最大，最大速度为，故选项B、C正确；D、通过导体棒的电荷量为：，由于导体棒先做加速度减小的加速度运动，后做匀速运动，所以导体棒运动的位移与金属棒运动时间的平方不成正比，故选项D错误；故选BC。三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。9.如图所示的实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。实验器材有：斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下：用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；弹簧放在挡板P和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光板中心对准斜面上的A点；光电门固定于斜面上的B点，并与数字计时器相连；压缩弹簧，然后用销钉把滑块固定，此时遮光板中心对准斜面上的O点；用刻度尺测量A、B两点间的距离L；拔去锁定滑块销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间t；移动光电门位置，多次重复步骤。根据实验数据做出的L图象为如图所示的一条直线，并测得L图象斜率为k、纵轴截距为b。(1)根据L图象可求得滑块经过A位置时的速度vA=_，滑块在斜面上运动的加速度a=_。(2)本实验中，使用的弹簧弹性系数较大，滑块从O到A恢复原长过程中，弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能，Ep=_，Ep的测量值与真实值相比，测量值偏_(填“大”或“小”)【答案】 (1). (2). (3). (4). 大【解析】【详解】解：(1)滑块从A到B做匀加速直线运动，设加速度为，由于宽度较小，时间很短，所以瞬时速度接近平均速度，因此有B点的速度为，根据运动学公式则有，化简为，结合图像可得，解得，；(2)由于弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，所以摩擦力和重力沿斜面的分量忽略不计，根据能量守恒可得；考虑摩擦力和重力沿斜面的分量，根据动能定理可得，而，摩擦力小于重力沿斜面的分量，Ep的测量值与真实值相比，测量值偏大；10.某同学将一只量程为100A的灵敏电流计改装成电流表和两个量程的电压表。改装后的电路图如图甲所示。图中G表示灵敏电流计，Ra、Rb和Rc是三个定值电阻，K是选择开关，可以分别置于a、b、c位置，从而实现多功能测量。(1)首先根据如图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电流计G的内阻。先将R的阻值调至最大，闭合S1，调节R的阻值，使G的指针偏转到满刻度，然后闭合S2，调节R的阻值，使G的指针_，此时，就认为电阻箱R的读数等于G的内电阻值。由于半偏法实验原理不完善导致G的内电阻测量值比真实值偏_(填“大”或小”)(2)若用半偏法测得G的内电阻为900。选择开关置于a时，构成量程为01mA的电流表，则电阻Ra阻值应为_；选择开关置于b时，构成量程为01V的电压表，则电阻Rb阻值应为_；选择开关置于c时，构成量程为03V的电压表，则电阻Rc阻值应为_；(3)半偏法测量G的内电阻的误差又会导致改装成的电流表、电压表测量结果_(填“偏大”或“偏小”)【答案】 (1). 半偏 (2). 小 (3). 100 (4). 910 (5). 2910 (6). 偏小【解析】【详解】解：(1)半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，先将R的阻值调至最大，闭合S1，调节R的阻值，使的指针偏转到满刻度；第三步，闭合S2，调节的阻值，使的指针半偏，记下电阻箱读数，此时电阻箱的读数等于G的内电阻值；实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于流过灵敏电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻，所以，该测量值略小于实际值；(2) 选择开关置于a时，构成量程为01mA的电流表，则电阻阻值应为；选择开关置于b时，构成量程为01V的电压表，则电阻阻值应为；选择开关置于c时，构成量程为03V的电压表，则电阻阻值应为；(3)半偏法测量G的内电阻时，测量值略小于实际值，改装成的电流表量程、电压表量程略小于实际值，用它们测量结果偏小；11.如图所示，竖直平面xOy，其x轴水平，在整个平面内存在沿x轴正方向的匀强电场E，在第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.2T。现有一比荷为=25C/kg的带电微粒，从第三象限内某点以速度v0向坐标原点O做直线运动，v0与x轴之间的夹角为=45，重力加速度g=10m/s2。求：(1)微粒的电性及速度v0的大小；(2)带电微粒在第一象限内运动时所达到最高点的坐标。【答案】（1） （2）（0.6m，0.2m）【解析】【详解】解：(1)带电粒子在第三象限内做直线运动，受到重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用，并且合力为零，即粒子做匀速直线运动；所以，微粒受到的洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上方，由左手定则可判断为零带正电；对带电微粒受力分析，如图所示，根据平衡条件可得：解得：(2)带电微粒进入第一象限后做曲线运动，假设最高点为M点，从O到M点所用的时间为t，则将微粒从O到M的运动分解为沿x轴方向的匀加速直线运动和沿y轴方向上的匀减速直线运动Y轴方向：x轴方向上：解得，12.如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物A、B之间往返运动。小车最左端放有一个小木块，初始小车紧挨障碍物A静止。某时刻，一粒子弹以速度v0射中木块并嵌入其中。小车向右运动到与障碍物B相碰时，木块恰好运动到了小车的最右端，且小车与木块恰好达到共速。小车和它上面的木块同时与障碍物B相碰，碰后小车速度立即减为零，而木块以碰撞之前的速度反弹，过一段时间，小车左端又与障碍物A相碰，碰后小车速度立即减为零，木块继续在小车上向左滑动，速度逐渐减为零而停在小车上。已知小车的质量为m，长度为L，小木块质量为m，子弹质量为m。子弹和小木块都可以看做质点。求：(1)小木块运动过程中的最大速度；(2)小车从左到右运动的最大距离以及小木块与小车间的动摩擦因数；(3)小木块最终停止运动后，木块在小车上的位置与小车右端的距离。【答案】(1) (2) (3)【解析】【详解】(1)设子弹和木块的共同速度为v1，根据动量守恒定律： 解得： (2)内嵌子弹的小木块与小车作用过程，系统动量守恒，设共同速度为v2则有： 解得： 小木块与小车之间的摩擦力为，木块从A运动到B的路程为对小木块有： 对小车有： 解得 ； 小车从A运动到B的路程为： 动摩擦因数：(3)内嵌子弹的小木块反弹后与小车达到相对静止状态，共同速度为，相对小车滑行的距离为，小车停后小木块做匀减速运动，相对小车滑行距离为根据动量守恒有： 解得： 根据能量守恒： 对内嵌子弹的小木块，根据动能定理有： 解得： 内嵌子弹的小木块在小车上的位置与小车右端的距离：(二)选考题：共45分。请考生从2道物理题，2道化学题，2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按照所做的第一题计分。13.根据热学知识，下面说法正确的是_A. 一定质量的理想气体，当温度升高时，内能增加，压强增大B. 晶体熔化过程中，温度保持不变，晶体分了势能增加C. 液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力D. 物体温度升高时，热运动速率大的分子数占总分子数比例增大E. 即使在现代化的热电厂中，燃气的内能也不可能百分之百转化为电能【答案】BDE【解析】【详解】A、由 ，可知当温度升高时，PV乘积增大，压强不一定增大，故选项A错误；B、晶体熔化过程中温度不变，吸收的热量用来增加分子势能，故选项B正确；C、液体表面层分子稀疏，分子间距离较大，分子间力为引力，就是表面张力，故选项C错误；D、温度升高，由速率分布图可知，热运动速率大的分子数占总分子数比例增大，故选项D正确；E、根据热力学第二定律，热机效率不肯能是百分之百，故选项E正确；故选选项BDE。14.如图所示，U形管内盛有水银，一端开口，另一端封闭一定质量的理想气体，被封闭气柱的长度为10cm，左右两管液面高度差为1.7cm，大气压强p=75.0cmHg。现逐渐从U形管中取走一部分水银，使得左右两管液面高度差变为10cm。求：两管液面高度差变为10cm后，被封闭气柱的长度是多少；需要向U形管内注入多少厘米的水银，才能让高度差从10cm变为两管液面齐平。【答案】(1) 11.8cm (2) 13.2cm【解析】【详解】解：(1)设空气柱长度时压强为；当高度差为时，空气柱的长度为，压强为则