1、1陕西省汉中市重点中学 2019 届高三物理下学期开学联考试题（含解析）一、选择题：1.用如图所示的光电管研究光电效应，当滑动变阻器的滑片位于某一位置，开关 S 闭合时，用单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转，用单色光 b 照射光电管阴极 K时，电流计 G 的指针不发生偏转，则A. a 光的强度一定大于 b 光的强度B. a 光的频率一定大于阴极 K 的极限频率C. b 光的频率一定小于阴极 K 的极限频率D. 开关 S 断开后，用单色光 a 照射光电管阴极 K 电流计 G 的指针一定不会发生偏转【答案】B【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率
2、，光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小。【详解】A 项：用某种光照射金属能否发生光电效应与光的强度无关，所以无法判断 a、b光的强度，故 A 错误；B 项：用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转，知 a 光频率大于金属的极限频率，故 B 正确；C 项：由于在光电管两端加了反向电压，有 b 光照射时，电流计 G 指针不发生偏转，所以无法判断是否发生光电效应，即无法判断 b 光的频率与阴极 K 的极限频率大小，故 C 错误；D 项：由于在光电管两端加了反向电压时，电流计 G 的指针发生偏转即电子能从阴极运动2到阳极，所以断开开关即不加反向电压时
3、，电子一定能从阴极运动到阳极即电流计 G 一定发生偏转，故 D 错误。故应选：B。【点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目。2.如图所示，A、B 两物块叠放在一起，B 受到一水平向左的作用力 F，A、B 在粗糙的水平地面上保持相对静止地向右做直线运动，在运动过程中，下列关于 A、B 所受到的摩擦力的说法正确的是A. A 受到水平向右的摩擦力B. A 可能不受摩擦力作用C. B 受到地面水平向左的摩擦力D. B 可能不受地面的摩擦力作用【答案】C【解析】【分析】先对整体受力分析，根据相对地面的运动方向可知地面对 B 的摩擦力方向；根据合外力方向判断整体
4、的加速度方向；隔离 A 可知 B 对 A 的摩擦力方向。【详解】地面粗糙，两物块的整体向右运动，则地面对整体的滑动摩擦力向左，选项 C 正确，D 错误；因力 F 向左，则整体的合外力向左，加速度向左，则对 A 来说受到 B 对 A 向左的摩擦力，选项 AB 错误；故选 C.3.已知火星的半径是地球的 a 倍，质量是地球的 b 倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为A. B. C. D. ba2 b2a ab ba【答案】A【解析】3【分析】根据质量和半径的关系求得地球表面的重力加速度与火星表面重力加速度
5、的关系，再根据竖直上抛公式求解。【详解】根据 可知 ；根据 可知 ，故选 A.g=GMR2 g地g火 =M地M火 R2火R2地 =a2b h=v22g h地h火 =g火g地 =ba2【点睛】本题关键是抓住星球表面重力与万有引力相等，根据质量和半径关系求得重力加速度之比，再根据竖直上抛规律求解。4.如图所示，三根相互平行的固定长直导线 L1、L 2和 L3两两等距，通过 L1、L 2、L 3中的电流大小相等，L 1、L 2中的电流方向垂直纸面向里，L 3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为A
6、. 指向 L1 B. 指向 L2 C. 背离 L3 D. 指向 L3【答案】D【解析】【分析】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理，判断三条直导线对中心处的合力方向。【详解】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理可知，L 1和 L2对放在中心处的导线均为斥力，合力的方向指向 L3；L 3对放在中心处的导线为吸引力，方向指向 L3；则三条直导线对放在中心处的导线的作用力的合力方向指向 L3；故选 D.5.如图所示，真空中 ab、cd 四点共线且 ab=b=cd 在 a 点和 d 点分别固定有等量的异种点电荷，则下列说法正确的是A. b、c 两点的电场强度大小相等，方向相反B. b、c 两点的电场强
7、度大小不相等，但方向相同C. 同一负点电荷在 b 点的电势能比在 c 点的小4D. 把正点电荷从 b 点沿直线移到 c 点，电场力对其先做正功后做负功【答案】C【解析】【详解】A、B 项：由等量异种电荷的电场线分布可知，b、c 两点的场强大小相等，方向相同，故 A、B 错误；C 项：由电场线从正电荷指向负电荷即电场线由 b 指向 c，所以 b 点的电势高于 c 点电势，根据负电荷在电势低处电势能大，即负电荷在 b 点的电势更小，故 C 正确；D 项：由 C 分析可知，电场线从 b 指向 c，正电荷从 b 沿直线运动到 c，电场力一直做正功，故 D 错误。故应选：C。6.如图所示，变压器为理想变
8、压器，副线圈中三个电阻的阻值大小关系为 R1=R2=2r=2，电流表为理想交流电表原线圈输入正弦式交流电 e=110 sin100t(V)，开关 S 断开时，2电阻 r 消耗的电功率为 100W。下列说法正确的是A. 通过电阻 r 的电流方向每秒钟变化 50 次B. 开关 S 闭合前后，电流表的示数之比为 23C. 开关 S 闭合前后，通过电阻 R1的电流之比为 23D. 变压器原副线圈的匝数之比为 113【答案】BD【解析】【分析】交流电的电流方向在一个周期内变化 2 次；变压器原副线圈的电流比等于匝数的倒数比，电压比等于匝数比；据此进行分析讨论.【详解】交流电的频率为 ，可知通过电阻 r
9、的电流方向每秒钟变化 100 次，选f=2=50Hz项 A 错误；开关 S 闭合之前，次级电阻 3，次级电流 ；开关 S 闭合之后，次级电阻I2=U232，次级电流 ；开关 S 闭合前后次级电流比为 2:3，因变压器初级和次级电流成正I2=U225比，可知开关 S 闭合前后，电流表的示数之比为 23，选项 B 正确；开关 S 闭合之前，通过电阻 R1的电流 ；开关 S 闭合之后，通过电阻 R1的电流 ；开关 SIR1=I2=U23 IR1=12I2=U24闭合前后，通过电阻 R1的电流之比为 43，选项 C 错误；开关 S 断开时，电阻 r 消耗的电功率为 100W，可知次级电流 ，次级电压有
10、效值 ，I2=Pr= 1001A=10A U2=I2(R1+r)=30V变压器初级电压有效值 U1= ，则变压器原副线圈的匝数之比为 ，11022V=100V n1n2=U1U2=11030=113选项 D 正确，故选 BD.7.如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴在竖直方向。图中画出了从 y 轴上沿 x 轴正方向水平抛出的三个小球 a、b 和 c 的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是A. a 和 b 的初速度大小之比为 12B. a 和 b 在空中运动的时间之比为 21C. a 和 c 在空中运动的时间之比为 12D. a 和 c 的初速度大小之比为 21【答案】C【解析】【分析】平抛
11、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，根据水平位移和竖直位移的大小求出运动的时间以及初速度之比【详解】根据 可知 a 和 b 在空中运动的时间之比为 ：1；根据 可知 a 和 b 的初t=2hg 2 v=xt速度大小之比为 1： ，选项 AB 错误；根据 可知 a 和 c 在空中运动的时间之比为 ：2 t=2hg 21；根据 可知 a 和 c 的初速度大小之比为 ：1，选项 C 正确，D 错误；故选 C.v=xt 28.如图所示，电阻不计的导轨 OPQS 固定，其中 PQS 是半径为 r 的半园弧，Q 为半圆弧的中点，O 为圆心。OM 是长为 r 的可绕 O 转动的金属杆
12、，其电阻为 R、M 端与导轨接触良好。空6间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为 B，现使 OM 从 OQ位置起以角速度 逆时针匀速转到 OS 位置。则该过程中A. 产生的感应电流大小恒定，方向为 OPQMOB. 通过 OM 的电荷量为r2B4RC. 回路中的感应电动势大小为 Br2D. 金属杆 OM 的发热功率为B22r42R【答案】AB【解析】【详解】A 项：由导体棒绕其端点在磁场中转动时产生的电动势为：，所以产生的电动势恒定，电流恒定，由于磁场方向垂直纸面向里，E=Brv=Brr2=12Br2由右手定则可知电流的方向为 OPQMO，故 A 正确；B 项：由公式
13、 ，故 B 正确；q=R=BSR=Br24R=Br24RC 项：由 A 分析可知， ， ，故 C 错误；E=Brv=Brr2=12Br2D 项：由闭合电路欧姆定律得： 发热功率为： 故 D 错误。故应选：I=ER=Br22R P=I2R=B2r424RAB。二、非选择题： 9.某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上，调节滑板上表面水平，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关系时，根据测得的数据在坐标系中作出了如图所示的 a-F 图象。7(1)由 aF 图象可知小车和传感器的总质量为_kg。(保
14、留两位有效数字)(2)图象不过坐标原点的原因是_。(3)为使图象过原点可垫高滑板的_(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做_(填“加速” “匀速”或“减速”)运动【答案】 (1). 0.50 (2). 小车与滑板之间有摩擦 (3). 右 (4). 匀速【解析】【分析】（1）a-F 图象中的斜率表示质量的倒数 （2）由图象可知，当 F0 时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够；（3）根据平衡摩擦力的具体方法解答。【详解】 （1）a-F 图象中的斜率表示质量的倒数，由图可知， ，所以质量k=aF 53-0.5 2M=12 0.50kg（2）由图象可知，当 F0 时，加
15、速度仍然为零，说明小车与滑板之间有摩擦，没有平衡摩擦力或平衡的不够；（3）为使图象过原点必须要平衡摩擦力，可垫高滑板的右侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做匀速运动.10.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势和内阻(电动势 E 约为 9V，内阻r 约为 40)。已知该电池允许输出的最大电流为 100mA。该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为 3k，R 为电阻箱，阻值范围 09999，R 0是定值电阻，阻值为 100。(1)根据图甲，在虚线框中画出该实验的电路图_。8(2)该同学完成电路的连接后，闭合开关 S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏
16、转情况如图乙所示，其示数为_V。(3)改变电阻箱的阻值读出电压表的相应示数 U，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E=_V，内阻r=_。(结果均保留两位有效数字)(4)用该电路测电动势，真实值和测量值的关系 E 真 _E 测 。(填“大于” “小于”或“等于”)【答案】 (1). (2). 7.0 (3). 8 30 (4). 大于【解析】【分析】（1）按实际连线电路图画出电路图；（2）根据电压表应选择 15V 的量程进行读数；（3）本实验采取伏阻法测量电源的电动势和内阻，根据实验的原理 E=I（R+R 0+r） 可以得到： ，结合图线的斜率和截
17、距去求电源的电动势和内阻。1U=1E+rE 1R0+R9【详解】 （1）按实物图，R 0与电阻箱 R 是串联关系，电压表测量两个电阻的总电压，画出电路图如图所示：（2）由电压表所接量程及所指的位置可知电压表的示数为 7.0V。（3）根据闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+R 0+r）而 联立可得：I=UR0+R 1U=1E+rE 1R0+R结合所绘的 图象纵截距可得： =0.125V-1，从而求得：E=8.0V1U 1R0+R 1E由图象的斜率可知： rE=0.2750.1254102A1将求得 E 值代入得：r=30。（4）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理 E=U+（ ）UR0+R+URV
18、r， ，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示 ，所以 E1U=1E（1+rRv）+rE1R0+R 1E（1+rRv）测 小于 E 真 【点睛】解决本题的关键：知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理，会根据图象测量电源的电动势和内阻，将两个非线性关系的物理量，变成两个线性关系的物理量。11.如图所示，间距 L=1m 电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值 R=2 的电阻连接，导轨间宽 x=3m 的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T 的有界匀强磁场。一根长 l=1m、质量 m=1kg、电阻 =1 的金属棒 ab 垂直导轨横跨在轨道上，金属棒与导轨接触良好，金
19、属棒在水平向右、大小为 F=2N 的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求：(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离；(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻 R 产生的热量。【答案】 （1）9m; （2）4J10【解析】【分析】（1）金属棒进入磁场前在力 F 作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动公式列式求解进入磁场的速度；进入磁场后做匀速运动，力 F 等于安培力，列式求解金属棒初始位置到磁场左边界的距离；（2）根据能量关系求解电阻 R 产生的热量.【详解】 （1）金属棒进入磁场区域前做匀加速直线运动，有：v 2=2asF=ma金属棒进入磁场后，有：F=BI l I=Bl
20、vR+r解得 s=9m（2）金属棒在磁场中运动时： QR=FxRR+r解得 QR=4J12.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直底端分别与两侧的直轨道相切，半径 R=0.5m。物块 A 以某一速度滑入圆轨道，滑过最高点 Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上 P 处静止的物块 B 发生弹性碰撞，P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为 L=0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 =0.5，A、B的质量均为 m=1kg(重力加速度 g 取 10m/s2；A、B 视为质点，碰撞时间极短，有阴影的地方代表粗糙段)，碰后 B 最终停止在第 100 个粗糙段的末端
21、。求：(1)A 刚滑入圆轨道时的速度大小 v0；(2)A 滑过 Q 点时受到的弹力大小 F；(3)碰后 B 滑至第 n 个(n100)光滑段上的速度 vn与 n 的关系式。【答案】(1)10m/s；（2）150N；（3）v n= m/s,(k 100)100-k 【解析】【分析】（1）先求出滑块每经过一段粗糙段损失的机械能 E，进而求得损失的总能量，根据动量11守恒和和能量守恒可得 A 刚滑入圆轨道时的速度大小 v0。 （2）在最高点 Q 由机械能守恒求得速度，由牛顿第二定律可得弹力 F。 （3）算出 B 滑到第 n 个光滑段前已经损失的能量，由能量守恒得速度 vn与 k 的关系式。【详解】
22、（1）滑块每经过一段粗糙段损失的机械能 E= mgL，解得 E=0.5J 设碰后 B 的速度为 vB，由能量关系有： mvB2=100 E12 设碰后 A 的速度为 vA，A、B 碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒和和能量守恒有：mv0=mvA+mvBmv02= mvA2+ mvB212 12 12解得 A 刚滑入圆轨道时的速度大小 v0=10m/s(2)从 A 刚滑入轨道到最高点 Q，由机械能守恒有：mv02=mg 2R+ mv212 12在 Q 点根据牛顿第二定律得：F+mg=mv2R解得 A 滑过 Q 点时受到的弹力大小 F=150N（3）B 滑到第 n 个光滑段前已经损失的能量 E 损 =k
23、 E由能量守恒有： mvB2- mvn=k E12 12 解得碰后 B 滑至第 n 个(n100)光滑段上的速度 vn与 k 的关系式:v n= m/s，(k 100)100-k 13.回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约 50K。某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程：已知状态 A 和 B 的温度均为 27，状态 C 和 D 的温度均为133，下列判断正确的是_。A. 气体由状态 A 到 B 过程，温度先升高后降低B. 气体由状态 B 到 C 过程，内能保持不变C. 气体由状态 C 到 D 过程，分子间的平均间距减小D. 气体由状态 C 到 D
24、过程，气体对外做功12E. 气体由状态 D 到 A 过程，其热力学温度与压强成正比【答案】ADE【解析】【分析】状态 A 和 B 的温度相等，经过 A、B 的等温线应是过 A、B 的双曲线，根据 ，把 AB 直PVT=C线与双曲线比较可判断温度的变化；对于理想气体分子势能不计，根据温度变化可判断内能的变化；根据体积的变化可判断分子间距离的变化和气体对外做功的情况；对于体积不变，其热力学温度与压强成正比。【详解】A. 状态 A 和 B 的温度相等，根据 ，经过 A、B 的等温线应是过 A、B 的双曲PVT=C线，沿直线由 A 到 B，PV 先增大后减小，所以温度先升高后降低，故 A 正确；B.
25、气体由状态 B 到 C 过程，体积不变，根据 ，压强减小，温度降低，内能减小，故PVT=CB 错误；C. 气体由状态 C 到 D 过程，体积增大，分子间的平均间距最大，故 C 错误；D. 气体由状态 C 到 D 过程，体积增大，气体对外做功，故 D 正确；E. 气体由状态 D 到 A 过程，体积不变，根据 ，其热力学温度与压强成正比，故 E 正PVT=C确。故选：ADE14.如图所示，一内壁光滑开口向上的导热性能良好的圆柱形汽缸，用质量不计、横截面积为 S 的导热性能良好的活塞封闭了热力学温度为 T1的气体，此时活塞与容器底部相距 2h。现缓慢地将沙子倒在活塞上，当它与容器底部相距为 h 时，
26、继续加沙子的同时通过电热丝缓慢加热气体，使活塞位置保持不变，直到气体热力学温度达到 T2。已知大气压强为 p0，重力加速度为 g，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气。求：活塞刚与容器底部相距为 h 时(未加热气体)，封闭气体的压强；整个过程中倒入沙子的总质量13【答案】 （1） ；（2）2P0P0s(2T2T1)gT1【解析】【分析】气体做等温变化，根据玻意耳定律列式可求解封闭气体的压强；根据查理定律，结合活塞的平衡方程求解沙子的质量。【详解】已知 ，p 1=p0，V2=12V1=Sh气体做等温变化，根据玻意耳定律：p 1V1= p2V2解得活塞刚与容器底部相距为 h 时，封闭气体的压强 p2=2p0
27、保持活塞位置不变，气体做等容变化，根据查理定律： p3T2=p2T1由平衡条件可知：mg=(p 3-p1)S解得沙子的质量： m=p0S(2T2T1)gT115.一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，在 t=0 时刻的波形如图所示(此时波刚传到 x=1m 的位置)，质点振动的振幅为 10cm。已知 t=0.5s 时，P 点第二次出现波峰，则该波的传播速度为_m/s；当 Q 点第一次出现波谷时，P 点通过的路程为_m。【答案】 (1). 14 (2). 1.1【解析】【分析】运用波形平移法可求解 Q 点第一次出现波峰所用时间；P 质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是四个振幅，即可根据时间与周期
28、的关系求解 P 点通过的路程。【详解】由题意可知该波的波长为： =4m。波沿-x 方向传播的简谐横波，由波形平移知，P 点起振方向向上，P 点第二次出现波峰可知： ，解得： ，所以t=0.5=74T T=27s；v=T=14ms14波传到 Q 时 P 已振动的时间为： ，P 通过的路程为 8A，t1=814s=47s=2TQ 开始向上振动到第一次到波谷用时为 ，P 通过的路程为 3A，t2=34T所以 Q 通过的路程和为：11A=1.1m。【点睛】明确波形图与振动的关系是解题的关键，灵活应用波速、波长、路程、周期和频率间的关系。16.图示为直角三棱镜的截面 ABC 其中B=60，直角边 AC
29、的长度为 L，一束单色光从 D点以与 AC 边成 30角入射到棱镜中，已知 CD=2AD，棱镜对该单色光的折射率为 ，光在3真空中的速度为 c。求：光线从 BC 边射出时与该边的夹角；此单色光通过三棱镜的时间。【答案】(1)光线从 BC 边射出时与该边的夹角为 900；（2）53L6c【解析】【分析】(1)由折射定律和几何关系可以确定光射到 AB 边上时发生全反射，从而可以知道单色光从BC 边垂直射出。(2)由几何关系得光在三棱镜中通过的距离，由 v= 得单色光在三棱镜中的速度，即可求时cn间。【详解】 （1）由题意可知，单色光射到 AC 边的入射角 i=600，设光从 AC 边入射的折射角为
30、 r，由折射定律可知：n= ，可得：r=30 0，由几何关系可知，该单色光在 AB 边的入射sinisinr角也是 600，设单色光从三棱镜向空气发生全反射的临界角为 C，由于= = = ，故光射到 AB 边上时发生全反射，光路如下图所示，反射光线与 ABsinC1n 3332sin600边的夹角是 300，所以单色光从 BC 边垂直射出，即光线从 BC 边射出时与该边的夹角为900。15（2）由几何关系可知，光在三棱镜中通过的距离为：X=DE+FE= +( - )=L3 2L3Lsin3003 5L6单色光在三棱镜中的速度：v= =cnc3此单色光通过三棱镜的时间:t= =xv53L6c16
