【全国百强校】湖北省荆州中学、宜昌一中等“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2019届高三上学期期末考试理综物理试题(解析版)
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1、 “荆荆 、荆、襄、宜四地七校考试联盟、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2019 届高三届高三 2 月联考理科 月联考理科 综合能力测试综合能力测试 二二.选择题:选择题: 1.一个氢原子从量子数 n=2 的能级跃迁到量子数 n=3 的能级,该氢原子 A. 吸收光子,能量增加 B. 放出光子,能量减少 C. 放出光子,能量增加 D. 吸收光子,能量减少 【答案】A 【解析】 【分析】 氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,能量增加;从高能级向低能级跃迁要放出光子,能量减少. 【 详 解 】 一 个 氢 原 子 在 一 个 定 态 具 有 的 能 量 是 电 子 圆 周 运 动 的 动 能 和 势
2、能 之 和 , 能 量 为 ,可知量子数越大,能量越高,故氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,而能量 增加;故选 A. 【点睛】本题考查了原子核式结构模型和原子的跃迁;能量变化可类比人造卫星的变轨原理. 2.宇宙中某一质量为、半径为 的星球,有三颗卫星 A、B、C 在同一平面上沿逆时针方向做圆周运动,其 位置关系如图所示。其中 A到该星球表面的高度为 ,已知万有引力常量为 ,则下列说法正确的是 A. 卫星 A的公转周期为 B. 卫星 C 加速后可以追到卫星 B C. 三颗卫星的线速度大小关系为 D. 三颗卫星的向心加速度大小关系为 【答案】C 【解析】 【分析】 卫星绕地球做圆周运动,万有引
3、力提供圆周运动向心力,并由此分析向心加速度等描述圆周运动的物理量 与半径的关系并由此展开分析即可. 【详解】A、根据万有引力提供圆周运动向心力,可得周期,A 卫星的轨道半径为,则 ;故 A错误. B、卫星在轨道上加速或减速将改变圆周运动所需向心力,而提供向心力的万有引力保持不变,故卫星在轨 道上加速或减速时卫星将做离心运动或近心运动而改变轨道高度,故不能追上或等候同一轨道上的卫星; 需要 C卫星先减速后加速才能追上 B卫星;故 B错误. C、根据万有引力提供圆周运动向心力可得线速度,知半径越大线速度越小,因,可知 ;故 C正确. D、根据万有引力提供圆周运动向心力可得加速度,知半径越大加速度越
4、小,因,可知 ;故 D错误. 故选 C. 【点睛】本题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力并由此根据半径关系判定描述圆周运动物理量的大小 关系,掌握卫星在轨道上加速或减速会引起轨道高度的变化,这是正确解决本题的关键 3.某物理兴趣小组对变压器进行研究,实验电路图如图所示,接在学生电源交流挡位上的理想变压器给两个 完全相同的小灯泡、供电,导线可视为超导体,电压表和电流表均为理想电表,开关处于断开状态。现 闭合开关,其他条件不变情况下,则 A. 小灯泡变暗 B. 小灯泡变亮 C. 电压表示数变大 D. 电流表示数变大 【答案】D 【解析】 【分析】 输出电压是由输入电压和匝数比决定的,输入的功率的大
5、小是由输出功率的大小决定的,电压与匝数成正 比,电流与匝数成反比,根据理想变压器的原理分析即可 【详解】C、变压器的输入电压不变,而匝数比不变,根据可知,变压器的输出电压 不变,而 电压表测量的就是变压器的输出,故电压表的示数不变;故 C错误. A、B、开关闭合前后,灯泡 L1的电压一直等于,故灯泡 L1的电压不变,则亮度不变;A,B均错误. D、S闭合后,副线圈的总电阻减小,而电压不变,则副线圈的电流 变大,根据可知原线圈的电流变 大,即电流表示数变大;故 D 正确. 故选 D. 【点睛】本题主要考查变压器的动态分析,要能对变压器的电压、电流、功率的决定因素理解清楚,掌握 动态分析的流程.
6、4.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子()在入口 处从静止开始被电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若换作 粒子()在入口处从静止开始被同 一电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的倍数是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 本题先电场加速后磁偏转问题,先根据动能定理得到加速得到的速度表达式,再结合带电粒子在匀强磁场 中运动的半径公式求出磁感应强度的表达式. 【详解】电场中的直线加速过程根据动能定理得,得;离子在磁场中做匀速圆周运动, 洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有,有,
7、联立可得:;质子与 粒子经 同一加速电场 U 相同,同一出口离开磁场则 R 相同,则,可得,即;故选 B. 【点睛】本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律,关键要能通过洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的 表达式. 5.如图所示,光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块 A、B,质量均为 ,A、B之间用轻质细绳水平 连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力 作用在 A上,A、B开始一起做匀加速运动,在运动过程中把和 木块 A、B完全相同的木块 C 放在某一木块上面,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动,则在放上 C并 达到稳定后,下列说法正确的是 A. 若 C放在 A 上面,绳上拉力不变 B. 若 C放
8、在 B上面,绳上拉力为 C. C 放在 B上,B、C间摩擦力为 D. C放在 A上比放在 B 上运动时的加速度大 【答案】C 【解析】 【分析】 对整体分析,运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化.通过隔离分析,得出绳子拉力和摩擦力的大小的变 化. 【详解】F拉 A 使得整体运动有:,对 B分析可知:,可得. A、A放上 C 滑块前后,三者一起加速,由整体法有,对 B由牛顿第二定律有:,联立可得 ,则绳上的拉力变小;故 A错误. B、C、B上放 C滑块后,对整体,,对 B 滑块,联立可得,;故 B 错误, C正确. D、由牛顿第二定律分析可得 C放在 A上的,C 放在 B 上的,两个加速度相同;
9、故 D 错误. 故选 C. 【点睛】解决本题的关键要灵活选择研究对象,会用整体法和隔离法,能够正确地受力分析,运用牛顿第 二定律进行求解. 6.如图所示,正六边形 ABCDEF的 B、D 两点各固定一个带正电电量为 +q的点电荷,F点固定一个带负电 电量为-q 的点电荷,O为正六边形的几何中心。则下列说法正确的是 A. O点场强为 0 B. C 点场强方向沿 FC 方向 C. 电子在 A点电势能比在 O 点小 D. OA两点间电势差和 OE两点间电势差相等 【答案】BD 【解析】 【分析】 根据电场的叠加原理分析各点的场强大小,并确定出电场强度的方向;根据点电荷的电势公式运用叠加原 理分析电势
10、高低和电势能的大小比较. 【详解】根据点电荷的场强公式可知,三个点电荷在 O 点产生的场强大小相等,合场强沿 OF 方向; 故 A 错误;B和 D 两个正场源在 C 点产生的合场强沿 FC方向,F点的负点电荷在 C点产生的场强沿 CF方 向,但距离较大,则总的合场强沿 FC方向;故 B正确;电子沿 OA 运动时,OA 是 BF 的中垂线,BF 两点放 了等量异种电荷,所以这两个电荷对电子的作用力的合力垂直 AO,对电子做功,D 处的电荷是正电荷,是 引力,对电子做负功,所以三个电荷对电子做负功,电势能增大,电子在 A 点电势能比在 O 点大,故 C 错 误;根据对称性可知,电荷从 O 点移到
11、A 点、从 O 点移到 E,电场力做功相同,所以 OA 两点间电势差和 OE 两点间电势差相等,故 D 正确;点故选 BD. 【点睛】本题要知道点电荷的电场的分布,掌握点电荷场强公式,充分利用对称性,由电场的叠加原理来 解题.要灵活选择哪个电荷的电场与哪个电荷的电场合成。要知道负电荷的电场中各个点的电势为负,正电 荷的电场中各点的电势为正. 7.如图所示,固定的光滑竖直杆上套一个滑块 A,与滑块 A 连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块 B, 细线不可伸长,滑块 B 放在粗糙的固定斜面上,连接滑块 B 的细线和斜面平行,滑块 A从细线水平位置由 静止释放(不计轮轴处的摩擦) ,到滑块 A下降
12、到速度最大(A未落地,B未上升至滑轮处)的过程中 A. 滑块 A和滑块 B 的加速度大小一直相等 B. 滑块 A减小的机械能等于滑块 B 增加的机械能 C. 滑块 A的速度最大时,滑块 A的速度大于 B的速度 D. 细线上张力对滑块 A做的功等于滑块 A机械能的变化量 【答案】CD 【解析】 【分析】 根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系;由系统的机械能守恒的条件判断;由沿绳的速度相等分析两滑 块的速度关系;由动能定理或能量守恒分析机械能的变化. 【详解】A、两滑块与绳构成绳连接体,沿绳方向的加速度相等,则 A 的分加速度等于 B 的加速度;故 A 错误. B、绳连接体上的一对拉力做功不损失机
13、械能,但 B受到的斜面摩擦力对 B 做负功,由能量守恒可知滑块 A 减小的机械能等于滑块 B增加的机械能和摩擦生热之和;B错误. C、绳连接体沿绳的速度相等,则 A沿绳的分速度等于 B 的运动速度,如图所示,即滑块 A的速度大于 B的 速度;故 C正确. D、对 A 受力分析可知,除重力外,只有细线的张长对滑块做功,由功能原理可知,细线上张力对滑块 A 做的功等于滑块 A 机械能的变化量;故 D正确. 故选 CD. 【点睛】绳连接体抓住五同原理解题.(沿绳的拉力相同,沿绳的加速度相同,沿绳的速度相同,沿绳的功率 相同,沿绳的做功相等). 8.如图所示,两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其
14、左端接有定值电阻 ,建立轴平行于金属导 轨,在m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度 随坐标 (以 m为单位)的分 布规律为,金属棒 ab 在外力作用下从处沿导轨向右运动,ab始终与导轨垂直并接触良 好,不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从m处,经m到m的过程中,电阻器 的电功率 始终保持不变,则 A. 金属棒做匀速直线运动 B. 金属棒运动过程中产生的电动势始终不变 C. 金属棒在与处受到磁场 的作用力大小之比为 3:2 D. 金属棒从到与从到的过程中通过 的电量之比为 5:3 【答案】BCD 【解析】 【分析】 磁感应强度随 x 增大而减小,ab 棒在外力作用下在磁场中运动
15、,切割磁感线而更含蓄的是已知金属棒从 x1=1m 经 x2=2m 到 x3=3m 的过程中,R 的电功率保持不变,由功率公式,则电流和电压均有相 等从而很容易判断感应电动势的大小,电荷量的比值同样用平均值方法来求,安培力之比用安培力公式 来求,难于判定的是热量,虽然电流相等但不知时间关系,所以由图象法来求,F-x图象与坐标轴围成的面 积就是功,而面积是梯形面积,那么克服安培力做功的比值就能求出 【详解】B、由功率的计算式:,知道由于金属棒从 x1=1m经 x2=2m到 x3=3m 的过电功率保持不 变,所以 E应不变,选项 B正确. A、由动生电动势可知,B随着距离均匀减小,则 v一直增大,故
16、棒做加速直线运动;故 A 错误. C、由安培力公式 F=BIL及 P=EI 知,;故 C 正确. D、由于金属棒从 x1=1m经 x2=2m到 x3=3m的过程中, R 的电功率保持不变, 由 P=I2R知道 R 中的电流相等, 再由安培力公式 F=BIL,所以 F-x图象如图所示: 显然图象与坐标轴围成的面积就是克服安培力做的功,即 R 产生的热量,所以:,由热量 Q=I2Rt,热量之比为 5:3,电流相同说明时间之比为 5:3,因此电量;故 D 正确. 故选 BCD. 【点睛】本题的难点在于没有一个对比度,导体棒 ab 在随 x 的增大而减小的磁场中在外力作用下切割磁感 线,而巧妙的是在某
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