河北省衡水市武邑中学2019届高三物理下学期第一次质检试题（含解析）

河北省衡水市武邑中学2019届高三物理下学期第一次质检试题（含解析）一、单选题（本大题共4小题，共24分）1.直线电流周围空间各点的磁场强度的关系式为，其中i为直线电流强度的大小，x为空间各点到直线电流的垂直距离。在空间放置两相互平行的直导线，其间距为a，现在两导线中通有大小与方向均相同的电流，规定磁感应强度方向向外为正方向，则在0a之间的合磁感应强度随x的变化规律符合下列图像中的a. b. c. d. 【答案】a【解析】【分析】根据右手螺旋定则可得知电流方向与磁场方向的关系，电导线周围有磁场存在，磁场除大小之外还有方向，所以合磁场通过矢量叠加来处理。【详解】根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零。由于规定b的正方向即为垂直纸面向外，所以a正确，bcd错误。故选：a。【点睛】由于电流大小相等，方向相同，所以两根连线的中点磁场刚好为零，从中点向两边移动磁场越来越强，左边的磁场垂直纸面向里，右边的磁场垂直纸面向外。2.航天事业在不断地发展，各国对探索太空的奥秘都已产生了浓厚的兴趣，尤其是对适合人类居住的星球的探索。经过长时间的观测，终于在太阳星系外发现了一颗适合人类居住的星球a，通过研究发现星球a的质量约为地球质量的2倍，直径约为地球直径的2倍。则a. 星球a的自转周期一定比地球的自转周期小b. 同一物体在星球a表面的重力约为在地球表面重力的14倍c. 星球a卫星的最大环绕速度与地球卫星的最大环绕速度近似相等d. 如果星球a的卫星与地球的卫星分别以相同的轨道半径运行，则两卫星的线速度大小一定相等【答案】c【解析】【分析】根据星球a的质量约为地球质量的2倍，直径约为地球直径的2倍，星球a的自转周期一定比地球的自转周期小，同一物体在星球a表面的重力约为在地球表面重力的多少倍可知，本题考查“万有引力定律研究天体运动”，利用万有引力定律和圆周运动规律进行求解。【详解】a项：由于无法确定a星球与地球的同步卫星的半径，所以无法确定两者的自转周期的关系，故a错误；b项：由公式mg=gmmr2可得：g=gmr2 ，所以gag=mamr2ra2=214=12，故b错误；c项：由公式gmmr2=mv2r可得：v=gmr所以vav=mamrra=1，故c正确；d项：由公式v=gmr可知，因m不同，则v不同，则d错误。故选：c。【点睛】解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用，知道重力加速度的大小与中心天体的质量和半径有关，而线速度与半径有关。3.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有a、b、c三点,如图1所示。一个电荷量为2c,质量为1kg的小物块从c点静止释放,其运动的vt图象如图2所示,其中b点处为整条图线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是（ ）a. 由c点到a点的过程中，电势逐渐升高b. 由c到a的过程中物块的电势能先减小后变大c. b点为中垂线上电场强度最大的点，场强e=1 v/md. ab两点的电势差uab=4v【答案】c【解析】试题分析：a、据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由o点沿中垂线指向外侧，故由c点到a点的过程中电势逐渐减小，故a错误；b、从速度时间图象可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故b正确；c、从速度时间图象可知带电粒子在b点的加速度最大为am=2m/s2，所受的电场力最大为 fm=mam=2n，据e=f/q知，b点的场强最大为1n/c，故c正确；d、从速度时间图象可知a、b两点的速度分别为va=6m/s，vb=4m/s，再根据动能定理得:quab=12mvb212mva2=10j，解得uab=-5v，故d错误故选c考点：电势差与电场强度的关系；电势差【名师点晴】明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键，要知道v-t图切线的斜率表示加速度，由动能定理求电势差是常用的方法4.2017年11月21日，我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射。其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535km，比同步卫星轨道低很多，同步卫星的轨道又低于月球的轨道，其轨道关系如图所示。下列说法正确的是（ ）a. 吉林一号04星的发射速度一定小于7.9km/sb. 同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大c. 吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大d. 所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零【答案】b【解析】a、第一宇宙速度是7.9km/s，卫星的最小发射速度，故a错误；b、卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：gmmr2=m2r，故=gmr3，同步卫星离地球较近，同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大，故b正确；c、卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：gmmr2=m(2t)2r，故t=42r3gm，吉林一号04星离地球较近，吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期小，故c错误；d、所有卫星做匀速圆周运动，在运行轨道上完全失重，但重力加速度不为零，故d错误；故选b。【点睛】卫星越低越快、越高越慢，第一宇宙速度是在地球表面附近发射人造卫星所需的最小速度，也是近地卫星的环绕最大速度。二、多选题（本大题共4小题，共24分）5.黑光灯是灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。图示是高压电网的工作电路，其输入电压为有效值是220v的正弦交流电，经变压器输出给电网使用。已知空气的击穿电场的电场强度为3000v/cm，要使害虫瞬间被击毙至少要1000v的电压。为了能瞬间击毙害虫而又防止空气被击穿而造成短路，则（ ）a. 变压器原、副线圈的匝数之比的最小值为5011b. 变压器原、副线圈的匝数之比的最大值为1150c. 电网相邻两极间距离须大于13cmd. 电网相邻两极间距离的最大值为3cm【答案】c【解析】ab、根据理想变压器的原理： n1n2=u1穿u2穿，由题意，为防止短路： n1n2u1穿u2穿，联立得： n1n22201000=1150，故变压器原、副线圈的匝数之比的最小值为1150，故ab错误；cd、高压电网相邻两极板间的击穿电压，即变压器次级线圈的电压：u2穿=ed，电网相邻两极间距离d=u2穿e=10003000cm=13cm，故c正确，d错误；故选c。6.如图所示，两根间距为l、足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面上，导轨上横放着两根电阻均为r的相同导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒ab中点与一端固定的轻质弹簧连接，弹簧劲度系数为k,整个装置置于竖直向下、磁感应强度大小为b的匀强磁场中。导体棒cd在水平向右的外力作用下以大小为v0的速度向右匀速运动，导轨及接触电阻不计，当导体棒ab稳定时，下列说法正确的是（ ）a. 回路中有逆时针方向的感应电流b. 回路中的感应电流为blv0rc. 外力的功率为b2l2v02rd. 弹簧被拉伸的长度为b2l2v02kr【答案】ad【解析】cd向右运动过程中，回路abcd中的磁通量增大，根据楞次定律可得感应电流方向为dcabd，即逆时针方向的电流，a正确；在ab稳定时，即静止，cd棒向右切割磁感线运动，产生的感应电动势e=blv0，回路中感应电流大小为i=e2r=blv02r，b错误；因为cd做匀速直线运动，所以受到的安培力和拉力等大反向，故f=f安=bil=b2l2v02r，故拉力f的功率为p=fv0=b2l2v022r，c错误；对ab棒受力分析，受到的弹力与安培力等大反向，故f弹=f安=b2l2v02r=kx，解得x=b2l2v02kr，d正确7.天文观测中观测到有三颗星位于边长为l的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为t的匀速圆周运动。已知引力常量为g，不计其他星体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法正确的是a. 三颗星的质量可能不相等b. 某颗星的质量为42l33gt2c. 它们的线速度大小均为23ltd. 它们两两之间的万有引力大小为164l49gt4【答案】bd【解析】轨道半径等于等边三角形外接圆的半径，r=l2cos30=33l根据题意可知其中任意两颗星对第三颗星的合力指向圆心，所以这两颗星对第三颗星的万有引力等大，由于这两颗星到第三颗星的距离相同，故这两颗星的质量相同，所以三颗星的质量一定相同，设为m，则2gm2l2cos30=m42t233l，解得m=42l33gt2，它们两两之间的万有引力f=gm2l2=g(42l33gt2)2l2=164l49gt4，a错误bd正确；线速度大小为v=2rt=2t33l=23l3t，c错误【点睛】万有引力定律和牛顿第二定律是力学的重点，在本题中有些同学找不出什么力提供向心力，关键在于进行正确受力分析8.2018年5月4日中国成功发射“亚太6c”通讯卫星。如图所示为发射时的简易轨道示意图，先将卫星送入近地圆轨道，当卫星进入赤道上空p点时，控制火箭点火，进入椭圆轨道，卫星到达远地点q时，再次点火，卫星进入相对地球静止的轨道，已知p点到地心的距离为h，q点到地心的距离为h，地球的半径为r，地球表面的重力加速度为g，规定无穷远处引力势能为零，质量为m的物体在距地心r处的引力势能ep=imgr2r（rr），下列说法正确的是（）a. 轨道上卫星在p点的速度vp与卫星在q点的速度vq之比为vpvq=hhb. 卫星在轨道上的速度v1与在轨道上速度v3之比为v1v3=hhc. 卫星在轨道上的机械能为e=-mgr22hd. 卫星在轨道上的运动周期为mgrh【答案】abc【解析】【详解】根据开普勒第二定律可知卫星在轨道在相同的时间内卫星与地球的连线扫过的面积相等，设时间间隔为t，则在p点与q点附近有：12vpth=12vqth，可得vpvq=hh，故a正确；卫星在轨道上与在轨道上运行时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律有gmmr2=mv2r ，得线速度为v=gmr，故可得卫星在轨道上的速度v1与在轨道上速度v3之比为v1v3=hh，故b正确；卫星在轨道上的引力势能为ep=-gmmh=mgr2h，卫星在轨道上的动能为ek=12mv2=12mgmh=mgr22h，故卫星在轨道上的机械能为e=ep+ek=mgr22h，故c正确；由t=2rv可得周期为t=42h3gr2，故d错误。故选abc。三、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）9.要测绘额定电压为2v的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： a、电源e（电动势3.0v，内阻可不计） b、电压表v1（量程为03.0v，内阻约2k） c、电压表v2（ 015.0v，内阻约6k d、电流表a1（00.6a，内阻约1） e、电流表a2（ 0100ma，内阻约2） f、滑动变阻器r1（最大值10） g、滑动变阻器r2（最大值2k） （1）为减少实验误差，实验中电压表应选择 _ ，电流表应选择 _ ，滑动变阻器应选择 _ （填各器材的序号） （2）为提高实验精度，请你在如图a中设计实验电路图_（3）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路_ （4）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的u-i图象如图c所示，则该小电珠的额定功率是 _ w，小电珠电阻的变化特点是 _ 【答案】 (1). b (2). d (3). f (4). (5). (6). 0.98 (7). 灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大【解析】试题分析：（1）因电珠的额定电压只有2v，则实验中电压表应选择b，由图c可知电流表应选择d，滑动变阻器要用分压电路，故应选择阻值较小的f；（2）电路如图甲；（3）实物图连接，如图乙；（4）由图可知，当电压为u=2v时，i=0.48a，可知小电珠的额定功率是p=iu=0.96w；小电珠电阻的变化特点是灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大。考点：测定小电珠的额定功率.四、计算题（本大题共3小题，共38分）10.某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图1)。在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时。实验中该同学将钢条竖直置于一定高度（下端a高于光控开关），由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2。用游标卡尺测量ab、ac的长度，其中ab的长度如图2所示，其值为_mm； 若狭缝宽度忽略，则该同学利用vab=abt1， vbc=bct2求出vab和vbc后，则重力加速度g=_ ；若狭缝宽度不能忽略，仍然按照的方法得到的重力加速度值比其真实值_(填“偏大”或“偏小”)。 【答案】 (1). 74.3mm (2). g=2vbcvabt1+t2 (3). 偏大【解析】(1)标卡尺的主尺读数为74mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.13mm=0.3mm，所以最终读数为：74mm+0.3mm=74.3mm；(2)该同学利用vab=abt1，vbc=bct2，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度；若狭缝宽度忽略，两中间时刻的时间间隔为（t1+t2）/2， 重力加速度为：g=vbcvabt1+t22=2(vbcvab)t1+t2；(3) 若狭缝宽度不能忽略，两中间时刻的时间间隔大于（t1+t2）/2，得到的重力加速度值比其真实值偏大。11.如图所示，电动机带动滚轮做逆时针匀速转动，在滚轮的摩擦力作用下，将一金属板从光滑斜面底端a送往斜面上端，斜面倾角30，滚轮与金属板的切点b到斜面底端a距离l6.5 m，当金属板的下端运动到切点b处时，立即提起滚轮使其与板脱离。已知板的质量m1103 kg，滚轮边缘线速度v4 m/s，滚轮对板的正压力fn2104 n，滚轮与金属板间的动摩擦因数为0.35，g取10 m/s2。求：(1)在滚轮作用下板上升的加速度大小；(2)金属板的下端经多长时间到达滚轮的切点b处；(3)金属板沿斜面上升的最大距离。【答案】(1) 2 m/s2 (2) 2.625 s (3)8.1 m【解析】【分析】(1)对金属板受力分析，运用正交分解法，根据牛顿第二定律列方程即可求出加速度.(2)假设金属板一直匀加速上升，求出位移可知还要匀速上升，所以金属板从a到b经历加速上升和匀速上升两个过程，分别求出两个过程的时间.(3)金属从b点向上做匀减速运动，先根据牛顿第二定律求出匀减速的加速度，求出位移，再加上l即为金属板沿斜面上升的最大距离.【详解】(1) 对金属板受力分析如图所示:受力正交分解后，沿斜面方向由牛顿第二定律得fnmgsinma1解得a12m/s2(2)由运动规律得va1t1解得t12s 匀加速上升的位移为x1=v2t1=4m匀速上升需时间t2=lx1v=6.544s=0.625s共经历tt1t22.625s(3)滚轮与金属板脱离后向上做减速运动，由牛顿第二定律得mgsin ma2解得a25m/s2 金属板做匀减速运动，则板与滚轮脱离后上升的距离x2=v22a2=4225m=1.6m金属板沿斜面上升的最大距离为xmlx26.5m1.6m8.1m【点睛】此题是一道典型的动力学问题，要求能够对金属板进行正确的受力分析，知道轮对金属板的摩擦力f是动力，会根据牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解运动学参量.12.空间三维直角坐标系o-xyz如图所示（重力沿y轴负方向），同时存在与xoy平面平行的匀强电场和匀强磁场，它们的方向与x轴正方向的夹角均为53。（已知重力加速度为g，sin530.8，cos530.6）（1）若一电荷量为+q、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向的速度v0做匀速直线运动，求电场强度e和磁感应强度b的大小；（2）若一电荷量为q、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点p（0，h，0