河南省天一大联考“顶尖计划”高三第二次考试物理试题

天一大联考“顶尖计划”2019届高中毕业班第二次考试理科综合（物理部分）二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求第19~21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1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率变化的图线如图2所示，则下列说法正确的是A.该金属的截止频率为4.25×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.52eV【答案】A【解析】【分析】根据，结合图像判断各个选项的对错．【详解】AB、从图像上可以看出，当遏制电压为零时，此时刚好发生光电效应，即该金属的截止频率为4.25×1014Hz，故A对B错C、因为图像是关于图像，所以图像的斜率代表的是，故C错；D、根据，当时再结合图像可知该金属的逸出功1.76eV，故D错；故选A2.2018年11月6日，中国空间站“天和号”以1：1实物形式(工艺验证舱)亮相珠海航展，它将作为未来“天宫号”空间站的核心舱．计划于2022年左右建成的空间站在高度为400~450km(约为地球同步卫星高度的九分之一)的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是A.空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度B.空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的3倍C.空间站运行的周期大于地球的自转周期D.空间站运行的角速度大于地球自转的角速度【答案】D【解析】【分析】根据来判断空间站运动的速度、加速度、角速度以及周期的大小【详解】ACD、根据可知半径越大，周期越大，而加速度、线速度、角速度都在减小，故AC错；D对；B、题目中给的是高度约为地球同步卫星高度的九分之一，那半径就不是九分之一的关系，所以空间站运行的速度不等于地球同步卫星运行速度的3倍，故B错；故选D【点睛】本题比较简单，但如果不仔细读题的话就会做错B选项，所以在做题过程中仔细审题是非常关键的．3.如图所示，从半径为R的半球形容器的球心O处以不同的初速度沿水平方向抛出一质量为m的小球．已知当地的重力加速度为g，小球可视为质点忽略空气阻力，则小球落到容器壁上的最小动能为A.2mgR B.mgR C.mgR D.mgR【答案】C【解析】【分析】画出平抛的运动轨迹，根据水平方向上匀速，竖直方向上自由落体求解．【详解】设小球落在圆上的A点，且OA与水平方向的夹角为如图所示：在水平方向上：在竖直方向上：在A点的合速度为最小动能为整理可得：解得：，故ABD错，C对；故选C【点睛】本题题意比较简单，但是想要解得动能的最小值需要具备很强的数学功底，要会处理公式，并从公式找到最值．4.如图所示，相互垂直的两光滑金属导轨Oa和Ob放在水平面上，导轨所在的空间存在方向竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场．足够长的金属棒cd放置在导轨上，与两导轨的接触点分别为M、N，并且OM=ON=L．现以M点为轴在导轨平面内逆时针转动金属棒，使接触点以恒定的速率沿Ob移动，则在金属棒转动的过程中(金属棒始终没有脱离导轨)，电路中产生的感应电动势的表达式为A.E=BLv0 B.E=BLv0 C.E=BLv0 D.BLv0【答案】B【解析】【分析】根据找到在足够小的时间内磁通量的变化量并结合数学中的极限思想即可求得电动势的大小．【详解】设经过一段足够小时间后棒转到了如图所示的位置，此过程中棒水平方向上走过的位移为，采用极限思想，结合图像并根据感应电动势的概念可求得：，故B对；ACD错；故选B5.如图所示，质量为m的小球用一轻绳悬挂，在恒力F作用下处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2m的小球，仍在恒力F作用下处于静止状态时，此时悬线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度为g，则恒力F的大小为A.mg B.2mg C.mg D.2mg【答案】A【解析】【分析】对小球受力分析，根据平衡并利用正弦定理求解．【详解】分别对两个位置受力分析，并建立如图所示的三角形设恒力F与竖直方向的夹角为，根据正弦定理可得：，，联立解得：，故A对；BCD错误；故选A。6.某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机内的矩形线圈面积为S=0.2m2、匝数为N=100匝、电阻为r=5.0Ω，线圈所处的空间是磁感应强度为B=T的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的转速为n=r/min．如图所示是配电原理示意图，理想变压器原副线圈的匝数比为5︰2，R1=5.0Ω、R2=5.2Ω，电压表电流表均为理想电表，系统正常运作时电流表的示数为I=10A，则下列说法中正确的是A.交流电压表的示数为720VB.灯泡的工作电压为272VC.变压器输出的总功率为2720WD.若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大【答案】CD【解析】【分析】（1）根据求出电动势的有效值（2）根据闭合回路欧姆定律求出原线圈的电压（3）利用及求出副线圈的电压（4）根据电路结构求电动机的输出功率【详解】A、根据题意电流表的示数为10A，根据解得原线圈的电流为4A，线圈在磁场中产生电动势的有效值为,则电压表的读数为，故A错；BC、原线圈的电压为根据可以求出副线圈上的电压为，所以副线圈上的功率为此时灯泡上的电压为故B错；C对D、把发电机外的所有用电器等效为一个电阻为R的电阻，根据题意可知，若负载电路的灯泡增多，则等效电阻R减小，根据电源输出功率与电阻之间关系的函数图像可知，此时发电机的输出功率会增大，故D对；故选CD【点睛】此题比较复杂，对于原线圈中有用电器的变压器问题来说，一般做题的方向是利用前后功率相等来求解的．7.如图所示，边长为a的正六边形处在匀强电场中，电场方向与六边形平面平行．质量为m、带电量为+q的微粒(不计重力)以初速度v0从A点沿不同的方向射出，微粒到达B点时的速度为v0，到达C点时的速度为v0．用E表示匀强电场的电场强度，vD表示微粒到达D点时的速度，则A.E= B.E= C.vD=v0 D.vD=v0【答案】BC【解析】【分析】（1）先根据动能定理求出两点间的电压，（2）根据电场线和电压之间的关系求电场强度【详解】根据题意微粒到达B点时的速度为v0，到达C点时的速度为v0利用动能定理求得：解得根据六边形的特性可知电场线沿AC方向且有A指向C所以电场强度为代入数据解得：E=，故A错；B对CD、根据几何关系知CD与AC连线是垂直关系，所以CD是一条等势线，则D点电势和C点电势相等都是v0，故C对；D错故选BC【点睛】在电场中电场线与等势线之间是相互垂直关系，可以利用这一点求电场方向及某点的电势大小．8.如图所示，斜面AB和AC与水平面的夹角分别为53°和37°，两斜面的B端和C端在同一竖直面上．现让两上两个可视为质点的物块分划从两斜面的顶端同时由静止廾始下滑结果两物块同时滑到斜面底端的A点．已知两物块质量相等，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则在两物块沿斜面AB、AC运动的过程中，下列说法正确的是A.物块与两斜面间的动摩擦因数之比为4︰3B.摩擦力的冲量之比为4︰3C.物块运动到斜面最底端时重力的瞬时功率之比为4︰3D.物块损失的机械能之比为16︰9【答案】BD【解析】【分析】（1）先根据底边相等求出物块沿斜面运动的加速度，在利用牛顿第二定律可以求出摩擦因数之比（2）重力的瞬时功率应该等于重力乘以重力方向上的位移，可以利用运动学公式求出重力功率之比（3）根据机械能守恒求解机械能的减少量．【详解】A、设斜面的倾角为，底边长度为x，则物体下滑过程中由运动学公式可求得：再根据可求得：，故A错B、根据题意知两个物块下滑的时间相等，根据摩擦力的冲量可知,故B对；C、已知两个物块的质量相等，下滑到地面时竖直方向上的速度为根据功率公式解得：，故C错；D、物块损失的机械能就等于克服摩擦力做功，即，即，故D对；故选BD【点睛】正确写出公式，找到公式里所需要的物理量，代入求解即可．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33~38题为选考题，考生根据要求作答。9.学校实验小组的同学利用如图1所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，绘制出了小车运动过程中拉力做的功和对应速度的关系图，如图2所示．(1)根据该同学的结果，拉力对小车做的功与速度成___________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图2可知，W－v图线不经过原点，可能的原因是___________．(3)为了使图象呈现线性关系，该组同学应绘制___________图象．(4)若直接以钩码的重力作为小车受到的合外力，则钩码的质量应满足的条件是___________．【答案】①.非线性②.没有平衡摩擦力③.④.远小于小车的质量【解析】【分析】结合图像可以看出非线性的关系；要想出现线性函数根据几何关系最好利用来描述；【详解】（1）从图像上可以看出：拉力对小车做的功与速度成非线性关系，（2）从图像上可以看出，小车还没有速度时已经需要拉力作用了，所以，W－v图线不经过原点，可能的原因是没有平衡摩擦力；（3）根据动能定理可知所以最好做关于，这样可以出现线性函数；（4）小车的加速度计算公式为：若直接以钩码的重力作为小车受到的合外力，那么应该保证钩码的质量远小于小车的质量，则公式变为【点睛】在做此实验时一旦要求把钩码的重力当做小车受到的合外力，那就一定需要条件：10.学校实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室备选了如下器材：A电流表A1，量程为10mA，内阻r1=50ΩB电流表A1，量程为0.6A，内阻r2=0.2ΩC电压表V，量程为6V，内阻r3约为15kΩD.滑动变阻器R，最大阻值15Ω，最大允许电流为2AE定值电阻R1=5ΩE.定值电阻R2=100ΩG.直流电源E，动势为6V，内阻很小H.开关一个，导线若干I.多用电表J.螺旋测微器、刻度尺(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，则金属丝的直径D=___________mm．(2)实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻，如图2所示，则金属丝的电阻为___________Ω(3)实验小组拟用伏安法进一步地测量金属丝的电阻，则电流表应选择___________，定值电阻应选择___________．(填对应器材前的字母序号)(4)在如图3所示的方框内画出实验电路的原理图．(5)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝电阻的表达式Rx=___________，用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则由电阻率公式便可得出该金属丝的电阻率_________．(用字母表示)【答案】①.1.700②.60③.AE④.⑤.⑥.【解析】【分析】（1）由于流过待测电阻的最大电流大约为，所以不能选用电流表A2，量程太大，要改装电流表；（2）根据闭合电路知识求解待测电阻的表达式【详解】（1）根据螺旋测微器读数规则可知（2）金属丝的电阻为（3）流过待测电阻的最大电流大约为,所以选用与并联充当电流表，所以选用A、E（3）电路图如图所示：（5）根据闭合电路欧姆定律解得：根据可求得：【点睛】在解本题时要注意，改装表的量程要用改装电阻值表示出来，不要用改装的倍数来表示，因为题目中要的是表达式，如果是要计算待测电阻的具体数值的话可以用倍数来表示回路中的电流值．11.如图所示是圆心为O的一圆柱形匀强磁场区域的横截面，AC为直径，OD垂直AC，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．一电荷量为q、质量为m的粒子从AC下方沿平行于AC以速度υ射入磁场，射入点到AC的距离为磁场区域半径的一半，不计粒子的重力．(1)若粒子恰好从D点射出磁场，求粒子在磁场中运动的时间；(2)若磁场反向，且大小发生变化，粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，求磁感应强度的大小．【答案】(1)(2)【解析】【分析】（1）画出运动轨迹，根据运动的圆心角可以求出在磁场中的运动时间（2）根据粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，画出轨迹图，利用几何关系找到轨道半径，利用求磁场强度；【详解】（1）如图1所示，由几何关系可得粒子在磁场中偏转则粒子在磁场中运动的时间为（2）当粒子以速率v从D点射出磁场时，其运动轨迹如图1所示，有几何关系可知圆形区域中匀强磁场的半径R与粒子运动轨迹的半径r相等．则由解得根据题意做出粒子的运动轨迹，如图2所示，有几何关系又则由几何关系有粒子运动轨迹的半径由洛伦兹力提供向心力由联立解得故本题答案：(1)(2)12.如图所示，足够长的水平传送带以恒定的速度v顺时针转动．传送带右边有一光滑的水平台面，台面的上表面与传送带上表面平齐．半径为R、上表面光滑、质量为8m的圆弧轨道静置在水平台面上，轨道的底端与水平台面相切．质量为m的小物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，小物块滑到水平台面后冲上传送带．已知小物块和传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：(1)小物块冲上传送带时的速度大小；(2)小物块从冲上传送带到再次返回水平台面，摩擦力对小物块做的功；(3)从小物块冲上传送带到小物块再次滑回水平台面的过程中，传送带克服摩擦力所做的功．【答案】(1)(2)若，；若，(3)若，；若，【解析】【分析】（1）由于斜劈没有固定，所以两者在水平方向上动量守恒，再结合系统机械能守恒可求出小物块的速度（2）物块在皮带上运动时要注意能不能和皮带共速的问题（3）求传送带克服摩擦力做的功只要求出传送带运动的位移即可．【详解】（1）设小物块运动到圆弧轨道最低点时的速度为，圆弧轨道的速度为，对小物块和圆弧轨道组成的系统水平方向上动量守恒，则由对系统利用机械能守恒，有联立解得：（2）小物块滑上传送带且与传送带之间有相对滑动的过程中，小物块的加速度为a，则小物块向右运动的最远距离为小物块在摩擦力的作用下返回，假设返回的速度能达到传送带的速度，则返回过程中小物块加速度的距离为①若，则，小物块返回水平台面时的速度大小为v，有动能定理得摩擦力对小物块做的功②若，则，小物块返回水平台面时的速度大小为，有动能定理得摩擦力对小物块做的功（3）根据牛顿第二定律，有小物块向左运动的时间为传送带运动的位移则传送带克服摩擦力做功为小物块返回水平台面的过程中：①若，小物块返回水平台面时的速度大小为v，所以小物块先加速然后随传送带一起匀速，小物块加速的时间为传送带运动的位移则传送带克服摩擦力做的功所以传送带克服摩擦力所做的总功②若小物块返回水平台面时的速度大小为，所以小物块加速的时间为传送带运动的位移则传送带克服摩擦力做的功为所以传送带克服摩擦力所做的总功【点睛】本题较复杂，是皮带常考内容，在皮带问题中要讨论是否共速的问题，在结合实际情况解题．13.下列说法正确的是___________．A.一定质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一定减少B.热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律C.根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%D.一定质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少E.熵是系统内分子运动无序性的量度，在任何自然过程中，一个孤立的系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展【答案】BCD【解析】【详解】A、改变内能的方法是做功和吸放热，一定质量的理想气体放出热量，不知道是否做功，所以内能不一定增加，则分子平均动能不一定减少，故A错；B、热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律，故B对；C、根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，故C对；D、在气体膨胀时对外界做功时可能伴随着吸放热，所以内能可能减小，故D对E、熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，系统的无序性就越大，所以一个孤立的系统不能说总是从熵大的状态向熵小的状态发展，故E错；故选BCD14.如图所示，用横截面积为S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热性良好的汽缸内，汽缸平放到光滑的水平面上．劲度系数为k=1000N/m的轻质弹簧左端与活塞连接，右端固定在竖直墙上．不考虑活塞和汽缸之间的摩擦，系统处于静止状态，此时活塞距离汽缸底部的距离为L0=18cm，气体的温度为t0=27℃．现用水平力向右缓慢推动汽缸，当弹簧被压缩x=2cm后再次静止．已知大气压强为p0=1.0×105Pa。(i)求汽缸向右移动的距离；(ii)保持推力F不变，升高气体的温度，求汽缸底部到活塞的距离恢复到L0时的温度。

【答案】(i)(ii)【解析】【分析】（1）根据活塞的受力求出封闭气体的压强，在根据玻意耳定律求汽缸移动的距离；（2）根据汽缸受力可知封闭气体的压强不变，利用盖—吕萨克定律求汽缸内封闭气体的温度；【详解】(i)初始状态弹簧处于原长，设汽缸向右移动的距离为时，汽缸再次静止，则活塞到汽缸底部的距离为汽缸内气体的压强为根据玻意耳定律有联立解得(ii)推力F不变，气体的压强不变，则由盖—吕萨克定律有且，联立解得：T=360K故本题答案是：(i)(ii)【点睛】解本题的关键是找到初末状态的物理量．利用公式求解即可．15.有一列沿x轴传播的简谐横波，从某时刻开始，介质中位置在x=0处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图2所示．则下列说法正确的是___________A.质点a的振动方程为y=4sin(t+)cmB.质点a处波谷时，质点b定处在平衡位置且向y轴正方向振动C.若波沿x轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/sD.若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24mE.若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x轴正方向传播【答案】BDE【解析】【分析】由于题目中不知道波的传