1、- 1 -湖南省师范大学附属中学 2019 届高三物理上学期月考试题（五）14港珠澳大桥(Hong KongZhuhaiMacao Bridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。2018 年 2 月 6 日，港珠澳大桥主体完成验收，于同年 9 月 28 日起进行粤港澳三地联合试运。 大桥设计使用寿命 120 年，可抵御 8 级地震、16 级台风、30 万吨撞击以及珠江口 300 年一遇的洪潮。假设一艘质量为 m 的轮船由于失控，以速度 v 撞向大桥(大桥无损)，最后没有反弹而停下来，事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去 d 的深度，那么可以估算出船对桥的平均撞击力 F，关于 F
2、的表达式正确的是(A)A. B. C. D mvmv22d mv2d mv2d【解析】碰撞的时间为 t ， F t mv，所以 F 。d12v mv22d15某人发明了一个让飞机在航母上短距离起飞的装置，原理如图所示， ac 和 bd 是相距为 L 的两根光滑的金属导轨， MN 是相当于飞机的金属杆(质量为 m，电阻为 R)，匀强磁场方向如图，磁感应强度为 B， a 和 b 端接恒流源的正负两极(恒流源输出的电流恒为 I)， MN杆将从 dc 端水平飞出。那么以下说法正确的是(C)A a 接电源的正极， b 接电源的负极B不考虑电流的磁场， MN 杆将做加速度逐渐减小的加速运动，最大加速度为
3、aBLImC不考虑电流的磁场， MN 杆将做匀加速运动，加速度为 aBLImD恒流源的输出电压不变【解析】根据左手定则，电流应该从 N 流向 M，所以 A 错；由于电流恒定为 I，所以安培力恒为 F BLI，所以 C 正确，B 错误；由于电流恒定，但 MN 会产生感应电动势，所以恒流源的输出电压会增大，故 D 错。16如图所示，固定的斜面放在竖直向下的匀强电场中，一个带正电的小物体从斜面顶- 2 -端由静止开始滑到底端，在下滑过程中，下列图象最正确的是( t 为下滑时间， x 为下滑的位移， Ek为物体动能， Ej物体机械能， ED物体的电势能， Q 摩擦产生的热量，取斜面底端重力势能为零)(
4、B)【解析】 Ek mv2( mg F)(sin ucos )x，则与 x 成正比，而 x at2，所以与12 12时间 t 是二次函数关系，所以 C 错； Q (mg F)xcos ，所以 D 错；设开始时小物体的机械能为 E0，则 Ej E0 qExsin (mg qE)xcos ，与 x 是线性关系，但无法确定是增大还是减小，所以 A 错； ED ED0 qExsin ，所以 B 对。17有一空间探测器对一球状行星进行探测，发现该行星上无生命存在，在其表面上，却覆盖着一层厚厚的冻结的二氧化碳(干冰)。有人建议利用化学方法把二氧化碳分解为碳和氧气而在行星上面产生大气，由于行星对大气的引力作
5、用，行星的表面就存在一定的大气压强。如果一秒钟可分解得到质量为 m 的氧气，要使行星表面附近得到的压强至少为 p，那么请你估算一下，至少需要多长的时间才能完成，已知行星表面的温度较低，在此情况下，二氧化碳的蒸发可不计，探测器靠近行星表面运行的周期为 T，行星的半径为 r，大气层的厚度与行星的半径相比很小。下列估算表达式正确的是(B)A t B t C t D tpT2r m2 pT2r m 16pT2r3 m 4pT2r m【解析】可近似认为大气压是由大气重量产生的，设大气的质量为 m0，则 p 。m0g4 r2设探测器的质量为 m，行星质量为 M，由万有引力定律及牛顿第二定律得：G mg，即
6、 gMmr2 GMr2G m( )2r，即 GM r3Mmr2 2T 4 2T2解上述三式得： m0pT2r依题意，1 秒钟可得到 m 的氧气，故分解出 m0的氧气所需的时间为： t 。pT2r m- 3 -18如图所示，固定的光滑半圆形轨道(半径为 R)的上部足够大的空间存在着电场强度为 E 的匀强电场，方向竖直向下，一个带电荷量为 q 的小球(质量为 m 且 qE mg， g 为重力加速度)从距右端 P 高为 R 处从静止开始下落，不计空气阻力，恰好从 P 切入圆形轨道，若小球每通过一次半圆形轨道，小球的带电荷量变为原来的 k 倍(02C a2 且 a bD从 a 端射入一个电子沿细管 a
7、b 运动，电子在 a 点的速度等于电子在 b 点的速度21如图所示， cdef 导体框固定在水平面上，竖直向下的匀强磁场磁感应强度为 B， de端接有一个电阻 R，其他电阻不计，一根质量不计也无电阻的轻杆 ab 横放在导体框上，长为L，今在水平向右的拉力 F 作用下向右以加速度 a 匀加速运动了 x0(初始速度为零)的过程中，那么以下说法正确的是(ABD)A拉力 F 大小与运动时间 t 成正比B电阻的发热功率 P 与 ab 杆运动的位移 x 成正比C电阻的发热量 Q 与 ab 杆运动的位移 x 成正比D通过电阻的电荷量 q 与 ab 杆运动的位移 x 成正比【解析】因为杆没有质量，所以安培力必
8、然等于拉力 F，所以F BLI t，因此 A 正确； P I2R( )2R x，所以 B 正确；同理 QB2L2vR B2L2aR BLvR 2B2L2aRt3 x，因为 v 在增大，所以 C 错。根据结论 q 可得 q ，D 正确。B2l2a2R 2B2L2vR R BLxR第卷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 22 题第 32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33 题第 38 题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共 129 分。- 5 -22(4 分，每空 2 分)某同学为了研究力与加速度的关系，设计以下实验。如图所示，A 是质量为 M 的盒子，放在水平面上，
9、通过细线绕过光滑轻滑轮与小桶 B(质量为 m0)相连，在 A 中装满了质量为 M 的沙子，然后不断地从 A 中往桶 B 里搬沙子，当共搬了某质量(记为 m)的沙子放到桶 B 中时，轻推盒子 A，发现 A 和 B 恰好可以一起匀速运动，然后该同学：从 A 中拿出质量为 m1的沙子放入 B 中，将 A 从某固定位置释放，测出 A 滑到滑轮处的时间 t1；然后从 A 中再拿出质量为 m1的沙子放入 B 中，将 A 从同一位置释放，测出 A 滑到滑轮处的时间 t2，如此往复，一共测量了 5 次，然后以 AB 及其中所有的沙子为研究对象进行研究。(1)为保证实验的完成和准确，以下说法正确的是_AC_。A
10、必须有的仪器设备有天平、刻度尺(测量释放盒子 A 时盒子到滑轮的距离 L)和秒表(释放盒子 A 后盒子从释放到到达滑轮处的时间 t)B必须保证桶 B 及其中的沙子的质量远小于 A 及其中沙子的质量C细线必须保证与水平面平行D必须保证水平面足够光滑(2)最后该同学处理数据时，得到 a mx图象是一条直线( mx nm1，其中n1，2，3，4，5)，其斜率为 k，测得当地的重力加速度为 g，则匀速运动时桶 B 中的沙子的质量 m_2 M _。gk【解析】(1)略。(2)设盒子 A 与水平面之间的动摩擦因数为 ，加速运动时有(m0 m mx)g (2M m mx)g(2 M m0)a，a g mxg
11、，图象如图所示。匀速运动时有( m0 m)m0 m （ 2M m）2M m0 1 2M m0g (2M m)g，- 6 -所以得： m2 M 。gk23(12 分，每空 3 分)如图所示，要测量一个元件 X 的电阻，首先用多用电表的欧姆挡去测量，当使用“10”倍率挡时的情况如图所示，那么测量该元件时的读数为_100_。为了比较精确测量 X 元件的伏安特性曲线，现备有如下仪器：A电源(电压 6 V，内阻 1 左右)B电压表(量程 05 V，内阻 1 k 左右)C电压表(量程 030 V，内阻 2 k 左右)D电流表 G(量程 00.5 mA，内阻 Rg600 )E电流表 A(量程 03 A，内阻
12、 1 左右)F电阻箱 R(09 999 )G滑动变阻器(030 ，最大电流 2 A)H滑动变阻器(010 ，最大电流 0.5 A)导线、开关若干(1)除导线、开关若干外，请选择需要的仪器设备_ABDFG_(填写仪器前面的符号)；(2)在右列方框中画出原理图(如果用到电阻箱，请标明它的阻值大小，元件 X 用“ ”)；_如图所示(电阻箱 3、4、5_ 均算正确，不标或标错扣一半分)_(3)如果电流表的读数为 I，电压表的读数为 U(如果用到电阻箱，它的值用 R 表示)，那- 7 -么被测元件 X 的阻值的准确值为_ ( Rg)_(只写表达式)。RR RgUI24(12 分)如图所示，半径 R0.4
13、5 m 的光滑 圆弧轨道固定在竖直平面内， B 为轨道14的最低点， B 点右侧的光滑的水平面上紧挨 B 点有一静止的小平板车，平板车质量 M2.0 kg，长度 l0.5 m，小车的上表面与 B 点等高，距地面高度 h0.2 m。质量 m1.0 kg 的物块(可视为质点)从圆弧最高点 A 由静止释放。重力加速度 g 取 10 m/s2。(1)求物块滑到轨道上的 B 点时对轨道的压力；(2)若将平板车锁定并且在上表面铺上一种特殊材料，其与物块之间的动摩擦因数 从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速度。【解析】(1)物块从圆弧轨道顶端滑到 B 点的过程中，机械能守恒，则mgR
14、mv ，得 vB3 m/s(2 分)12 2B在 B 点由牛顿第二定律的 N mg m ，计算得出 N mg m 30 N (2 分)即 N N30 N，方向竖直向下(2 分)(2)物块在小车上滑行的摩擦力做功， Wf l2 J(2 分) 1mg 2mg2从物块开始运动到滑离平板车过程之中，由动能定理得mgR Wf mv2(2 分)12计算得出 v m/s(2 分)525(19 分)如图所示，一个边长为 L0.8 m(ab bc L)，高为 h0.8 m 的光滑实心立方体固定在水平面上(其中靠外面的 cd 边所在竖直面足够长，称为“ A 面”)，上表面处有垂直 cd 边的匀强电场，方向如图，电
15、场强度为 E4 N/C，在立方体前方外有竖直向上的匀强磁场。今在 a 点以不同的速度 v0沿 ab 边射入质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球。mgE- 8 -试求：(本题可能用到的数据： g10 m/s2，3.14，tan 分别等于 2、3、4、5 时，对应的 的弧度值分别为 1.11、1.25、1.33、1.37。如果有碰撞皆为弹性碰撞，但与地面的碰撞是完全非弹性的，最终结果保留两位小数)(1)如果射入的小球都能从 cd 边射出，求出速度 v0的范围？(2)满足条件(1)时，如果小球都能直接落在 A 面之前的水平面上，那么磁感应强度 B 应满足什么条件？(3)如果某个小球恰好从 dc
16、边中点射出电场，落地点恰好在 dc 边的正下方的边线上，那么磁感应强度 B 多大？落地点与射出点的水平距离多大？【解析】(1) L v0mt， L gt2(2 分)12所以最大速度为则： v0m ，0 v0 (2 分)12gL 12gL0 v02.00 m/s(2 分)(2)如果直接从 d 点飞出对应的圆心角最小 ，做圆运动的最短时间为 tmin mqB(2 分) EBg那么在 tmin时间内小球必须着地，自由落体的时间 t (2 分)2hg又 t tmin，则 B 3.14 T(2 分) E2gh(3)tan 4 ( 1.33)， v0L14L 2gLv0 142gL下落过程中，可能与 A
17、面发生碰撞，碰撞后不影响竖直方向的运动，但对水平面的运动有影响，如图是水平面内的运动情况图。从 M 点射出，运动了圆心角为 22 角后在 N点相碰，然后又运动了圆心角为 22 角后再次与 A 面相碰，因此可能运动了 n 个这样的圆弧恰好落地，因此小球在磁场中运动的时间为：t（ 2 2.66） nmqB其中 n1，2，3(2 分)竖直下落的时间为 t2hg所以 t t，则有：- 9 -B （ 2 2.66） nmq g2h （ 2 2.66） nE2gh则： B 3.62 n(T)(n1，2，3)(2 分)3.62nE2gh射出的速度为 v，半径为 R ，圆心角为 22 ，所以 MN2 Rsin
18、 mvqBMN ， vsin vy gt g 2mvsin qB L2v0 2gL所以 MN (2 分)2m2gLqB 4Lh3.62n距射出点的水平距离为 x MNn m m0.88 m(1 分)4Lh3.62 40.83.62 16018133 【物理选修 33】(15 分)(1)(6 分)有关对热学的基础知识理解正确的是_CDE_。(填入正确选项前的字母，选对1 个给 3 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A液体表面张力的方向与液面平行并指向液体内部B低温的物体可以自发把热量传递给高温的物体，最终两物体可达到热平衡状态C当装
19、满水的某一密闭容器自由下落时，容器中的水的压强为零D空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发变慢E在“用油膜法测分子直径”的实验中，作出了把油膜视为单分子层、忽略油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形这三方面的近似处理(2)(9 分)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管 A、 B 两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口 A 之间气体柱长为 lA40 cm，右管内气体柱长为 lB39 cm。先将开口 B 封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低 4 cm，已知大气压强 p076 cmHg，求： A
20、 端上方气柱长度；稳定后右管内的气体压强。【解析】以 cmHg 为单位，设稳定后 A 端上方气柱长度为 l1，由题可知，插入水银槽后左管内气体压强为 p1 p0 g h80 cmHg2 分- 10 -由玻意耳定律得 p0lA p1l1所以 A 端上方气柱长度为 l138 cm2 分设稳定后右管水银面上升 h，则右管内气柱长度为 lB h，气体压强为 p12 gh由玻意耳定律得 p0lB( p12 gh )(lB h)解得 h1 cm3 分所以右管内气体压强为p2 p12 gh 78 cmHg2 分34.【物理选修 34】(15 分)(1)(6 分)北京时间 2013 年 4 月 20 日 8
21、时 02 分四川省雅安市芦山县(北纬 30.3，东经 103.0)发生 7.0 级地震受灾人口 152 万，受灾面积 12 500 平方公里。一方有难八方支援，全国人民与雅安人民永远站在一起。地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km/s和 9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子 P 和水平弹簧振子 H 组成，如图所示。地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差 5 s 开始振动，则不正确的是_BCD_。(填入正确选项前的字母，选对 1 个给 3 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A P 先开始振动，震源距地震仪约 3
22、6 kmB P 先开始振动，震源距地震仪约 25 kmC H 先开始振动，震源距地震仪约 36 kmD H 先开始振动，震源距地震仪约 25 km (2)(9 分)如图所示， ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角 30， P 为垂直于直线BCD 的光屏，现一宽度等于 AB 的单色平行光束垂直射向 AB 面，在屏 P 上形成一条宽度等于AB 的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。23【解析】平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示。图中 1、 2为- 11 -AC 面上入射角和折射角，根据折射定律，有 nsin 1sin 2 2 分设出射光线与水平方向成 角，则 2 1 2 分由几何关系易得 1 30由于 CC2 A C AB23所以 C1C2 AB13而 AC1 BC ABtan 所以 tan 3 分C1C2AC1 33可得 30， 260所以 n 2 分sin 2sin 1 3
