西安市达标名校2019年高考二月大联考物理试卷含解析

西安市达标名校2019年高考二月大联考物理试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。

质量为m的小球套在圆环上。

一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。

现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力F N的大小变化情况是()
A．F不变，F N增大B．F减小，F N不变
C．F不变，F N减小D．F增大，F N减小
2．利用放置在绝缘水平面上的环形电极与环外点电极，可模拟带电金属环与点电荷产生电场的电场线分布情況，实验现象如图甲所示，图乙为实验原理简图。

图乙中实线为电场线，a、d关于直线MN对称，b、c为电场中的点，e为环内一点。

由图可知( )
A．带电金属环与点电荷带等量异种电荷
B．b、c、e三点场强的大小关系为E b＞E c＞E e
C．a、d的场强相同
D．c点的电势比d点高
3．如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。

现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（）
A．空气柱的压强变大
B．空气柱的长度不变
4．铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。

如图所示，某同学斜向上抛出一铅球，若空气阻力不计，图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移x、速率v、加速度a和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象，其中正确的是（）
A．B． C．
D．
5．下列说法正确的是（）
A．速度公式
x
v
t
∆
=
∆
和电流公式
U
I
R
=均采用比值定义法
B．速度、磁感应强度和冲量均为矢量
C．弹簧劲度系数k的单位用国际单位制基本单位表达是kg·s
D．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是等效处理方法
6．左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（）
A．磁感强度B．电流强度C．速度D．安培力
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则
A ．
的平均密度比 的大 B ．
的第一宇宙速度比 的小 C ．
的向心加速度比 的大 D ．的公转周期比
的大 8．在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A ．0.01s t =时，线圈在中性面
B ．线圈产生的交变电动势的频率为100Hz
C ．若不计线圈电阻，在线圈中接入1k Ω定值电阻，则该电阻消耗的功率为48.4W
D ．线圈磁通量随时间的变化率的最大值为3.11Wb /s
9．如图所示，小球A 、B 、C 通过铰链与两根长为L 的轻杆相连，ABC 位于竖直面内且成正三角形，其中A 、C 置于水平面上。

现将球B 由静止释放，球A 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球的运动始终在同一竖直平面内。

已知A B C 1122
m m m m ===，不计摩擦，重力加速度为g 。

则球B 由静止释放至落地的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．球
B 的机械能先减小后增大
B ．球B 落地的速度大小为3gL
C ．球A 对地面的压力一直大于mg
D ．球B 落地地点位于初始位置正下方
10．在《流浪地球》的“新太阳时代”，流浪2500年的地球终于定居，开始围绕比邻星做匀速圆周运动，己知比邻星的质量约为太阳质量的18
，目前地球做匀速圆周运动的公转周期为1y ，日地距离为1AU （AU 为天文单位）。

若“新太阳时代"地球的公转周期也为1y ，可知“新太阳时代”（ ）
A ．地球的公转轨道半径约为
12
AU B ．地球的公转轨道半径约为18AU C ．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶2
D ．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶4
11．如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组成。

导轨间距为L ，水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为R 的电阻。

现让质量为m 、阻值为2R 的金属棒a 从距离水平面高度为h 处静止释放。

金属棒a 到达磁场中OO'时，动能是该金属棒运动到MM'时动能的14
，最终静止在水平导轨上。

金属棒a 与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g ＝10m/s 2。

以下说法正确的是（ ）
A ．金属棒a 运动到MM'23BL gh R
B ．金属棒a 运动到OO'时的加速度大小为222B L gh a
C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为13
mgh D ．金属棒a 若从h 处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是2m gh ，方向向左 12．一列简谐横波，沿x 轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示；图2为该波在某一时刻的波形图，A 点位于x ＝0.5 m 处。

下列说法正确的是_______
A ．由图1可知，位于原点的质点振动的振幅是16cm
B ．位于原点的质点振动的周期是0.2s
C ．由图1，在t 等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移为零
D ．该波的传播速度是20m/s
E.由图2可知，经过周期后，A 点离开平衡位置的位移是-8cm 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。

实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。

实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量M 不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。

多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射器）的加速度a 与力传感器的示数F 的关系图象如图乙所示。

重力加速度取210m/s g =。

(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）
A ．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量
B ．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力
C ．要使细线与水平轨道保持平行
D ．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力
(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数μ=______（用分数表示）。

14．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。

(1)下列做法正确的是（_____）
A ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B ．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上
C ．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D ．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。

他所得到的a －F 关系可用图中的________表示(图中a 是小车的加速度，F 是细线作用于小车的拉力)。

（3）右图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50 Hz 。

由图可知，打纸带上B 点时小车的瞬时速度v B ＝________m/s ，木块的加速度a ＝________m/s 2。

(结果保留两位有效数字)
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，质量为6kg M =的长木板放在光滑水平地面上，在长木板的最右端和距右端4m 的P 点处各放一物块B 和A （均可视为质点），物块A 的质量为12kg m =，物块B 的质量为21kg m =，长木板P 点左侧足够长，长木板上表面P 点右侧光滑，P 点左侧（包括P 点）粗糙物块A 与长木板间的动摩擦因数0.5μ=，现用一水平向右的恒力F 作用于长木板上，使长木板由静止开始运动，设物块A 与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，210m/s g =，求：
(1)当长木板由静止开始运动时，若要物块A 与长木板保持相对静止，拉力F 满足的条件；
1v 和物块B 的速度2v 。

16．如图所示，有一玻璃做成的工件，上半部分是半径为R 的半球体，球心为O 。

下半部分是半径为R ，高157h R =的圆柱体。

圆柱体底面是一层发光面。

发光面向上竖直发出平行于中心轴OO '的光线，有些光线能够从上半部的球面射出（不考虑半球的内表面反射后的光线）。

已知从球面射出的光线对应的入射光线间的最大距离为32
L R =。

（取sin370.6︒=，cos370.8︒=） (1)求该玻璃工件的折射率；
(2)求从发射面发出的光线中入射角都为37︒的入射光线经球面折射后交于中心轴OO '的交点离发光面中心O '的距离。

17．一滑雪者和雪橇的总质量为50kg m =，沿足够长的斜坡向下滑动，斜坡倾角37θ=o ，雪橇与斜坡之间的动摩擦因数为0.25μ=，滑雪者所受的空气阻力与速度大小的比值为常量k （未知），某时刻滑雪者的速度大小为05m/s v =，加速度大小为22m/s a =，取210m/s g =，sin 370.6=o ，cos370.8=o 。

求：
(1)常量k ；
(2)滑雪者的最大速率m v 。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．B
【解析】
【详解】
小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图
由图可知△OAB ∽△GFA 即：
N F G F R R
AB ==，当A 点上移时，半径不变，AB 长度减小，故F 减小，F N 不变，ACD 错误B 正确。

2．B
【解析】
【详解】 A ．由图可知金属环与点电荷一定带异种电荷，但不一定等量，故A 错误；
B ．由电场线的疏密可知
b c E E >
又因为e 点为金属环内部一点，由静电平衡可知金属环内部场强处处为零，故B 正确；
C ．a 、d 场强大小相等方向不同，故C 错误；
D ．由等势面与电场线垂直和沿电场线电势逐渐降低可知c 点的电势比d 点低，故D 错误。

故选B 。

3．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．外界大气压不变，被封闭气体压强始终不变，气体做等压变化，温度升高，则气体体积增大，故AB 错误；
CD ．被封闭气体压强始终不变，水银柱b 两液面高度差h 不变，则液面位置也不会发生变化，故C 错误，D 正确。

4．A
【解析】
【详解】
A ．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移与时间成正比，故A 正确；
B ．铅球做斜上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变，故铅球的速度先减小后增大，故B 错误；
C ．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故C 错误；
D ．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据y P mgv =，所以重力的功率先减小后增大，故D 错误。

故选：A 。

5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．速度公式x v t ∆=∆采用的是比值定义法，而电流公式U I R
=不是比值定义法，选项A 错误； B ．速度、磁感应强度和冲量均为矢量，选项B 正确；
C ．弹簧劲度系数k 的单位用国际单位制基本单位表达是
2
2N kg m/s ==kg/s m m
k ⋅= 选项C 错误；
D ．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是理想模型法，选项D 错误。

故选B 。

6．D
【解析】
【详解】
左手定则内容：张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指的方向与导体中电流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
【解析】 由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有
，故可知的质量比的大，即的平均密度比的大，所以选项A 正确； 由图可知，表面的重力加速比的大，由可知，的第一宇宙速度比
的大，所以选项B 错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，的向心加速度比的大，所以选项C 正确；根据可知，的公转周期比的小，所以选项D 错误；
考点：天体与万有引力定律
8．ACD
【解析】
【详解】
A ．t=0.01s 时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A 正确。

B ．由图可知周期为0.02s ，则频率为f=50Hz ，故B 错误。

C ．线圈产生的交变电动势有效值为
220V 2
= 电阻消耗的功率
2
220W 48.4W 1000
P == 故C 正确。

D ．t=0.005s 电动势最大为311V ，则磁通量随时间的变化率为
3.11Wb /s m E N
= 故D 正确。

故选ACD 。

9．AB
【解析】
【详解】
A ．
B 下落时，A 、
C 开始运动，当B 落地后，A 、C 停止运动，因A 、B 、C 三球组成系统机械能守恒，故球B 的机械能先减小后增大，故A 正确；
2B 12
mg
mv = 解得
B v =故B 正确；
C ．在B 落地前的一段时间，A 、C 做减速运动，轻杆对球有向上力作用，故球A 对地面的压力可能小于mg ，故C 错误；
D ．因为A 、C 两球质量不相同，故球B 落地点不可能位于初始位置正下方，故D 错误。

故选AB 。

10．AC
【解析】
【详解】
AB ．根据万有引力提供向心力可知：
222()Mm G m r r T
π= 解得公转半径为：
r =比邻星质量约为太阳质量
18
，公转周期相同，则“新太阳时代”，地球的公转轨道半径约为12AU ，A 正确，B 错误；
CD ．根据 2
2Mm v G m r r
= 解得公转速率
v = 比邻星质量约为太阳质量
18
，公转半径之比为1：2，则公转速率之比为1：2，C 正确，D 错误。

故选AC 。

11．ACD
【解析】
【详解】 A ．金属棒a 从静止运动到MM '的过程中，根据机械能守恒可得
2112
mgh mv = 解得金属棒a 运动到MM '时的速度为
1v =金属棒a 运动到MM '时的感应电动势为
1E BLv ==金属棒a 运动到MM '时的回路中的电流大小为
2E I R R ==+故A 正确；
B ．金属棒a 到达磁场中OO '时的速度为
2112v v ==金属棒a 到达磁场中OO '时的加速度大小为
222(2)B L v BIL a m m R R ===+ 故B 错误；
C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，根据能量守恒可得产生的焦耳热等于重力势能的减小量，则有
Q mgh =
电阻上产生的焦耳热为
1133
R Q Q mgh == 故C 正确；
D ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，规定向右为正方向，根据动量定理可得 10I mv =-安
可得
I =-安
在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是，方向向左，故D 正确；
故选ACD 。

12．BCE
【解析】
【详解】
A.振幅是质点偏离平衡位置的最大距离，由图1读出振幅A=8cm ；故A 错误.
B.质点完成一个全振动的时间叫做一个周期，从振动图象中可以看成周期
；故B 正确.
C.当时，坐标原点的质点处在平衡位置向下运动，所以y=0；故C 正确.
D.从图2中可以看出波长，所以波速；故D 错误.
E.经过半个周期后，处于波峰的A 质点运动到波谷位置，则离开平衡位置的位移为8cm ，方向向下；故E 正确.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．C
33
30° 【解析】
【详解】
（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数F ，由图象可知当5N F =，小车开始有加速度，即摩擦力为5N ，由牛顿第二定律可知： F Mg Ma μ-=，
得：
F a Mg g
μ=-， 所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力，选项ABD 错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数F ，选项C 正确。

故选：C 。

（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得
F Mg Ma μ-=，
即
1a F g M
μ=-， 由图乙可知图象的斜率，即
123k M ==， 得：
3M =，
由5F N =时0a =可解得：
μ=； （3）[3]若要验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”要将轨道一端垫高来平衡摩擦力。

对小车和位移传感器（发射器）受力分析可得：
sin cos Mg Mg θμθ=，
即
tan μθ==
， 所以 30θ︒=。

14．AD C 0.15 0.60
【解析】
【详解】
（1）[1]A.该实验“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，所以每次物体受力为恒力，所以细绳应与轨道平行，A 正确
B.平衡摩擦力时，使小车在没有重物牵引下沿导轨匀速运动，B 错误
C.打点计时器在使用时，应该先接通电源，后释放小车，C 错误
D.平衡摩擦力完成后，满足的是
sin cos mg mg θμθ=
所以改变小车质量时，无需再次平衡摩擦，D 正确
（2）[2] 平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，这时在没有悬挂重物时，小车就已经获得一个加速度，所以图像有纵轴截距，选C
（3）[3]根据匀变速直线运动的规律可得
2
(8.10 5.10)10m/s 0.15m/s 20.10.2
OC OA B x x v ---?===´ [4]根据匀变速直线运动的规律可得
2
222((17.1010.50)(10.50 6.30))10m/s 0.60m/s 0.20.04
DE BD x x a -----?=== 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)40F N <；(2)12m/s v =，28m/s v =
【解析】
【详解】
(1)当A 与长木板间的摩擦力达到最大静摩擦力时将要发生相对滑动，设此时物块A 的加速度为0a ，以A 为研究对象，根据牛顿第二定律
110m g m a μ=
因为B 与长木板间没有摩擦力，以长木板和物块A 整体为研究对象，根据牛顿第二定律，当A 与长木板间将要发生相对滑动时
()010F M m a =+
联立解得
040N F =
所以若要物块A 与长木板保持相对静止，拉力40F N <
(2)当拉力36F N =时小于40N ，开始时物块B 保持静止，物块A 与长木板一起加速 根据动能定理
()21012
Fx M m v =
+ 解得 06m/s v =
物块A B 、发生弹性碰撞，根据动量守恒定律
101122m v m v m v =+
根据机械能守恒定律
222101122111222
m v m v m v =+ 两式联立解得
12m/s v =
28m/s v =
16． (1)43n =
；(2)5R 【解析】
【详解】
（1）在球面上发生折射时的入射角2θ等于发生全反射临界角C 时对应入射光之间的间距最大， 1sin C n
=， 由几何关系可得
2sin
2L
L C R R
==， 解得
43
n =； （2）光路图如图所示，
由折射定律可得：
12
sin sin n θθ=， 由题知237θ︒=，则
153θ︒=，
在三角形ΔAON 中，由正弦定理可得
()1sin 180sin N R ON
θ︒-∠=， 由几何关系可知：
12N θθ∠=-，
解得 20sin 7
R ON R N ==∠， 所以37︒入射角的光线经球面折射后交于OO '的交点N 距O '的距离为 2015577
O N ON OO R R R ''=+=+= 17． (1)20kg/s ；(2)10m/s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
0sin cos mg mg kv ma θμθ--=
解得
20kg/s k =
(2)滑雪者达到最大速度时处于受力平衡状态，根据牛顿第二定律可得 m sin cos 0mg mg kv θμθ--=
解得
m 10m/s v =。