3成都石室中学高2019届12月份一诊模拟理科综合物理试题(解析版)

成都石室中学高2019届12月份一诊模拟理科综合物理试题（解析版）
二、选择题（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）14．如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，θ角缓慢减小且货物相对车厢静止的过程中，下列说法正确的是（ A ）
A．货物受到的摩擦力变小
B．货物受到的支持力变小
C．货物受到的支持力对货物不做功
D．货物受到的摩擦力对货物做负功
【解析】货物处于平衡状态，则有：f=mgsinθ，N=mgcosθ，θ减小时，f减小，N增大，故A正确，B 错误；货物受到的支持力的方向与速度方向的夹角等于180°，做负功，故C错误；摩擦力的方向与速度方向垂直，不做功，故D错误。

15．一条小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽为60m的长直河道，河水流速为4m/s，则（D）A．这条船不可能渡过这条河
B．这条船过河时间可能为15 s
C．这条船可以渡过这条河，而且过河时的合速度可以为9m/s
D．这条船能够过河的最小位移为80m
【解析】当静水速度与河岸不平行，则船就能渡过河。

故A错误；当静水速度与河岸垂直时，渡河时
间最短，最短时间为
60
20
3
d
t s
v
===
船。

故B错误；根据运动的合成可知，这条船可以渡过这条河，
而且过河时的最大合速度小于7m/s，故C错误；根据平行四边形定则，由于静水速度小于水流速度，
则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸。

最小位移为
4
6080
3
v
s d m
v
==⨯=
水
船。

故D
正确。

16. 如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知m a＜m b，经过一段时间先撤去F1，再撤去F2，运动一段时间后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将（B）
A．静止B．向左运动
C．向右运动D．无法确定
【解析】根据动量定理，F 1t 1=m a v a ，F 2t 2=m b v b ，因为t 1＜t 2，所以m a v a <m b v b 。

以向右为正方向，根据动量守恒定律得，m a v a ﹣m b v b =（m a +m b ）v ，解得v<0．可知粘合体最终将向左运动．故B 正确，A 、C 、D 错误．
17．我国“神舟”十一号载人飞船于2016年10月17日7时30分发射成功。

飞船先沿椭圆轨道飞行，
在接近400km 高空处与“天宫”二号对接，对接后视为圆周运动。

两名宇航员在空间实验室生活、工作了30天。

“神舟”十一号载人飞船于11月17日12时41分与“天宫”二号成功实施分离，11月18日顺利返回至着陆场。

下列判断正确的是（ C ） A ．对接后飞船在圆轨道上运动的速度可以大于第一宇宙速度 B ．飞船变轨前后的机械能守恒
C ．分离后飞船在原轨道上通过减速运动，再逐渐接近地球表面
D ．宇航员在空间实验室内可以利用杠铃举重来锻炼身体 【解析】根据万有引力提供向心力
，得
，轨道高度越大，线速度越小，第一宇宙速
度是近地卫星的速度，是最大的运行速度，故对接后飞船在圆轨道上的线速度比第一宇宙速度小，故A 错误；每次变轨都需要发动机对飞船做功，故飞船机械能不守恒，故B 错误；当飞船要离开圆形轨道返回地球时，飞船做近心运动，万有引力要大于向心力，故要减小速度，故C 正确；用举重锻炼身体主要就是利用哑铃等物体的重力，在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用．故D 错误；
18．如图所示，a 、b 、c 三个相同的小球，a 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b 、c 从同一高度分别开始自由下落和平抛。

下列说法正确的有（ C ）
A ．重力对它们的冲量相同
B ．它们落地时重力的瞬时功率相同
C ．它们动量变化的大小相同
D ．它们的末动能相同
【解析】球b 自由落体运动，球c 的竖直分运动是自由落体运动，故bc 两个球的运动时间相同，为
t =
a 受重力和支持力，合力为mgsinθ，加速度为gsinθ，根据'21
sin sin 2h g t θθ=⨯⨯，得
't=t＜t′。

由于重力相同，而重力的作用时间不同，故重力的冲量不全相同，故A错误；三个球落地时竖直方向的速度大小不全相同，所以落地时重力的瞬时功率不全相同，故B错误；bc球合力相同，运动时间相同，故合力的冲量相同，根据动量定理，动量变化量的大小也相同；ab球机械能守恒，末速度大小相等，故末动量大小相等，初动量为零，故动量增加量大小相等，故C正确；初动能不全相同，而合力做功相同，故根据动能定理，末动能不全相同，故D错误；
19．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行
板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻(电阻随光强的增大而减小)。

当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V
的示数分别为I和U。

以下说法正确的是( AC )
A．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少
B．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U减小，电容器所带电荷量减少
D．若仅用更强的光照射R1 ，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值减小
20．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的右上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，图中PB垂直AC，B是AC的中点。

带电荷量为-q 的小球（小球直径略小于细管的内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，它在A处时的加速度为
a，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响。

则在电场中（BD ）
A．B点的电场强度大小是A点的3倍
B．小球运动到C处的加速度为g-a
C．A点的电势高于B点的电势
D．小球从A到C的过程中电势能先减小后增大
【解析】结合几何关系：,由点电荷电场强度公式，可以知道,电场强度的大小与间距的平方成反比，则B点的电场强度大小是A点的4倍，故A错误；在A处时小球的加速度为a，
对A 点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可以知道：合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的；当在C 处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的。

在A 处有：
；而在C 处有：
，计算得出:。

故B 正确；正点电荷的电场线发散型，因
为沿着电场线方向，电势降低，因此A 点的电势低于B 点的电势，故C 错误；根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，可以知道：小球带负电，从A 到C 的过程中，电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大， 故D 正确。

21．如图所示，一质量m =0.1kg 的小煤块以v 0=5m/s 的初速度从最左端水平进入轴心距离L =8m 的水平
传送带，传送带可由一电机驱使而转动。

已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1(取g=10m/s 2)（ AD ）
A ．若电机不开启，传送带不转动，小煤块滑离传送带右端的速度大小为3m/s
B ．若电机不开启，传送带不转动，小煤块在传送带上运动的总时间为3s
C ．若开启电机，传送带以6m/s 的速率顺时针转动，则小煤块在传送带上留下的一段黑色痕迹的长度为1.0m
D ．若开启电机，传送带以6m/s 的速率逆时针转动，则小煤块在传送带滑动的过程中产生的热量为2.0J 【解析】当电机不开启，小煤块在传送带上做匀减速直线运动，加速度为：
根据速度位移公式有：
3/m s
=
5321
s -==
所以A 选项是正确的，B 错误。

当电机开启，传送带顺时针转动，小煤块在传送带上做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，一起做匀速直线运动，则煤块达到传送带速度所经历的时间为：
'016511
v v t s
a --===
此时小煤块的位移为：
'22013625 5.522
v v x m
a --===
传送带的位移为：
'21616x v t m
==⨯=
则黑色痕迹的长度为：
216 5.50.5d x x m
=-=-=
所以C 选项是错误的。

当电机开启，传送带逆时针转动，小煤块在传送带上一直做匀减速直线运动，运动的时间为：，
此时传送带的位移为:
''26212x v t m
==⨯=
则相对运动的位移大小为： ''212820d x L m
=+=+=
则摩擦产生的热量为： '0.10.110202Q mgd J
μ==⨯⨯⨯=
所以D 选项是正确的。

第Ⅱ卷
三、非选择题（包括必考题和选考题两部分。

第22题～第32 题为必考题，每个考题考生都必须作答，第33题～40题为选考题，考生根据要求作答。

） （一）必考题（共129分）
22．(6分) 图甲是测定小物块与水平面之间动摩擦因数的实验
装置，曲面AB 与水平面相切于B 点且固定。

小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行，光电计时器可以记录小物块通过P 、Q 的时间和小物块通过P 点的速度。

已知当地重力加速度
为g 。

(1)若小物块经过P 点的速度为v ，通过PQ 的时间为t ，PQ 之间的距离为s ，则小物块与水平面之间的动摩擦因数的表达式为μ=
2
2-vt s
gt （）
(2)保持小物块经过P 点的速度v 不变，多次改变Q 的位置，做出
s t t
-的关系图象如图乙所示，图象在纵轴上截距为b ，斜率的绝对值为k ，则μ=
2k g
【解析】(1)小物块受到摩擦力的作用,其加速度:mg
a g m μμ=
=，若小物块经过P 点的速度为v,通
过PQ 的时间为t ，PQ 之间的距离为s ，则有: 21
-2
s vt gt μ=
所以: 2
2-vt s gt
μ=
（）
(2)根据（1）有21-
2s vt gt μ= ，两边同除以t 有： 1
-2
s v gt t μ=
t 的关系图象中,直线的效率1
2
k g μ= 所以,动摩擦因数2k g
μ=
23．(9分)某中学为了探究额定功率为4W 、额定电压为4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：
A. 电压表V 1（0～1V ，内阻2kΩ）
B. 电压表V 2（0～15V ，内阻15kΩ）
C. 电流表A （0～1A ，内阻约1Ω）
D. 定值电阻R 1＝6kΩ
E. 定值电阻R 2＝16kΩ
F. 滑动变阻器R （0～10Ω，额定电流2A ）
G. 学生电源（直流5V ，内阻不计）
H. 开关、导线若干
(1)为了减小实验误差，电压表应选用 A ，定值电阻应选用 D （均用序号字母填写）； (2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图； (3)根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U 与电压表读数U V 的关系 U ＝4U V 。

若小灯泡的电功率为P ，则关系图线可能正确的是 C 。

【解析】(1)灯泡额定电压是4V ，两电压表量程分别是:1V 、15V ，1V 量程太小，15V 量程太大，为准确测量电压，应该用电压表V 1（0～1V ，内阻2kΩ）与定值电阻R 1＝6kΩ串联组成新电压表测电压，故电压表选A ，定值电阻选D 。

(2)电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻
22444
U R P ===Ω，新电压表内阻为4kΩ，电流表内阻为1Ω，电压表内
阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示。

(3) 定值电阻阻值是电压内阻的3倍，流过它们的电流相等，则定值电阻两端电压是电压表两端电压的3倍，电压表读数U V 与小灯泡两端电压U 的关系为:U =4U V ；
灯泡实际功率2U P R =而减小，则灯泡实际功率P 与2U 的函数图象斜率随2U 增大而减小，所以C 选项是正确的。

24．（12分）为备战石室中学第43届运动会，某同学在直跑道训练短跑。

某次训练可以简化为以下过程：从起点A 位置由静止开始做匀加速直线运动，经过AB 段加速后，进入到BC 段的匀速跑阶段，到达C 位置时总共用时t 秒，已知：AB 段长为L 1、BC 段长为L 2。

求： (1)该同学在BC 段的速度大小；
(2)该同学在AB 段做匀加速直线运动时的加速度大小。

【解析】(1)设在BC 段的速度为v 、通过AB 的时间为t 1，则
在AB 段：x AB ＝vt 1/2＝L 1 在BC 段：L 2＝vt 2
t 1＋t 2＝t
所以：v ＝L 2＋2L 1
t
(2)在AB 段做匀加速直线运动时的加速度：a ＝v 2
2L 1
所以a ＝212
122)2(t
L L L
25．（20分）某“电场抛射装置”如图所示。

两正对平行金属板A 、B 竖直放置，相距为d ，两板间固定一内壁光滑的绝缘细直管CD ，细管与水平面的夹角为37°，与金属板夹角53°。

一质量为 m 、带电量为q 的小球（半径略小于细管半径）从管口C 处无初速释放，经板间电场加速后从另一管口D 射出，恰好水平进入到与细管处在同一竖直平面的四分之三圆弧轨道的最低点M ，M 点与C 点的高度差也为d 。

重力加速度为g ，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求： （1）小球从管口D 运动到M 点所用的时间 （2）电场力对小球做功多少
（3）若小球在圆弧轨道上运动的过程中始终不脱离轨道，求圆弧轨道的半径的取值范围
【解析】（1）小球从D 到M 的运动相当于从M 到D 的平抛运动，
竖直方向上下落高度为：h=d ﹣dtan37°= 由h= 得：t=
（2）小球在D 点时，竖直方向上有：
小球在M 点的速度大小为：V M =
V y
tan37°
=4
3√gd
2 小球从C 到M ，根据动能定理得：W 电−mgd =1
2mV M
2
解得：W 电=
139
mgd
（3）不脱离轨道分两种情况讨论： ①小球能过最高点N,则
1
2
mV M 2=2mgr +1
2mV N 2
mg ≤m
V N
2
r
解得：r ≤
8
45
d
②小球未到达圆心等高处速度已经减为零，则
12
mV M 2≤mgr
解得：r≥4
9
d
33．[物理——选修3–3]（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是（ BCE ）（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A ．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B ．液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，因此液体表面有收缩趋势
C ．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
D ．第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第一定律
E ．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增加
【解析】布朗运动是液体分子撞击固体小颗粒时，使固体小颗粒受力不平衡所做的运动，A 错误；由于液体表面分子间距大于内部分子间距，所以液体表面具有张力，B 正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，在分子间距小于平衡距离时，分子势能会减少，当分子间距大于平衡距离时，分子势能会增大，C 正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，D 错误；气体压强增大、体积增大，对应温度要升高，故内能一定增加，E 正确。

（2）（10分）如图所示，在长为l=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃。

现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？新注入水银柱的高度为多少？（大气压强为P0=76cmHg）
【解析】设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的温度为T1=306 K，体积为V1=51S cm3，
压强为p1=p0+h=80cmHg
当水银面与管口相平时，水银柱高为H，则管内气体的体积为V2=（57﹣H）S cm3，
压强为p2=p0+H=（76+H）cmHg
由玻意耳定律得p1 V1=p2 V2
代入数据，得H2+19H﹣252=0
解得H=9cm
所以p2=85 cmHg
新注入水银柱高度h= H-4cm=5cm
34．[物理——选修3–4]（15分）
（1）（5分）两列简谐波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（BCE ）（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．虚线波的频率也是2Hz
B．平衡位置为x=8.5cm处的质点此刻位移y＞20cm
C．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=4cm处的质点的位移y=0
D．平衡位置为x=6cm的质点此刻速度为零
E．随着波的传播，在相遇区域会出现某质点的振动位移达到y=40cm
【解析】虚线波的频率是4
Hz，A错;由波形图，两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点的位移是
3
两列波引起位移的矢量和，此时虚线波单独传播在8.5m的质点的位移为10cm；实线波单独传播在8.5m 的质点的位移为10=14.14cm；故合位移为24.14cm，大于20cm，故B正确; 由图知，实线波的波长为4cm，由v=λf，得波速为v=8cm/s，由波形平移法可知，从图示时刻起再经过0.25s，两列波传播的距离都是x=vt=2cm，则再经过0.25s两列波的平衡位置状态在x=4cm处相遇，该质点的位移 y=0，故C正确．两列波单独传播时，都引起平衡位置为x=6cm的质点向上运动，由矢量合成知，此刻速度是最大，故D错误; 如图中平衡位置为x=6cm处的质点速度方向相同，均向上，由波的叠加原理知，振动位移会达到y=2A=40cm，故E正确。

（2）（10分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°，BC边长度为L，一束垂直于AB边的光线自AB边的P点射入三棱镜，AP长度d＜L，光线在AC边同时发生反射和折射，反射光线和折射光线恰好相互垂直，已知光在真空中的速度为c。

求：
（i）三棱镜的折射率；
（ii）光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间。

【解析】（i）光线到达AC边的Q点，入射角为i，折射角为r．
由题意可得：i+r=90°
i=30°
所以 r=60°
可得三棱镜的折射率n===
（ii）光线反射到AB边的M点，入射角为i′=60°
因为sini′=＞=sinC，得i′＞C，所以光线在M点发生全反射，不会射出三棱镜
PQ=dtan30°=d
QM=2PQ
MN=（﹣2d）cos30°=（L﹣d）
光在三棱镜中传播速度为：v=
光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间为：t=联立解得：t=
11。