上海市宝山区达标名校2019年高考一月仿真备考物理试题含解析

上海市宝山区达标名校2019年高考一月仿真备考物理试题
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
1．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th+He →.下列说法正确的是（ ）
A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
2．如图所示，在真空云室中的矩形ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O 点的铀238原子核238
92U 发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核（新核）和射线的径
迹，曲线OP 为14
圆弧，x 轴过O 点且平行于AB 边。

下列说法正确的是（ ）
A ．铀238原子核发生的是β衰变，放出的射线是高速电子流
B ．曲线OP 是射线的径迹，曲线OQ 是反冲核的径迹
C ．改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之改变
D ．曲线OQ 是α射线的径迹，其圆心在x 轴上，半径是曲线OP 半径的45倍
3．如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道ABC ，其中半圆轨道BC 与直轨道AB 相切于B 点，物体受到与AB 平行的水平拉力F ，从静止开始运动，拉力F 的大小满足如图乙所示（以A 为坐标原点，拉力F 从A 指向B 为正方向）。

若1kg m =，4m AB =，半圆轨道的半径 1.5m R =，重力加速度取210m /s g =。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．拉力F 从A 到
B 做功为50J
B ．物体从B 到
C 过程中，所受的合外力为0
C ．物体能够到达C 点，且速度大小为25m /s
D．物体能够到达C点，且速度大小为215m/s
4．一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（）
A．钩子对细绳的作用力始终水平向右
B．OA段绳子的力逐渐增大
C．钩子对细绳的作用力逐渐增大
D．钩子对细绳的作用力可能等于2mg
5．如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。

后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。

当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )
A．B．C．D．0
6．如图所示，一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花板上。

弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，汽缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（）
A．当外界温度升高（大气压不变）时，L变大、H减小、p变大、V变大
B．当外界温度升高（大气压不变）时，h减小、H变大、p变大、V减小
C．当外界大气压变小（温度不变）时，h不变、H减小、p减小、V变大
D．当外界大气压变小（温度不变）时，L不变、H变大、p减小、V不变
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．如图所示，一由玻璃制成的直角三棱镜ABC，其中AB＝AC，该三棱镜对红光的折射率大于。

一束平行于BC边的白光射到AB面上。

光束先在AB面折射后射到BC面上，接着又从AC面射出。

下列说法正确的是________。

A．各色光在AB面的折射角都小于30°
B．各色光在BC面的入射角都大于45°
C．有的色光可能不在BC面发生全反射
D．从AC面射出的有色光束中红光在最上方
E. 从AC面射出的光束一定平行于BC边
8．如图两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现在同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则()
A．金属棒ab一直加速下滑
B．金属棒ab最终可能匀速下滑
C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势
D．带电微粒可能先向N板运动后向M板运动
9．如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）
A．A、B的质量之比为13
B．A、B32
C．悬挂A、B2 1
D．快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为12
10．如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37︒，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin37︒=0.6，cos37︒=0.8，g取10m/s2，则（）
A．F为恒力
B．F的最大功率为0.56W
C．回路中的最大电功率等于0.56W
D．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J
11．如图所示，A、B两带电小球的质量均为m，电荷量的大小均为Q（未知）。

小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，小球B固定于悬挂点的正下方，平衡时，小球A、B位于同一高度，轻绳与竖直方向成60︒角。

已知重力加速度为g，静电力常量为k，则以下说法正确的是（）
A．小球A、B带异种电荷
B．小球A所受静电力大小为3mg
C．小球A、B所带电荷量
3
2
L mg Q
k =
D．若小球A的电荷量缓慢减小，则小球A的重力势能减小，电势能增大
12．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C ．输电线上损耗的功率增大
D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学利用下图所示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数µ。

置于水平桌面的长木板上固定两个光电门1、2。

滑块上端装有宽度为d 的挡光条，滑块和挡光条的总质量为M ，右端通过不可伸长的细线与钩码m 相连，光电门1、2中心间的距离为x 。

开始时直线处于张紧状态，用手托住m ，实验时使其由静止开始下落，滑块M 经过光电门1、2所用的时间分别为t 1、t 2。

(1)该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力，那么他应注意__________________。

(2)如果满足(1)中的条件，该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数μ=___________。

(3)若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律，他只需___________就可以完成实验。

14．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是（ ）
A ．减小光源到单缝的距离
B ．减小双缝之间的距离
C ．减小双缝到光屏之间的距离
D ．换用频率更高的单色光源
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图甲所示，一对平行金属板C 、D 相距为d ，O 、O l 为两板上正对的小孔，紧贴D 板右侧。

存在上下范围足够大、宽度为三的有界匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，MN 、GH 是磁场的左、右边界。

现有质量为m 、电荷量为+q 的粒子从O 孔进入C 、D 板间，粒子初速度和重力均不计。

（1）C 、D 板间加恒定电压U ，C 板为正极板，求板间匀强电场的场强大小E 和粒子从O 运动到O l 的时间t ；
（2）C 、D 板间加如图乙所示的电压，U 0为已知量，周期T 是未知量。

t=0时刻带电粒子从O 孔进入，为保证粒子到达O 1孔具有最大速度，求周期T 应满足的条件和粒子到达O l 孔的最大速度v m ；
（3）磁场的磁感应强度B 随时间t '的变化关系如图丙所示，B 0为已知量，周期T 0=0m
qB π。

t '=0时，粒子
从O 1孔沿OO 1延长线O 1O 2方向射入磁场，始终不能穿出右边界GH ，求粒子进入磁场时的速度v ，应满足
的条件。

16．2020年2月18日，我国发射的嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器再次启动，打破了探测器在月球上工作的世界纪录，并将开始第15个月昼的科学探测活动。

若着陆器与探测器总质量为31.510kg ⨯，着陆过程简化如下：在距月面102m 处悬停，当发动机推力为1F 时，先竖直向下做匀加速直线运动；当发动机推力为2F 时，随即做匀减速直线运动，且两个阶段加速度大小相等，刚好在距离月面2m 时再次悬停，此过程总共用时600s ，此后关闭发动机做自由落体运动，直到接触月球表面。

月球表面重力加速度取21.6m/s g =，求：
(1)探测器接触月球表面时的速度大小；
(2)发动机施加推力的差值()21F F -的大小。

17．如图所示，U 型玻璃细管竖直放置，水平细管又与U 型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同。

U 型管左管上端封有长11cm 的理想气体B ，右管上端开口并与大气相通，此时U 型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U 型玻璃管底部为15cm 。

水平细管内用小活塞封有长度10cm 的理想气体A 。

现将活塞缓慢向右推，使气体B 的长度为10cm ，此时气体A 仍封闭在气体B 左侧的玻璃管内。

已知外界大气压强为75cmHg 。

试求：
（1）最终气体B 压强；
（2）活塞推动的距离。

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】
A．根据
2
k2
p
E
m
=可知，衰变后钍核的动能小于α粒子的动能，故A错误；
B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与α粒子的动量等大反向，故B正确；
C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个α粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故C错误；
D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D 错误。

2．D
【解析】
【分析】
【详解】
AD．衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反，由图像可知，原子核发生的是α衰变，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
2
v
qvB m
r
=
得
mv
r
qB
=
由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线OP是反冲核的径迹，由
于曲线OP 为14
圆弧，则其圆心在x 轴上，射线初速度与x 轴重直，新核初速度与x 轴垂直，所以新核做圆周运动的圆心在x 轴上
由质量数守恒和电荷数守恒可知反冲核的电荷量是α粒子的45倍，由半径公式可知，轨道半径之比等于电荷量的反比，则曲线OQ 半径是曲线OP 半径的45倍，故A 错误，D 正确。

BC ．由动量守恒可知
αα0mv m v =-
粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
2
v qvB m r
= 得
mv r qB
= 由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ 是射线的径迹，曲线OP 是反冲核的径迹，反冲核的半径与射线的半径之比等于电荷量的反比，由于电荷量之比不变，则改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系不变，故BC 错误。

故选D 。

3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．F x -图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力F 从A 到
B 做功为
1240J J 30J 2
W =⨯⨯⨯=－101 故A 错误；
B ．物体从B 到
C 过程中，做圆周运动，合力不变0，故B 错误；
CD ．从A 到B 由动能定理有
212
B W mv =
解得
B v =
由于滑轨道ABC 在水平面内，则物体从B 到C 做匀速圆运动，物体能够到达C 点，且速度大小为
/s ，故C 错误，D 正确。

故选D 。

4．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；
B．物体受重力和拉力而平衡，故拉力 T=mg ，而同一根绳子的张力处处相等，故 OA 段绳子的拉力大小一直为mg ，大小不变，故B错误；
C．两段绳子拉力大小相等，均等于 mg ，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故C正确；
D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于2mg，钩子对细绳的作用力也不可能等于2mg，故D错误。

故选C。

5．C
【解析】
【详解】
甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：
当小球甲刚要落地时，水平方向上的速度为零，所以乙球的速度也为零，乙球的动能为零，甲球的重力势能全部转化为甲球的动能，由机械能守恒定律得：
解得：
A.与计算结果不符，故A不符合题意。

B.与计算结果不符，故B不符合题意。

C.与计算结果相符，故C符合题意。

D.0与计算结果不符，故D不符合题意。

6．C
【解析】
【分析】
【详解】
以活塞与汽缸为整体，对其受力分析，整体受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力且二者大小始终相等，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度L 不变，活塞的位置不变，h 不变；当温度升高时，汽缸内的气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可以判断，体积V 增大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H 减小、p 不变、V 增大；当大气压减小时，对汽缸分析得
0p m p S g S =+
气体压强p 减小，汽缸内的气体做等温变化，由玻意耳定律得
1122pV p V =
可知体积V 变大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，H 减小、p 减小、V 变大，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

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．ABE
【解析】
【分析】
由临界角的范围，由临界角公式求出折射率的范围，从而确定各色光的折射角大小，根据临界角的性质确定能否发生发全射，并根据几何关系和折射定律确定各色光的位置。

【详解】
设光在AB 面的折射角为α，由折射定律知，，解得sin α＜，即各色光在AB 面的折射角都小于30°，故A 正确；由几何关系知，各色光射向BC 面时，入射角都大于45°，故B 正确；由临界角公式sin θ=1/n 知，各色光全反射的临界角都小于45°，各色光都在BC 面发生全反射，故C 错误；从AC 面射出的光束一定平行于BC 边，由于红光射向BC 面时的入射角最大，故红光射到AC 面时处于最下方，故E 正确，D 错误。

故选ABE 。

8．ACD
【解析】
根据牛顿第二定律有sin mg BIl ma θ-=，而q I t
∆=∆，q C U U Bl v v a t ∆=∆∆=∆∆=∆，，，联立解得22sin mg a m B l C
θ=+，因而金属棒将做匀加速运动，选项A 正确B 错误；ab 棒切割磁感线，相当于电源，a 端相当于电源正极，因而M 板带正电，N 板带负电，C 正确；若带电粒子带负电，在重力和电场力的作用下，先向下运动然后再反向向上运动，D 正确．
9．CD
【解析】
【详解】
A ．对A 、
B 两个物体受力分析，如图所示：
A 、
B 都处于静止状态，受力平衡，则有：
对物体A ：
A tan 60m g F =o 弹
得：A 3F m g =弹
对物体B ，有：
B F m g =弹 得：B F m g =弹
所以：A B 3m m =，故A 错误； B ．同一根弹簧弹力相等，故B 错误；
C ．对A 物体，细线拉力：
A cos60F T =o 弹
对B 物体，细线拉力：
B cos45F T =
o 弹 得：A B 2T T =C 正确； D ．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB 将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向
对A 物体：
A A A sin 30m g m a =o 得：A 12
a g = 对B 物体：
B B B sin 45m g m a =o
得：B a g =
联立得：A B a a ，故D 正确； 故选：CD 。

10．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．对棒受力分析有
22sin 37B L v F mg ma R
︒--= 变形得
2222sin 37()mR F mg v a R B L B L
︒
-=-+ 结合图乙可知
22 1.02.8
mR B L = 22sin 37()1F mg R B L
︒
-= 联立解得
22251.76N,14
R F B L == 且由P Fv =可知，F 的最大功率为
1.76W P =
故A 正确，B 错误；
C ．当棒的速度为1m/s 时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为
2222
max 0.56W B L v P I R R === 故C 正确；
D ．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得
22sin 37B L vt Ft mg t mv R
︒--= 即
22sin 37B L x Ft mg t mv R
︒--= 解得
0.72m x =
金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得
21sin 372
A Fx mg x W mv ︒-⋅+=
解得 0.26J A W =-
由功能关系可知
0.26J A Q W =-=
故D 正确。

故选ACD 。

11．BD
【解析】
【详解】
AB ．带电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F 、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，其合力为零，则有
tan 60F mg ︒=
解得
F =
由图可知，AB 间库仑力为排斥力，即AB 为同种电荷，故A 错误，B 正确；
C ．根据库仑定律有2Q Q F k r
⋅=，而 sin60r L ︒=
解得
Q = 故C 错误；
D ．若小球A 的电荷量缓慢减小，AB 间的库仑力减小，小球A 下摆，则小球A 的重力势能减小，库仑力做负功，电势能增大，故D 正确。

故选BD 。

12．CD
【解析】
试题分析：由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A 错误．
B 、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U 2不变，根据P=UI 可输电线上的电流I 线增大，导线上的电压损失变大，则降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，故B 错误．根据P 损=I 线2R ，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故
C 正确．根据2()P P R U =损，则有：2 P PR P U
损＝；发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大．故D 正确．故选CD ． 考点：远距离输电
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．M 远大于m 22221112m d M gx t t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭
将木板左端抬高，平衡摩擦力 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力，对滑块应用牛顿第二定律
T F Mg Ma μ-=
对钩码
T mg F ma -=
两式相加解得加速度
mg Mg a M m
μ-=+ 而如果满足题中条件，同理解得加速度为 mg Mg a M μ-'=
若想
a a '=
M 必须远大于m 。

(2)[2]对于滑块通过光电门时的速度
11
d v t = 22d v t =
由动能定理得：
2221
(11()())22d M d M M t g g t m x μ-=
- 解得 22221
11()2m d M gx t t μ=-- (3)[3]验证机械能守恒，需要将摩擦力平衡掉，所以该同学需将木板左端抬高，平衡摩擦力。

14．B
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有：Δx ＝l d λ，因此可以使缝屏距l 变大，双缝距d 减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项C 、D 错误；选项B 正确；与光源到单缝的距离无关，故选项A 错误．
考点：本题主要考查了对双缝干涉实验的理解问题，属于中档偏低题．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）U E d =
；t d =（2
）T ≥
m v =；（3）23qBL v m ≤ 【解析】
【分析】
【详解】
（1）板间匀强电场的场强
U E d
= 粒子在板间的加速度 qU a md
= 根据位移公式有 212d at =
解得
t d =（2）粒子一直加速到达1O 孔速度最大，设经历时间0t ，则
02
T t d =≤ 解得
T ≥由动能定理有
2012
m qU mv = 解得
m v = （3）当磁感强度分别为0B 、02B 时，设粒子在磁场中圆周运动半径分别为1r 、2r ，周期分别为1T 、2T ，根据洛伦兹力提供向心力有
2
01
v qvB m r = 解得
10
mv r qB = 且有
100
22m T T qB π== 同理可得
12022
r mv r qB ==，20022m T T qB π== 故00~2T 粒子以半径1r 逆时针转过四分之一圆周，00~2
T T 粒子以半径2r 逆时针转过二分之一圆周，003~2T T 粒子以半径1r 逆时针转过四分之一圆周，003~22
T T 粒子以半径2r 逆时针转过二分之一圆周，0052~2T T 粒子以半径1r 逆时针转过四分之一圆周，005~32
T T 粒子以半径2r 逆时针转过二分之一圆周，0073~2
T T 粒子以半径1r 逆时针转过四分之一圆周后从左边界飞出磁场，如图所示
由几何关系有
12r r L +≤
解得
23qBL v m
≤ 16． (1)410m /s 5v =
；(2)2110N 3F F -= 【解析】
【分析】
【详解】
(1)由速度位移公式22v ax =，带入数据可得
410m/s 5
v = (2)设加速过程中的最大速度为m v ，加速阶段的位移212m v ax =，减速阶段的位移222m v ax =，且
12100m x x += 加速阶段的时间1m v t a =，减速阶段的时间2m v t a
=，且 12600s t t +=
带入数据可得
21m/s 900
a = 由牛顿第二定律可得，加速阶段
1mg F ma -=
减速阶段
2F mg ma -=
带入数据可得
2110N 3
F F -=
17．（1）82.5cmHg （2）10.363cm
【解析】
【分析】
考查理想气体的等温变化。

【详解】
（1）活塞缓慢向右推的过程中，气体B 做等温变化，设S 为玻璃管横截面： B2751110S P S ⨯=⨯
解得：
B282.5cmHg p =
即最终气体B 压强为82.5cmHg ；
（2）末状态：气体B 和C 的液面高度差：
82.575cm 7.5cm h ∆=-=
活塞缓慢向右推的过程中，气体A 做等温变化
初状态：
A1B117515cmHg 90cmHg P P h =+=+=
末状态：
A2B2282.516cmHg 98.5cmHg P P h =+=+=
由玻意耳定律：
A1A1A2A2p V p V =
代入数据：
A2901098.5S L S ⨯=⨯
解得：
A29.137cm L =
活塞推动的距离：
1(7.51)(109.137)cm 10.363cm d =+++=－。