【详解】河南省洛阳市2019届高三下学期第二次统一考试理科综合物理试题含答案

2019年5月洛阳市2018—2019学年高中三年级第二次统一考试
理科综合试题（物理部分）
二、选择题：
1.下列关于近代物理知识的描述中，正确的是
A. 康普顿效应实验说明了光不但具有粒子性，还具有能量和动量
B. 一个处于n=3能级状态的氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子
C. 结合能越大，原子核越稳定
D. 衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的
【答案】A
【详解】A
A正确；
B、一个处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，最多只能发出2种频率的光，分别为n=3跃迁到n=2，n=2跃迁到n=1，故B错误；
C、原子核的结合能越大，原子核的核子数越多，原子核的稳定性用比结合能来表示，比结合能越大表示该原子核越稳定，故C错误；
D、β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子，故D错误。

2.如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 900W”的电饭锅及“220V 200W”的抽油烟机．现接入u=31lsin100πt(V)的交流电，下列说法正确的是
A. 交流电压表的示数为311V
B. 1s内流过保险丝的电流方向改变50次
C. 电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的4.5倍
D. 为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5A
【答案】D
【详解】A、现接入电压u＝311sin100πt（V）的交流电，交流电压最大值U m＝311V，交流电
压表的示数为有效值，故A错误；
B、接入u＝311sin100πt（V）的交流电，故周期：，一个周期电流方向改变2次，故1s电流方向改变100次；故B错误；
C、电饭锅是纯电阻，消耗的电能全部转化为内能，产生热量，而抽油烟机是非纯电阻，耗的电能部分转化为机械能，部分转化为内能产生热量，电饭锅发热功率是抽油烟机总功率的4.5倍，故C错误；
D、电流的最大值为：
定电流不能小于5A；故D正确。

3.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲的轨道为圆，乙的轨道为椭圆，圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，如图所示，P点为两轨道的一个交点。

以下判断正确的是
A. 卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度
B. 卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度
C. 卫星乙的周期大于卫星甲的周期
D. 卫星乙在P点的加速度大于卫星甲在P点的加速度
【答案】A
【详解】A、B、C、由开普勒第三定律可知：由于圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，所以二者的周期一定是相等的。

所以卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度，卫星乙在近地点的线速度大于卫星甲的线速度。

故A正确，BC错误；
D P点到地球的距离是相等的，所以二者在P点的加速度是相等的，故D错误。

4.在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能E P随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则
A. q1和q2都是正电荷且q1> q2
B. B C间场强方向沿x轴负方向
C. C点的电场强度大于A点的电场强度
D. 将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功
【答案】B
A A点的电势为零，越靠近O点电势越高，越靠近P点电势越高，所以O点的电荷带正电，M点电荷带负电，故A错误；
B、正点电荷从B到C
低，则有B C间场强方向沿x轴负方向，故B正确；
C C点的电场强度小于A点的电场强度，故C错误；
D、因为BC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功，故D错误；
故选B。

5.如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称，则在0～t1时间内，关于质点的运动，下列说法正确的是
A. 若质点能两次到达某一位置，则两次的速度都不可能为零
B. 若质点能三次通过某一位置，则可能三次都是加速通过该位置
C. 若质点能三次通过某一位置，则可能两次加速通过，一次减速通过
D. 若质点能两次到达某一位置，则两次到达这一位置的速度大小一定相等
【答案】C
【详解】AD
应质点运动速度为零的两个位置，因此A、D错误；
BC、如图，画出质点运动的过程图：
在质点沿负方向加速运动的过程中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次加速，一次减速；在质点沿负方向减速运动的过程中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次减速，一次加速，故C正确，D错误。

6.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改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物．当倾角增大到θ时，质量为M 的木箱A 与装在箱内的质量为m 的物体B 一起以共同的速度v 沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是
A. A、B 间没有静摩擦力
B. A 受到B 的静摩擦力方向沿车厢底向下
C. A 受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mg sinθ
D. A 与车厢底面间的动摩擦因数μ＝tanθ
【答案】BD
【详解】对B：沿斜面方向有mgsinθ=f，f方向沿斜面向上，A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下，所以A错误，B正确；A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为（M+m）gsinθ，C错误；根据（M+m）gsinθ=μ（M+m）sinθ，所以μ=tanθ，D正确；故选BD.
【点睛】对连接体问题经常用到整体法和隔离法，结合平衡条件分析摩擦力的大小和方向.
7.如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ和MN，两导轨间距为L，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。

有两根质量均
为m、电阻均为R的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c 此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上。

a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速皮为g。

则下列判断正确的是
A. 物块c的质量是2msinθ
B. b棒放上导轨前物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C. b棒放上导轨后物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能
D. a、c
【答案】AD
【详解】b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡，由b平衡可知，安培力大小F安＝mgsinθ，由a平衡可知F绳＝F安+mgsinθ＝2mgsinθ，由c平衡可知F绳＝m c g；
A、因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ＝m c g，即物块c的质量为2msinθ，故A正确；
B、b放上之前，a、c系统机械能守恒，故a增加的重力势能与a、c增加的动能之和才等于c 减小的重力势能，故B错误；
C、b棒放上导轨后，a匀速上升重力势能在增加，根据能量守恒定律可知，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能与杆a增加的重力势能之和，故物块c减少的重力势能大于回路消耗的电能，故C错误；
D、b棒放上导轨后，a棒匀速运动，根据b棒的平衡可知F安＝mgsinθ，又因为F安＝BIL，
D正确。

8.如图所示，有质量为2m、m的小滑块P、Q，P套在固定竖直杆上，Q放在水平地面上。

P、Q 间通过饺链用长为L的刚性轻杆连接，一轻弹簧左端与Q相连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平，α=30°时，弹簧处于原长。

当α=30°时，P由静止释放，下降到最低点时α变为60°，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加
速度为g。

则P下降过程中
A. P、Q组成的系统机械能守恒
B. 当α=45°时，P、Q的速度相同
C. 弹簧弹性势能最大值为1)mgL
D. P下降过程中动能达到最大前，Q受到地面的支持力小于3mg
【答案】CD
【详解】A、根据能量守恒知，P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；
B、由运动的合成和分解可知，当α
但是速度是矢量，包括大小和方向，P的速度方向竖直向下，Q的速度方向水平向左，故P、Q 的速度不同，故B错误；
C、根据系统机械能守恒可得：E P＝2mgL（cos30°﹣cos60°），弹性势能的最大值为E P＝）mgL，故C正确；
D、P下降过程中动能达到最大前，P加速下降，对P、Q整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有3mg﹣N＝2ma，则有N＜3mg，故D正确。

三、非选择题：
(一)必考题：
9.（4分）如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。

电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω；电池电动势1.5V、内阻1Ω；变阻器0-5000Ω。

（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内阻
增大到4Ω_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300Ω，则这个电阻的真实值是________Ω
（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”或“准确”）
【答案】（1）小；290（2）准确
（1）由闭合电路欧姆定律:得:，因为式中E变小，r变
大，故R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5V刻度的。

测得某电阻阻值为300Ω时，电流表中的电流，其它，当电池电动势下降到E′=1.45V时，此时欧姆表的内阻，由闭合电路欧姆定律得，解得真实值R′=290Ω。

（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。

【考点定位】多用表的应用
10.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。

在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出一定电压，两光电传感器与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t 变化的图象。

(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的
△t1___________△t2 (选填>m“=”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。

(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d测量结果如图丙所示，则d=___________mm。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示
位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示若△t1、△t2和d已知，重力加速度为g，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出两光电门间距离L和___________(写出物理量的名称及符号)。

(4)若上述物理量间满足关系式___________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

【答案】 (1). = (2). 8.474（8.473-8.475之间） (3). 滑块的质量M (4).
【详解】（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，滑块做匀速直线运动时，△t1＝△t2，说明气垫导轨已经水平．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.01×47.4mm＝0.474mm，则最终读数为8.474mm．
（3）系统重力势能的减小量为mgL，系统动能的增加量为
mgL，则滑块和砝码组成的系统机械能守恒．所以还需要测量滑块的质量M；
（4）由（3）可得：满足关系式
守恒。

11.如图，“冰雪游乐场”滑道B点的左侧水平粗糙，右侧是光滑的曲面，左右两侧平滑连接。

质量m=30kg的小孩从滑道顶端A点静止开始下滑，经过B点时被静止的质量为M=60kg的家长抱住，一起滑行到C点停下(C点未画出)。

已知A点高度h=5m，人与水平滑道间的动摩擦因数μ=02，g取10m/s2，求；
(1)小孩刚到B点时的速度大小v B；
(2)B、C间的距离s。

【答案】（1）10m/s（2）25/9m
【分析】
（1）根据机械能守恒定律可求小孩滑到B点的速度；
（2）由动量守恒定律可求家长抱住小孩时的共同速度，再由动能定理可求)B、C间的距离。

【详解】（1）从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得
得v B=10m/s；
（2）家长抱住小孩瞬间由动量守恒定律有
接着以共同速度v向左做匀减速直线运动，由动能定理得
解得s= m
12.如图甲所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有个以点（3L，0）为圆心，半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后恰能从M点进入圆形区域，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，不考虑电子所受的重力．
(1)求电子进入圆形区域时的速度大小和匀强电场强E的大小；
(2)若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场.使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于
x轴.求所加磁场磁感应强度B的大小和电子刚穿出圆形区域时的位置坐标；
(3)若在电子刚进入圈形区域时.在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向)，最后电子从N点处飞出.速度方向与进入磁场时的速度方向相间.请写出磁感应强度B0大小、磁场变化周期T各应满足的关系表达式.
【答案】（1（2（3（n=1，2，3…）
（n=1，2，3…）
（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，速度分解图如图1中所示．
由速度关系得：v y=v0tanθ0
而水平方向
（2）根据题意作图如图1所示，电子做匀速圆周运动的半径R=L
根据几何关系得电子穿出圆形区域时位置坐标为（，
（3）电子在在磁场中最简单的情景如图2所示．
在磁场变化的前三分之一个周期内，电子的偏转角为60°，设电子运动的轨道半径为r，运动的T0，粒子在x轴方向上的位移恰好等于r1；
在磁场变化的后三分之二个周期内，因磁感应强度减半，电子运动周期T′=2T0，故粒子的偏转角度仍为60°，电子运动的轨道半径变为2r，粒子在x轴方向上的位移恰好等于2r．
综合上述分析，则电子能到达N点且速度符合要求的空间条件是：3rn=2L（n=1，2，3…）
解得：（n=1，2，3…）
应满足的时间条件为：T0+T′)=T
（n=1，2，3…）
点睛：本题的靓点在于第三问，综合题目要求及带电粒子运动的半径和周期关系，则符合要求的粒子轨迹必定是粒子先在正B0中偏转60°，而后又在−0中再次偏转60°，经过n次这样的循环后恰恰从N点穿出．先从半径关系求出磁感应强度的大小，再从周期关系求出交变磁场周期的大小.
(二)选考题：
13.下列说法正确的是________。

A.悬浮在水中的花粉颗粒不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性
B.随着分子间距离的增大，分子间相互作用力可能先减小后增大
C.随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大
D.压强是组成物质的分子平均动能的标志
E.在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中渗入其他元素
【答案】ABE
布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的运动，是由于受到水分子的撞击不平衡而发生的，故反映了水分子的永不停息的无规则运动，故A正确；分子力与分子间距离的关系比较复杂，要看分子力表现为引力，还是斥力，随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力可能先减小后增大，也可能一直减小，故B正确，C错误。

温度是分子平均动能的标志，故D错误；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素。

故E正确。

故选ABE.
【点睛】显微镜下观察到墨水中的小碳粒作的无规则运动是布朗运动，反映了液体分子运动的无规则性；分子间的作用力与分子距离的关系比较复杂，距离增大，分子力不一定先减小后增大；温度是分子平均动能的标志；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素．
14.如图所示，在导热性能良好、开口向上的气缸内，用活塞封闭有一定质量的理想气体，气体积V1= 8.0×l0-3m3，温度T1="400" K。

现使外界环境温度缓慢降低至T2，此过程中气体放出热量700 J，内能减少了500J。

不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p0= 1．0×l05Pa，求此过程中
（1）外界对气体做的功W
（2）气体的温度T2。

【答案】（1
（2
试题分析：（1）根据热力学第一定律：可以得到：外界对气体做的功为：
（2
考点：热力学第一定律
【名师点睛】本题分析清楚气体状态变化过程，明确气体的压强等于大气压是正确解题的关键。

15.如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t=0时刻的波形图，虚线是在t=0.2s 时刻的波形图。

已知该波的波速是0.8m/s,则下列说法正确的_________
A.这列波的周期是0.15s
B.这列波是沿x轴负方向传播
C.t=0时，x=10cm处的质点速度沿y轴负方向
D.0~0.2s内，x=4cm处的质点振动方向改变了3次
E.t=0.2s时，x=4cm处的质点加速度方向向下
【答案】ABD
A、故A正确；
B
可，根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，故B正确；
C、由于该波向左传播，时刻，y 轴负方向，故C错误；
D处的质点振动方向改变了3次，故选项D正确；
E、根据牛顿第二定律以及回复力公式可以得到：，时，
移为负，故该时刻加速度方向为正，即方向向上，故选项E错误。

点睛：本题给出两个时刻的波形图，让从中获取信息求解，题意新颖，有一定难度．在解题是可以通过特殊点来确定，如平衡位置、波峰、波谷等。

16.如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，∠A=∠A1=30°，AC面和A1C1面平行，且A、C1、B1在一条直线上，两三棱镜放置在真空中，一单色细光束O垂直于AB面人射，光线从A1B1面的b点(图上未画)射出时，出射光线方向与入射光线O的方向平行A、C1两点间的距
离为d，。

（1）画出完整光路图；
（2）求玻璃的折射率n。

【答案】（1）光路图见解+析；（2
(i) 光线垂直AB射入玻璃，因入射角为0，因此折射角也为0，当光线射入AC界面上时，因
由题意可知，光不会在AC面上发生全反射，结合光路可逆性，
：
点睛：考查光的折射定律，与光的全反射条件，理解几何关系的应用，注意正确作出光路图是解题的关键。