湖南省长沙市雅礼中学2019届高三物理二模考试试题(含解析)

2019年湖南省长沙市雅礼中学高三高考模拟卷理综物理试题一、选择题1.有两个处于基态的氢原子A 、B ，A 静止，B 以速度0v 与之发生碰撞。

碰撞后二者的速度A v 和B v 在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能态跃迁，并发出光子。

下列说法正确的是 A. 已知氢原子能级公式为12n E E n=，基态能量为113.6E =-eV ，则吸收的动能为10eV 时，原子可以跃迁到激发态B. 若该原子吸收动能从基态跃迁到n =4的激发态后，最多可以发出6种频率不同的光子C. 要求发生上述现象时B 原子的碰撞之前的速度最小，则两原子应发生完全非弹性碰撞D. 氢原子吸收的动能只有大于氢原子基态能量时，才可能发出光子 【答案】C 【解析】【详解】从基态跃迁吸收的能量至少为213.62-eV-(-13.6)eV=10.2eV 才可以从基态跃迁到处于第二能级的激发态，AD 错误；一个原子处于n =4的激发态，最多可以发出3种光子（4-3，3-2，2-1），B 错误；要求发生上述现象时B 原子的碰撞之前的速度最小，则两原子应发生完全非弹性碰撞，损失的动能最多，从基态跃迁到第一激发态，C 正确。

2.一可以看做质点的飞行器在太空中做匀速直线运动，现开动飞行器的侧向小型火箭喷气，对其施加一方向与原运动方向垂直、大小保持不变的力，且原来作用在飞行器上的力不发生改变，且不计整体质量的变化，则 A. 飞行器速度大小与时间成正比B. 飞行器加速度与速度方向的夹角越来越大C. 飞行器单位时间内速率的变化量不变D. 飞行器单位时间内动量的变化量不变 【答案】D 【解析】【详解】飞行器做类平抛运动，在垂直初速度方向的受力方向的分速度大小与时间成正比，即v at ⊥=；则合速度的大小为v ==比，A 错误；垂直初速度方向上的速度越来越大，因此加速度与速度的夹角越来越小，B 错误；速率是标量，单位时间内速率的变化量等于单位时间内末速度的大小减去单位时间内初速度的大小，结合合速度的大小v ==的变化量是变化的，C 错误；根据动量定理，质点受恒力作用时，在单位时间内动量的变化量等于外力的冲量，D 正确。

3.2019年4月10日，天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。

在宇宙空间假设有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统，黑洞的质量大于恒星的质量，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质，造成质量转移且两者之间的距离减小，它们的运动轨道近似可以看成圆周，则在该过程中 A. 恒星做圆周运动的周期不断增加 B. 双星系统的引力势能减小 C. 黑洞做圆周运动的半径变大D. 黑洞做圆周运动的周期大于恒星做圆周运动的周期 【答案】B 【解析】【详解】设恒星质量为1m ，运动半径为1r ；黑洞质量为2m 、运动半径为2r ，转移的质量为△m ，双星间的距离为L ；对m 1：()()()2121122m m m m G m m r L T π-∆+∆⎛⎫=-∆ ⎪⎝⎭，对m 2：()()()2212222m m m m G m m r L T π-∆+∆⎛⎫=+∆ ⎪⎝⎭，又12r r L +=，联立解得：2T =，双星的总质量不变，距离减小，周期减小，A 错误；双星系统的引力增大，距离减小，引力做正功，引力势能减小，B 正确；黑洞的运动半径为1212m Lr m m =+，恒星的质量1m 减小，L 也减小，故黑洞的半径减小，C 错误；两者做圆周运动的角速度、周期相等，D 错误。

4.如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.4kg ，在该平面上以02v =m/s 、与导线成60°角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中A. 金属环受到的安培力与运动的方向相反B. 在平行于导线方向金属环做减速运动C. 金属环中最多能产生电能为0.8JD. 金属环动能减少量最多为0.6J 【答案】D 【解析】【详解】金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动，AB 错误；由题知，金属环最终以0cos 601v =om/s ，沿平行导线方向做匀速直线运动，动能的减少量为()220011cos600.622k E mv mv v ∆=-=o J ，则产生的电能最多为0.6J ，C 错误，D 正确。

5.一根中点有固定转动轴的轻质杆长为2l ，两端固定完全相同的质量为m 、电荷量为+q 的小球1和2，装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中。

开始时杆在水平位置静止，现给小球1一个竖直向上的速度，让小球1、2绕转动轴各自转动到B 、A 位置，A 、B 间电势差是U ，小球1、2构成的系统动能的减小量是A. 一定小于UqB. 一定等于()2Uq mgl +C. 一定大于12Uq D. 一定大于Uq mgl +【答案】A 【解析】【详解】系统以1，2位置转动到B ，A 位置时，重力对1球做负功12G lW mg =-，对2球做正功22G lW mg=，电场力对1球做正功11E B W qU =，对球2做负功22E A W qU =-，根据电场分布的特点可知21A B U U >，且21,22A B U UU U ><，由动能定理，对系统有()121221k G G E E A B E W W W W q U U ∆=+++=--，即()21k A B E q U U ∆=-，则可以确定2k A AB E qU qU qU ∆<<=，不能确定k E ∆一定大于12qU ，A 正确。

6.如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A 、B 两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和滑轮轴的摩擦）。

现用水平向右的力F 作用于物体B 上，将物体B 缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止。

在此过程中A. 地面对斜面体的摩擦力一定变大B. 斜面体所受地面的支持力一定变大C. 水平力F 一定变大D. 物体A 所受斜面体的摩擦力不一定变大 【答案】ACD 【解析】【详解】分析B 受力如图所示：当B 缓慢拉高时，则有tan B F m g θ=，θ增大，水平拉力F 变大，C 正确；以A 、B 和斜面作为整体分析，地面对斜面的摩擦力与拉力F 平衡，A 正确；地面支持力()+N A B F m m m g =+，因此地面的支持力不变，B 错误；以A 为研究对象，绳子拉A 的力增加，但A 相对斜面运动趋势方向不确定，则两者间摩擦力变化也不确定，D 正确。

7.在如图所示宽度范围内，用电场强度为E 的匀强电场可使初速度是0v 的某种正粒子偏转θ角。

在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度为B ，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为θ（不计粒子的重力）。

则A. 电场强度E 与磁感应强度B 的比为0cos :1v θB. 电场强度E 与磁感应强度B 的比为0:cos v θC. 粒子穿过电场和磁场的时间之比是sin :θθD. 粒子穿过电场和磁场的时间之比是sin :cos θθ 【答案】BC 【解析】【详解】在电场中偏转时做类平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向匀加速直线运动，故01d v t =，则10d t v =，由牛顿第二定律可知F qEa m m==，则θ为竖直方向速度和水平方向速度的夹角；故10tan qEt mv θ=，解得20tan mv E qdθ=； 在磁场中偏转时，由几何关系可知速度偏转角等于粒子在磁场中做圆周运动的圆心角；sin d R θ=，20v qBv m R=，解得：0sin mv B qd θ=，故0cos v E B θ=，A 错误，B 正确；在磁场中运动的时间为200sin R d t v v θθθ==，则时间之比为：12sin t t θθ=，C 正确，D 错误。

8.在同一匀强磁场中，α粒子（42He ）和氚核（21H ）做匀速圆周运动，若它们运动时对应的物质波的波长相等，则α粒子和氚核 A. 运动半径之比是1:2 B. 运动周期之比是1:1 C. 运动速度大小之比是4:1 D. 受到的洛伦兹力之比是2:1【答案】AB 【解析】【详解】它们的物质波的波长相等，根据hpλ=，可知它们的动量相等。

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，则有：2v qvB m r=，解得：mv r qB =，由题意知，H H m v m v αα=，所以有：12H H r q r q αα==，A 正确；12H H v m v m αα==，C 错误；11H H H H H f q v q m f q v q m ααααα===洛洛，D 错误；根据2mT qB π=，可知11H T T α=，B 正确。

二、非选择题：9.如图a 所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。

先将电路中的电压传感器d 端与a 端连接。

（1）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I 图象最可能为___________。

A. B. C. D.（2）将电压传感器d 端改接到电路中c 端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图b 所示的U-I 图，已知定值电阻R =10Ω，则根据图象可知电源电动势为_________V 、内阻为________Ω。

（结果保留2位有效数字）【答案】 (1). B (2). 3.0 (3). 0.53 【解析】【详解】（1）该同学开始实验后未进行电压传感器的调零，则电路电流为0时，电压传感器有示数，不为0，作出的U-I 图象中，电压随电流的增大而增大，但纵坐标有截距，观察图b 中的图象可知B 符合；（2）将电压传感器d 端改接到电路中c 端，则电压传感器测量的是滑动变阻器的电压，但由于正负接线接反了，因此测量的数值会变为负值，计算时取绝对值即可，根据如图（c ）所示的U-I 图可知，电源电动势为3V ，由闭合电路的欧姆定律有：()E U I R r =++，当U =2V 时，I =0.095A ，即()20.095E R r =++，解得：内阻r ≈0.53Ω。

10.某兴趣小组利用如图所示的装置来“探究合外力的功与物体动能变化的关系”。

他们通过改变光电门的位置和悬挂物的质量进行多次实验，采集多组数据。