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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2019届高三第二次模拟考试卷
物 理（三）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～4只有一项是符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350公里时速运营，我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。一列“复兴号”正在匀加速直线行驶途中，某乘客在车厢里相对车厢以一定的速度竖直向上抛出一个小球，则小球
A．在最高点对地速度为零 B．在最高点对地速度最大
C．落点位置与抛出时车厢的速度大小无关 D．抛出时车厢速度越大，落点位置离乘客越远
2．甲车在乙车前方75 m处由静止以恒定功率P＝50 kW启动，阻力恒定，最后匀速运动。乙车做初速为0的匀加速直线运动(无最大速度限制)。两车同时同向运动，v－t图象如图所示。其中，甲车质量m＝7.5 t。则下列说法正确的是
A．甲车所受的阻力为5000 N
B．甲车所受的阻力为7500 N
C．乙车追上甲车的时间为50 s
D．乙车追上甲车的时间为30 s
3．如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v做匀速直线运动，重力加速度为g。则
A．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外
B．小球可能带正电荷
C．电场强度大小为
D．磁感应强度的大小为
4．据《科技日报》报道，2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测。设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍，则在相同的时间内
A．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的n倍
B．海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星到地球球心的连线扫过的面积相等
C．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍
D．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍
5．如图，C为中间插有电介质的电容器，b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地。开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度。以下操作能使静电计指针张角变大的是
A．将b板也接地
B．b板不动、将a板向右平移
C．将a板向上移动一小段距离
D．取出a、b两极板间的电介质
6．两个氘核聚变的核反应方程为，其中氘核的质量为2.0130 u，氦核的质量为3.0150 u，中子的质量为1.0087 u，1 u相当于931.5 MeV，在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，下列说法正确的是
A．该核反应吸收的能量为2.14 MeV
B．核反应后氦核与中子的动量等大反向
C．核反应后氦核的动能为0.71 MeV
D．核反应后中子的动能为0.71 MeV
7．如图所示，正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场。甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场。已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1 : 2，质量之比为1 : 2，不计粒子重力。 以下判断正确的是
A．甲粒子带负电，乙粒子带正电
B．甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍
C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的倍
D．甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍
8．如图甲所示，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为1 m，总电阻为1 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。现使导线框水平向右运动，cd边于t＝0时刻进入磁场，c、d两点间电势差随时间变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里
B．磁感应强度的大小为4 T
C．导线框进入磁场和离开磁场时的速度大小之比为3 : 1
D．0～3 s的过程中导线框产生的焦耳热为48 J
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共47分)
9．(6分)某物理兴趣小组的同学在实验室里再现了伽利略对自由落体运动的研究，做了如下实验：如图所示，他在标有刻度的斜面底端固定一个光电门，让一个小球从斜面某一位置由静止开始释放，用刻度尺测得小球的直径为D，读出释放处与光电门间的距离为x，小球运动到斜面底端的时间为t，光电门挡光的时间为Δt。
(1)小球运动到斜面底端时的速度v＝ _______(用题中给出的字母表示)；
(2)改变小球释放位置，取3次实验数据，分别用对应的下标1、2、3表示，算出小球经过光电门时的速度分别为v1、v2、v3，下列选项中伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是_______。
A． B． C． D．
(3)当用图象法求小球在斜面上运动的加速度时，为了方便处理数据，若纵坐标的物理量是释放处与光电门的距离x，横坐标的物理量可以是________。
A．t2 B．t C． D．
10．(9分)二极管是一种半导体元件，它的符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大。
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模糊，为判断该二极管的正、负极，他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。其步骤是：将选择开关旋至合适倍率，进行欧姆调零，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小。然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量，指针偏角比较大，由此判断_________（选填“左”或“右”）端为二极管的正极。
(2)厂家提供的伏安特性曲线如图所示，为了验证厂家提供的数据，该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘，可选用的器材有：
A．直流电源E：电动势3 V，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R：0～20 Ω
C．电压表V1：量程5 V、内阻约50 kΩ
D．电压表V2：量程3 V、内阻约20 kΩ
E．电流表A1：量程0.6 A、内阻约0.5 Ω
F．电流表A2：量程50 mA、内阻约5 Ω
G．待测二极管D
H．单刀单掷开关S，导线若干
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用________，电流表应选用_____。（填序号字母）
(3)为了达到测量目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图__________。
(4)为了保护二极管，正向电流不要超过25 mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议： 。
11．(12分)如图所示，光滑平行轨道abcd的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度是cd段轨道宽度的2倍，bc段轨道和cd段轨道都足够长，将质量相等的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。Q棒静止，让P棒从距水平轨道高为h的地方由静止释放，求：
(1)P棒滑至水平轨道瞬间的速度大小；
(2)P棒和Q棒最终的速度。
12．(20分)如图为特种兵过山谷的简化示意图，山谷的左侧为竖直陡崖，右侧是坡面为tan θ＝10的斜坡。将一根不可神长的细绳两端固定在相距d为20 m的A、B两等高点。绳上挂一小滑轮P，战士们相互配合，沿着绳子滑到对面。如图所示，战士甲(图中未画出)水平拉住滑轮，质量为50 kg的战土乙吊在滑轮上，脚离地处于静止状态，此时AP竖直，，然后战士甲将滑轮由静止释放，战士乙即可滑到对面某处。不计滑轮大小、摩擦及空气阻力，也不计绳与滑轮的质量，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。
(1)求战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F；
(2)当战士乙运动到曲线的最低点附近时，可看做半径的圆的一部分，求战士乙在最低点时绳的拉力；
(3)以A、B的中点O为坐标原点，水平线AB为x轴，竖直向上为y
轴正方向，建立正交坐标系，求战士乙运动到右侧坡面的坐标。
(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分)
13．[选修3－3](15分)
(1)(5分)下列说法错误的是___________。(填正确答案的标号。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．用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B．两个分子的间距从极近逐渐增大到极远的过程中，它们的分子势能先减小后增大
C．多晶体和非晶体都表现为各向同性，单晶体则表现为各向异性
D．在一定温度下，水的饱和汽压随着水蒸气体积的增大而减小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律
(2)(10分)如图所示，两个可导热的汽缸竖直放置，它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两汽缸各有一活塞，质量分别为m1和m2，活塞与汽缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。(已知m1＝3m，m2＝2m)
(i)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假设环境的温度始终保持为T0)。
(ii)在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出热量？(假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到汽缸顶部)
14．[选修3－4](15分)
(1)(5分)如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是___________。(填正确答案的标号。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．t＝0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向
B．t＝t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
C．t＝t2时刻，O点的振动方向沿y轴正方向
D．这列波的频率为
E．这列波的波长为
(2)(10分)如图，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径，圆锥轴线与桌面垂直。有一半径为R的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率，求光束在桌面上形成的光斑的面积。
2019届高三第二次模拟考试卷
物 理（三） 答 案
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～4只有一项是符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．【答案】C
2．【答案】A
【解析】甲车所受阻力为，A正确，B错误；甲车阻力恒定，设前20s内的位移为s，根据动能定理可得，解得，v－t图像与坐标轴围成的面积表示位移，此时乙车的位移为，此后，设再经过时间两车相遇，该过程中甲做匀速运动，乙车做初速度为10 m/s的匀加速直线运动，加速度为，则有，解得，故，C、D错误。
3．【答案】D
【解析】小球做匀速直线运动，受到合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图1所示，小球受到洛伦兹力沿虚线当方向末知，小球受到重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，所以小球不可能做匀速度直线运动，假设不成立，小球实际一定带负电，故B错误；小球受力情况如图2示，小球受洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，故A错误；根据几何关系，电场力大小qE＝mg，洛伦兹力大小qvB＝mg，解得E＝mg/q，B＝ ，故C错误，D正确。
4．【答案】C
【解析】卫星与地心的连线扫过的是扇形，由解得卫星的环绕速度，所以在时间t内扫过的弧长l＝vt，卫星扫过的面积，即与卫星的轨道半径的平方根成正比，故选项C正确。
5．【答案】CD
6．【答案】BC
【解析】该核反应前后释放的能量，A错误；核反应前后两氘核动量等大反向，因而反应后氦核与中子的动量等大反向，B正确；核反应后的总动能为，而，且，联立解得氦核的动能为，中子的动能为，C正确、D错误。
7．【答案】BCD
【解析】由甲粒子垂直于bc边离开磁场可知，甲粒子向上偏转，所以甲粒子带正电，由粒子从ad边的中点离开磁场可知，乙粒子向下偏转，所以乙粒子带负电，故A错误；由几何关系可知，R甲＝2L，乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60°，弦长为，所以：＝2R乙sin60°，解得：R乙＝L，由牛顿第二定律得：qvB＝m，动能：EK＝mv2＝，所以甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍，故B正确；由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：，洛伦兹力：f＝qvB＝，即，故C正确；由几何关系可知，甲粒子的圆心角为300，由B分析可得，乙粒子的圆心角为120°，粒子在磁场中的运动时间：t＝T，粒子做圆周运动的周期： 可知，甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的1/4倍，故D正确。
8．【答案】AB
【解析】0－1s内线框进入磁场，c、d两点间电势差为正，即C点相当于电源的正极，由右手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故A正确；0－1s内线框进入磁场，c、d两点间电势差为，线框的速度为，解得：，故B正确；由图乙分析可知，线框在0－1s内进入磁场，2－3s内出磁场，且都是匀速运动，所以速度都为1m/s，所以导线框进入磁场和离开磁场时的速度大小之比为1：1，故C错误；线框在0－1s内进入磁场过程中电流为，产生的热量为：，1－2s内线框的磁通量不变，所以无感应电流产生，即无热量产生，2－3s内线框出磁场过程中电流为，，产生的热量为：，所以总热量为32J，故D错误。
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9题～第12
题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共47分)
9．(6分)【答案】(1) (2) D (3)AC
【解析】(1)小球通过光电门的时间近似认为速度不变，故小球运动到斜面底端时的速度为v＝。
(2)如果小球做匀加速运动速度v＝at，则；位移，则，，由于伽利略当时受计时仪器的限制，测量瞬时速度的误差较大，B式公式正确，但是不是当时伽利略用来证明匀变速直线运动的方法，故伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是。
(3)根据位移时间关系：，故A正确，B错误。根据速度位移关系：，即，，故C正确，D错误。
10．(9分)【答案】(1)右 (2) D F (3)如图所示
(4)可能的答案：a．在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用。b．闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25 mA（只要回答合理均可）
【解析】(1)欧姆表内部有电源，电源正极接在负接线柱上，当红表笔接触右端时，说明红表笔接入电源的负极；此时指针偏角较小，说明电阻较大，故说明接入了反向电压，故二极管右端应为正极。
(2)电源电压为3 V，故电压表应选3 V量程进行测量；而由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50 mA的即可。
(3)为了得出完整的图象，应采用分压接法，同时因正向电阻较小，故可以采用外接法，原理图如图。
(4)为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25 mA。
11．(12分)
【解析】(1)设P棒滑到b点的速度为v0，由机械能守恒定律：
得：。
(2)最终两棒的电动势相等，即：2BLvP＝BLvQ
得2vP＝vQ（此时两棒与轨道组成的回路的磁通量不变）
这个过程中的任意一时刻两棒的电流都相等，但由于轨道宽度两倍的关系，使得P棒受的安培力总是Q棒的两倍，所以同样的时间内P棒受的安培力的冲量是Q棒的两倍，以水平向右为正方向，对P棒：
－2I＝mvP－mv0
对Q棒：I＝mvQ
联立两式解得：，。
12．(20分)
【解析】(1)受力分析如图，根据共点力平衡条件得到：
联立解得：。
(2)，，所以，所以△ABP是正三角形，Pʹ在AB水平线下方处，以Pʹ为零势能面，
根据机械能守恒定律：
由牛顿第二定律和圆周运动规律得到：
联立解得：。
(3)由题意可得战士的运动轨迹为椭圆，，半短轴，半长轴
椭圆方程为：
设右侧坡面的轨迹方程为：
将(10，0)代入得到：
则右侧坡面的轨迹方程为：
联立解得：
解得：(8.43，－15.70)，(11.42，14.20)后者不合题意舍去。
(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分)
13．[选修3－3](15分)
(1)(5分)【答案】ACD
【解析】用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故A错误；分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快，故B正确；单晶体表现为各向异性，多晶体和非晶体则表现为各向同性，故C错误；饱和汽压只取决于温度，温度不变，饱和汽压不变，故D错误；第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，故E正确。
(2)(10分)
【解析】(1)设左、右活塞的横截面积分别为S′和S，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：
由此得
在两个活塞上各加一质量为m的物块后，因，所以右活塞降至汽缸底部，所有气体都在左汽缸中
在初态，气体的压强为，体积为
在末态，气体的压强为，体积为(hʹ为左活塞的高度)
由玻意耳定律得：
由上式解得
即两活塞的高度差为。
(2)当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为。设h′ʹ是温度达到T时左活塞的高度，由盖—吕萨克定律得
气体对活塞做的功
在此过程中气体吸收热量。
14．[选修3－4](15分)
(1)(5分)
【答案】ADE
【解析】由题图乙可知P点先沿y轴正向运动，故振源O在t＝0时刻沿y轴正向运动，故A正确。由题图乙可知，t2时刻P点振动方向沿y轴正向，故B错误。因不知t1与周期T的倍数关系，故不能判断t2时刻O点的振动情况，故C错误。结合题图甲、乙可知，振动从O传到P，用时t1，传播距离为s，故波速为v＝，波的周期为T＝t2-t1，故波的频率为 f＝，波长λ＝vT＝，故D、E正确。
(2)(10分)
【解析】如图所示，射到OA界面的入射角α ＝ 30°，则，故入射光能从圆锥侧面射出。
设折射角为β，无限接近A点的折射光线为AC，根据折射定律
sin β＝nsin α
解得β＝60°
过O点作，则∠O2OD＝β－α＝30°
在中，
在中，
故
在中，
光束在桌面上形成的光斑面积
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