江西省等三省十校2018届高三下学期联考理科综合物理试题（解析版）

江西省等三省十校 2018 届高三下学期联考理综物理试卷 二、选择题 1. 关于下列四幅图说法正确的是 A. 玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运转轨道的半径是任意的； B. 光电效应产生的条件为：入射光的频率大于或等于某个临界值； C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有粒子性； D. 发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子核质量和体积都很大． 【答案】B 【解析】 【详解】根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故 A 错误； 光电效应实验产生的条件为：光的频率大于或等于极限频率，B 正确；电子束通过铝箔时的衍射图样证实 了电子具有波动性，C 错误；发现少数 粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间 范围，D 错误． 2. 如图所示，是 A、B 两质点从同一地点运动的 x﹣t 图象，则下列说法错误的是 A. A 质点以 20m/s 的速度匀速运动 B. B 质点做曲线运动 C. B 质点最初 4s 做减速运动，后 4 秒做加速运动 D. A、B 两质点在 4s 末相遇 【答案】B 【解析】 【详解】由图象可知图中 A 质点做匀速运动， 80 / 20 /4 xv m s m st    ，A 正确；x-t 图像只能描述正 反两个方向上的运动，即直线运动，虽然 B 图象是曲线，但表示物体做直线运动，而非曲线运动，B 错误； 根据位移图象的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，可知，0-4s 内，B 质点沿正方向做减速直线运 动，后 4s 内沿负方向做加速直线运动，C 正确；位移时间图象的交点在那一刻两者的位置相同，即表示两 者相遇，D 正确． 3. 如图所示，质量为 m 的物块悬挂在绳 PA 和 PB 的结点上，PA 偏离竖直方向θ=30°角，PB 在水平方向， 且连在质量为 M 的木块上，木块静止于倾角也为θ=30°的斜面上，则 A. 细绳 PB 的拉力大小为 3 mg B. 细绳 PA 的拉力大小为 2 3 mg C. 木块所受斜面的摩擦力大小为 1 2 （M+m）g D. 木块所受斜面的弹力大小为 3 2 Mg 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：以结点 P 为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求解 PA、PB 绳上的拉力大小； 以木块 M 为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件求出木块所受斜面的摩擦力和弹力． 对结点 P 受力分析，由平衡条件得 3tan30 3BF mg mg   ； 2 3 cos30 3A mgF mg  ，AB 错误；对斜 面上的物体，由平衡条件可得：平行斜面方向 sin30 cos30Bf Mg F  ，解得  1 2f M m g  ；垂直 斜面方向 sin30 cos30N BF F Mg    ，解得 3 3 2 6NF Mg mg  ，故 C 正确 D 错误． 4. 海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意 图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终 处于磁场中,该线圈与阻值 R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙 所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数 N=200 的线圈所在处辐射磁场的磁感应强 度 B=0.2T,线圈直径 D=0.4m,电阻 r=1Ω.取重力加速度 g=10m/s2,π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示 为 v=0.4πsin (πt) m/s．则（ ） A. 灯泡中电流 i 的瞬时表达式为 i=4sin(πt)A B. 波浪发电产生电动势 e 的瞬时表达式为 e=0.32sin(πt)V C. 灯泡的电功率为 120W D. 灯泡两端电压的有效值为 15 2 2 V 【答案】C 【解析】 【详解】AB．线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势为 Emax=NBlvmax 其中 l=πD； 联立得 Emax=πNBDvmax =π×200×0.2×0.4×0.4πV=64V 则波浪发电产生电动势 e 的瞬时表达式 e=Emaxsinπt=64sin（πt）V 根据闭合电路欧姆定律有 EI R r   得 i=   e R r =4sin（πt）A 故 A 正确，B 错误； C．灯泡电流的有效值为：I= 4  2 A，则灯泡的功率为 P=I2R= 16 2 ×15=120W 故 C 正确； D．灯泡两端电压的有效值为 U=IR= 4  2 ×15V=30 2 V 故 D 错误； 故选 AC。 5. 随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量 是地球质量的 2 倍，半径是地球半径的 1 2 ，则下列判断正确的是：（ ） A. 该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期 B. 某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4 倍 C. 该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的 2 倍 D. 绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同 【答案】C 【解析】 【详解】根据 2 2 (2 )GMm m rr T  ，解得： 2 34 rT GM  ，而不知道同步卫星轨道半径的关系，所以无法比 较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系，故 A 错误；根据 2 GMm mar  ，解得： 2 GMa r  ， 所以 2 2 8  1 M ra a M r 星星 地 星地 地 ＝ ＝ ，故 B 错误；根据 2 2 GMm vmr r  解得： GMv r  ，所以   2v M r v M r 星 星 地 星地 地 ＝ ＝ ，故 C 正确；根据 C 分析可知： GMv r  ，轨道半径 r 相同，但质量不同，所以速度也不一样，故 D 错误． 6. 如图所示，在光滑水平面上以水平恒力 F 拉动小车，让小车和木块一起做无相对滑动的加速运动，若小 车质量为 M，木块质量为 m，加速度大小为 a，木块和小车间的动摩擦因数为μ．对于这个过程，某同学用 以下 4 个式子来表达拉力 F 的大小，下述表达式可能正确的是 A. (M+m)μg B. μmg+Ma C. (M+m)a D. μmg+ma 【答案】ABC 【解析】 【详解】将小车和木块看做一个整体，根据牛顿第二定律可得  F M m a  ①，C 正确；若两者之间的摩 擦力没有达到最大静摩擦力，而大小等于 mg ，对木块受力分析可知 f mg ma  ②，联立可得  F M m g  ③；对小车受力分析可得 F mg Ma F mg Ma      ④，故 BC 正确 D 错误． 7. 如图甲所示，在某电场中建立 x 坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，经过 A、B、C 三点，已知      C B B Ax x x x   ，该电子的电势能 Ep 随坐标 x 变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确 的是（ ） A. A 点电势高于 B 点电势 B. A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 C. C、B 两点电势差 UCB 小于 B、A 两点电势差 UBA D. 电子经过 A 点的速率大于经过 B 点的速率 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．一个电子仅在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，由图乙知电势能一直减小，则电子从 A 到 B 电场力做正功，电势升高，根据动能定理，动能增加，速度增大，A 点电势低于 B 点电势，经过 A 点的速 率小于经过 B 点的速率，故 AD 错误； B．根据 pE qEx ，可知图象的斜率大小体现电场强度的尤洛卡，因此从 A 到 B，电场强度减小，A 点的 电场强度大于 B 点的电场强度，B 正确； C．由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，根据 pE W qU   可得 B、A 两点电势差 BAU 大于 C、B 两点电势差 CBU ，C 正确。 故选 BC。 8. 图示有三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均 为 L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为 L 的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂 直，现用外力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的 电动势 E 为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力 F 向右为正．则以下能反映线框中的磁通 量Φ、感应电动势 E、外力 F 和电功率 P 随时间 t 变化的规律图象的是( ) A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当线框开始进入磁场时，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向里的磁通量增加，总 磁通量减小且变化率为之前 2 倍；当运动到 1.5L 时，磁通量最小，当运动到 2L 时磁通量变为向里的最大， 故 A 项正确； B．当线框进入第一个磁场时，由 E＝BLv 可知，E 保持不变，感应电动势为正；而开始进入第二个磁场时， 两端同时切割磁感线，电动势为 2BLv，为正，故 B 项正确； C．因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故 C 项错误； D．拉力的功率 P＝Fv，因速度不变，而当线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在 两个磁场中时 F 安＝2B· 2BLv R L＝4 2 2B L v R 因此安培力变为原来的 4 倍，则拉力的功率变为原来的 4 倍，故 D 项正确． 三、非选择题 9. 如图所示为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小 车受到拉力的大小，在长木板上相距为 L 的 A、B 两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达 A、B 时的速率． （1）实验主要步骤如下： ①将拉力传感器固定在小车上； ②应该平衡摩擦力，让小车做____________直线运动（填“匀速”或“匀变速”）； ③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证绳子的拉力不变，必须调节 滑轮的高度使细线与长木板_________． ④接通电源后自 C 点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力 F 的大小及小车分别到达 A、B 时 的速率 vA、vB； ⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作． （2）记录了实验测得的几组数据，则计算加速度的表达式为 a=_________； 【答案】 (1). 匀速 (2). 平行 (3).  2 2 2 B Av v L  【解析】 【详解】（1）平衡摩擦力是利用重力沿斜面向下的分力与摩擦力相平衡，根据平衡状态的特点可知道当小 车做匀速直线运动时，说明摩擦力已经被平衡．为保证绳子的拉力不变，必须调节滑轮的高度使细线与长 木板平行． （2）根据匀变速直线运动的位移与速度公式 2 2 2B Av v aL  ，解得 2 2 2 B Av va L  ． 10. 某实验小组要研究某元件的电阻随电压变化的性质，该元件在常温下的电阻约为 8Ω左右，提供的其他 器材如下： A.电压表(0～3V 内阴 6 kΩ) B.电压表(0～15 V，内阻 30 kΩ) C.电流表(0～3 A，内阻约 0.10Ω) D.电流表(0～0.6 A，内阻约 0.5 Ω) E.滑动变阻器(10Ω，0.5 A) F.滑动变阻器(200 Ω，0.5 A) G.蓄电池（电动势约 4V，内阻未知) （1）实验要求电压从零开始调起，则电压表应选________，电流表应选_______，滑动变阻器应选________． （2）将实验设计电路所缺导线补全________． （3）将实验测的电压值及根据测得的电压和电流值求得的电阻值相对应地在 R-U 图象上描点作图．作出的 图象如图．由图象可知，该元件的电阻随温度的升高而_________，当元件两端的电压为 0.5V 时，元件的 实际功率为__________W，常温下该元件的电阻为________Ω． (4）该元件的功率随电压变化的的图象可能是___________． 【答案】 (1). （1）A； (2). D； (3). E (4). （2）如图所示; (5). （3）减小； (6). 0.034～0.037； (7). 8.2 或 8.3 (8). （4）A 【解析】 【详解】（1）电源电动势约 4V，则电压表选择 A；电路中可能出现的最大电流： 3 0.3758 EI A AR    ， 电流表选 D；滑动变阻器要用分压电路，则应该选择阻值较小的 E； （2）因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，所以要用电流表外接；电路如图； （3）电压越高时电流越大，温度越高；由图象可知，该元件的电阻随温度的升高而减小，当元件两端的电 压为 0.5V 时，R=7Ω，元件的实际功率为 2 20.5 0.0367 UP W WR    ，当 U=0 时，R=8Ω，则常温下该元 件的电阻为 8Ω． （4）因 2 21UP UR R   可知图像 A 正确；故选 A. 11. 如图所示，固定点 O 上系一长 L＝0.6 m 的细绳，细绳的下端系一质量 m＝1.0 kg 的小球(可视为质点)， 原来处于静止状态，球与平台的 B 点接触但对平台无压力，平台高 h＝0.80 m，一质量 M＝2.0 kg 的物块开 始静止在平台上的 P 点，现对物块 M 施予一水平向右的初速度 v0，物块 M 沿粗糙平台自左向右运动到平台 边缘 B 处与小球 m 发生正碰，碰后小球 m 在绳的约束下做圆周运动，经最高点 A 时，绳上的拉力恰好等于 小球的重力，而物块 M 落在水平地面上的 C 点，其水平位移 x＝1.2 m，不计空气阻力，g＝10 m/s2. (1)求物块 M 碰撞后的速度大小； (2)若平台表面与物块 M 间的动摩擦因数μ＝0.5，物块 M 与小球的初始距离为 x1＝1.3 m，求物块 M 在 P 处 的初速度大小． 【答案】（1）3.0m/s（2）7.0m/s 【解析】 【详解】试题分析：（1）碰后物块 M 做平抛运动，设其平抛运动的初速度为 V ① （2 分） S = Vt ② （2 分） 得： =" 3.0" m/s ③ （2 分） （2）物块与小球在 B 处碰撞，设碰撞前物块的速度为 V1，碰撞后小球的速度为 V2，由动量守恒定律： MV1 = mV2 + MV ⑥ （2 分） 碰后小球从 B 处运动到最高点 A 过程中机械能守恒，设小球在 A 点的速度为 VA： ⑦（2 分） 小球在最高点时依题给条件有： ⑧ （2 分） 由⑦⑧解得：V2 =" 6.0" m/s ⑨ （1 分） 由③⑥⑨得： =" 6.0" m/s ⑩ （1 分） 物块 M 从 P 运动到 B 处过程中，由动能定理： ⑾（2 分） 解得： =" 7.0" m/s ⑿ （2 分） 考点：本题考查了平抛运动的规律、动量守恒定律、机械能守恒定律及动能定理的应用 12. 如图,竖直平面内放着两根间距 L=1m、电阻不计的足够长平行金属板 M、N,两板间接一阻值 2R   的 电阻,N板上有一小孔Q,在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度 0 1B T 的有界匀强磁场,N 板右侧区域 KL 上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为 1 3B T 和 2 2B T ．有一质量 M=0.3kg、电阻 1r   的金属棒搭在 MN 之间并与 MN 良好接触,用输出功率恒定 的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达到最大速度时,在与 Q 等高并靠近 M 板的 P 点静止释放一个 比荷 41 10 /q C kgm   的正离子,经电场加速后,以 v=200m/s 的速度从 Q 点垂直于 N 板边界射入右侧区 域．不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取 210 /g m s ．求: (1)金属棒达到最大速度时,电阻 R 两端电压 U; (2)电动机的输出功率 P; (3)离子从 Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到 板,Q 点距分界线高 h 等于多少． 【答案】（1） 2VU = (2) 12P W (3) 21.2 10h m  【解析】 【详解】试题分析：粒子从 P 到 Q 是直线加速，根据动能定理求解板间电压，即为 R 两端电压；根据欧姆 定律求解电流，根据安培力公式求解安培力，根据平衡条件求解拉力，最后结合切割公式和功率公式列式， 联立求解即可；粒子在 y 轴右侧做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求解轨道半径； 轨迹恰好与 y 轴相切，根据几何关系求解 Q 点距离分界线高 h． （1）离子从 P 运动到 Q，由动能定理： 21 2qU mv ①，解得 R 两端电压 U=2V② （2）电路的电流： UI R  ③，安培力： 0F B IL安 ④，受力平衡 F Mg F  安 ⑤ 由闭合电路欧姆定律：  E I R r  ⑥ 感应电动势： 0 mE B Lv ⑦，功率： mP Fv ⑧ 联立②-⑧式解得：电动机功率 9WP  ⑨ （3）如图所示，设离子恰好不会回到 N 板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为 1r 和 2r ，圆心的 连线与 N 板的夹角为 ． 在磁场 B1 中，由 2 1 1 vqvB m r  ⑩ 解得运动半径为 2 1 2 103r m  ⑪ 在磁场 2B 中，由 2 2 2 vqvB m r  ⑫ ，解得运动半径为 2 2 1 10r m  ⑬ 由几何关系得： 1 2 2sinr r r  ⑭ ， 1 1 cosr r h  ⑮联立解得： 21.2 10h m  ⑯13. 下列说法中正确的是 ( ) A. 分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零 B. 布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越 多，布朗运动就越显著 C. 在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长 时间后，房子内的气温将会增加 D. 一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时 间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多 E. 在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降 【答案】CDE 【解析】 【详解】A．设分子平衡距离为 0r ，分子距离为 r，当 0r r ，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能 越大；当 0r r ，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当 0r r ，分子力为 0，分子势能最 小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但 不一定为零，故 A 错误； B．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越 多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故 B 错误； C．夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故 0W  ，与外 界无热交换，故 0Q  ，根据热力学第一定律公式： U W Q   房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，故 C 正确； D．由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞 的次数增多，故 D 正确； E．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，这一短暂过程中气体与外界热量交换很少，根据热力学第 一定律气体内能是减少，温度降低，故 E 正确。 14. 如图所示，截面积分别为 SA=1cm2、SB=0.5cm2 的两个上部开口的柱形容器 A、B，底部通过体积可以忽 略不计的细管连通，A、B 两个气缸内分别有两个不计厚度的活塞，质量分别为 mA=1. 4kg、mB=0. 7kg。 A 气缸内壁粗糙，活塞与气缸间的最大静摩擦力为 Ff=3N；B 气缸内壁光滑，且离底部 2h 高处有一活塞销。 当气缸内充有某种理想气体时，A、B 中的活塞距底部均为 h，此时气体温度为 T0=300K，外界大气压为 P0=1. 0×105Pa。现缓慢升高气体温度，（g 取 10m/s2，）求： （1）当气缸 B 中的活塞刚好被活塞销卡住时，气体的温度； （2）当气缸 A 中的活塞刚要滑动时，气体的温度 T2． 【答案】（1） 400KT  ；（2） 2 450KT  【解析】 【分析】①此过程为等压过程，分别求出初末状态的体积，再根据 0 1 0 1 V V T T  列式求解即可； ②从 B 活塞到达底部，到 A 活塞开始运动，气体发生等容变化，根据平衡条件求出初末位置的压强，带入 1 2 1 2 P P T T  求解温度即可． 【详解】①此过程为等压过程，由盖吕萨克定律可得 0 1 0 1 V V T T  ，其中 0 A BV S h S h  ， 1 2A BV S h S h  解得 1 400T K ②气体做等容变化，由查理定律得： 1 2 1 2 P P T T  最初，对活塞 B： 5 1 0 1 2.4 10 aB B BPS P S m g P P   ， 活塞要动时，对活塞 A， 5 2 0 2 2.7 10 aA A AP S P S m g f P P    ， 解得 2 450T K 【点睛】本题关键明确封闭气体的初末状态，然后结合气体实验定律列式求解；同时要对活塞和杆整体受 力分析并结合平衡条件求解初始气压． 15. 如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，从波传到 x=5m 的 M 点时开始计时，已知 P 点相继出现两 个波峰的时间间隔为 0.4s，下面说法中正确的是（ ） A.这列波的波长是 5m B.这列波的传播速度是 10m/s C.质点 Q（x=9m）经过 0.7s 才第一次到达波峰 D.M 点以后各质点开始振动时的方向都是向 y 轴正方向 E.如图所示的 P 点振动的方向是向 y 轴负方向 【答案】BCE 【解析】 【详解】试题分析：P 点相继出现两个波峰的时间间隔等于周期．由图读出波长，求出波速．当图示 x=2m 处质点的振动传到质点 Q 时，Q 点第一次到达波峰．简谐横波沿 x 轴正方向传播，介质中各质点的起振方 向都与图示时刻 M 点的振动方向相同． 从图中可知波长 4m  ；因为 P 点相继出现两个波峰的时间间隔为 0.4s，可知 0.4T s ，故波速 4 / 10 /0.4v m s m sT    ，A 错误 B 正确；当图示 x=2m 处质点的振动传到质点 Q 时，Q 点第一次到达 波峰，所经过时间为 9 2 0.710 xt s sv     ，C 正确；质点 M 的起振方向为沿 y 轴负方向，波上所有质点 的起振方向都相同，故 M 点以后各质点开始振动时的方向都是向 y 轴负方向，D 错误；根据走坡法可知图 示时刻 P 振动的方向是沿 y 轴负方向，E 正确． 16. 如图所示，含有两种单色光的一细光束，以入射角θ=530 射入一定厚度的平行玻璃砖中，该玻璃砖对两 种单色光的折射率分别为 n1=1.6 和 n2= 4 3 ．若两束单色光从下表面射出时出射点之间的距离为Δx，求玻璃 砖的厚度 d？(已知 sin530 =0.8 ,sin370 =0.6,结果可用根号表示) 【答案】 108+48 3 x 33 （ ） （或 12 9 4 3 x  ） 【解析】 【详解】n1= 1 sin sini  ①n2= 2 sin sin i  ② 当折射率为 1 1.6n  的单色光射入时，根据折射定律以及几何关系可得 1 1 sin sinn i  ， 1 1tan xi d  ； 当折射率为 2 4 3n  的单色光射入时，根据折射定律以及几何关系可得 2 2 sin sinn i  ， 2 2tan xi d  ； 出射点之间的距离 2 1x x x   ； 由联立解得解得：  108 48 3 33 x d    （或 12 9 4 3 xd   ）．