2019届陕西省榆林市高三四模理科综合物理试卷（解析版）

2019年陕西省榆林市高考物理四模试卷一、选择题：本共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符台题目要求的．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14-18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1.乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动，如图所示，某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）A. 该同学运动到最低点时，座椅对他的支持力大于其所受重力B. 上升程中，该同学所受合外力为零C. 摩天轮转动过程中，该同学的机械能守恒D. 摩天轮转动一周的过程中，该同学所受重力的冲量为零【答案】A【解析】【详解】AB.圆周运动过程中，由重力和支持力的合力提供向心力F，在最低点，向心力指向上方，所以F＝N﹣mg，则支持力N＝mg+F，所以支持力大于重力，故A正确，B错误；C、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故C错误；D.转动一周，重力的冲量为I＝mgT，不为零，故D错误； 2.我国是少数几个掌握飞船对接技术的国家之一。为了实现神舟飞船与天宫号空间站顺利对接，具体操作应为A. 飞船与空间站在同一轨道上且沿相反方向做圆周运动接触后对接B. 空间站在前、飞船在后且两者沿同一方向在同一轨道做圆周运动，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接C. 空间站在高轨道、飞船在低轨道且两者同向飞行，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接D. 飞船在前、空间站在后且两者在同一轨道同向飞行，在合适的位置飞船减速然后与空间站对接【答案】C【解析】【详解】飞船与空间站在同一轨道上沿相反方向做圆周运动，撞后飞船和空间站都会损毁，A错误；空间站在前，飞船在后，两者在同一轨道上沿同一方向做圆周运动，飞船加速会做离心运动，故不可能追上空间站，B错误；空间站在高轨道，飞船在低轨道且两者同向飞行，在合适的位置飞船加速做离心运动，后与空间站对接，C正确；飞船在前、空间站在后且两者在同一轨道飞行，当飞船减速时，万有引力大于需要的向心力，会做近心运动，飞船会下到低轨道，不可能与空间站对接，D错误。 3.甲，乙两车儿停在斑马线处礼行人，在行人经过班马线后，甲、乙两车同时启动并沿平直公路同向行驶其速度一时间图象分别为图中直线a和曲线b。由图可知（　　）A. t0时刻辆车并排行驶B. t0时刻乙车的运动方向发生改变C. 在0～t0时间内，乙车的加速度越来越小D. 在0～t0时间内，乙车的平均速度为【答案】C【解析】【详解】根据v-t图象与时间轴所围成的面积表示位移，知在0～t0时间内，乙车的位移比甲车的大，则t0时刻乙车在甲车的前方，故A错误。乙车的速度一直为正，运动方向没有改变，故B错误。在0～t0时间内，乙车图象切线斜率越来越小，则乙车的加速度越来越小，故C正确。在0～t0时间内，甲车做匀加速直线运动，平均速度为，乙车的位移比甲车的大，则乙车的平均速度大于甲车的平均速度，即大于，故D错误。 4.用不同频率的光分别照射钠、钾的表面而产生光电效应，照射钠、钾的表面产生的光电子的最大初动能Ek随入射光频率v变化的Ek﹣v图线分别用实线、虚线表示，已知钠的逸出功为2.29eV，钾的逸出功为2.25eV，则下列图象可能正确的是（　　）A. A B. BC. C D. D【答案】D【解析】【详解】根据光电效应方程知：Ekm＝hv﹣W0，Ekm＝eUc解得：Uc＝可知图线的斜率k＝，即两图的斜率相同，而截距等于，则钠的截距的绝对值要大一些。A.A图与上述分析结论不相符，故A不符合题意；B.B图与上述分析结论不相符，故B不符合题意；C.C图与上述分析结论不相符，故C不符合题意；D.D图与上述分析结论相符，故D符合题意。 5.一含有理想变压器的电路如图所示，交流电源输出电压的有效值不变，图中三个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为U0；当开关S闭合时，电压表的示数为．变压器原、副线圈的匝数比为（　　）A. 5 B. 6 C. 7 D. 8【答案】B【解析】【详解】设变压器原、副线圈匝数之比为k，当开关断开时，副线圈电压为，根据欧姆定律得副线圈中电流为：，则原线圈中电流为：，则交流电的输出电压为：①；当S闭合时，电压表的示数为，则副线圈的电压为，根据欧姆定律得：，则原线圈中电流为：，则交流电的输出电压为：②；①②联立解得k=6，故B正确。 6.如图所示，C为两等量异种点电荷连线的中点M、N为两电荷连线中垂线上的两点，且MC＝NC，过N点作两电荷连线的平行线，且NA＝NB．下列判断正确的是（　　）A. A、B两点的电场强度大小相等B. A点的电势低于B点的电势C. A、N两点的电势差大于N、B两点间的电势差D. 某正电荷在M点的电势能等于在C点的电势能【答案】AD【解析】【详解】等量异种电荷周围电场线和等势面如图所示：A.根据等量异种电荷周围的电场线分布知，AB两点电场强度大小相等，故A正确。B.根据对称性可知，AB在同一条电场线上，沿着电场线方向电势逐渐降低，故A点电势高于B点的电势，故B错误。C.根据对称性可知，AN间的平均电场强度等于NB之间的平均电场强度，由两段距离相等，故A、N两点的电势差等于N、B两点间的电势差，故C错误；D.由图可知，两电荷连线的中垂线是等势面，故某正电荷在M点的电势能等于在C点的电势能，故D正确。 7.如图所示，矩形导线框abcd与固定的水平长直导线AC在粗糙的水平绝缘桌面上，ab∥AC．若导线AC中通有交变电流i＝2cos10πt（A），规定水平向右为电流的正方向，线框始终处于静止状态则下列说法正确的是（　　）A. 该交变电流的有效值为2AB. t＝0.1s时，线框中没有感应电流C. t＝0.075s时，线框受到的静摩擦力方向垂直指向ACD. t＝0.05s时，线框受到的静摩擦力最大【答案】BC【解析】【详解】该交流电的周期T＝＝0.2s，电流随时间变化情况如图所示：依据正弦式交流电的有效值与最大值的关系可知， ，故A错误；当t＝0.1s时，则直导线中交变电流i＝2cos10πt（A）＝﹣2A，此时电流的变化率为零，那么线框中没有感应电流，故B正确；当t＝0.075s时，电流正向左增大，根据楞次定律可知线框受到的安培力方向垂直于AC向外，根据平衡条件可得线框受到的静摩擦力方向垂直指向AC，故C正确；t＝0.05s时，通电电流为零，导线和线框之间没有安培力，则摩擦力为零，故D错误。故选BC。 8.如图所示，粗糙斜面体静置于水平地面上，一木块从斜面底端开始以某一初速度沿斜面上滑，然后又返回出发点，在木块运动的过程中斜面体始终保持静止。下列能大致描述木块整个运动过程中的速度v、地面对斜面体的摩擦力Ff、木块动能 Ek、木块机械能E与时间t之间关系的图象是（v-t图以初速度方向为正方向，Ff-t图以水平向左为正方向）A.  B. C.  D. 【答案】BC【解析】【详解】A.设木块和斜面间的动摩擦因数为，斜面倾斜角为，木块的质量为，斜面体的质量为，对木块进行受力分析，由牛顿第二定律可得上滑时则有，解得；下滑时则有，解得，故上滑时做加速度大小为的匀减速运动，下滑时做加速度为的匀加速运动；而，故图象上滑时图象的倾角比下滑时大，故选项A错误；B.对木块和斜面整体受力，根据牛顿第二定律得木块上滑时整体水平方向有，大小保持不变，方向水平向左；木块下滑时整体水平方向有，大小保持不变，方向水平向左，且有，故选项B正确；C.上滑时有，木块动能为，所以图象是开口向上的抛物线的一部分，在减小，下滑时同理可知图象是开口向上的抛物线的一部分，在增大，故选项C正确；D.根据功能关系可得，解得上滑时，木块机械能，知图象是开口向上的抛物线的一部分，E在减小，故选项D错误。 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～32题为必考题每个试题考生都必须作答．第33题为选考题，考生据要求作答．9.气整导轨是常用的一种实验仅器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有罩擦。现用带竖直挡板的气垫导轨和带有挡光片的滑块1和2验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块1、2的质量m1，m2b．用游标卡尺测出滑块1、2上的挡光片的宽度d4、d2c．调整气垫导轨使导轨处于水平d．在滑块12间放入一个被压缩的轻弹簧（图中未画出），用电动卡销锁定，静止放置在两光电门之间的气垫导轨上e．按下电钮松开卡销记录滑块1通过光电门1的挡光时间4以及滑块2通过光电门2的挡光时间（1）实验中测量的挡光片的宽度d1如图乙所示，则d1＝_____mm。（2）利用上述测量的实验数据验证动量守恒定律的表达式为_____（用对应的物理量的符号表示）【答案】    (1). 0.5    (2). 。【解析】【详解】（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数：d1＝0mm+5×0.1mm＝0.5mm。（2）[2]滑块经过光电门时的速度：v1＝，v2＝系统动量守恒，由动量守恒定律得：m1v1﹣m2v2＝0，整理得：； 10.某同学要测某手机电池的电动势和内阻设计了如图甲所示的电路其中R0为定值电阻阻值为5.3Ω。（1）请按图甲电路完成好实物图乙的连接_____。（2）闭合开关S前应将实物图乙中的滑动变阻器的滑片移到最_____（选填“左”或“右”）端（3）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电压表的示数U和电流表的示数I，作出U﹣图象如图丙所示，则由图丙可得电池的电动势为＝_____V电池的内阻为_____Ω。4）本实验由于存在系统误差使得电动势的测量值比真实值_____（选填“大”或“小”），电池内阻的测量_____（选填“大”或“小”）。【答案】    (1).     (2). 左    (3). 3.6    (4). 0.7    (5). 小    (6). 小【解析】【详解】（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图，如图所示（2）[2]为了让电流由最小值开始调节，滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端；电路中定值电阻的作用是保护电路，防止电源发生短路；（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知，U＝E﹣I（R0+r），由图可知，电源的电动势E＝3.6V，图象的斜率表示内电阻与定值电阻之和：故r+R0＝＝6Ω；则r＝0.7Ω；（4）[5][6]保护电阻等效到电源的内部，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小；而当电路图短路时，电压表的分流可以忽略，故短路电路相等，作出U﹣I图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图，从图线可以看出，电动势和内阻测量值均小于真实值。 11.泥石流在暴发时通常沿山体倾泻而下具有极快的速度与巨大的能量破坏性极大，严重威胁着人们的生命安全因此人们要对一些自然灾害进行必要的了解并予以防范。课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：在足够长的斜面上放置一个质量m＝4kg的物体，使该物体从静止开始，让其在随位移均匀减小的沿斜面向下的推力作用下运动斜面的倾角G＝37°，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.8其中推力F与物体到出发点的距离的函数关系式为F＝80﹣20x（N），其中0≤x≤4m取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：（1）物体的速度达到最大时到出发点的距离x1。（2）物体在斜面上运动的最大位移xm。【答案】（1）3.92m（2）100m。【解析】【详解】（1）当物体的加速度a＝0时，物体的速度最大，设此时推力大小为F1，则有：F1+mgsinθ﹣μmgcosθ＝0F1＝80﹣20x1解得x1＝3.92m（2）物体在斜面上运动的位移最大时，其速度为零，设物体在斜面上运动的过程中推力F对物体所做的功为w，则由动能定理有：mgxmsinθ﹣μmgxmcosθ+W＝0设推力F＝0时•物体到出发点的距离为x2有：80﹣20x2＝0W＝解得：xm＝100m 12.如图所示，xOy为竖直平面（纸面）内的直角坐标系，y轴竖直，AC是半径为L的四分之一光滑圆弧槽，其半径O′C在y轴上，C点到原点O的距离为L，P点的坐标为（L，0）；第I、Ⅳ象限内存在磁感应强度大小相等，方向分别垂直纸面向内、垂直纸面向外的匀强磁场，y轴右侧整个空间存在匀强电场（图中画出来）。一质量为m的不带电绝缘小球甲从A点上方D处由静止释放后，恰好从槽口A沿切线方向进入圆弧槽，到达槽口C时与停在此处的带负电小球乙发生弹性正碰，碰后乙在第I、Ⅳ象限内做匀速圆周运动，第一次通过x轴的位置为P点，甲离开C点后也通过P点。已知乙的质量为2m、电荷量为q，重力加速度大小为g，空气阻力不计，两球均视为质点，求：（1）两小球碰撞后瞬间甲对圆弧槽的压力大小N；（2）A、D两点间的高度差h；（3）电场的电场强度大小E、磁场的磁感应强度大小B以及从两小球碰撞后瞬间开始计时乙通过x轴的时刻t。【答案】（1）（2）（3）；；【解析】【详解】（1）碰撞后甲做平抛运动，设碰撞后瞬间甲的速度大小为v1，甲从C点运动到P点的时间为t1，则有：，解得：设两个小球碰撞后瞬间甲所受圆弧槽支持力大小为N'，则根据牛顿第二定律有：根据牛顿第三定律可知：N＝N'解得：（2）设两小球碰撞前瞬间甲的速度大小为v，碰撞后瞬间乙的速度大小为v2，则由动量守恒定律和能量守恒定律有：mv＝﹣mv1+2mv2对甲从D点运动到C点的过程，根据机械能守恒定律有：解得：h＝（3）乙离开C点前，受到的重力与电场力平衡，有：qE＝2mg解得：E＝乙有磁场区域做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设轨迹圆的半径r，则有：由牛顿第二定律有：其中由（2）得：解得：B＝设乙从C点运动到P点转过的圆心角为θ，由几何关系有：经分析可知：，其中n＝0，1，2…解得：t＝ 13.下列说法正确的是_______。A. 饱和汽压随温度的升高而减小B. 若一定质量的理想气体等压膨胀，则气体一定吸热C. 0℃冰的分子平均动能小于0℃水的分子平均动能D. 在水中的花粉小颗粒做布朗运动，水的温度越高，布朗运动越剧烈E. 当两个分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子间的作用力一定越大【答案】BDE【解析】【详解】对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故A错误；一定质量的理想气体等压膨胀，则压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增加，气体对外做功，一定吸热，故B正确；温度是分子平均动能的标志，O℃的冰和水分子平均动能相等，故C错误；布朗运动随着水温的升高，运动越剧烈，故D正确；分子力表现为斥力时，间距减小，分子间作用力变大，故E正确。 14.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。已知该气体在状态B时的热力学温度TB＝300K，求：①该气体在状态A时的热力学温度TA和状态C时的热力学温度TC；②该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量△U以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。【答案】①；②；【解析】【详解】①气体从状态到状态过程做等容变化，有：解得：气体从状态到状态过程做等压变化，有：解得：②因为状态和状态温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在该过程中：气体从状态到状态过程体积不变，气体从状态到状态过程对外做功，故气体从状态到状态过程中，外界对气体所做的功为：由热力学第一定律有：解得： 15.半径为R的玻璃圆柱的横截面如图所示，一细束单色光AB沿纸面以入射角i＝60°从B点射入玻璃中，从C点（图中未画出）射出玻璃。已知O、C两点连线与与入射光AB平行，光在真空中的速度大小为c，则玻璃对该光的折射率为_____，该光从B点传播到C点所用的时间为_____【答案】    (1).     (2). 【解析】【详解】[1]作出光路图如图所示，由于O、C两点连线与与入射光AB平行，由几何关系得：i＝2r解得：r＝30°根据折射定律得：n＝解得：n＝[2]由几何关系得BC＝2Rcos30°＝R光在玻璃中的传播速度v＝光在玻璃中的传播时间t＝解得：t＝ 16.如图所示，在xOy平面内有一列简谐横波，图甲为该波在t＝0时的波形图象图乙为平衡位置在x＝25m处的质点M的振动图象。（1）若此波遇到另一列简谐橫波井发生稳定的干涉现象求该波所遇到的波的频率f1。（2）若t＝0时振动刚传到质点M处，求图甲中平衡位置在x＝45m处的质点N（未画出）到达波峰的时刻。【答案】（1）f1＝1.25Hz；（2）t'＝t+△t＝（1+0.8n）s（n＝0、1、2……）【解析】【详解】（1）由乙图可得波的周期为T＝0.8s，所可得波的频率为，由于两列波相遇时，要产生稳定的干涉的条件是两列波的频率相同，故可知另一波的频率为f'＝1.25Hz；（2）由乙可知0时刻，质点M正在向上振动，则可知质点N起振动方向也向上，根据甲图可得波长为λ＝20m，可得波速度为所以波传播N点时间为N点从开始起振动至到达波峰的时间为所以质点N到达波峰的时刻为t'＝t+△t＝（1+0.8n）s（n＝0、1、2……）