湖北省武昌市实验中学2019年高三理综物理5月模拟试卷
一、单选题
1．（2018·天津）国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是（ ）
A． 俘获一个α粒子，产生 并放出一个粒子
B． 俘获一个α粒子，产生 并放出一个粒子
C． 俘获一个质子，产生 并放出一个粒子
D． 俘获一个质子，产生 并放出一个粒子
2．（2019·湖北模拟）如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态．则下列说法正确的是（ ）
A．a、b两物体的受力个数一定相同
B．a、b两物体对斜面的压力一定不相同
C．a、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等
D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动
3．（2019高三上·潮阳月考）高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为M=1kg的小球从20m楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为0.01s，那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是（ ）
A．10倍 B．20倍 C．200倍 D．2000倍
4．（2019·湖北模拟）静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，在x轴上有四点：x1、x2、x3、x4，相邻两点间的距离相等，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ）
A．x2和x4两点处电势相等；
B．由x1运动到x4的过程中加速度先增大后减小；
C．由x1运动到x4的过程中电势能先增大再减小；
D．设电荷从x2运动到x1，电场力做功W1，电荷从x3运动到x2，电场力做功W2，则W1=W2
二、多选题
5．（2019·湖北模拟）已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零．设想在地球赤道正上方高h处和正下方深为h处各修建一绕地心的环形真空轨道，轨道面与赤道面共面．两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，轨道对它们均无作用力，设地球半径为R，则（ ）
A．两物体的线速度大小之比为
B．两物体的线速度大小之比为
C．两物体的加速度大小之比为
D．两物体的加速度大小之比为
6．（2019·湖北模拟）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源、滑动变阻器，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ）
A．将副线圈的滑片P向下滑动 B．将滑动变阻器的滑片向左移动
C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容
7．（2019·湖北模拟）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板M、P固定在框上，M、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为1Ω．此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4-0.2t）T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则：（ ）
A．t=2s时，金属杆中感应电流方向从C至D；
B．t=3s时，金属杆对挡板M的压力大小为0.01N；
C．前4s内通过金属杆截面的电量为0.6C；
D．前2s内回路中产生的焦耳热为0.08；
8．（2019·湖北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计，已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中体积增大，温度升高
B．荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发越慢
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章地运动，这种运动是布朗运动
9．（2019·湖北模拟）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与（t+2）秒两个时刻，在x轴上（-3m，3m）区间的波形完全相同，如图所示．并且图中M，N两质点在t秒时位移均为 ，下列说法中不正确的是（ ）
A．该波的最大波速为20m/s
B．（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移一定是a
C．从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置
D．从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰
E．该列波在传播过程中遇到宽度为d=3m的狭缝时会发生明显的衍射现象
10．（2019·湖北模拟）如题图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点M 、N 、P 、Q 恰好在磁场边界中点，下列图像中能反映线框所受安培力F的大小随时间t变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．（2019·湖北模拟）某同学利用如下实验装置研究物体m1和m2碰撞过程中守恒量．实验步骤如下：
①如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球m1、球m2与木条的撞击点．
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球m1从斜轨上A点由静止释放，撞击点为B′；
③将木条平移到图中所示位置，入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定撞击点；
④球m2静止放置在水平槽的末端相撞，将入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定球m1和球m2相撞后的撞击点；
⑤测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3．
根据该同学的实验，问答下列问题：
（1）两小球的质量关系为m1 m2（填“>”、“=”或“<”）
（2）木条平移后，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A处由静止开始释放，m1的落点在图中的 点，把小球m2放在斜轨末端边缘B处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的 点．
（3）若再利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足 表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足 表示两小球碰撞前后的机械能守恒．
12．（2019·湖北模拟）为了精密测量一圆柱形导体材料的电阻率：
（1）如图甲所示，先用多用电表×10Ω挡粗测其电阻为 Ω，然后用螺旋测微器测其直径d为 mm，游标卡尺测其长度l为 cm。
（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：
A．电流表(量程15mA，内阻未知)
B．电流表(量程0.6A，内阻未知)
C．电阻箱(最大电阻99.99Ω)
D．电阻箱(最大电阻999.99Ω)
E．电源(电动势3V，内阻1Ω)
F．单刀单掷开关2只
G．导线若干
乙同学设计的电路图如图所示，现按照如下实验步骤完成实验：
①调节电阻箱，使电阻箱到最大值，仅闭合S1再次调节电阻箱有合适的阻值R1使电流表有较大的偏转且读数为I；
②调节电阻箱至最大值，保持开关S1闭合，开关S2闭合，再次调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I。
a．根据实验步骤和实验器材可知，电流表应选 ，电阻箱应选择 。(填器材前字母)
b．根据实验步骤可知，待测电阻Rx= 该材料的电阻率 = (用题目所给测量数据表示)。
（3）利用以上实验电路，闭合S1、S2调节电阻箱R，可测出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了 图象如图所示。若图象中纵轴截距为1A，则电流表内阻RA= Ω。
四、解答题
13．（2020高二下·泸县月考）如图所示，传送带水平部分的长度 ＝4.5m，在电动机带动下匀速运行．质量M＝0.49kg的木块（可视为质点）静止在传送带左端的光滑平台上．质量为m＝10g的子弹以v0＝50m/s的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢中心点Q．已知木块与传送带间的动摩擦因数m＝0.5，P点与车底板间的竖直记度H＝1.8m，与车厢底板中心点Q的水平距离x＝1.2m，取g＝10m/s2，求：
（1）木块从传送带左端到达右端的时间；
（2）由于传送木块，电动机多消耗的电能．
14．（2019·湖北模拟）如图所示中 和 为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里．导轨的 段与 段是竖直的，距离为 ； 段与 段也是竖直的，距离为 ． 和 为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触．两杆与导轨构成的回路的总电阻为R．F为作用于金属杆 上的竖直向上的恒力．已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路上的热功率．
15．（2019·湖北模拟）如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm.右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg).问：
①将阀门K打开后，A室的体积变成多少
②打开阀门K后，将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K，U形管内两边水银面的高度差各为多少
16．（2019·湖北模拟）某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点， ，半径为R的半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n1= ，透明物质Ⅱ的折射率为n2．一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全发射，再从BC边上的Q点垂直射出BC边，已知真空中光速为c，求：
①该透明物质Ⅱ的折射率n2；
②光从P传到Q所用时间（结果可用根式表示）；
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】解A：根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ： A不符合题意
B、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，产生了中子，B符合题意
C、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，C不符合题意
D、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据核反应规律可知，反应前后方程质量数、电荷数守恒，通过配平，只有B选项产生了中子，符合题意。
2．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A项:对a、b进行受力分析，如图所示：
b物体处于静止状态，当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，A不符合题意；
B项：a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有： ，解得： ，则a、b两物体对斜面的压力相同，B不符合题意；
C项：根据A的分析可知，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，A、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等，C符合题意；
D项：对a沿斜面方向有： ，对b沿斜面方向有： 正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、拉力、支持力和摩擦力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
3．【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；动量定理
【解析】【解答】小球下落过程，由动能定理得： ，解得： ，方向：竖直向下；以向下为正方向，由动量定理得： ，解得： ，由于 ，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用动能定理可以求出落地速度的大小；结合动量定理可以求出小球对地面作用力的大小。
4．【答案】B
【知识点】电场及电场力；电场力做功；电势能；电势
【解析】【解答】A项：x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，A不符合题意；
B项：由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，所以电场力先增大后减小，加速度与先增大后减小，B符合题意；
C项：x1-x4处场强为x轴负方向，则从x1到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，C不符合题意；
D项：由于每两点间的距离相等，由图可知， ，所以 ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
5．【答案】A,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】设地球密度为ρ，则有：在赤道上方： ，
在赤道下方：
解得： ，
，
AC符合题意；BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】本题主要掌握万有引力提供向心力的基本应用，要会用数学方法表示球体质量．
6．【答案】B,C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A项：向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，灯泡变暗；A不符合题意；
B项：将滑动变阻器的滑片向左移动，原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，灯泡变亮，B符合题意；
C项：增大交流电源的频率时，电容器的容抗减小，通过电容器的电流更大，C符合题意；
D项：由公式 可知，减小电容器C的电容，容器的容抗增大，过电容器的电流更小，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】解决选项中的措施，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用功率公式求解灯泡的功率，进而判断量亮暗的变化。
7．【答案】A,B
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A项：当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4-0.2t）T，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，A符合题意；
B项：在t=3s时，由法拉第电磁感应定律，则有：感应电动势为 ，由欧姆定律，则有感应电流大小 ，安培力大小F=BtIL=0.02N
由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对M的压力大小为N′=F′cos60°=0.02×0.5=0.01N，B符合题意；
C项：由公式 ，其中 ， ，联立解得： ，C不符合题意；
D项：电流为0.1A，由公式 代入数据解得： ，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】利用楞次定律判断电流的流向，利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，再利用欧姆定律求解回路中电流的大小；利用左手定则和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。
8．【答案】B,C,D
【知识点】毛细现象和液体的表面张力；热力学第二定律
【解析】【解答】A项：地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则根据 可知，该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低；A不符合题意；
B项：荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力，使水滴表面有收缩趋势的结果，B符合题意；
C项：相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，C符合题意；
D项：根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，D符合题意；
E项：布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，所以空气中粉尘颗粒杂乱无章的运动是气体的流动引起的，不是布朗运动，E不符合题意。
故答案为：BCD
【分析】表面张力是分子之间的作用力，具有使液体表面积减小的趋势，浸润和不浸润都是表面张力的作用。
9．【答案】A,B,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A.由题意知，0.2s=nT
传播速度
所以该波的最小波速为20m/s，A错误，符合题意；
B.由0.2s=nT
当n=2时，T=0.1s，所以（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移是-a，B错误，符合题意；
C.由t时刻波形图知，x=2m处的质点在波谷向上振动，x=2.5m的质点向下运动，所以x=2m处的质点先回到平衡位置，C正确，不符合题意；
D. 根据数学知识得知质点M和N之间的距离等于 ，由波形得知，质点M第一次到达平衡位置时，质点N不在波峰。D错误，符合题意；
E.该波的波长等于4m大于狭缝的尺寸，故能发生明显的衍射现象，E正确，不符合题意。
故答案为：ABD
【分析】通过图像求解波长波长，结合波形和对应的时间求解波的周期，进而求解波速，结合选项逐一分析即可。
10．【答案】B
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】第一段时间从初位置到M′N′离开磁场，
图甲表示该过程的任意一个位置，切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和，即为M1M′长度的2倍，此时电动势E=2Bvtv
线框受的安培力F=2BIvt=
图像是开口向上的抛物线，如图乙所示，线框的右端M2N2刚好出磁场时，左端Q2P2恰与MP共线，此后一段时间内有效长度不变，一直到线框的左端与M′N′重合，这段时间内电流不变，安培力大小不变；最后一段时间如图丙所示，从匀速运动至M2N2开始计时，有效长度为A′C′=l 2vt′
电动势E′=B(l 2vt′)v
线框受的安培力F′=
图像是开口向上的抛物线。
故答案为：B。
【分析】利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，再利用欧姆定律求解回路中电流的大小；利用左手定则和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。
11．【答案】（1）＞
（2）P；M
（3）；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1) 为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量；(2) 由图可知，两小球打在竖直板上，则可知，三次碰撞中水平位移相等，则可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，则由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落高度最小，而碰后入射球速度最小，其下落高度最大，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A点由静止释放，m1的落点在图中的P点，而碰后入射球落到M点；(3) 根据平抛运动规律可知，下落时间 ，则可知，速度 ，则可解得：
若满足动量守恒，则一定有： ，联立解得：
若满足机械能守恒，则有： ，联立解得： ．
【分析】（1）保证 m1>m2，是为了保证两球碰撞后都向右运动；
（2）小球A与小球B碰撞后，小球A的速度会减小，相同时间内水平移动的距离会减小；
（3）两个小球碰撞时遵循动量守恒定律，即m1v1=m1v1′+m2v2′，利用运动学公式表示出速度v，再化简即可。
12．【答案】（1）180；2.095（2.093 2.098 均对）；5.015
（2）A；D；；
（3）2
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)由图可知，该电阻的阻值约为18.0×10 =180 ，螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，所以最终读数为：2.0mm+0.448mm=2.096mm，
游标卡尺主尺读数为：5cm，游标上的读数为： ，所以游标卡尺读数为：5.015cm；(2)a. 根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为： ，如果电流表选B，则读数误差太大，故电流表应选A；电源电动势为3V，电流表量程为15mA=0.015A，由欧姆定律： 知，电路中的最小电阻应为： ，所以电阻箱应选D；
b. 根据闭合电路欧姆定律，S2断开时有：
S2闭合时有：
联立解得：
由电阻定律有： ，解得： ；(3) S闭合后，由闭合电路欧姆定律可知： ，则有： 则可知图象的纵轴的交点为： ，解得： 。
【分析】（1）明确螺旋测微器每一个小格代表的数值，并且在最后的读数时注意估读即可；明确游标卡尺的读数规则进行读数即可；读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
（2） a 在量程允许的情况下选择小量程的电表即可；
（2） b （3）对整个回路应用闭合电路欧姆定律，结合图像的横纵坐标变形求解斜率和截距的意义，进而求解电阻的阻值，利用电阻公式求解电阻率即可。
13．【答案】（1）解：传送带的的速度等于木块运动到 点后做平抛运动，得：
竖直方向： ，
解出抛出速度：
子弹打入木块过程中，由动量守恒定律得： ，
木块沿传送带加速运动，由牛顿第二定律得：
加速至 的位移：
加速运动的时间：
之后随传送到向右匀速运动，匀速运动时间：
木块从传送带左端到达右端的时间：
（2）解：根据功能关系，电动机多做的功，等于该过程煤块动能的增量 与煤块与皮带由于摩擦生热而产生的内能 之和，即
其中：
解得：
产生的热量为： （ 带-块）
联立可得：
【知识点】传送带模型
【解析】【分析】对于皮带类的问题要讨论在皮带上是否能达到共速这样的条件，然后在结合运动学公式求解即可．
14．【答案】解：设金属杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少．由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小
回路中的电流 方向沿着顺时针方向
两金属杆都要受到安培力的作用，作用于杆x1y1的安培力为 ，方向向上；作用于杆x2y2的安培力为 ，方向向下．当金属杆作匀速运动时，根据牛顿第二定律有
解以上各式，得
作用于两杆的重力的功率
电阻上的热功率
【知识点】安培力；电功率和电功；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】结合导体棒初末状态的速度，对导体棒的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量。
15．【答案】解：①阀门K未打开时， ， （ 是外界大气压） 阀门K打开后： ， 根据玻意耳定律得 ， 代入得 ，得 ； ②打开阀门K后将容器内的气体时，A室气体先发生等压变化． 设等压变化过程，最终活塞C到最右边时温度为T 则 对A有： ， 代入得 解得： ，说明加热到 时活塞不会到最右端，所以水银柱高度差为0； 加热到 ，C滑到最右端，从 A室气体发生等容变化． 对A： 代入得： 解得 故U形管内两边水银面的高度差为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）气体做等温变化，结合气体初状态和末状态的压强和体积，利用波意尔定律列方程求解末状态的压强即可；
（2）气体做等压变化，结合气体初状态和末状态的体积和温度，利用盖—吕萨克定律列方程求解末状态的温度，然后气体做等容变化，结合气体初状态和末状态的压强和温度，利用查理定律列方程求解末状态的温度即可。
16．【答案】解：①由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC'面从棱镜射出，光路图如下图.
设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知
，
②介质I中光速 ，
介质中用时 ，
介质II中光速 ，
又由于 ， ，
介质II中用时 ，
P到Q用时
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）通过几何关系求出光的入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率；
（2）利用几何关系求出光在介质中的路径长度，再除以光在介质中的传播速度即可。
湖北省武昌市实验中学2019年高三理综物理5月模拟试卷
一、单选题
1．（2018·天津）国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是（ ）
A． 俘获一个α粒子，产生 并放出一个粒子
B． 俘获一个α粒子，产生 并放出一个粒子
C． 俘获一个质子，产生 并放出一个粒子
D． 俘获一个质子，产生 并放出一个粒子
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】解A：根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ： A不符合题意
B、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，产生了中子，B符合题意
C、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，C不符合题意
D、根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 ，D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据核反应规律可知，反应前后方程质量数、电荷数守恒，通过配平，只有B选项产生了中子，符合题意。
2．（2019·湖北模拟）如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态．则下列说法正确的是（ ）
A．a、b两物体的受力个数一定相同
B．a、b两物体对斜面的压力一定不相同
C．a、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等
D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A项:对a、b进行受力分析，如图所示：
b物体处于静止状态，当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，A不符合题意；
B项：a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有： ，解得： ，则a、b两物体对斜面的压力相同，B不符合题意；
C项：根据A的分析可知，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，A、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等，C符合题意；
D项：对a沿斜面方向有： ，对b沿斜面方向有： 正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、拉力、支持力和摩擦力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
3．（2019高三上·潮阳月考）高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为M=1kg的小球从20m楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为0.01s，那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是（ ）
A．10倍 B．20倍 C．200倍 D．2000倍
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；动量定理
【解析】【解答】小球下落过程，由动能定理得： ，解得： ，方向：竖直向下；以向下为正方向，由动量定理得： ，解得： ，由于 ，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用动能定理可以求出落地速度的大小；结合动量定理可以求出小球对地面作用力的大小。
4．（2019·湖北模拟）静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，在x轴上有四点：x1、x2、x3、x4，相邻两点间的距离相等，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ）
A．x2和x4两点处电势相等；
B．由x1运动到x4的过程中加速度先增大后减小；
C．由x1运动到x4的过程中电势能先增大再减小；
D．设电荷从x2运动到x1，电场力做功W1，电荷从x3运动到x2，电场力做功W2，则W1=W2
【答案】B
【知识点】电场及电场力；电场力做功；电势能；电势
【解析】【解答】A项：x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，A不符合题意；
B项：由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，所以电场力先增大后减小，加速度与先增大后减小，B符合题意；
C项：x1-x4处场强为x轴负方向，则从x1到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，C不符合题意；
D项：由于每两点间的距离相等，由图可知， ，所以 ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
二、多选题
5．（2019·湖北模拟）已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零．设想在地球赤道正上方高h处和正下方深为h处各修建一绕地心的环形真空轨道，轨道面与赤道面共面．两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，轨道对它们均无作用力，设地球半径为R，则（ ）
A．两物体的线速度大小之比为
B．两物体的线速度大小之比为
C．两物体的加速度大小之比为
D．两物体的加速度大小之比为
【答案】A,C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】设地球密度为ρ，则有：在赤道上方： ，
在赤道下方：
解得： ，
，
AC符合题意；BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】本题主要掌握万有引力提供向心力的基本应用，要会用数学方法表示球体质量．
6．（2019·湖北模拟）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源、滑动变阻器，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ）
A．将副线圈的滑片P向下滑动 B．将滑动变阻器的滑片向左移动
C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容
【答案】B,C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A项：向下滑动P，副线圈匝数减少，电压减小，灯泡变暗；A不符合题意；
B项：将滑动变阻器的滑片向左移动，原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，灯泡变亮，B符合题意；
C项：增大交流电源的频率时，电容器的容抗减小，通过电容器的电流更大，C符合题意；
D项：由公式 可知，减小电容器C的电容，容器的容抗增大，过电容器的电流更小，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】解决选项中的措施，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用功率公式求解灯泡的功率，进而判断量亮暗的变化。
7．（2019·湖北模拟）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板M、P固定在框上，M、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为1Ω．此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4-0.2t）T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则：（ ）
A．t=2s时，金属杆中感应电流方向从C至D；
B．t=3s时，金属杆对挡板M的压力大小为0.01N；
C．前4s内通过金属杆截面的电量为0.6C；
D．前2s内回路中产生的焦耳热为0.08；
【答案】A,B
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A项：当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4-0.2t）T，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，A符合题意；
B项：在t=3s时，由法拉第电磁感应定律，则有：感应电动势为 ，由欧姆定律，则有感应电流大小 ，安培力大小F=BtIL=0.02N
由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对M的压力大小为N′=F′cos60°=0.02×0.5=0.01N，B符合题意；
C项：由公式 ，其中 ， ，联立解得： ，C不符合题意；
D项：电流为0.1A，由公式 代入数据解得： ，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】利用楞次定律判断电流的流向，利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，再利用欧姆定律求解回路中电流的大小；利用左手定则和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。
8．（2019·湖北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计，已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中体积增大，温度升高
B．荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发越慢
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章地运动，这种运动是布朗运动
【答案】B,C,D
【知识点】毛细现象和液体的表面张力；热力学第二定律
【解析】【解答】A项：地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则根据 可知，该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低；A不符合题意；
B项：荷叶上的小水滴呈球形是水的表面张力，使水滴表面有收缩趋势的结果，B符合题意；
C项：相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，C符合题意；
D项：根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，D符合题意；
E项：布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，所以空气中粉尘颗粒杂乱无章的运动是气体的流动引起的，不是布朗运动，E不符合题意。
故答案为：BCD
【分析】表面张力是分子之间的作用力，具有使液体表面积减小的趋势，浸润和不浸润都是表面张力的作用。
9．（2019·湖北模拟）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与（t+2）秒两个时刻，在x轴上（-3m，3m）区间的波形完全相同，如图所示．并且图中M，N两质点在t秒时位移均为 ，下列说法中不正确的是（ ）
A．该波的最大波速为20m/s
B．（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移一定是a
C．从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置
D．从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰
E．该列波在传播过程中遇到宽度为d=3m的狭缝时会发生明显的衍射现象
【答案】A,B,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A.由题意知，0.2s=nT
传播速度
所以该波的最小波速为20m/s，A错误，符合题意；
B.由0.2s=nT
当n=2时，T=0.1s，所以（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移是-a，B错误，符合题意；
C.由t时刻波形图知，x=2m处的质点在波谷向上振动，x=2.5m的质点向下运动，所以x=2m处的质点先回到平衡位置，C正确，不符合题意；
D. 根据数学知识得知质点M和N之间的距离等于 ，由波形得知，质点M第一次到达平衡位置时，质点N不在波峰。D错误，符合题意；
E.该波的波长等于4m大于狭缝的尺寸，故能发生明显的衍射现象，E正确，不符合题意。
故答案为：ABD
【分析】通过图像求解波长波长，结合波形和对应的时间求解波的周期，进而求解波速，结合选项逐一分析即可。
10．（2019·湖北模拟）如题图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点M 、N 、P 、Q 恰好在磁场边界中点，下列图像中能反映线框所受安培力F的大小随时间t变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】第一段时间从初位置到M′N′离开磁场，
图甲表示该过程的任意一个位置，切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和，即为M1M′长度的2倍，此时电动势E=2Bvtv
线框受的安培力F=2BIvt=
图像是开口向上的抛物线，如图乙所示，线框的右端M2N2刚好出磁场时，左端Q2P2恰与MP共线，此后一段时间内有效长度不变，一直到线框的左端与M′N′重合，这段时间内电流不变，安培力大小不变；最后一段时间如图丙所示，从匀速运动至M2N2开始计时，有效长度为A′C′=l 2vt′
电动势E′=B(l 2vt′)v
线框受的安培力F′=
图像是开口向上的抛物线。
故答案为：B。
【分析】利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，再利用欧姆定律求解回路中电流的大小；利用左手定则和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。
三、实验题
11．（2019·湖北模拟）某同学利用如下实验装置研究物体m1和m2碰撞过程中守恒量．实验步骤如下：
①如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球m1、球m2与木条的撞击点．
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球m1从斜轨上A点由静止释放，撞击点为B′；
③将木条平移到图中所示位置，入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定撞击点；
④球m2静止放置在水平槽的末端相撞，将入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定球m1和球m2相撞后的撞击点；
⑤测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3．
根据该同学的实验，问答下列问题：
（1）两小球的质量关系为m1 m2（填“>”、“=”或“<”）
（2）木条平移后，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A处由静止开始释放，m1的落点在图中的 点，把小球m2放在斜轨末端边缘B处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的 点．
（3）若再利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足 表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足 表示两小球碰撞前后的机械能守恒．
【答案】（1）＞
（2）P；M
（3）；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1) 为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量；(2) 由图可知，两小球打在竖直板上，则可知，三次碰撞中水平位移相等，则可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，则由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落高度最小，而碰后入射球速度最小，其下落高度最大，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A点由静止释放，m1的落点在图中的P点，而碰后入射球落到M点；(3) 根据平抛运动规律可知，下落时间 ，则可知，速度 ，则可解得：
若满足动量守恒，则一定有： ，联立解得：
若满足机械能守恒，则有： ，联立解得： ．
【分析】（1）保证 m1>m2，是为了保证两球碰撞后都向右运动；
（2）小球A与小球B碰撞后，小球A的速度会减小，相同时间内水平移动的距离会减小；
（3）两个小球碰撞时遵循动量守恒定律，即m1v1=m1v1′+m2v2′，利用运动学公式表示出速度v，再化简即可。
12．（2019·湖北模拟）为了精密测量一圆柱形导体材料的电阻率：
（1）如图甲所示，先用多用电表×10Ω挡粗测其电阻为 Ω，然后用螺旋测微器测其直径d为 mm，游标卡尺测其长度l为 cm。
（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：
A．电流表(量程15mA，内阻未知)
B．电流表(量程0.6A，内阻未知)
C．电阻箱(最大电阻99.99Ω)
D．电阻箱(最大电阻999.99Ω)
E．电源(电动势3V，内阻1Ω)
F．单刀单掷开关2只
G．导线若干
乙同学设计的电路图如图所示，现按照如下实验步骤完成实验：
①调节电阻箱，使电阻箱到最大值，仅闭合S1再次调节电阻箱有合适的阻值R1使电流表有较大的偏转且读数为I；
②调节电阻箱至最大值，保持开关S1闭合，开关S2闭合，再次调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I。
a．根据实验步骤和实验器材可知，电流表应选 ，电阻箱应选择 。(填器材前字母)
b．根据实验步骤可知，待测电阻Rx= 该材料的电阻率 = (用题目所给测量数据表示)。
（3）利用以上实验电路，闭合S1、S2调节电阻箱R，可测出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了 图象如图所示。若图象中纵轴截距为1A，则电流表内阻RA= Ω。
【答案】（1）180；2.095（2.093 2.098 均对）；5.015
（2）A；D；；
（3）2
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)由图可知，该电阻的阻值约为18.0×10 =180 ，螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，所以最终读数为：2.0mm+0.448mm=2.096mm，
游标卡尺主尺读数为：5cm，游标上的读数为： ，所以游标卡尺读数为：5.015cm；(2)a. 根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为： ，如果电流表选B，则读数误差太大，故电流表应选A；电源电动势为3V，电流表量程为15mA=0.015A，由欧姆定律： 知，电路中的最小电阻应为： ，所以电阻箱应选D；
b. 根据闭合电路欧姆定律，S2断开时有：
S2闭合时有：
联立解得：
由电阻定律有： ，解得： ；(3) S闭合后，由闭合电路欧姆定律可知： ，则有： 则可知图象的纵轴的交点为： ，解得： 。
【分析】（1）明确螺旋测微器每一个小格代表的数值，并且在最后的读数时注意估读即可；明确游标卡尺的读数规则进行读数即可；读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
（2） a 在量程允许的情况下选择小量程的电表即可；
（2） b （3）对整个回路应用闭合电路欧姆定律，结合图像的横纵坐标变形求解斜率和截距的意义，进而求解电阻的阻值，利用电阻公式求解电阻率即可。
四、解答题
13．（2020高二下·泸县月考）如图所示，传送带水平部分的长度 ＝4.5m，在电动机带动下匀速运行．质量M＝0.49kg的木块（可视为质点）静止在传送带左端的光滑平台上．质量为m＝10g的子弹以v0＝50m/s的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢中心点Q．已知木块与传送带间的动摩擦因数m＝0.5，P点与车底板间的竖直记度H＝1.8m，与车厢底板中心点Q的水平距离x＝1.2m，取g＝10m/s2，求：
（1）木块从传送带左端到达右端的时间；
（2）由于传送木块，电动机多消耗的电能．
【答案】（1）解：传送带的的速度等于木块运动到 点后做平抛运动，得：
竖直方向： ，
解出抛出速度：
子弹打入木块过程中，由动量守恒定律得： ，
木块沿传送带加速运动，由牛顿第二定律得：
加速至 的位移：
加速运动的时间：
之后随传送到向右匀速运动，匀速运动时间：
木块从传送带左端到达右端的时间：
（2）解：根据功能关系，电动机多做的功，等于该过程煤块动能的增量 与煤块与皮带由于摩擦生热而产生的内能 之和，即
其中：
解得：
产生的热量为： （ 带-块）
联立可得：
【知识点】传送带模型
【解析】【分析】对于皮带类的问题要讨论在皮带上是否能达到共速这样的条件，然后在结合运动学公式求解即可．
14．（2019·湖北模拟）如图所示中 和 为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里．导轨的 段与 段是竖直的，距离为 ； 段与 段也是竖直的，距离为 ． 和 为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触．两杆与导轨构成的回路的总电阻为R．F为作用于金属杆 上的竖直向上的恒力．已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路上的热功率．
【答案】解：设金属杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少．由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小
回路中的电流 方向沿着顺时针方向
两金属杆都要受到安培力的作用，作用于杆x1y1的安培力为 ，方向向上；作用于杆x2y2的安培力为 ，方向向下．当金属杆作匀速运动时，根据牛顿第二定律有
解以上各式，得
作用于两杆的重力的功率
电阻上的热功率
【知识点】安培力；电功率和电功；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】结合导体棒初末状态的速度，对导体棒的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量。
15．（2019·湖北模拟）如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm.右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg).问：
①将阀门K打开后，A室的体积变成多少
②打开阀门K后，将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K，U形管内两边水银面的高度差各为多少
【答案】解：①阀门K未打开时， ， （ 是外界大气压） 阀门K打开后： ， 根据玻意耳定律得 ， 代入得 ，得 ； ②打开阀门K后将容器内的气体时，A室气体先发生等压变化． 设等压变化过程，最终活塞C到最右边时温度为T 则 对A有： ， 代入得 解得： ，说明加热到 时活塞不会到最右端，所以水银柱高度差为0； 加热到 ，C滑到最右端，从 A室气体发生等容变化． 对A： 代入得： 解得 故U形管内两边水银面的高度差为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）气体做等温变化，结合气体初状态和末状态的压强和体积，利用波意尔定律列方程求解末状态的压强即可；
（2）气体做等压变化，结合气体初状态和末状态的体积和温度，利用盖—吕萨克定律列方程求解末状态的温度，然后气体做等容变化，结合气体初状态和末状态的压强和温度，利用查理定律列方程求解末状态的温度即可。
16．（2019·湖北模拟）某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点， ，半径为R的半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n1= ，透明物质Ⅱ的折射率为n2．一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全发射，再从BC边上的Q点垂直射出BC边，已知真空中光速为c，求：
①该透明物质Ⅱ的折射率n2；
②光从P传到Q所用时间（结果可用根式表示）；
【答案】解：①由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC'面从棱镜射出，光路图如下图.
设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知
，
②介质I中光速 ，
介质中用时 ，
介质II中光速 ，
又由于 ， ，
介质II中用时 ，
P到Q用时
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）通过几何关系求出光的入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率；
（2）利用几何关系求出光在介质中的路径长度，再除以光在介质中的传播速度即可。
