1、2013届天津市南开区高三第二次模拟考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列叙述中符合物理学史实的有 A托马斯 杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有粒子性 B卢瑟福通过 “a粒子散射实验 ”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的 C麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波 D贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构学说 答案： C 试题分析：托马斯 杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性；卢瑟福通过 “a粒子散射实验 ”的研究，确定了原子的核式结构理论；麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波；贝克勒尔发现了天然放射现象。选项 C正确。 考点：此题考查了物理学
2、史。 如图所示， C为中间插有电介质的电容器， a和 b为其两极板 ,a板接地。 P和 Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球， P板与b板用导线相连， Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在 b板带电后，悬线偏转了角度 。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是 A缩小 a， b间的距离 B加大 a， b间的距离 C取出 a， b两极板间的电介质 D换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 答案： BC 试题分析：因为 PQ 间的电压等于 ab间的电压，所以要想使得悬线的偏角变大，只需增大 ab间的电压即可。而根据 ，当 Q一定时，只需减小电容器的电容，根据 ，可知加大 a，
3、 b间的距离和取出 a， b两极板间的电介质，均可达到此目的。选项 BC正确。 考点：电容器的决定式 及定义式 。 如图所示，直线 I为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线 II为某一电阻 R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻 R相连组成闭合电路。由图象可知 A电源的电动势为 3V，内阻为 0.5 B电阻 R的阻值为 1 C电源的输出功率为 2W D电源的效率约为 66.70% 答案： ABD 试题分析：由图线 可读出电源电动势为 3V，内阻为 0.5 ；图线 可算出电阻 R的阻值为 1 ；电源的输出功率为 2W ;电源的效率为。选项 ABD正确。 考点：此题考查电源的 U-I图线及电阻的
4、 U-I线；电源的输出功率及电源的效率。 将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动。用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是 A摆线碰到障碍物前后的周期之比为 3:2 B摆线碰到障碍物前后的摆长之比为 3： 2 C摆球经过最低点时，线速度变小，半径减小，摆线张力变大 D摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变 答案： A 试题分析：根据闪频照片可看出，摆球在两个四分之一周期内的时间间隔分别为 9次和 6次，所以摆线碰到障碍物前后的周期之比为 3:2；根据 可知，摆线碰到障碍物前后的摆长之比为 ; 摆球
5、经过最低点时，线速度不变，半径减小，角速度变大，根据则摆线张力变大。选项 A正确。 考点：单摆周期公式及牛顿定律。 如 图所示为氢原子的能级图， a、 b、 c为氢原子跃迁时可能发出的三种波长的光，在下列氢原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是 答案： C 试题分析：根据玻尔理论及跃迁图可知，三种光的能量关系是 ，根据，则 。选项 C正确。 考点：玻尔理论及光子的能量。 一束光从空气射向折射率 的某种玻璃的表面，如图所示。 代表入射角，则 A当 时会发生全反射现象 B无论入射角 是多大，折射角 都不会超过 C当入射角 时，折射角 D当入射角 时，反射光线与折射光线垂直 答案
6、： B 试题分析：因为光线是从空气设向玻璃，所以不可能发生全反射；由于所以 ，所以只有当入射角达到 900时，折射角才等于 450，所以无论入射角 是多大，折射角 都不会超过 ；当入射角 时，则，解得 ；当入射角 时，则 sin= sin300,所以反射光线与折射光线的夹角小于 900。选项 B正确。 考点：此题考查光的折射定律及全发射。 如图所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑， 斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力 A等于零 B不为零，方向向右 C不为零，方向向左 D不为零， 较大时方向向左， 较小时方向向右 答案： A 试题分析：因为物块沿斜面匀速下滑，根据
7、牛顿第一定律，它与物块在斜面上静止时等效的，由物块和斜面的整体受力分析可知，地面对斜劈没有摩擦力作用。 考点：整体法的应用及牛顿第一定律。 实验题 在练习使用多用表的实验中，某同学连接的电路如图所示。 若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键 S，此时测得的是通过_的电流； 若断开电路中的电键 S，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是_的电阻； 若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键 S，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是 _两端的电压； 在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若 ( ) A双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 B测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，则必
8、须减小倍率，重新调零后再进行测量 C选择 “l0”倍率测量时发现指针位于 20与 30 正中间，则测量值等于 250 D欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大 答案： R1 R1R2串联 R2 D 试题分析： 根据电路结构可看出，若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键 S，此时测得的是通过 R1的电流； 若断开电路中的电键 S，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是 R1R2串联的总电阻；若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键 S，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是 R2两端的电压； 双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小，因为人体是导体；测量时
9、发现指针向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新调零后再进行测量；由于欧姆表的刻度盘不是均匀的，选择 “l0”倍率测量时发现指针位于 20与 30 正中间，则测量值小于 250 ；欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大。选项 D正确， 考点：万用表的使用。 某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线 MN、 PQ，并测出间距 d。开始时将木板置于 MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数 ，以此表
10、示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧 秤的示数 ，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到 PQ处的 时间 t。 木板的加速度可以用 d、 t表示为 a=_； 改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 a与弹簧秤示数的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是 _； 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 _。 A可以改变滑动摩擦力的大小 B可以更方便地获取多组实验数据 C可以比较精确地测出摩擦力的大小 D可以获得更大的加速度以提高实验精度 答案： C BC 试题分析： 根据 可解得 ； 当瓶内水的重量到某一值时才能拉动木板加速运动，随着水的质量的增加弹
11、簧秤的读数将小于水的重力，所以图线将弯曲，所以选项 C正确。 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦力的大小。选项 BC 正确。 考点：此题考查验证牛顿第二定律的实验。 填空题 如图为 “电流天平 ”，可用于测定磁感应强度。在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数 n=5匝，底边 cd长 L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直。当线圈中通入如图方向的电 流 I=100mA时：调节砝码使天平平衡。若保持电流大小不变；使电流方向反向，则要在天平右盘加质量 m=8.2g的砝码，才能使天平再次平衡。则 cd边
12、所受的安培力大小为_N，磁场的磁感应强度 B的大小为 _T。 答案： 试题分析：由图可知， cd边受安培力向下，则 ，电流方向改变后，安培力方向变为向上，则 ，联立两式可得， ;cd边所受的安培力大小为考点：此题考查平衡知识及安培力的大小及方向的判断问题。 将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt 图像如图所示。以下判断正确的是 A前 3s内货物处于超重状态 B最后 2s内货物只受重力作用 C前 3s内与最后 2s内货物的平均速度相同 D第 3s末至第 5S末的过程中，货物的机械能守恒 答案： AC 试题分析：前 3s内货物向上做匀加速运动，所以处于超重状态；最后
13、2s内货物，做匀减速运动，所以货物除了受重力作用外还受到向上的拉力；前 3s内与最后 2s内货物的平均速度相同，均为 3m/s；第 3s末至第 5S末的过程中，货物匀速上升，机械能增大。选项 AC正确。 考点：运动图像、超重和失重及机械能守恒定律。 计算题 2007年 10月 24日，我国成功地发射了 “嫦娥一号 ”探月卫星。卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行 10次点火控制。前 4次点火，让卫星不断变轨加速，当卫星加速到 的速度时进入地月转移轨道向月球飞去。后 6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车，最终把卫星送入离月面 h=200km高的工作轨道（可视为匀速圆周运动）。已
14、知地球质量是月球质量的 81倍， ，卫星质量为 2350kg，地球表面重力加速度 ，引力恒量 。 (结果保留一位有效数字）求： (1)地球的质量。 (2)卫星从离开地球轨道进入地月转移 轨道最终稳定在离月球表面 h=200km的工作轨道上外力对它做了多少功？（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响） 答案： (1) (2) 试题分析：（ 1）根据 ，解得； （ 2）设卫星离月球 200km轨道时的速度为 v，由牛顿定律可知：，而 对卫星由动能定理可得 . 考点：此题考查万有引力定律、牛顿定律及动能定理。 如图甲所示，长、宽分别为 、 的矩形金属线框位于竖直平面内其匝数为 n，总电阻为 r，可绕其竖
15、直中心轴 转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、 D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻 R 相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度 B的大小随时间 t的变化关系如图乙所示，其中 、 和 均为已知。 在 的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直： 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 匀速转动。求： (1) 时间内通过电阻 R的电流的大小； (2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 R产生的热量 Q； (3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过 的过程中，通过电阻 R的电荷量 q。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析 ：（
16、 1） 0-t1时间内，线圈内产生的感应电动势 ；根据闭合电路欧姆定律，通过电阻 R的电流为 = 。 (2)线框产生的感应电动势的最大值 感应电动势的有效值 感应电流的有效值 转动一周的时间 在一个周期内电阻 R上产生的热量为 （ 3）线圈从图示位置转过 900时，线圈中产生的平均电动势为平均电流为 流过电阻 R的电量为 。 考点：此题考查法拉第电磁感应定律及交流电的最大值有效值及平均值的问题。 如图所示 :轻弹簧一端连于固定点 O，可在竖直平面内自由转动；另一端连接一带电小球 P，其质量 kg，电荷量 q=0.2C。将弹簧保持原长拉至水平后，以初速度 竖直向下射出小球 P，小球 P到达 O点
17、的正下方点时速度恰好水平，其大小 v=15m/s。若 、 相距 R=1.5m，小球 P在点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量 kg的静止绝缘小球 N相碰。碰后瞬间，小球 P脱离弹簧，小球 N脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场 E和垂直于纸面的磁感应强度 B=lT的匀强磁场。此后，小球 P在竖直平面内做半径 r=0.5m的匀速圆周运动。小球 P、 N均可视为质点，小球 P的电荷量保持不变，不计空气阻力，取 。则。 (1)判断小球 P所带电性，并说明理由。 (2)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹性势能变化了多少？ (3)请通过计算并比较相关物理量，判断小球 P、 N碰撞后能否在某一时刻
18、具有相同的速度。 答案：（ 1）正电（ 2） 2.05J（ 3）见 试题分析：（ 1） P带正电荷。由题给条件知， N碰后做平抛运动，小球 P在竖直面内做匀速圆周运动，故 P所受电场力和重力平衡， P带正电荷。 （ 2）设弹簧弹力做功为 W，有 ；代入数据可得：W=-2.05J , (3)设 P、 N碰后速度大小分别为 v1和 V，并令水平向右为正方向。由，解得 。 若 P、 N碰后 速度同向时： mv = mv1+MV；计算可得 V=1.25m/s v1,这种碰撞不能实现。则若 P、 N碰后速度方向必相反，有 mv = - mv1+MV，解得V=2.5m/s；设 PN速度相同时， N经过的时
19、间为 tN,P经过的时间为 tP,此时 N的速度 V1的方向与水平方向的夹角为 ，有 ，则 =600，gtN=V1sin=v1sin,代入数据得 ，对小球 P，其圆周运动的周期为 T，有：，即 ； P经过 tP时，对应的圆心角为 ，有 .当磁感应强度 B的方向垂直纸面向外时，若 P、 N的速度相同，由图可知有：，联立相关方程得： ，比较得： ,即在此情况下 P、 N的速度在同一时刻不可能相同；当磁感应强度 B的方向垂直纸面向外时 ,若 P、N 的速度相同，同样由图有： ，同上得 : ；比较得： ，即在此情况下， P、 N的速度在同一时刻也不可能相同。 考点：此题综合考查了复合场的问题，多方面考查了牛顿定律、动量守恒定律及能量守恒定律等知识，并且考查了平抛运动及圆周运动等物理模型。
