2013—2014学年河南省焦作市高三第一次模拟考试理综物理试卷与答案（带解析）.doc

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1、20132014 学年河南省焦作市高三第一次模拟考试理综物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列关于物理学问题研究方法表述不正确的是 A伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，应用了演绎推理法 B用点电荷代替带电体，应用的是假设法 C在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用的是微元法 D库仑在用扭秤装置研究电荷之间相互作用力的规律时采用了微量放大的方法 答案： B 试题分析：伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，只能从试验中得出阻力越小，滑行越远的结论，没有阻力存在的情况实验中并不存在，是推理得出的，选项 A对。当带电体的大小对静电力的影响可以忽略不计时，可以把带电体看做点

2、电荷，不考虑其大小，此为理想模型法，选项 B错。在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，把速度时间图像分成时间很短的一小段，认为速度近似没有变化，作为匀速直线运动处理，最终累加而推导出位移公式，是微元法选项 C对。由于点电荷之间库仑力 ，利用扭秤装置通过 2次放大而探究出库仑定律，归功于微量 放大法，选项 D对。 考点：物理学研究方法 （ 9分） P、 Q是一列沿 x轴传播的简谐横波中的两质点，水平间距为 x20cm，从某时刻开始计时，两质点的振动图象如图所示，则： （ i）根据图象，请写出做简谐振动的质点 Q的位移（ y）与时间（ t）的函数关系式； （ ii）如果 Q点比 P点

3、距离波源近，且 P与 Q之间水平距离大于 1个波长，小于 2个波长，求该简谐横波的传播速度 v。 答案：（ i） （ ii） 试题分析：（ i）从振动图可知，振幅 ，周期 ，结合 时 Q在平衡位置向下振动 对质点 Q： （ ii）根据振动图像， P和 Q振 动步调相差 周期，那么根据 P和 Q之间水平距离大于 1个波长，小于 2个波长可知 带入计算得波长 传播速度 考点：机械振动 机械波 如图所示，相距为 L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，两根质量均为 m，电阻都为 R，与导轨间的动摩

4、擦因数都为 的相同金属棒 MN、 EF垂直放在导轨上。现在给金属棒 MN施加一水平向左的作用力 F，使金属棒 MN从静止开始以加速度 a做匀加速直线运动，若重力加速度为 g，导轨电阻不计，最 大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是 A从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开始运动经历的时间为 t B若从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开始运动经历的时间为 T，则此过程中流过电阻 R的电荷量为 q= C若从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开始运动经历的时间为 T，则金属棒EF开始运动时，水平拉力 F的瞬时功率为 P（ ma mg） aT D从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开始运动的

5、过程中，两金属棒的发热量相等 答案： AB 试题分析： MN匀加速运动，切割磁感线，产生感应电动势 ，此时 EF和定值电阻 R并联构成外电路，并联电阻为 ,电源内阻为 ，路端电压即 EF的电压 ，经过 EF的电流 ,受到安培力,当 EF开始运动时， ，求得时间 ，选项 A对。若从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开始运动经历的时间为 T，则MN移动的位移为 ，通过整个电路的电荷量， EF和定值电阻并联，电阻相等，所以流过电阻 R的电荷量 选项 B对。 EF开始运动时，经过 MN的电流为 ，受到安培力 ，根据牛顿第二定律 ，得拉力 ，瞬时功率为，选项 C错。从金属棒 MN开始运动到金属棒 EF开

6、始运动的过程中， MN电流为干路电流，而 FE电流为支 路电流，电流不等高，虽然电阻相等，时间相等，产生热量不等，选项 D错。 考点：电磁感应定律 安培力做功 北京时间 2013年 12月 2日凌晨 1时 30分，我国自行研制的常娥三号月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空，并已于 14日 21时 11分成功实施软着陆，这标志着我国成为世界第三个实现地外天体软着陆的国家，图示是常娥三号飞行的轨道示意图，变轨过程是先从地月转移轨道经过修正进入环月圆轨道，然后再通过近月制动进入环月椭圆轨道，则以下说法正确的是 A常娥三号从地月转移轨道修正进入环月圆轨道过程中机械能守恒 B常娥 三号在环月圆轨道和环月

7、椭圆轨道上运行时，在切点 P处的加速度 a相同 C常娥三号在环月圆轨道上运行的周期比在环月椭圆轨道运行的周期大 D常娥三号近月制动完毕关闭发动机后，向近月点运行的过程中，势能减少，动能增加，机械能增加 答案： BC 试题分析：按照地月转移轨道经过 P点时相对圆周为离心运动，万有引力小于向心力，如果 要变为圆周运动的话， P 点万有引力等于向心力，而同样是 P 点，万有引力不变，所以要进入圆轨道必须减速制动，有外力做功，机械能不守恒，选项 A错。常娥三号在环月圆轨道和环月椭圆轨道上运行时，在切点 P处受到的万有引力相同，质量相同，所以加速度相同，选项 B对。根据开普勒第三定律 ，椭圆轨道半长轴小

8、，所以周期短，选项 C对。常娥三号近月制动完毕关闭发动机后，向近月点运行的过程中只有引力做功，所以机械能守恒，选项 D错。 考点：万有引力与航天 某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速 n匀速转动时，电压表示数是 U1，额定电压为 U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为 P，手摇发电机的线圈电阻是 r，导线电阻忽略不计，则有 A电流表的示数是是 B变压器的原副线 圈的匝数比是 U1 ： U2 C手摇发电机线圈电阻的发热功率为 D手摇发电机的线圈中产生的电动势的有效值为 U1 r 答案： BD 试题分析：理想变压器原副线圈匝数比等于电压比，电压

9、表测原线圈电压即为，副线圈只有一个灯泡正常发光，所以副线圈电压等于灯泡额定电压 ，所以 ，选项 B对。副线圈电流 ，原副线圈电流与匝数成反比，所以有 ,求得电流表示数即 ，选项 A错。手摇发电机线圈电阻的发热功率 ，线圈电阻两端的电压并不是 ，选项 C 错。手摇发电机的线圈中产生的电动势的有效值为 ,选项 D对。 考点：理想变压器 真空中有一静电场，其在 x轴正半轴的电势 随 x变化的关系如图所示，则根据图象可知 A R处的电场强度 E 0 B若试探电荷从 x1处移到 x2处，电场力不一定做正功 C x1处与 x2处的电场强度方向相反 D该电场有可能是处在 O点的正的点电荷激发产生的 答案：

10、B 试题分析： 图像的斜率即 ，根据图像判断 R处的斜率并不等于0，所以电场强度 ，选项 A错。从 x1处移到 x2处电势逐渐降低，说明沿电场线移动，不管是正的试探电荷还是负的试探电荷，电场力都会做功，正电荷沿电场线移动电场力做正功，负电荷沿电场线移动电场力做负功选项 B对。沿电场线方向电场线逐渐降低，所以电场线沿 x轴正向， x1处与 x2处的电场强度方向相同，选项 C错。由于电场线直线 x轴正向，而且斜率即电场强度先增大后减小，而处在 O点的正的点电荷激发产生的电场沿 x轴电场强度逐渐减小，选项 D错。 考点：电势与电场线的关系 水平抛出的小球， t秒末的速度方向与水平方向的夹角为 ,t

11、秒内位移方向与水平方向的夹角为 ，重力加速度为 g，忽略空气阻力，则小球初速度的大小可表示为 A B C D 答案： A 试题分析：平抛运动水平为匀速直线运动，水平速度恒为 ， 竖直为自由落体运动，竖直速度 ，位移 。根据速度的合成，有 ，t 秒内水平位移 ，竖直位移 根据位移的合成有，结合选项 ，即可得 ，选项 A对。 考点：平抛运动 如图所示，在竖直平面内有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点， O点恰好是下半圆的圆心，现在有三条光滑轨道 AB、 CD、 EF，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上，三轨道都经过切点 O，轨道与竖直线的夹角关系为 ，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止

12、下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为 A tAB tCD tEF B tAB tCD tEF C tAB tCD tEF， D无法确定 答案： A 试题分析：设上面圆的半径为 R，下面圆的半径为 r。分析轨道 EF，轨道 EF长度为 ，滑块沿 EF下滑的加速度受力分析可知 ，运动时间 ，轨道与竖直方向的夹角越小，时间越短，根据 判断 ,对照选项 A对。 考点：匀变速直线运动 牛顿运动定律 2012年 6月 27日，蛟龙号载人潜水器再次刷新 “中国深度 ” 下潜 7062米，这标志着中国具备了载人到达全球 99 8以上海洋深处进行作业的能力。2013年 69 月，蛟龙号开

13、启首次试验性应用航次，成功带着多位科学家完成多次下潜任务。假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面 10min内全过程的深度曲线和速度图象如图所示，则有 A 34min 时间段内深潜器正在上浮 B 68min 时间段内深潜器处于失重状态 C深度曲线图中 h3代表本次下潜最大深度，应为 360m D全过程中最大加速度 是 0 025m s2. 答案： C 试题分析：根据深度图像可知，从开始下潜深度即为负值，说明深度向下为负，向上为正。 34min 时间段内，负向的深度逐渐增加说明在下潜，选项 A错。68min 时间段内负向深度逐渐减小，说明在上升，根据速度时间图像

14、，向上的速度逐渐变大，即向上加速，加速度向上，属于超重，选项 B错。深度曲线图中 h3是负向最大位移，即最大下潜深度，即前四分钟的位移时间图像面积，计算得 ，选项 C对。速度时间图像斜率代表加速度，斜率最大为 34min ，加速度最大为 ，选项 D错。 考点：速度时间图像 （ 6分）下列说法正确的是 _（填正确答案：标号。选对 1个得 3分，选对 2个得 4分，选对 3个得 6分。每选错 1个扣 3分，最低得分为 0分） A对于一定质量的理想气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大 B对于一定质量的理想气体，当温度升高时，气体分子的平均动能增加 C空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方

15、向性 D分子势能随着分子距离的增大，逐渐减小 E一定质量理想气体对外做功，内能不一定减少，但密度一定减小 答案： ABE 试题分析：根据理想气体状态方程 ,体积不变，温度越高，则压强越大，选项 A对。温度升高，气体分子平均动能增加，选项 B对。热传递的方向性指的是自发的，热量不能自发的从低温传给高温，选项 C错。分子势能的变化要看分子力做功，若分子力表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，选项 D错。改变内能的方式有做功和热传递两种，所以对外做功，内能不一定减少，但体积变大，密度减小，选项 E对。 考点：分子热运动 实验

16、题 （ 8分）要精确测量一个直流电源的电动势和内电阻，给定下列实验器材： A待 测电源（电动势约 4 5V，内阻约 2） B电流表 A1（量程 0 6A，内阻为 1） C电压表 V1（量程 15V，内阻为 3k） D电压表 V2（量程 3V，内阻为 2k） E定值电阻 R1 500 F定值电阻 R2 1000) G滑动变阻器 R（阻值范围 0 20） H开关及导线 （ 1）该实验中电压表应选 _（填选项前面的序号），定值电阻应选_（填选项前面的序号）。 （ 2）在方框中画出实验电路图。 （ 3）若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为 U，电流表读数为 ，从理论上分析，电源电动势 E和

17、内电阻 r间的关系式应为 E _。 答案：（ 1） D F (2)电路图见下 （ 3）电流表外接 电流表内接 试题分析：（ 1）电源电动势约为 4.5v，还不到电压表 V1量程的三分之一，指针偏转太少，读数不准，所以选择 D项电压表 V2 。虽然电压表 V2 量程小，但知道电压表内阻，可以作为电流表，串联电阻改装为大量程电压表。若与 串联构成新电压表，则量程为 仍然小于电源电动势，若与 串联，则量程为 ，接近电源量程所以定值电阻选择 。 （ 2）测量电源电动势和内电阻，需要测量路端电压和干路电流，而要改变路端电压来测量多组数据，需要滑动变阻器来改变电路电阻。注意电压表并联定值电阻后为新量程电压

18、表。由于电流表内阻已知，所以既可以内接也可以外接，电路图见答案：。 （ 3）电压表读数为 U，电流表读数为 ，若电流表为外接，则，整理即 ，若电流表内接，则 ，整理即 。 .考点：测量电源电动势和内阻实验设计探究 （ 7分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块 A和 B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮， B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器。用天平 测出 A、 B两物块的质量 mA 300g、 mB 100g， mA从高处由静止开始下落， mB拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点，每

19、相邻两计数点间还有 4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为 T 0 02s，则 （ 1）在打点 0 5过程中系统动能的增量 EK _J，系统势能的减小量 EP _J，由此得出的结论是 _；（重力加速度 g取 9 8m s2，结果保留三位有效数字） （ 2）用 v表示物块 A的速度， h表示物块 A下落的高度。若某同学作出 -h图像如图，可求出当地的重力加速度 g _ m s2。 答案：（ 1） 在误差允许的范围内， 和 组成的系统机械能守恒 （ 2） 试题分析：（ 1）在打点 0 5过程中系统动能的增量 ，而点 5是点 4和 6的中间时刻，匀变速直线运动中间时刻

20、瞬时速度等于平均速度，所以 ，代入数据可得。此过程， A的重力势能减少， B的重力势能增加，系统减少的重力势能。减少的重力势能与增加的动能接近，所以在误差允许的范围 内， 和 组成的系统机械能守恒。 （ 2）根据机械能守恒则有 ，代入数据整理得，即 ，丙图中图像斜率 。重力加速度考点：验证机械能守恒实验探究 填空题 （ 6分）彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。形成示意图如图所示，一束白光 L由左侧射入雨滴， a、 b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光（ a、 b是单色光）。下列关于 a光与 b光的说法中正确的是 _（填

21、正确答案：标号。选对 1个得 3分，选对 2个得 4分，选对 3个得 6分。每选错 1个 扣 3分，最低得分为 0分） A雨滴对 a光的折射率大于对 b光的折射率 B a光在雨滴中的传播速度小于 b光在雨滴中的传播速度 C用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验， a光条纹间距大于 b光条纹间距 D a光、 b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长 E若 a光、 b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若 b光能够发生全反射，则 a光也一定能够发生全反射 答案： ABE 试题分析：从光的折射光路可知， a光折射率大，即 ，选项 A对。根据，折射率越大，介质中传播速度越小，即 a光

22、在水珠中传播速度小，选项B对。折射率越大，频率越高，波长越短，即 a光波长短，双缝干涉实验，波长越长条纹间距越宽 ，所以 a光双缝干涉条纹间距窄，选项 C错。光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入水珠，传播速度变小，所以波长变小，选项 D错。光线从介质到空气，发生全反射的临界角 ，即a光全反射的临界角小，当 b光能够发生全反射时，已经超过了 a光的临界角，a光也一定能够发生全反射，选项 E对。 考点：折射 （ 6分）如图为氢原子的能级图，大量处于 n 5激发态的氢原子跃迁时，可能发出 _种能量不同的 光子，其中频率最大的光子能量为_eV，若用此光照射到逸出功为 3 26eV的光电管上

23、，则加在该光电管上的反向遏止电压为 _V。 答案： 13.06 9.80 试题分析：大量氢原子从 n 5激发态跃迁，最终都会跃迁到 n 1的基态，但路径不同，辐射出的光子能量不同，可能辐射出的光子能量共计 种。频率最大的光子即能极差最大时辐射出的光子，即从 n 5直接跃迁到 n 1，辐射光子能量 。若用此光照射到逸出功为3 26eV的光电管上，逸出光电子最大初动能。要遏制具有最大初动能的光子，所需要的 反向遏止电压 考点：氢原子能级结构 计算题 （ 14分）如图所示，水平轨道 AB与竖直轨道 CD用一光滑的半径 R0 5m的 圆弧 BC平滑连接，现有一物块从竖直轨道上的 Q点由静止开始释放，已

24、知 QC间的长度 R 0 5m，物块的质量 m 0 2kg，物块与 AB和 CD轨道间的动摩擦因数均为 0 5，重力加速度 g取 10m s2，求； （ 1）物块下滑到水平面后，距离 B点的最远距离 s为多少 （ 2）若整个空间存在一水平向右的匀强电场，电场强度 E 1 0106V m，并使物块带电，带电量为 q 2 010-6C，所有接 触面均绝缘，现使带电物块从水平面上的 P点由静止开始释放（ P点未在图中标出），要想使物块刚好能通过 Q点， PB间的长度 L为多少 （ 3）在符合第二问的基础上，物块到达圆弧上 C点时，对轨道的压力大小 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1

25、）物块从 Q点下滑经过 C点的过程虽然有摩擦因数，但是没有压力，所以没有摩擦力。 经过 B点后沿水平轨道运动，设距离 B点的最远距离为 S，根据动能定理有 整理得 （ 2）物块刚好能通过 Q点即 ，物块从 P点到 Q点过程，根据动能定理 整理得 （ 3）物块从 A点到 C点，根据动能定理有在 C点，径向的电场力和轨道弹力的合力提供向心力，即 联立解得 根据牛顿第三定律，物体对轨道压力大小为 。 考点：动能定理 电场力做功 （ 18分）在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小为 B 0 1T，方向垂直于 xOy平面向里，在坐标原点 O处有一正离子放射源，放射出的正离

26、子的比荷都为 1106C kg，且速度方向与磁场方向垂直。若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计。 （ 1）如图甲所示，若第一象限存在直角三角形 AOC的有界磁场， OAC 30，AO边的长度 l 0 3m，正离子从 O点沿 x轴正方向以某一速度射入，要使离子恰好能从 AC边射出，求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间。 （ 2）如图乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场，正离子放射源放射出不同速度的离子，所有正离子入射磁场的方向均沿 x轴正方向，且最大速度 vm 4 010 4m s，为保证所有离子离开磁场的时候，速度方向都沿 y轴正方向，试求磁场的最小面积，并在图乙中画出

27、它的形状。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）正粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子刚好从 AC边 上的 D点射出时，即轨迹与 AC相切与 D点。如图甲所示，粒子轨迹圆的圆心为 ，轨迹半径为 有几何关系可得 得 洛伦兹力提供向心力： 得 恰好从 D点射出时，粒子转过的圆心角 圆周运动的周期 粒子在磁场中运动时间 （ 2）所以粒子进入磁场后都沿逆时针做匀速圆周运动，入射速度沿 x轴正向，出射方向沿 y轴正方向，速度偏向角 ，而且所有粒子圆周运动圆心都在 y轴正方向上。满足要求的最小磁场区域如下图所示 根据洛伦兹力提供向心力 整理得圆周运动的最大半径 所有磁场区域的最小面积为 考点：带电粒子

28、在磁场中的运动 （ 9分）如图所示，一竖直放置的绝热气缸，内壁竖直， 顶部水平，并且顶部安装有体积可以忽略的电热丝，在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体，气体的温度为 T0，绝热活塞的质量为 m，横截面积为 S0。若通过电热丝缓慢加热，使得绝热活塞由与气缸底部相距 h的位置下滑至 2h的位置，此过程中电热丝放出的热量为 Q，已知外界大气压强为 p0，重力加速度为 g，并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用，求： （ i）在活塞下滑过程中，缸内气体温度的增加量 T； （ ii）在活塞下滑过程中，缸内气体内能的增加量 U。 答案：（ i） （ ii） 试题分析：（ i）有盖

29、吕萨克定律得 整理得 ，温度增加量（ ii）气体在等压变化过程中，活塞受力平衡 气体对活塞做功 根据热力学第一定律 在活塞下滑过程中，缸内气体内能的增加量 考点：理想气体状态方程 热力学定律 （ 9分）如图所示，两个木块的质量分别为 m1 2kg、 m2 1kg，中间用轻弹簧相连接，放在光滑的水平面上，且 m1左侧靠一固定竖直挡板，弹簧处于自然伸长状态。某一瞬间敲击木块 m2使其获得 3m s的水平向左速度，木块 m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回，弹回时带动木块 m1运动。求： （ i）当弹簧拉伸到最长时，弹簧的最大弹性势能是多少 （ ii）在以后的运动过程中，木块 m1速度的最大值为多少 答案：（ i） （ ii） 试题分析：（ i）木块 被被弹回后，在弹簧第一次恢复原长后带动 运动， 在弹簧第一次恢复原长时，设 速度为 ，根据机械能守恒， 当 和 速度相等时，弹簧最长，弹性势能最大 根据动量守恒定律 解得 根据能量守恒可得最大弹性势能 （ ii）当弹簧再次恢复原长时， 获得速度最大，设 速度为 ， 速度为 由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 考点：动量守恒定律 能量守恒