2013届天津市南开中学高三第四次月考物理试卷与答案（带解析）.doc

1、2013届天津市南开中学高三第四次月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图，矩形物体甲和丙在水平外力 F的作用下静止在乙物体上，物体乙静止在水平面上。现减小水平外力，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是 A物体乙对物体甲的摩擦力一定减小 B物体丙对物体甲的压力一定减小 C物体乙对地面的摩擦力一定减小 D物体丙对物体甲的摩擦力可能减小 答案： C 试题分析： A、如图对甲进行受力分析有： 所以，由于未知摩擦力的方向，故当 为正值时， F减小则 Ff增大，若 为负值即沿斜面向下时，当 F减小则 也减小；错误 B、对丙进行受力分析可知物体丙对甲的压力 ，与力 F无关；错误 C、把甲乙丙看成一个整体

2、，当 F减小时，根据静摩擦力大小的判断 ，可知，当 F减小时，地面给乙的摩擦力随之减小，使系统处于平衡状态； C正确 D、对丙进行受力分析，丙处于静止状态，物体丙对物体甲的摩擦力，与 F无关，大小不变；错误 故选 C 考点：共点力平衡 点评：正确的受力分析是解决问题的关键，三物体仍然静止，说明物体处于平衡状态，所受外力合力为 0，以甲乙丙整体为研究对象，当 F减小时，地面对整体的摩擦力亦减小再分别以甲、丙为研究对象即可 求解 如图（ a），一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力 F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，

3、拉力 F与物体位移 s的关系如图（ b）（ ），则下列结论正确的是 A物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B弹簧的劲度系数为 7.5N/cm C物体的质量为 3kg D物体的加速度大小为 5m/s2 答案： D 试题分析： A、物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长；错误 BCD、刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有 mg=kx 拉力 为 10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有 物体与弹簧分离后，拉力 为 30N，根据牛顿第二定律，有 代入数据解得 m=2kg k=5N/cm 故选 D 考点：胡克定律 点评：此类问题关键是要看懂图像和物体运动过程的关系，知道各个时刻

4、物体的受力情况，找到受力的特殊位置。 如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球 a、 b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为 N，球 b 所受细线的拉力为 F。剪断连接球 b的细线后，在球 b上升过程中地面受到的压力 A小于 N B等于 N C等于 N F D大于 N F 答案： D 试题分析：以箱子和 a合在一起为研究对象，设其质量为 M，剪断连接球 b的细线前，则 ，其中 表示 b对 a的库仑力；剪断连接球 b的细线后，则 ，又由于在球 b上升过程中库仑力变大（距离变近），所以 。 故选 D 考点：库仑定律 点评：本题也可以根据超重和失重的知识求解，开始对木箱和

5、ab 整体受力分析，支持力和总重力平衡，剪短细线后， b加速上升，整体处于超重状态，故支持力变大！ 在光滑水平桌面上有一边长为 l的正方形线框 abcd， bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域 efg，三角形腰长为 l，磁感应强度垂直桌面向下， abef在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力 F作用下向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流 i及拉力 F随时间 t的变化关系可能是（以逆时针方向为电流的正方向，时间单位为 l/v） 答案： BD 试题分析： AB、在 bc边向右运动 l的阶段，由楞次定律可知在线框内产生的电流为逆时针，电流 ；在 ad段进入磁场后电流方向为逆时针，

6、电流大小仍为 ； B正确 CD、由于线框匀速运动，所以 ，拉力与运动方向相同，符合的图像为 D图。 故选 BD 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系线框的电阻一定，感应电流与感应电动势成正比 如图所示，一个小球（视为质点）从 H 12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道 AB，进入半径 R 4m的竖直圆环，且圆环动摩擦因数处处相等，当到达环顶 C时，刚好对轨道压力为零；沿 CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为 h的 D点时的速度为零，则 h之值不可能为（ 10m/s2，所有高度均相对 B点而言）（ ） A 12

7、m B 10m C 8.5m D 7m 答案： ABD 试题分析：已知 C点小球对圆环无压力，由重力提供向心力，所以：小球在 C点的动能为： 小球从 A运动到 C，根据动能定理得： 把数据代入，得到： 所以小球从 A运动到 C，半个圆弧加上 AB段圆弧的摩擦力做功 再分析从 C点运动到 D点 根据动能定理得： 因为沿 BC弧运动的平均速度小于沿 AB弧运动平均速度，根据圆周运动向心力公式可知沿 BC弧运动的平均正压力小于沿 AB弧运动平均正压力， 故沿 BC弧运动的平均摩擦力小于沿 AB弧运动的平均摩擦力， 所以 因此 8m h 10m 故选 ABD 考点：竖直平面内的圆周运动 点评：本题要注

8、意小球在圆周轨道上克服摩擦力做功不相等，由于左面一半相同高度的位置的速度比右面相同位置的速度大，所以压力大，因此相同高度的位置左面的摩擦力比右面的大。 动能相同的 A、 B两球（ ）在光滑的水平面上相向运动，当两球相碰后，其中一球停止运动，则可判定（ ） A. 碰撞前 A球的速度小于 B球的速度 B. 碰撞前 A球的动量大于 B球的动量 C. 碰撞前后 A球的动量变化大于 B球的动量变化 D. 碰撞后， A球的速度一定为零， B球朝反方向运动 答案： ABD 试题分析： A、由 可知， A、 B两球 ，所以 ；正确 B、由 ，动能相同，由于 ，所以 ；正确 C、根据 ，两球间的作用力大小相等，

9、作用时间相同，所以动量变化相同；错误 D、由于 ，若碰后 B球速度为零，则 A、 B两球还会碰第二次，因此是A球的速度一定为零， B球朝反方向运动；正确 故选 ABD 考点：动量守恒定律 点评：熟练掌握 ，知道碰撞过程中的两球动量变化量大小相等方向相反，会根据已知条件判断两球碰撞后的运动状态。 一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图。粒子 q1的轨迹半径为 r1，粒子 q2的轨 迹半径为 r2，且 、分别是它们的带电量，则 A q1带负电、 q2带正电，比荷之比为 B q1带负电、 q2带正电，比荷之比为 C q1带正电、 q2带负电，比荷之比为 D q1带正

10、电、 q2带负电，比荷之比为 答案： C 试题分析： 向左偏， 向右偏，根据左手定则知， 带正电， 带负电根据半径公式 ，知荷质比 ， v与 B不变，所以荷质比之比等于半径之反比，所以 。 故选 C 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：本题中掌握左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向以及洛伦兹力方向是解题关键，还要掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式 如图，平行金属板中带电质点 P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 R4的滑片向 b端移动时，则（ ） A电压表读数减小 B电流表读数减小 C质点 P将向上运动 D R3上消耗 的功率逐渐增大 答案： A 试题

11、分析：由图可知， 与滑动变阻器 串联后与 并联后，再由 串连接在电源两端；电容器与 并联； AB、当滑片向 b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大；路端电压减小，同时 两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过 的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而 中电压增大，故电压表示数减小； A正确 C、因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动；错误 D、因 两端的电压减小，由 可知， 上消耗的功率减小；错误 故选 A 考点：电路的动态分析 点评：动态问

12、题分析思路总体来说是按照先部分后整体再部分的顺序，要充分利用电路中不变部分的电阻不变的特点，间接地讨论电路变化部分还要注意电源是有内阻的。 如图所示，真空中有 A、 B两个等量异种点电荷， O、 M、 N是 AB连线的垂线上的三个点，且 AO OB。一带正电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设 M、 N两点的场强大小分别为 、 ，电势分别为、 。下列判断中正确的是： A. 点电荷 B一定带正电 B. 小于 C. 大于 D. 此试探电荷在 M处的电势能小于在 N处的电势能 答案： AC 试题 分析： A、粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的一侧，所以该负电荷受到的电场力指向带正电的电荷

13、，所以 B点带的是正电；正确 BCD、 因为 AO OB，根据等量异种点电荷电场线及等势面分布特点可知，所以 小于 ， 小于 ，正电荷在 M处的电势能大于在 N处的电势能， C正确 故选 AC 考点：电势、电势能 点评：本题要求掌握住等量异种电荷的电场的分布的情况，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。 如图，将质量为 m 0.1kg的物体用 两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内，当升降机以 4m/s2的加速度加速向上运动时，上面弹簧对物体的拉力为0.4N；当升降机和物体都以 8m/s2的加速度向上

14、运动时，上面弹簧的拉力为 A 0.6N B 0.8N C 1.0N D 1.2N 答案： A 试题分析：当升降机以 的加速度加速向上运动时，设下面弹簧处于压缩，根据牛顿第二定律得， ， 当升降机和物体都以的加速度向上运动时，合力 ，根据牛顿第二定律知，两根弹簧作用在物体上的合力为 1.8N，则物块要下移，根据胡克定律，两根弹簧增加的弹力相等，开始 ， ，则每根弹簧增加 0.2N，所以上面弹簧的弹力为 0.6N 故选 A 考点：牛顿第二定律 点评：解决本题的关键掌握牛顿第二定律以及胡克定律，知道物体下移时，两根弹簧的形变量相等，弹力变化相等 一列沿 x轴负方向传播的简谐横波在某时刻（设该时间为

15、t 0时刻）的波形如图所示，在 0.7s末，质点 P恰好第二次到达波峰，则下列说法正确的是（ ） A该列波的传播速度是 10m/s B在 0.9s末，质点 Q第一次到达波峰 C如果 x 5m处就是波源，则它刚开始起振的方向是 y轴的正方向 D当质点 Q到达波峰时，质点 P到达波谷 答案： ABD 试题分析： A、由题意可知，这列波的波长为 4m，根据波传播的方向可知，质点 P开始向下振动，进过 第一次到达波峰，经过 第二次到达波峰，因此，波的周期为 T=0.4s，则波速为 ；正确 B、第一个波峰据 Q点距离为 9m，所以 ；正确 C、波传播时，最前端的质点的振动方向就是波源起振的方向，由图可知

16、这列波最前端的振动方向向下，即沿 y轴的负方向，所以波源起振的方向沿 y轴的负方向；错误 D、质点 P和质点 Q间沿传播方向的距离为 10m，相差 ，当质点 Q到达波峰时，质点 P到达波谷；正确 故选 ABD 考点：波长、频率和波速的关系；波的图象 点评：此类问题一般是找出波长和周期，根据波传播的方向判断出质点振动方向，根据各质点间的距离就可以判断出各质点的振动情况和位置。 如图，匝数为 100匝的矩形线圈 abcd处于磁感应强度 的水平匀强磁场中，线圈面积 S 0.5m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只

17、 “12V， 12W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是 A通过灯泡的交变电流的频率是 50Hz B变压器原、副线圈匝数之比为 10： 1 C矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120V D若将灯泡更换为 “12V， 24W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 答案： B 试题分析： A、由 可得 ；错误 BC、线圈的输出电压的最大值 ，变压器输入电压的有效值 ，由于灯泡正常发光，所以变压器的输出电压为 12V,所以 ； B正确 D、由于输出电压不变，所以输入电压不变，线圈的最大值不变，转速不变；错误 故选 B 考点：交流发电机；变压器 点评：交流发电机的电动势 ，由于是正弦式交流电，

18、所以电动势的有效值 ；变压器原副线圈匝数比等于电压比，输入功率等于输出功率。 在某星球表面以初速度 v0竖直上抛一个物体，若忽略其它力的影响，设物体只受该星球引力作用，该物体上升的最大高度为 h，已知该星球的直径为 d，万有引力恒量为 G，则可推算出这个星球的质量为（ ） A B C D 答案： B 试题分析：由 得 根据万有引力等于重力得： 由 解得： 故选 B 考点：万有引力定律及其应用 点评：根据竖直上抛运动，求出星球表面的重力加速度，根据万有引力等于重力求解这个星球的质量，重力加速度 g是联系星球表面的物体运动和天体运动的桥梁 2011年 11月 3日， “神舟八号 ”飞船与 “天宫一

19、号 ”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后 “天宫一号 ”经变轨升到更高的轨道，等待与 “神舟九号 ”交会对接。变轨前和变轨完成后 “天宫一号 ”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为 R1、 R2，线速度大小分别为 v1、 v2。则 等于 A B C D 答案： B 试题分析：根据飞船绕地球做圆周远动 可知 ，所以。 故选 B 考点：万有引力定律的应用 点评：绕地球做圆周运动的物体万有引力等于飞船做圆周运动的向心力，表达式有 ，根据所给条件选取合适的公式。 如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下。已知在下滑的过程中，金属块动能增加了

20、 12J，金属块克服摩擦力做功 8J，重力做功 24J，下列判断中正确的是 A金属块带负电 B金属块克服电场力做功 8J C金属块的机械能减少 12J D金属块的电势能减少 4J 答案： C 试题分析： BD、根据动能定理得： ，得电场力做功为，即电场力对金属块做负功 4.0J,电场力做功为 -4J，则金属块的电势能增加 4.0J；错误 A、金属块滑下的过程中电场力做负功，则电场力方向水平向右，与场强方向相同，则金属块带正电荷；错误 C、金属块的机械能减少量 ；正确 故选 C 考点：电场力与电势的性质 点评：本题考查对几对常见的功能关系的理解和掌握情况，其中，机械能的变化等于除了重力以外的力做

21、功，也等于重力势能的变化量与动能的变化量的差值。 填空题 质量为 m的汽车行驶在平直的公路上，在运动中所受阻力恒定。当汽车的加速度为 a、速度为 v时，发动机的功率是 P1，则当功率是 P2时，汽车行驶 的最大速率为 。 答案： 试题分析：由 和 可得，汽车受到的阻力 ，当功率是 时，汽车有最大速度时牵引力和阻力相等，所以 ，。 考点：汽车启动问题 点评：汽车加速行驶时满足关系 ，此时 ，当汽车的牵引力等于阻力时，汽车有最大速度。 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块的初动能为 E，它返回斜面底端的速度大小为 V，克服摩擦阻力做功为 E/2。若小物块冲上斜面的初动

22、能变为 2E，则返回斜面底端时的动能为 ；速度大小为 。 答案： E、 试题分析：以初动能为 E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得： ，设以初动能为 E冲上斜面的初速度为 V0，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为 ，加速度相同，根据 可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为 E以初动能为 2E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得： ，所以返回斜面底端时的动能为 E；由 得： 考点：动能定理的应用 点评：以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做的功也不同，根据速度关系找出位移关系

23、即可求 出结果。 正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为 k。导体框质量为 m、边长为 L，总电阻为 R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 ，导体框中感应电流做功的功率为 。 答案： ， 试题分析：由于线框各边受到的合力为零，所以线框受到的总合力为 F，根据牛顿第二定律可知加速度 ；线框的总电动势 ，导体框中感应电流做功的功率 。 考点：法拉第电磁感应定律 点评：在法拉第电磁感应定律中 ，其中 可以是 ，也可以是。 计算题 如图所示，一工件置于水平地面上，其 AB段为一半径 R 1.0m的光滑圆弧轨道， BC段为一长度

24、L 0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于 B点，整个轨道位于同一竖直平面内， P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块，其质量 m 0.2kg，与 BC间的动摩擦因数 0.4。工件质量 M 0.8kg，与地面间的动摩擦因数 。（取 g 10m/s2） （ 1）若工件固定，将物块由 P点无初速度释放，滑至 C点时恰好静止，求 P、C两点间的高度差 h。 （ 2）若将一水平恒力 F作用于工件，使物块在 P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加 速直线运动。 求 F的大小 当速度 v 5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至 BC段，求物块的落点与 B点间

25、的距离。 答案：（ 1） 0.2m（ 2） 8.5N 0.4m 试题分析：（ 1）物块从 P点下滑经 B点至 C点的整个过程，根据动能定理得 代入数据得 （ 2） 设物块的加速度大小为 a， P 点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为 ， 由几何关系可得 根据牛顿第二定律，对物体有 对工件和物体整体有 联立 式，代入数据得 设物体平抛 运动的时间为 t，水平位移为 ，物块落点与 B间的距离为 ，由运动学公式可得 联立 式，代入数据得 考点：动能定理；牛顿第二定律；平抛运动 点评：本题属于力学综合问题，重点要弄清楚各种情况下物块的受力情况以及运动情况，列出相应的关系式求解。 如图所示， xOy为空间

26、直角坐标系， PQ与 y轴正方向成 30角。在第四象限和第一象限的 xoQ区域存在磁感应强度为 B的匀强磁场，在 poy区域存在足够大的匀强电场，电场方向与 PQ平行，一个带电荷量为 q，质量为 m的带电粒子从 -y轴上的 A（ 0， -L）点，平行于 x轴方向射入匀强磁场，离开磁场时速度方向恰与 PQ垂直，粒子在匀强电场中经时间 t后再次经过 x轴，粒子重力忽略不计。求：（ 1）从粒子开始进入磁场到刚进入电场的时间 t； （ 2）匀强电场的电场强度 E的大小。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R，则 由几何关系得 联立得 又有 粒子在磁场中运

27、动时间 由 M到 做匀速直线运动的时间 所以粒子从开始进入磁场到刚进入电场的时间 联立以上各式得 （ 2 ）在电场中做类平抛运动 由几何关系得 联立得 把 30代入得 考点：带电粒子在组合场中的运动 点评：此类问题要求首先要分析粒子在各个区域内的运动情况，必要时画出粒子的运动轨迹图，了解图中的几何关系利用粒子在电场中偏转时的速度的合成与分解，解决粒子在电场中运动的相关问题；利用粒子在匀速圆周运动的半径和周期公式，结合洛伦兹力提供向心力可解答粒子在磁场中运动的相关问题。粒子从磁场边界以一定的角度射入只有一个边界的匀强磁场，当再次射出磁场时，速度与边界的夹角与原来的相等。 如图所示，一边长 L 0

28、.2m，质量 m1 0.5kg，电阻 R 0.1的正方形导体线框 abcd,与一质量为 m2 2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初 ad边距磁场下边界为 d1 0.8m，磁感应强度 B 2.5T，磁场宽度 d2 0.3m，物块放在倾角 53的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数 0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当 ad 边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（ g取 ， sin53 0.8， cos53 0.6）求： （ 1）线框 ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小 （ 2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小 （ 3）整 个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？ 答案：（ 1） 2m/s（ 2） 0.9J（ 3） 1.5J 试题分析：（ 1）由于线框匀速出磁场，则 对 有： 对 有： 又因为 联立可得： （ 2）从线框刚刚全部进入磁场到线框 ad边刚要离开磁场，由动能定理得 将速度 v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为所以此时线框的动能为 （ 3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得 将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为： 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：本题属于 电磁感应与力学和功能关系的综合，本题要正确受力分析，尤其是正确分析安培力的情况，然后分析清楚各个阶段运动情况及功能变化关系。