2014届湖北省武汉市新洲区高三上学期期末目标检测理科综合物理试卷与答案（带解析）.doc

1、2014届湖北省武汉市新洲区高三上学期期末目标检测理科综合物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法不正确的是 A法拉第最先引入 “场 ”的概念，并最早发现了电流的磁效应现象 B电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置 C在推导匀变速直线运动位移公式时 ,把整个运动过程划分成很多小段 ,每一小段近似看做匀速直线运动 ,然后把各小段的位移相加，这应用了 “微元法 ” D电场强度 和磁感应强度 都是用比值定义的物理量 答案： A 试题分析：法拉第最先引入 “场 ”的概念，但是是奥斯特首先发现了电流的磁效应， A错误；电源是将其他形式的能转化为电能的装置， B正确；计算匀变速直线运动的

2、位移时，将位移分成很多小段，每一小段的速度可近似认为相等，物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和，用的是微元法， C正确；电场强度和磁感应强度都是利用了比值法定义的， D正确，让选错误的，故选 A 考点：考查了物理学史和物理方法 如右图所示，自行车的小齿轮 A、大齿轮 B、后轮 C是相互关联的三个转动部分，且半径 RB 4RA、 RC 8RA，如图所示 .当自行车正常骑行时 A、 B、 C三轮边缘的向心加速度的大小之比 aA aB aC等于 A 1 1 8 B 4 1 4 C 4 1 32 D 1 2 4 答案： C 试题分析：小齿轮 A和大齿轮 B通过链条连接，线速度相等，即 ，小齿轮 A

3、和后轮 C同轴转动角速度相等，有 ，向心加速度 可判断，同时向心加速度 有可以判断，所以有 ， C正确。 考点：考查了角速度，线速度，向心加速度之间的关系 如下图所示，在光滑的水平面上有一个质量为 M的木板 B处于静止状态，现有一个质量为 m的木块 A从 B的左端以初速度 v0=3m/s开始水平向右滑动，已知 M m 用 和 分别表示木块 A和木板 B的图像，在木块 A从 B的左端滑到右端的过程中，下面关于二者速度 v随时间 t的变化图像，其中可能正确的是 答案： C 试题分析：对 AB受力分析如图所示， 质量为 m的木块受到的水平外力是长木板对它的摩擦力 f， ，根据牛顿第二定律可得木块以

4、做匀减速运动，长木板受到水平外力是木快对它的摩擦力 f，也是 ，方向相反，木板以 ,做匀加速运动，由于，所以 ，在 v-t图象中 图线的斜率大于 的斜率， AB错误；两物体速度相等后将共同向右匀速运动， D错误， C正确。 考点：考查了牛顿第二定律与图像 竖直面内有两圆形区域内分别存在水平的匀强磁场，其半径均为 R且相切于 O 点，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化一长为 2R的导体杆 OA绕 O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为 时， OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从 O 指向 A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是 答案：

5、A 试题分析：由右手定则可判，开始时感应电动势为正，故 B错误；由可知， B、 不变，切割有效长度随时间先增大后减小，且做非线性变化，经半个周期后，电动 势的方向反向，故 CD错误， A正确； 考点：考查了导体切割磁感线运动 如右图所示，真空中有两等量异种点电荷 A、 B，在两点间取一正五角星形路径 abcdefghija，五角星的中心与 A、 B的中点重合，其中 af连线与 AB连线垂直现将一电子沿该路径逆时针移动一周，下列判断正确的是 A e点和 g点的电场强度相同 B a点和 f点的电势相等 C电子从 g点到 f点再到 e点过程中，电势能先增大后减小 D电子从 f点到 e点再到 d点过程

6、中，电场力先做正功后做负功 答案： B 试题分析：等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如下 图所示： 此图可以看出， e 点和 g点的电场强度大小相等，但方向不同，所以 A 错误； a、f均位于中垂线即零势面上，所以电势相等，故 B正确；若将电子沿 gfe 点移动，电势一直降低，根据 可知，电子的电势能一直增大，所以 C错误；同理电子沿 fed移动时，电势先降低再升高，电势能先增大后减小，故电场力先做负功后做正功，所以 D错误； 考点：电场线、等势 如右图所示，小物体 A与传送带相对静止，传送带（倾角为 ）以逆时针方向加速度为 a加速转动时（重力加速度为 g） A只有 a gsin， A才受

7、沿传送带向上的静摩擦力 作用 B只有 a gsin， A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 C只有 a = gsin， A才不受传送带的摩擦力作用 D无论 a为多大， A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 答案： BC 试题分析：小物体 A与传送带相对静止，说明它们的加速度的大小是相同的，对物体受力分析可以知道物体的受到的摩擦力的情况加速度方向与合外力方向相同，由牛顿第二定律和加速度情况确定物体所受静摩擦力的方向。当 A不受传送带的摩擦力的时候，对物体受力分析可知，此时物体的加速度的大小为， 当传送带的加速度 时，物体有向后滑的趋势，所以物体 A将受到沿传送带向下的静摩擦力作用； A错误；当传送带的加

8、速度 时，物体有向下滑的趋势，所以物体 A将受到沿传送带向上的静摩擦力作用； B正确；当传送带的加速度 时，物体的加速度和传送带的加速度相同，此时物体和传送带一起运动，没有相对运动的趋势，此时物体 A不受摩擦力作用； C正确D错误 考点：静摩擦力方向的判断 如下图所示，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接电阻 R0、 R1和 R2电路中分别接了理想交流电压表 V1、 V2和理想交流电流表 A1、 A2，导线电阻不计，如图所 示，当开关 S闭合后 A V1、 V2示数变小，变压器的输出功率减小 B A1、 A2示数变大，变压器的输出功率增大 C A1示数不变、 A2示数变大，变

9、压器的输出功率减小 D V1示数不变、 V2示数变小，变压器的输出功率增大 答案： BD 试题分析：据题意，当电键闭合后，副线圈总电阻 R减小，据闭合电路欧姆定律可知，副线圈总电流为： ，其中 r表示 和 并联后的总电阻，即电流表 A2示数增加，据变压器原副线圈电流规律 ，匝数比恒定，增大，则原线圈电流 增大，即电流表 示数增加；原线圈中输入电压 不变，则电压表 示数不变；副线圈两端电压也不变，电压表 测量的是电阻 电压，当电流增大时，电阻 两端的电压增大，所以 和 并联后两端的电压减小，即 示数减小；副线圈输出功率为 ，即输出功率增大，副线圈功率决定原线圈功率，所以原线圈功率也增大；故选项

10、BD正确。 考点：本题考查电路动态分析和变压器原理。 如右图，为探讨霍尔效应 ,取一块长度为 a、宽度为 b、厚度为 d的金属导体 , 金属导体加与侧面垂直的匀强磁场 B, 且通以图示方向的电流 I时 , 用电压表测得导体上、下表面 M、 N 间电压为 U. 已知自由电子的电荷量为 e. 下列说法中正确的是 A M板比 N 板电势低 B导体单位体积内自由电子数越多 , 电压表的示数越大 C导体中自由电子定向移动的速度为 v=U/B D导体单位体积内的自由电子数为 答案： AD 试题分析：如图，电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向：向上，则 M积累了电

11、子， MN 之间产生向上的电场，所以 M板比 N 板电势低 A正确；电子定向移动相当长度为 d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数 U等于感应电动势 E，则有，可见，电压表的示数与导体单位体积内 自由电子数无关故 B错误由 ，得自由电子定向移动的速度为 故 C错误电流的微观表达式是 ，则导体单位体积内的自由电子数 ， ，代入得 故 D正确 考点：霍耳效应 答案： ABD 试题分析：根据振动图像， t时刻 b处的质点正向上振动，根据走坡法可知该波向 x轴负方向传播， A正确；从横波图像中我们可以看出波长 ，从振动图像中我们可以得出周期 ，所以该波传播速度 ， B 正确；当障碍物的尺寸非常

12、接近波的波长时，衍射现象比较明显，故 C错误；质点振动时，在波峰或者波谷位置回复力最大，加速度最大，在平衡位置加速度为零，所以在时刻 t，质点 a 的加速度比质点 b 的大， D 正确；简谐横波在传播过程中，各个质点只在其平衡位置附近上下振动，不会随波传播， E错误； 考点：考查了横波图像，振动图像，波长，波速及频率之间的关系 实验题 （ 10分）某实验小组设计如图甲所示电路探究硅光电池，给硅光电池加反向电压 (硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点 )，探究其在无光照时的反向伏安特性图中电压表 V1量程选用 3 V，内阻为 6.0 k；电压表 V2量程选用15 V，内阻约为 30 k； R0

13、为保护电阻；直流电源电动势 E约为 12 V，内阻不计 (硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件 ) 根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路 用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关 S，调节变阻器 R，读出电压表 V1、 V2的示数 U1、 U2. ()某次测量时，电压表 V1示数如图丙，则 U1 V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为 _mA(保留两位小数 ) ()该小组测出大量数据，筛选出下表所示的 9组 U1、 U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压 Ux和通过的反向电流 Ix(表中 “-”表示反向 )，并在坐标纸上建立 Ix-Ux坐标系，标出了与表中 前 5组 Ux、 Ix

14、数据对应的 5个坐标点请你标出余下的 4个坐标点，并绘出 Ix-Ux图线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74 U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7 Ux/V 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 Ix/mA 0.00 0.00 -0.01 -0.02 -0.04 -0.07 -0.12 -0.19 -0.29 ()由 Ix-Ux图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时， Ix与 Ux成 (填 “线性 ”或

15、 “非线性 ”)关系 答案： 如图所示 2分 ()1.40 0.23 ()描点绘出， Ix-Ux ()非线性 。 每空 2分 试题分析： 根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路连线如图： （ ）电压表 V1示数 ，内阻为 ，由欧姆定律可知通过的电流为 （ ）根据表中数据标出余下的 4个坐标点，用描点法平滑曲线绘出 图线如图所示 （ ）由 图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时， Ix与 Ux成非线性关系 考点：测定电源的电动势和内阻 （ 6分）某实验小组应用如图甲所示装置 “探究加速度与物体受力的关系 ”，已知小车的质量为 M，砝码及砝码盘的总质量为 m，所使用的打点计时器所接的交流

16、电的频率为 50 Hz实验步骤如下： A按图甲所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； C挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度； D改变砝 码盘中砝码的质量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的加速度 根据以上实验过程，回答以下问题： （ 1）对于上述实验，下列说法正确的是 A小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B. 弹簧测力计的读数为小车所受合外力 C实验过程中砝码处于超重状态 D砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 （ 2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸

17、带可求得小车的加速度为 ms2（结 果保留 2位有效数字） （ 3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a与弹簧测力计的示数 F的关系图像（见上图），与本实验相符合是 _ 答案：（ 1） B （ 2） 0.16 （ 3） A 试题分析：（ 1）由实验装置可知当砝码下落的高度为 h时，小车沿木板下滑的距离为 2h，故加速度不同，即选项 A 错误；由于砝码加速下落，处于失重状态，故 C错误；通过滑轮的同一条绳子上的力是一样的，所以 B正确；由于本实验利用测力计可以直接读出细绳的拉力，所以不需要满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量，故选项 D错误 （ 2）由题意知时间间隔 T=0.1s，根据纸带可知

18、连续相等时间间隔内的位移差为，由 可知 （ 3）物体运动的加速度和受到的合外力成 正比，故 A正确 考点：本实验是 “探究加速度与物体受力的关系 ”变形实验，其实验原理相同只不过是在测量合外力的方式有所变化，但还是通过原来实验的原理、方法步骤及数据处理方法来解答实验问题，所以要求同学们必须深刻理解原实验的原理等内容，再根据其变化解答题目 填空题 (6分 )氢原子处于基态时能量为 E1，由于吸收某种单色光后氢原子产生能级跃迁，最多只能产生 3种不同波长的光，则吸收单色光的能量为 ，产生的 3种不同波长的光中，最大波长为 （普朗克常量为 h，光速为 c， ） 答案： 试题分析：由于产生三种波长的光

19、 ，一定是从基态跃迁到第三能级，这样从第三能级向第二能级跃迁时，从第二能极向第一能级跃时，和从第三能级向第一能级跃时，产生三种频率的光，这样单项色光的能量第于第三能级与第一能级间的能量差，即 ；从第三能级向第二能级跃迁时放出的光子能量最小波长最长，根据 ，可得波长 。 考点：原子的能级及跃迁 计算题 (13分 )2013年 12月 2日 1时 30分我国发射的 “嫦娥三号 ”探月卫星于 12月14日晚 9时 11分顺利实现了 “月面软着陆 ”，该过程的最后阶段是 :着陆器离月面 h高时速度减小为零 ,为防止发动机将月面上的尘埃吹起 ,此时要 关掉所有的发动机，让着陆器自由下落着陆己知地球质量是

20、月球质量的 81倍 ,地球半径是月球半径的 4倍，地球半径 R0=6.4X106m，地球表面的重力加速度 g0=10m/s2，不计月球自转的影响 (结果保留两位有效数字 ). (1)若题中 h=3.2m，求着陆器落到月面时的速度大小； (2)由于引力的作用，月球引力范围内的物体具有引力势能理论证明，若取离月心无穷远处为引力势能的零势点，距离月心为 r 的物体的引力势能 ，式中 G为万有引力常数， M为月球的质量， m为物体的质量求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度 答案：（ 1） =3.6m/s（ 2） 0=2.5103m/s 试题分析： (1)设月球质量为 M、半径为

21、R，月面附近重力加速为 g，着陆器落到月面时的速度为 忽略月球自转，在月球表面附近质量为 m 的物体满足： （ 2 分） 设地球的质量为 M0，同理有： （ 2分） 着陆器自由下落过程中有： 2=2gh （ 2分） 由 式并带入数据可得： =3.6m/s （ 3分） (2)设着陆器以速度 0从月面离开月球，要能离开月球引力范围， 则至少要运动到月球的零引力处，即离月球无穷远处。在着陆器从月面到无穷远处过程中，由能量关系得： （ 2分） 由 式并带入数据可得： 0=2.5103m/s （ 2分） 考点：考查了万有引力定律的综合应用 （ 18分）如图所示，在直角坐标系 xOy平面的第 象限内有半径

22、为 R的圆O1分别与 x轴、 y轴相切于 C（ -R， 0）、 D（ 0， R） 两点，圆 O1内存在垂直于 xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B与 y轴负方向平行的匀强电场左边界与 y轴重合，右边界交 x轴于 G点，一带正电的粒子 A（重力不计）电荷量为 q、质量为 m，以某一速率垂直于 x轴从 C点射入磁场，经磁场偏转恰好从 D 点进入电场，最后从 G 点以与 x 轴正向夹角为 45的方向射出电场求： （ 1） OG之间的距离； （ 2）该匀强电场的电场强度 E； （ 3）若另有一个与 A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子 A，从 C点沿与 x轴负方向成 30角的方向射入磁场，则粒

23、子 A再次回到 x轴上某点时，该点的坐标值为多少？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3）（ ， 0） 试题分析：（ 1）设粒子 A速率为 v0 ，其轨迹圆圆心在 O 点，故 A运动至 D点时速度与 y轴垂直，粒子 A从 D至 G作类平抛运动，令其加速度为 a ，在电场中运行的时间为 t 则有 （ 2分） 和 （ 2分） 联立 解得 故 （ 1分） （ 2）粒子 A的轨迹圆半径为 R ，由 得 （ 2分） （ 1分） 联立 得 （ 2分） 解得 （ 1分） （ 3）令粒子 A 轨迹圆圆心为 O ，因为 O CA =90， OC=R，以 O为圆心，R为半径做 A 的轨迹圆交圆形磁场 O1于 H点，则

24、四边形 CO HO1为菱形，故O H y轴，粒子 A 从磁场中出来交 y轴于 I点， HI O H，所以粒子 A 也是垂直于 y轴进入电场的 令粒子 A 从 J 点射出电场，交 x轴于 K 点，因与粒子 A 在电场中的运动类似， JKG=45， GK=GJ。 （ 2分） OI-JG=R又 OI=R+Rcos30解得 JG=Rcos30= R （ 3分） 粒子 A再次回到 x轴上的坐标为（ ， 0） （ 2分 考点： 考查了牛顿第二定律与电磁学综合应用 （ 9分）如图所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中， 在棱镜侧面 左方有一单色光源 S，从 S发出的光线 SD以 60入射角从 AB侧面中点射入三

25、棱镜，当它从侧面 AC 射出时，出射光线与棱镜侧面 AC 间的夹角为30求此三棱镜的折射率并作出光路图 答案： 试题分析：由折射定律，光线在 AB面上折射时有： ；（ 2分） 在 AC 面上出射时， ；（ 1分） 由几何关系， ， 。 （ 2分） 联立解得： ，（ 2分） 折射率 （ 2分） 考点：考查了光的折射定律的综合应用 （ 9分）如图所示，质量均为 m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为 2m的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面运动的速度为 v，木箱运动到右侧墙壁时与竖直的墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小孩接住，求整个过程中小孩对木箱做 的功 答案： 试题分析： 取向左为正方向，根据动量守恒定律 有 推出木箱的过程： （ 2分） 接住木箱的过程： （ 2分） 设人对木箱做的功为 W，对木箱由动能定理得： （ 2分） 解得： （ 3分） 考点：考查了动能定理，动量守恒定律的应用