1、2015届福建福州第八中学高三第四次考试理科综合物理卷（带解析） 选择题 两个质量为 m1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为 120，如图所示，用轻绳将两球与质量为 m2的小球连接，绳与杆构成一个菱形，则 m1： m2为 A B C D 答案： B 试题分析：对 m2受力分析，根据平行四边形法则可知： T=m2g 对 m1受力分析，由平衡条件，在沿杆的方向有： m1gcos60=Tcos60 得： T=m1g ， 可见 m1： m2=1： 1；故选： B m2g 考点：共点力的平衡 . 如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于 n=4的激发态，当它们自发地跃迁
2、到较低能级时，以下说法 符合玻尔理论的有： A电子轨道半径减小，动能也要增大 B氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线 C由 n=4跃迁到 n=1时发出光子的频率最小 D金属钾的逸出功为 2.21 eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有 4条 答案： AD 试题分析：根据玻尔理论，氢原子处于 n=4的激发态自发地跃迁到较低能级时，其原子轨道半径要减小，电子的动能要增大，选项 A正确；能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，氢原子跃迁时，可发出 不连续的光谱线，故B错误；由 n=4跃迁到 n=1时，能级差最大，故辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，故 C错误；第四能级的氢原子可
3、以放出 6条光谱线，其放出的光子能量分别为： E1=-0.85-（ -1.51） =0.66eV； E2=-0.85-（ -3.40） =2.55eV； E3=-0.85-（ -13.6） =12.75eV；E4=-1.51-（ -3.40） =1.89eV； E5=-1.51-（ -13.6eV） =12.09eV； E6=-3.40-（ -13.6） =10.20eV； 故大于 2.21eV的光谱线有 4条；故 D正确；故选 AD. 考点：玻尔理论；光电效应的规律 . 以下说法正确的是 A水的饱和汽压随温度的升高而增大 B扩散现象表明，分子在永不停息地运动 C当分子间距离增大时，分子间引力
4、增大，分子间斥力减小 D一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 答案： AB 试题分析：水的饱和气压随温度的升高而增大，故 A正确；扩散现象证明了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故 B正确；当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，故 C错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，体积 变大，由理想气体方程可知，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故 D错误；故选 AB 考点：饱和气压；扩散现象；分子力；分子的平均动能 . 下列说法中正确的是 A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大 B当分子间距离从 r0(此时分子间引力与斥力平衡 )增大到 r1时
5、，分子力先减小后增大，分子势能也先减小后增大 C热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递 D根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 答案： D 试题分析：物体自由下落时速度增大，动能增加，但内能是分子热运动 平均动能和分子势能之和，与宏观速度无关，故 A错误；当分子间距离从 r0(此时分子间引力与斥力平衡 )增大到 r1时，分力力可能一直增大或者先增大后减小，分子势能会一直增大，选项 B错误；热传递的条件，高温物体传向低温物体，与内能的大小无关，故 C错误；由热力学第二定律的表述知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他影响，故 D正确；故选 D. 考点：
6、物体的内能；分子力与分子势能；热力学第二定律 . 在光滑水平面上，有两个小球 A、 B沿同一直线同向运动（ B在前），已知碰前两球的动量分别为 pA=12kg m/s、 pB=13kg m/s，碰后它们动量的变化分别为 pA、 pB。下列数值可能正确的是 A pA=-3kg m/s、 pB=3kg m/s B pA=3kg m/s、 pB=-3kg m/s C pA=-24kg m/s、 pB=24kg m/s D pA=24kg m/s、 pB=-24kg m/s 答案： A 试题分析：由题可知碰撞前，因为 B在前，所以 A的动量不可能沿原方向增大，而 B的动量要增加故碰后它们动量的变化分别
7、为 pA 0， pB 0故 B、 D错误根据碰撞过程动量守恒定律，如果 pA=-3kg m/s、 pB=3kg m/s，所以碰后两球的动量分别为 pA=9kg m/s、 pB=16kg m/s，碰前的动能之和： ，碰后总能量： ，故碰后的总能量能够不大于碰前的总能量，故答案： A有可能；根据碰撞过程动量守恒定律，如果 pA=-24kg m/s、 pB=24kg m/s， 所以碰后两球的动量分别为 pA=-12kg m/s、 pB=37kg m/s，可以看出，碰撞后 A的动能不变，而 B的动能增大，违反了能量守恒定律故 C错误故选 A 考点：动量守恒及能量守恒定律 伽利略曾利用对接斜面研究 “力
8、与运动 ”的关系。如图，固定在水平地面上的倾角均为 的两斜面，以光滑小圆弧相连接。左侧斜面顶端的小球与两斜面的动摩擦因数均为 。小球从左侧顶端滑到最低点的时间为 t1，滑到右侧最高点的时间为 t2。规定斜面连接处为参考平面，则小球在这个运动过程中速度的大小 v、加速度的大小 a、动能 Ek及机械能 E随时间 t变化的关系图线正确的是 答案： B 试题分析：小球下滑时的加速度： a下 =gsin-gcos，上滑时的加速度： a上=gsin+gcos，上滑的加速度大于下滑时的加速度，故根据 v=at可知，下滑的时间t1大于下滑的时间 t2，选项 A错误， B正确；物体的动能为： ，故物体的动能与时
9、间的平方成正比，故 Ek-t图线不是直线，选项 C错误；物体的机械能等于开始的机械能与克服摩擦力做功之差，即 ，物体上滑时机械能满足： ，两端图线是不连续的曲线，故选项 D错误；故选 B. 考点：牛顿第二定律的应用；动能及动能定理 . 真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示，分别标记为 1、 2、 3、 4、 5，且 1、 2和 5、 4分别关于 3对称。以电场线 3上的某点为圆心画一个圆，圆与各电场线的交点分别为 a、 b、 c、 d、 e，则下列说法中正确的是 A电场强度 EaEc B电势 b= d C将一正电荷 由 a点移到 d点，电场力做正功 D将一负电荷由 b点移到 e点，电
10、势能减小 答案： B 试题分析：延长 5条电场线，则可交与一点，该点就是负点电荷的位置，以电荷所在的位置为圆心，做过 C点的圆，如图，则根据点电荷电场线分布的特点可知，该圆上的各点的电势相等，场强的大小也相等 a比 c离点电荷近，所以： Ea Ec，故 A正确； bd两点是对称的，所以：势 b=d，故 B错误； a比 d离点电荷近，所以 d点的电势比 a的高，将一正电荷由 a点移到 d点，电势能增大，故电场力做负功，故 C错误， e比 b离点电荷近，所以 b点的电势比 e点高，将一负电荷由 b点移到 e点，电场力做负功，电势能增大，故 D错误故选： A. 考点：点电荷电场；电势及电势能 . 在
11、图电路中，当合上开关 S后，两个标有 “3V、 1W”的灯泡均不发光，用电压表测得Uac=Ubd=6V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明 A开关 S未接通 B灯泡 L2的灯丝断了 C灯泡 L1的灯丝断了 D滑动变阻器 R电阻丝断了 答案： B 试题分析：闭合开关后，两个小灯泡均不发光，说明电路为断路，电压表测得 ac与bd两点间的电压均为 6V，而 ac和 bd的公共部分为 bc，因此 bc处发生断路，即 L2的灯丝断了若 L1灯断路，则 Ubd=0；若变阻器断路，则 Uac=0，与题目所给的结论不符故B正确， ACD错误故选： B 考点：电路的故障分析 . 在图所示的电路中，合上电 键
12、S后， A电流表读数变大，电压表读数变大 B电流表读数变小，电压表读数变小 C电流表读数变小，电压表读数变大 D电流表读数变大，电压表读数变小 答案： D 试题分析：当合上电键 S后，电路的总电阻减小，根据全电路欧姆定律可知，电路的总电流变大，即电流表读数变大；路端电压减小，故电压表读数变小，选项 D正确，故选 D. 考点：电路的动态分析 . 竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按 如图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为 。当滑动变阻器 R的滑片在 a位置时，电流表的读数为 I1，夹角为 1；当滑片在 b位置时，电流表的读数为 I2，夹角为 2，
13、则 A 1 2， I1 = I2 B 1 2， I1 I2 C 1=2， I1=I2 D 1 2， I1 I2 答案： A 试题分析：滑动端分别在 ab位置时，电路的总电阻不变，故电流相等，即 I1 = I2 ；当滑动端在 b位置时，电容器两端的电压较大，两板间场强较大 ，根据可知 2较大，即1 2，选项 A正确 . 考点：电容器板间的电场强度；物体的平衡 . 实验题 下列几个图分别是探究 “功与物体速度变化的关系 ”实验、 “探究加速度与物体质量、物体受力的关系 ”的实验和 “验证机械能守恒定律 ”实验装置图。其中探究 “验证机械能守恒定律 ”实验装置图是 （填写 “甲 ”、 “乙 ”、 “
14、丙 ”）；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量 小车的质量（填写 “大于 ”、 “小于 ”、 “远大于 ”、 “远小于 ”）；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时纸带 _挂上小车并穿过 限位孔（填写 “需要 ”、 “不需 ”）；这三个实验都使用了打点计时器，打点计时器用 _电源（填写 “直流 ”、 “交流 ”、 “交直流均可 ”）。 利用图丙这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a的数值根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点 A、 B、 C、 D、 E，测出各点之间的距离如图所示使用交流电的频率为 f，则计算重锤下落的加速度的表达式 a _。 (用 x1、
15、 x2、 x3、 x4及 f表示 ) 答案：丙；远小于；需要；交流 试题分析：探究 “验证机械能守恒定律 ”实验装置图是丙图；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时纸带需要挂上小车并穿过限位孔；打点计时器用交流电源；根据匀变速运动的规律可知： ；，则 考点：验证机械能守恒定律；验证牛顿第二定律 . 填空题 （ 1）中国首次太空授课活动于 2013年 6月 20日上午 10时许举行，神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课。其中女航天员王亚平利用 “质量测量仪 ”在太空测出了指令
16、长聂海胜的质量。 简述为何不能用托盘天平直接测质量 如图所示 “太空质量测量仪 ”，轻杆穿过光滑限位孔，左端通过一个 “弹簧 凸轮 ”机构，能够产生一个恒定的力 F=128N，右端固定有质量为 m=6kg的圆盘支架。首先将指令长固定在 支架上，然后把支架拉到指定位置，稳定后开始测量，拉力使他回到了初始位置。光栅测速系统测出力 F作用时间 t=0.5s，这段时间轻杆位移 x=0.2m。由上可知聂海胜的质量 M= kg。 答案： 完全失重； 74 试题分析： 因为在太空，所有物体都处于完全失重的状态，故所有与重力有关的仪器都不能使用，故不能用托盘天平直接测质量； 航天员的加速度：，根据牛顿第二定律
17、： ，解得M=74kg . 考点：牛顿第二定律的应用 . 计算题 如图，金属杆 ab的质量为 m，长为 L，通过的电流为 I，处在磁感应强度为 B的匀强磁场中，结果 ab静止且紧压于水平导轨上 .若磁场方向与导轨平面成 角，求： (1)棒 ab受到的摩擦力； (2)棒 ab对导轨的压力 . 答案：（ 1） BILsin；（ 2） mg-BILcos. 试题分析：画出视角转换图， 安培力大小 F安 BIL，与磁场方向垂直向上，与竖直方向成 角，金属杆还受竖直向下的重力 mg、水平导轨的支持力 FN和静摩擦力的作用 .金属杆 ab静止，合外力为零， 则有： Ff BILsin， FN+BILcos
18、 mg， 所以棒 ab对导轨的压力 F压 mg-BILcos. 考点：安培力；物体的平衡 . 如图所示， M、 N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为 D，其右侧有一边长为 2a的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板 M、 N之间加上电压 U后， M板电势高于 N板电势现有一带正电的粒子，质量为 m，电荷量为q，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板 M的中央小孔 s1处射入电容器，穿过小孔 s2后从距三角形 A点 a的 P处垂直 AB方向进入磁场，试求： （ 1）粒子到达小孔 s2时的速度和从小孔 s1运动到 s2所用的时间； （ 2）若粒子从 P点进入磁场后经时间 t
19、从 AP间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小； （ 3）若粒子能从 AC间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？ 答案： ) (2) ， (3) 试题分析：（ 1）粒子在电场中运动时： 解得： ， （ 2）粒子从进入磁场到从 AD间离开： 解得： ， (3)粒子从进入磁场到从 AC间离开， 解得： 由图可知： 解得： 所以 考点：带电粒子在匀强电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动 . 如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，一绝缘弯杆由两段直杆和一段半径为 R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内， PQ、
20、 MN水平且足够长，半圆环 PAM在磁场边界左侧， P、 M点在磁场边界线上， NMAP段是光滑的，现有一质量为 m，带 电 +q的小环套在 MN杆上，它所受电场力为重力的 倍，当在 M右侧 D点由静止释放小环时，小环刚好能达到 P点。 （ 1）求 DM间距离 x0； （ 2）求上述过程中小环第一次通过与 O等高的 A点时弯杆对小环作用力的大小； （ 3）若小环与 PQ间动摩擦因数为 （设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等且），现将小环移至 M点右侧 4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） mgR. 试题分析：（ 1）因小球刚好能到达 P点，则 vP=0 由动能定理 又 解得 （ 2）在小球由 D点到 A点的过程中，由动能定理 解得 又 解得 （ 3）小球最终做往复运动，且在 P点的速率为 0，由动能定理 解得 考点：动能定理的应用 .
