1、2015届辽宁大连第二十高级中学高三 12月月考物理理综卷（带解析） 选择题 关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是（ ） A伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同 B伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 C伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比 D伽利略用小球在斜面上运动验证了运动速度与位移成正比 答案： C 试题分析：亚里士多德认为在同一地点重的物体下落得快，轻的物体下落慢，故 A错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与 下落时间成正比，但是当时测量时间误差较大不能直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理得出，故
2、 B错误；伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，故 C正确；小球在斜面上运动运动速度与位移不成正比，故 D错误。 考点：物理学史 如图所示，一个量程为 250V，内阻为 1M的电压表，串联一个电阻 R后，接到 U=220V的电源上，这时电压表的读数是 50V，该电阻 R的阻值和串联电阻 R后该电压表量程扩大到的倍数为（ ） A 34K， 4.4倍 B 3.4M， 4.4倍 C 2.4M， 4.4倍 D 34K， 44倍 答案： B 试题分析：电阻 R跟电压表串联，电路中的电流 ，电流，电阻 R两端电压 ，所以电阻；电压表扩大的倍数 ，故选 B。 考点：电表的改装 如图
3、所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外，磁场宽度均为 L，距磁场区域的左侧 L处，有一边长为 L的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直，线框一边平行于磁场边界，现用外力 F使线框以图示方向 的速度 v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定沿逆时针方向的电动势 E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量 为正，外力 F向右为正。则以下关于线框中的磁通量 、感应电动势 E、外力 F和电功率 P随时间变化的图象中正确的是（ ） 答案： AD 试题分析：令 。 穿过线圈的磁通量在 0 t0时间内为零，在 t0 2t0时间内均匀增加到最大值，在
4、 2t0 3t0时间内先减小到零再反向 增大到最大值，在 3t0 4t0时间内时间内均匀减小到零，故A正确；由法拉第电磁感应定律和楞次定律可判断，在 0 t0时间内， ，在 t0 2t0时间内，感应电动势 恒定且为正，在 2t0 3t0时间内， ，恒定为负值，在 3t0 4t0时间内时间内， ，恒定为正值，故 B错误；由于安培力阻碍线圈与磁场的相对运动，总是与线圈速度方向相反，外力与安培力总是方向相反，外力方向不变，故 C错误；在 0 t0时间内， ，在 t0 2t0时间内，电功率 ，在 2t0 3t0时间内， ，在 3t0 4t0时间内，故 D正确。 考点：电磁感应现象的综合应用 如图所示，
5、直角三角形 ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿 AB方向射入磁场，分别从 AC边上的 P、 Q两点射出，则（ ） A从 P射出的粒子速度大 B从 Q射出的粒子速度大 C从 P射出的粒子，在磁场中运动的时间长 D两粒子在磁场中运动的时间一样长 答案： BD 试题分析：粒子运动的轨迹如图所示 从 P点射出的粒子轨道半径小，根据 得： ，所以从 P点射出的粒子速度小，故 A错误， B正确；轨迹对应的圆心角相等，根据运动时间 ，又，故 ，所以运动的时间相同，所以 C错误， D正确。 考点：带电粒子在磁场中的运动 如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹
6、簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A弹簧获得的最大弹性势 能等于小球抛出时的动能 B小球向上运动的过程中处于失重状态 C小球压缩弹簧的过程中小球减小的动能等于弹簧增加的势能 D小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒 答案： BC 试题分析：小球抛出到将弹簧压缩过程，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总量守恒，小球的动能转化为重力势能和弹簧的弹性势能，弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能，故 A错误；小球向上运动的过程中只受重力，小球处于完全失重状态，故 B正确；小球压缩弹簧的过程中，小球和
7、弹簧系统机械能守恒，小球减小的动能等于弹簧增 加的势能，故 C正确；小球抛出到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总量守恒，小球的机械能不守恒，故 D错误。 考点：能量守恒定律，机械能守恒定律。 最近我国连续发射了多颗 “北斗一号 ”导航定位卫星，预示着我国通讯技术的不断提高。该卫星处于地球的同步轨道，假设卫星质量为 m，离地高度为 h，地球半径为 R，地面附近重力加速度为 g，则有（ ） A该卫星运行周期为 24h B该卫星所在处的重力加速度是 C该卫星周期与近 地卫星周期之比是 D该卫星运动动能是 答案： ABD 试题分析：地球的同步卫星运动周期必须与地球自转周期
8、相同，故知该卫星运行周期为 24h故 A正确； 根据万有引力等于重力得： ，则得： ，所以得到该卫星所在处的重力加速度与地 面附近重力加速度之比为： 则该卫星所在处的重力加速度为 ，故 B正确； 由万有引力提供向心力 ，得： ，则得： 故C错误； 由万有引力提供向心力 ，得： ，因为 ， ，所以线速度为： ，卫星运动动能 ，故 D正确。 考点：万有引力定律的应用，卫星问题。 不计电阻的线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的 A、 B两端，电压表和电流表均为理想电表， Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小）， R为定值电阻。下列说法
9、正确的是（ ） A在 t=0.01s，穿过该线圈的磁通量为零 B原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u=36sin50t（ V） C Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大 D Rt处温度升高时，电压表 V1、 V2示数的比值不变 答案： C 试题分析： t=0.01s时， u=0，此时是磁通量的变化率最小，磁通量最大，所以 A错误；由图可知， U的最大值是 ， T=0.02s，则 ，所以电压的瞬时值表达式为 （ V）， B错误； Rt处温度升高时，电阻减小，电流增加，根据 ， 增加， ，所以变压器输入功率变大， C正确；电压表 V1示数不变， R和 Rt的总电压不变， Rt处温度
10、升高时，电阻减小，电流增加， R两侧的电压增大， Rt两侧的电压减小，所以电压表 V1、 V2示数的比值变大， D错误。 考点：交变电流，变压器，电路的动态分析。 空间中 P、 Q两点处各固定一个点电荷，其中 P点处为正电荷， P、 Q两点附近电场的等势面分布如图所示， a、 b、 c、 d为电场中的 4个 点。则（ ） A P、 Q两点处的电荷等量同种 B a点和 b点的电场强度相同 C c点的电势低于 d点的电势 D负电荷从 a到 c电势能减少 答案： D 试题分析：根据电场中等势面的分布规律可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故 A错误；等量异种电荷的电场上下对称、左右对称， a、 b
11、点的电场强度大小相等，而方向不同，故 B错误； c点离 P点（正电荷）的距离更近，所以 c点的电势较高，故C错误；负电荷从 a到 c，电势升高，电场力做正功，电势能减 小，故 D正确。 考点：电场线与等势面分布及其应用 如图所示为杂技 “顶竿 ”表演的示意图：一人站在地上，肩上扛一质量为 M的竖直竹竿，当竿上一质量为 m的人以加速度 a加速下滑时，竿对 “底人 ”的压力大小为（ ） A (M m)g B (M m)g ma C (M m)g ma D (M m)g 答案： B 试题分析：对竿上的人分析：受重力和摩擦力，有 ，则 ，根据牛顿第三定律，竿对人有摩擦力，人对竿也有摩擦力，且大小相等，
12、方向相反，对竿分析：受重力、竿上的人对竿向下的摩擦力和顶竿的人对竿的支持力，有，又因为竿对 “底人 ”的压力和 “底人 ”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到 ，故 B项正确。 考点：牛顿第三定律，牛顿第二定律。 实验题 甲同学设计了如图所示的电路测量电源电动势 E及电阻 R1和 R2的阻值。实验器材有： 待测电源 E（不计内阻） 待测电阻 R1 待测电阻 R2 电压表 V（量程为 1.5V，内阻很大） 电阻箱 R（ 0 99.99） 单刀单掷开关 S1 单 刀双掷开关 S2 导线若干 （ 1）先测电阻 R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合 S1，将 S2切换到 a，
13、调节电阻箱，读出其示数 R和对应的电压表示数 U1，保持电阻箱示数不变，_，读出电压表的示数 U2。则电阻 R1的表达式为Rl=_。 （ 2）甲同学已经测得电阻 R1=4.8，继续测量电源电动势 E和电阻 R2的阻值。该同学的做法是：闭合 S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻 箱示数 R和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图所示的 图线，则电源电动势E=_V，电阻 R2=_。（结果保留小数点后两位） （ 3）请用笔画线，将实物图连接好。 答案：（ 1）将 S2切换到 b， ；（ 2） ， ；（ 3）如图所示。 试题分析：（ 1）闭合 S1，将 S2切换到 a，电压表
14、测电阻箱的电压；将 S2切换到 b，电压表测电阻箱和待测电阻 R1总的电压，串联电路中 ，故 。 （ 2）闭合 S1，将 S2切换到 a，电压表测电阻箱的电压，由 整理得：，可知图像的截距 ，故电源电动势 ；图像的斜率 ，故 。 （ 3）实物电路图如右图所示。连接实物图需注意： 尽量保持导线的连接状况与原理图一致； 保证电流从电表的正接 线柱流入； 各条连线不能相互交叉。 考点： 计算题 如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为 E，方向与 y轴平行；在 x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为 m、电荷量为 -q（ q0）的粒子以平行于 x轴的速度从 y轴上的 P点处射入电场，
15、在 x轴上的 Q点处进入磁场，并从坐标原点 O离开磁场。已知 OP=L， OQ=2 L。不计重力。求： （ 1）粒子从 P点入射的速度 v0的大小； （ 2）匀强磁场的磁感应强度 B的大小。 答案：（ 1） ；（ 2） 。 试题分析：（ 1）粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。 由 P到 Q，水平方向 竖直方向 由 解得入射速度 （ 2）要求磁感应强度需要求的粒子做圆周运动的轨迹半径和速度。 由 P到 Q，根据动能定理， 解得粒子做圆周运动的速度 设粒子通过 Q点的速度与 x轴夹角为 ，则 即 轨迹如图所示， 有几何关系轨迹半径等于 OQ之间的距离，即 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律
16、由 解得匀强磁场的磁感应强度 考点：带电粒子在复合场中的运动，动能定理的应用。 如图所示，在直角坐标系的 I、 象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，第 象限有沿 y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场质量为 m，电量为 q的粒子由M点以速度 v0沿 x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经过 x轴上的 N点和 P点最后又回到 M点。设 OM=OP=L， ON=2L，求： （ 1）电场强度 E的大小；（ 2）匀 强磁场磁感应强度 B的大小。 答案：（ 1） ；（ 2） 试题分析：（ 1）粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。 由 M到 N，水平方向 竖直方向 由 解得电场强度 （ 2）要
17、求磁感应强度需要求的粒子做圆周运动的轨迹半径和速度。 由 M到 N，根据动能定理， 由 解得粒子做圆周运动的速度 设粒子通过 Q点的速度与 x轴夹角为 ，则 即 轨迹如图所示， 有几何关系轨迹半径 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律 由 解得匀强磁场的磁感应强度 考点：带电粒子在复合场中的运动，动能定理的应用。 如图所示，平行导轨倾斜放置，倾角 =370，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度 B=4T，质量为 m=2kg的金属棒 ab垂直放在导轨上， ab与导轨平面间的动摩 擦因数 =0.25。 ab的电阻 r=1，平行导轨间的距离 L=1m， R1=R2=18，导轨电阻不计， ab由
18、静止开始下滑运动 x=3.5m后达到匀速。 sin370=0.6， cos370=0.8。求： （ 1） ab在导轨上匀速下滑的速度多大？ （ 2） ab匀速下滑时 ab两端的电压为多少？ （ 3） ab由静止到匀速过程中电阻 R1产生的焦耳热 Q1为多少？ 答案：（ 1） ；（ 2） ；（ 3） 。 试题分析： ab由静止开始下滑，速度不断增大，对 ab受力分析如图所示， 由牛顿第二定律 可知， ab做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度增加到最大，此后以最大速度做匀速运动。 故 ab在导轨上匀速下滑时 等效电路如图所示， 外电路电阻 电路中总电阻 由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁
19、感应定律可知： 电路中的电流 此时的感应电动势 由 解得： ab在导轨上匀速下滑的速度 （ 2）将 代入 的得感应电动势 将 代入 得电路中的电流 ab两端的电压为路端电压： （ 3）由于 ab下滑过程速度不断变化，感应电动势和电流不恒定，故不能用焦耳定律求焦耳热。 根据能量守恒定律， ab减少的重力势能等于 ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和，即 展开得 解得电路中总的焦耳热 由焦耳定律 可知相同的时间内通过的电流相等焦耳热与电阻成正比：外电路产生的焦耳热 外电路中 ，故 ，且 ，解得 考点：电磁感应现象的综合应用 中央电视台近期推出了一个游戏节目 推矿泉水瓶选手
20、们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动 ，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。其简化模型如图所示， AC是长度为 L1 5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在 A点，从 A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶， BC为有效区域。已知 BC长度为 L2 2m，瓶子质量为 m 0.5kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数 0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力 F 20N，瓶子沿 AC做直线运动， g=10m/s2。假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问： （ 1）推力作用在瓶子上时所做的功最大不得超过多少？ （ 2）推力作用在瓶子上的
21、距离最小为多少？ 答案：（ 1） ；（ 2） 。 试题分析：由题目可知，推力作用距离越大，做功越多，瓶子滑行的距离就越大。 （ 1）瓶子滑行最远到达 C点，由动能定理得： 推力做功最大为 （ 2）瓶子滑行到 B点时，推力作用距离最小，由动能定理得： 推力作用的最小距离 考点：动能定理的应用 如图所示，一个质量为 m，带电量为 q的正离子，从 D点以某一初速度 v0垂直进入匀强磁场。磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度为 B。离子的初速度方向在纸面内，与直线 AB的夹角为 60。结果粒子正 好穿过 AB的垂线上离 A点距离为 L的小孔 C，垂直 AC的方向进入 AC右边的匀强电场中。电场的方向与 AC平行。离子最后打在 AB直线上的 B点。 B到 A的距离为 2L。不计离子重力，离子运动轨迹始终在纸面内，求： （ 1）粒子从 D点入射的速度 v0的大小； （ 2）匀强电场的电场强度 E的大小。 答案：（ 1） ；（ 2） 。 试题分析：（ 1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图所示。 由几何关系可知，离子圆周运动半径 r满足： 离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 由牛顿第二定律： 由 解得入射速度 （ 2）离子进入电场后做类平抛运动，轨迹如图所示。 水平方向 竖直方向 由 解得匀强电场的电场强度 考点：带电粒子在复合场中的运动
