1、2013-2014山东省烟台市高三 3月模拟考试理科综合试卷与答案（带解析） 选择题 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列说法中正确的是 A开普勒发现了万有引力定律 B伽利略通过理想斜面实验总结出了惯性定律 C安培提出了分子电流假说 D牛顿发现了落体运动规律 答案： C 试题分析：牛顿发现了万有引力定律，选项 A 错误；伽利略理想斜面实验为牛顿定律的建立奠定了基础，牛顿在伽利略实验的基础上总结出了惯性定律，选项 B错误；安培提出了分子电流假说，选项 C 正确；伽利略发现了自由落体运动规律，选项 D错误 . 考点：物理学史
2、 . 如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为 m1、 m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为 。在 m1左端施加水平拉力 F，使 m1、 m2均处于静止状态，已知 m1表面光滑，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 A弹簧弹力的大小为 B地面对 m2的摩擦力大小为 F C地面对 m2的支持力可能为零 D ml与 m2一定相等 答案： B 试题分析：对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力及摩擦力；要使整体处于平衡，则水平方向一定有向右的摩擦力作用在 m2上，且大小与 F相同；故 B正确； 因 m2与地面间有摩擦力；则一定有支持力；故 C错误； 再对 m2受力分析可
3、知，弹力水平方向的分力应等于 F，故弹力 ；因竖直方向上的受力不明确，无法确定两物体的质量关系；也无法求出弹簧弹力与重力的关系；故 AD错误； 故选： B 考点：整体法及隔离法；物体的平衡。 等量异号点电荷 +Q和 Q处在真空中， O为两点电荷连线上偏向 +Q方向的一点，以 O 点为圆心画一圆，圆平面与两点电荷的连线垂直， P 点为圆上一点，则下列说法正确的是 A圆上各点的电场强度相同 B圆上各点的电势相等 C将试探电荷 +q由 P点移至 O点电场力做正功 D将试探电荷 +q由 P点移至 O点，它的电势能变大 答案： BD 试题分析： A、根据等量异号点电荷电场线的分布情况可知，圆上各点的电场
4、强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不相同，故 A错误 B、根据等量异号点电荷等势面的分布情况和对称性可知，圆上各点的电势相等，故 B正确 C、 D 根据圆面上的场强分布情况（ P 点的场强方向斜向右上方，其它各点类似）可知正电荷从 P点到 O点电场力做负功，电势能增大，选项 C 错误， D 正确。 故选： BD 考点：等量异种电荷的场强分布；电场力做功与电势能的变化。 如图所示，斜面体固定在水平地面上，虚线以上部分斜面光滑，虚线以下部分斜面粗糙。质量分别为 m1、 m2（ m2m1）的两物体之间用细线连接，开始时 m1 处在斜面顶端并被束缚住。当由静止释放 m1 后，两物体开始沿斜面下滑。
5、则下列说法正确的是 A m2到达斜面底端前两物体一定不能相遇 B m2到达斜面底端前两物体有可能相遇 C在 虚线上方运动时细线对两物体均不做功 D在虚线上方运动时细线对 ml做正功，对 m2做负功 答案： BC 试题分析：两物体在虚线上方运动时，因为虚线以上部分斜面光滑，把两个物体看成整体，根据牛顿第二定律得两物体的加速度均为 a gsin，两物体加速度相等，绳子拉直，但没有力的作用，此过程细线对两物体均不做功； m2先到达虚线下方，则 m2由于受到摩擦力作用而做匀减速运动，此时 m1仍做匀加速运动，所以绳子处于松弛状态， m1运动到虚线位置时的速度比 m1运动到虚线位置时的速度大，进入虚线下
6、方做匀减速运动，相同时间内 m1运动的位移比 m2运动的位移大，所以 m2到达斜面底端前两物体有可能相遇，故 AD错误， BC正确 考点：牛顿定律的应用。 一课外活动小组在一次活动中，用到的用电器上标有 “36V 72W”字样，用电器工作时需使用变压器将 220V的交变电压进行降压。由于手边只有一个匝数比为 5： 1的变压器，不能直接使用。经过讨论后，大家认为可在原线圈上加一个可变电阻进行调节，设计好的电路示意图如图甲所示。当在 ab两端间加上如图乙所示的电压后，用电器恰好能正常工作，则下列说法正确的是 A原线圈 cd两点间的电压为 220V B在 t=0 01s时，电压表的示数为 0V C通
7、过原线圈中的电流为 10A D可变电阻 R0上消耗的电功率为 l6W 答案： D 试题分析： A、因为电器正常工作，所以两端的电压为 36V,副线圈两端的电压即用电器两端的电压，根据变压器的电压与匝数的关系得：故 A错误； B、在 t=0 01s时 ,电压的瞬时值为零，但是电压表中的电压是交流的有效值，不是瞬时值故 B错误； C、因为电器正常发光，根据公式 P=UI得：副线圈中的电流， 根据变压器的电流与匝数的关系得： 故 C错误； D、可变电阻 R0上消耗的电功率为： P0=（ U-U1） I1=（ 220-180）0.4W=16W故 D正确 故选： D 考点：变压器的原理；电功率的计算。
8、如图所示，飞船从圆轨道 l变轨至圆轨道 2，轨道 2的半径是轨道 l半径的3倍。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道 2上运行和在轨道 1上运行相比 A线速度变为原来的 3倍 B向心加速度变为原来的C动能变为原来的 D运行周期变为原来的 3倍 答案： BC 试题分析：因为 ，根据 可知， 选项 A 错误；根据可知 ，选项 B正确；根据 ， ，选项C 正确；根据 可知 ,选项 D 错误 . 考点：人造卫星；万有引力定律的应用 . 如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为 L，质量为 m，电阻为 R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方
9、向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流 i的大小和运动时间 t的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是 A线框的加速度大小为 B线框受到的水平外力的大小 C 0 t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为 i1t1 D 0 t3间内水平外力所做的功大于 答案： D 试题分析： A、由乙图读出 t1时刻线框中的感应电流为 i1，设此刻线框的速度大小为 v1，则有： ， 则得： ；线框的加速度为 ，故 A错误 B、对于 t2-t3时间内，安培力的平均值大小为： 由于线框做匀加速运动，拉力必定大于安培力的平均值 ，故 B错误 C、 0 t1 时
10、间内通过线框任一边横截面的电荷量为： 故 C 错误 D、 t3时刻线框的速度为： ； 0 t3间内，根据动能定理得： WF-W 克 =mv32 则得： ，所以水平外力所做的功大于，故 D正确 故选： D 考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及动能定理 . （ 4分）以下说法正确的是 A当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大 B某物体温度升高，则该物体分子热运动的总动能一定增大 C液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的 D自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生 答案： BC 试题分析：当 r r0时，当分子间距增大时，分子力减小，分子势能减小；当 r
11、r0时，当分子间距增大时，分子力先增加后减小，分子势能增加；选项 A错误；某物体温度升高，则分子的平均动能增大，该物体分子热运动的总动能一定增大，选项 B正确；液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的，选项 C 正确；自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程都不一定能自然发生，例如水能由高处自然的流向低处，但是不能自发的由低处流向高处，选项 D 错误。 考点：分子动理论；液晶的特性；热力学第二定律。 实验题 （ 10分）现用以下器材测量电池的电动势和内电阻 A被测电池（电动势在 10 V 15V之间） B电阻箱（ 0 20 ） C滑动变阻器（最大阻值 20 ） D定值电阻 R
12、0（阻值 5 ） E电流表 A1（量程 0 6A） F电流表 A2（量程 3A） G电键 H导线若干 实验中只用到了包括电池和定值电阻 R0在内的六种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流 I的倒数 和外电路电阻 R（ R0除外）的关系图线，即-R图线，如图所示。则： 实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择 ； 在虚线框内画出实验原理图； 根据图线求出电池的电动势为 V，内阻为 ； 说出实验中产生误差的原因（说出两条即可）： 。 答案： 电阻箱 ； 原理图见； 12 ； 1 ； 电流表 A2的内阻分压产生的系统误差；电流表读数时产生的偶然误差；做 图线时产生的偶然误差。 试题分析： 实验中
13、需要读出电阻的阻值，故应用电阻箱； 电路图如图； 由欧姆定律可知 ，变形可得： ,由图可知,即 E=12V； ，解得 r=1 ； 实验中产生误差的原因：电流表 A2的内阻分压产生的系统误差；电流表读数时产生的偶然误差；做图线时产生的偶然误差。 考点：测量电池的电动势和内电阻。 （ 6分）某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作过程中 用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为 mm； 用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为 l22 20cm； 断开电磁铁电源，让小球自由下落； 在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用的时间为 2 5010-3s，由此可算得小球经过光电
14、门时的速度为 m/s； 以光电门所在处的水平面为参考面，小球的质量为 m（ kg），取重力加速度g=10m/s2，计算得出小球在最高点时的机械能为 J，小球在光电门时的机械能为 J。由此可知，在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能是守恒的。 答案： 12.35 4.94 12.22m 12.20m 试题分析： 卡尺读数： 12mm+70.05mm=12.35mm； 小球经过光电门时的速度为 ； 小球在最高点时的机械能为；小球在光电门时的机械能为考点：验证机械能守恒定律。 计算题 （ 18分）光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图所示装置，其中直轨道 bc粗糙，直轨道 cd光滑，两轨道相接处为一很小
15、的圆弧。质量为 m=0 1kg的滑块（可视为质点）在圆轨道上做圆周运动，到达轨道最高点 a时的速度大小为v=4m/s，当滑块运动到圆轨道与直轨道 bc的相切处 b时， 脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道 bc滑行，到达轨道 cd上的 d点时速度为零。若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为 R=0 25m，直轨道 bc的倾角=37o，其长度为 L=26 25m， d点与水平地面间的高度差为 h=0 2m，取重力加速度 g=10m/s2， sin37=0 6。求： （ 1）滑块在圆轨道最高点 a时对轨道的压力大小； （ 2）滑块与直轨道 bc问的动摩擦因数； （ 3）滑块在直轨道 bc
16、上能够运动的时间。 答案：（ 1） 5.4N；（ 2） 0.8；（ 3） 7.66s 试题分析：（ 1）在圆轨道最高点 a处对滑块由牛顿第二定律得： =5.4N 由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点 a时对轨道的压力大小为 5.4N （ 2） 从 a点到 d点全程由动能定理得： =0.8 （ 3）设滑块在 bc上向下滑动的加速度为 a1，时间为 t1，向上滑动的加速度为a2，时间为 t2；在 c点时的速度为 vc。 由 c到 d： =2m/s a点到 b点的过程： =5m/s 在轨道 bc上： 下滑： =7.5s 上滑： =12.4m/s2 =0.16s ， 滑块在轨道 bc上停止后不再下滑 滑
17、块在两个斜面上运动的总时间： =7.66s 考点：牛顿第二定律及动能定理。 （ 22分）如图所示，半径足够大的两半圆形区域 I和 II中存在与纸面垂直的匀强磁场，两半圆形的圆心分别为 O、 O，两条直径之间有一宽度为 d的矩形区域，区域内加上电压后形成一匀强电场。一质量为 m、电荷量为 +q的带电粒子（不计重力），以初速度 v0从 M 点沿与直径成 30o角的方向射入区域 I，而后从 N点沿与直径垂直的方向进入电场， N点与 M点间的距离为 L0，粒子第一次离开电场时的速度为 2v0，随后将两直径间的电压调为原来的 2倍，粒子又两进两出电场，最终从 P点离开区域 II。已知 P点与圆心为 O的
18、直径间的距离为 L，与最后一次进入区域 II时的位置相距 L，求： （ 1）区域 I内磁感应强度 B1的大小与方向 （ 2）矩形区域内原来的电压和粒子第一次在电场中运动的时间； （ 3）大致画出粒子整个运动过程的轨迹，并求出区域 II内磁场的磁感应强度B2的大小； （ 4）粒子从 M点运动到 P点的时间。 答案：（ 1） ； B1方向垂直于纸面向外（ 2） ； （ 3）（ 4） 试题分析：（ 1）粒子在 内速度方向改变了 120，由几何关系知，轨迹对应的圆心角 =120 由 B1方向垂直于纸面向外 （ 2）粒子第一次在电场中运动由动能定理： （ 3）粒子第二次进入电场中，设粒子运动 x距离时速
19、度为 0 粒子不能进入区域 ，而是由速度为 0开始反向加速进入区域 粒子整个运动过程的大致轨迹如图所示。 （ 1分） 对粒子在区域 内运动的最后一段轨迹： =60，最后一段轨迹对应的圆心角 =60 由 （ 4）在区域 中运动时间 t0 粒子第二次在电场中运动的时间 t2 从粒子第二次进入电场到最终离开区域 ，粒子在电场中运动的总时间 t2=4t2= 粒子在区域 的所有圆弧上运动的时间： 粒子从 M点运动到 P点的时间： t= t0 t1 t2 t3= 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圆周运动。 （ 6分）一列简谐横波沿 x轴正方向传播，波速为 lm/s， t=0时刻波形
20、如图所示。在 x=1 0m处有一质点 M，求： 质点 M开始振动的方向及振动频率； 从 t=0时刻开始，经过多长时间质点 M第二次到达波峰 答案： 沿 y轴负方向； 2.5Hz； 1.5s 试题分析： 沿 y轴负方向，波长 =0.4m 由 v=f 得振动频率 f=2.5Hz 从 t=0时刻开始，经 t1时间 M开始振动： 再经 t2时间 M第二次到达波峰： 从 t=0时刻开始 M第二次到达波峰的时间为： t= t1+ t2=1.5s 考点：机械波的传播。 （ 6分）如图所示是透明圆柱形介质的横截面， BC为圆的直径。一束单色光沿 AB方向入射， ABC=120o。光自 B点进入介质内只经过一次
21、折射后从介质中射出，出射光线平行于 BC。 求介质的折射率； 若改变 ABC的大小，则从 B点射入介质中的单色光能否在介质的内表面发生全反射 答： （填 “能 ”或 “不能 ”） 答案： ； 不能； 试题分析： 入射角 i=180- ABC=60；设光线从圆柱形介质中的出射点为 D，出射光线DE 由对称性和光路可逆原理知： =60 因 DE BC，故 =60， BOD=120 光线在 B点的折射角： r=30 折射率： 不能 考点：光的折射定律。 （ 6分）如图所示，两小车 A、 B置于光滑水平面上，质量分别为 m和 2m，一轻质弹簧两端分别固定在两小车上，开始时弹簧处于拉伸状态，用手固定两小
22、 车。现在先释放小车 B，当小车 B的速度大小为 3v时，再释放小车 A，此时弹簧仍处于拉伸状态；当小车 A的速度大小为 v时，弹簧刚好恢复原长。自始至终弹簧都未超出弹性限度。求： 弹簧刚恢复原长时，小车 B的速度大小； 两小车相距最近时，小车 A的速度大小。 答案： 3.5v； 2v 试题分析： 从释放小车 A到弹簧刚恢复原长时，由动量守恒定律： 两小车相距最近时速度相同，由动量守恒定律： 考点：动量守恒定律的应用。 简答题 （ 8分）某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强为 P0=1atm、温度为 t0=27oC的环境中自然冷却。该气缸内壁光滑，容积
23、为 V=1m3，开口端有一厚度可忽略的活塞。开始时，气缸内密封有温度为 t=447oC、压强为 P=1 2atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。求： 活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度 t1； 最终气缸内气体的体积 V1； 在整个过程中，气缸内气体对外界 （填 “做正功 ”“做负功 ”或 “不做功 ”），气缸内气体 放出的热量 （填 “大于 ”“等于 ”或 “小于 ”）气体内能的减少量。 答案： 327 ； 0.5m3； 做负功；大于。 试题分析： 气体做等容变化，由查理定律得： T1=600K， t1=327 由气态方程，得： V1=0.5
24、m3 在整个过程中，气缸内气体对外界做负功，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量。考点：气体的状态方程；热力学第一定律。 （ 6分） 2011年 3月 11日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯 137（Cs）对核辐射的影响最大，其半衰期约为 30年。 请写出铯 137（ Cs）发生 衰变的核反应方程 已知 53号元素是碘（ I），56号元素是钡（ Ba） 若在该反应过程中释放的核能为 E，则该反应过程中质量亏损为 （真空中的光速为 c）。 泄露出的铯 l37约要到公元 年才会有 87 5的原子核发生衰变。 答案： 2101 试题分析： 核反应方程： 根据爱因斯坦质能方程： E=mc2,则 m= 有 87 5的原子核发生衰变，剩余的没有衰变的量为 12.5 = ，根据 ，即 年，故泄露出的铯 l37约要到公元2011+90=2101年才会有 87 5的原子核发生衰变。 考 点：原子核反应方程；爱因斯坦质能方程；半衰期的计算。
