1、2013-2014山西省太原五中高三 4月月考理科综合试卷与答案（带解析） 选择题 两个质量均为 m的星体，其连线的垂直平分线为 MN， O 为两星体连线的中点，如图所示，一物体从 O 沿 OM方向运动，则它所受到的万有引力大小 F随距离 r的变化情况大致正确的是（不考虑其他星体的影响） 答案： B 试题分析：设物体的质量为 ，物体到 O 点的距离为 r，星体到 O 点的距离为l，物体受到的万有引力为 ，当 r=0时， F=0，当 r=时，F=0；由表达式可知 F与 r不可能是线性关系，故选项 B正确 考点：万有引力定律；力的合成与分解 如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为 O，最低
2、点为 C，在其内壁上有两个质量均为 m的小球 (可视为质点 )A和 B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动， A球的轨迹平面高于 B球的轨迹平面， A、 B两球与 O点的连线与竖直线 OC间的夹角分别为 =53和 =37，以最低点 C所在的水平面为重力势能的参考平面，则 (sin37= ， cos37= ) A.A、 B两球运动的角速度之比为 4:3 B.A、 B两球的动能之比为 64:27 C.A、 B两球所受支持力的大小之比为 4:3 D.A、 B两球的机械能之比为 112:51 答案： BCD 试题分析：对 A受力分析，受重力 mg 和弹力 N，可得 ，解得 ， ，所以，故选项 C正
3、确； ，故选项 A错误；由 可知 ，所以动能之比为，故选项 B正确；其机械能之比，故选项 D正确 考点：向心力公式；动能；机械能 如图所示， AB为光滑竖直杆， ACB为构成直角的光滑 L形直轨道， C处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯（即通过转弯处不损失机械能）。套在 AB杆上的小球自 A点静止释放，分别沿 AB轨道和 ACB轨道运动，如果沿 ACB轨道运动的时间是沿 AB轨道运动时 间的 1.5倍，则 BA与 CA的夹角为 A 30o B 45o C 53o D 60o 答案： C 试题分析：设 BA 与 CA的夹角为 ， AB的长度为 L，小球沿 AB下滑做自由落体运动，由 得 ；沿 AC
4、B运动时分两个阶段 AC 和 CB，分别作初速度为零的匀加速运动和初速度不为零的匀加速运动，由 A到 C，解得 ，从 C到 B， ，所以有，又因为 ，代入解得 ，即 ，故选项 C正确 考点：匀变速运动规律 如图所示，一个电荷量为 -Q 的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的 O 点。另一个电荷量为 q、质量为 m的点电荷乙，从 A点以初速度 v0沿它们的连线向甲运动，到 B点时的速度减小到最小为 v。已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为 ， A、 B间距离为 L及静电力常量为 k，则下列说法正确的是 ( ) A.点电荷甲在 B点处的电场强度大小为 B.O、 B间的距离大于 C.在点电荷甲形成的电场中，
5、 A、 B间电势差 UAB= D.点电荷甲形成的电场中， A点的电势小于 B点的电势 答案： A 试题分析：点电荷乙从 A向 B减速运动，受电场力和摩擦力，在 B点减速到最小，可知在 B点电场力等于摩擦力，所以点电荷甲在 B点处的电场强度大小，故选项 A正确；由库 仑定律可知在 B点 ，解得，故选项 B错误；从 A到 B由动能定理可知，解得 ，故选项 C错误；点电荷甲形成的电场中，电场线从 A指向 B，所以 A点的电势大于 B点的电势，故选项 D错误 考点：点电荷的场强公式；库仑定律；动能定理；电势与电场线之间的关系 如图所示，在图甲中是两根不平行的导轨，图乙中是两根平行的导轨，其它物理条件都
6、相同，当金属棒 MN 在导轨上向右匀速运动时，在棒的运动过程中，将观察到 A两个小电珠都发光，只是亮度不同 B两个小电珠都不发光 C L1发光且越来越亮， L2发光且亮度不变， D L1发光且亮度不变， L2始终不发光 答案： D 试题分析：在图甲中，导轨不平行，导体切割磁感线的有效长度均匀增加，所以感应电动势均匀增加，在原线圈中产生恒定的感应电动势，所以小电珠的亮度不变；在图乙中，导轨平行，导体切割磁感线的有效长度不变，所以感应电动势不变，在原线圈中不产生感应电动势，所以小电珠不亮，故选项 D正确注意：变压器对恒定电流没有变压作用。 考点：法拉第电磁感应定律；理想变压器规律 如图光滑的水平桌
7、面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿 y轴方向。在水平拉力 F作用下，细管沿 x轴方向做匀速运动，小球能从管口处飞出。小球在离开细管前的运动加速度 a、拉力 F随时间 t变化的图象中，正确的是 答案： BD 试题分析：在 x轴方向上的速度不变，则在 y轴方向上受到大小一定的洛伦兹力，根据牛顿第二定律，小球的加速度不变，故选项 A错误选项 B正确； 管子在水平方向受到拉力和球对管子的弹力，球对管子的弹力大小等 于球在 x轴方向受到的洛伦兹力大小，在 y轴方向的速度 逐渐增大，则在 x轴方向的洛伦兹
8、力 逐渐增大，所以 F随时间逐渐增大，故选项 C错误选项 D正确 考点：洛仑兹力；牛顿第二定律 如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一重力不计的带电粒子（电量为 q，质量为 m）以垂直于 x轴的速度 v0从 x轴上的 P点进入匀强电场，恰好与 y轴成 45角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x轴进入第四象限。已知 OP之间的距离为 d，则 A带电粒子通过 y轴时的坐标为（ 0， d） B电场 强度的大小为 C带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为 D磁感应强度的大小为 答案： BC 试题分析：粒子在电场中做类平抛运动，因为进入磁场时速度方向与
9、 y轴成 45，所以沿 x轴方向的分速度 ，在 x轴方向做匀加速运动，有 ，沿y轴方向做匀速运动，有 ，故选项 A错误；在 x轴方向做匀加速运动，根据 ，解得 ，故选项 B正确；粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示， 由图可知粒子的半径 ，圆心角 ，所以在磁场中的运动时间为 ；在电场中的运动时间为 ，所以总时间为 ，故选项 C正确；由 可知磁感应强度，故选项 D错误 考点：类平抛运动规律；粒子在磁场中和电场中的运动 两质量均为 m的小球穿在一光滑圆环上，并由一不可伸长的轻绳相连，圆环竖直放置，在如图所示位置由静止释放，则在释放瞬间绳上的张力大小为 A 0 BC D 答案： C 试题分析：
10、由于绳不可伸长，则释放两球时，速度为零，所以向心加速度为零，但两球有相同的切向加速度，则根据牛顿第二定律可知： 上面的小球： 下面小球： 解得： ， ，故选项 C正确 考点：牛顿第二定律 (填正确答案：标号。选对 1 个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每选错 1个扣 3分，最低得分为 0分 ) （ 1）（ 6分）以下说法中正确的是 ( ) A熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行 B在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加 C布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 D水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某
11、种固体与这两种物质的性质都有关系 E.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点 答案： BDE 试题分析：熵增加反映出自发过程总是从热力学几率小的或微观状态数少的宏观状态向热力学几率大的 或微观状态数多的宏观状态演变，故选项 A错误；在绝热条件下 Q=0，压缩气体时对气体做功 W0，由 选项 B正确；布朗运动观察到的是悬浮在液体中的微粒的运动，但反应的是液体分子的无规则运动，故选项 C错误；侵润与不侵润与两种物质的性质有关，故选项 D正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项 E正确 考点：分子动理论的理解 实验题 (9分 )有一节干电池，电动势大约为 1.5V，内电阻约为
12、1.0。为了比较准确地测 出该电池的电动势和内电阻，根据提供的以下器材完成相关实验： A.电压表 V(5V， 5k) B.电流表 G(量程 2.0mA，内阻 Rg=10) C.电流表 A(量程 0.6A，内阻约为 0.5) D.滑动变阻器 R1(0 100， 0.5A) E.滑动变阻器 R2(0 10， 1A) F.电阻箱 R3（ 0999.9） G.开关 S和导线若干 （ 1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，电阻箱的阻值应调为 。请在虚线框内画出实验原理图 (标注所选择的器材符号 )。 （ 2）下表是根据实验设计的原理图测得的数据，为了采用图象法分析和处理数据，请你在下图所示的坐标纸
13、上选择合理的标度，作出相应的图线。 序号 1 2 3 4 5 6 电流表 G(I1/mA) 1.37 1.35 1.26 1.24 1.18 1.11 电流表 A(I2/A) 0.12 0.16 0.21 0.28 0.36 0.43 （ 3）根据图线求出电源的电动势 E= V(保留三位有效数字 )，电源的内阻 r= (保留两位有效数字 )。 答案：（ 1） 990.0 （ 2）作图 （ 3） (1.451.49) (0.840.90) 试题分析： (1)由于给出的电压表量程较大，测量误差大，所以将电流计改装成2V的电压表，串联的电阻为 ，即电阻箱调至 990；根据测量电源电动势和内阻的原理画
14、出原理图如图所示 (2)根据题目中给出的数据在坐标系中标出标度，将数据描点，然后让尽量多的点落在直线上，从而做出图像，如图所示 (3)由原理图可知电流表 G的示数对应着路端电压，电流表 A对应着通过电源的电流，所以可知电动势 ，根据图像的斜率表示内阻的大小可知 考点：测量电源电动势和内阻的原理设计、数据处理 （ 6 分）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下： （ 1）用 20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为 cm； （ 2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为 mm； （ 3）用多用电表的电阻 “1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示
15、数如图丙，则该电阻的阻值约为 。 图甲 图乙 图丙 答案：（ 1） 5.015(5.020) （ 2） 4.700 （ 3） 22.0 试题分析： (1)由题可知游标卡尺的分度 为 20分度，其精确度为 0.05mm，读数为 L=50mm+30.05mm=50.15mm=5.015cm； (2)螺旋测微器的读数为 d=4.5mm+20.00.01mm=4.700mm (3)电阻的阻值为 R=22.01=22.0 考点：游标卡尺的读数；螺旋测微器的读数；欧姆表的读数 填空题 （ 1）（ 6分）在 “测定玻璃折射率 ”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示 .当光线是由空气射
16、入玻璃砖时，则 和 中为入射角的是 ；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是 ；从图线可知玻璃砖的折射率是 。 答案： (1) 0.67 1.50 试题分析：当光线是由空气射入玻璃砖时，入射角大于折射角，所以入射角为；由图可知折射率 ；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值 考点：折射定律；临界角 （ 1）（ 6分）一群氢原子处于量子数 n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射 种频率的光子；氢原子由量子数 n 4的能级跃迁到 n2的能级时辐射光子的能量是 eV； 用 n 4的能级跃迁到 n 2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属， 金属能发生光电效应。 几种金属的逸出功
17、金属 铯 钙 镁 钛 逸出功 W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1 答案： (1) 6 2.55 铯 试题分析：氢原子从量子数 n=4的能级跃迁时产生的光子的频率数目为；由量子数 n 4的能级跃迁到 n 2的能级时辐射光子的能量是；由光电效应的条件可知量子数 n 4的能级跃迁到 n 2的能级时辐射光子可以使铯发生光电效应 考点：原子的跃迁；光电效应 计算题 (14分 )如图所示，木板与水平地面间的夹角 可以随意改变，当 =30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率 v0=10m/s的速度沿木板向上运动，随着 的改变，小物块沿木板滑行的距离
18、 x将发生变化，重力加速度 g=10m/s2。 (结果可用根号表示 ) （ 1）求小物块与木板间的动摩擦因数； （ 2）当 角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。 答案： (1) (2) =60时， x最小为： 试题分析：（ 1）当 =30时，小木块恰好能沿着木板匀速下滑。根据平衡条件有： mgsin=mgcos 解得： （ 2）在小物块沿木板向上滑行过程中，由动能定理， 解得： 其中 所以 当 时，即 =60时， x最小。最小值为： 。 考点：物体的平衡条件；动能定理 （ 18分）如图所示，水平固定的平行金属导轨（电阻不计），间距为 l，置于磁感强度为 B、方向垂直导
19、轨所在平面的匀强磁场中，导轨左侧接有一阻值为 R的电阻和电容为 C的电容器。一根与导轨接触良好的金属导体棒垂直导轨放置，导体棒的质量为 m，阻值为 r。导体棒在平行于轨道平面且与导体棒垂直的恒力 F的作用下由静止开始向右运动。 （ 1）若开关 S与电阻相连 接，当位移为 x时，导体棒的速度为 v。求此过程中电阻 R上产生的热量以及 F作用的时间？ （ 2）若开关 S与电容器相连接，求经过时间 t导体棒上产生的热量是多少？（电容器未被击穿） 答案： (1) (2) 试题分析：（ 1）根据功能关系有： ，所以电阻 R上产生的热量 在 F作用过程中根据牛顿第二定律有： 对于极短时间内有： 根据纯电阻
20、电路中： 带入上式整理得： ，对等式两边求和得： （ 2）在 F作用过程中根据牛顿第二定律有： 由 可得： 所以，导体棒的加速度为： ， 即导体棒做匀加速运动 ,电路中由恒定的充电电流。所以，导体棒上产生的热量为： 考点：功能关系；牛顿第二定律；电流强度的定义 （ 2）（ 9分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为 S，将整个装置放在大气压恒为 p0的空气中，开始时气体的温度为 T0，活塞与容器底的距离为 h0，当气体从外界吸收热量 Q 后，活塞缓慢上升 d后再次平衡，求： (a)外界空气的温度是多少？ (b)在此过程
21、中的密闭气体的内能增加了多少？ 答案： (a) T T0 (b) E Q W Q-(mg p0S)d 试题分析： (a)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖 吕萨克定律有 得外界温度 T T0 T0 (b)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 W -(mg p0S)d 根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能 :E Q W Q-(mg p0S)d 考点：盖 吕萨克定律；热力学第一定律 （ 2）（ 9分）甲、乙两个小球在水平光滑直轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是 P1=5kg m/s， P2=7kg m/s。甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后
22、乙球的动量变为 P2=10kg m/s。求两球质量 m甲 与 m乙 满足怎样的关系？ 答案： 试题分析：设两球发生的是弹性碰撞，则碰撞过程动量守恒并且机械能守恒由于物体动能与动量间满足关系式 ，因此 代入数据解出 如果是完全非弹性碰撞，则碰后二者速度大小相等，由所以 代入数据解出 综上所述，两小球的质量间的关系必须满足 考点：动量守恒定律；机械能守恒定律 简答题 （ 2）（ 9分）如图（ a），表示一条均匀细绳， 0、 1、 2、 3、 表示绳上的一系列等间隔的质点，由 0到 15点的长度为 。一列简谐横波沿此绳传播，在 时刻，绳上 912点的位置及运动方向如图（ b）所示； 时刻，绳上 36各点的位置如图（ c）所示； 时刻，绳上 69各点的位置如图（ d）所示。试确定： （ a）此波的波长以及波的传播方向； （ b）此波在绳中的最小传播速度 答案： (a)向右 144cm (b)0.18m/s 试题分析：（ a）由图 b中 912点的振动方向可知向右传播，且 912点的距离为四分之一波长，故波长 12=144（ cm）； （ b） ， ；两式相减得， ，当 时， 。 故最小波速为： 。 考点：波形图；波 传播的周期性
