1、2013-2014陕西省五校高三第三次模拟理科综合物理试卷与答案（带解析） 选择题 伽利略曾说过： “科学是在不断改变思维角度的探索中前进的 ”。他在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有 A倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间的平方成正比 B倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比 C斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 答案： B 试题分析：设斜面的倾角为 ，长度为 L，小球在斜面上由静止下滑，由可知选项 A错误；由 可知选项 B正确；
2、由 可知，故选项 C错误；由 可知 ，故选项 D错误 考点：匀变速运动规律的应用 （ 1）（ 6分）如图所示，一列简谐横波沿 x轴正向传播，波传到 x=1m的 P点时， P点开始向下振动，此时为计时起点，已知在 t=0.4s时 PM间第一次形成图示波形，此时 x=4m的 M点正好在波谷。下列说法中正确的是 A P点的振动周期为 0.4s B P点开始振动的方向沿 y 轴正方向 C当 M点开始振动时， P点正好在波峰 D这列波的传播速度是 10m/s E从计时开始的 0.4s内， P质点通过的路程为 30cm 答案：（ 1） ACD 试题分析：波刚传到 P点时，质点开始向下振动，说明质点的起振方
3、向向下，故选项 B错误；在 t=0.4s时 PM间第一次形成图示波形，此时质点 P向下振动，说明周期 ，故选项 A正确；此时 x=4m的 M点正好在波谷，说明质点M 已振动四分之一周期；由题意知波长为 ，从 P 点传到 M 点需要 0.3s，所以 M点刚开始振动时，质点 P已振动四分之三周期，位于波峰，故选项 C正确；由 可知波速 ，故选项 D正确；从计时开始的 0.4s内， P质点通过的路程为 4个振幅，即 40cm，故选项 E错误 考点：波的图像；质点的振动 （ 1）（ 6分）下列说法正确的是（ ） A汤姆生通过对 粒子的散射实验的分析，提出了原子的核式结构模型 B普朗克通过对光电效应现象
4、的分析提出了光子说 C查德威克用 粒子轰击氮原子核发现了中子 D玻尔的原子模型成功地解释了氢光谱的成因 E. 现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量 答案：（ 1） CDE 试题分析：卢瑟福通过对 粒子的散射实验的分析，提出了原子的核式结构模型，故选项 A错误；普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设，物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的，一份一份的，每一份的能量为 hv； 1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性，爱因斯坦称之为光量子，故选项 B错误；查德威克利用 粒子轰击氮原子核发现了中子，故选项 C 正确；波尔的原子模型解释了原子在不同能级之间跃迁时
5、释放的能量不同，从而放出不同频率的光子，故选项 D正确；人类建成的核电站主要是利用重核的裂变释放的能量，故选项 E正确 考点：物理学史的理解 如图所示，带负电的物块 A放在足够长的不带电的绝缘小车 B上，两者均保持静止，置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在 t 0时刻用水平恒力 F向左推小车 B.已知地面光滑， A、 B接触面粗糙， A所带电荷量保持不变，下列四图中关于 A、 B的 v-t图象及 A、 B之间摩擦力 Fft 图像大致正确的是 答案： AC 试题分析：在 t=t1之前物体 A与小车共同做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得： F=（ m+M） a，所以小车与物块的速度随时间均匀增大；
6、对物块 A根据牛顿第二定律有： f=ma即静摩擦力提供其加速度，根据左手定则判断出物块A所受洛伦兹力方向竖直向上 ，物块所受的洛伦兹力 逐渐增大，由于物体 A竖直方向受力平衡，所以 A与 B之间的压力减小，即它们间的最大静摩擦力减小，当两物体 A、 B之间的最大静摩擦力不能提供物块 A原来的加速度a时， A、 B发生相对滑动当物块 A与小车 B之间的最大静摩擦力不能提供物块 A原来的加速度 a时，物块与小车发生了相对滑动，此时物块 A受到向右的滑动摩擦力 虽然小于刚才的静摩擦力，但是滑动摩擦力的方向仍然向右，物块 A仍然加速运动，物块所受向上的洛伦兹力 qvB逐渐增大，由于物体 A竖直方向受力
7、平衡，物块 A与小车 B之间的压力减小，所以向右的滑动摩擦力 也减小，即物块 A的加速度在减小，直到 t2时刻加速度减小到零，最后做匀速直线运动，在速度 -时间图象中物块 A的斜率逐渐减小到零；当物块与小车发生了相对滑动，小车受到物块施加的向左的滑动摩擦力一直减小，由于水平恒力 F是定值，所以小车受到向右的合力一直增大，即小车的加速度逐渐增大，在速度 -时间图象中，小车的图象斜率从 t1时刻开始增大，直到 t2时刻，两物体间无摩擦力时，小车水平方向受到的合力 F保持不变，即小车做匀加速直线运动，故选项 A C正确 BD错误 考点：牛顿第二定律；洛伦兹力；力和运动之间的关系 将一物体以一 定的初
8、速度从某一高度处竖直上抛，一段时间后物体回到原出发点，已知空气阻力与其速度成正比，则下面说法正确的是 A上升过程所用时间与下降过程所用时间相等 B上升过程所用时间小于下降过程所用时间 C上升和下降过程，小球的机械能都减少，且上升过程机械能的减少量大于下降过程 D在出发点，上升时重力的瞬时功率小于下降时的瞬时功率 答案： BC 试题分析：空气阻力的大小 ，上升过程中由牛顿第二定律得加速度大小为 ，下降过程中加速度为 ，所以 ，物体减速上升过程可看作初速为零的加速下降过程，由 可知上升过程的 时间小于下降过程的时间，故选项 A错误 B正确；由于需要克服阻力做功，所以在同一位置的速度上升时大于下降时
9、的速度，即上升时的阻力大于下降时的阻力，所以上升过程中的阻力大于下降过程中阻力，即上升过程中克服阻力做的功大于下降过程中克服阻力做的功，故选项 C正确；因为过程中克服阻力做功，物体回到出发点时的速度小于出发时的速度，所以上升时重力的功率大于下降时阻重力的功率，故选项 D错误 考点：匀变速运动规律；功能关系；功率 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1:n2=5:1，电阻 R=20， L1、 L2为规格相同的两 只小灯泡， S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压 u随时间 t 的变化关系如图所示。现将 S1接 1、 S2闭合，此时 L2正常发光。下列说法正确的是 A输入电压 u的
10、表达式 u=20 sin(50 t)V B只断开 S2后， L1、 L2均正常发光 C只断开 S2后，原线圈的输入功率减小 D若 S1换接到 2后， R消耗的电功率为 0.8W 答案： CD 试题分析：由乙图可知原线圈的输入电压的周期为 T=0.02s，所以，可知其表达式为 ，故选项 A错误；由题意可知变压器原线圈的输入电压 ，由 可得副线圈的输出电压，将 S1接 1、 S2闭合，此时 L2正常发光，所以小灯泡的额定电压为 4V，只断开 S2时，两个小灯泡串联，所以不能正常发光，故选项 B 错误；只断开 S2时，副线圈电阻增大，其电流变小，由 可知原线圈电流减小，所以输入功率减小，故选项 C正
11、确；若 S1换接到 2后，电阻 R的功率，故选项 D正确 考点：交流电的表达式；理想变压器的规律 图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 B=2.010-3T，在 X轴上距坐标原点 L=0.50m的 P处为离子的入射 口，在 Y轴上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5104m/s的速率从 P处射入磁场，若粒子在 y轴上距坐标原点 L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为 m,电量为 q, 不计其重力。则上述粒子的比荷 （ C/kg） 是 A B 4.9 C D 答案： B 试题分析：设粒子在磁场中的
12、运动半径为 r，画出粒子的轨迹图如图所示， 依题意 MP连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得，由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得，联立解得： ，故选项 B正确 考点：粒子在磁场中的运动 如图所示，图甲中 MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为 d的位置上放入一个电荷量为 +q的点电荷 O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。 P是金属板上的一点， P点与点电荷 O之间的距离为 r，几位同学想求出 P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线
13、右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为 q，它们之间的距离为 2d，虚线是两点电 荷连线的中垂线。由此他们分别对 P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是 A方向沿 P点和点电荷的连线向左，大小为 B方向沿 P点和点电荷的连线向左， 大小为 C方向垂直于金属板向左，大小为 D方向垂直于金属板向左，大小为 答案： C 试题分析：由图乙可知， P点的电场方向垂直于金属板向左，设正负点电荷与 P点的连线与水平方向的夹角为 ，所以 P点的场强为，故选项 C正确 考点：点电荷的场强公式；场强的合成 设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超 过地球
14、的同步卫星高度 R（从地心算起）延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于低成本地发射绕地人造卫星。假设某物体 A乘坐太空电梯到达了图示的 B位置并停在此处，与同高度运行的卫星 C比较 A A与 C运行的速度相同 B A的速度大于 C的速度 C A的速度小于 C的速度 D因为不知道质量，故无法比较 A与C的速度大小 答案： C 试题分析：物体 A坐电梯到达位置 B处，受万有引力和电梯的支持力，其合力小于万有引力，由 可知其速度小于同高度的卫星的速度，故选项 C正确 考点：万有引力提供向心力；受力分析 如图所示为一水平匀强电场，方向水平向右，图中虚线为 电场中的一条直线，与电场方向的夹角为 ，一带
15、正电的点电荷以初速度 沿垂直电场方向从A 点射入电场，一段时间后经过 B 点，此时其速度方向与电场方向的夹角为 ，不计重力，则下列表达式正确的是 A B C D 答案： C 试题分析：点电荷在电场中做类平抛运动，初速度方向 ，电场线方向，所以有 ，即 ；初速度方向 ，电场方向 ，所以 ，联立可得 ，故选项 C正确 考点：带电粒子在电场中的运动；类平抛运动规律的应用 （ 6分）下列说法正确的是（） (I)若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系正确的是 A如果保持其体积不变，温度升高，内能一定增大 B如果保持其温度不变，体积增大，内能一定增大 C如
16、果吸收热量，温度升高，体积增大，内能不一定增大 (II)有关热力学第二定律说法正确的是 D热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 E.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能 答案：（ 1） ABE 试题分析：分子力表现为引力，当体积不变时，外界对气体做功为零，温度升高一定从外界吸收能量，所以分子内能增加，故选项 A正确；当温度不变时，分子动能不变，体积增大，分子克服引力做功，从外界吸收能量，所以内能增加，故选项 B正确；如果气体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，故选项 C错误；由热力学第二定律可知，热量可以自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从
17、低温物体传到高温物体，故选项 D错误；热机的效率不可能达到百分之百，即有一部分热量转化为周围环境的内能，故选项 E 正确 考点：热力学第一定律；热力学第二 定律 实验题 （ 9分）热敏电阻包括正温度系数电阻器（ PTC）和负温度系数电阻器（ NTC）。正温度系数电阻器（ PTC）在温度升高时电阻值越大，负责温度系数电阻器（ NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻 Rx（常温下阻值约为 10.0）的电流随其两端电压变化的特点。 A电流表 A1（量程 100mA，内阻约 1） B电流表 A2（量程 0.6A，内阻约 0.3）
18、 C电压表 V1（量程 3.0V，内阻约 3k） D电压表 V2（量程 15.0V，内阻约 10k） E滑动变阻器 R（最大阻值为 10） F滑动变阻器 R（最大阻值为 500） G电源 E（电动势 15V，内阻忽略） H电键、导线若干 实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为电流表 ；电压表 ；滑动变阻器 。（只需填写器材前面的字母即可） 请在所提供的器材中选择必需的器材，在虚线框内画出该小组设计的电路图。 该小组测出热敏电阻 R1的 UI 图线如曲线 I所示。请分析说明该热敏电阻是 热敏电阻（填 PTC或 N
19、TC）。 该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻 R2的 UI 图线如曲线 II所示。然后又将热敏电阻 R1、 R2分别与某电池组连成如图所示电路。测得通过 R1和 R2的电流分别为 0.30A和 0.60A，则该电池组的电动势为 V，内阻为 。（结果均保留三位有效数字） 答案： B D E 如图所示 PTC 9.610.4V ， 6.08.0 试题分析： (1)由于要求电压从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压接法，滑动变阻器选 E；由于电源电压为 15V，电压表选取 D；由于不知道通过两种热敏电阻的最大电流 ，所以选取最大量程的电流表 B (2)滑动变阻器采取分压接法，电路图如图所示 (3)由图
20、像可知曲线 I 表示的电阻随着电压的增大阻值增大，即随着温度的增大阻值增大，所以是正温度系数电阻 PTC (3)对于电阻 R1， I1=0.3A， U1=8V；对于电阻 R2， I2=0.6A， U2=6V，代入联立解得 E=10V， r=6.67 考点：伏安特性曲线；测量电源的电动势和内阻 （ 6分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数 粗糙曲面 AB固定在水平面上，其与水平面相切于 B点， P为光电计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块 m从曲面 AB上的某点自由释放，小物块通过光电门 P后停在水平面上某点 C已知当地重力加速度为g (1)用游标卡尺测量
21、遮光条的宽度 d如图乙所示，其读数 d= cm； (2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度 d及数字计时器显示的时间 t，还需要测量的物理量及其符号是 ，动摩擦因数 = (利用测量的量表示 ) (3)为了减小实验误差，请提出一条合理化建议： 。 答案：（ 1） 0.375 （ 2）光电门与 C点之间的距离 s （ 3）增大小物块释放位置的高度；改变小物块释放位置；多次测量后利用 图像求解等等 试题分析： (1)游标卡尺的分度为 20分度，其精确度为 0.05mm，读数为(2)小物块经过光电门后做匀减速运动，加速度大小为 ，初速度为 ，末速度为零，由 可知 ，所以还需要测量光电门与 C点之间的距离
22、 s (3)为减小实验误差，由 可知采取以下措施： 增加释放小物块的初始高度，以增大经过光电门的速度，从而减小经过光电门的时间 t，也可以增加小物块滑行的距离 s； 可以多次测量 s，求平均值或者利用 求解 考点：游标卡尺的读数；匀变速 运动规律的应用；实验数据的处理及误差分析 计算题 （ 18）如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为 3m的重物，另一端系一质量为 m、电阻为 r的金属杆。在竖直平面内有间距为 L的足够长的平行金属导轨 PQ、 EF，在 QF之间连接有阻值为 R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为 B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端 QF
23、处，将重物由静止释放，当重物下降 h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为 g），求： （ 1）电阻 R中的感应电流方向； （ 2）重物匀速下降的速度 v； （ 3）重物从释放到下降 h的过程中，电阻 R中产生的焦耳热 QR； （ 4）若将重物下降 h时的时刻记作 t=0，速度记为 v0，从此时刻 起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度 B怎样随时间 t变化（写出 B与 t的关系式） 答案： (1) Q-R-F (2) (3) (4)试题分析：（ 1）电阻 R中的感应电流方向为 Q-R-F（ 2分）
24、(2)对金属棒：受力分析如图 式中： （ 2分） 所以： （ 2分） （ 3）设电路中产生的总焦耳热为 Q,则有能量守恒关系得： 减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热 Q 即： （ 2分） 所以：电阻 R中产生的焦耳热 QR为 （ 2分） (4)金属杆中恰好不产生感应电流 即磁通量不变 （ 2分） （ 2分） 式中： 又： （ 2分） 则磁感应强度 B怎样随时间 t变化为 （ 2分） 考点：右手定则；法拉第电磁感应定律；能量守恒定律 （ 14分）一质量为 1kg的物块置于水平地面上。现用一个水平恒力 F 拉物块，一段时间后撤去恒力 F，已知从物体开始运动到停止，经历的时间为 4s，运动的位移为
25、 m，物体与地面间的动摩擦因数为 。（ g=10m/s2） （ 1）求恒力 F的大小 （ 2）若力 F的大小可调节，其与竖直方向的夹角为 也可以调节，如图所示，其他条件不变，若在力 F作用下物体匀速运动，求力 F的最小值及此时 的大小 答案： (1) (2) 当 时， N 试题分析： (1)由 得 （ 2分） 匀减速阶段 时间则匀加速阶段的时间 则加速阶段 （ 2分）由得 N（ 2分） (2)由匀速可知 （ 2分） 得 （ 2分） （ 1分） 当 时， N（ 3分） 考点：牛顿第二定律；匀变速运动规律 （ 9分） 如图所示，一圆柱形绝 热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为 t1的理想气
26、体，活塞的质量为 m，横截面积为 S，与容器底部相距 h1。现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到（摄氏） t2，若这段时间内气体吸收的热量为 Q，已知大气压强为 p0，重力加速度为 g，求： (1)气体的压强 (2)这段时间内活塞上升的距离是多少？ (3)这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？ 答案： (1) P=P0+mg/S (2) h h2-h1 (3) U Q-W Q-(p0S mg)试题分析：（ 1）活塞受力分析如图，由平衡条件得 P=P0+mg/S (2)设温度为 t2时活塞与容器底部相距 h2.因为气体做等压变化，由盖 吕萨克定律 得： 由此得： h2 活塞上升了
27、h h2-h1 . 3)气体对外做功为 W pS h S (p0S mg) 由热力学第一定律可知 U Q-W Q-(p0S mg) 考点：盖 -吕萨克定律；热力学第一定律 （ 2）（ 9分）如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为 ，玻璃对该光的折射率为 1.5，容器底部玻璃的厚度为 d，水的深度也为 d。 求 : 这种光在玻璃和水中传播的速度 水面形成的光斑的面积（仅考虑直接由光源发出的光线） 答案： 试题分析： 由 得光在水中的速度为 ，（ 1分）光在玻璃中的速度为 （ 1分） 画出光路图如图所示： 光恰好在水和
28、空气的分界面发生全反射时 ，（ 2分）在玻璃与水的分解面上，由 得 ，（ 3分）则光斑的半径面积 （ 2分） 考点：光的全反射 （ 2）（ 9分）如图所示，在光滑绝缘水 平面上有两个带电小球 、 ，质量分别为 3m和 m，小球 带正电 q，小球 带负电 -2q，开始时两小球相距s0，小球 有一个水平向右的初速度 v0，小球 的初速度为零，若取初始状态下两小球构成的系统的电势能为零，试证明：当两小球的速度相同时系统的电势能最大，并求出该最大值； 答案： 试题分析：（ 1）由于两小球构成的系统合外力为零，设某状态下两小球的速度分别为 和 ，由动量守恒定律得 （ 1） （ 2分） 所以，系统的动能减小量为 （ 2） （ 2分） 由于系统运动过程中只有电场力做功，所以系统的动能与电势能之和守恒，考虑到系统初状态下电势能为零，故该状 态下的电势能可表为 （ 3） （ 1分） 联立（ 1）、（ 3）两式，得 （ 4）（ 1分） 由（ 4）式得：当 （ 5） （ 1分） 时，系统的电势能取得最大值，而将（ 5）式代入（ 1）式，得 （ 6）（ 1分） 即当两小球速度相同时系统的电势能最大，最大值为 （ 7） （ 1分） 考点：动量守恒定律；能量守恒定律
