1、2013届湖南师大附中高三第 5次月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是 ( ) A伽利略设计实验证实了力是使物体运动的原因 B法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 C开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律 D牛顿在寻找万有引力的过程中，他没有利用牛顿第二定律，但他用了牛顿第三定律 答案： C 试题分析： A、伽利略设计实验证实了力不是维持物体运动的原因；错误 B、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系；错误 C、开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律；正确 D、万有引力定律的基本
2、出发点是由开普勒定律和牛顿运动定律，在其建立中包含着假设、归纳和推测；错误 故选 C 考点：物理学史 点评：学习物理学史，可以让我们了解物理学建立的过程，加深对物理知识的理解。 如图所示，滑块 A、 B的质量均为 m， A套在固定竖直杆上， A、 B通过转轴用长度为 L的刚性轻杆连接， B放在水平面上并靠着竖直杆， A、 B均静止。由于微小的扰动， B开始沿水平面向右运动。不计一切摩擦，滑块 A、 B视为质点。在 A下滑的过程中，则下列说 法中不正确的是（以水平面为零势能面）( ) A滑块 A下滑到地面过程中两球和杆组成的系统机械能守恒 B滑块 A下滑到地面过程中轻杆一直对 B球做正功 C滑块
3、 A着地时的速度为 D滑块 B机械能最大值为 mgL 答案： B 试题分析：由于 B沿水平面向右运动，杆接近水平时，杆在水平方向的速度也趋于 0根据系统机械能守恒， A的机械能转化为 B的动能， B的动能开始是 0，最终还是 0，所以 A球的机械能先减小后增大最终， A球以一定的竖直速度撞击水平面。 A、因 A下滑过程中，只有重力对系统做功，所以滑块 A下滑到地面过程 中两球和杆组成的系统机械能守恒；正确不选 B、系统机械能守恒， A的机械能转化为 B的动能， B的动能开始是 0，最终还是 0，则轻杆先对 B做正功，然后对 B做负功；错误符合要求应选 C、根据 B的分析可知 A球到达水平面时
4、B球的速度为零，由机械能守恒有,可得 ；正确不选 D、 A、 B 由刚性轻杆连接，设轻杆与竖直杆的夹角为 ，则有 ，由系统机械能守恒有： ，可得，由数学知识可得滑块 B 机械能最大值为 ；正确不选 故选 B 考点：机械能守恒定律 点评：该题突破口是系统机械能守恒（墙和地对球的弹力不做功），由绳物模型可知， B 的速度沿杆方向的分速度等于杆的速度，越向下杆的运动速度越小，当 A刚要到地面时杆的速度为零，即 B的速度为零。 如图所示，在竖直方向的磁感应强度为 B的匀强磁场中，金属框架 ABC 固定在水平面内， AB与 BC 间夹角为 ，光滑导体棒 DE在框架上从 B点开始在外力作用下以速度 v向右
5、匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路。若框架与导体棒单位长度的电阻均为 R，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电流大小 I与时间 t、消耗的电功率 P与水平移动的距离 x变化规律的图像中正确的是 ( ) 答案： AD 试题分析：金属棒向右运动到的过程中，有效切割长度在不断的增大，根据几何关系写出有效长度的表达式，然后根据法拉第电磁感应定律求解即可。 AB、设金属棒的速度为 v，则运动过程中有效切割长度为： ，框架与导体棒单位长度的电阻均为 R，则回路总电阻为 ，则电路中的电流为： ,为定值； A正确 CD、设水平移动的距离 x，由法拉第电磁感应定律有 ，回路总
6、电阻为 ，电路中消耗的电功率为 ，可见功率随着距离增大而均匀增大； D正确 故选 AD 考点：电磁感应的图像问题 点评：对于这类问题不能盲目凭感觉进行判断，要根据数学关系和所学 物理规律求出物理量之间的表达式进行判断，否则容易出错。 如图所示，斜劈 A静止放置在水平地面上质量为 m的物体 B在外力 F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动当 F1方向水平向右， F2方向沿斜劈的表面向下时，斜劈 A受到地面的摩擦力方向向左若物体 B和斜面间没有摩擦力作用，则下列说法中正确的是 ( ) A若只撤去 F1，在物体 B仍向下运动的过程中，斜劈 A所受地面摩擦力方向可能向右 B若只撤去 F1，在物体 B
7、仍向下运动的过程中，斜劈 A所受地面摩擦力不变 C若只撤去 F2，在物体 B仍向下运动的过程中，斜劈 A所受地面摩擦力方向可能向右 D若只撤去 F2，在物体 B仍向下运动的过程中，斜劈 A所受地面摩擦力不变 答案： D 试题分析：由题知，物体 B沿斜劈向下运动，斜劈 A保持静止并受到地面给它向左的静摩擦力作用，说明 A有向右运动的趋势，由于物体 B和斜面间没有摩擦力作用，物体 B向下运动的性质是匀加速直线运动。 AB、若只撤去 ，使 A相对地面发生相对运动趋势的外力大小是 ，方向向右 ,如图 1所示 ,由于 ，所以 A所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力，其方向仍然是向左，大小为 ，摩擦力减小；错误
8、 CD、若只撤去 ，在物体 B仍向下运动的过程中， A所受地面摩擦力为，可见若只撤去 ，在物体 B仍向下运动的过程中，斜劈 A所受地面摩擦力不变； D正确 故选 D 考点：受力分析 点评：连接体问题要注意选准研究对象并对其进行隔离，例如本题在讨论斜劈粗糙的情况下，分析 A反而要比分析 B简单。 如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为 d，极板面积为 S，这两个电极与可变电阻 R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B。发电导管内有电阻率为 的高温电离气体，气体以速度 v向右流动， 并通过专用管道导出。由于运动的电离
9、气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻 R消耗电功率的最大值为 ( ) A B C D 答案： B 试题分析：由题，运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻时，外电阻消耗的电功率最大，根据电阻定律求出此时的内阻，代入求出 R消耗电功率的最值。 运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为 ，根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻，即 时，外电阻消耗的电功
10、率最大，此时 ，由题知 ，可得最大电功率 。 故选 B 考点：电功、电功率；电阻定律 点评：关键是根据电阻定律求出电源的内阻，要注意电阻定律中导体的长度是导体顺着电流方向的长度，图中内电路是导体长度是 d，容易搞错。 在如图所示的 UI 图像中，直线 a为某电源的路端电压 U与干路电流 I的关系图像，直线 b为某电阻 R的伏安特性曲线。用该电源和电阻 R连接成闭合电路，由图像可知 ( ) A R的阻值 1.5 B电源电动势为 3V，内电阻为 0.5 C电源的输出功率为 3.0 W D电阻 R的电功率为 1.5 W 答案： AD 试题分析： A、电阻的 U-I图线斜率表示导体的电阻，由图知；正确
11、 B、电源的路端电压与电流的图线，与纵轴的截距为电源电动势，图线斜率的绝对值为电源内电阻，由图可知电源电动势为 3V，内阻；错误 CD、电源的输出功率为即为电阻 R的电功率 ； D正确 故选 AD 考点：导体的伏安特性曲线与电源的外特性曲线 点评：电源输出功率和电源总功率计算的公式不同，区分开不同的公式即可求得不同的功率的大小。 空间存在着平行于 x轴方向的静电场， A、 M、 O、 N、 B为 x轴上的点，OA OB， OM ON， AB间的电势 j随 x的分布为如图所示的折线，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从 M点由静止开始沿 x轴向右运动，则下列判断中正确的是 ( ) A粒子一定带
12、正电 B粒子从 M向 O 运动过程所受电场力均匀增大 C粒子一定能通过 N 点 D AO 间的电场强度大于 OB间的电场强度 答案： CD 试题分析： A、沿电场方向电势降低，由图知 AO 处 电场方向为由 O 指向 A，带电粒子在电场中仅在电场力作用下从 M点由静止开始沿 x轴向右运动，电场力向右，与场强方向相反，带负电；错误。 B、 -t图线斜率为场强，由 M到 O 图线斜率不变，为匀强电场，粒子所受电场力不变；错误。 CD、 -t图线斜率为场强，由图可知 AO 间的电场强度大于 OB间的电场强度，即 ；则电场力做功为 , ,由题知 ，则 ,由动能定理可知粒子一定能通过 N 点；正确。 故
13、选 CD 考点：对电场强度的理解 点评：本题关键是要明确 -t图线斜率为场强，沿电场方向电势减小，匀强电场中，沿电场线方向电势降低最快 ，沿着任意方向（垂直电场线除外）电势随位移均匀变化。 如图所示， A、 B是两个完全相同的的灯泡， L是一个自感系数较大的理想电感线圈， C 是电容较大的电容器。关于 A、 B亮度情况的说法中不正确的是 ( ) A S闭合时， A立即亮，然后逐渐熄灭 B S闭合时， B立即亮，然后逐渐熄灭 C S闭合足够长时间后， B发光，而 A不发光 D S闭合足够长时间再断开 S后， B逐渐熄灭 答案： B 试题分析： A、 S闭合时， L自感系数较大，由于自感相当于断路
14、， A立即亮，稳定后线圈对恒定电流阻碍作用极小，相当于短路， A逐渐熄灭；正 确，不选 B、 S闭合时，电容器 C电容较大，充电电流很大，通过 B的电流很小， B不亮，稳定后电容器对恒定电流为断路， B亮；错误符合题意，应选 C、由 A、 B分析可知 S闭合足够长时间后， B发光，而 A不发光；正确，不选 D、 S闭合足够长时间再断开 S后，电容器通过 B灯放电，则 B逐渐熄灭；正确，不选 故选 B 考点：电感、电容对变化电流的影响 点评：注意自感系数较大的线圈，对变化电流阻碍作用较大，电容较大的电容器对变化电流阻碍作用很小。 如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，圆心为 O。一小球（可视为质
15、点）从与圆心等高的圆形轨道上的 A点以速度 v0水平向右抛出，落于圆轨道上的 C点。已知 OC的连线与 OA的夹角为 ，重力加速度为 g，则小球从 A运动到 C的时间为 ( ) A cot B tan C cot D tan 答案： A 试题分析：小球以速度 水平向右抛出，做平抛运动，水平方向有，竖直方向有 ，解得 。 故选 A 考点：平抛运动规律的应用 点评：解决本题的关键是由图得出合位移大小和方向，从而运用几何知识和运动学知识表示出竖直和水平方向的速度与位移 如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道
16、3，轨道 1和 2相切于 Q 点，轨道 2和 3相切于 P点，设卫星在 1轨道和 3轨道正常运行的速度和加速度分别为 v1、 v3和 a1、 a3，在 2轨道经过 P点时的速度和加速度为v2和 a2，且当卫星分别在 1、 2、 3轨道上正常运行时周期分别为 T1、 T2、 T3，以下说法正确的是 ( ) A v1 v3 v2 B v1 v2 v3 C a1 a2 a3 D T1 EB W1EB W1=W2 D EAEB W1W2 答案： D 试题分析：由真空点电荷的定义式 可知 O 点场强为,O 点左侧场强变化较快，右侧变化较慢，则 ，由可知 。 故选 D 考点：电场的叠加及电场力做功 点评：
17、关键准确分析电场的分布情况，由电场分布情况确定电场强度的大小及电场力做功的多少。 2011 年 7 月以来， “奥的斯电梯 ”在北京、上海、深圳、惠州等地频出事故，致使大家 “谈奥色变 ”,为此质监局派出检修人员对电视塔的观光电梯做了检修，如图是质监局检修人员搭乘电梯的 v-t图，下列说法正确的是 ( ) A 6s末电梯离出发点最远 B 2s 4s电梯做匀速直线运动 C在 4s 5s和 5s 6s内电梯的加速度方向相反 D在 4s 5s和 5s 6s内电梯的运动方向相反 答案： BD 试题分析： v-t 图象中，纵轴的正负表示速度的方向，斜率为物体运动的加速度，与横轴所围面积为通过的位移。 A
18、、图线与横轴所围面积为通过的位移，横轴上方为正，下方为负值，由图可知 5s末电梯离出发点最远；错误 B、 2s 4s电梯速度不变，即电梯做匀速直线运动；正确 C、斜率为物体运动的加速度，由图可得 4s 5s和 5s 6s加速度相同；错误 D、纵轴的正负表示速度的方向，由图可得在 4s 5s和 5s 6s内电梯的运动方向相反；正确 故选 BD 考点：速度图象 点评：应用速度图像解决问 题时一定要注意图线上面所包含的物理意义，比如“截距 ”、 “斜率 ”、 “交点 ”、 “面积 ”、正负半轴的含义等。 实验题 待测电阻 Rx的阻值约为 20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下： A电流表 A1（量
19、程 150mA，内阻约为 10） B电流表 A2（量程 20mA，内阻 r2 30） C电压表 V（量程 15V，内阻约为 3000） D定值电阻 R0 100 E滑动变阻器 R1，最大阻值为 5，额定电流为 1.0A F滑动变阻器 R2，最大阻值为 5，额定电流为 0.5A G电源 E，电动势 E 4V（内阻不计） H电键 S及导线若干 （ 1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材 _（均用器材前对应的序号字母填写）； （ 2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量 Rx的最佳实验电路图并标明元件符号； （ 3）待测电阻的
20、表达式为 Rx _，式中各符号的物理意义为_ _。 答案：（ 1） ABDEGH （ 2）实验电路图如下 （ 3） ，其中 、 分别为 和 表示数， 与 分别为定值电阻和 内阻的阻值。 试题分析：（ 1）电源电动势为 4V，电压表量程 15V太大不能用，须将小量程的电流表与分压电阻串联，可改装成电压表，电流表需要知道两个参数：量程和内阻，故电流表选 分压电阻阻值必须知道，故选 ,电流表 测电流，滑动变阻器阻值均较小，应用分压法，通过滑动变阻器的电流为 ,应选 ，所以应选器材为 ABDEGH （ 2）将 改装成电压表，电压表的内阻为 ,由 ，电流表 采用外接法，测量误差较小，滑动变阻器阻值均较小
21、，应用分压法，则电路图如图所示 （ 3）由欧姆定律可得待测电阻 ,其中 、 分别为 和表示数， 与 分别为定值电阻和 内阻的阻值。 考点：伏安法测电阻 点评：本题是电表改装与伏安法测量电阻两个实验的组合，考查灵活选择器材和实验方法的能力。 下列有关实验的描述中，正确的是 A在 “验证力的平行四边形定则 ”实验中，用两弹簧秤同时拉细绳时，细绳之间的夹角应为 90 B在 “探究弹簧弹力与其伸长量 ”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C在 “恒力做功与动能改变的关系 ”的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平 D在 “验证机械能守恒定律 ”的实验中，必须由 求出打某点时纸
22、带的速度 答案： B 试题分析： A、在 “验证力的平行四边形定则 ”实验中，用两弹簧秤同时拉细绳时，细绳之间的夹角以 60 100之间为宜；错误 B、在 “探究弹簧弹力与其伸长量 ”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象，其斜率为弹簧的劲度系数；正确 C、在 “恒力做功与动能改变的关系 ”的实验中，应该将放小车的长木板一端抬高，以平衡摩擦力；错误 D、在 “验证机械能守恒定律 ”的实验中，由纸带的数据计算出某一时刻的速度，不能由 计算；错误 考点：实验误差及注意事项 点评：对各物理实验的误差产生原因及注意事项一定要熟练掌握。 计算题 目前我国动车组在广泛使用。假设动车轨道为直线，动车制动时的
23、阻力为重力的 0.1倍。（ g=10m/s2） （ 1）如果动车司机发现前方 450m处有故障车停车，要使动车不发生追尾，则动车运行速度不能超过多少？（不考虑反应时间） （ 2）如果动车运行的速度为 252km/h，当动车司机前方 2464m处有故障车停车，经反应后制动减速，为了确保列车不发生追尾，问动车司机反应时间不得超过多少？ 答案：（ 1） 30m/s （ 2） 0.2s 试题分析：（ 1）动车所受阻力 减速的加速度 由 ，可得 （ 2） 设反应时间为 t，反应时间内位移为 ，减速位移为 可得 考点：牛顿第二定律的应用 点评：灵活的应用匀变速直线运动的规律是接答本题的关键。 如图所示，电
24、阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为 ，导轨间距为 l，轨道所在平面的正方形区域内存在一有界匀强磁场，磁感应强度 大小为B，方向垂直于导轨平面向上电阻相同、质量均为 m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上，甲金属杆恰好处在磁场的上边界处，甲、乙相距也为 l在静止释放两金属杆的同时，对甲施加一沿导轨平面且垂直于甲金属杆的外力，使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度 a=gsin做匀加速直线运动，金属杆乙进入磁场时即做匀速运动 (1) 求金属杆的电阻 R； (2)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中，金属杆乙中所产生的焦耳热为 Q，求外力 F在此过程中所做的功 答案： (1)
25、(2) 试题分析： 在乙尚未进入磁场中的过程中，甲、乙的加速度相同，设乙刚进入磁场时的速度 v 乙刚进入磁场时，对乙由根据平衡条件得 (2)设乙从释放到刚进入磁场过程中做匀加速直线运动所需要的时间为 设乙从进入磁场过程至刚离开磁场的过程中做匀速直线运动所需要的时间为 设乙离开磁场时，甲的速度 设甲从开始释放至乙离开磁场的过程中的位移为 x 根据能量转化和守恒定律得： 考点：电磁感应与电路综合 点评：关键是通过写出安培力的表达式正确分析安培力的变化情况，同时注意过程中的功能转化关系。 如图所示，放置在 平面中第二象限内 P点的粒子放射源连续放出质量均为 m、电量为 -q的一簇粒子，已知入射粒子以
26、同一速度 v朝 x轴以上向不同方向散开，垂直纸面的匀强磁场 B将这些粒子聚焦于 R点 (磁场区域大致如图所示 )，其中已知 PR=2a，离子的轨迹关于 y轴对称的。试确定磁场区域的边界函数方程。不计粒子重力及相互间的作用。 答案： 试题分析：在磁场 B中，粒子受洛仑兹力作用作半径为 R的圆周运动： 即： 设半径为 R的圆轨道上运动的粒子，在点 A (x， y)离开磁场，沿切线飞向 R点。 由相似三角形得到： 同时， A作为轨迹圆上的点，应满足方程： 消去 ，得到满足条件的 A点的集合， 因此，表示磁场边界的函数方程为： 即所求磁场边界方程为： 考点：带电粒子在磁场中的运动 点评：本题由于结合较
27、多的数学知识，特别是圆的性质，故此类题型重点在于熟练把握圆的性质；可以先大致画出圆的轨迹，根据偏转方向等确定出圆心和半径，再利用几何知识求出结果。 消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示，消防水炮离地高度为 H，建筑物上的火点离地高度为 h，水炮与火点的水平距离为 x，水泵的功率为 P，整个供水系统的效率 =0.6。假设水从水炮水平射出，其中水泵、输水管道没有画出，水泵放置于地面，不计空气阻力，取 g=10m/s2。 （ 1）、若 H=80m， h=60m，水炮出水速度 v0=30m/s，试求水炮与起火建筑物之间的水平距离 x； （ 2）、在（ 1）问中，若水炮每秒出水量 m
28、0=60 kg，试求水泵的功率 P； （ 3）、当完成高层灭火后，还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火，将水炮竖直下移至 H=45m，假设供水系统的效率 不变，水炮出水口的横截面积不变，水泵功率应调整为 P，则 P应为多大？ 答案：（ 1） 60m （ 2） （ 3） 43.3kW 试题分析：（ 1）根据平抛运动规律有 : 联立上述两式，并代入数据得： （ 2）设在 时间内出水质量为 m，由功能关系得： 取 ，则 ，有 （ 3）注意到高度变化后，水流速度变化， 1s内出水质量也将变化。 设 1s内出水量为 ，水的密度为 ，速度为 ,水炮喷口的横截面积为 S，有 联立上述各式并代入数据得： 由功能关系得： 取 ，则 ，代入数据解得： 考点：功能关系 点评：此题是一道力学的综合题；涉及到功、功率、机械效率的知识；要将题目提供的数据与相关的计算紧密结合起来方可。
