1、2013届甘肃省张掖中学高三 5月模拟考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是（ ） A库仑首先引入电场线来描述电场 B法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律 C伽利略通过理想斜面实验得出物体的运动不需要力来维持 D牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上 答案： CD 试题分析：首先在物理学中引入场的概念的是法拉第， A错。磁场对电流作用力称之为安培力，是安培发现的， B错。牛顿根据万有引力提供卫星向心力而得出在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体只要达到第一宇宙速度就会绕地球做圆周运动而不会落下， D对。伽利略的理想斜面实验说明不受力
2、时匀速直线运动，得出运动不需要力来维持， C对。 考点：物理学史 （ 6分）一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点 b的起振时刻比质点 a延迟了 0 5s， b和 c之间的距离是 5m，以下说法正确的是 _（填入选项前的字母，有填错的不得分） A此列波的波长为 2.5m B此列波的频率为 2Hz C此列波的波速为 2.5m/s D此列波的传播方向为沿 x轴正方向传播 答案： D 试题分析：相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长， b和 c之间的距离就是一个波长即 5m。答案： A错。而 ab之间距离为半个波长，振动步调相差半个周期即 0 5s，所以周期为 1s，频率为 1hz答
3、案： B错。波速为波长和周期比值即 5m/s答案： C错。质点 b的起振时刻比质点 a延迟，说明波是从 a向 b传播即 x轴正向，答案： D对。 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 （ 9分）如图所示，是一种折射率 n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿 MN 方向射到棱镜的 AB面上，入射角的大小 ，求： （ i）光在棱镜中传播的速率。 （ ii）画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程。（不考虑返回到 AB和 BC 面上的光线）。 答案：（ 1） （ 2）见 试题分析：（ 1）光在棱镜中传播的速率 （ 2）由题光在 AB面上入射角的正弦 sini=sin1=
4、0.75，由折射定律率得 ，得到 AB面上的折射角 r=30 由几何关系得， BC 面上的入射角 =45 全反射临界角 则光在 BC 面上发生全反射，光线垂直于 AC 面射出棱镜，光路如图所示 考点：光的折射定律 （ 6分）如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关系图像。由图像可知 A该金属的逸出功等于 E B该金属的逸出功等于 h0 C入射光的频率为 20时，产生的光电子的最大初动能为 E D入射光的频率为 时，产生的光电子的最大初动能为 答案： ABC 试题分析：光电效应的最大初动能和入射光子能量的关系为 ，结合图像，当最大初动能为 0 时，有 ，答案： B
5、对，当入射光频率为 0 时，则有 即 。答案： A对。当入射光为 20时，产生的光电子的最大初动能 ，答案： C对 D错。 考点：光电效应 一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示。电灯 A上标有 “10 V， 10 W” 的字样，电灯 B上标有 “8 V,20 W”的字样，滑动变阻器的总电阻为 6 ，当滑动触头由 a端向 b端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化）。则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（均为理想电表）（ ） A V1、 V2不变， A1增大， A2增大， P先减小后增大 B V1、 V2不变， A1、 A2增大， P增大 C V1、 V2不变， A1、
6、 A2减小， P先增大后减小 D V1不变， V2增大， A1减小， A2减小， P减小 答案： B 试题分析：变压器输入电压不变，电压表 示数不变，原副线圈匝数比等于电压比，滑片移动过程匝数不变，所以副线圈电压不变即 示数不变，答案： D错误。电流比与原副线圈匝数成反比，所以电流表 是同步变化，增大都增大，减小都减小，输入功率 电压不变，电功率和电流成正比，因此答案：AC 错。只有答案： B对。 考点：变压器 串并联电路欧姆定律 如图所示， ABC为与匀强磁场垂直的边长为 a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为 e/m的电子以速度 v0从 A点沿 AB方向射入，现欲使电子能经过 BC 边，
7、则磁感应强度 B的取值应为（ ） A B B B 答案： C 试题分析：电子为负电荷，速度沿 AB方向，磁场垂直纸面向里，判断洛伦兹力竖直向上，即指向圆周运动的圆心。如图所示， ABC为等边三角形，几何关系如图，圆周运动的轨迹和 BC 边的切点只可能是 C点，此时，圆周运动半径为 ，根据带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力公式 得，带入得 ，要使粒子经过 BC，那么半径要大于 ，磁感应强度要小于 ，对照答案： C对。 考点：带电粒子在磁场中的运动。 a、 b两物 体的质量分别为 m1、 m2，由轻质弹簧相连。当用恒力 F竖直向上拉着 a，使 a、 b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为
8、x1；当用大小仍为 F的恒力沿水平方向拉着 a，使 a、 b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x2，如图所示。则（ ） A x1一定等于 x2 B x1一定大于 x2 C若 m1m2，则 x1x2 D若 m1 b B场强方向一定向左，且电势 a b 答 案： D 试题分析：运动轨迹为曲线，根据曲线运动合外力直线曲线内侧可以判断，电场力只可能沿电场线即水平方向那么电场力必定是水平向右，题目告诉我们该粒子带正电，正电荷受力方向即电场方向，所以电场方向水平向右。等势面和电场线垂直，沿电场线方向电势逐渐减小，因此 a点等势面电势高于 b点等势面电势，选项 D对。 考点：曲线运动和电场
9、力电势 2012年至 2015年进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，在轨正常运行的这两种卫星比较（ ） A低轨卫星运行的周期较大 B同步卫星运行的周期较大 C低轨卫星运行的加速度较大 D同步卫星运行的线速度较大 答案： BC 试题分析：对卫星的圆周运动分析可知，万有引力提供向心力，那么周期 ，高度高则周期大， A错 B对。 ，高度低，加速度大， C对。，高度高则线速度小， D错。 考点：万有引力与航天 水平放置的光滑绝缘圆环上套有三个带电小球 A、 B、 C，小球可在环上自由移动。如图所示，是小球平衡后的位置图。三个小球构成一个等边三角形
10、。下列判断正确的是（ ） A A、 B两小球可能带异种电荷 B B、 C两小球可能带异种电荷 C A、 C两小球可能带异种电荷 D三个小球一定带同种电荷 答案： D 试题分析：任意一个小球受力分析，水平方向共三个力，两个库伦力和一个环的弹力，而弹力一定沿半径方向向里或者向外，假如两个库伦力都是引力或者都是斥力，他们的合力必定沿半径方向，而弹力也沿半径方向，他们的合力可能平衡，如果两个库伦力是一个引力和一个斥力他们的合力不可能沿半径方向，也不可能和弹力平衡，因此对任意一个小球来说，另外 2个球都是同种电荷，所以三个都是同种电荷，答案： D对。 考点：共点力的平衡、库仑力 质量为 1500 kg的
11、汽车在平直的公路上运 动， v-t图像如图所示。由此可求（ ） A前 25s内汽车的平均速度 B前 l0 s内汽车的加速度 C前 l0s内汽车所受的阻力 D 15 25 s内合外力对汽车所做的功 答案： ABD 试题分析：观察速度时间图像， V-t图像和时间轴围成面积代表位移，斜率代表加速度 a，观察图像可知，前 10s 斜率即加速度 ,答案： B 对。根据牛顿第二定律 ，牵引力未知因此无法求出阻力， C错。前 25s图像和时间轴围成的面积可以分成前 10s三角形和中间 5s矩形及后 10s梯形都可以计算出面积，也就可以知道前 25s 位移，除以时间即可算出平均速度， A 对。根据动能定理，合
12、外力做功等于动能变化量， 15 25 s的初速度和末速度都知道而且题目告诉有质量，答案： D对。 考点：速度时间图像 动能定理 （ 6分）如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力 F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态 变化到状态 ，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是 （填入选项前的字母，有填错的不得分） A每个气体分子的速率都不变 B气体分子平均动能不变 C水平外力 F逐渐变大 D气体内能减少 E气体放出热量 F气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 G气体是从单一热源吸热，全部用
13、来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 答案： BCG 试题分析：导热气缸说明温度不变，内能不变， D错。温度不变说明气体分子平均速率平均动能不变， A错 B对。但是活塞向外移动又对外做功，要保持内能不变，必须从外界吸热。答案： E错。吸热又对外做功内能不变，符合热力学定律 G对 F错。 考点：分子热运动 热力学定律 实验题 （共 10分）实验室测一节干电池的电动势 E和内电阻 r。 先用多用电表估测电动势 E。将选择开关旋至直流 2.5V档，红、黑表笔与干电池的正、负极相接，此时指针所指位置如图甲所示，则此时多用表的读数为_V。 再用伏安法更精确地测量该干电池的电动势和内电阻，实验电路如图
14、乙所示。请你用实线代替导线在图丙中连接好实物，要求变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大。 由实验测得的 7组数据已在图丁的 U-I图上标出，请你完成图线。由图像可得： E _V（保留三位有效数字）， r _（保留两位有效数字）。 答案：（ 1） 1.450.01 （ 2）见下图 （ 3）见下图 1.490.01 1.0 1.1 试题分析：（ 1）直流 2.5v应该读取中间刻度线，多用电表的直流交流电流直流电压都读取中间刻度线示数，交流电压对最下面的刻度线。刻度线共计 50 格，指针对应 29格，量程为 2.5v，因此示数为 （ 2）答案：见图。滑动变阻器接线串联，一上一下接线，而且告诉我们向
15、右滑动阻值变大，说明左端接下接线柱。 （ 3）电压表测量路端电压，电流表测量干路总电流，那么路端 电压和电流的图像中，与纵轴 的交点表示电流等于 0时的路端电压，此时内电压等于 0，路端电压等于电动势，即与纵轴交点表示电动势，所以 ，图像的斜率表示内阻，即 也就是图像斜率，注意纵轴是从 1.10开始的 考点：多用电表的使用 路端电压随时间变化的图像分析 实验电路的连接 （ 5分）为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数 ，某同学设计了如图所示的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端与桌面右端 对齐，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面上的 点；第二次
16、实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出滑槽末 端 与桌面右端 的距离为 ，小球从滑槽顶端由静止释放，落在水平面上的 点。已知重力加速度为 ，不计空气阻力，滑块与滑槽之间有摩擦力。 （ 1）实验还需要测出的物理量是 （用代号表示） A滑槽的高度 ； B桌子的高度 ； C 点到 点的距离 ； D 点到 点的距离 ； E滑块的质量 。 （ 2）实验中需要用到的测量工具（仪器）有 （ 3）写出动摩擦因数 的表达式是 答案：（ 1） BCD （ 2）刻度尺 （ 3） 试题分析：第一次和第二次实验都是从相同的滑槽相同的高度滑下因此离开滑槽的速度相等，第一次离开滑槽是平抛运动，第二次离开后先经过 NM减速后再平抛
17、，根据 即可算出摩擦因数，我们需要计算出和 ，他们是两次平抛的初速度，我们需要测出高度 和平抛的水平位移 ， ，带入数据计算摩擦因数 ，长度的测量需要用到刻度尺。 考点：平抛运动，牛顿第二定律 计算题 （ 18分）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、 PQ相距为 L1m，导轨平面与水平面夹角 30，导轨电阻不计。磁感应强度为 B1 2T的匀强磁场垂直导轨平面向 上，长为 L 1m的金属棒 ab垂直于 MN、 PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 m1 2kg、电阻为 R1 1。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长
18、均为 d 0.5m，定值电阻为 R2=3，现闭合开关 S并将金属棒由静止释放，取 g=10m/s2，求： （ 1）金属棒下滑的最大速度为多大？ （ 2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率 P为多少？ （ 3）当金属棒稳定匀速下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场 B2 3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为 m2310-4kg、所带电荷量为 q -110-4C的液滴以初速度 v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出，初速度 v应满足什么条件？ 答案：（ 1） 10m/s （ 2） 100w （ 3） v0.25 m/s或
19、 v0.5 m/s. 试题分析： (1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为 vm，达到最大时则有 带入数据解得 （ 2）金属棒下滑为匀速运动，动能不变，重力势能减小，此过程中，重力势能转化为电能。重力做功的功率等于整个电 路消耗的电功率（ 3）金属棒下滑稳定时，两板间电压 U IR2 15 V，因为液滴在两板间受到重力和电场力洛伦兹力作用， ，电场力 方向竖直向上，因此重力电场力平衡，所以该液滴在两平行金属板间仅受洛伦兹力做匀速圆周运动， 当液滴恰从上板左端边缘射出时： r1 d ，所以 v1 0.5 m/s； 当液滴恰从上板右侧边缘射出时： r2 ，所以 v2 0.25 m/s 初速度
20、 v应满足的条件是： v0.25 m/s或 v0.5 m/s. 考点：电磁感应 闭合电路欧姆定律 带电粒子在匀强磁场中的运动 （ 9分）如图所示 p-V图中，一定质量的理想气体由状态 A经过 ACB过程至状态 B，气体对外做功 280J，放出热量 410J；气体又从状态 B经 BDA过程回到状态 A，这一过程中外界对气体做功 200J。 （ i） ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？ （ ii） BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？ 答案：（ i）气体内能的减少量为 690J（ ii）吸收热量 490J 试题分析： ACB过程中：气体对外做功，内能变化 W1=-280J， 气体放出热
21、量，内能变化 Q1=-410J 由热力学第一定律得内能变化： U=W1+Q1=-690J 气体内能的减少量为 690J。 因为一定质量理想气体的内能只与温度有关，气体由状态 A经过 ACB过程至状态 B，又从状态 B经 BDA过程回到状态 A，整个过程内能变化为 0 从状态 A经 ACB过程到 B内能减少 690J，所以从状态 B经 BDA过程回到状态 U=690J 由题意知外界对气体做功，内能变化 W2=200J 由热力学第一定律 U=W2+Q2 Q2=490J，即吸收热量 490J。 考点：热力学定律 （ 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
22、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 s将发生变化，重力加速度 g=10m/s2。求： （ 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时距离最小为 试题分析：（ 1）当 =30时，对木块受力分析如图： 则动摩擦因素： （ 2）木块向上滑行时，摩擦力向下。 当 变化时，木块的加速度 a为： mgsin+mgcos=ma （ 2分） 木块的位移 s为： v02=2as （ 2分） 则
23、s= ， ， 则当 300+=90时 s最小， 即 =60 （ 2分） s最小值为 smin= = 考点：受力分析 匀变速运动 （ 9分）如图所示， ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道， BC 段水平，AB段与 BC 段平滑连接 .质量为 m的小球从高为 h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道 BC 段上质量为 km的小球发生碰撞，碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上。求： （ 1）若两小球碰撞后粘连在一起，求碰后它们的共同速度； （ 2）若两小球在碰撞过程中无机械能损失，为使两小球能发生第二次碰撞，求k应满足的条件。 答案：（ 1） v= （ 2） k 3 试题分析： (1)小球从圆弧面滑下的过程由机械能守恒定律得 :mgh= mv02 由动量守恒定律得 :mv0=(m+km)v，解得 v= （ 2）若两小球在碰撞过程中无机械能损失，则动量和机械能守恒，得 : mv0=mv1+kmv2， mv02= mv12+ kmv22 解得： v1= v0， v2= v0 须满足： v0 v0， k 3 考点：动量守恒定律 动能定理 弹性碰撞
