1、2014届河北省唐山一中高三 12月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 经过不懈的努力，法拉第终于在 1831年 8月 29日发现了 “磁生电 ”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上（如图示），一个线圈 A连接电池与开关，另一线圈 B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。法拉第可观察到的现象有（ ） A当合上开关， A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原 B只要 A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转 C A线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大 D当开关打开， A线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与 A线圈接通电流瞬间完全相同的偏转 答案： A 试题分析：当合上开关， A线圈接通电
2、流瞬间，穿过 A的磁通量发生变化，使得穿过 B的磁通量也变化，所以在 B中产生感生电流，电流稳定后穿过 AB的磁通量不再变化，所以 B中不再有感应电流，即小磁针偏转一下，随即复原，选项 A正确； A线圈中有电流，但是如果电流大小不变，则在 B中不会产生感应电流，即小磁针就不会发生偏转，选项 B错误； B线圈中的感应电流大小与A中电流的变化率有关，与 A中电流大小无关，故 C错误；当开关打开， A线圈电流中断瞬间，由于穿过 B的磁通量减小，则在 B中产生的电流 方向与 A线圈接通电流瞬间产生的电流方向相反，所以小磁针会出现与 A线圈接通电流瞬间完全相反的偏转，选项 D错误。 考点：产生感应电流的
3、条件。 真空中有一半径为 r0的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势 分布规律可用图中曲线表示， r表示该直线上某点到球心的距离， r1、 r2分别是该直线上 A、 B两点离球心的距离。下列说法中正确的是（ ） A.该球壳带负电 B. A点的电场强度大于 B点的电场强度 C.若 r2- r1= r1- r0，则 A-B=0- A D.将电子从 A点移到 B点， 电场力做负功 答案： BD 试题分析：由图可知，离球壳越远时电势越低，所以球壳带正电，选项 A 错误；r1、 r2分别是该直线上 A、 B两点离球心的距离， 根据场强公式 知，图象斜率大小等于场强，则得 A
4、点的电场强度大于 B点的电场强度，故 B正确由于球壳以外的电场不是匀强电场，离球壳越近处场强较大，故当 r2- r1= r1- r0 时，A-B 0- A，选项 C错误；电子沿直线从 A移到 B的过程中，电场力方向由A指向 B，所以电场力做负功，故 D正确 考点：电场强度；电势；电场力的功。 有一种测量人体重的电子秤，其原理如右图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器 R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表 G（实质是理想电流表）。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 3A，电源电动势为 12V，内阻为 2，电阻 R随压力变化的函数式为 R =30 -
5、0.02F（ F 和 R的单位分别是 N 和 ）。下列说法正确是（ ） A该秤能测量的最大体重是 1400 N B该秤能测量的最大体重是 1300 N C该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表 G刻度盘 0.375A处 D该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表 G刻度盘 0.400A处 答案： AC 试题分析：当电路中电流 I=3A时，电子秤测量的体重最大由欧姆定律得到 ，代入 R=30-0.02F得到 F=1400N故 A正确， B错误踏板空载时 F=0，代入 R=30-0.02F得到电阻 R=30，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表 G刻
6、度盘 0.375A处故 C正确， D错误 考点：全电路欧姆定律。 我国 “蛟龙号 ”深潜器经过多次试验，终于在 2012年 6月 24日以 7020m深度创下世界最新纪录（国外最深不超过 6500m），预示着它可以征服全球 99.8的海底世界。假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面 10min 内全过程的深度曲线（ a）和速度图像（ b），则有（ ） A（ a）图中 h3代表本次最大深度，应为 360m B全过程中最大加速度是 0.025m/s2 C潜水员感到超重发生在 3-4min和 6-8min的时间段内 D整个潜水器在 8-10min时间段内机械能守恒
7、答案： AC 试题分析：根据深度曲线（ a）得 h3代表本次最大深度，根据 v-t图象的面积得为 0-4min位移是 360m，故 A正确；最大加速度是，故 B错误 潜水员在 3-4min和 6-8min的时间段内，根据度图象（ b）得加速度方向向上，所以处于超重状态，故 C正确；整个潜水器在 8-10min时间段内加速度不等于g，所以机械能不守恒，故 D错误 考点： v-t图像；超重和失重；机械能守恒的条件。 如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的 M、 N 两小孔中， O 为 M、 N 连线中点，连线上 a、 b两点关于 O 点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直
8、导线在周围产生的磁场的磁感应强度 ，式中k是常数、 I是导线中电流、 r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度 v0从 a点出发沿连线运动到 b点。关于上述过程，下列说法正确的是（ ） A小球先做加速运动后做减速运动 B小球一直做匀速直线运动 C小球对桌面的压力先减小后增大 D小球对桌面的压力一直在增大 答案： BD 试题分析：根据右手螺旋定则可知直线 M处的磁场方向垂直于 MN 向里，直线N 处的磁场方向垂直于 MN 向外，磁场大小先减小过 O 点后反向增大， 根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始时的方向向上，过 O 得后洛伦兹力的方向向下由此可知，小球将做匀速直线运动，小
9、球对桌面的压力一直在增大，故 AC 错误， BD正确 考点：左手定则及右手螺旋法则。 粗糙绝缘的水平地面上，有两块竖直平行相对而立的金属板 AB.板间地面上静止着带正电的物块，如图甲所示，当两金属板加图乙所示的交变电压时，设直到 时刻物块才开始运动， (最大静摩擦力与动摩擦力可认为相等 )，则： ( ) A. 在 时间内，物块受到逐渐增大的摩擦力，方向水平向右 B. 在 时间内，物块受 到的摩擦力，先逐渐增大，后逐渐减小 C. 时刻物块的速度最大 D. 时刻物块的速度最大 答案： C 试题分析： 在 时间内，电场力小于最大静摩擦力，物体静止，静摩擦力等于电场力，随电压增大摩擦力增大，但是正电荷
10、所受电场力与电场同向向右，所以摩擦力方向水平向左，选项 A错误；在 时间内，电场力大于最大静摩擦力，物体一直加速运动，摩擦力为滑动摩擦力，由于正压力即是物体的重力不变，所以摩擦力不变，选项 B错误； t3到 t4阶段，电场力小于摩擦力，但物体仍在运动且为减速运动，故 t3时刻速度最大，选项 C正确， D错误。 考点：牛顿定律的综合应用。 如图所示，带异种电荷的粒子 a、 b以相同的动能同时从 O 点射入宽度为 d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30和 60，且同时到达 P点。 a、 b两粒子的质量之比为（ ） A 1 2 B 2 1 C 3 4 D 4 3 答案： C
11、试题分析：根据题意画出 a、 b粒子的轨迹如图所示，则 a、 b粒子的圆心分别是 O1， O2，设磁场宽度为 d，由图可知，粒子 a的半径 ，粒子b的半径为 ,由 可得： ，即 ,由 可得： ，;又 a粒子轨迹长度为 ，粒子 b的轨迹长度为,所以 ， ，联立以上各式解得 ，所以C正确 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。 如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面， MN、 PQ为其边界， 为其对称轴一导线折成边长为 L的正方形闭合线框 abcd，线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动，若以逆时针方向为电流的正方向，则从线框开始运动到 ab边刚进入
12、到 PQ右侧磁场的过程中，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图像是（ ）答案： B 试题分析：在 0-t1时间内，导线 dc和 ab都切割磁感线，则回路中的感应电动 势为 E=2BLv，而 ， v=at， R 是线圈的电阻联立得到， ，可见，I与 t成正比在 t1时刻后，只有一根导线 dc切割感磁线，同法得到，这段时间内 I与 t是线性关系， I-t图象的斜率是 0-t1时间内斜率的一半，而且在 t1时刻线圈的感应电流大于零，由数学知识可知，图象 B正确 考点：法拉第电磁感应定律。 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面 AB上均匀分布正电荷，总
13、电荷量为 q，球面半径为 R，CD为通过半球顶点与球心 O 的轴线，在轴线上有 M、 N 两点，OM=ON=2R已知 M点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为（ ） A -E B C -E D +E 答案： A 试题分析：若将带电量为 2q的球面放在 O 处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场则在 M、 N 点所产生的电场为，由题知当半球面如图所示产生的场强为 E，则 N 点的场强为故选 A 考点：电场强度；场强的叠加。 已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的 6.6倍一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为 3小时。若地球半径为 R，则该飞行器绕地心飞行的轨
14、道半径最接近（ ） A 0.83R B 1.7R C 1.9R D 3.3R 答案： B 试题分析：将开普勒第三定律用到地球系统，所有的卫星的轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值都相等，故： ，解得：故选： B 考点：开普勒第三定律 . 如图所示，把小车放在倾角为 30的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为 3m，小桶与沙子的总质量为 m，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为 h的过程中（ ） A小桶处于失重状态 B小桶的最大速度为 C小车受绳的拉力等于 mg D小车的最大动能为 mgh 答案： B 试题分析：在整个的过程中，小桶向上做
15、加速运动，所以小桶受到的拉力大于重力，小桶处于超重状态故 A错误， C错误；在小桶上升竖直高度为 h的过程中只有重力对小车和小桶做功，由动能定律得： 3mg h sin30 mgh(3m+m)v2，解得： v ，故 B正确； 小车和小桶具有相等的最大速度，所以小车的最大动能为： EKm 3mv2mgh，故 D错误 考点：牛顿第二定律及动能定理。 如图所示 ,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中 ,工人及其装备的总重量为 G,且视为质点 .悬绳与竖直墙壁的夹角为 ,悬绳对工人的拉力大小为 F1,墙壁对工人的弹力大小为 F2,则 ( ) A F1 G/sin B F2 G tan C若
16、工人缓慢下移 ,增加悬绳的长度 ,则 F1与 F2的合力变大 D若工人缓慢下移 ,增加悬绳的长度 ,则 F1减小 ,F2增大 答案： B 试题分析：工人受到重力、支持力和拉力，如图 根据共点力平衡条件，有 ;F2=Gtan；当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角 变小，故 F1变小， F2变小，但 F1与 F2的合力与重力平衡，保持不变；故选 B 考点：共点力的平衡问题。 实验题 （ 1）一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到结果如图所示，游标卡尺示数 _ cm，螺旋测微器示数_ cm （ 2）某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值。可选用器材的代号和规格如下
17、： 电流表 A1 (量程 250mA，内阻 r1为 20)； 电流表 A2 (量程 300mA，内阻 r2约为 15) 待测电阻 Rx（阻值约为 100)； 滑动变阻器 R（最大阻值 10)； 电源 E (电动势约为 9V,内阻 r约为 1)； 单刀单掷开关 S，导线若干。 请在右边的方框中把电流表的代号 A1、 A2填在相应的 中，并且把实验电路原理图连接完整； 需要直接测量的物理量是 _，被测电阻的计算式为 Rx=_。 答案：（ 1） 1.050； 1.0446（ 2） 电路图见； 两电流表读数分别为 I1、 I2；试题分析：（ 1）游标卡尺示数 1.0cm+100.05mm=1.050c
18、m，螺旋测微器示数10.0mm+0.0144.6mm=10.446mm=1.0446 cm (2) 电路 如图示： 设两电流表读数分别为 I1、 I2,根据欧姆定律得 ，解得 考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数；伏安法测电阻。 物理实验小组利用如图所示的自制实验装置进行探究实验 .沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合 ;在墙上，距离地面 L的 P点固定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体 A、 B.开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直；通过刻度尺，记录A、 B两物体距离地面的高度为 h；然后，同时由静止释放 A、 B物体，较重的A物体竖直
19、下落与地面相碰后静止，较轻的 B物体仍 向上运动，观察 B物体所能到达的最大高度为 H=2.5h，并记录下来 根据上述测量的物理量可计算 A、 B两物体质量之比 用天平测量两物体质量，所得 A、 B两物体质量之比，与上述 所得数据略有差距，试分析造成误差的原因 答案： 3： 1； 存在空气阻力或摩擦阻力、 H或 h的测量值有误差 试题分析： A、 B整体的加速度 根据速度位移公式得， A到达地面的速度 此时 B继续上升的高度 h=2.5h-h=1.5h根据速度位移公式有 v2=2gh，联立解得 用天平测量两物体质量，所得 A、 B两物体质量之比，与上述 所得数据略有差距，造成误差的原因可能是存
20、在空气阻力或摩擦阻力、 H或 h的测量值有误差 考点：牛顶第二定律。 计算题 天文工作者观测到某行星的半径为 R1，自转周期为 T1，它有一颗卫星，轨道半径为 R2，绕行星公转周期为 T2。若万有引力常量为 G，求： （ 1）该行星的平均密度； （ 2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为 m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功？ 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： （ 1）由 可得 ,所以 (2) 设该行 星的最小发射速度为 v，则 依题意，该卫星在赤道上时与地球自转同步，设其速度为 v0,则 要发射该卫星，至少要对它做功 解得 考点：
21、万有引力定律的应用，动能定理。 如图所示，已知半径分别为 R和 r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道 CD相连一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为 的 CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零试求： 分别经过 C、 D时的速度； 小球释放的高度 h； 水平 CD段的长度 答案：（ 1） ； （ 2） 2.5R（ 3） 试题分析：（ 1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过 C点时的速度为 vc，通过甲环最高点速度为 v，根据小球对最高点压力为零，
22、有 取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律 由 、 两式消去 v，可得 同理可得小球滑过 D点时的速度 （ 2）小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至 C点时机械能守恒，有 由 、 两式联立解得 h=2.5R,因此小球释放的高度为 2.5R （ 3）设 CD段的长度为 L，对小球 滑过 CD段过程应用动能定理 由 、 、 三式联立解得 考点：机械能守恒定律；牛顿定律及动能定理。 如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、 PQ相距为 L 1m，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，
23、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 m2 310-4kg、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
24、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） v0.25m/s或 v0.5m/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，则有 ； , 所以 解得最大速度 vm=10m/s （ 2）金属棒匀速下滑时，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 (或 ) （ 3）金属棒下滑稳定时，两板间电压 U=IR2=15V（ 1分） 因为液滴在两板间有 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动 当液滴恰从上板左端边缘射出时： 所以 v1=0.5m
25、/s 当液滴恰从上板右侧边缘射出时： 所以 v2=0.25m/s 初速度 v应满足的条件是： v0.25m/s或 v0.5m/s 考点：法拉第电磁感应定律，带电粒子在磁场中的运动。 如图 a 所示，水平直线 MN 下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷 106 C/kg的正电荷置于电场中的 O 点由静止释放，经过 10-5 s后，电荷以 v0 1.5104 m/s的速度通过 MN 进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度 B按图 b所示规律周期性变化 (图 b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过 MN 时为 t 0时刻 )求： (1)匀强电场的电场强度 E的大小；（保留
26、2位有效数字） (2)图 b中 t 10-5 s时刻电荷与 O 点的水平距离； (3)如果在 O 点右方 d 68 cm处有一垂直于 MN 的足够大的挡板，求电荷从 O点出发运动到挡板所需的时间 (sin 37 0.60， cos 37 0.80) （保留 2位有效数字） 答案： (1)7.2103N/C (2)4cm (3) 3.8610-4s 试题分析： （ 1）电荷在电场中做匀加速运动，设其在电场中运动的时间为 t1,则 v0=at1；Eq=ma；解得 (2)当磁场垂直纸面向外时，电 荷运动的半径 ， 周期 当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径 ，周期故电荷从 t=0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图所示。 时刻电荷与 O 点的水平距离： d=2（ r1-r2） =4cm 电荷从第一次通过 MN 开始，其运动的周期为： 根据电荷的运动情况可知，电荷到达档板前运动的完整周期数为 15个，有： 电荷沿 ON运动的距离： s=15d=60cm 故最后 8cm的距离如图所示，有： 解得： cos=0.6 则 =530 故电荷运动的总时间： 考点：带电粒子在复合场中的运动；
