1、2014届河北省邯郸市高三 9月摸底考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图，两个截面半径均为 r、质量均为 m的半圆柱体 A、 B放在粗糙水平面上， A、 B截面圆心间的距离为 l。在 A、 B上放一个截面半径为 r、质量为 2m的光滑圆柱体 C， A、 B、 C始终处于静止状态，则 A B对地面的压力大小为 3mg B地面对 A的作用力沿 AC 方向 C l越小， A、 C间的弹力越小 D l越小，地面对 A、 B的摩擦力越大 答案： C 试题分析：据题意， A、 B、 C三个物体均处于静止状态，把三个物体当做一个整体受力分析，该整体受到重力 G=4mg和支持力 N=4mg=NA+NB=
2、2NB，所以 B对地面的压力为 2mg，则 A选项错误；地面对 A的作用力是地面对 A的支持力和摩擦力的合力 F，其方向与重力 GA和 C对 A的作用力的合力 F方向相反，所以，地面对 A的作用力不沿 AC 方向， B选项错误；当 l越小， AC 与竖直方向的夹角 越小，据 TAC=mg/2cos可知， TAC也越小，所以 C选项正确；而地面对 A的摩擦力为 f=mgtan/2也会越小，则 D选项错误。 考点：本题考查物体的平衡条件和受力分析的能力。 下列说法正确的是 A放射性元素的半衰期随着温度的升高 而变短 B某金属的逸出功为 2.3eV，这意味着这种金属表面的电子克服原子核引力做2.3e
3、V的功即可脱离表面 C现已建成的核电站发电的能量来自于人工放射性同位素放出的能量 D 是核裂变反应方程 E.根据玻尔理论，在氢原子中量子数 n越大，核外电子速度越小 答案： BE 试题分析：放射性元素的半衰期是由原子核本身性质决定的，所以不会随温度变化， A选项错误；金属的逸出功是指金属表面的电子克服金属原子核的引力脱离金属表面至少需要做的功， B选项正确；核电站是应用重核的裂变方程能量， C选项错误； 这个反应方程 式是 衰变，所以 D选项错误；据 Ekn=Ek1/n2可知，在氢原子中量子数 n越大，核外电子速度越小，所以 E选项正确。 考点：本题考查半衰期、光电效应、衰变和玻尔理论。 光学
4、是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到 2000多年前。下列有关光的一些现象中说法正确的是 A用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象 D电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的 E在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象 答案： BCE 试题分析：用标准平面镜检查光线平面的平整度是应用了光的干涉现象， A选项错误；光导纤维传送图像是利用了光导全反射现象， B选项正确；三棱镜观察太阳光光谱是利用光的折射现象， C选项正确；电视机遥控器是利用红外遥感作用， D 选项错误；太阳
5、光下，水面油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，E选项正确。 考点：本题考查光的干涉、全反射、折射现象。 下列说法中正确的是 A单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的 B布朗运动就是液体分子的运动 C能量转 化和守恒定律是普遍规律，但是能量耗散违反能量转化和守恒定律 D小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故 E物体可从单一热源吸收的热量并全部用于做功，而不引起其它变化 答案： AD 试题分析：单晶体各向异性是由晶体微观结构决定的， A选项正确；布朗运动是液体分子对悬浮微粒的撞击形成的， B选项错误；能量耗散符合能量守恒定律， C选项错误；由于液体表面张力，小昆虫可以站立水面， D选项正
6、确；物体可以从单一热源吸收热量并全部用于做功，但要引起外界做功， E 选项错误。 考点：本题考查单晶体的各向异性、布朗运动、能量耗散、液体表面张力和热力学第二定律。 如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为 10m、 12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为 2v0、 v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为 m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求乙船上的人抛出货物的最小速度（不计水的阻力）。 答案： vmin 4v0 试题分析：设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为 vmin，抛出货物后船的速度为 v1，甲船上的人接到货物后船的速度为 v2，取向右为正方向，
7、由动量守 恒定律得 12mv0 11mv1-mvmin 10m2v0-mvmin 11mv2 为避免两船相撞应满足 v1 v2 联立 式得 vmin 4v0 考点：本题考查动量守恒定律。 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为 的斜面上，下端接有固定电阻和金属棒 cd，它们的电阻均为 R。两根导轨间宽度为 L，磁感应强度为 B的匀强磁场垂直于导轨面向上。质量为 m、电阻不计的金属棒 ab垂直放置在金属导轨上，在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力 F的作用下，沿导轨以速率 v匀速上滑，而金属棒 cd保持静止。以下说法正确的是 A金属棒 ab中的电流为 B作用在金属棒 ab上各力的合力做功为
8、零 C金属棒 cd的质量为 D金属棒 ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热 答案： BCD 试题分析：据题意， ab 棒在沿导轨向上匀速运动过程中产生的电动势为 E=BLv，所产生电流为 I=2E/R=2BLv/R，所以 A选项错误；由于 ab棒匀速运动过程中受到重力 G、支持力 N、拉力 F和安培力 T，这四个力所做总功据动能定理为 wF-wG-wT=0， B选项正确；由于 ab棒处于平衡状态，由平衡条件得： T=mgsin,而T=B2L2v/R，所以有 m= B2L2v/Rgsin，所以 C选项正确；金属板 ab克服安培力做的功就是安培力所做功的多少，安培力所做的功等于电路中所产生
9、的焦耳热，所以 D选项正确。 考点：本题考查电磁感应，主要考查了动能定理、闭合电路欧姆定律、受力分析。 电阻为 1的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电 的图像如图线 a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图像如图线 b所示。以下关于这两个正弦交流电流的说法正确的是 A在图中 t 0时刻穿过线 圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为 3 2 C交流电 a的电动势的有效值为 5 V D交流电 b的电动势的最大值为 5 V 答案： BC 试题分析：据题意，在 t=0时刻，从图像可知此时电流为 0，则线圈处于中性面位置，穿过的磁通量最大， A选项错误
10、；从图可知周期之比为 Ta:Tb=2:3，则转速之比为 fa:fb=1/Ta:1/Tb=3:2，所以 B选项正确；交流电 a的电流有效值为 i=Im/=5 v，所以 C选项正确；交流电 b的电动势最大值为 Ebm: Eam=Ta:Tb，则Ebm=20/3v，所以 D选项错误。 考点：本题考查对交流电的产生过程的理解。 x轴上有两个点电荷 和 ，它们之间连线上各点电势高低如图曲线所示（ AP PB），选无穷远处电势为零，从图中可以看出 A 的电量一定大于 的电量 B 和 一定是同种电荷 C P点电场强度为零 D 和 之间连线上各点电场方向都指向 答案： AD 试题分析：据题意，从图中电势变化可知
11、，在 AP 段电势为正且在减小， P点电势为 0 ，在 PB段电势为负，且电势在减小，所以可以判定 Q1为正电荷而 Q2为负电荷，由于 AP PB，可以判定 Q1Q2，所以 A、 D选项正确 而 B选项错误；P点电场强度为 EP=EA+EB且 EA、 EB同向，所以 C选项错误。 考点：本题考查电场的性质。 如图，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b，虚线 cd 水平。现由静止释放两物块，物块 a 从图示位置上升，并恰好能到达 c处。在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是 A物块 a到达 c点时加速度为零 B绳拉力对物
12、块 a做的功等于物块 a重力势能的增加量 C绳拉力对物块 b先做负功后做正功 D绳拉力对物块 b做的功等于物块 b机械能的变化量 答案： BD 试题分析：据题意，当物块 a运动到 c时，对物块 a受力分析，受到重力 G，水平向右的拉力 T和水平向左的支持力 N，所以 a的合力一定向下，则加速度必定不为 0 ， A选项错误；对 a物块应用动能定理，从初始位置到 c位置，拉力 T做正功，重力 G做负功，总共等于动能变化，则有： wT-wG=0，所以 B选项正确；绳子拉力与 b物块运动方向相反，则拉力一直做负功，所以 C选项错误；对 b物块受力分析受到重力 G和拉力 T，则拉力做的功等于 b物块机械
13、能变化量，所以 D选项正确。 考点：本题考查动能定理和能量守恒定律 的应用。 如图， A、 B两物体叠放在一起，先用手托住 B使其静止在固定斜面上，然后将其释放，它们同时沿斜面滑下，斜面与两物体之间的动摩擦因数相同， mA mB，则 A释放前，物体 B一定不受斜面的摩擦力 B下滑过程中，物体 B受到物体 A对它的压力 C下滑过程中，物体 B与物体 A之间无相互作用力 D下滑过程中，物体 A、 B均处于超重状态 答案： C 试题分析：据题意，设手对 B物体的支持力为 N，由于 A、 B物体处于静止状态，则有可能 N+fAB=GABsin，所以释放前 B物体有可能受到摩擦力， A选项错误；下滑过程
14、中， A、 B的加速度均为 aA=gsin-gcos=aB，所以 A、 B之间没有相互作用力， C选项正确；由于 A、 B物体具有沿斜面向下的加速度，所以A、 B物体均处于失重状态，则 D选项错误； 考点：本题考查据平衡条件进行受力分析、据牛顿第二定律进行受力分析和失重的判断。 如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，闭合开关 s，待电流达到稳定后，电流表示数为 I，电压表示数为 U，电容器 C所带电荷量为 Q。将滑动变阻器的滑动触头 P从图示位置向 a端移动一些，待电流达到稳定后，与 P移动前相比（ ） A U变小 B I变小 C Q 不变 D Q 减小 答案： B 试题分析：将滑动
15、触头向 a 端移动一些，滑动变阻器的电阻变大，据 “串反并同 ”可知，电压表示数变大，电流表示数减小，则 A选项错误 B选项正确；同理可得电容器的电压变大，据 Q=CU可知，电容 C不变，则 Q 将变大，所以 C、 D选项均错误。 考点：本题考查对恒定电流的电路动态平衡问题的理解和电容器电路动态平衡问题的理解。 分别让一物体按照以下两种情境通过直线上的 A、 B两点，一种是物体以速度 v匀速运动，所用时间为 t；另一种是物体从 A点由静止出发，先匀加速直线运动 (加速度为 )到某一最大速度 ，立即做匀减速直线运动 (加速度大小为a2)至 B点速度恰减为 0，所用时间仍为 t。下列说法正确的是
16、A 只能为 2v，与 a1、 a2的大小无关 B 可为许多值，与 a1、 a2的大小有关 C a1、 a2必须是一定的 D a1、 a2必须满足 答案： A 试题分析：据题意，以 v匀速运动时间 t，有： LAB=vt，以 a1加速度加速运动，最大速度为 vm，又以 a2加速度减速运动至 0有： LAB=vmt1/2+ vmt2/2，联立以上两式得 vm=2v，所以 A选项正确， B选项错误；只要变速运动的最大速度为 vm，加速和减速的时间适当增加或适当减少都可以使加速度发生变化，所以 C选项错误；由于 a1t1=a2t2=a2(t-t1)，经整理得（ a1+a2） t1=a2t，而 t1=2
17、v/a1，所以有：a1a2/( a1+ a2)=2v/t，所以 D选项错误。 考点：本题考查对匀速直线运动和匀变速直线运动的应用，主要涉及到匀变速直线运动的平均速度表示方法。 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为 ，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为 ，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为 q，则 与 之比为 A B C D 答案： D 试题分析：据题意，据万有引力定律得： GMm/R2=mR4 2/T2，经过计算可知：T ，由于已知火星质量与地球质量之比为 p，火星半径与地球半径
18、之比为 q，则可以计算环绕天体围绕火星和地球表面运动的周期之比为： T1:T2= : = ，所以 D选项正确。 考点：本题考查对万有引力定律的应用，主要要理解这类问题环绕天体轨道半径等于中心天体半径。 实验题 一同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如下图所示。 A、 B、C、 D、 E、 F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为 T。该同学用刻度尺测出 AC 间的距离为 S1， BD间的距离为 S2，则打 B点时小车运动的速度 ，小车运动的加速度 a= 。 答案： s1/2T (s2-s1)/2T2 试题分析：据图可知，利用 t
19、时间内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，可求 v B=s1/2T；该小车的运动加速度为 a=(x3-x1)2T2=(s2-s1)/2T2。 考点：本题考查用大点计时器测量小车加速度的实验。 （ 9分）实验室给出下列器材，请你完成一节干电池电动势和内阻的测定。 A一节待测干电池 (内阻大于 2 ) B电流表，量程 0.6 A，内阻 5 左右 C电流表，量程 1.5 A，内阻 0.5 左右 D电压表，量程 2.0 V，内阻 5 k左右 E滑动变阻器，最大阻值为 100 F滑动变阻器，最大阻值为 10 G电键一只、导线若干 （ 1）该实验所需器材 (填器材前面字母 )； （ 2）请在虚线框中
20、画出该实验电路图； （ 3）下表列出了某组同学测得的实验数据，根据表中数据，作出 U-I图线 (下图 )，并根据图线计算被测电池的电动势为 V，内阻为 。 答案： (1)ABDFG (2)如左侧电路图所 (3)如右图 U-I图所示 1.46 (1.44 1.50均对） 0.73 (0.70 0.80均对） 试题分析： (1)需要测量电源的电动势和内阻则待测电源 A需要；最大电流约为I=E/r=0.75A，比较 B、 C电流表量程后，电路电流小于 C电流表的 1/2量程，所以选择 B电流表；电压表只有一个，所以选 D；滑动变阻器 10的便于调节，所以选择 F；最后是 G。 (2)如图所示。 (3
21、)通过图像可知，电动势为图线与纵坐标的交点，即 E=1.45v，电源内阻为图线的斜率 r=k=E/I=0.45/0.6=0.73。 考点：本题考查电源电动势和内阻的测量。 （ 6分）请把仪器的读数写在图像下方的横线上 cm mm 答案： .050 0.260 试题分析：这是 20分度的游标卡尺，每一刻度为 0.05mm，则该游标卡尺的读数为：主尺刻度 10mm，游标尺刻度 0.0510mm=0.50mm，所以为10.50mm=1.050cm；螺旋测微器的读数为：固定刻度 为 0mm，可动部分读数为26.00.01mm=0.260mm,则总刻度为 0.260mm。 考点：本题考查对游标卡尺和螺旋
22、测微器的读数的掌握情况。 计算题 (12分 )如图所示，倾角为 45的粗糙斜面 AB底端与半径 R=0.4m的光滑半圆轨道 BC 平滑相接， O 为轨道圆心， BC 为圆轨道直径且处于竖直平面内， A、C两点等高。质量 m=1kg的滑块（可视为质点）从 A点由静止开始下滑，恰能滑到与 O 等高的 D点， g取 10m/s2。 （ 1）求滑块与斜面间的动摩擦因数 ； （ 2）若使滑块能到达 C点，求滑块至少从离地多高处由静止开始下滑； （ 3）若滑块离开 C处后恰能垂直打在斜面上，求滑块经过 C点时对轨道的压力。 答案：（ 1） =0.5 （ 2） H=2m (3) N 试题分析：（ 1） A到
23、 D过程：根据动能定理有 mg(2R-R)- mgcos452R/sin45=0 可求： =0.5 （ 2）若滑块恰能到达 C点，根据牛顿第二定律有： mg=mvc2/R 从高为 H的最高点到 C的过程中：根据动能定理有： mg(H-2R)- mgcos45H/sin45= mvc2/2 求得 H=2m (3)离开 C点 后滑块做平抛运动，垂直打在斜面上时有 x=vt x=v0t 解得 m/s 在 C点，有 求得： N（ = 也可以） 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为 3.3N 考点：本题考查动能定理、平抛运动和牛顿第二定律的应用。 （ 11分）我国第一艘航空母舰 “辽宁号 ”已经投入使
24、用。为使战斗机更容易起飞， “辽宁号 ”使用了跃飞技术，其甲板可简化为如图所示的模型： AB部分水平， BC 部分倾斜，倾角为 。战机从 A点开始滑跑， C点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为 F， ABC 甲板总长度为 L，战斗机质量为 m，离舰时的速度为 vm，不计飞机在 B处的机械能损失。求 AB部分的长度。 答案： 试题分析：设 AB段长为 s，从 A到 C，根据动能定理得： WF+WG=mvm2/2 FL-mgh= mvm2/2 h=(L-s)sin 解得： 考点：本题考查动能定理的应用。 如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l
25、=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度 T0=300K、大气压强 p0 1.0105Pa时，活塞与气缸底部之间的距离 l0=30cm，不计活塞的质量和厚度。现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求： （ i）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度 T1； （ ii）封闭气体温度升高到 T2=540K 时的压强 p2。 答案：（ i） （ ii） 试题分析：（ i）设气缸的横截面积为 S，由盖 -吕萨克定律有 代入数据得 （ ii）由查理定律有 代入数据得 考点：本题考查盖 -吕萨克定律、查理定律。 题中两图分别为一列沿 x轴方向传播的简谐横波在 t 0时的波
26、形图和这列波中质点 P的振动图线， 求： （ i）该波的传播速度大小及方向； （ ii）左图中 Q 点（坐标为 x 2.25 m处的点）的振动方程。 答案：（ i） v=/T=0.5m/s 沿 x轴负方向传播 （ ii） Q 点的振动方程为 y=0.2cos tcm或者 y=0.2sin( t+ /2)cm 试题分析：（ i）由图像可得，波的周期 T=2s，波长 =1m， 波速 v=/T=0.5m/s 从题中右图可以看成 P点在 t=0时刻向上运动，所以可以判断出波沿 x轴负方向传播。 （ ii） Q 点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图像是一条余弦曲线， A=0.2cm ,w=2 /T
27、= rad/s 所以， Q 点的振动方程为 y=0.2cos tcm或者 y=0.2sin( t+ /2)cm 考点：本题考查波速的计算、据质点振动方向判断波的传播方向、写质点振动方程。 （ 14分）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为 d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为 2t0；当在两板间加最大值为 U0、周期为 2t0的电压（如图乙 所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后
28、打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为 B，电子的质量为 m、电荷量为 e，其重力不计。 （ 1）求电子离开偏转电场时的位置到 OO的最小距离和最大距离； （ 2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上， （ i）求匀强磁场的水平宽度 L； （ ii）求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度 。 答案：（ 1） （ 2） U0t0/dB (3) 试题分析：（ 1）由题意可知，从 0、 2t0、 4t0、 等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到 OO的距离最大，在这种情况下，电子的最大距离为： 从 t0、 3t0、 等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到 OO的距离最小，在这种情况下，
29、电子的最小距离为： （ 2）（ i）设电子从偏转电场中射出时的偏向角为 q，由于电子要垂直打在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为： 设电子离开偏转电场的速度为 v，垂直偏转极板的速度为 vy，则电子离开偏转电场时的偏向角为： sin=vy/vt，式中 vy=U0et0/dm 又： R=mvt/Be 解得 L=U0t0/dB （ i i）由于各个时刻从偏转电场中射出的电 子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上。 由第（ 1）问知电子离开偏转电场的位置到 OO的最大距离和最小距离的差值为： 所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为： 考点：本题考查带电粒子在匀强电场中的偏转，即类平抛运动。
