2014届河南省商丘市高三第三次模拟理科综合能力考试物理试卷与答案（带解析）.doc

1、2014届河南省商丘市高三第三次模拟理科综合能力考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是 A从牛顿第一定律可演绎出 “质量是物体惯性大小的量度 ”的结论 B电源是通过非静电力做功把电能转化为其他形式的能的装置 C由于静电力和万有引力的公式在形式上很相似，所以目前科学界公认：静电力和万有引力都是电磁相互作用 D T m2与 V s能表示同一个物理量的单位 答案： D 试题分析：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，但没有指出 “质量是物体惯性大小的量度 ”，从牛顿第二定律可演绎出 “质量是物体惯性大小的量度 ”的结论，选项 A错误；电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置

2、，选项 B 错误；万有引力是引力相互作用，而静电力是电磁相互作用，选项 C 错误；T m2是磁通量的单位，而根据 E=BLv，电动势与时间的乘积应该等于磁感应强度与面积的乘积，也等于磁通量的单位，故选项 D 正确；故选 AD。 考点：牛顿定律；电源；相互作用力及物理量的单位关系。 用 ab两种单色光分别照射同一双缝 干涉装置。在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中甲图是 a光形成的，乙图是 b光形成的。关于 ab两束单色光，下述正确的是 。 A a光的频率较高 B a光的波长较长 C a光光子的能量较大 D a光在水中传播的速度较大 答案： BD 试题分析：根据条纹间距的表达式：

3、可知，由于 a的条纹间距大于 b光，故 a 光的波长较大，频率较小，由 可知 a光的光子能量较小；由于 a光的折射率较小，所以根据 ，则 a光在水中的速度较大，故选 BD. 考点：光的双缝干涉实验；光子的能量。 如图所示，绝缘的中空轨道竖直固定，圆弧段 COD光滑，对应的圆心角为120o， C、 D 两端等高， O 为最低点，圆弧的圆心为 O，半径为 R；直线段 AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在 C、 D端相切。整个装置处于方向垂直于轨道所在的平面向里、磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，在竖直虚线 MC左侧和竖直虚线 ND右侧还分别存在着电场强度大小相等、方向水平向右和水平 向左的匀强电

4、场。现有一质量为 m、电荷量恒为 q直径略小于轨道内径、可视为质点的带正点小球，从轨道内距 C点足够远的 P点由静止释放。若小球所受的电场力等于其重力的 倍， 小球与直线段 AC、 HD间的动摩擦因数均为 ，重力加速度为 g，则 A小球在第一次沿轨道 AC下滑的过程中，最大加速度 B小球在第一次沿轨道 AC下滑的过程中，最大速度 C小球进入 DH轨道后，上升的最高点与 A点等高 D小球经过 O点时，对轨道的弹力可能为 2mg 答案： AD 试题分析：小球第一次沿轨道 AC下滑的过程中，由题意可知，电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面 AC，则刚开始小球与管壁无作用力，当从静止运动后，由左手定则可

5、知，洛伦兹力导致球对管壁有作用力，从而导致滑动摩擦力增大，而重力与电场力的合力大小为： ，即大小恒定，根据牛顿第二定律可知，做加速度减小的加速运动，因将下滑时，加速度最大，即为 ；故 A正确；当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时，洛伦兹力大小等于弹力，小球做匀速直线运动，小球的速度达到最大，即为 qvB=N，而 N=f，且，因此解得： ，故 B错误；根据动能定理，可知，取从静止开始到进入 DH轨道后，因存在摩擦力做功，导致上升的最高点低于 A点等高，故 C错误；对小球在 O点受力分析，且由 C向 D运动，由牛顿第二定律，则有： ；由 C到 O点，机械能守恒定律，则有：mgRsin30= m

6、v2；由上综合而得：对轨道的弹力为 2mg-qB ，当小球由 D向 C运动时，则对轨道的弹力为 2mg+qB ，故 D正确； 故选： AD 考点：牛顿定律及机械能守恒定律的应用。 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为 r=2 矩形线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器 R的最大阻值为 R0=， 滑动片 P位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1=R0、 R2= ，其它电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关 S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是 10 V，图乙是矩形线圈磁通量西随时间

7、 t变化的图象，则下列说法正确韵是 A电阻 R2上的热功率为 W B 0 02 s时滑动变阻器 R两端的电压瞬时值为零 C线圈产生的 e随时间 t变化的规律是 e= 10 cosl00 t（ V） D线圈开始转动到 t= s的过程中，通过 R1的电荷量为 答案： AD 试题分析：根据串并联电路的知识得负载总电阻为： ，理想交流电压表示数是 10V，所以干路电流： ，所以电阻 R2上两端电压： ，电阻 R2上的热功率为： ，故 A正确；由乙图可知， 0.02s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大， R两端的电压瞬时值不为零，故 B错误；由乙图可知， T=0.02s， = =100rad/s，电动

8、势的有效值为： E=10+12=12V，电动势的最大值 Em=12 V，所以线圈产生的 e随时间 t变化的规律是： e=12 cos100t（ V），故 C错误；电动势的最大值为： Em=12 V=nBS， ， 矩形线圈磁通量 随时间 t变化的规律为： ， 线圈开始转动到 的过程中，通过电阻的电量为 ，故D正确； 考点：交流电的变化规律；法拉第电磁感应定律。 如图所示， L1和 L2为两条平行的虚线， L1上方和 L2下方都是范围足够大，且磁感应强度相同的匀强磁场， A、 B两点都在 L2上带电粒了从 A点以初速度 v0与 L2成 30o角斜向右上方射出，经过偏转后正好过 B点，经过 B点时速

9、度方向也斜向上，不计重力，下列说法正确的是 A若将带电粒子在 A点时的初速度变大（方向不变），它仍能经过 B点 B带电粒子经过 B点时的速度一定跟在 A点时的速度大小相同 C此带电粒子既可以是正电荷，也可以是负电荷 D若将带电粒子在 A点时的初速度方向改为与 L2成 60o角斜向右上方，它将不能经过 B点 答案： ABCD 试题分析： 画出带电粒子运动的可能轨迹， B点的位置可能有下图四种根据轨迹，粒子经过边界 L1时入射点与出射点间的距离与经过边界 L2时入射点与出射点间的距离相同，与速度无关所以当初速度大小增大一点，但方向不变，它仍能经过B点故 A正确；如图，粒子 B的位置在 B1、 B4

10、，速度跟在 A点时的速度大小相等，但方向不同故 B正确；如图，分别是正负电荷的轨迹，正负电荷都可能 ，故 C正确；如图，设 L1与 L2 之间的距离为 d，则 A到 B2的距离为：，所以，若将带电粒子在 A 点时初速度方向改为与 L2成 60角斜向上，它就只经过一个周期后一定不经过 B点故 D正确 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。 在倾角为 的同定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块 A、 B，它们的质最分别为 m1、 m2，弹簧劲度系数为 k， C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行斜面向上的恒力 F拉物块 A使之向上运动，当物块 B刚要离开挡板C时，物块 A运动的距离为 d，速度

11、为 v。则此时 A拉力做功的瞬时功率为 Fvsin B物块 B满足 m2gsin =kd C物块 A的加速度为 D弹簧弹性势能的增加量为 答案： C 试题分析：由于拉力 F与速度 v同向，所以拉力的瞬时功率为 P=Fv，故 A错误；开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于 A的重力沿斜面向下的分力， m2gsin= kx1；当 B刚离开 C时，弹簧的弹力等于 B的重力沿斜面下的分力，故m2gsin=kx2，但由于开始是弹簧是压缩的，故 d=x1+x2，故 B错误；当 B刚离开 C 时，对 A，根据牛顿第二定律得： F-m1gsin-kx2=m1a1，又开始时， A 平衡，则有： m1gsin=kx1

12、，而 d=x1+x2，解得：物块 A加速度为 a1= ，故 C正确；根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为： ，故 D错误 考点：物体的平衡；牛顿定律及胡克定律；能量守恒定律。 如图所示，将质量为 2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为 d。现将小环从止释放，当小环沿直杆下滑距离也为 d时（图中 B处），下列说法正确的是（重力加速度为 g） A小环减少的机械能人于重物增加的机械能 B小环到达 B处时，重物上升的高度也为 d C小环在 B处的速度为 D小环在 B处的速度与重物上升的速度大小之比等于

13、答案： D 试题分析：由于环和重物组成的系统，只有重力做功，所以系统的机械能是守恒的，所以环减少的机械能等于重物增加的机械能，故 A 错误由几何知识得：环到达 B处时，重物上升的高度为： h=（ -1） d=0.414d选项 B 错误；环的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，有： v环 cos45=v重物 ，则得： v环 = v重物 ；由系统的机械能守恒得： 联立解得 ： v环 = 故 C错误， D正确 考点：速度的合成及分解；机械能守恒定律。 在空间中水平面 MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为 m的带电小球由 MN上方的 A点以一定初速度水平抛

14、出，从 B点进入电场，到达 C点时速度方向恰好水平， A、 B、 C三点在同一直线上，且 AB=2BC，如图所示。由此可知 A小球带正电 B电场力大小为 3mg C小球从 A到 B与从 B到 C的运动时间相等 D小球从 A到 B与从 B到 C的速度变化相等 答案： B 试题分析：根据小球从 B点进入电场的轨迹可看出，小球带负电，选项 A 错误；因为到达 C点时速度水平，所以 C点速度等于 A点速度，因为 AB=2BC，设BC的竖直高度为 h，则 AB的竖直高度为 2h,由 A到 C根据动能定理： mg3h-Eqh=0，即 Eq=3mg，选项 B正确； 小球从 A到 B在竖直方向上的加速度为 g

15、，所用时间为： ；在从 B到 C，的加速度为 向上，故所用时间： ，故 t1=2t2，选项 C 错误；小球从 A到 B与从 B到 C的速度变化大小都等于，但方向相反，选项 D 错误。 考点：平抛及类平抛运动；牛顿定律。 目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变 小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断不正确的是 A由于地球引力做正功引力势能一定减小 B卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 C卫星的动能逐渐减小 D气体阻力做负功，地球引力做正功，但机械能减小 答案： C 试题分析：由于地球引力做正

16、功，可知引力势能一定减小，选项 A 正确；卫星随高度的下降，速度增大，动能增大，根据动能定理，卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小，选项 B正确， C 错误；由于除引力以外的气体阻力做负功，所以卫星的机械能减小，选项 D 正确。故选 C。 考点：人造卫星及动能定理的应用。 （ 6分）下列说法正确的有 。 A 1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多 B气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的 C物体内能增加，温度不一定升高 D物体温度升高，内能一定增加。 答案： BCD 试题分析：水的摩尔质量是 18g， 1g水中含有的分子数为： n 6.010233.31022，地球

17、的总人数约为 70亿，故 A错误；气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，选项 B正确；物体内能增加，温度不一定升高，例如冰溶解为水时，温度不变，内能增大，选项 C 正确；物体温度升高，分子运动剧烈，内能增加，选项 D正确。 考点：分子动理论；气体的压强。 实验题 一微安表 A的刻度盘只标注了表示量程 Ig=100 A的刻度线，尚未标注其他刻度线，如图所示，请用下列全部器材测量微安表 A的内的内阻： 待测微安表 A，内阻 Rg约为 2k 毫伏表 mV：量程 250 mV，最小分度 5 mV，内阻约为 l k 滑动变阻器 R1: 050 滑动变阻器 R2: 0 3 k 直流电源

18、 E：电动势 E=1 5 V，内阻 r约 1 单刀单掷开关 S，导线若干 （ 1）在虚线框内画出测量微安表 A的内阻 Rg的实验电路原理图（原理图中的元件要用相应的英文字母标注）。 （ 2）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方：第一步：断开 S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、 R2的触头分别于合理位置；第二步：闭合 S，分别调节 R1和 R2至适当位置，使 ，记下 。 （ 3）用已知量和测得量的符号表示微安表 A的内阻 Rg= 。 答案：（ 1）见电路图见；（ 2）使微安表满偏 ； 这时毫伏表的示数 U ； （ 3） 试题分析：（ 1）电路如图所示；（ 2）主要

19、的实验操作步骤：第一步：断开 S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R1、 R2的触头分别于合理位置；第二步：闭合 S，分别调节 R1和 R2至适当位置，使使微安表满偏，记下这时毫伏表的示数 U。（ 3）用已知量和测得量的符号表示微安表 A的内阻 Rg= 。 考点：测量电流计的内阻。 测量小物块 Q与平板 P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。 AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的 P板的下表而 BC在 B点相切， C 点在水平地而的垂直投影为 C，重力加速度大小为 g。实验步骤如下： 用天平称出物块 Q的质量 m; 测量出轨道 AB的半径 R、 BC的长度 L和 C

20、C的长度 h： 将物块 Q在 A点从静止释放，在物块 Q落地处标记其落点 D； 重复步骤 ，共做 10次； 将 10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到 C的距离用实验中的测量量表示： （ 1）物块 Q到达 B点时的动能 EkB= ； （ 2）物块 Q到达 C点时的动能 EkC= ； （ 3）物块 Q与平板 P之间的动摩擦因数 。 答案：（ 1） ；（ 2） ；（ 3） 试题分析：（ 1）由机械能守恒定律，物块 Q 到达 B点时的动能 EkB=mgR；（ 2）从 C点做平抛运动的速度： ，物块 Q到达 C点时的动能；（ 3）由能量关系： ，解得：考点：平抛运动；能量守恒定律的应用。

21、填空题 一群氢原子处于量子数 n=4的能级状态，氢原子的能级图如图，氢原子可能发射 种频率的光子；氢原子由量子数 n=4的能级跃迁到 n=2的能级时，辐射光子的能量是 eV；用 n=4的能级跃迁到 n=2的能级时辐射的光子照射下表几种金属， 金属能发生光电效应。几种金属的逸出功：答案： 6 ； 2.55；铯 试题分析：从 n=4到基态的跃迁中，可能辐射的光子数为 种；氢原子由量子数 n=4的能级跃迁到 n=2的能级时，辐射光子的能量是 -0.85-（ -3.4）=2.55eV，此光子的能量大于金属铯的逸出功，所以能使铯发生光电效应。 考点：玻尔理论；光电效应。 计算题 如图，将一个小铁块（可看

22、成质点）以一定的初速度，沿倾角可在 0 90o之间任意调整的木板上向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为 x。若木板倾角不同时对应的最大位移 x与木板倾角 的关系如图所示。 g取 10m s2。求（结果如果是根号，可以保留）， （ 1）小铁块初速度的大小 v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数 是多少？ （ 2）当 =60o 时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多人？ 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）由图像可知，当 =90o时， x=1.25m 由 得 v0=5m/s 当 =30o时，有 a=gsin30o gcos30o 得 （ 2）当 =60o时， 沿斜面向上的

23、运动位移 设回到出发点时的速度为 v，有功能关系 解得 考点：牛顿定律及能量守恒定律。 如图所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为 L=0 5m，上方连接一个阻值 R=l 的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度 B=2T 的匀强磁场完全相同的两根金属杆 l和 2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为 r=0 5 。将金属杆 1固定在磁场的上边缘（仍在此磁场内），金属杆 2从磁场边界上方 h0=0 8m处由静止释放，进入磁场后恰作匀速运动。（ g取 l0m s2）求： （ 1）金属杆的质量 m为多大？ （ 2）若金属杆 2从磁场边界上方 h1=0

24、2m处由静止释放，进入 磁场经过一段时间后开始匀速运动，在此过程中整个回路产生了 1 4J的电热，则此过程中流过电阻 R的电量 q为多少？ （ 3）金属杆 2仍然从离开磁场边界 hl=0 2m处由静止释放，在金属杆 2进入磁场的同时由静止释放金属杆 l，两金属杆运动了一段时间后均达到稳定状态，试求两根金属杆各自的最大速度。 （已知两个电动势分别为 E1， E2不同的电源串联时，电路中总的电动势 E=E1+E2） 答案：（ 1） 0.2kg；（ 2） 0.65C；（ 3） 1m/s， 3m/s 。 试题分析：（ 1）金属杆 2进入磁场前做自由落体运动， vm= =m/s=4m/s 金属杆 2进入

25、磁场后受两个力平衡： mg=BIL， 且 解得 m= =0.2kg （ 2）金属杆 2从下落到再次匀速运动的过程中，能量守恒（设金属杆 2在磁场内下降 h2） mg(h1+h2)= +Q 解得 金属杆 2进入磁场到匀速运动的过程中， （ 3）金属杆 2刚进入磁场时的速度 v= = m/s=2m/s 释放金属杆 1后，两杆受力情况相同，且都向下加速，合力等于零时速度即最大，即 mg=BIL， 且 ， E1=BLv1， E2=BLv2 整理得到： v1+ v2= 代入数据得 v1+ v2=4 m/s 因为两个金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量也必相

26、同，即： v1-0 =v2- v 代入数据得 v2- v1=2m/s （画出 v-t图，找到两者速度差值 (v2-v1)恒为 2m/s的，同样给分） 联立求得： v1=1m/s， v2=3m/s 考点：力电综合问题；牛顿定律及法拉第电磁感应定律及能量守恒定律的应用。 一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为 l0=62cm，系统温度 27 因怀疑玻璃管液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次试验如下： 保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升 h=2cm（开口仍在水银槽液面以下），结果液面高度差增加 l1=1cm； 将系统温度升到 77 ，结果液面高度

27、差减小 l2=1cm已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为为 -273 求： 实际大气压为多少 cm Hg？ 初始状态玻璃管内的空气柱有多长？ 答案： 75cmHg； 12cm。 试题分析：设大气压强相当于高为 H的水银柱产生压强，初始空气柱的长度为x，则由理想气体状 态方程，由第一次试验的初末状态 由第一次试验的初末状态 两式中 T1和 T2分别为 300K和 350K，依据两式可求得 H=75cm， x=12cm 故实际大气压为 75cmHg ，初始空气柱长 12cm 。 考点：理想气体的状态方程。 如图甲所示，在某介质中波源 A.B 相距 d=20cm， t=0 时两

28、者开始上下振动，A只振动了半个周期， B连续振动，所形成的波的传播速度都为 v=1.0m/s，开始阶段两波源的振动图像如图乙所示。 求距 A点 1m处的质点，在 t=0到 t=22s内所经过的路程？ 求在 t=0到 t=16s内从 A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰的个数？ 答案： 128cm； 6个 试题分析： 距 A点 1米处的质点在先经过左边的 A波路程为 s1=24cm=8cm B波 22秒传播的距离为： x=vt=22m； B波的波长 B波已经传播过距 A点 1米处的质点 ；经过此点 1.5个波长， 故此点又振动的路程为 s2=620cm=120cm； 距 A点 1米处的质点，在

29、t 0到 t 22 s内所经过的路程： s=s1+s2=128cm 16 s内两列波相对运动的长度为： l lA lB-d 2vt-d 12 m， A波宽度 为 a v 0.2 m.； B波波长为 B vTB 2 m ；可知 A波经过了 6个波峰 考点：机械波的传播；振动和波动图像。 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为 2kg的 A.B两物块静止在光滑的水平地面上，质量为 4kg的物块 C以 v=6m/s的速度向左运动， B与 C碰撞后，立即粘在一起，求在弹簧压缩到最短的过程中， 弹簧最大的弹性势能为多大？ 弹簧对 A 的冲量是多少？ 答案： 12J ； 6kg m/s 试题分析： B与 C碰后 A、 B、 C三者共速时 则弹簧的最大弹性势能为 代入数据可得， 由动量定理可得， 所以 I=6kg m/s 考点：动量守恒定律及能量守恒定律。