河北省唐山市高三物理9月模拟考试试题(1).doc

河北唐山市20142015学年度高三年级摸底考试理科综合能力试题第i卷【试卷综析】本试卷是高三模拟试题，包含了高中物理的全部内容，主要包含受力分析、牛顿运动定律、动能定理、电场、恒定电流、磁场、电磁感应等内容，在考查问题上以基本定义、基本规律为主，重视生素养的考查，注重主干知识，兼顾覆盖面，是份非常好的试卷。 本卷共21小题，每小题6分，共126分。二、选择题：本题共8小题，每题6分。在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一个符合题目要求，1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得0分，有错选的得0分。【题文】14南京青奥会开幕式中，河南少林塔沟武术学校的学员，在滑轮的拖拽下高高飞起，和他的同学们一起完成了筑梦之塔的实验，现在把他们某次训练过程中的情节简化成如下模型：地面上的人通过定滑轮用钢丝将某学员拉到24m高处静止，然后将其拉到42m高处静止，如图所示。忽略滑轮与轴之间的摩擦以及钢丝的质量，前后两次比较 a地面上的人受到的支持力变小b地面上的人受到的摩擦力变大c该学员受钢丝拉力变小d滑轮受到钢丝的作用力变大【知识点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用b3 b4【答案解析】 b 解析： a、b、c、学员保持静止，对绳子的拉力等于重力，即：t=mg再对他的同学们受力分析，如图所示：根据共点力平衡条件，有：mg-tcos-n=0f-tsin=0联立解得：n=mg-mgcos f=tsin由于角度增大，故支持力增大，静摩擦力增大；故a错误，b正确，c错误；d、由于滑轮受到两侧钢绳的夹角增大，故滑轮受到钢丝的作用力变小，故d错误；故选：b【思路点拨】学员保持静止，对绳子的拉力等于重力；再对他的同学们受力分析，根据共点力平衡条件列式分析各个力的变化情况本题关键是分别对人、同学、滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件列式分析，不难【题文】15如图是a、b两车做直线运动的xt图象，则下列说法正确的是at=tl时，两车第一次相遇bt=tl时，两车的加速度都大于零ct=t2时，两车的速度方向相同d在运动过程中，a车总比b车快【知识点】【答案解析】a 解析： 【思路点拨】【题文】16太阳系各行星可近似看成在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。设天王星公转周期为t1，公转半径为r1；地球公转周期为t2，公转半径为r2。当地球和天王星运行到太阳两侧，且三者排成一条直线时，忽略二者之间的引力作用，万有引力常量为g，下列说法正确的是a天王星公转速度大于地球公转速度b地球与天王星相距最近至少需经历c太阳的质量为d天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为【知识点】万有引力定律及其应用；向心力d4 d5【答案解析】 b 解析： a、根据万有引力提供向心力，得：v，轨道半径越大，速度越小，故天王星公转速度小于地球公转速度，故a错误b、当地球和天王星运行到太阳两侧，三者排成一条直线，到地球与天王星相距最近，两者转过的角度相差，所以，得：t=，故b正确c、对于天王星绕太阳运动，根据万有引力提供向心力有：，得太阳的质量为：m对于地球绕太阳运动，有：r2，得太阳的质量为：m，故c错误d、根据万有引力提供向心力有：ma，得：a，所以有：，故d错误故选：b【思路点拨】根据万有引力提供向心力，解出速度的表达式，再判断大小地球与天王星相距最近，两者转过的角度相差，所以 ，化简求得所用的最小时间根据万有引力提供向心力求解太阳的质量根据万有引力提供向心力ma，解出加速度的表达式，再计算其比值本题要知道地球和天王星的最远距离和最近距离是他们在一条连线上时，由几何关系结合周期关系求解时间【题文】17矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图所示的电流（电流方向abcda为正方向）。若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图所示电流的磁场为【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律l1 l2【答案解析】 d 解析： 由图可知，0-t内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故0-t内磁场与时间的关系是一条斜线又由于0-t时间内电流的方向为正，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场的方向向里，与原磁场的分子相同，所以是向里的磁场减小，或向外的磁场增大；同理，在t-2t的时间内，是向里的磁场增大，或向外的磁场减小只有选项d正确故选：d【思路点拨】由右图可知b的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况本题要求学生能正确理解b-t图的含义，才能准确的利用楞次定律进行判定【题文】18将长为l的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为b的匀强磁场中，两端点a、c连线竖直，如图所示。若给导线通以由a到c、大小为i的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是 a ilb，水平向左 b ilb，水平向右 c ，水平向右 d ，水平向左 【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力c2 d4 k2【答案解析】 d 解析： 弧长为l，圆心角为60，则弦长：ac=，导线受到的安培力：f=biac=，由左手定则可知，导线受到的安培力方向：水平向左；故选：d【思路点拨】由安培力公式求出安培力，由左手定则判断出安培力方向本题考查了求安培力、判断安培力的方向，应用安培力公式与左手定则即可正确解题【题文】19长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或者拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，如果不再推、拉，原来的运动便停下来。关于物体运动原因的结论正确的是 a亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动 b伽利略认为：力不是维持物体运动的原因 c笛卡尔指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，不停下来也不偏离原来的方向 d牛顿提出：-切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态【知识点】物理学史p0【答案解析】 bcd 解析：a、伽利略认为：力不是维持物体运动的原因，故a错误，b正确；c、笛卡尔指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，不停下来也不偏离原来的方向，故c正确；d、牛顿提出：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，故d正确；故选：bcd 【思路点拨】解答此题首先要明确力与运动之间的一些基本关系的描述：力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，如果一个物体的运动状态发生了改变，那它一定是受到了力的作用受平衡力作用的物体，可能静止也可能做匀速直线运动本题主要考查了力与运动的关系，时刻牢记力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，便可对大多数的现象进行分析和判断同时也要注意，当一个物体的运动状态发生了改变时，说明它一定受到了力的作用【题文】20在研究平抛运动时，应通过多次实验确定若干个点，描绘出平抛运动的轨迹。在实验中的下列操作正确的是 a实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平 b每次实验中小球必须由静止释放，初始位置不必相同 c每次实验中小球必须从光滑斜槽同一位置由静止释放d在研究平抛运动时，须用重锤线确定y轴方向【知识点】研究平抛物体的运动d3【答案解析】 ad 解析： a、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故a正确；b、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故b错误；c、斜槽不是光滑的，故c错误；d、在研究平抛运动时，须用重锤线确定y轴方向，故d正确故选：ad【思路点拨】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力【题文】21如图所示，竖直平面内有光滑轨道abcd，其中bc段为半径为尺的四分之一圆弧，分别与竖直轨道ab和水平轨道acd相切。一长为r的轻杆两端分别固定质量均为刀l小球p、q（p、q可视为质点），将轻杆固定在图示位置，小球q与b点相距r。现让轻杆与小球组成的系统从静止开始下滑 a小球q到b点时速度大小为 b小球q到c点时速度大小为 c小球p到c点时速度大小为 d小球p到c点时速度大小为【知识点】【答案解析】ac 解析： 【思路点拨】第卷（共174分）三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题。第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。第33题第40题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题【题文】22（8分）如图，用气垫导轨装置探究“加速度与滑块受力的关系”，用钩码m通过细绳拉动滑块m，使之从静止开始做匀加速直线运动，通过力传感器读出细绳的拉力f。（1）本实验中，钩码质量m、滑块质量m的关系为（ ） amm bmm cm=m d对m、m的大小关系没有特殊要求（2）实验中，用游标卡尺测量滑块遮光条的宽度如图所示，读数为d=_ mm；由连接光电门的毫秒计时器读出遮光条的挡光时间如图所示，t= s；用刻度尺读出起始点到光电门的距离为x= 5000cm，则滑块运动的加速度表达式a=_ （用d、t、x表示），其值为a= m/s2。【知识点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系c4【答案解析】 （1）d （2）4.2 210-3 （1分） 4.41m/s2 解析： ：（1）以整体为研究对象有mg=（m+m）a解得：a以m为研究对象有绳子的拉力为：fma显然要有f=mg必有m+m=m，故有mm，即只有mm时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力，但是题目中绳子的拉力直接由传感器读的，不学满足上述条件，故d正确；（2）由图知第2条刻度线与主尺对齐，d=4mm+20.1mm=4.2mm；挡光时间为2ms=210-3s，到达光电门的速度为v，滑块由静止开始运动故有运动学公式：v2=2ax，代入数据得：a =4.41m/s；【思路点拨】游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读，光电门的时间有图中直接读出，注意单位，滑块由静止开始运动故有运动学公式：v2=2ax求得；常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项【题文】23（7分）用伏特表、安培表测量电源的电动势和内电阻，有下列实验器材：a一=1 5i干电池（电动势约为15v，内阻约为12）b电压表v（量程2v，内阻约为2k）c电流表a（量程06a，内阻约为05）d滑动变阻器r（最大电阻10）e电键、导线若干（1）在下面的方框中画出实验电路图；（2）某同学将测出的数据标在下面的u-i图中，请你画出图线并求出电源的电动势为 v，内阻为 。【知识点】测定电源的电动势和内阻j7【答案解析】 (1)如图 (2) 图线略 1.47-1.52 0.95-1.1 解析： 1）本实验只需测量路端电压和电流即可，故直接将电源与滑动变阻器及电流表串联，电压表并联在电源两端即可；如图所示；（2）将各点用直线相连，让尽量多的点分布在直线上，或分布在直线两侧；如图所示；由图可知，电源的电动势e=1.49v；r=0.96；【思路点拨】（1）根据实验原理确定实验电路图，注意相对于电源来说，电流表采用外接法；（2）用直线将各点连接起来，图象与纵轴的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源的内阻本题考查测量电动势和内电阻的实验原理及数据的处理方法，要注意正确掌握图象的意义【题文】24（14分）某物体a静止于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数u=02，若给物体a一个水平向右的初速度v0=l0m/s，g=l0m/s2。求：（1）物体a向右滑行的最大距离：（2）若物体a右方x0=12m处有一辆汽车b，在物体a获得初速度v0的同时，汽车b从静止开始以a=2m/s2的加速度向右运动，通过计算说明物体a能否撞上汽车b？【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a8 c2【答案解析】（1）25m (2) 物体a能击中汽车b 解析： （1）由牛顿第二定律得 mg = ma0 a0 = 2 m/s2 根据 v2 v02 = - 2 a0 x x = 25m(2)假设二者不相撞，设经过时间t二者有共同速度v则对物体a v = v0 a0t 对汽车b v = at v = 5 m/s t = 2.5 s该过程中物体a的位移 xa = t = 18.75m 该过程中汽车b的位移 xb = t = 6.25m 因为 xa xb + x0故物体a能击中汽车b【思路点拨】根据牛顿第二定律求出物体a的加速度，结合速度位移公式求出物体a向右滑行的最大距离求出两者速度相同的时间，求出该过程中a、b的位移，结合位移关系判断是否相撞. 本题考查了运动学中的追及问题，知道速度大者减速追及速度小者，之间的距离逐渐减小，判断是否相撞，即判断速度相等时是否相撞【题文】25（18分）如图所示，平面直角坐标系xoy，第一象限内有一直角三角形abc区域内存在匀强磁场，磁感应强，大小为b=；第四象限内存在匀强电场，方向与x轴负方向成30o角，大小为一带电粒子质量为m，电荷量+q，自b点沿ba方向射入磁场中已知a cb=30o，ab=2（2+），长度单位为米，粒子不计重力。 （1）若该粒子从ac边射出磁场，速度方向偏转了60o，求初速度的大小：（2）若改变该粒子的初速度大小，使之通过y轴负半轴某点m，求粒子从b点运动到m点的最短时间。【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力c2 d4 k2【答案解析】（1） m/s：（2）+ s 解析： （1）设此时半径为r1，则 r1sin60= 2(2+) 由牛顿第二定律得： qv1b = v1 = (m/s) (2)若粒子在磁场中运动轨迹与y 轴相切，则运动时间最短，依题意，此时粒子半径 r2= ab=2（2+）m 由牛顿第二定律得： qv2b = v2 = 2 m/s周期 t = 又由几何关系知 bo2d = 120所以磁场中时间 t1 = t = 过d点做x轴的垂线，垂足为f，则oc+ac = df+ r2+ r2sin30 df = ( m)设dgf = ，则 tan = fg = m sin = dg = 3m 粒子要真空中运动时间 t2 = = s 另外：r2 = of + r2cos30 of = 1 m og = of + fg = m电场中x轴方向粒子初速度大小为 v2 cos = 1 m/s 加速度大小为 a = cos30= m/s2 由 og = - v2 cost3 + at32 得 t3 = 10 s 最短时间为t = t1 + t2+ t3 =+ s 【思路点拨】（1）根据粒子偏转60度角，由几何关系求得粒子圆周运动的半径，再根据半径公式求得粒子的运动速度；（2）要使粒子在从b至m运动时间最短，则粒子在磁场中运动轨道与y轴相切，据此画出粒子运动轨迹，根据几何关系求解粒子分别做圆周运动、匀速运动和类平抛运动的时间解决本题的关键是根据题意画出粒子的运动轨迹，再根据几何关系求粒子的轨道半径和运动学规律求解，掌握相关规律及公式是关键【题文】33（1）（6分）下列关于热力学第二定律说法正确的是（ ）a所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生b一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的c机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能d气体向真空的自由膨胀是可逆的e热运动的宏观过程会有一定的方向性【知识点】热力学第二定律h3【答案解析】 bce 解析： a、e、热运动的宏观过程会有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不能都真的发生故a错误，e正确；b、d、根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的故b正确，d错误；c、根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，所以机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能故c正确故选：bce【思路点拨】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零符合能量守恒定律的宏观过程都有一定的方向性；一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的；本题关键熟悉并牢记热力学第二定律的各种表述，能够明确热力学第二定律的本质基础题目（2）（9分）如图所示，开口向上粗细均匀的玻璃管长l=l00cm，管内有一段高h=20cm的水银柱，封闭着长a=50cm的空气柱，大气压强p0=76cmhg，温度t0=27。求温度至少升到多高时，可使水银柱全部溢出？【知识点】理想气体状态方程 h3 h5【答案解析】 211 解析： 开始温度升高时，气体压强不变，气体体积膨胀，水银柱上升。当水银柱上升至管口时，温度再升高，水银就会开始溢出，这时的气体压强随水银的溢出而减小，气体的体积在不断增大，温度不需要继续升高，设该温度为t2，剩余的水银柱的高度为x，玻璃管的横截面积为s。气体的初始状态p1=p0+h v1=as t1=300k气体的末状态 p2=p0+x v2=(100-x)s t2=273+ t2根据理想气体状态方程=，即= 3分要使剩余气体全部溢出的温度t2最高，则（76+x）（100x）必为最大。3分又因为76+x+100- x=176为常数，所以当76+x=100x，即x=12cm时，（76+x）（100x）有最大值。=16，t2=211，水银全部溢出。【思路点拨】开始温度升高时，气体压强不变，气体体积膨胀，水银柱上升。当水银柱上升至管口时，温度再升高，水银就会开始溢出，这时的气体压强随水银的溢出而减小，气体的体积在不断增大，根据理想气体状态方程求解【题文】34（1）（6分）某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是a波沿x轴正向传播，波速为1m/sbt=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向c在t=ls到t=2s的时间内，x=0,5m处的质点运动速度一直增大d在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是l0cmex=lm处质点和x=2m处质点振动步调总相反【知识点】波长、频率和波速的关系；横波的图象g2 g4【答案解析】 bde 解析： a、由甲图知，波长=2m，由乙图知，质点的振动周期为t=2s，则波速为：v=1m/s由乙图知，t=1s时刻，x=2m处质点向上运动，根据甲图可知，该波沿x轴负方向传播，故a错误b、由乙图知，t=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向，故b正确c、在t=1s到t=2s经历的时间为t=1s=，t=1s时刻x=0.5m处的质点位于波峰，则在t=1s到t=2s的时间内该质点的速度先增大后减小，故c错误d、因t=1s=，则在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是两个振幅，为10cm，故d正确e、x=lm处质点和x=2m处质点相距半个波长，振动步调总相反故e正确故选：bde【思路点拨】由甲读出波长，由图乙读出周期t，由v=求出波速根据图乙t=1s时刻质点的速度方向，在图甲中判断波的传播方向根据时间与周期的倍数关系分析质点的速度方向和通过的路程根据质点间距离与波长的关系，分析它们状态关系本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向（2）（9分）如图所示，abc为一直角棱镜，a=30o，ab宽为d，现一宽度等于ab的单色平行光束垂直ab射入棱镜内，在ac面上恰好发生全反射，求：i棱镜的折射率；ii由ac面直接反射到ab面或bc面上的光束，在棱镜内部经历的最长时间。（光在真空中的速度为c）【知识点】光的折射定律n1【答案解析】 ： 2； 解析： .由几何关系，入射光束在ac面上的入射角为临界角c=1=30n= n=2 .当光束射向b点时，路径最长，时间最长。根据反射定律，doe=boe=30,则oba=30由aodbod，得bd= 光束的最长路径:x=bdtan30+= n= 最长时间t= t= 【思路点拨】平行光束垂直射向ab面方向不变，在ac面发生折射，作出光路图根据几何知识求出ac面上的入射角和折射角，再由折射定律求解折射率n本题的解题关键是正确作出光路图，根据几何知识求解入射角和折射角，再运用折射定律求【题文】35（1）（6分）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为225ev的钾，下列说法正确的是 a这群氢原子能发出三种不同频率的光 b这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应 c金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09evd金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84eve金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能小于7.95ev 【知识点】爱因斯坦光电效应方程；氢原子的能级公式和跃迁02 【答案解析】acd 解析： a、根据 =3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n=3向n=2跃迁的光子频率最小，波长最长故a正确b、只有从n=3跃迁到n=1，以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，故b错误c、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大