山东省济南市2013届高三物理9月入学考试试题鲁科版

1 高三物理试题高三物理试题 一 不定项选择题 本题包括 16 小题 每小题 3 分 共 48 分 漏选 2 分 1 关于物理学研究方法 以下说法正确的是 A 在用实验探究加速度 力和质量三者之间的关系时 采用控制变量法 B 伽利略用来研究力和运动关系的斜面实验是一个理想实验 C 物理学中的 质点 点电荷 等都是理想模型 D 物理中所有公式都是用比值定义法定义的 答案 ABC 解析 在用实验探究加速度 力和质量三者之间的关系时 由于涉及物理量较多 因此采 用控制变量法进行实验 故 A 正确 伽利略对自由落体运动的研究 以及理想斜面实验探究 力和运动的关系时 采用的是理想斜面实验法 故 B 正确 质点 点电荷是高中所涉及的重 要的理想化模型 都是抓住问题的主要因素 忽略次要因素 故 C 正确 所谓比值定义法 就是用两个基本的物理量的 比 来定义一个新的物理量的方法 比如 物质密度 电阻 场强等 一般地 比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性 它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变 如确定的电场中的某一点的场强就不随 q F 而变 当然用来定义的物理量也有一定的条件 如 q 为点电荷等 类似的比值还有 压强 速度 功率等等 但物理中 并不是 所有公式都是用比值定义法定义的 如加速度和电流的定义 2 如图所示 质量为 m 顶角为 的直角劈和质量为 M 的正方体放在两竖 直墙和水平面间 处于静止状态 若不计一切摩擦 则 A 水平面对正方体的弹力大小为 M m g B 墙面对正方体的弹力大小 mgtan C 正方体对直角劈的弹力大小为 mgcos D 直角劈对墙面的弹力大小 mgsin 答案 A 解析 由整体法知水平面对正方体的弹力大小为 M m g A 对 隔离直角劈受力分析可知 直角劈受重力 墙面的支持力和正方体的支持力 3 个力的作用 易得墙面的支持力为 tan mg 正方体的支持力为 所以直角劈对墙面的弹力大小为 墙面对正方体的弹力大 sin mg tan mg 小也为 BCD 均错 tan mg 3 如图所示是甲和乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动的 v t 图象 则由图象可知 A 40s 末乙在甲之前 B 20s 末乙物体运动方向发生改变 C 60s 内甲乙两物体相遇两次 D 60s 末乙物体回到出发点 答案 AC 图 6 5 2 解析 在 v t 图中图象与横坐标围成的面积大小与物体发生的位移大小相等 由图可知当 t 20s 和 t 60s 时 两图象与横坐标围成面积相等 说明发生的位移相等 由于两物体同时 从同一地点沿同一方向做直线运动 因此两物体两次相遇的时刻是 20s 和 60s 60s 内甲乙 两物体相遇两次 由运动的速度图象分析可知 20s 时刻乙从后面追上甲 而后乙做减速运动 40s 末乙在甲之前 60s 时刻甲从后面追上乙 60s 末乙物体的速度减为 0 但是乙物体一直 沿直线运动 离出发点最远 只有 AC 正确 4 如图所示 A B 两物体相距 7m 物体 A 以 v1 4m s 的速度向右匀速运 动 而物体 B 此时的速度 v2 10m s 只在摩擦力的作用下向右匀减速运动 加速度为 a 2m s2 则物体 A 追上物体 B 所用的时间为 A 7s B 8s C 9s D 10s 答案 B 解析 5 一轻弹簧的上端固定 下端悬挂一重物体 弹簧伸长了 8 cm 再将重物向下拉 4 cm 然 后放手 则在释放重物瞬间 重物的加速度是 A g 4 B g 2 C 3g 2 D g 答案 B 解析 假设弹簧的劲度系数 k 第一次弹簧伸长了 x1 8cm 第二次弹簧伸长了 x2 12cm 第一次受力平衡 kx1 mg 8k 解得 k mg 8 1 第二次由牛顿第二定律得 kx2 mg ma 整理得 12k mg ma 把 式代入 式 解得 a g 2 6 质量为 m 的物体沿倾角为 的斜面滑到底端时的速度大小为 v 则此时重力的瞬时功率为 A mgv B mgvsin C mgvcos D mgvtan 答案 B 解析 把重力分解为沿着斜面的 mgsin 和垂直于斜面的 mgcos 垂直于斜面的分力不做 功 所以物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率为 P mgsin v mgvsin 故选 B AB m7 3 7 如右图所示 上表面有一段光滑圆弧的质量为 M 的小车 A 置于光滑平面上 在一质量为 m 的物体 B 自弧上端自由滑下的同时释放 A 则 A 在 B 下滑过程中 B 的机械能守恒 B 轨道对 B 的支持力对 B 不做功 C 在 B 下滑的过程中 A 和地球组成的系统的机械能守恒 D A B 和地球组成的系统的机械能守恒 答案 D 解析 在 B 下滑过程中 B 的重力势能转化为自身的动能和 A 的动能 B 的机械能不守恒 A 错 轨道对 B 的支持力在力的方向上有位移 所以对 B 做功 B 错 将 AB 看做一个整体 满足机械能守恒定律 A B 和地球组成的系统的机械能守恒 在 B 下滑的过程中 A 和地球 组成的系统的机械能增大 C 错 D 对 8 用力 F 把质量 的物体从地面由静止开始举高 时物体的速度为 则 A 力 F 做功为 mgh B 合力做功为 mv2 2 C 重力做功 F mg h D 重力势能减少了 mgh 答案 B 解析 根据动能定理 合外力做功对应着动能转化 物体动能变化为mv2 0 所以物体 2 1 所受合外力对它做的功等于mv2 故 B 正确 力 F 做功为 Fh mgh mv2 A 错 重力做 2 1 2 1 功 mgh 重力势能增加了 mgh CD 错 9 假设月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的 下列说法正确的是 A 同步卫星的线速度大于月亮的线速度 B 同步卫星的角速度大于月亮的角速度 C 同步卫星的向心加速度大于月亮的向心加速度 D 同步卫星的轨道半径大于月亮的轨道半径 答案 ABC 解析 月亮 地球同步卫星绕地球做圆周运动 只受万有引力的作用 万有引力提供向心 力 由于月亮的周期大于同步卫星的周期 所mamR R v m T mR R Mm G 2 2 2 2 2 以月亮的轨道半径大于同步卫星的轨道半径 从而可知月亮的向心加速度小于同步卫星的向 心加速度 月亮的角速度小于同步卫星的角速度 月亮的线速度小于同步卫星的线速度 ABC 对 D 错 10 长为 L 的轻绳的一端固定在 O 点 另一端栓一个质量为 m 的小球 先令小球以 O 为圆心 L 为半径在竖直平面内做圆周运动 小球能通过最高点 如图所示 g 为重力加速度 则 A 小球通过最高点时速度可能为零 B 小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零 C 小球通过最底点时速度大小可能等于 2 gL 4 D 小球通过最底点时所受轻绳的拉力可能等于 5mg 答案 B 解析 若小球通过最高点时速度为零 则在最高点小球受到的支持力与自身重力等大反向 由于轻绳不能给小球提供支持力 所以小球通过最高点时速度不可能为零 A 错 若小球通 过最高点时所受轻绳的拉力为零 则自身重力提供做圆周运动的向心力 符合实际 B 对 小球刚好能通过最高点的临界速度满足 由机械能守恒知对应的小球经过最低 L mv mg 2 min 点的速度满足在最低点 有 解得 2 1 2 2 1 22 min mvLmgmv L v mmgF 2 所以小球通过最底点时的最小速度大小是 小球通过最底点时mgFgLv6 5 gL5 所受轻绳的拉力最小是 6mg CD 均错 11 如图所示的电路 a b c 为三个相同的灯泡 其电阻大于电源内阻 当变阻器 R 的滑臂 P 向上移动时 下列判断中正确的是 A b 灯中电流变化值小于 c 灯中电流变化值 B a b 两灯变亮 c 灯变暗 C 电源输出功率增大 D 电源的供电效率增大 答案 BC 解析 当滑片向上移动时 滑动变阻器接入电路的电阻变小 并联部分的总电阻变小 所 以外电路总电阻变小 总电流变大 a 灯变亮 总电流变大 电路内阻消耗电压增大 路端 电压变小 通过 c 灯的电流变小 c 灯变暗 总电流变大 通过 c 灯的电流变小 所以通过 b 灯的电流变大 b 灯变亮 易得 b 灯中电流变化值大于 c 灯中电流变化值 所以 A 错 B 对 电源的输出功率根据 P EI 即可判断 电源的供电效率根据即可判断 C 对 100 E U D 错 12 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 电压表和电 流表均为理想电表 R 为副线圈的负载电阻 现在原线圈 a b 两端加 上交变电压 u 其随时间变化的规律 u 220sin 100 t V 则 2 A 副线圈中产生的交变电流频率为 50 Hz B 电压表的示数 22 V 2 C 若电流表示数为 0 1 A 则原线圈中的电流为 1 A D 若电流表示数为 0 1 A 则 1 min 内电阻 R 上产生的焦耳热为 132 J 答案 AD 解析 副线圈中产生的交变电流频率与原线圈交变电流频率一样 均为 A 对 电压表的示数为有效值 应该等于 20 V B 错 s 50 1 s 100 22 1 T T f 若电流表示数为 0 1 A 则原线圈中的电流为 0 01 A 原线圈的输入功率 5 由于是理想变压器 所以副线圈的输出功率也是 2 2 W 1 min 内 W 221 00220 WP 电阻 R 上产生的焦耳热为 132 J C 错 D 对 13 如图所示 a b 分别为一对等量同种电荷连线上的两点 其中 b 为中点 c 为连线中垂 线上的一点 今将一带电量为 q 的负点电荷自 a 沿直线移到 b 再沿直线移到 c 下列有关 说法中正确的是 A 电荷 q 受到的电场力的合力一直变小 B 电场力的合力对电荷 q 一直做负功 C 电荷 q 的电势能先减小 后不变 D 电荷 q 受到的电场力的合力方向一直不变 答案 B 解析 由于 b 点是等量同种电荷连线上的中点 所以 b 点电场强度为 0 电荷在 b 点所受 电场力为 0 带电量为 q 的负点电荷自 a 沿直线移到 b 再沿直线移到 c 的过程中 电场力先 减小后增大 A 错 由于是负点电荷 所以电场力一直做负功 电势能一直增大 B 对 C 错 电荷 q 受到的电场力的合力方向随运动过程变化 由 a 到 b 合力方向向左 由 b 到 c 合力方 向向下 D 错 14 a b c 三个粒子 重力不计 由同一点 M 同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷 的两平行金属板的电场间 其轨迹如图所示 其中 b 恰好沿板的边缘飞出电场 由此可 知 A 在 b 飞离电场时 a 早已打在负极板上 B b 和 c 同时飞离电场 C 进入电场时 c 的速度最大 a 的速度最小 D a b 在电场中运动经历的时间相等 答案 CD 解析 由题意知 a b c 三个粒子做类平抛运动 加速度方向和电场方向一致 向下 下落时间由竖直高度决定 结合四个选项易得 AB 错 CD 对 15 如图所示 直角三角形 ABC 区域中存在一匀强磁场 比荷相 同的两个粒子沿 AB 方向射入磁场 分别从 AC 边上的 P Q 两点射出 则 A 从 P 射出的粒子速度大 B 从 Q 射出的粒子速度大 C 从 P 射出的粒子 在磁场中运动的时间长 D 两粒子在磁场中运动的时间一样长 a b c 6 答案 BD 解析 设粒子的质量 电量分别为 m q 速度大小为 v 磁感应强度为 B 轨迹半径为 R 则由牛顿第二定律得 所以 R 与速度 v 成正比 由题分析可知 2 vmv qvBmR RqB 从 P 点射出的粒子半径比从 Q 点射出的粒子半径小 则从 Q 点射出的粒子速度大 故 A 错 误 B 正确 根据几何知识画出轨迹 得到两个轨迹的圆心角大小相等 设为 粒子在磁 场中运动时间 T 相同 则两粒子在磁场中运动时间一样长 故 C 错误 2 2 m tT T Bq D 正确 16 如图所示 足够长的 U 形光滑金属导轨平面与水平面成角 0 90 其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L 导轨平面与磁感应强度 为 B 的匀强磁场垂直 导轨电阻不计 金属棒 ab 由静止开始沿导轨下 滑 并与两导轨始终保持垂直且良好接触 ab 棒接入电路的电阻为 R 当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时 棒的速度大小为 则金属棒 ab 在这一过程中 A 加速度大小为B 下滑位移大小为 L v 2 2 BL qR C 产生的焦耳热为 qBLD 受到的最大安培力大小为 sin 22 R LB 答案 B 解析 金属棒 ab 由静止开始做加速度逐渐减小的变加速运动 不是匀变速直线运动 A 错误 由电量计算公式可得 下滑的位移大小为 故 B 正确 产生 R BsL R q BL qR s 的焦耳热 而这里的电流 I 比棒的速度大小为 v 时的电流小 故 2 QI RtqIR BLv I R 这一过程产生的焦耳热小于 qBLv 故 C 错误 金属棒 ab 受到的最大安培力大小为 R LB 22 D 错误 二 实验题 本题包括 2 小题 共 15 分 17 10 分 某探究学习小组的同学欲验证 动能定理 他们在实验室组装了一套如 水平实验台 滑轮 小沙桶 滑块 细线 打点计时器 纸带 长木板 7 图所示的装置 另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源 导线 复写纸 纸带 小木 块 细沙 当滑块连接上纸带 用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时 释放小桶 滑块处于静 止状态 若你是小组中的一位成员 要完成该项实验 则 1 你认为还需要的实验器材有 2 实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等 沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是 实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步 骤是 3 在 2 的基础上 某同学用天平称量滑块的质量 M 往沙桶中装入适量的细沙 用天 平称出此时沙和沙桶的总质量 m 让沙桶带动滑块加速运动 用打点计时器记录其运动情况 在打点计时器打出的纸带上取两点 测出这两点的间距 L 和这两点的速度大小 v1与 v2 v1 v2 则本实验最终要验证的数学表达式为 用题中的字母表示实验中测量得到的物理量 答案 1 天平 刻度尺 2 分 2 沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 2 分 平衡摩擦力 2 分 3 4 分 2 1 2 2 2 1 2 1 MvMvmgL 解析 1 实验要验证动能增加量和总功是否相等 故需要求出总功和动能 故还要天平 和刻度尺 故答案为 刻度尺 天平 2 沙和沙桶加速下滑 处于失重状态 其对细线的拉力小于重力 设拉力为 T 根据牛顿 第二定律 有 对沙和沙桶 有 mg T ma 对小车 有 T Ma 解得 M Tmg Mm 故当 M m 时 有 T mg 小车下滑时受到重力 细线的拉力 支持力和摩擦力 要使拉力等于合力 则应该用重力的 下滑分量来平衡摩擦力 故可以将长木板的一端垫高 故答案为 沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦 3 总功为 mgL 动能增加量为 2 1 2 2 2 1 2 1 MvMv 故答案为 mgL 2 1 2 2 2 1 2 1 MvMv 18 5 分 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 除有一标有 6 V 1 5 W 的小灯泡 导 线和开关外 还有 A 直流电源 6 V 内阻不计 B 直流电流表 0 3 A 内阻 0 1 以下 C 直流电流表 0 300 mA 内阻约为 5 D 直流电压表 0 10 V 内阻约为 15 k 8 E 滑动变阻器 10 2 A F 滑动变阻器 1 k 0 5 A 1 实验中电流表应选用 滑动变阻器应选用 均用序号表示 2 在方框内画出实验电路图 答案 1 C E 2 分 2 见右图 3 分 解析 小灯泡的额定电流为 250 mA 选电流表 C 测量读数更精确 实验要求小 灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量 所以滑动变阻器应该用分压式 接法 选变阻器 E 便于调节 小灯泡电阻较小 电流表应采用外接法 电路图如 图所示 三 计算题 本题包括 3 小题 共 37 分 19 12 分 如图甲所示 质量 m 2kg 的物体在水平面上向右做直线运动 过 a 点时给物体 作用一个水平向左的恒力 F 并开始计时 选水平向右为速度的正方向 通过速度传感器测出 物体的瞬时速度 所得 v t 图象如图乙所示 取重力加速度为 g 10m s2 求 1 力 F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数 2 10s 末物体离 a 点的距离 答案 1 3 N 0 05 2 2 m 解析 1 设物体向右做匀减速直线运动的加速度为 a1 则由vt 图得 a1 2 m s2 1 分 根据牛顿第二定律 有 1 Fmgma 1 分 设物体向左做匀加速直线运动的加速度为 a2 则由vt 图得 a2 1m s2 1 分 根据牛顿第二定律 有 2 Fmgma 1 分 9 解 得 3NF 1 分 0 05 1 分 2 设 10s 末物体离 a 点的距离为 d d 应为vt 图与横轴所围的面积 则 11 4 8m6 6m2m 22 d 负号表示物体在 a 点以左 6 分 注 未说负号意义不扣分 20 12 分 如图 半径 R 0 9m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置 圆弧最低点 B 与长 为 L 1m 的水平面相切于 B 点 BC 离地面高 h 0 45m C 点与一倾角为 的光滑斜面 连接 质量 m 1 0kg 的小滑块从圆弧顶点 D 由静止释放 已知滑块与水平面间的动摩擦因数 取 g 10m s2 求 1 小滑块刚到达圆弧的 B 点时对圆弧的压力 2 小滑块到达 C 点时速度的大小 3 小滑块从 C 点运动到地面所需的时间 答案 1 30 N 方向竖直向下 2 4 m s 3 0 3 s 解析 设滑块到 B 点速度为 VB 由机械能守恒 2 分 在 B 点 2 分 得 N 3mg 30N 由牛顿第三定律 滑块在 B 点对圆弧的压力大小为 30N 1 分 由动能定理 2 分 1 分 滑块离开 C 点后做平抛运动 设其下落 h 的时间为 t 则 由 1 分 得 t 0 3