天津市宝坻区2013年高三综合模拟试卷

理科综合 物理部分

理科综合共300分，考试用时150分钟

物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至6页，共120分。

答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

祝各位考生考试顺利！

第Ⅰ卷

注意事项：

1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

2．本卷共8题，每题6分，共48分。

一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1．物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中不正确的

A．?粒子散射实验表明了原子具有核式结构

B．光电效应实验证实了光具有粒子性

C．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒

D．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论

【答案】D

卢瑟福通过?粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，A正确。光电效应实验证实了光具有粒子性，故B正确．电子的发现表明原子还可以再分，原子不是构成物质的最小微粒，故C正确．天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，没有证实玻尔理论，故D错误．

2．一辆汽车运动的v-t图象如图，则汽车在0～2s内和2s～3s内相比

A．位移大小相等

B．平均速度相等

C．速度变化相同

D．合外力相同

【答案】B

速度时间图线与时间轴围成的面积等于位移的大小，故0～2s内和2s～3s内的位移大小不相等，A错误；位移与时间的比值等于平均速度，由已知数据可知B正确；两段时间内速度的变化不相同，前者增加，后者减小，C错误；两段时间的加速度方向相反，故合外力方向相反，速度时间图线的斜率等于加速度的大小，由F=ma可知两段时间的合外力大小不同，D错误。

3．地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径（约为6400 km）。地面上有一辆汽车在行驶，已知汽车的速度越大，地面对它的支持力就越小。当汽车的速度达到下列哪个值时，地面对车的支持力恰好为零

A．0.5 km/s B．7.9km/s

C．11.2 km/s D．16.7 km/s

【答案】B

当地面对车的支持力为零时，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律得，

mg=m
，解得v=
≈7.9km/s．故B正确，A、C、D错误．故选B．

4．如图所示，两块同样的条形磁铁A、B，它们的质量均为m，将它们竖直叠放在水平桌面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤上的读数为mg，则B与A的弹力F1及桌面对B的弹力F2分别为

A．

B．

C．

D．

【答案】D

磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力，这四个力平衡，因为拉力和重力大小相等，所以B对A向下的引力和B对A向上的支持力相等，所以，F1＞0，但不一定等于mg，所以选项AB错误．把磁铁A和B当成一个整体，这个整体的重力等于2mg，向上的拉力为mg，还有桌面向上的支持力，根据这三个力平衡可知水平桌面对B的支持力F2的大小等于mg，故C错误，D正确．故选D．

5．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是

A．电势差UCD仅与材料有关

B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD
0

C．仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大

D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

【答案】C

若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则可知，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则UCD＜0，选项B错误。CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q
=qvB，I=nqvS=nqvbc，则UCD=
，故A错误C正确．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，故D错误．故选C．

二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）

6．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是

A．P光的频率小于Q光

B．P光在水中的传播速度小于Q光

C．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹大于Q光的中心条纹

D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光

【答案】AC

在同一深度两光源发光的水面区域不同，则说明它们的临界角不同，从而确定它们的折射率．由c=nv可得两条光线在水中的速度与折射率成反比；再由v=λf得波长与速度成正比的关系．

P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q，所以P的折射率小于Q，那么P在水中的速度大于Q，P光的频率小于Q光，P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹大于Q光的中心条纹；由于
，所以让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的相邻条纹间距大于Q，故本题选AC。

7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则

A．流过电阻的最大电流是20A

B．与电阻并联的电压表的示数是100V

C．变压器的输入功率是2.2×103W

D．变压器的输入功率是1×103 W

【答案】BD

由图象可知，原线圈中电压的最大值为220
V，所以电压的有效值为220V，根据变压器原副线圈电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，副线圈的电阻为10Ω，所以电流的为10A，所以A错误；电压表测量的是电压的有效值，所以电压表的读数为100V，所以B正确；原副线圈的功率是相同的，由于P=
=
W，所以变压器的输入功率是1×103W，所以C错误D正确．故选BD．

8．如图甲所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1m，t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并分别产生向左和向右传播的机械波，O质点振动图象如图乙所示．当O质点第一次达到正方向最大位移时，P点刚开始振动，则

A．P′、P两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反

B．当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，质点O的运动路程为25cm

C．当波在绳中传播时，波速为1m/s

D．若O质点振动加快，波的传播速度不变

【答案】BCD

根据对称性，P与P′步调始终一致，故A错误．Q′起振方向与O点起振方向相同：向上，当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，经过
T时间，而波由O点传到Q时间为
T，则质点通过路程为s=5A=25cm，故B正确．由振动图象得知，T=4s，由O点起振情况得λ=4m，则v=
=1m/s，故C正确．波速由介质的性质决定，故D正确．故选BCD。

第Ⅱ卷

注意事项：

1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。

2．本卷共4题。共72分。

9．（1）（4分）如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有一带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）以速度
在金属板上自左端向右端运动，小球做_______运动；受到的电场力做的功为_______.

（2）（6分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的
_______
（选填“＞”、“＝”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。

②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到如图乙所示图像，若
、
、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是_______和_______。

（3）（8分）某金属材料制成的电阻Rr阻值随温度变化而变化，为了测量Rr在0到100℃之间的多个温度下的电阻阻值。某同学设计了如图所示的电路。其中A为量程为1mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源，
为滑动变阻器，
为电阻箱，S为单刀双掷开关。

①完成下面实验步骤中的填空：

a．调节温度，使得Rr的温度达到
，

b．将S拨向接点l，调节_______，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；

c．将S拨向接点2，调节_______，使_______，记下此时电阻箱的读数
；

d．则当温度为
时，电阻Rr=________：

e．改变
的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻温度随温度变化的规律。

②由上述实验测得该金属材料制成的电阻Rr随温度t变化的图象如图甲所示。若把该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100
）、电阻箱
串联起来，连成如图乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

a．电流刻度较大处对应的温度刻度_______；（填“较大”或“较小”）

b．若电阻箱取值阻值
，则电流表5mA处对应的温度数值为_______℃。

【答案】(1) 匀速直线运动 零 （每空2分）

（2） ① = ；②滑块质量，两光电传感器间距离. （每空2分）

(3) ①滑动变阻器
；电阻箱
；电流表的读数仍为
；
（每空1分）

②较小；
（每空2分）

（1）金属板在Q的电场中将达到静电平衡，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功．根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．

（2）①如果遮光条通过光电门的时间相等，则说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．

②要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电传感器测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，进而可得滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统的重力势能的减小量△Ep=mgL，所以还应测出滑块质量M，两光电传感器间的距离L．

（3）①利用等效法测量电阻，使两次实验中电路中的电流相等即可知电阻相等。

②电流大则电路中的电阻小，由图像可知相应的温度低。若电阻箱取阻值
，则电流表满偏时，由闭合电路欧姆定律可知
的阻值为150Ω，由题图可知此时的温度为50℃，故5mA处对应的温度数值为50℃。

10．（16分）如图所示，ABC为光滑轨道，其中AB段水平，BC段是半径为R的圆弧，AB与BC相切于B点，A处有一竖直墙面，一轻弹簧的一端固定于墙上，另一端与一质量为M的物块相连接，当弹簧处于原长状态时，物块恰能与固定在墙上的L形挡板相接触于B处，但不挤压．现使一质量为m的小球从圆弧轨道上距水平轨道高h处的D点由静止下滑，小球与物块相碰后立即有相同速度但不粘连，此后物块与L形挡板相碰后速度立即减为0也不粘连．（整个过程，弹簧没有超过弹性限度，不计空气阻力，重力加速度为g.）

（1）试求弹簧获得的最大弹性势能；

（2）求小球与物块第一次碰后沿BC上升的最大高度；

【答案】见解析

⑴球从D下滑到B与物块碰前，小球机械能守恒：
(3分)

碰撞过程，小球与滑块系统动量守恒
(3分)

碰后弹簧压缩到最大程度的过程中，M、m和弹簧的系统机械能守恒

(2分)

解得
(2分)

⑵第一次碰后，小球返回B点的速度仍为v1，设从B向C滑动的最大高度为h1，有
(3分)???????

则
(3分)

11．（18分）如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R1＝3
，下端接有电阻R2＝6
，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求：

（1）磁感应强度B；

（2）杆下落0.2 m过程中通过金属杆的电荷量q.

【答案】见解析

(1)由图象知，杆自由下落距离是0.05 m，当地重力加速度g＝10 m/s2，则杆进入磁场时的速度v＝＝1 m/s （2分）

由图象知，杆进入磁场时加速度a＝－g＝－10 m/s2 （1分）

由牛顿第二定律得mg－F安＝ma （2分）

回路中的电动势E＝BLv （1分）

杆中的电流I＝ （1分）

R并＝ （2分）

F安＝BIL＝ （1分）

得B＝ ＝2 T （1分）

(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势
＝ （2分）

杆中的平均电流
＝
（2分）

通过杆的电荷量q＝
·Δt （2分）

通过杆的电荷量q＝0.15 C （1分）

12．（20分）如图所示，一质量为m、电荷量为q、重力不计的微粒，从倾斜放置的平行电容器I的A板处由静止释放，A、B间电压为U1。微粒经加速后，从D板左边缘进入一水平放置的平行板电容器II，由C板右边缘且平行于极板方向射出，已知电容器II的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面MN与PQ之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场（图中未画出），MN与PQ之间的距离为L，磁感应强度大小为B，在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板（垂直纸面方向的宽度很小），斜放在MN与PQ之间，
=45°。求：

（1）微粒从电容器I加速后的速度大小；

（2）电容器IICD间的电压；

（3）假设粒子与塑料板碰撞后，电量和速度大小不变、

方向变化遵循光的反射定律，碰撞时间极短忽略不计，

微粒在MN与PQ之间运动的时间和路程。

【答案】见解析

（1）在电容器I中：
??????????（2分）

???? 解得：
????????????????????（1分）

（2）设微粒进入电容器II时的速度方向与水平方向的夹角为
，板间距d，运动时间为t，则沿板方向：
????????????（2分）

垂直板方向：?????
（2分）

?
??? ??（1分）

解得：
??? （1分）??
?????????（1分）

（3）微粒进入磁场后先做匀速直线运动第一次碰板后做匀速圆周运动，二次碰板后做匀速直线运动。

微粒进入磁场的速度：
????? （2分）

微粒做匀速圆周运动：
???????? ??????????? （1分）

???
（1分）

解得：?
（1分）
???? （1分）

微粒在MN和PQ间的运动路程
???? ?????? （2分）

运动时间：
?? ????? ??（2分）