山东省泰安市2013届高三第三次模拟考试

物理试题

第I卷(必做，共87分)

二、选择题(本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确．有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

14．在物理学的发展道路上，许多物理学家及科学家们做出了杰出的贡献，下列与此有关的说法正确的是

A.牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量

B.奥斯特最先发现了通电导线周边存在磁场，即电流的磁效应

C.亚里士多德认为：力不是维持物体运动的原因

D．安培给出了通电导线在磁场中受到的磁场力的方向的判断方法

【答案】BD

牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置测出了引力常量，A错误；亚里士多德错误的认为：力是维持物体运动的原因，伽利略首先提出力不是维持物体运动的原因，C错误；选项BD说法正确。

15．北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(CNSS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。2012年10月25日，我国将第十六颗北斗卫星“北斗—G6”送入太空，并定点于地球静止轨道上。12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务，定位精度优于20 m，授时精度优于100ns。则

A.“北斗—G6"的运行周期为24 h

B“北斗—G6"的运行速度为第一宇宙速度

C.“北斗—G6”的运行角速度比月球绕地球运行的角速度小

D．“北斗—G6”卫星的线速度比月球绕地球运行的线速度大

【答案】AD

“北斗—G6"定点于地球静止轨道上，其周期与地球自转一周的时间相等，故A正确。第一宇宙速度是卫星贴近地球表面运行的速度，而“北斗—G6"距离地球的高度约为36000 km，其运行时的速度不符合第一宇宙速度的定义，B错误。月球绕地球运行的周期为28天，大于“北斗—G6"绕地球运行的周期，根据
,
,v=
可知，与月球相比，“北斗—G6”的运行角速度大，轨道半径小，线速度大，故C错误D正确。

16．一质量为1 kg的物体，以10 m/s的初速度从足够长的粗糙斜面上的A点沿斜面向上运动，1 s末物体恰好到达最高点，6 s末物体的速率恰好为10 m/s，则

A.1 s～6 s内物体所受重力的平均功率为50 W

B. 6 s末物体克服摩擦力做功的瞬时功率为20 W

C. O～1 s内物体机械能的变化量大小与1 s～6 s内机械能的变化量大小之比为l：5

D．1 s～6 s内物体动能变化量的大小与机械能的变化量大小之比为1:2

【答案】CD

由题意可知，物体沿斜面方向上的加速度由摩擦力f和重力沿斜面向下的分力F提供，设沿斜面方向向下为正方向，由牛顿第二定律结合运动学规律有
，
，
，解得f=4N,F=6N。1 s～6 s内，摩擦力做的功为
，解得
J，据动能定理可得
J，解得
J，故1 s～6 s内物体所受重力的平均功率为
=30 W，A错误。6 s末物体克服摩擦力做功的瞬时功率为40 W，B错误。由题意可知摩擦力做的功等于物体机械能的变化，O～1 s内和1 s～6 s内物体的位移大小为1m和5m，故O～1 s内物体机械能的变化量大小与1 s～6 s内机械能的变化量大小之比为l：5，C正确。1 s～6 s内物体动能变化量的大小等于50J，机械能的变化量大小等于100J，故D正确。

17．图示为一个质点做直线运动的
图象，则下列说法中正确的是

A.质点在0～5 s内的位移为5m

B.质点在整个0～12 s内的运动过程中，10 s～12 s内的加速度最大

C.质点在10 s末离出发点最远

D．质点在8 s～12 s内的平均速度为4 m／s

【答案】AB

速度时间图线的斜率表示加速度的大小，图线与时间轴围成的面积表示相应时间的位移，时间轴上方为正，下方为负，由图像可得选项AB正确。质点在101s末离出发点最远，C错误。质点在8 s～12 s内的平均速度为4 m／s，D错误。

18．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为22： 1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10
，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压，则下列说法中正确的是

A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为14．14 V

B.当单刀双掷开关与a连接且t=0.02 s时，电流表示数为零

C.当单刀双掷开关由a拨向b后，原线圈的输入功率变大

D.当单刀双掷开关由a拨向b后，副线圈输出电压的频率不变

【答案】CD

由图象可知，电压的最大值为311V，交流电的周期为2×10-2s，所以交流电的频率为f=
=50Hz，交流电的有效值为220V，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为10V，所以A错误．电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以电流表的示数为1A，所以B错误．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈输出的电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，所以C正确．变压器不会改变电流的频率，所以D正确．故选CD．

19．如图所示，在真空区域I、Ⅱ中存在两个匀强电场，其电场线方向竖直向下，在区域I中有一个带负电的粒子沿电场线以速度
匀速下落，并进入区域Ⅱ(电场范围足够大)。则下图中描述的粒子在这两个电场中运动的速度一时间图象中，可能正确的是(以
方向为正方向)

【答案】C

带负电的粒子受到重力和电场力的作用，在上面的电场中重力等于电场力,粒子恰好做匀速直线运动，在下面的电场中，电场力将大于重力，粒子做匀减速直线运动，待速度为零后反向运动，然后返回上面的电场做匀速直线运动，由分析可知，C正确，故选C。

20．如图所示，有两根与水平方向成
角的光滑平行的足够长的金属导轨。滑动变阻器接入电路的电阻值为R(最大阻值足够大)，导轨的宽度L=0．5 m，空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B=1 T。一根质量m=1 kg、内阻r=1
的金属杆从导轨上端由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度达到最大速度
,取g=10m/s2，不计导轨电阻，则有

A.R越小，
越大

B.金属杆的最大速度大于或等于20 m／s

C.若R不变，m变小，则
变大

D．若R=1
，则金属杆的最大速度为40 m／s

【答案】BD

金属杆受重力、支持力、安培力做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时速度最大，而后做匀速运动，根据合力为零，即可求出金属杆的最大速度．当加速度为零时，速度最大，有mgsinα=BIL，I=
．则vm=
．R越小，
越小，当R=0时，
=20m/s，故金属杆的最大速度大于或等于20 m／s，A错误B正确。若R不变，m变小，则
变小，C错误。将R=1
代入vm=
，可得vm=40 m／s，D正确。

第Ⅱ卷

[必做部分]

21．(13分)

(1)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

a．按图甲摆好实验装置，其中小车的质量M=0．50 kg，钩码的总质量m=0.10kg；

b.释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源的频率
)，打出一条纸带。

①他在多次重复实验得到的纸带中取出最满意的一条，如图乙所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为

……他把钩码重力(当地重力加速度
)作为小车所受合力算出从打下0点到打下第5点时合力所做的功W=__________J(结果保留三位有效数字)，把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得
___________J。(结果保留三位有效数字)

②此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是___________。

A.钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏小太多

B.没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

C.释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小

D．根本原因是没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离

(2)某同学要测定一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个理想电流表、一个电阻箱、一个开关和若干导线。该同学按如图甲所示电路进行实验，测得的数据如下表所示：

①若利用图象确定电池的电动势和内阻，并要求图象简洁直观。则应作_______________(填“R—I”或“
”)图象。[ ]

②利用测得的数据在图乙所示的坐标纸上画出适当的图象。

③由图乙可知，该电池的电动势E=________V，内阻r=_________
。(结果保留一位有效数字)

【答案】

（1）①根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.10×9.8=0.98N，根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.197J；根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为：v=
（其中T=0.10s），动能公式为：Ek=
mv2=0.160J。

②设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma??? ①；对钩码有：mg-F=ma?? ②。F=
，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故A错误；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源的顺序有误，影响打点多少，不一定会使动能的测量偏小，故C错误；距离的测量产生的误差不是该实验产生的主要误差，故D错误．故选B．

（2）①由闭合电路欧姆定律可知：I=
，则R=
，若画R-I图，则图象为曲线，不易得出结论；而画出R-
图象为直线，故容易得出结论，故应应该画出R-
图象；②利用表格中的R、
描点，再用直线将各点相连，如答案图所示；③由公式及数学知识可得：图象中的k=E=6.V，b=r=2Ω。

22．(15分)如图所示，劲度系数为忌的轻弹簧，一端固定在倾角
的粗糙斜面上，另一端连接一个质量为m的滑块A，滑块与斜面的最大静摩擦力的大小与其滑动摩擦力的大小可视为相等，均为
，且
。则：

(1)如果保持滑块在斜面上静止不动，弹簧的最大形变量为多大?

(2)若在滑块A上再固定一块质量为2m的滑块B，两滑块构成的整体将沿木板向下运动，当弹簧的形变量仍为(1)中所求的最大值时，其加速度为多大?

【答案】见解析

23．(18分)如图所示，PR是固定在水平地面上的长L=0．64 m的绝缘平板。挡板R固定在平板的右端。整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d=0．32 m。一个质量m=5．0×10
kg、带电荷量
的可视为质点的物体，在电场力的作用下从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，经D点进入磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场(不计撤去电场对磁场的影响)，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，
．若物体与平板间的动摩擦因数
取10m／s2。

(1)判断电场强度的方向及物体是带正电还是带负电。(无需说明理由)

(2)求磁感应强度B的大小。

(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。

【答案】见解析

36．(8分)[物理——选修3—3]

(1)(4分)以下说话正确的是________________ 。

A.凡是晶体都有固定的熔点

B.物体吸收了热量，其温度一定升高

C.温度高的物体，其内能一定大

D．热量能够自发地从高温物体传到低温物体

(2)(4分)如图所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S=5 cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线栓住的活塞．两管中均封入长L=11 cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h=6 cm。环境温度恒定，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平，则：

①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?

②此过程中空气柱B内的气体对外界做___________(填“正功”或“负功”)，气体将__________(填“吸热”或放热”)。

【答案】见解析

（1）晶体都有固定的熔沸点，A正确；物体吸收了热量，有可能同时对外做功，其温度不一定升高，B错误；温度高的物体，其分子的平均动能大，由于分子数的多少不确定，故其内能不一定大，C错误；热量能够自发地从高温物体传到低温物体，D正确。

[ ]

37．(8分)［物理——物理3—-4］

(1)(4分)一列简谐横波沿x轴负方向传播。图甲是t=1s时的波形图，图乙是该列波中某振动质点的振动图象，求；

①该波的传播速度移。

②图甲中x=5 m处的质点在振动过程中的位移随时间变化的关系式(不要求推导过程)。

(2)(4分)有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD。其周围是空气，如图所示，当入射光线从它的AB面以人射角a射入时。

①要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是
。（BC面足够长）

②如果对于任意入射角(a≠0°且
<90°)的光线都能在BC面发生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值?

【答案】见解析

38．(8分)[物理——选修3—5]

(1)(4分)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。其中“人造太阳”的核反应方程式是
，则X为__________，已知
的质量为
的质量为
的质量为
，X的质量为
，真空中的光速为c，则在此核反应过程中释放的核能为______________。

(2)(4分)如图所示，光滑的水平面上有两块完全相同的足够长的木板A和B，在B的右端有一个可以看做质点的小铁块C，三者的质量都为m，A、B、C开始都处于静止状态。现使A以速度
向右运动并与B相碰，撞击时间极短，碰后A、B粘在一起运动，而小铁块C可以在A、B上滑动，重力加速度为g，求A与B碰后的瞬间A、B和C的速度。

【答案】见解析

（1）由核反应质量数和电荷数守恒可知X为中子，即
，由
可得核反应过程中释放的核能。