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山东省潍坊市2013届高三第一次模拟考试物理试题(解析版)


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山东省潍坊市 2013 届高三第一次模拟考试物理试题(解析 版)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.考试时间 90 分钟,满分 100 分.

第Ⅰ卷(选择题,共 40 分)
注意事项: 答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、考号、考试科

目、试卷类型(A 或 B)涂写在答 题卡上. 一、本题共 8 小题;每小题 5 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一 个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有 选错或不答的得 0 分. 1.下列说法符合物理学史实的是 A.开普勒发现了万有引力定律 C.卡文迪许测出了静电力常量 【答案】B B.伽利略首创了理想实验的研究方法 D.奥斯特发现了电磁感应定律

牛顿发现了万有引力定律,库仑测出了静电力常量,法拉第发现了电磁感应定律,故选 项 ACD 错误,选项 B 符合物理学史实。 2.用电梯将货物从六楼送到一楼的过程中,货物的 v-t 图象如图所 示.下列说法正确的是 A.前 2s 内货物处于超重状态 B.最后 1s 内货物只受重力作用 C.货物在 10s 内的平均速度是 1.7m/s D.货物在 2s~9s 内机械能守恒 【答案】C 2-9s 向下匀速运动, 9-10s 向下匀减速运动至静止。 由题意可知前 2s 货物向下加速运动, 故前 2s 货物的加速度方向向下,货物处于失重状态,A 错误;最后 1s 货物的加速度方向向 上,合外力向上,故货物必定受到电梯底板的支持力作用,B 错误;速度时间图线与时间轴 围成的图形的面积表示位移的大小,计算易得 10s 内的平均速度大小为 1.7m/s,C 正确; 货物在 2s~9s 内机械能守恒向下匀速运动,重力势能减小,动能不变,机械能减小,D 错 误。 3.质量为 1kg 的物体静止于光滑水平面上.t=0 时刻起,物体受到向右的水平拉力 F 作用,

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第 ls 内 F=2N,第 2s 内 F=1N.下列判断正确的是 A.2s 末物体的速度是 3m/s C.第 1s 末拉力的瞬时功率最大 【答案】AC 由牛顿运动定律和运动学方程可得 B.2s 内物体的位移为 3m D.第 2s 末拉力的瞬时功率最大 代入数据可 F1 F , v1 ? a1t ; a2 ? 2 , v2 ? v1 ? a2t m m

a1 ?

解得

v2 ? 3m/s ,A 正确。2s 内物体的位移为

x1 ? x2 ?

,B 错误; 1 2 1 a1t ? v1t ? a2t 2 ? 3.5m 2 2

第 1s 末拉力的瞬时功率为 P =F v ? 4W , 第 2s 末拉力的瞬时功率为 P2 ? F2v2 ? 3W 故选项 1 1 1 C 正确 D 错误。 4.如图所示,AC、BD 为圆的两条互相垂直的直径,圆心为 O,半径为 R.电荷量均为 Q 的 正、 负点电荷放在圆周上, 它们的位置关于 AC 对称, 与 O 点的连线和 OC 间夹角为 60°. +Q 下 列说法正确的是 A.O、C 两点场强相同 B.O、C 两点电势相同 C.在 A 点由静止释放一个正电荷,电荷将沿圆周向 D 运动 D.沿直径由 B 向 D 移动一个正电荷,电荷的电势能先增大后减小 【答案】AB 由题图可知 O、C 两点在两点电荷的中垂线上,且关于两点电荷的 连线对称,由等量异种点电荷电场的分布情况可知 O、C 两点的场强相同,电势相同,选项 AB 正确;在 A 点由静止释放一个正电荷,仅在电场力的作用下,电荷做曲线运动,但其轨 迹不可能沿圆周,选项 C 错误;沿直径由 B 向 D 移动一个正电荷,电场力做正功,电荷的电 势能一直减小,选项 D 错误。 5.2013 年 2 月 16 日凌晨,2012DA14 小行星与地球“擦肩而过” ,距离地球最近约 2.77 万公里.据观测,它绕太阳公转的周期约为 366 天,比地球的公转周期多 1 天.假设小行星 和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道,对应的轨道半径分别为 R1、R2,线速度大小分别为 v1、v2,以下关系式正确的是

A.

R1 366 ? R2 365

B.

R13 3662 ? 3 R2 3652

C.

v1 365 ? v2 366

D.

v1 3 365 ? v2 366

【答案】BD 由开普勒行星运行定律和万有引力提供向心力可知
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R3 GM ? k, v ? 2 T R
,将

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T1 366 代入可得选项 BD 正确。 ? T2 365

6.图甲中的变压器为理想变压器,原、副线圈的匝数之比为 10∶1.测得 R=10 ? 的电阻两 端电压随时间变化的规律如图乙所示.则原线 圈中 A.电压的有效值为 311OV B.电压的有效值为 2200V C.电流变化的频率为 25Hz D.电流的有效值为 22A 【答案】BC 由图乙可得副线圈电压的最大值是 311V, 则其有效值是 220V, 电流变化的频率为 25 Hz, 由于电阻 R=10 ? ,所以副线圈的电流(有效值)为 22A,由理想变压器电压、电流与匝数 的关系可得原线圈电压的有效值为 2200V,电流的有效值为 2.2A,选项 AD 错误 B 正确。变 压器不能改变电流的频率,选项 C 正确。 7.如图所示,重为 G 的光滑球在倾角为 ? 的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态.若将斜面 换成材料和质量相同,但倾角 ? 稍小一些的斜面,以下判断正确的是 A.球对斜面的压力变小 B.球对斜面的压力变大 C.斜面可能向左滑动 D.斜面仍将保持静止 【答案】AD 选取球(m)和斜面(M)这个整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力 N, Ng=0, 墙壁的弹力 F 和地面的静摩擦力 f 的作用而处于平衡状态. 根据平衡条件有: (M+m) F=f。 再以球为研究对象,它受到重力 mg,斜面对它的支持力 N1,墙壁对它的弹力 F 的作 用而处于平衡状态,根据平衡条件有:N1 cosθ =mg,N1sinθ =F,解得 F=mgtanθ ,所以静 摩擦力 f=F=mgtanθ ,N1 =mg/( cosθ ) 。倾角 ? 减小时,N1 变小,由牛顿第三定律知球对 斜面的压力变小,A 正确 B 错误;倾角 ? 减小时,静摩擦力 f 减小,斜面仍将保持静止,C 错误 D 正确。

8.如图所示,间距 l=0.4m 的光滑平行金属导轨与水
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平面夹角 ? =30°,正方形区域 abcd 内匀强磁场的磁感应强度 B=0.2T,方向垂直于 斜面.甲乙两金属杆电阻 R 相同、质量均为 m=0.02kg,垂直于导轨放置.起初,甲金 属杆处在磁场的上边界 ab 上, 乙在甲上方距甲也为 l 处. 现将两金属杆同时由静止释放, 并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力 F, 使甲金属杆始终以 a=5m/s 的加速度 沿导轨匀加速运动,已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,取 g=10m/s ,则
2 2

A.每根金属杆的电阻 R=0.016 ? B.甲金属杆在磁场中运动的时间是 0.4s C.甲金属杆在磁场中运动过程中 F 的功率逐渐增大 D.乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是 0.1W 【答案】BC 由已知可得乙金属杆进入磁场前,沿斜面向下的加速度跟甲的加速度相同,甲乙均做相 同的加速运动,当乙进入磁场时,甲刚出磁场。乙进入磁场时:v=

2 gl sin ?

=2m/s,由于

已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,受力平衡有:mgsinθ = B 2l 2 v = B 2l 2 2 gl sin ?

2R
所以求得:R=

2R

B 2l 2 2 gl sin ? 2mg sin ?

,代入数据的 R=0.064 ? ,选项 A 错误。

甲在磁场中做匀加速运动,由

l?

1 2 可得甲金属杆在磁场中运动的时间是 0.4s,选项 B at 2

正确。 甲在磁场中做匀加速运动时,外力 F 始终等于安培力,由于速度一直增加,安培力一直 增大,F 一直增大,其功率也增大,选项 C 正确。 乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率等于电路中电阻的热功率,即 P=I22R=( Blv )22R,v=

2 gl sin ?

,解得 P=0.2W,选项 D 错误。

2R

第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分)
二、本题共 3 小题,共 18 分.将答案填写在第 5 页规定答题区域. 9. 分)用欧姆表测电阻时,将选择开关置于合 (4 适的挡位后,必须先将两表笔短接,调整
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钮,使指针指在欧姆刻度的“0”处.若选择旋钮在“×100 ? ”位置,指针在刻度盘上停 留的位置如图所示,所测量电阻的值为 ▲ 【答案】欧姆调零(2 分) 3200(2 分)

?.

欧姆表使用前首先应进行调零,即将两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆刻 度的“0”处。欧姆表读数一定不要忘记乘以倍率。 10. 分)利用图示装置可以做力学中的许多实验. (5 (1)以下说法正确的是 ▲ .

A.利用此装置“研究匀变速直线运动” 时,必须 设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B.利用此装置探究 “小车的加速度与质量的关系”并用图 象法处理数据时,如果画出的 a-M 关系图象不是直线,就可确定 加速度与质量成反比 C.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,应将木 板带打点计时器的一端适当垫高, 这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中 所受阻力的影响 (2)小华在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时,因为不断增加所挂钩码的个数, 导致钧码的质量远远大于小车的质量,则小车加速度 a 的值随钧码个数的增加将趋近于 的值. 【答案】 (1)C(3 分) (2)重力加速度(2 分) (1)选项 A 不需要平衡摩擦力;选项 B 应画出 a-1/M 图线;选项 C 需要平衡阻力(摩擦 力) ,正确。 (2)设小车质量为 m,钩码质量为 M,则有 Mg ? F ? Ma, F ? ? mg ? ma, 解得 ▲

a?

M ? ? m ,当 M ? m 时,加速度 a 趋近于 g. g M ?m

11. 分)某同学用图甲所示的 (9 电路探究电学元件的 U-I 关系,得到 的数据描在图乙所示的坐标纸上. (1) 观察图乙所描数据点的分布 情况,画出电学元件的 U-I 曲线;
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▲ W(保留 2 位有效数字) ,

(2)当电压表示数 U=2.OV 时,元件的电功率值为 此值与元件的实际功率值相比 ▲

(填“偏大”“偏小”或“相等”; 、 )

(3)如果把这个电学元件直接接在一个电动势为 1.5V、内阻为 2.O ? 的电池两端,则 电学元件两端的电压是 ▲ V. 【答案】 (1)如右图所示 (2 分) (2)1.0(2 分) 偏大(2 分) (3)0.8(3 分) (2)电流表外接,测得的电流大于流过电学元件的实际电流, 填偏大。 (3)作图求出交点坐标即可。

三、本题共 3 小题,共 32 分.解答必须写出明确的文字说明、方程式和重要的演算步骤, 有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位,只写出最后结果的不能得分. 12. (10 分)质量 M=9kg、长 L=1m 的木板在动摩擦因数 ?1 =0.1 的水平地面上向右滑行,当速度 v0 ? 2m/s 时,在木板的右端轻放一 质量 m=1kg 的小物块如图所示.当小物块刚好滑到木板左端时,物块 和木板达到共同速度.取 g=10m/s ,求:
2

(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间 t; (2)小物块与木板间的动摩擦因数 ?2 . 【答案】见解析 (1)设木板在时间 t 内的位移为 x1;木块的加速度大小为 a2,时间 t 内的位移为 x2 ?则有 x1= v0t-

1 2 a1t 2 1 2 x2 = a 2 t 2 x1= L ? x2 又 v0 ? a1t ? a2t
你入数据得 t=1s ⑤ (2)根据牛顿第二定律,有 ?1 ( M ? m) g ? ?2mg ? Ma1 ⑧

① ② ③ ④ ⑥ ⑦

?2mg ? ma2 解得 ?2 ? 0.08

评分标准:本题共 10 分,③⑥每式 2 分,其余每式 1 分.

13. (10 分)如图所示,在 xOy 坐标系中,x 轴上 N 点到 O 点的距离是 12cm,虚线 NP 与 x 轴负向的夹角是 30°.第Ⅰ象限内 NP 的上方有匀

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-10

强磁场, 磁感应强度 B=1T, IV 象限有匀强电场, 第 方向沿 y 轴正向. 一质量 m=8×10 kg. 电荷量 q=1×10 C 带正电粒子,从电场中 M(12,-8)点由静止释放,经电场加速后从 N 点进入磁场,又从 y 轴上 P 点穿出磁场.不计粒子重力,取 π =3,求: (1)粒子在磁场中运动的速度 v; (2)粒子在磁场中运动的时间 t; (3)匀强电场的电场强度 E.
-4

【答案】见解析 (1)粒子在磁场中的轨迹如图,由几何关系,得粒子做圆周 运 ① 由 qvB ? m 动 的 轨 道 半 径

R?

2 ? 12cm ? 0.08m 3

v2 得 R


v ? 104 m/s
(2)粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为 120°,则有 t ? (3)由 qEd ? ?E ?

120? 2πm ? ? 1.6 ? 10?5 s ③ 360? qB

1 2 mv 得 2

mv 2 ? 5 ? 103 V/m 2qd

评分标准:本题共 10 分,每式 2 分,正确作出轨迹、圆心各 1 分.

14. (12 分)如图 所 示 , 半 径 为 R 的 光 滑 半 圆 轨 道 ABC 与 倾角为 ? =37°的粗糙斜面轨道 DC 相切于 C,圆轨道的直径 AC 与斜面 垂直.质量为 m 的小球从 A 点左上方距 A 高为 h 的斜面上方 P 点以某 一速度水平抛出,刚好与半圆轨道的 A 点相切进入半圆轨道内侧,之 后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的 D 处.已知当地的重力加速度为 g,取

R?

50 h , sin 37? ? 0.6 , cos37? ? 0.8 ,不计空气阻力,求: 9
(1)小球被抛出时的速度 v0; (2) 小球到达半圆轨道最低点 B 时, 对轨道的压力大小;

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(3)小球从 C 到 D 过程中摩擦力做的功 W. 【答案】见解析 (1)小球到达 A 点时,速度与水平方向的夹角为 ? ,如图所示.
2 则有 v1 ? 2 gh

① ② ③

由几何关系得 v0 ? v1 cot ? 得 v0 ?

4 2 gh 3

(2)A、B 间竖直高度 H ? R(1 ? cos? ) ④ 设小球到达 B 点时的速度为 v,则从抛出点到 B 过程中有

1 2 1 mv0 ? mg ( H ? h ) ? mv 2 2 2
在 B 点,有 FN ? mg ? m



v2 R

⑥ ⑦ ⑧ ⑨

解得 FN ? 5.6mg 由牛顿第三定律知,小球在 B 点对轨道的压力大小是 5.6mg (3)小球沿斜面上滑过程中摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能,有

W?

1 2 16 mv0 ? mgh 2 9

评分标准:本题共 12 分,其中,⑤式 2 分,⑨式 3 分,其余每式 1 分.

四、选做题,共 3 小题,每小题 10 分.考生从中选择一个小题作答,将答案答在第 5 页规 定答题区域. 15. [选修 3-3] (10 分) (1)下列说法中正确的是 ▲

A.温度越高,每个分子的速率一定越大 B.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 C.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动 D.单晶体的某些物理性质是各向异性的,多晶体的物理性质是各向同性的 (2)如图所示,导热材料制成的截面积相等,长度均为 45cm 的 气缸 A、B 通过带有阀门的管道连接.初始时阀门关闭,厚度不计的 光滑活塞 C 位于 B 内左侧,在 A 内充满压强 PA ? 2.8 ?105 Pa 的理 想气体,B 内充满压强 PB ? 1.4 ? 10 Pa 的理想气体,忽略连接气缸
5

的管道体积,室温不变.现打开阀门,求: ①平衡后活塞向右移动的距离和 B 中气体的压强 ②自打开阀门到平衡,B 内气体是吸热还是放热(简要说明理由) . 【答案】见解析 (1)BD(4 分,选不全得 2 分,错选得 0 分)温度越高,所有分子的平均动能增大, 但对于具体的每一个分子来说,其分子动能有可能减小,A 错误;布朗运动是指悬浮在液体 中的小颗粒的运动,不是液体分子的运动,C 错误。
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(2)解:①A 气体,有 PALS ? p( L ? x)S (1分) B 气体,有 PB LS ? p( L ? x)S (1分) 得 x=15cm(1 分)

p ? 2.1 ?105 Pa(1分)

②活塞 C 向右移动,对 B 中气体做功,而气体做等温变化,内能不变,故 B 气体放热. (2 分) 16. [选修 3-4] (10 分) (1) 一列简谐波在 t=0.8s 时的图象如图 甲所示,其 x=0 处质点的振动图象如图乙所 示,由图象可知:简谐波沿 x 轴 ▲ 方 ▲ ▲ m.

向传播(填“正”或“负”,波速为 )

m/s,t=10.0s 时刻,x=4m 处质点的位移是

(2)水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为 30°,从水面上射出时的 折射角是 45°,求:①水的折射率;②光在水面上发生全反射的临界角. 【答案】见解析 (1)负 (1 分) 5(2 分) -0.05(2 分) 由图象可知 t=0.8s 时 x=0 处的质点向下振动,由波的传播方向与质点振动方向的关系 知波沿 x 轴负向传播。波速 v ? 得答案。 (2)解:①由折射定律 n ? ②刚好全反射,有 n ? 得 C=45°(1 分) 17. [选修 3-5] (l0 分) ( 1 ) 核 动 力 航 母 利 用 可 控 核 裂 变 释 放 核 能 获 得 动 力 . 核 反 应
235 92 1 U ? 0 n ? 141 Ba ? 92 Kr+yX 是若干核反应的一种,其中 X 为待求粒子, y 为 X 的个数, 56 36

?
T

=5m/s,t=10.0s=6.25T,由图甲 t=0.8s 时的图像分析易

sin 45? sin i1 ? 2 (2 分) 得n ? sin 30? sin i2

1 ? 2 (2 分) sin C

则X是



(选填“质子”“中子”“电子”, y= 、 、 )



.若反应过程中释放 ▲ .

的核能为 E,光在真空中的传播速度为 c,则核反应的质量亏损表达式为 (2)在如图所示的光滑水平面上,小明站在静止的小车上用力向 右推静止的木箱,木箱最终以速度 v 向右匀速运动.已知木箱的质量为 m,人与车的质量为 2m,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞, 反弹回来后被小明接住.求: ①推出木箱后小明和小车一起运动的速度 v1 的大小; ②小明接住木箱后三者一起运动的速度 v2 的大小.
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【答案】见解析 2 (1)中子(1 分) 3(1 分) E/c (1 分); (2)解:①取向左为正方向,由动量守恒定律有 0=2mv1- mv(2 分) 得 v1 ?

②小明接木箱的过程中动量守恒,有 mv ? 2mv1 ? (m ? 2m)v2 (2 分) 解得

v (1 分) 2

v2 ?

2v (1 分) 3

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