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天津市2013届高三第三次六校联考 物理试题 Word版含答案


2013 届第三次六校联考 理科综合能力测试试卷 物理部分
本部分为物理试卷,本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷两部分,共120分。 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号用2B铅笔涂写在答题卡上。答卷时,考生务 必将卷Ⅰ答案用2B铅笔涂写在答题卡上,卷II答在答题纸上,答在试卷上的无效。

第Ⅰ卷
注意事项: 1.每小题选出答案后,把答题卡

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。 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.如图所示,欲使在固定的粗糙斜面上匀速下滑的木块 A 停下,可采用的方法是: A.增大斜面的倾角 B.对木块 A 施加一个垂直于斜面向下的力 C.对木块 A 施加一个竖直向下的力 D.在木块 A 上再叠放一个重物 2.下列说法正确的是: A.卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α 粒子散射实验 B.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子核是有复杂结构的 C.β 射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的 A1 D.在核聚变反应: 2 1 H+ 3 H 1 →4 2
1 He+ 0 n

中,质量数减少,并释放出能量

A2

V

3.在图甲所示的电路中,理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化 规律如图乙所示。已知变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2 ? 10 1 ,串 : 联在原线圈电路中电流表 A1 的示数为 1A,下列说法正确的是: A.变压器输出端交流电的频率为 5Hz B.电流表 A2 的示数为 0.1A C.电压表 V 的示数为 220 2 V D.变压器的输出功率为 220W 0.01 0.02 t/s/ 图甲 U/V /

220 2

? 220 2
图乙

4.如图所示,从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入
-1-

射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏上 ab 之间形成一条彩色光 带.下面的说法中正确的是: A.a 侧是红色光,b 侧是紫色光 B.通过同一双缝干涉装置,a 侧光所形成的干涉条纹间距 a 比 b 侧光的大 b C.若 b 侧光的光子能使某一金属发生光电效应,则 a 侧光 的光子也一定能使其发生光电效应 D.在三棱镜中 a 侧光的传播速率大于 b 侧光的传播速率 5.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无 穷远时的引力势 能为零,一个质量为 m 0 的质点到质量为 M 0 的引力源中心的距离为 r 0 时,其万有引力势 能 EP ? ?

GM 0 m0 (式中 G 为引力常数) 。一颗质量为 m 的人造地球卫星以半径为 r1 的圆 r0

形轨道环绕地球匀速飞行,已知地球的质量为 M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨 道半径增大为 r 2 ,则卫星上的发动机所消耗的最小能量为: (假设卫星的质量始终不变, 不计空气阻力及其它星体的影响) : A. E ?

GMm 1 1 ( ? ) 2 r1 r2 GMm 1 1 ( ? ) 3 r1 r2

B. E ? GMm(

1 1 ? ) r1 r2

C. E ?

D. E ?

2GMm 1 1 ( ? ) 3 r2 r1

二. 不定项选择题(每小题 6 分,共 18 分。每小题给出的 4 个选项中,都有多个选项是正确 的,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分) 6.某物体运动的v-t图象如图所示,下列说法正确的是: A.物体在第1 s末运动方向发生变化 B.前4s内合外力冲量为零 C.第1s内合外力的功率保持不变 D.前3s内合外力做正功 7.如图为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 时刻的波形图及传播的距离,已知该波的周 期为 T , a 、 b 、 c 、 d 为沿波传播方向上的四个质点,下列判断正确的是: 1 0 -1 1 2 3 4 t/s

v / m s?1

T 时刻, c 质点的速度达到最大 2 B. t 时刻起, 从 质点 b 比质点 a 先回到平衡位
A.在 t ? 置 O

y/m a 0.5 1.0 b c 1.5 2.0 d 2.5 x/m

3 C.在 t ? 1 T 时刻, d 质点的速度向上且达 4

到最大 D.从 t 时刻起,在一个周期内, a 、 b 、 c 三个质点所通过的路程均为一个波长 8.如图所示,在匀强电场中 a 、 b 、 c 、 d 为矩形的四个顶点, e 、 f 分别为 a b 边和 c d 的

a
-2-

e

b

d

f

c

中点且 a b 长为 a d 长的 2 倍。已知电场线的方向平行于矩形所在平面, a 、 b 、 c 三点电势 分别为 4V、8V、6V,则: A. d 点的电势为 2V B.电场线方向垂直于 a c 向下 C.电场线方向垂直于 e c 向下 D.一电子从 a 点运动到 c 点,电势能减少

物理试卷
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纸上。 2.本卷共 4 题,共 72 分。 三.填空题: (每空 2 分,共 18 分) 9. ①如图所示, (1) 一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑 连接, 一小球从曲面上距水平面高 h 处由静止释放, 恰好通过半圆最高点, 则半圆的半径 R = ②用游标卡尺测量小球的直径,如图所示的读数是 mm。

打点 计时器

纸带

夹子 重物

(2)在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时 器接在频率为 f 的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想 纸带,如图乙所示,选取纸带上打出的连续4个点 A 、 B 、 C 、 D ,各点 距起始点O的距离分别为 S 0 、 S1 、 S 2 、 S 3 ,已知重锤的质量为 m ,当地 的重力加速度为 g ,则: ①从打下起始点 O 到打下 C 点的过程中,重锤重力势能的减少量为 E p减 = 重锤动能的增加量为 Ek增 = 。 , 图甲

②若 f ? 50Hz ,且测出 s0 ? 1.9mm s1 ? 7.6mm s2 ? 17.1mm s3 ? 30.4mm,可求出 , , , 当地的重力加速度 g ?

m / s2。

O A

B

C

D

s0

s1
s2

-3-

s3

( 3 )实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联。现要测量一只 量程已知的电压表的内阻,器材如下: ① 待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;② 电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③ 电池组 (电动势约为3V, 内阻不计) ④ ; 滑动变阻器一个; 变阻箱 ⑤ (可以读出电阻值, 0-9999Ω) 一个;⑥ 开关和导线若干。 某同学利用上面所给器材, 进行如下实验操作: (1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。 A V V 为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认 R R 为其中相对比较合理的是 (填“甲”或 S “乙” )电路。 S 甲 乙 (2) 用你选择的电路进行实验时, 闭合电键 S, 改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压 表的读数 U 和 (填上文字和符号) ; (3)由所测物理量选择下面适当坐标轴,能作出相应的直线图线,最方便的计算出电压表的 内阻: (A) U ? I (B) U ? 1 / I (C) 1 / U ? R (D) U ? R (4) 设直线图像的斜率为 k 、 截距为 b , 请写出待测电压表内阻表达式 RV = 10. (16 分) 如图所示, 在距水平地面高 h ? 0.80 m 的 水平桌面一端的边缘放置一个质量 m ? 0.80kg 的木 块B , 桌面的另一端有一块质量 M ? 1.0kg 的木块 A 以初速度 v0 ? 4.0m / s 开始向着木块 B 滑动,经过时 间 t ? 0.40 s 与 B 发生碰撞,碰后两木块都落到地面 上。木块 B 离开桌面后落到地面上的 D 点。设两木块 均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知 D 点距桌面边缘的水平距离 s ? 0.60 m ,木
2 块 A 与桌面间的动摩擦因数 ? ? 0.50 ,重力加速度取 g ? 10m / s 。求:


m B h

v0 M A

s

D

(1)两木块碰撞前瞬间,木块 A 的速度大小; (2)木块 B 离开桌面时的速度大小; (3)碰撞过程中损失的机械能。

11.(18 分)如图所示,水平放置足够长的电阻不计的粗糙平行金属导轨 MN 、 PQ 相距为

-4-

l ? 0.2m ,三根质量均为 m ? 5g 的导体棒 a 、 b 、 c 相距一定距离垂直放在导轨上且与导轨
间动摩擦因数均为 ? ? 0.5 , 导体棒 b 、 的电阻均为 R ? 1.0? , 导体棒 a 的电阻为 r ? 0.5? 。 c 有磁感应强度为 B ? 0.5T 的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面方向向上。现用一平行于 导轨水平向右的足够大的拉力 F 作用在导体棒 a 上, 使之由静止开始向右做加速运动, 导体棒 始终与导轨垂直且接触良好,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略导体棒间的相互作用, 求: (1)当导体棒 c 刚开始运动时,导体棒 a 的速度大小; (2)当导体棒 c 刚开始运动时撤去拉力 F,撤力后电路中产生焦耳热为 Q ? 6.0 ? 10?2 J ,撤 去拉力 F 后导体棒 a 在导轨上滑行的距离

M

c
P

b

a

N
F

Q

12.如图所示,在 xoy 坐标系坐标原点 O 处有一点状的放射源,它向 xoy 平面内的 x 轴上方 各个方向发射 ? 粒子, ? 粒子的速度大小均为 v0 ,在 0 ? y ? d 的区域内分布有指向 y 轴正 方向的匀强电场,场强大小为 E ?
2 3m v0 ,其中 q 与 m 分别为 ? 粒子的电量和质量;在 2qd

d ? y ? 2d 的区域内分布有垂直于 xoy 平面向里的匀强磁场,m n 为电场和磁场的边界.ab
为一块很大的平面感光板垂直于 xoy 平面且平行于 x 轴,放置于 y ? 2d 处,如图所示.观察 发现此时恰好无粒子打到 ab 板上. (不考虑 ? 粒子的重力及粒子间的相互作用) ,求: .. (1) ? 粒子通过电场和磁场边界 m n 时的速度大小及距 y 轴的最大距离; (2)磁感应强度 B 的大小;

-5-

(3)将 ab 板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上?此时 ab 板上被 ? 粒子 打中的区域的长度. a × B y 2d × × × × ×

b

m × × × × × × n d
E O x

答案 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 2 3 4 5 题号 答案 B A D C A 二. 不定项选择题(每小题 6 分,共 18 分。每小题给出的 4 个选项中,都有多个选项是正确 的,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分) 题号 答案 6 BD 7 BC 8 ACD

三.填空题: (每空 2 分,共 18 分) 9.(1)①

2 h ② 10.50mm 5

(2) ①

m gS2

m( S 3 ? S1 ) 2 f 8

2

② 9.5m / s

2

(3)① 乙 10.(16 分)

②变阻箱的阻值 R ③ C ④

b k

解:解: (1)木块 A 在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,木块 A 的加速度

?Mg ? Ma

a ? 5m / s 2

(2 分)

设两木块碰撞前 A 的速度大小为 v,根据运动学公式,得

v ? v0 ? at

v ? 2.0m / s 2

(2 分)

(2)两木块离开桌面后均做平抛运动,设木块 B 离开桌面时的速度大小为 v2,在空中飞

-6-

行的时间为 t′ 。根据平抛运动规律有: h ?

1 2 gt ? , s ? v2 t ' 2

(2 分)

解得:

v2 ? s

g =1.5m/s 2h

(1 分)

(3)设两木块碰撞后木块 A 的速度大小为 v1,根据动量守恒定律有:

Mv ? Mv1 ? mv2
解得:

(3 分) (1 分)

v1 ?

Mv ? mv 2 =0.80m/s M 1 1 1 2 Mv 2 ? Mv 12 ? mv 2 2 2 2

设木块 A 落到地面过程的水平位移为 s′ ,根据平抛运动规律,得

E损 ?
解得:

(4 分) (1 分)

E损 ? 0.78J

11.(18 分) 解: (1) 导体棒 a 切割磁感线产生的电动势为:

E ? Blv
外电路的电阻为:

(2 分)

R外 ?

1 R 2

(2 分)

由闭合电路欧姆定律得:

I?

E R外 ? r

(2 分)

以导体棒 c 为研究对象: 由电路知识:

Ic ?

1 I 2

(2 分)

由物体平衡条件:

?mg ? BIc l
联立解得: v ? 5m/s (2)以导体棒 a 为研究对象: 由能量守恒定律:

(2 分) (2 分)

1 mv 2 2 解得: S ? 0.1m

?mgS ? Q ?

(4 分) (2 分)

12. (20 分) 解: (1)根据动能定理: Eqd ?

1 2 1 2 mv ? mv 0 2 2

(2 分)

-7-

可得:

v ? 2v0

(1 分)

初速度方向与 x 轴平行的粒子通过边界 mn 时距 y 轴最远,由类平抛知识:

d?

1 2 at 2

Eq ? m a
解得: x ?

x ? v0 t

2 3 d 3

(3 分)

(2)根据上题结果可知: , 对于沿 x 轴正方向射出的粒子进入磁场时与 x 轴正方 向夹角:

??

?
3

(1 分) 板,因此此粒子轨迹必

易知若此粒子不能打到 ab 板上,则所有粒子均不能打到 ab 与 ab 板相切,可得其圆周运动的半径:

r?

2 d 3

(2 分)

又根据洛伦兹力提供向心力:Bqv ?

m v2 r

(2 分)

可得:

B?

3m v0 qd

(1 分)

(3)由分析可知沿 x 轴负方向射出的粒子若能打到 ab 板上,则 所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好 与 ab 板相切。 由分析可知此时磁场宽度为原来的 则: ab 板至少向下移动 (2 分)

1 , 3 2 ?y ? d 3

(2 分) (1 分)

沿 x 轴正方向射出的粒子打在 ab 板的位置粒子打在 ab 板区域的右边界 由几何知识可知:

ab 板上被粒子打中区域的长度:

L ? 2x ? r ?

4 3 2 d? d 3 3

(3 分)

-8-


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