辽宁省沈阳二中等重点中学协作体2013届高三领航高考预测(5)物理试题及答案

辽宁省沈阳二中等重点中学协作体2013届高三领航高考预测（五）
物理试题
14．竖直面内固定一个内部光滑的圆管，管的半径为r ，管内有个直径和管的内径相差不多的小球（可看成质点），质量为m ，在管内做圆周运动．小球到达最高点时，对管壁的压力大小为3mg ，则小球在经过最高点时的速度大小为
A ．gr
B ．gr 2
C ．gr 3
D ．2gr
15．一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω。

另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计。

则
A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 Ω
B ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 Ω
C ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 V
D ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V 16．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D 。

其中甲从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿底端在D 点的该圆的一根弦轨道从弦的上端开始自由下滑，丙从圆弧轨道上很靠近D 的某一位置开始沿圆弧自由下滑。

三小球的初速度都是零，忽略一切摩擦阻力，下列说法中正确的是
A ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点
B ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点
C ．丙球最先到达
D 点，乙球最后到达D 点
D ．甲球最先到达D 点，但无法判断哪个最后到达D 点 17．带电+q 小球位于贴近带电平行板上极板位置时具有的电势能是ε，取下极板电势为零。

现将在上极板位置的中性球一分为二成AB 两部分，分别带电为+q 、-q 。

将B 缓慢移动到贴近下极板位置，（不计AB 间的库伦力、重力）则：
A ．外力需做功ε；
B ．外力需做功2ε；
C ．B 部分在下极板时具有的电势能是ε；
D ．AB 两部分增加的电势能为2ε。

c d
D
18．如图所示，导线AB 可在置于匀强磁场中的不计电阻的金属框架上滑动，则下列判断正确的是
A ．A
B 向左匀加速运动时，电流表中电流均匀增大
B ．AB 向左减速运动时，电流表中有电流方向由a →b
C ．AB 向右加速运动时，电流表中有电流方向由b →a
D ．AB 向左匀速运动时，电流表中有电流方向由a →b
19．某种材料的圆柱形金属导体两端加上电压U 后，通过电流为I ，导体中的自由电子的移动速率为V 。

则 A ．V 与电流大小无关； B ．V 与U 成正比；
C ．导体上电功率与U 成正比；
D ．电流在导体上做功大于焦耳热。

20．根据质点的位置关系，我们可以分析出质点的运动轨迹。

若一个质点在水平面上的XOY 直角坐标系位置函数是:X=Lcos ωt,Y=Lsin ωt 。

（ω是定值）则该质点的速率-时间、加速度大小-时间、合力大小-时间、合力做功—时间等相关图像错误的是：
21．空间出现了如图所示的一组闭合电场线（方向如图中箭头所示），其产生的原因可能是
A ．有沿P 指向Q 的恒定电流
B ．有沿Q 指向P 的磁场且在逐渐减小
C ．有沿P 指向Q 的恒定磁场
D ．有沿P 指向Q 的磁场且在逐渐增强 第Ⅱ卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22题~第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。

第33题~第41题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（11题，共129分）
22. （4分）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)图乙中的
F 与F ′两力中，方向一定沿AO 方向的是____________________
(2)本实验采用的科学方法是---（ ）
A. 理想实验法
B. 等效替代法
C. 控制变量法
D. 建立物理模型法
22. （15分）某同学从下表中选出实验器材，测量小灯泡的伏安特性曲线，得到如图的I －U 图线．请根据他所做的试验，分析以下问题：
在如图的I －U 图线中，A 到B 过程中灯泡电阻改变了 Ω．得出AB 图线的实验过程中，变阻器滑动片在电阻丝上移动的长度是 cm ．
⑵ 该同学在测量电路中电流表选用 （填代号），电压表选用 （填代号），滑线
变阻器采用 （填分压式、限流式）接法，该同学电流表采用了 （填内、外）接法．
⑶ 结合所学的电学知识，在图示虚线框中（部分电路已画出），不改变电源和变阻器位置，
根据合理的实验要求和方法画出正确的电路图，用铅笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑动片右移时，灯泡两端电压变大．说明和该同学实验中采用的电路有什么不同 ⑷ 说明⑶ 问中采用该实验电路图的理由．
24.（20分）2003年10月15日9时，在太空遨游21小时的“神舟”五号飞船返回舱按预定计划，载着宇航员杨利伟安全降落在内蒙古四子王旗地区。

“神舟”五号飞船在返回时先要进行姿态调整，飞船的返回舱与留轨舱分离，返回舱以近8km/s 的速度进入大气层，当返回舱距地面30km 时，返回舱上的回收发动机启动，相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作。

在飞船返回舱距地面20km 以下的高度后，速度减为200m/s 而匀速下降，此段过程中返回舱所受空气阻力为s v f 22
1ρ=，式中ρ为大气的密度，v 是返回舱的运动速度，s 为与形状特征有关的阻力面积。

当返回舱距地面高度为10km 时打开面积为1200m 2的降落伞，直到速度达到8m/s 后匀速下落。

为实现软着陆（即着陆时返回舱的速度为零），当返回舱离地面
1.2m 时反冲发动机点火，使返回舱落地的速度减为零，返回舱此时的质量为
2.7×103kg 。

（取g=10m/s 2）
(1) 用字母表示出返回舱在速度为200m/s 时的质量；
(2) 分析从打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速度和速度的变化情况；
(3) 求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功。

25.（22分）如图所示，一个长为L 的绝缘板固定在水平面上．整个空间有一个水平的匀强电场．板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m ，带电量为q 的小物体（视为质点），在电场力的作用下，从板的左端P 处由静止开始向右运动。

小物体与绝缘板间的动摩擦因数为μ。

进入磁场区域后小物体恰好做匀速运动．在小物体碰到绝缘板右端的挡板Q 后被弹回．若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回过程在磁场中仍能做匀速运动，离开磁场后则做匀减速运动，并停在C 点，已知PC =L /4。

求：
⑴ 小物体与挡板碰撞前后的速率v 1和v 2；
⑵ 磁感应强度B 的大小；
⑶ 电场强度E 的大小和方向。

33.[物理——选修2-2]（15分）
⑴（5分）图示为某一皮带传动装置。

主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2。

已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑。

下列说法正确的是 。

（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A ．从动轮做顺时针转动
B ．从动轮做逆时针转动
C ．从动轮的转速为21r r n
D ．从动轮的转速为1
2r r n ⑵（10分）一足够长的斜面，最高点为O 点，有一长为l ＝1.00 m 的木条AB ，A 端在斜面上，B 端伸出斜面外。

斜面与木条间的摩擦力足够大，以致木条不会在斜面上滑动。

在木条A 端固定一个质量为M ＝2.00 kg 的重物（可视为质点），B 端悬挂一个质量为m ＝0.50 kg 的重物。

若要使木条不脱离斜面，在下列两种情况下，OA 的长度各需满足什么条件？ ①木条的质量可以忽略不计。

②木条质量为m ′＝0.50 kg ，分布均匀。

4. [物理——选修3-3]（15分）
⑴（6分）下面关于熵的说法错误．．
的是（ ） A ．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B ．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减少的方向进行
C ．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的
D ．熵值越大，代表系统分子运动越无序
⑵（9分）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内（如右上图），活塞相对于底部的高度为h ，可沿气缸无摩擦地滑动。

取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

沙子倒完时，活塞下降了h /4。

再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

35．［物理——选修3-4］（15分）
⑴（6分）下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是 ．（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A ．弹簧振子的周期与振幅有关
B ．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C ．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D ．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
⑵.（9
分）某研究性学习小组首先根据小孔成像原理估测太阳半径，再利用万有引力定律
估算太阳的密度.准备的器材有:①不透光圆筒，一端封上不透光的厚纸，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄纸；②毫米刻度尺.已知地球绕太阳公转的周期为T ，万有引力常量为G 。

要求:(1)简述根据小孔成像原理估测太阳半径R 的过程。

(2)利用万有引力定律推算太阳密度。

36．［物理——选修3-5］（15分）
⑴（6分）天然放射性元素23994Pu 经过 次α衰变和 次β衰变，最后变成铅的同位素 。

（填入铅的三种同位素206
82Pb 、207
82Pb 、208
82Pb 中的一种）
（2）（9分）如图所示，质量为M =400g 的铁板固定在一根轻弹簧上方，铁板的上表面保持水平。

弹簧的下端固定在水平面上，系统处于静止状态。

在铁板中心的正上方有一个质量为m=100g 的木块，从离铁板上表面高h =80cm 处自由下落。

木块撞到铁板上以后不再离开，两者一起开始做简谐运动。

木块撞到铁板上以后，共同下降了l 1=2.0cm 时刻，它们的共同速度第一次达到最大值。

又继续下降了l 2=8.0cm 后，它们的共同速度第一次减小为零。

空气阻力忽略不计，重力加速度取g =10m/s 2。

求：
⑴ 若弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，比例系数叫做弹簧的劲度，用k 表示．求本题中弹簧的劲度k ；
⑵ 从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一次减小到零的过程中，弹簧的弹性势能增加了多少？
⑶ 在振动过程中，铁板对木块的弹力的最小值N 是多少？
物理参考答案
14．D 15．AC 16．A 17．A 18 ．C 19．B20．ABD 21． B D
22 ． （1）F / （2） B 各2分
23．⑴ 10 12
⑵ V 2 A 1 分压式 内接法（该同学实验中由于电压达到了6v ，所以不
可能是外接法）。

⑶ 如右图所示，实际用电流表的外接法较好。

（实验中该同学采用了电流表的内接法） ⑷ 根据实验要求电流表应选小量程0.6A ，电压表应选较大量程15V ，电压表内阻比灯
泡电阻约30~40Ω差得更多，故应采用电流表外接法；
实验中的最小电流是图中的0.10A ，若变阻器用限流式接法，则灯泡中的最小电流
m
109A .0A 30
256A =+=+=R R U I ，I ＞I A ，即变阻器最大阻值不小，不能满足实验要求，故只能采用分压式接法。

评分标准：⑴ 中每空2分；⑵ 中每空1分；⑶ 图全对得3分；⑷ 说明内、外接给2
分，说明是分压还是限流再给2分，共4分。

本题共15分。

24. 解：(1) 当回收舱在速度为200m/s 时，受到重力和阻力平衡而匀速下落，
由牛顿第二定律mg －f =0，根据已知条件得. ,g
2s v m 0s v 21mg 22ρρ==- (2) 在打开降落伞后，返回舱的加速度先突然增大到某一值而后逐渐减小，加速度
方向向上，返回舱的速度不断减少，直到速度减小到8m/s 后匀速下落。

(3) 反冲发动机工作后，使回收舱的速度由8m/s 减小为0，回收舱受重力和反冲力
F 作用做匀减速运动，运动位移为h =1.2m ，根据动能定理
N .,)(421099F mv 2
10h F mg ⨯=-=- 反冲发动机对返回舱做的功W =Fh =1.2×105J
评分标准：⑴ 平衡方程给2分，质量的字母结果给2分，代入数字对的给分，代入数
字不对的不给这2分；⑵ 说明加速度变化正确给2分，说明速度正确给2
分；⑶ 求对推力大小给2分，求对功给4分。

本题共14分。

25. 解：物体碰挡板后在磁场中做匀速运动，可判断物体带的是正电荷，电场方向向右。

⑴ 物体进入磁场前，在水平方向上受到电场力和摩擦力的作用，由静止匀加速至V 1。

212
12)(mV L mg qE =⨯-μ…………………① 物体进入磁场后，做匀速直线运动，电场力与摩擦力相等
qE B qV mg =+)(1μ…………………②
在碰撞的瞬间，电场撤去，此后物体仍做匀速直线运动，速度为V 2，不再受摩
擦力，在竖直方向上磁场力与重力平衡。

mg B qV =2…………………③
离开磁场后，物体在摩擦力的作用下做匀减速直线运动
222
1041mV L mg -=⨯-μ…………………④ 由④式可得：2
22gL V μ= 解以上各方程可得：gL V μ21=
⑵ 由③式得：L
q gL m qV mg B μμ22== ⑶ 由②式可得：
q
mg 3B V q mg
E 1μμμ=+= 电场方向向右。

评分标准：方程①②③④每式2分，求对v 1、v 2各给2分，求对B 给2分，求对E 的
大小和方向各给2分。

本题共18分。

（二）选考题
33．［物理——选修2－2］
⑴ B C
⑵解：①当木条A 端刚刚离开斜面时，受力情况如图所示．设斜面倾角为θ，根据力矩平衡条件，若满足条件
θθcos cos OB mg OA Mg ∙∙＞
木条就不会脱离斜面．根据题意
l OB OA =+ 解得：0.20 m OA
＞ ②设G 为木条重心，由题意可知
12
AG l = 当木条A 端刚刚离开斜面时，受力情况如图所示．
由①中的分析可知，若满足
cos Mg OA θ＞cos cos mg OB mg OG θθ+
木条就不会脱离斜面 解得：OA ＞0.25 m
34．[物理─选修3－3]
⑴B
⑵解：设大气和活塞对气体的总压强为p 0，加一小盒沙子对气体产生的压强为p ，由玻马定律得：001()()4p h p p h h =+-
解得：013
p p = 再加一小盒沙子后，气体的压强变为p 0+2p ．设第二次加沙子后，活塞的高度为h ′
00(2)p h p p h =+′
解得：h ′＝35h
35．[物理─选修3－4]
⑴BD
⑵解:(1)其过程如图所示，用不透光圆筒，把有小孔的一端对准太阳，调节圆筒到太阳的距离，在薄纸的另一端可以看到太阳的像.用毫米刻度尺测得太阳像的直径d ，圆筒长为
L . 成像光路图（2分） 设太阳的半径为R ，太阳到地球的距离为r .由
成像光路图可知:△ABO ∽△CDO ，则:
L d r R 2/=，即L
dr R 2=. (2分) (2)地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为M ，地球质量为m ，则:22)2(T mr r
Mm G π= (2分) 由密度公式V M =ρ及球体体积公式33
4R V π= (2分) 联立以上各式可得:3
23
24d GT L πρ= (1分)
36．[物理─选修3－5]
⑴8 4 207
82Pb
（2）. 解：⑴ M 静止时，设弹簧压缩量为l 0，则Mg ＝kl 0………………………①
速度最大时，M 、m 组成的系统加速度为零，则(M ＋m )g －k (l 0＋l 1)＝0………②
解①②得：l 0＝8cm ，k ＝50N/m
［或：因M 初位置和速度最大时都是平衡状态，故mg ＝kl 1
解得：k ＝50N/m ］
⑵ m 下落h 过程中，mgh ＝2
1mv 02………………③ m 冲击M 过程中， m v 0＝(M ＋m )v ………………④ 所求过程的弹性势能的增加量：ΔE ＝(M ＋m )g (l 1＋l 2)＋
21(M ＋m )v 2…………⑤ 解③④⑤得：ΔE ＝0.66J
⑶ 在最低点，M 、m 组成的系统：k (l 0＋l 1＋l 2)－(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 1…………⑥
在最高点，对m ：mg －N ＝m a 2…………⑦
根据这种运动的对称性可知：a 1＝a 2…………⑧
解得：a 1＝a 2＝8m/s 2，N ＝0.2N
评分标准：①②③④⑤⑥⑦⑧各给1分，解对k 、ΔE 、 N 各给1分，本题共9分。

物理校对：
23题
（3）结合所学的电学知识，在图示虚线框中（部分电路已画出），不改变电源和变阻器位
置，根据合理的实验要求和方法画出正确的电路图，用铅笔补画完整实验电路图，要求变阻器滑动片右移时，灯泡两端电压变大．（说明和该同学实验中采用的电路有什么不同）括号内容可以删掉。

23题答案 ⑶ 如右图所示，实际用电流表的内接法较好。

⑷根据实验要求电流表应选小量程0.6A，电压表应选较大量程15V，由于电流表内阻
已知，故应采用电流表内接法；。