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2013年兰州市高三诊断考试物理能力测试（解析）注意事项：1本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。 2本卷满分300分，考试用时150分钟。3答题全部在答题纸上完成，试卷上答题无效。第I卷二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题绘出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14. 下列关于物理学发展史的说法中正确的是（ ）A. 伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的 B. 奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说C. 楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出提出了电磁感应定律D美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量【答案】AD【解析】牛顿通过对伽利略的对接斜面实验的研究总结，最后得出了牛顿第一定律，根据mgsin=mgcos得，a=gsin，在斜面的倾角一定时，小球沿斜面下滑的加速度都是相同，故A对。安培提出了分子电流假说，故B错。法拉第提出了电磁感应定律，故C错。美国物理学家密立根在1909年，当他准备好条件使带电云雾在重力与电场力平衡下把电压加到10000伏时，他发现的是云层消散后“有几颗水滴留在机场中”，从而创造出测量电子电荷的平衡水珠法、平衡油滑法，就从实验上确证了元电荷的存在，并在1913年比较准确地测定了电子电荷的数值：e=（4.7740009）10-10esu。故D正确。【考的透析】物理史学史新课标每年考查的考点，应该引起广大考生的重视。15一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示。由图可知（ ）A. 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin25t(V)B. 该交流电的频率为25 HzC. 该交流电的电压的有效值为100 VD. 若将该交流电压加在阻值为R=100的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W【答案】BD【解析】由图像得，周期T=410-2,由T=得f=25Hz，=2f=50，故电压瞬时值的表达式为u=100sin50t(V)，B对，A错。正弦交流电的有效值：u=50V，C错，电阻消耗的功率为P=50W。【考的透析】本题考查的是交变电流的知识，也是近几年新课标必考点之一，大家应注重这方面知识能力的储备、拓展。 16. 从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、的速度图象如图所示。在0t0时间内，下列说法中正确的是（ ）A. I、两个物体所受的合外力都在不断减小B. I物体的加速度不断增大，物体的加速度不断减小C. I、两个物体在t1时刻相遇D. I、两个物体的平均速度大小都是 【答案】A【解析】由图像可得I、两图像的斜率都在变小，Vt图像的斜率表示加速度，加速度是由物体所受的合外力产生的，A错，所以，I物体做的是加速度逐渐减小的加速运动，物体做的是加速度逐渐减小的减速运动，B错。两个物体的Vt图像相交表示速度相同，而Xt图像的交点才表示相遇，即t1时刻两物体的瞬时速度相同，C错。只有在匀变速直线运动中，速度的平均值才表示平均速度，别的运动没有此性质，故D错。【考的透析】考查运动学的知识 17. 同步卫星轨道半径为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，线速度为v2；地球半径为R。则下列关系式正确的是（ ）A. = B. =()2 C. = D. =【答案】A【解析】此类问题在比较的时候一定要控制变量，否则就出错，同步卫星和地球具有相同的角速度，由公式V=R得：=，即=，C、D错。由公式a=2R得A正确。【考的透析】本题考查的是天体运动的知识相关，也是近几年新课标必考点之一，大家应注重这方面知识能力的储备、拓展。18如图，匀强电场方向水平向右，场强E，丝线长L，上端系于0点，下端系质量为m带电量为+q的小球，已知Eq=mg。现将小球从最低点A由静止释放，则（ ）A. 小球可到达水平位置B. 当悬线与水平呈45角时小球的速度最大C. 小球在运动过程中机械能守恒D. 小球速度最大时悬线上的张力为(3一2)mg【答案】ABD【解析】本题的物理环境是有重力场和电场组成的复合场，由于Eq=mg，故和合场强的方向为与水平面成45角斜向右下方，在此位置的时候物体的速度最大，B对。由能量转化关系可得小球可到达水平位置，在此过程中，电场力一直对小球做正功，故机械能不守恒，C错。小球到达水平面成45角斜向右下方的位置时：qELsin-mgL(1cos)=mv2，v2=(22)gL，Fmg=,F=(3一2)mg【考的透析】本题考查带电粒子在电场中的运动19. 悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术。跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)（ ） A. 他的动能减少了(Fmg)h B. 他的重力势能减小了mghmv2C. 他的机械能减少了Fh D. 他的机械能减少了mgh【答案】AC【解析】设运动员距水面的高度为H，落到水面时的动能为mgH，由能量守恒的：Fh=mgHmgh，则动能减少量mgH=(Fmg)h，重力势能减小了mghmv2，B错C正确。【考的透析】本题考查能量守恒定律的相关知识20. 如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角分别为30和45时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（ ）A. B. C. D. 1 【答案】C【解析】由已知得倾角为30时物体受到的是静摩擦力，45时物体受到的为滑动摩擦力。Mgsin30=mgcos45【考的透析】本题考查摩擦力的相关知识，考试应注意摩擦力的变化（变向、变量、变样）21. 如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电逋方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（ ）【答案】D【解析】由楞次定律判断感应电流的方向可得D是正确的【考的透析】本题考查电磁感应的相关知识第卷三、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，每个试题考生都必须做答。第33题第40题为选考题，考生根据要求做答。 (一)必考题：11小题，共129分。22.(5分) (1)(2分)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是 (2)(3分)关于“探究功与速度变化的关系”的实验，下列叙述正确的是（ ） A. 通过改变橡皮筋的条数来改变拉力对小车做功的数值B. 通过改变橡皮筋的长度来改变拉力对小车做功的数值C. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度【答案】0.680mm，AC【解析】螺旋测微仪的读数公式：主尺刻度（0.5）0.，0.50.180=0.680W=FS=mv2-0，橡皮筋的条数为拉力，条数越多，拉力越大，A正确C错误，打点计时器打下的纸带来测定小车的平均速度，用两点间的平均速度来表是中间时刻的瞬时速度，此时的速度为末速度，故C对。23. (10分) 某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。实验次数12345R()4.010.016.022.O28.OI(A)1.000.500.340.250.20 (A-1)1.O2.02.94.05.O (1)为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的物理量R的函数关系式 (2)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象； (3)由图象可知，该电池的动势为E= V，内阻r= ；(4)利用该实验电路测出的动动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测 E真，r测 r真(选填“”、“ r真 【解析】（1）由E=I(Rr)的，（2）用描点法描出已知点，用平滑的直线连接得到图像（3）E=I(Rr)，代人上表中的已知数据可得E、r。（4）由于E=I(Rr)，计算中不存在误差，为真实值，而R内=rAr，故测量值偏大。【考的透析】本题考查的是电学实验，是新课标高考必考的实验，广大学生在备考是应加强这方面的训练。24. (14分) 如图所示，倾角为=30。的光滑斜面与光滑水平面间有光滑小圆弧衔接。将小球甲从斜面上高h=0.O5m处的A点由静止释放，同时小球乙从距离B点L=0.4m的C点以速度V0沿水平面向左匀速运动。甲开始运动后经过t=1s刚好追上乙。求：小球乙的速度V0。(g取10m/s2)【答案】0.4m/s【解析】解：设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为t2，则agsin 305 m/s2 （2分）由得0.2 s （4分） v1at11 m/s （2分）t2tt10.8 s （2分）v0tLv1t2 （2分） 代入数据解得：v00.4 m/s （2分）【考的透析】本题考查运动和力的相关知识 25.(18分) 在xOy平面内，第象限内的直线OM是电场与磁场的边界，0M与x轴负方向成45角。在x0且OM的左侧空间存在着x轴负方向的匀强电场，场强E大小为50N/C；在y0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。如图所示。一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v0=4103m/s的初速度进入磁场，已知微粒的电荷量q=-410-18C，质量m=110-24kg，求：（1）带电微粒第一次经过电、磁场边界OM的坐标；（2）带电微粒离开电、磁场时的位置的坐标；（3）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间。【答案】见解析【解析】解：(1)第一次经过磁场边界上的A点，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：qv0Bm 解得：r5103m （2分）A点位置坐标为(5103m，5103m) （2分）经过磁场边界时速度方向与OM夹角为450；与电场平行。 （1分）(2)微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动 a，解得：a2.0108m/s2 （1分） xat2r 解得：t11105s （2分）yv0t1 代入数据解得y0.04m （1分)yy2r(0.0425103)m3.0102m （2分）离开电、磁场时的位置D的坐标为(0,3.0102m ) （1分）(3)带电微粒在磁场中运动的周期T在磁场中运动的时间t2tOAtACTT代入数据解得：t2Ts （2分）带电微粒第一次进入电场中做直线运动的时间t324.0105s （2分）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间tt1t2t3s （2分）【考的透析】本题是带点微粒在电磁场的运动问题，是每年考题中考查学生的综合应用能力的，考试应多加强本类题目的模型训练。(二)选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选做区域指定位置答题，如果多做，则每学科按所做的第一题计分。33物理选修33(15分)(1)(5分)下列说法中正确的是（ ） A对于一定质量的理想气体，当温度升高时，分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大B. 对于一定质量的理想气体，当体积减小时，单位体积的分子数增多，则气体的压强一定增大 C. 压缩一定质量的理想气体，其内能一定增加 D. 分子a从很远处趋近固定不动的分子b，当分子a运动到与分子b的相互作用力为零时，分子a的动能一定最大【答案】D【解析】温度是衡量物质分子的平均动能的唯一标志。由=K得，温度升高，压强不一定要增大，A错。当体积减小时，单位体积的分子数增多，但气体的压强不一定增大，没有控制变量，B错。压缩一定质量的理想气体，其内能不一定增加，影响内能的因素有温度、状态、体积、密度等，C错。当相互作用力为零时，分子a、b处于平衡状态，a的动能最大。【考的透析】本题考查热学的相关知识(2)(10分)最近一个阶段我国中东部一些地区空气污染严重，出现了持续的雾霾天气。一位同学受桶装纯净水的启发，提出用桶装的净化压缩空气供气，设每人1min呼吸16次，每次吸入1atm的净化空气500mL，而每个桶能装10atm的净化空气20L，假定这些空气可以全部被使用，设温度不变，估算一下每人每天需要多少桶净化空气。【答案】58桶【解析】每人每天吸入1atm的净化空气的体积为 （4分） 由玻意耳定律可知，每桶10atm的净化空气转化为1atm的体积为 L (4分）故每人每天需要净化空气的桶数为 （2分）【考的透析】本题考查热学的相关计算，是新课标的选考点之一34.物理选修34(15分)(1)(5分)如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（ ） A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置 B. 从图示时刻开始，经0.O1s质点通过的路程为0.4m C. 若该波波源从0点沿x正向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz D.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象【答案】（1）BD 【解析】波沿x轴正方向传播，a、b都向下运动，故a先到达平衡位置，A错。X=vt=200m/s0.O1s=2m，B错。波在传播过程中，频率保持不变，C错。由图像的=4m，障碍物的尺寸和波长差不多，故能发生明显的衍射现象，D正确。【考的透析】本题考查波的传播(2)(10分)如图所示，半圆形玻璃砖的半径R，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于B点。激光束a以入射角i=30射向半圆玻璃砖的圆心0，结果屏幕MN出现两个光斑。求两个光斑之间的距离L。【答案】（2）(1)R【解析】(2)入射光线一部分折射一部分反射，设折射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L1，反射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L2，折射角为r，由折射定律 ，得r=45 （2分） L1=R （2分）由反射定律得 反射角等于入射角，L2=Rtan60= （3分） 【考的透析】本题考查光的折射定律的计算35.物理选修3-5(15分)(1)(5分)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴尔末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线（ ） A. 2 B.5 C. 4 D.6【答案】D【解析】自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，可得是n=4能级发出的，由公式的有6条谱线【考的透析】本题考查原子核的相关知识(2)(10分)如图所示，光滑的水平面上有两块相同的长木板A和B，长均为L=0.5m，在B的右端有一个可以看作质点的小铁块C，三者的质量都为m，C与A、B间的动摩擦因数都为。现在A以速度V0=6m/s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C可以在A、B上滑动，问：如果=0.5，则C会不会掉下地面?(g=10m/s2)【答案】见解析【解析】 (2) 不会掉下来设A、B碰撞后速度为v1，若C不滑下来，A、B、C相对静止时速度为v2，C在AB上滑行的距离为s，由动量守恒得 （2分） （2分）有能量守恒得 s=0.6m （4分） 因为s2L 所以C不会掉下去 （2分）【考的透析】本题考查动量的相关计算10
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