河南省豫东、豫北十所名校高三物理第四次阶段性测试试题新人教版

河南省豫东、豫北十所名校2013届高三毕业班阶段性测试(四)
物理试题
本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。

考生作答时，将答案答在答题卡上（答题注意事项见答题卡），在本试题卷上答题无效。

考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cl 35.5 Fe 56 第I卷选择题（126分）
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。

在每小题给出的四个选项中，只有一
项是符合题目要求的。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。

其中第15、17、18、19、20题给出的四个选项
中，只有一项符合题目要求；第14、16、21题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，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．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法正确的是
A．B与水平面间的摩擦力增大
B．拉B的绳子的拉力增大
C．悬于墙上的绳所受拉力不变
D．只要A、B静止，图中α、β、θ三角始终相等
15．2013年4月4日至12日CCTV新闻频道播出《探潮亚马孙》节目，揭开亚马孙大潮的神秘面纱，在发生的大潮日，亚马孙河会出现长50公里，高五公尺的巨浪，是全世界最长，也最危险的海浪。

为了拍摄大潮更近距离的视频，在拍摄过程中一个摄像机架在行驶在潮前的摩托艇上。

摩托艇在某段时间内水平方向和竖直方向的位移分别为x=-2t2-6t、y=0.05t2+4t(t的单位是s,，x、y的单位是m)，则关于摩托艇在该段时间内的运动，下列说法正确的是
A．摩托艇在水平方向的分运动是匀减速直线运动
B．t=0时摩托艇的速度为0
C．摩托艇的运动是匀变速曲线运动
D．摩托艇运动的加速度大小为4m/s2
16．北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时2．8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为 2．7万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道。

但它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几乎没有影响．这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球
非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在
2046年．假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列
说法正确的是
A ．小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也
不会造成影响
B ．只考虑太阳的引力，地球在P 点的加速度大于小行星在Q 点的加速度
C ．只考虑地球的引力，小行星在Q 点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度
D ．小行星在Q 点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q 点的速率大于第二宇
宙速度
17．如图所示为竖直平面内的直角坐标系，其中x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。

质量为
m 、带电荷量为q 的小球，在重力和恒定电场力F 作用下，在竖直平面内沿与y 轴方向成α角（90°>α>45°）斜向下做直线运动，重力加速度为g ，则下列说法正确的是
A ．若F=mg ，则小球的机械能守恒
B ．若F=mgsin α，则小球的机械能守恒
C ．若F=mgtan α，则小球的动能可能减小
D ．若F=mgtan α，则小球的电势能可能增大
18．如图甲所示，将一个小木块轻轻地放在逆时针匀速转动的传送带上端。

则乙图中描述小
木块在传送带上的速度随时间变化关系的图像不可能的是
19．如图所示，正方形线框的边长为L ，电容器的电容为C 。

正方形线框的一半放在垂直于
纸面向里的匀强磁场中，在磁场以变化率k 均为减弱的过程中
A ．线框产生的感应电动势大小为kL 2
B ．电压表的读数为2
2
kl C ．a 点的电势高于b 点的电势
D ．电容器所带的电荷量为零
20．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11：2，原线圈两端输入的正弦交流电压
)(100sin 2220V t u π=，副线圈所接电压表为理想电压表，定值电阻R 0=10Ω，滑动
变阻器R 的阻值变化范围为0~20Ω。

下列说法正确的是
A ．电压表的示数为240V
B ．副线圈输出电压的频率为100Hz
C ．滑动变阻器R 消耗功率的最大值为40W
D ．滑动变阻器的滑片向下移动时，变压器的输出功率变小
21．如图所示，电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，宽度为l ，下端与阻值
为R 的电阻相连。

磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过导轨平面，现使质量为m 的导体棒ab 位置以平行于斜面的初速度沿导轨向上运动，滑行到最远位置a ′b ′后又下湍。

已知导体棒运动过程中的最大加速度为2gsin θ，g 为重力加速度，轨道足够长，则
A ．导体棒运动过程中的最大速度2
2sin l B mg θ B ．R 上的最大热功率为2
2222sin l B R g m θ C ．导体棒返回到ab 位置前已经达到下滑的最大速度
D ．导体棒返回到ab 位置时刚好达到下滑的最大速度
第II 卷 非选择题（174分）
二、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
必须作答。

第33题~第40题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（11题，共129分）
22．（5分）在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图
甲所示。

木块从A 点由静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B 点停下，O 点为弹簧处于原长时所的位置，测得OB=L 1，并记录此过程中弹簧对木板做的功为W 1。

用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据，作出弹簧对木块做的功W 与木块停下的位置距O 点的距离L 的关系图像如图乙所示。

请回答下列问题：
（1）W —L 图线为什么不通过原点？ 。

（2）弹簧被压缩的长度L OA = cm 。

23．（10分）某同学利用如下实验器材测量干电池的电动势E 和内电阻r ：
A ．待测干电池2节
B ．电流计mA （0~10mA ，内阻为10Ω）
C ．电流表A （0~0.6A ，内阻很小）
D ．定值电阻R （阻值290Ω）
E ．保护电阻R 0（阻值3.0Ω）
F ．滑动变阻器R 1（0~20Ω）
G ．滑动变阻器R 2（0~200Ω）
H ．开关一个，导线若干
（1）为调节方便，且测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应当选择 （填写实验
器材前面的编号）
（2）请在虚线框中作出实验电路图
（3）根据实验电路图补充完成下列实物电路图。

（4）利用上述实验电路，测得多组实验数据，作出U—I图线如图丙所示，由图可知，每节干电池的电动势为 V，内阻为Ω。

24．（14分）滑雪运动中，滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关，当滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。

一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示，不计空气阻力，坡长L=26m，取g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求：
（1）滑雪者到达B处时的速度；
（2）在图中画出滑雪者速度大小为10m/s时的受力示意图，并求出此时的加速度大小。

25．（18分）如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。

假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后从O点沿x轴正方向进入匀强磁场区域。

有一块厚度不计、高度为d的金属板竖直放置在磁场中，截面如图，M、N分别为金属板截面的上、下端点，M点的坐标为（d，2d），N点的坐标为（d，d）。

正离子的重力不计。

（1）加速电场的电压在什么范围内，进入磁场的离子才能全部打在金属板上？
（2）求打在金属板上的离子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值。

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（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作答。

如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33．[物理——选修3—3]（15分）
（1）（6分）如图所示，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一定质量的理想气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿气缸壁无摩擦地上下移动。

若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，则在这个过程中。

（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3
个给6分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．气缸内每个分子的动能都增大
B．封闭气体对外做功
C．气缸内单位体积内的分子数增多
D．封闭气体吸收热量
E ．气缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少
（2）（9分）如图所图，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长。

粗筒中A 、B 两轻质活塞间封有空气，气柱长L=20cm 。

活赛A 上方的水银深H=10cm ，活塞与筒壁间的摩擦不计。

用外力向上托住活塞B ，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。

现使活塞B 缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，求活塞B 上移的距离。

（设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强p 0相当于75cm 的水银柱产生的压强）
34．[物理——选修3—4]（15分）
（1）（6分）如图，△OMN 为等腰三棱镜的横截面。

a 、b
两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN ，在棱镜侧
面OM ，ON 上反射和折射的情况如图，所示，则两种光对
该玻璃的折射率n a 、n b ；a 、b 两束光通过相同的
双缝干涉实验装置，产生的条纹间距分别为△x a 、△x b 、
则△x a △x b 。

（填“>”“<”或“=”）
（2）（9分）一根弹性绳沿x 轴方向放置，左端在原点O 处，用手握住绳的左端使其沿y 轴方向做简谐运动，在绳上形成一简谐波，绳上质点N 的平衡位置为x=5m ，从绳左端开始振动计时，经过0.5s 振动传播到质点M 时的波形如图所示，求：
①绳的左端振动后经多长时间传播到质点N ？质点N 开始振动时，绳的左端质点已通过的路程。

②画出质点N 从t=2.5s 开始计时的振动图象。

35．[物理——选修3—5]（15分）
（1）（6分）氢原子第n 能级的能量为21n
E E p ，其中E 1为基态能量。

当氢原子由第4能级跃迁到基态时，发出光子的频率为v 1；当氢原子由第2能级跃迁到基态时，发出光子的频率为v 2，则2
1v v = 。

（2）（9分）如图所示，质量M=4kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根
水平轻质弹簧，弹簧的自由端C 互滑板左端的距离L=0.5m ，这段滑板与木块A （可视为质点）之间的动摩擦因数2.0=μ，而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑。

小木块A 以速度v 0=10m/s 由滑板B 左端开始沿滑板的水平面上表面向右运动。

已知木块A 的质量m=1kg,g 取10m/s 2。

求：
①弹簧被压缩到最短时木块A 的速度；
②木块A 压缩弹簧过程中弹簧弹势能最大值。

参考答案
14.AD 15.C 16.BC 17.BCD 18.A 19.C 20.C 21.AB
22.【答案】 （1）由于木块通过AO 段时，摩擦力对木块做了功（2分）
（
2）3（3分） 23.【答案】 （1）F （2分）
（2）如图甲所示（3分）
（3）如图乙所示（3分）
（4）1.5 1.0（每空1分）
24.【解析】 （1）在AB 段，速度小于等于4 m/s 时：
2111sin cos 4m/s a g g a θμθ=-=，解得（2分）
2
11
2m 2v x a ==（2分） 速度大于4m/s 时：
22sin cos a g g θμθ=-，解得225m/s a = （2分）
2124m x L x =-=（1分）
得16m/s B v ==（2分）
（2）受力分析如图（2分）
当滑雪者速度大小等于10 m/s 时滑雪板与雪地间的动摩擦因数为0.125，分别在AB 段与BC 段上，
在AB 段时加速度为225m/s a =（1分）
在BC 段时加速度为232 1.25m/s a g μ=-=-（2分）
25.【解析】 （1）设加速电压为U ，正离子初速度为零，经过加速电场加速，根据动能定理得212
qU mv =（1分） 正离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：
2
v qvB m R =，得qB
mqU R 2=（2分）
加速电压较小时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较小，当离子恰好打到金属板下端点N 时，圆周运动的半径有最小值min R ，如图甲所示。

根据几何知识可以判断：min R d =（1分） 解得22min 2qB d U m
= （2分） 加速电压较大时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较大，当离子恰好打到金属板上端点M 时，圆周运动的半径有最大值max R ，如图乙所示。

根据几何知识可以判断：2max 22max )2(R d d R -+=（1分） 解得max 54R d =
（1分） 解得22max 2532qB d U m
=（2分） 要使进入磁场的离子能全部打在金属板上，加速电压的取值范围应为
m d qB 222 ≤U ≤m
d qB 32252
2（1 分） （2）设离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ，根据圆周运动规律得
2πm T qB
=（2分） 即离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与加速电压无关。

打在金属板上的离子在图甲所示的轨迹中运动时间最短：
min 14
t T =（1分） 打在金属板上的离子在图乙所示的轨迹中运动时间最长：
max 90360
t T θ+=（1分） 根据几何知识：max 4cos 5
d R θ==（1分） 则
37=θ 所以127
90max min =t t （2分） 33. （1）【答案】 BDE （6分）
（2）【解析】 设气体初状态的压强为1p ，末状态的压强为2p
则gH p p ρ+=01(2分)
设S 为粗筒的横截面积，气体初态的体积SL V =1
2002 2.52
4
H S
gH p p g p gH S ρρρ=++=+(2分) 设末状态气柱的长度为L ',气体体积为S L V '=2
由玻意耳定律得1122pV p V =（2分）
设活塞B 上移的距离为d
L L H d '-+=2
（2分） 代入数据得8cm d =（1分）
34.（1）【答案】 < >（每空3分）
（2）【解析】 ①由图可知，波长2m λ=（1分）
由题干和图可知周期1s T =（1分） 波速2m/s v T λ
==（1分）
振动传播到质点N 经历的时间为 2.5s x t v
=
=（1分） 质点N 开始振动时，绳的左端已通过的路程为480cm t s A T =⨯=（2分） ②图像如图所示(3分)
35.（1）【答案】 4
5（6分） （2）【解析】 ①弹簧被压缩到最短时，木块A 与滑板B 具有相同的速度，设为v ，从木块A 开始沿滑板B 表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A 、B 系统的动量守恒： ()v m M mv +=0（2分） 解得0mv v m M
=+（1分） 代入数据得木块A 的速度2m/s v =（2分）
②木块A 压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由能量关系，弹簧的最大弹性势能为
()22p 01122
E mv m M v mgL μ=-+-（2分） 代入数据得p 39J E =（2分）
2分）。