2013届河南省周口市高二四校第一次联考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是(     )

A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系

2. 难度：中等

如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象．当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是(　　)

A．带电粒子将始终向同一个方向运动

B．2 s末带电粒子回到原出发点

C．3 s末带电粒子的速度为零

D．0～3 s内，电场力做的总功为零

3. 难度：中等

美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得高能量带电粒子方面前进了一步．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，如图所示．带电粒子从P₀处以速度v₀沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是(　　)

A．带电粒子每运动一周被加速两次

B．带电粒子每运动一周P₁P₂＝P₂P₃

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

D．加速电场方向需要做周期性的变化

4. 难度：中等

两个电荷量分别为q和－q的带电粒子分别以速度v_a和v_b射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则(　　)

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．两粒子的轨道半径之比R_a∶R_b＝∶1

C．两粒子的质量之比m_a∶m_b＝1∶2

D．两粒子的速度之比v_a∶v_b＝1∶2

5. 难度：中等

如图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R_t为NTC型热敏电阻，R₁为定值电阻。下列说法正确的是(　　)

A．交流电压u的表达式u＝36sin 100 πt V

B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4

C．变压器输入、输出功率之比为1∶4

D．R_t处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

6. 难度：中等

板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U₁，板间场强为E₁。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U₂，板间场强为E₂，下列说法正确的是(　     　)

A．U₂＝U₁，E₂＝E₁               B．U₂＝2U₁，E₂＝4E₁

C．U₂＝U₁，E₂＝2E₁               D．U₂＝2U₁，E₂＝2E₁

7. 难度：中等

如图所示，开关S接通后，将滑动变阻器的滑动片P向a端移动时，各电表的示数变化情况是(　　)

A．V₁减小，V₂减小，A₁增大，A₂增大

B．V₁增大，V₂增大，A₁减小，A₂减小

C．V₁减小，V₂增大，A₁减小，A₂增大

D．V₁增大，V₂减小，A₁增大，A₂减小

8. 难度：中等

如图所示为空间某一电场的电场线，a、b两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h，一个质量为m、带电荷量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为，则下列说法中正确的是(　　)

A．质量为m、带电荷量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点的过程中动能增加量等于电势能减少量

B．a、b两点的电势差U＝

C．质量为m、带电荷量为＋2q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为

D．质量为m、带电荷量为－q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为

9. 难度：中等

如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB。AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　     　)

A. 　　　   B. 　      C. 　　　     D．Bav

10. 难度：中等

如图所示，两块相距为d的水平放置的金属板组成一个平行板电容器，用导线、开关S将其与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘且水平，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量＋q的小球。已知S断开时传感器上有示数，S闭合后传感器上的示数变为原来的二倍，则穿过线圈的磁场的磁感应强度变化情况和磁通量变化率分别是(　      　)

A．正在增强，＝      B．正在增强，＝

C．正在减弱，＝      D．正在减弱，＝

二、实验题

11. 难度：中等

（6分）某同学在探究规格为“6 V，3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______挡进行测量．(填选项前的字母)

A．直流电压10 V          B．直流电流5 mA

C．欧姆×100              D．欧姆×1

②该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω，额定电流1.0 A)，L为待测小电珠，V为电压表(量程6 V，内阻20 kΩ)，A为电流表(量程0.6 A，内阻1 Ω)，E为电源(电动势8 V，内阻不计)，S为开关．

Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最________端；(填“左”或“右”)

Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好；(图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“  2   点至

  3  点”的导线)

Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。(填“不变”、“增大”或“减小”)

12. 难度：中等

（6分）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R_p在不同照度下的阻值如表：

照度(lx)	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻(kΩ)	75	40	28	23	20	18

 (1)根据表中数据，请在给定的坐标系(见下图)中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点：                       。

(2)如下图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 (lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材如下：

光敏电阻R_p(符号，阻值见上表)；

直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；

定值电阻：R₁＝10 kΩ，R₂＝20 kΩ，R₃＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；

开关S及导线若干。

三、计算题

13. 难度：中等

（8分）如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆柱形匀强磁场区域，圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场。现从坐标原点O向纸面不同方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r，已知质子的电荷量为e，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求：

（1）质子进入磁场时的速度大小

（2）沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间。

14. 难度：中等

 (10分)如图所示，处于匀强磁场中的两根光滑足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，上端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度B＝0.4 T。质量m＝0.2 kg、电阻r＝1 Ω的金属棒ab，以初速度v₀从导轨底端向上滑行，金属棒ab在安培力和一平行于导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a＝3 m/s²、方向和初速度方向相反，在金属棒运动过程中，电阻R消耗的最大功率为1.28 W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触(g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：

(1)金属棒产生的感应电动势的最大值；

(2)金属棒初速度v₀的大小；

(3)当金属棒速度的大小为初速度一半时施加在金属棒上外力F的大小和方向。

四、选择题

15. 难度：中等

(6分)下列说法中正确的是             

A．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零

B．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子间的作用表现为相互吸引

C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关

D．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的

16. 难度：中等

（6分）下列说法中正确的是              。

A．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与摄氏温度t成正比

B．液体的表面张力是由于液体表面层分子间表现为相互吸引所致

C．控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强不变

D．温度可以改变某些液晶的光学性质

五、实验题

17. 难度：中等

(8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每10⁴ mL溶液中有纯油酸5 mL。用注射器测得1 mL上述溶液有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm。则：

①油膜的面积约为________(保留两位有效数字)。                   

②根据上述数据，估算出油酸分子的直径d＝________(保留一位有效数字)。

六、计算题

18. 难度：中等

 (10分)一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cm Hg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m³。在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为－48.0℃。求：

①氦气在停止加热前的体积；

②氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

七、选择题

19. 难度：中等

（6分）下列有关光现象的说法中正确的是          

A．在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是光的色散现象

B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽

C．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

D．光的偏振现象说明光是一种横波

20. 难度：中等

（6分）如图所示，一根张紧的水平弹性绳上的a、b两点相距14.0 m，b点在a点的右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点位移达到正向极大，b点的位移恰为零且向下运动，经过1.00 s后，a点的位移为零且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于________。

A．14.0 m/s                 B．10.0 m/s

C．6.00 m/s                 D．4.67 m/s

八、实验题

21. 难度：中等

（8分）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，

①以下对实验的几点建议中，有利于提高测量结果精确度的是________。

A．实验中适当加长摆线

B．单摆偏离平衡位置的角度不能太大

C．当单摆经过最大位置时开始计时

D．测量多组周期T和摆长L，作L－T²关系图像来处理数据

②某同学在正确操作和测量的情况下，测得多组摆长L和对应的周期T，画出L－T²图像，如图所示。出现这一结果最可能的原因是：摆球重心不在球心处，而是在球心的正__________方(选填“上”或“下”)。为了使得到的实验结果不受摆球重心位置无法准确确定的影响，他采用恰当的数据处理方法：在图线上选取A、B两个点，找到两点相应的横纵坐标，如图所示。用表达式g＝________计算重力加速度，此结果即与摆球重心就在球心处的情况一样。

九、计算题

22. 难度：中等

（10分） 在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求：

①该列波的周期T；

②从t＝0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点相对平衡位置的位移y₀及其所经过的路程s₀各为多少？

十、选择题

23. 难度：中等

（6分）据调查每年有280万人直接或者间接死于装修污染，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一。目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是(　　)

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核了

B．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子和电子所产生的

24. 难度：中等

（6分）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出(　　)

A．甲光的频率等于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

十一、实验题

25. 难度：中等

（8分）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；

d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L₁；

e．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂。

①实验中还应测量的物理量及其符号是_______________________________________。

②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有                             

                                                            (至少答出两点)。

十二、计算题

26. 难度：中等

（10分）太阳中含有大量的氘核，氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射。已知氘核质量为2.0136 u，氦核质量为3.0150 u，中子质量为1.0087 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量，则：

①完成核反应方程：→________＋。

②求核反应中释放的核能。

③在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。