2013-2014江苏省高三4月阶段测试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动。则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是

A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示

B．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示

C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示

D．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示

2. 难度：中等

如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mgsinθ >Mg。现将质量为m₀的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止。不计滑轮摩擦及空气阻力。则与放磁铁前相比 

A．细线的拉力一定变小       

B．木块所受的合力可能不变

C．斜面对木块的摩擦力可能减小

D．斜面体相对地面有向右运动的趋势阿

3. 难度：中等

如图所示，L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D₁、D₂、D₃为三个完全相同的灯泡，E为内阻不计的电源，在t = 0时刻闭合开关S，当电路稳定后D₁、D₂两灯的电流分别为I₁、I₂。当时刻为t₁时断开开关S，若规定电路稳定时流过D₁、D₂的电流方向为电流的正方向，则下图能正确定性描述电灯电流i与时间t关系的是 

4. 难度：中等

如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场．一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线．关于带电小球的运动，下列说法中正确的是

A．OAB轨迹为半圆

B．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向

C．小球在整个运动过程中机械能增加

D．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

5. 难度：中等

如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(E_pG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零)

6. 难度：中等

一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空，运动周期为T＝1.5h，某时刻卫星经过赤道上A城市上空．已知：地球自转周期T₀(24h)，地球同步卫星轨道半径r，万有引力常量为G，根据上述条件　

A. 可以计算卫星绕地球运动的圆轨道半径

B. 可以计算地球的质量

C. 可以计算地球表面的重力加速度

D. 可以断定，再经过12h卫星第二次到达A城市上空

7. 难度：中等

如图所示，理想变压器，原副线圈的匝数比为n。原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A₁、A₂、A₃为理想的交流电流表，R为三个完全相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I。下列判断正确的是

A．副线圈两端的电压为nU

B．通过副线圈的最大电流

C．电流表A₁的读数I₁大于电流表A₂的读数I₂

D．电流表A₃的读数I₃=0

8. 难度：中等

一对平行金属板长为L，两板间距为d，质量为m，电荷量为e的电子从平行板左侧以速度v₀沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压u_AB如图所示，交变电压的周期，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则

A.所有电子都从右侧的同一点离开电场

B.所有电子离开电场时速度都是v₀

C.t＝0时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大

D.t＝ 时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为

9. 难度：中等

如图所示，周定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A点，开始弹簧竖直并且长度恰好为原长h．现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为g．则在圆环下滑的整个过程中

A．圆环、弹簧和地球组成的系统机械能不守恒

B．弹簧的弹性势能先增大后减小

C．弹簧的弹性势能增大了mgh

D．弹簧的最大压缩量小于其最大伸长量

二、实验题

10. 难度：中等

测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定．

（1）实验过程中，电火花计时器应接在       （选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使                     ．

（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=             ．

（3）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=              m/s2(保留两位有效数字)．

11. 难度：中等

测量一未知电阻的阻值．

(1) 某同学首先用多用电表粗测电阻的大小，将多用表选择开关置于×10Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为________Ω.

(2) 接着该同学计划用VA法准确测量电阻的阻值，提供的实验器材有：8V直流电源；电压表(0～10V，内阻约20kΩ)；电流表(0～50mA，内阻约10Ω)；滑动变阻器(0～20Ω，1A)；开关和导线．

请根据实验要求和提供的器材，参考下面未完全连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路图，并完成下面实物电路未连接的导线．

(3) 在上述(2)的实验中，连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，该同学用多用电表检查电路故障．他的操作如下：选用多用电表的直流电压挡，将红、黑表笔分别接在：电源正负极间；变阻器电阻丝的两端；电流表“－”接线柱和电压表“＋”接线柱之间，结果多用电表的指针均发生偏转，则可能是连接______________之间的导线发生了断路．

(4) 实验中移动变阻器滑动头，记下多组电流表、电压表读数(U，I)，然后在坐标纸上作出U-I图线，图线的________大小表示待测电阻阻值．在这个实验中，测量值________真实值．(填“＞”“＝”或“＜”)

三、选择题

12. 难度：中等

下列说法正确的是________．

A. 测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度

B. 无线电波没有偏振现象

C. 红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象

D. 在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关

四、填空题

13. 难度：中等

相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。

五、计算题

14. 难度：中等

如图，为一圆柱中空玻璃管，管内径为R₁，外径为R₂，R₂＝2R₁.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i应满足什么条件？

六、选择题

15. 难度：中等

下列说法正确的是_________

A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量

B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的

C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征

D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损

七、填空题

16. 难度：中等

如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图可知普朗克常量为___________Js，金属的极限频率为              Hz（均保留两位有效数字）

八、计算题

17. 难度：中等

如图所示，质量分别为m₁和m₂的两个小球在光滑水平面上分别以速度v₁、v₂同向运动，并发生对心碰撞，碰后m₂被右侧墙壁原速弹回，又与m₁碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m₁球速度的大小.

18. 难度：困难

如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：

（1）小球带何种电荷．

（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离．

（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．

19. 难度：困难

如图所示，在坐标系xOy第二象限内有一圆形匀强磁场区域(图中未画出)，磁场方向垂直xOy平面．在x轴上有坐标(－2l₀,0)的P点，三个电子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向从P点同时射入磁场区，其中电子b射入方向为＋y方向，a、c在P点速度与b速度方向夹角都是θ＝ .电子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限，电子b通过y轴Q点的坐标为y＝l₀，a、c到达y轴时间差是t₀.在第一象限内有场强大小为E，沿x轴正方向的匀强电场．已知电子质量为m、电荷量为e，不计重力．求：

(1) 电子在磁场中运动轨道半径和磁场的磁感应强度B.

(2) 电子在电场中运动离y轴的最远距离x.

(3) 三个电子离开电场后再次经过某一点，求该点的坐标和先后到达的时间差Δt.

20. 难度：困难

如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中整个磁场由n个宽度皆为x₀的条形匀强磁场区域1、2、…、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、…、nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。

⑴对导体棒ab施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区，求导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电荷量q；

⑵对导体棒ab施加水平向右的恒力F₀，让它从磁场区1左侧边界处开始运动，当向右运动距时做匀速运动，求棒通过磁场区1所用的时间t；

⑶对导体棒ab施加水平向右的拉力，让它从距离磁场区1左侧x= x₀的位置由静止开始做匀加速运动，当棒ab进入磁场区1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒ab保持做匀速运动穿过整个磁场区，求棒ab通过第i磁场区时的水平拉力Fi和棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q。