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河南省豫东、豫北十所名校2012年高中毕业班阶段性测试（四）物理能力测试本试题卷分第I卷（选择题）和第卷（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：Hl C 12 N14 O16 Na 23 A1 27 S 32 K39 Fe 56 Zn 65 I 127第I卷（选择题共126分）二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，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英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界中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，距离它r处的磁感应强度大小为为常数），其磁场分布与点电荷的电场分布相似。现假设磁单极子S固定，带电小球在S极附近做匀速圆周运动。下列非磁性材料制成的带电小球可以做匀速圆周运动的是14【答案】A【解析】本题考查洛伦兹力作用下的平衡问题。根据左手定则判定小球所受洛伦兹力的方向，既要有指向圆心方向的分力提供向心力，又要有竖直向上的分力与重力平衡。而D项竖直方向合力不为0，只有A项符合。15一汽车在运动的过程中突然刹车，从开始刹车计时它的位移与时间的关系是单位是m，t单位是s），则刹车后4 s内汽车的平均速度为 A6 m/s B8 m/s C9 m/s D12 m/s15【答案】C【解析】本题考查汽车的刹车问题及平均速度的定义。根据位移与时间的关系式：利用待定系数法知：=24m/s；，；由速度与时间关系式：汽车刹车后3s停止，则先求3s内的位移,再求平均速度16如右图所示，在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30角，b点的场强方向与ab连线成120角，下列说法正确的是 A点电荷Q带正电 B点电荷Q带负电 Cb点的场强大小为 Db点的场强大小为3E16.【答案】BD-Qab【解析】本题考查真空中点电荷电场强度的叠加。负点电荷周围的电场线分布是聚拢状，过a、b两点的电场线延长后能交于一点，故点电荷Q带负电。由图中几何关系，设b点到场源的距离为,则a点到场源的距离为,根据得b点场强17某节能运输系统装置的简化示意图如图所示。当小车在轨道顶端时，自动将货物装入车中。然后小车载着货物沿粗糙的轨道无初速度下滑，并压缩弹簧。当弹簧被压缩至最短时，立即锁定弹簧，并自动将货物卸下。卸完货物后随即对弹簧解锁，小车恰好被弹回到轨道顶端。此后重复上述过程。则下列说法中正确的是 A在小车不与弹簧接触的过程中小车下滑时的加速度小于上滑时的加速度 B小车上滑过程中克服斜面摩擦阻力做的功小于小车下滑过程中克服斜面摩擦阻力做的功 C小车每次运载货物的质量均相同 D在小车与货物从轨道顶端滑到最低点的过程中小车与货物组成的系统减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能17. 【答案】ABC 【解析】本题考查动力学问题，解决此类问题重在分析物体受力和运动情景，灵活应用动能定理和能量守恒定律。下滑时重力的分力跟摩擦力反向相减，上滑时同向相加，即A项正确。 克服摩擦力做功 等于摩擦力乘以距离。距离相同，摩擦力越大功越多，根据f=umgcos 下滑时m越大摩擦力做功多。即B项正确 弹簧每次被压缩后，弹簧的弹性势能相同，则开始时的重力势能也相同。因而车每次运载货物的质量均相同，即C项正确。重力势能转化为弹性势能和因摩擦产生的内能，即D项错。 18如图所示，理想变压器的原线圈a、b两端接正弦交流电压，副线圈c、d两端通过输电线接两只相同的灯泡L1、L2，输电线的等效电阻为R，当开关由原来的断开状态变为闭合状态时，下列说法正确的是 A电阻R两端的电压减小 B通过原线圈的电流增大 C通过灯泡L1的电流增大 D变压器的输入功率减小18.【答案】B【解析】本题考查含有理想变压器的动态电路分析。开关由原来的断开状态变为闭合状态，由得副线圈线路总电压不变，而总电阻减小，总电流增大，则R两端电压增大，即A项错误，B项正确；由得原线圈电流增大，输入功率增大；开关断开时，开关闭合时，,得，即C项错。192012年2月25日凌晨0时12分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭将第十一颗北斗卫星G5成功送入地球同步轨道。按照计划，在2020年左右，我国将建成由30余颗卫星组成的北斗卫星导航系统。地球的质量可以由表达式求出，式中G为引力常量，a的单位是m/s，b是a的指数，c的单位m/s2，下列说法正确的是 Aa是卫星绕地球运动的速度，b=4，c是地球表面的重力加速度 Ba是第一宇宙速度，b=4，c是地球表面的重力加速度 Ca是赤道上的物体随地球一起运动的速度，b=2，c是卫星的向心加速度 Da是卫星绕地球运动的速度，b=4，c是卫星的向心加速度19.【答案】BD 【解析】本题考查求解万有引力问题的常用方法:g值法和环绕法。利用特殊值代入法进行单位运算，由得,故b=4成立。地球表面处 由向心力公式 得若c是地球表面的重力加速度,由得 则 故a是第一宇宙速度，即A项正确若c是卫星的向心加速度，则 由得 故a是卫星绕地球运动的速度，即D项正确。20右图是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个 环形真空室，电子在真室室中做圆周运动。上图为磁极侧视图，下图为真空室的俯视 图。电子从电子枪右端逸出（不计初速度）后，在真空室中沿虚线被加速，然后击中电子枪左端的靶，下列说法正确的是 A俯视看，通过电磁铁导线的电流方向为顺时针方向 B俯视看，通过电磁铁导线的电流方向为逆时针方向 C通过电磁铁导线的电流应逐渐减小 D通过电磁铁导线的电流应逐渐增大20.【答案】BD【解析】本题考查感生电场的产生和特点。根据变化的磁场产生感生电场，为使电子能落在靶上，电子受到力的方向为逆时针，则感生电场方向为顺时针，利用楞次定律知道磁场方向可能为竖直向下减弱或向上增强，再利用安培定则判定螺线管中的电流方向。判断得BD项正确。21如图甲所示，靠在竖直粗糙墙壁上的物块在t=0时被无初速度释放，此时开始受到随时变化规律为F=kt的水平力作用。f、v、a和Ep分别表示物块所受的摩擦力、物块的速度、加速度和重力势能变化量，则图乙中能正确描述上述物理量随时间变化规律的是21.【答案】C【解析】本题考查利用物体运动过程中受力变化分析各物理量随时间变化图像，解决这类问题重在写出对应的函数关系式。物体释放后，对物体受力分析得：,则即C项正确，物体先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度反向增加的减速运动，故B错，据，物体位移不随时间均匀变化，即D项错，物体运动过程中先受滑动摩擦力，变化规律：当物体速度减为0后静止在墙面，突变为大小等于重力，即：第卷 （非选择题共174分）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作答。第33题第40题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。22（6分）如图所示是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系，在装置安装完毕后、闭合电路开关前的示意图。图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池（电动势为6V），S为开关，请指出图中的三处错误： （1） ； （2） ； （3） 。23（9分）用电阻箱、电流表、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻。 （1）将图甲的实物连接成可完成实验的电路。 （2）完成以下步骤的相关内容：调节电阻箱，示数如图乙所示，读得的电阻值R1= ；合上开关，从电流表上读得的数值为I1；重复、，收集多组R和I的数据。 （3）某同学根据他设计的实验以及收集到的数据，作出了如图丙所示的图线，由此可知，干电池的电动势E= V（计算结果保留三位有效数字）；图线纵轴截距的绝对值代表 的电阻之和。24（13分）如图所示，高为h=3.2 m、倾角为=53的光滑斜面顶端有一质点A自静止开始下滑，与此同时在斜面底端有另一质点B在其他力的作用下自静止开始以加速度a=5 m/s2沿光滑水平面向左做匀加速运动，质点A下滑到斜面底端能沿光滑的小圆弧部分平稳向B追去，取g=10 m/s2，sin 53=08。试通过计算判断质点A能否追上B。若能追上，求出相遇时B质点运动的位移；若不能追上，求出质点A、B在水平面上的最近距离。25（19分）如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时刻，一位于正方形区域中心O的粒子源在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长，不计重力和粒子之间的相互作用力。已知平行于ad方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场，求：（已知）（1）粒子的比荷；（2）从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间；（3）假设粒子源发射的粒子在各个方向均匀分布，在t=t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比。（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）下列叙述正确的是_。（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布朗运动就是液体分子的热运动 B对一定质量气体加热，其内能一定增加 C物体的温度越高，分子的平均动能越大 D物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过程中一定会发生能量交换 E若分子间距离r= r0时，两分子间分子力F=0，则当两分子间距离由r0逐渐增大到l0r0的过程中，分子间相互作用的势能增加 （2）（9分）如图所示，竖直放置且粗细均匀的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16 cm，水银柱上方空气长h0=20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热，当U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h2 =24 cm时停止加热，求此时金属球形容器内气体的温度为多少摄氏度？已知大气压P0= 76 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2。34【物理选修3-4】（15分） （1）（6分）如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光线I、III，若平面镜的上下表面足够宽，则 。（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光束I仍为复色光，光束、III为单色光 B玻璃对光束III的折射率大于对光束的折射率 C改变角，光线I、III仍保持平行D通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要小于光束III的E在真空中，光束II的速度要大于光束III的速度 （2）（9分）如图甲所示，一列简谐横波在x轴由a向b传播，图乙和图丙 分别为x轴上a、b两质点的振动图像，且xab=6m，求该波的波速。35【物理选修3-5】（15分） （1）（6分）某原子K层失去一个电子后，其K层出现一个电子空位，当外边L层上有电子跃迁到K层填补空拉时会释放一定的能量；一种情况是辐射频率为v0的X射线；另一种情况是跃迁释放的能量被其他层的电子吸收，使电子发生电离成为自由电子。若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收，电离后的自由电子的动能是E0，已知普朗克常量为h，则电子处于L层时与处于K层时原子的能级差为 ，电子处于M层时原子的能级（即能量值）为 。 （2）（9分）如图所示，在高为h=5cm的平台右边缘上，静止放置一质量为M=3kg的铁块，现有一质量为m=1kg的钢球以v0=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间发生正碰被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为l=2m。求碰撞过程中产生的热量（不计空气阻力，铁块和钢球均可以看做质点）。参考答案14.A15. C16.BD17.ABC18.B19.BD20. BD21.C22.【答案】 （1）与滑块间的细线应水平（或与导轨平行）（2）滑块离电火花计时器太远（3）电火花计时器应接220 V的交变电，不能接6 V的直流电（每空2分，共6分）23.【答案】 （1）如下图所示（3分）（2）12（2分）（3）1.46(1.411.49均给分)（2分） 电流表与干电池（2分）24.【解析】 质点在斜面上的加速度为 （2分）质点在斜面上做匀加速运动，则有 （2分）质点到达水平面上做匀速运动，其速度大小为 （2分）质点在水平面上做匀加速运动，则有 （2分）当时， （3分）联立解得1.6 m （1分）因此质点不能追上质点，两者在水平面上的最近距离为1.6 m。 （1分）25.【解析】（1）初速度平行于方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图甲所示，其圆心为，由几何关系有则，即 （2分）粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。设粒子做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有,又 （2分）由以上几式可得 （2分）（2）如图乙所示，在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应过正方形的顶点。 （2分）设粒子运动轨迹对应的圆心角为，则 （2分）在磁场中运动的最长时间 所以从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间为 （2分）（3）依题意，同一时刻仍在磁场中的粒子到点距离相等，在时刻仍在磁场中的粒子应位于以为圆心、为半径的弧上，如图丙所示。 （2分）由几何关系知 （2分）此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为 （3分）33.（1）【答案】 CDE（6分）（2）【解析】 初始状态：p1= p0ph1=60 cmHgV1=V0+h0S =100 cm3T1=(273+27) K=300 K （2分）末状态：p2=p0ph2=100 cmHgV2=V1+=110 cm3T2=（273+t2）K （2分）由理想气体的状态方程有 （3分）代入数据解得T2=550 K,即t2=277 （2分） 34.（1）【答案】 ACD（6分）（2）【解析】 由题图乙、图丙可知 （2分）而（0，1，2，） （4分）在介质中，有 （2分）联立解得（0，1，2，） （1分）35.（1）【答案】 （3分） （3分）（2）【解析】 设钢球反弹后的速度大小为，铁块的速度大小为，碰撞时间极短，钢球和铁块组成的系统动量守恒，故有 （2分）钢球碰后做平抛运动，在水平方向上有 （2分）在竖直方向上有 （2分）由能量守恒定律可得=24 J （3分）
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