1、2013-2014学年北京市东城区高三 4月一模物理试卷与答案（带解析） 选择题 一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是 A此介质的折射率等于 1.5 B此介质的折射率等于 C入射角小于 45时可能发生全反射现象 D入射角小于 30时可能发生全反射现象 答案： B 试题分析：单色光从真空斜射入某种介质中，入射角 折射角 ，折射率，选项 A错 B对。当光线从介质中射向真空时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于 时，即发生全反射，此时入射角为 ，则有解得 ，即入射角大于等于 时发生全反射现象，选项CD错。考点：光的折射全反射 将 形金属框架 D固定在水平面上，用绝
2、缘杆 C将金属棒 AB顶在金属框架的两端，组成一个良好的矩形回路，如图甲所示。 AB与绝缘杆 C间有压力传感器，开始时压力传感器的读数为 10N。将整个装置放在匀强磁场中，磁感应强度随时间做周期性变化，设垂直于纸面向外方向的磁感应强度为正值，形金属框架放入磁场前后的形变量可认为相同。压力传感器测出压力随时间变化的图像如图乙所示。由此可以推断，匀强磁场随时间变化的情况可能是 A如图丙中的 A图所示 B 如图丙中的 B图所示 C如图丙中的 C图所示 D上述选项都不正确 答案： D 试题分析：根据乙图可分析，初始阶段，压力增大，即可判断安培力水平向右，根据楞次定律安培力阻碍磁通量的变化，可知初始阶段
3、磁通量在减小，线框面积不变，即磁感应强度变小， A,B,C 所示意的第一阶段磁感应强度都是增大的，所以都不正确，选项 D对。 考点：电磁感应 如图所示，由 M、 N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板 N与静电计的金属球相接，极板 M与静电计的外壳均接地。给电容器充电，静电计指针张开一定角度。实验过程中，电容器所带电荷量不变。下面操作能使静电计指针张角变大的是 A将 M板向上平移 B将 M板沿水平向右方向靠近 N板 C在 M、 N之间插入有机玻璃板 D在 M、 N之间插入金属板，且不和 M、 N接触 答案： A 试题分析：极板 M和静电计外壳均接地，相当于以大地为导向连接在一起，那
4、么两极板之间的电压即静电计的指针和外壳之间的电压越大，指针偏角越大，平行板电容器电压 ， M板上移，正对面积 变小，电压变大，选项 A对。将 M板沿水平向右方向靠近 N板，板间距离 变小，在M、 N之间插入有机玻璃板相对介电常数 变大，在 M、 N之间插入金属板，且不和 M、 N接触，板间距离 变小，都会导致电压变小，指针张角表小，选项 BCD错。 考点：平行板电容器 我国 “玉兔号 ”月球车被顺利送抵月球表面 ,并发回大量图片和信息。若该月球车在地球表面的重力为 G1，在月球表面的重力为 G2。已知地球半径为 R1，月球半径为 R2，地球表面处的重力加速度为 g，则 A “玉兔号 ”月球车在
5、地球表面与月球表面质量之比为 B地球的质量与月球的质量之比为 C地球表面处的重力加速度与月球表面处 的重力加速度之比为 D地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为 答案： D 试题分析：玉兔号无论在月球表面还是地球表面的质量都不会变化，所以 “玉兔号 ”月球车在地球表面与月球表面质量之比为 1:1，选项 A错。地球表面月球车重力 ，月球表面月球车重力 ，可得地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比 ，选项 C错。行星表面万有引力提供重力，即 ， ，可得 ，选项 B错。行星表面第一宇宙速度即球体表面卫星的线速度即 ，据此可得 和，可得地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比，选项
6、 D对。 考点 ：万有引力与航天 地面附近处的电场的电场线如图所示，其中一条方向竖直向下的电场线上有 a、 b两点，高度差为 h。质量为 m、电荷量为 - q的检验电荷，从 a点由静止开始沿电场线运动，到 b点时速度为 。下列说法中正确的是 A质量为 m、电荷量为 +q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b点时速度为 B质量为 m、电荷量为 +2q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b点时速度为 C质量为 m、电荷量为 -2 q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b点时速度仍为 D质量为 m、电荷量为 - 2q的检验电荷，在 a点由静止开始释放，点电荷将沿电场线在 a、
7、 b两点间来回运动 答案： D 试题分析：负电荷从 a移动到 b，沿电场线移动，电场力做负功，根据动能定理有 ，可得 。质量为 m、电荷量为 +q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b，则有 ，解得，选项 A错。质量为 m、电荷量为 +2q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b点，则有 ，速度 ，选项 B错。质量为 m、电荷量为 -2 q的检验电荷，从 a点由静止起沿电场线运动到 b点时根据动能定理列方程 ，到达 b点的速度 ，选项 C错。那么到达 b点后速度为 0但受力向上 ，所以会返回 a点，根据功能关系，返回 a点的速度等于初速度 0，所以在 ab两点之间来回运动，选项
8、D对。 考点：电场力做功 如图所示，一理想变压器原线圈匝数 n1=1000匝，副线圈匝数 n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式 e=311sin100t V，副线圈所接电阻 R=88。电流表、电压表对电路影响可忽略不计。则 A A1的示数约为 0.10A B V1的示数约为 311V C V2的示数约为 62.2V D A2的示数约为 0.75A 答案： A 试题分析：原线圈接入正弦交流电，而 电压表读数为有效值，即正弦交流电最大值的 倍，即 示数 ，选项 B错。变压器原副线圈电压比等于匝数比即 ，可得 示数即 ，选项 C错。副线圈电流即示数 ，选项 D错。原副线圈电流与匝数
9、成反比，即,可得电流表 示数 ，选项 A对。 考点：正弦交流电 理想变压器 图甲为一简谐横波在 t=0时刻的波形图像，图乙为横波中 x=2m处质点 A的振动图像，则下列说法正确的是 A A波的传播方向沿 x轴负方向 B波的传播速度大小为 2m/s C在 t=0时刻，图甲中质点 A的振动速度大小为 0 D在 t=1s时刻，图甲中质点 A的位置坐标为（ 0， 20） 答案： B 试题分析：根据乙图可判断 时 A在平衡位置向 y轴正方向振动，结合甲图波动图像中质点振动方向和波的传播方向在波形图同一侧，判断机械波沿 x轴正向传播，选项 A错。有甲图可得波长，乙图可得周期 ，所以波的传播速度 ，选项 B
10、对。 时，质点 A在平衡位置，振动速度最大，选项 C错。 时，质点 A经过 振动到最大位移处，坐标为 ，选项 D错。 考点：机械振动机械波 氢原子能级如图所示。大量处于 n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中 a光是从 n=3能级向 n=1能级跃迁时发出的， b光 的频率大于 a光的频率，则 b光可能是 A从 n=4能级向 n=3能级跃迁时发出的 B从 n=4能级向 n=2能级跃迁时发出的 C从 n=4 能级向 n=1能级跃迁时发出的 D从 n=3能级向 n=2能级跃迁时发出的 答案： C 试题分析：氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射的光子能量等于能极差， a光的能量等于 ， b
11、光的频率大于 a光的频率，即b光的能量大于 ，对照选项中的能极差，能够大于 只有选项 C的 。即选项 C对。 考点：氢原子能级结构 实验题 （ 6分）在做 “用油膜法估测分子大小 ”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为 A， N滴溶液的总体积为 V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为 a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓 (如图所示 )，测得油膜占有的正方形小格个数为 X。 用以上字母表示油酸分子的大小 d=_。 从图中数得 X =_。 答案： d = X = 62（ 60 65均给分） 试题分析： N滴溶液的总体积为 V，一滴溶液的
12、体积为 ，含有的油酸体积为 ，形成单分子油膜，面积为 ，油膜厚度即分子直径 。 油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有 62格。 考点：油膜法测量分子直径 （ 12分）为了测量某一未知电阻 Rx的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（ 03V，内阻约 3k）、电流表（ 00.6A，内阻约0. 5）、滑动变阻器（ 015， 2A）、电源（ E=3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验。 请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐； 图乙中，闭合 开关前，应将滑动变阻器的滑片 P置于 _端（选填 “a”、 “b”）。 闭合开关，缓
13、慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在 坐标系中描出坐标点，请你完成 U-I图线； 根据 U-I图可得，该未知电阻的阻值 Rx=_。（保留两位有效数字） 由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值 _ Rx的真实值（填 “”、 “ 由于待测电阻相对较小，所以建议电流表外接 试题分析： 根据甲图可判断滑动变阻器为分压式，所以滑动变阻器下端两个接线柱与电源正负极接通，电流表为内接法，所以连接实物图时注意，连线见答案： 电路接通前，让电压表示数从 0开始变化，即待测电阻处于短路，所以滑片移动到 a端。 由于待测电路为定值电阻，两
14、端的电压和电流成正比，图像为一条倾斜的直线，描点作图时把不在线上的点舍去。 图像 的斜率即电阻，取图像中一组数据分析可得 电路中电压表测量的是待测电阻和电流表的总电阻，所以测量值是待测电阻和电流表内阻串联的阻值，所以大于真实值。 根据 ，为减小相对误差，电流表选择外接误差较小。考点：伏安法测电阻实验探究分析 计算题 （ 16分）水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽 AB和水平槽 BC平滑连接，斜槽 AB的竖直高度 H=5.0m，倾角 =37。 BC面与水面的距离 h=0.80m，人与 AB、 BC间的摩擦均忽略不计。取重力加速度 g=10m/s2， cos37=0.8， sin37=0.6。一
15、同学从滑 梯顶端 A点无初速地自由滑下，求： （ 1）该同学沿斜槽 AB下滑时加速度的大小 a； （ 2）该同学滑到 B点时速度的大小 vB； （ 3）从 C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移的大小 x。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）该同学沿斜槽 AB下滑过程中，受重力和斜槽的支持力，由牛顿第二定律 可得 （ 2）由 A到 B的过程中只有重力做功 ,设到达 B点时速度为 ，由机械能守恒定律 可得 （ 3）由 B到 C该同学做匀速直线运动，到达 C点时的速度为，由 C点到落入水面做平抛运动，有 水平方向 竖直方向 可得 考点：牛顿运动定律 功能关系 平抛运动
16、 （ 18分）如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为 U1。两平行金属板的板长、板间距离均为 d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为 d。电子枪发射的质量为 m、电荷量为 e的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点 O。不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。 （ 1）求电子进入两金属板间时的速度大小 v0； （ 2）若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，求电子到达荧光屏的位置与 O点距离的最大值 和此时磁感应强度 B的大小； （ 3）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为 U2，电子会打在荧光屏上
17、某点，该点距 O点距离为 ，求此时 U1与 U2的比值；若使电子打在荧光屏上某点，该点距 O点距离为 d，只改变一个条件的情况下，请你提供一种方案，并说明理由。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） ，改变加速电压 U1或偏转电压 U2的大小，即可改变电子打到荧光屏的的位置 试题分析： (1) 设电子经电场加速后进入偏转场区的速度大小为 v0，由动能定理得 (2) 偏转场区中只有匀强磁场时，电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，经磁场偏转后 ,沿直线运动到荧光屏。磁场的磁感应强度越大，偏转越大，电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出，做直线运动到达荧光屏。它的位置与 O点距离即为最大值
18、，如图所示。 电子做圆周运动，有 由图可得 可得 由 式和 得 （ 3）偏转区内只有匀强电场时，电子进入偏转区做匀加速曲线运动，如图所示。 离开偏转电场时沿电场方向的位移 速度方向偏转角设为 ， 打到荧光屏的位置距 O点的距离 可得 由 可知，改变加速电压 U1或偏转电压 U2的大小，即可改变电子打到荧光屏的的位置： 方案一：保持 U1的大小不变，将偏转电压 U2加倍即可。 方案二：保持 U2的大小不变，将加速电压 U1减半即可。 考点：带电粒子在电场磁场中的偏转 （ 20分）一同学利用手边的两个完全相同的质量为 m的物块和两个完全相同、劲度系数未知的轻质弹簧，做了如下的探究活动。已知重力加速
19、度为 g，不计空气阻力。 （ 1）取一个轻质弹簧，弹簧的下端固定在地面上，弹簧的上端与物块 A连接，物块 B叠放在 A上， A、 B处于静止状态，如图所示。若 A、 B粘连在一起，用一竖直向上的拉力缓慢提升 B，当拉力的大小为 时， A物块上升的高度为 L；若 A、 B不粘连，用一竖直向上的恒力 作用在 B上，当 A物块上升的高度也为 L时， A、 B恰好分离。求： a.弹簧的劲度系数 ； b.恒力 的大小； （ 2）如图所示，将弹簧 1上端与物块 A拴接，下端压在桌面上（不拴接），弹簧 2两端分别与物块 A、 B拴接，整个系统处于平衡状态。现施力将物块 B缓缓地竖直上提，直到弹簧 1的下端刚
20、好脱离桌面。求在此过程中该拉力所做的功？（已知弹簧具有的弹性势能为 ,k为弹簧的劲度系数， x为弹簧的形变量 ）答案：（ 1） a, b, (2) 试题分析：（ 1） a.设弹簧自然长度为 ，没有作用力 时，物块A、 B压在弹簧上，弹簧的长度为 用力 F1向上缓慢提起物块 B，当力 时，弹簧的长度为 物块上升的高度 解得 b. 在恒力 F和弹簧的弹力作用下， A、 B一起向上做加速运动，随弹簧压缩量减小，弹簧的弹力减小，一起向上的加速度逐渐减小。在此过程中 A、 B间的压力也减小，一直到 A、 B刚分离时， A、 B间相互作用的弹力恰为 0。 A物块受重力和弹簧的弹力，它的加速度为 此时 B受
21、重力和恒力 F其加速度为 且刚分离时应有 由以上方程解得 (2)如图所示，开始时物块 B受重力和弹簧 2的弹力处于平衡状态，设 为弹簧 2此状态下的压缩量，有 可得 可将物块 A、 B（包括轻弹簧 2）看成一个整体，受重力和弹簧 1的弹力处于平衡状态，设弹簧 1此时压缩量为 ，有 可得 施力将物块 B缓慢上提，弹簧 2的长度增大，物块 A也向上移动，弹簧 1的长度也增大，直到弹簧 1的下端刚好脱离桌面，弹簧 1与桌面间的作用力为 0，弹簧 1处于自然长度。此时两物体仍都处于平衡状态。设 为弹簧 2此状态下的伸长量，对于物块 A此时受重力mg和弹簧 2对物块 A向上的拉力 ，有 ，可得 在此过程中物块 A向上移动的总距离为： 。 物块 B与物块 A间的弹簧 2长度由压缩状态 变为伸长状态， L0为弹簧 2的自然长度。由此可见物块 A与物块 B间的距离增加了 ，但物块 A向上移动了 的距离，故物块 B向上移动的总距离为 物块 A的重力势能增加量为物块 B的重力势能增加量为弹簧 1由压缩状态到自然长度，弹性势能减小量为弹簧 2由压缩 x2变为伸长 x2弹性势能改变量为在此过程中该拉力所做的功等于整个系统的重力势能和弹性势能的增加量的代数和 考点：胡可定律 功能关系
