1、2013届河南省河大附中高三上学期 11月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，质量为 M、半径为 R、内壁光滑的半球形容器静放在粗糙水平地面上， O 为球心有一劲度系数为 K 的轻弹簧一端固定在半球底部 处，另一端与质量为 m的小球相连，小球静止于 P点。已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为 ， OP与水平方向的夹角为 30下列说法正确的是 A小球受到轻弹簧的弹力大小为 B小球受到容器的支持力大小为 C小球受到容器的支持力大小为 D半球形容器受到地面的摩擦大小为 答案： C 试题分析：据题意，对小球受力分析如图所示： 小球受到重力 G、弹力 F和支持力 N，且由于小球处于静止状态，
2、则这三个力的合力为 0 。由力的合成图可以知道，几何三角形 OOP和力的三角形 PGN是相似三角形，对应边成比例，则有 OO/OP=G/F，由于 OO=OP=R，所以有弹力 F与重力 G相等，即 F=G=mg，所以 A选项错误；同理可以算得小球受到容器的支持力 N=G=mg，所以 B选项也错误而 C选项正确；由于对容器和小球整体进行受力分析，该整体受到重力 G和地面对整体的支持力 N，其合力为 0，所以容器没有受到地 面对它的摩擦力，所以 D选项错误。 考点：本题考查受力分析的能力和对力的三角形定则的应用能力。 （ 5分）下列说法中错误的是（ ） A卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He
3、 N O H B铀核裂变的核反应是： U Ba Kr 2 n C质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、 m2、 m3，质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是（ 2m1 2m2-m3） c2 D原子从 a能级状态跃迁到 b能级状态时发射波长为 1的光子；原子从 b能级状态跃迁到 c能级状态时吸收波长为 2的光子，已知 12，那么原子从 a能级状态跃迁到 c能级状态时将要吸收波长为 的光子 答案： B 试题分析：卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He N O H，即通过 a粒子轰击氮 14，激出质子，所以 A选项正确；铀核的裂变方程是用一个中子去轰击铀，发生裂变，并产生巨大的能量和更多的中
4、子，这些中子去撞击铀，继续产生更多的裂变能量，所以 B选项正确；两个质子和两个中子结合成一个 a粒子，反应前后有质量亏损，即反应前的总质量减去反应后的总质量就是质量亏损 m,释放的能量为 E=mC2，所以 C选项正确；据光子能量 E=h=hC/ 可知，波长大的能量少，所以，据已知，要从 a能级跃迁到 c能级，需要吸收的能量为： E=h -h =h(C/ -C/ )=hC(1/ -1/ )=hC ,所以将要吸收的光的波长为 = ，所以 D选项正确。 考点：本题考查对裂变反应、聚变反应、人工核反应的理解，也考查了原子的跃迁。 如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场方
5、向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B。一边长为 L总电阻为 R的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x轴正方向以速度 v匀速穿过磁 场区域。取沿 abcda 的感应电 流为正，则图乙中表示线框中电流 i随 bC边的位置坐标 x变化的图象正确的是 答案： C 试题分析：据题意，有楞次定律得：正方形线框进入三角形磁场时，穿过线框的磁通量逐渐增加，线框中产生顺时针电流，为正方向； D选项可以排除；正方形线框离开三角形磁场时，穿过线框的磁通量减少，线框中的电流逆时针，为负方向； A选项可以排除；由于线框切割磁感线的有效长度为L=Vt.tan45=Vt，则线框产生的感应电动势为 E=BV.Vt，而
6、感应电流为I=BV2t/R，所以感应电流随着时间增加而增加，只有 C选项正确。 考点：本题考查对电磁感应图像问题的理解能力和分析能力。 如图 ,竖直环 A半径为 r，固定在木板 B上，木板 B放在水平 地面上， B的左右两侧各有一档板固定在地上， B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球 C， A B C的质量均为 m。给小球一水平向右的瞬时速度 V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足 A最小值 B最大值 C最小值 D最大值 答案： CD 试题分析：据题意，先假设小球到达最高点时，小球和环之间没有 相互
7、作用力，则小球做圆周运动的向心力有小球的重力提供，则有： mg=mv2/r，则 v= ,那么小球在最低点时的速度由： mv2/2+mg2r=mV2/2 得 V= ， C选项正确；当小球运动到最高点时，为不让环在竖直方向跳起，需要满足：环受到的支持力 N 和环、 B木板的重力相等，即 N=2mg，对小球则有 N+mg=mv2/2，那么 v= ，则小球在最低点的速度由： mv2/2+mg2r=mV2/2 得 V= ，所以 C、D选项正确。 考点：本题考查圆周运动问题的分析和向心力的计算、机械能守恒定律的应用。 四个等量异种点电荷分别放 置于正方形的顶点上 ,a 、 b 分别为所在边的中点 ,如图所
8、示 .一点电荷从图中 a点沿直线移到 b点的过程中 ,下列说法正确的是 A静电力对电荷做正功 ,电荷的电势能减小 B静电力对电荷做负功 ,电荷的电势能增加 C电荷所受的静电力先增加后减小 D电荷所受的静电力先减小后增加 答案： D 试题分析：据题意，正方形上端的两个正负电荷对点电荷的静电力水平向右，而正方形下端两个正负电荷对点电荷的静电力水平向左，点电荷从 a至 b的过程中，沿直线运动，则静电力对点电荷并不做功，所以 A、 B选项错误；当点电荷运动至 ab 线的中点时，静电力的合力为 0，所以可以判断从 a 至 b 过程中，静电力先减小后增加。所以正确选项为 D选项。 考点：本题考查电场的性质
9、。 放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在 0 6 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图（甲）、（乙）所示，则物体的质量为（取 g=10 m s2） A B C D 答案： B 试题分析：在 0-2s物体做匀加速直线运动，其加速度为 a=v/t=3m/s2,2s时其拉力的功率为 P=30W=Fv,此时速度 v=6m/s，则拉力 F=P/v=5N，有 F-f=ma； 2-6s时物体做匀速直线运动，此时有功率不变，则有 P=FV=fv,则 f=5/3N，将此代入 F-f=ma有， 5-5/3=3m得到 m=10/9kg。所以 B选项正确。 考点：本题考查对机车启动过程是理解和对牛
10、顿第二定律的应用。 如图所示，电阻 R1、 R2串联在 12V的电路中， R1 =6 k， R2=3 k。当用电阻不是远大于 R1和 R2的电压表 0 3 V量程测量 R2两端的电压时，电压表的读数是 3 V，当用该电压表 0 15 V量程测量电压表的电压时，电压表的读数为 A 9 V B 7.5 V C 8 V D 6 V 答案： B 万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比律，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为E=F/q，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱，设地球质量为 M，半径为 R，地球表面处的重力加速度为 g，
11、引力常量为 G，如果一个质量为 m的物体位于距离地心 2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是 A B C D 答案： A 试题分析：万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比律，在处理有关问题时可以将它们进行类比。电场强度为 E=F/q，据此类比，可以得到引力场强度为E=F/m，而引力 F=GMm/(2R)2，则 E= GM/(2R)2，由于地球表面的重力加速度为 g= GM/R2，所以引力强度为 E=g/4。 A选项正确。 考点：本题考查对万有引力定律的应用能力。 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10： 1， b是原线圈的中心接头，电压表 V和电流表 A均为理想电表。从某时
12、刻开始在原线圈 c、 d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 u=220 100t（ V）。下列说法正确的是 A当单刀双掷开关与 a连接时 ,电压表的示数为 22 V B当单刀双掷开关与 b连接时 , 电压表的示数为 11V C当单刀双掷开关与 a连接 , 滑动变阻器触头 P向上移动的过程中 ,电压表的示数不变 ,电流表的示数变大 D单刀掷开关由 a扳向 b时 (滑动变阻器触头 P不动 ),电压表和电流表的示数均变大 答案： D 试题分析：据题意， cd端输入电压瞬时值为 u=220 sin100t（ V） ,则原线圈有效电压为 U1=Um/ =220V，电压表测量的是副线圈的电压，其读书为U2
13、=U1n2/n1=22V，所以 A选项错误；当开关与 b相连时， n2/n1=1:5，那么此时电压表读数为 U2=U1n2/n1=44V，所以 B选项错误；当单刀双掷开关与 a连接 , 滑动变阻器触头 P向上移动的过程中 ,原线圈匝数据 n1在增加，据 U2=U1n2/n1可知U2在减小，则副线圈中的电流也在减小，由于副线圈电流决定原线圈电流，所以原线圈电流也在减小，所以 C选项错误；单刀掷开关由 a扳向 b时 (滑动变阻器触头 P不动 ),原线圈匝数减小，据 U2=U1n2/n1可知副线圈电压增加，则副线圈电流也增加，由于副线圈电流决定原线圈电流，所以电流表示数增加， D选项正确。 考点：本
14、题考查对理想变压器的理解。 （ 5分）如图所示，两束单色光 a、 b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束 c下列说法中正确的是 ( ) A从玻璃射向空气， a光的临界角小于 b光的临界角 B玻璃对 a光的折射率小于玻璃对 b光的折射率 C经同一双缝所得干涉条纹， a光条纹宽度小于 b光条纹宽度 D在玻璃中， a光的速度等于 b光的速度 答案： B 试题分析：从玻璃射向空气，从图可以看成， b单色光最先达到 90，最先发生全反射，所以 a 光的临界角大于 b 光的， A 选项错误；据折射率 n=1/sinC 可知，a光的临界角较大，则 a光的折射率较小， B选项正确；折射率较大的光，对应的波长较
15、小， a光波长较大，所以发生双缝干涉时， a光的干涉条纹较宽， C选项错误；据 n=C/v， a光折射率较小，所以 a光传播速度较大。 考点：本题考查对光的全反射、光的双缝干涉、光的传播速度、光的折射率的理解。 实验题 （ 11分）实验桌上有下列实验仪器： A待测电源（电动势约 3V，内阻约 7）； B直流电流表（量程 0 0.6 3A， 0.6A档的内 阻约 0.5， 3A档的内阻约0.1；） C直流电压表（量程 0 3 15V， 3V档内阻约 5k， 15V档内阻约 25k）； D滑动变阻器（阻值范围为 0 15，允许最大电流为 1A）； E滑动变阻器（阻值范围为 0 1000，允许最大电
16、流为 0.2A）； F开关、导线若干； G小灯泡 “4V、 0.4A”。 请你解答下列问题： 利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是 （填代号）。 请将图甲中实物连接成实验电路图； 某同学根据测得的数据，作出 UI 图象如图乙中图线 a所示，由此可知电源的电动势 E =_V，内阻 r =_； 若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏 安特性曲线，要求测量多组实验数据，请你在答卷虚线框 内画出实验原理电路图； 将 步中得到的数据在同一 UI 坐标系内描点作图，得到如图乙所示的图线b ，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际
17、功率为_W。 答案： D 如图所示： 3 、 6 0.375 试题分析： 为了使电动势和电源内阻测量得更精确、更便于 调节，只有把滑动变阻器接成限流可以实现，另外还需要选择较小的滑动变阻器才可以进行细微的条件； 如图所示：由于电源电动势是 3V，最大电压就是 3V，所以电压表选择 3V量程；该电源能够提供的最大电流为 I=E/r=0.43A，所以应该选用0.6A的电流表。 在路端电压与干路电流关系图即 U-I图中，图线与纵坐标的交点表示电动势大小，所以电动势 E=3V，据 r=E/I可知，图线的斜率表示电源内阻，则有 r=6； 灯泡的伏安特性曲线与 U-I图线的交点表示该灯泡接在该电路中的实际
18、工作状态，所以灯泡的实际功率为： P=UI=1.50.25W=0.375W. 考点：本题考查电源电动势和内阻的测量和灯泡伏安特性曲线的测量。 （ 4分）如图所示，游标卡尺的读数为 cm，螺旋测微器的读数为 mm 答案： .220cm， 8.117mm，（ 8.116mm-8.118mm） 试题分析：该游标卡尺的规格是 20分度的，据游标卡尺的读数规则，先读出主尺读数为： 12mm，而游标尺部分每一个刻度的读数为 0.05mm，现在是第四个刻度与主尺刻度对其，则读数为： 0.054=0.20mm，所以总的读数为：12.20mm=1.220cm；螺旋测微器的 固定部分读数为： 8mm，而旋转部分每
19、一个刻度读数为 0.01mm，现在是第 11.7刻度对齐固定主尺的轴线，其读数为：0.0111.7mm=0.117mm，总的读数为 8.117mm。 考点：本题考查对游标卡尺和螺旋测微器的理解和读数技巧的掌握。 计算题 (14分 )如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两位同学坐在冰车上进行游戏。当甲同学从倾角为 =300 的光滑斜面冰道顶端 A 自静止开始自由下滑时，与此同时在斜面底部 B处的乙同学通过冰钎作用于冰面从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速运动。设甲同学在整个运动过程中无 机械能变化，两人在运动过程中可视为质点，则 (1)为避免两人发生碰撞，乙同学运动的加速度至少为多大 (2)若
20、斜面冰道 AB的高度为 5m,乙同学的质量为 60kg。则乙同学在躲避甲同学的过程中最少做了多少功？ 答案： a=gsin/2 W 乙 =3000J 试题分析： 根据牛顿第二定律可知甲同学在斜面上下滑的加速度 a1=gsin 设甲到斜面底部的速度为 v1，所经时间为 t1=v1/gsin 当甲恰好追上乙时，甲在水平冰道上经时间 t2 则两人的位移关系为 v1t2=a(t1+t2)2/2 要使两人避免相碰，当甲恰好追上乙时， 乙的速度恰好等于 v1即 vA=a(t1+t2) 由 解方程组得 a=gsin/2 甲滑至斜面冰道底部时 v1= =10m/s 要使两人避免相碰，当甲恰好追上乙时， 乙的速
21、度恰好等于 v1 由动能定理： W 乙 =mv12/2-0 得： W 乙 =3000J 考点：本题考查牛顿第二定律和运动学关系及动能定理的应用。 （ 18分）如图所示 K 与虚线 MN 之间是加速电场。虚线 MN 与 PQ之间是匀强电场，虚线 PQ与荧光屏之间是匀强磁场，且 MN、 PQ与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中 A点与 O 点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子由静止被加速从 A点离开加速电场，速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和 磁场区域在竖直方向足够长，加速电场电压与偏转电场的场强关系为
22、 U=Ed/2，式中的 d是偏转电场的宽度且为已知量，磁场的磁感应强度 B与偏转电场的电场强度 E和带电粒子离开加速电场的速度 v0关系符合表达式 v0=E/B，如图所示，试求： （ 1）画出带电粒子的运动轨迹示意图， （ 2）磁场的宽度 L为多少？ （ 3）改变磁场的磁感应强度的大小，则荧光 屏是出现的亮线长度是多少？ 答案：（ 1） （ 2） L= Rsin= d （ 3） d 试题分析：（ 1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中作圆周运动，带电粒子最终垂直地打在荧光屏上，说明带电粒子在电场中偏转的角度与在磁场中偏转的角度大小相等，方向相反，其轨迹如图所示 . （ 2）带电粒子在加速电
23、场中获得的动能为 mv02/2=qEd/2 进入偏转电场后的偏转角为 tan=vy/vx=qEd/mv02=1 即带电粒子在电场中的偏 转角 =45 竖直速度与水平速度大小相等 vy=v0 带电粒子离开偏转电场速度为 v = = v0 带电粒子在磁场中偏转的半径为 R=mv/qB= mv02/qE= d 带电粒子在偏转电场中的偏转角与在磁场中的偏转相等，才能垂直打在荧光屏上，由图可知，磁场宽度 L= Rsin= d （ 3）当磁感应强度为零时，带电粒子从 C点射出时，沿直线打到荧光屏上 D点，为带电粒子打到荧光屏上的最低点。 则 OD=Ltan45=L 当磁感应强度增加到一定程度，使带电粒子刚
24、好和荧光屏相切时，为带电粒子打到荧光屏上的最高点。 L=R+Rcos45 OF=Rsin45=（ -1） L 则亮线长度 FD=OF+OD= L= d 考点：本题考查动能定理、带电粒子在匀强电场中的类平抛运动和带电粒子在匀强磁场中的运动。 （ 10分）如图所示是一列横波上 A、 B两质点的振动图象，该波由 A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离 x=4.0m，波长大于 3.0m，求这列波的波速 . 答案： 试题分析：由振动图象可知，质点振动周期 T=0.4s 取 t=0时刻分析 ,质点 A经平衡位置向上振动 ,质点 B处于波谷 ,设波长为 则 x=n+/4 (n=0、 1、 2、 3、 4)
25、所以该波波长为 =4x/(4n+1)=16/(4n+1)m 因为有 3.0m的条件，所以取 n 0， 1 当 n 0时， 1=16m,波速 v1=1/T=40m/s 当 n 1时， 2=3.2m,波速 v2=2/T=8.0m/s 考点：本题考查对机械波多解问题的分析能力。 （ 10分）质量为 M=2 kg的木板若固定在光滑的水平地面上，质量为m=0.04 kg的子弹以速度 v1=500 m/s射入，射出时子弹速度 v2=300 m/s，如图所示，今将钉子拔掉，子弹穿出木块后的速度多大？（设前后两次子弹和木块的作用力相同） 答案： v = 298.5m/s 试题分析：固定木块时，系统摩擦力所做的功 Wf Wf =（ mv12- mv22） /2 因为将固定木块的钉子拔出后，子弹仍能射出木块 以 m和 M组成系统为研究对象，系统在水平方向动量守恒，根据动量守恒列方程： mv1 = MV + mv（ 2分） Mv12/2=wf+Mv2/2+mv2/2 由解得 得 v = 298.5m/s 考点：本题考查动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律。
