衡水中学2015届高三第四次联考

物 理 试 题

本试卷分第Ⅰ卷（ 选择题） 和第Ⅱ卷（ 非选择题） 两部分, 总分100分, 考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题,共4 8分）

一、 选择题（ 本大题共1 2个小题, 每小题4分, 共4 8分）

1．三个原子核X、 Y、 Z, X 核放出一个正电子后变为Y 核, Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个氦（
H e ） , 则下面说法正确的是 （ ）

A．X 核比Z 核多一个质子 B．X 核比Z 核少一个中子

C．X 核的质量数比Z 核质量量大2 D．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍

2．如右图为一列沿x轴传播的简谐横波在t1=0（ 图中实线所示） 以及在t2=0．02s（ 图中虚线所示） 两个时刻的波形图象, 已知t 2-t 1

A．波沿着x轴负方向传播

B．波的传播速度是100m/ s

C．在t3=0．0 4 s时刻, 质点a的速度为零

D．在t=1．6 s时刻, x=6 4m 的质点在波谷位置

3．朝南的钢窗原来关着, 今将它突然朝外推开, 转过一个小于9 0 °的角度, 考虑到地球磁场的影响, 则钢窗活动的一条边中（ 西边） （ ）

A．有自下而上的微弱电流

B．有自上而下的微弱电流

C．有微弱电流, 方向是先自上而下, 后自下而上

D．有微弱电流, 方向是先自下而上, 后自上而下

4．一段长0．2m, 通过2．5 A 电流的直导线, 关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况, 正确的是 （ ）

A．如果B=2 T, F一定是1 N B．如果F=0, B也一定为零

C．如果B=4 T, F有可能是1 N D．如果F有最大值时, 通电导线一定与B平行

5．2 0 1 3年6月1 1日, 我国航天员聂海胜、 张晓光和王亚平在“ 天宫一号” 首次为青少年进行太空授课, 开辟了我国太空教育的新篇章。如右图是授课过程中让小球做圆周运动的情景, 长为L 的细线一端固定在支架上, 另一端系着小球, 拉直细线, 让小球在最低点（ 以图中支架为参考） 以垂直于细线的速度v0 抛出开始做圆周运动。同时, 地面教室有一套完全相同的装置做同样的对比实验: 假设在最低点时, 两球的速度大小相等, 且两球均做完整的圆周运动, 空气阻力不计, 则关于地面教室和“ 天宫” 中的两小球的运动情况, 下列说法正确的是 （ ）

A．运动到最低点时, 地面教室中的小球对绳子的拉力与“ 天宫” 中的等大

B．若相同的时间内, 地面教室中的小球运动n1 圈, “ 天宫” 中的小球运动n2 圈,则n1>n2

C．在“ 天宫” 中, 小球在最低点的速度须足够大才能做完整的圆周运动

D．若小球运动到最低点时, 两组实验中的细绳均被拉断, 则地面教室中的小球做平抛运动, 而“ 天宫” 里的小球做匀速直线运动

6．如右图所示, 真空中 M、 N 处放置两等量异号点电荷, a、 b、 c表示电场中的3条等势线, b是M、 N 连线的中垂线, 交 M、 N 于O 点, a、 c关于b对称。点d、 e、 f、 g是以O 为圆心的圆与a、 c的交点。已知一带正电的试控电荷从d点移动到e点时, 试控电荷的电势能增加, 则以下判断正确的是 （ ）

A．M 点处放置的是正电荷

B．d点的电势低于f点的电势

C．d点的场强与f点的场强相同

D．将带正电的试控电荷沿直线由d点移动到f点, 电势能先增大后减小

7．对下列相关物理现象的解释正确的是 （ ）

A．水和酒精混合后总体积减小, 说明分子间有空隙

B．液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动, 而较小的颗粒做布朗运动, 说明分子的体积很小

C．高压下的油会透过钢壁渗出, 说明分子是不停运动着的

D．在一杯热水中放几粒盐, 整杯水很快会变咸, 这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果

8．甲、 乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动, v-t图象如右图所示, 3秒末两质点在途中相遇, 由图像可知 （ ）

A．甲的加速度等于乙的加速度

B．出发前甲在乙之前6m 处

C．出发前乙在甲前6m 处

D．相遇前甲、 乙两质点的最远距离为6m

9．如右图所示, 从离子源发射出的正离子, 经加速电压 U 加速后

进入相互垂直的电场（ E 方向竖直向上） 和磁场（ B 方向垂直纸面向外） 中, 发现离子向上偏转。要使此离子沿直线通过电磁

场, 需要 （ ）

A．增加E, 减小B B．增加E, 减小U

C．适当增加U D．适当减小E

10．如甲图所示为一发电机原理图, 产生的交变电流接理想变压器的原线圈, 原副线圈匝数比2 2︰1, 副线圈输出的电动势e随时间t变化的规律如乙图所示, 发电机线圈电阻忽略不计, 则 （ ）

A．在t=0．0 1 s时刻, 穿过发电机线圈的

磁通量为最大

B．发电机线圈中瞬时电动势的表达式为

e ′=132
s i n 5 0 π t V

C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍,

则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍, 而电压最大值不变

D．若仅使发电机线圈的转速增大一倍, 则变压器副线圈输出电压的频率和最大值都增大一倍

11．如右图所示, 相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ, 上端接有定值电阻R, 匀强磁场垂直于导轨平面, 磁感应强度为B。将质量为 m 的导体棒由静止释放, 当速度达到v时开始匀速运动, 此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力, 并保持拉力的功率恒为P, 导体棒最终以2 v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好, 不计导轨和导体棒的电阻, 重力加速度为g。下列选项正确的是 （ ）

A．P=2m g v s i n θ

B．P=3m g v s i n θ

C．当导体棒速度达到
时加速度大小为
s i n θ

D．在速度达到2 v以后匀速运动的过程中, R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功

12．如右图所示, 两平行光滑导轨竖直固定, 边界水平的匀强磁场宽度为h, 方向垂直于导轨平面。两相同的异体棒a、 b中点用长为h的绝缘轻杆相接, 形成“ 工” 字型框架, 框架置于磁场上方, b棒距磁场上边界的高度为h, 两棒与导轨接触良好, 保持a、 b棒水平, 由静止释放框架, b棒刚进入磁场即做匀速运动, 不计导轨电阻。则在框架下落过程中, a棒所受轻杆的作用力F及a棒的机械能E随下落的高度h变化的关系图象, 可能正确的是 （ ）

第Ⅱ卷（非选择题,共5 2分）

二、 实验题（ 本大题共2个小题, 共1 4分）

13．（ 6分） 为了探究动能定理, 一位同学设计了如右图所示的实验装

置。他先固定并调整斜槽, 让末端O 点的切线水平, 再将一木板竖

直放置并固定, 木板到斜槽末端 O 的距离为s, 使小球从斜槽上某

一标记点由静止释放, 若小球到达斜槽底端时下落的高度为 H、 小

球从O 点做平抛运动击中木板时下落的高度为y。

（1） 假定斜槽光滑, 小球由静止滑下到击中木板的过程中, 满足动能定理的关系式为 。

（2） 若斜槽倾角为θ, 小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ（ 只考虑滑动摩擦力, 且小球与水平槽之间的摩擦不计） , 小球由静止滑下到击中木板的过程中, 满足动能定理的关系式是 。

（3） 改变小球在斜槽上的释放位置, 进行多次测量, 能得到多组关于 H 和y的数据, 若以 H 为横坐标, 从（1） 、 （2） 中的关系式可知以 为纵坐标, 通过描点作图, 能得到一条倾斜的直线。

14．（ 8分） 某同学要测量一电阻R x（ 阻值约1 8 Ω） 的阻值, 实验室提供如下器材: 电池组E（ 电动势3 V, 内阻约1 Ω） ; 电流表○ A（ 量程0~0．6 A, 内阻约0．5 Ω） ; 电压表○ V（ 量程0~3 V, 内阻约5 kΩ） ; 电阻箱R（ 阻值范围0~9 9．9 9 Ω, 额定电流1 A） ; 开关S, 导线若干。

（1） 为使测量尽可能准确, 应采用下图给出的 所示电路进行测量。

（2） 如下表中记录了电阻箱阻值R 及对应电流表、 电压表的测量数据I、 U, 请在下图坐标纸上作出
图像, 根据图像得出电阻Rx 的测量值为 Ω。

（3） 此实验中电阻Rx 的测量值与真实值相比 （ 选填“ 偏大” 或“ 偏小” ） 。

三、 计算题（ 本大题共4个小题, 共3 8分）

15．（ 8分） 如右图所示, 质量均为 M 的木块A 和B, 并排放在光滑水平面上, A 上固定一竖直轻杆, 轻杆上端的小钉（ 质量不计） O 上系一长度为L 的细线, 细线另一端系一质量为m 的球C, 现将C 球拉起使细线水平伸直, 并由静止释放C 球（ C 球不与直杆相碰） 。求:

（1） 两木块刚分离时, A、 B、 C 的速度各多大?

（2） 两木块分离后, 小球偏离竖直方向的最大偏角θ的余弦值c o s θ。

16．（10分） 如右图所示, 水平面上固定一个间距L=1m 的光滑平行金属导轨, 整个导轨处在竖直方向的磁感应强度B=1 T 的匀强磁场中, 导轨一端接阻值R=9 Ω的电阻, 导轨上有质量m=1 k g、 电阻r=1 Ω、 长度也为1m 的导体棒, 在外力的作用下从t=0开始沿平行导轨方向运动, 其速度随时间的变化规律是v=
t, 不计导轨电阻。求:

（1） t=4 s时导体棒受到的安培力的大小;

（2） 请在右图所示的坐标中画出电流平方与时间的关

系（ I2-t） 图象, 并通过该图象计算出4 s内电阻R

上产生的热量。

17．（10分） 如右图为一水平传送带装置的示意图。紧绷的传送带A B始终保持v0=5m/ s的恒定速率运行,A B间的距离L 为8m。将一质量 m=1 k g的小物块轻轻放在传送带上距A 点2m 处的P 点, 小物块随传送带运动到B点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0．5,重力加速度g=10m/ s 2。求:

（1） 该圆轨道的半径r。

（2） 要使小物块能第一次滑上圆形轨道到达 M 点, M 点为圆轨道

右半侧上的点, 该点高出B 点0．2 5m, 且小物块在圆形轨道上

不脱离轨道, 求小物块放上传送带时距离A 点的位置范围。

18．（1 0分） 如右图所示的直角坐标系第Ⅰ、 Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度大小B=0．5 T, 处于坐标原点O 的放射源不断地放射出比荷
的正离子, 不计离子的重力及离子间的相互作用。

（1） 求离子在匀强磁场中的运动周期;

（2） 若某时刻一群离子自原点O 以不同速率沿x轴正方向射出, 求经过
×10-6s时间这些离子所在位置构成的函数方程;

（3） 若离子自原点O 以相同的速率v0=2．0×106m/ s沿不同方向射入第Ⅰ象限, 要求这些离子穿过磁场区域后都能沿平行于y轴且指向y轴正方向运动, 则题干中的匀强磁场区域应怎样调整（画图说明即可） , 并求出调整后磁场区域的最小面积。