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2014-2015学年北京市清华大学附中高三（下）月考物理试卷（4月份）一、选择题：每小题6分，在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．（6分）对于一个热力学系统，下列说法中正确的是（）A．如果外界对它传递热量则系统内能一定增加B．如果外界对它做功则系统内能一定增加C．如果系统的温度不变则内能一定不变D．系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做的功的和【考点】：热力学第一定律．【分析】：改变物体内能的方式：做功和热传递；它们在改变物体的内能上是等效的；结合热力学第一定律公式△U=W+Q进行判断．【解析】：解：A、物体吸收热量，可能同时对外做功，故内能不一定增加，故A错误；B、外界对物体做功，物体可能同时放热，故物体的内能不一定增加，故B错误；C、如果系统的温度不变，物态发生变化，则内能一定变化，故C错误；D、根据热力学第一定律，系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做的功的和；故D正确；故选：D．【点评】：此题主要考查的是学生对改变物体内能两种方式的理解和掌握，基础性题目．2．（6分）如图所示氢原子能级图，如果有大量处在n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，则能辐射出几种频率不同的光及发出波长最短的光的能级跃迁是（）A．3种，从n=3到n=2B．3种，从n=3到n=1C．2种，从n=3到n=2D．2种，从n=3到n=1【考点】：氢原子的能级公式和跃迁．【专题】：原子的能级结构专题．【分析】：根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数．能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高．【解析】：解：根据=3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子．波长最短的，则频率最大，因此氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6﹣1.51eV=12.09eV．故B正确，ACD错误．故选：B．【点评】：解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．3．（6分）如图所示，MN是介质Ⅰ和介质Ⅱ的交界面，介质Ⅰ中的光源S发出的一束光照射在交界面的O点后分成两束光OA和OB，若保持入射点O不动，将入射光SO顺时针旋转至S1O的位置，则在旋转过程中下列说法正确的是（）A．光线OA逆时针旋转且逐渐减弱B．光线OB逆时针旋转且逐渐减弱C．光线OB逐渐减弱且可能消失D．介质Ⅰ可能是光疏介质【考点】：光的折射定律．【专题】：光的折射专题．【分析】：当入射角增大时，反射光增强，折射光线与入射光线同向旋转．根据入射角与折射角的大小，分析折射率的大小，判断能否发生全反射．【解析】：解：A、若保持入射点O不动，将入射光SO顺时针旋转时，入射角增大时，根据反射定律知反射光线OA逆时针旋转，且逐渐增强．故A错误．B、由折射定律知，折射光线与入射光线同向旋转，则知光线OB顺时针旋转且逐渐减弱，故B错误．CD、由光路图知：入射角小于折射角，说明介质Ⅰ相对介质Ⅱ是光密介质，当入射角增大能发生全反射，故光线OB逐渐减弱且可能消失，故C正确，D错误．故选：C．【点评】：解决本题的关键要掌握折射率与入射角的关系、光的能量与入射角的关系，同时要掌握全反射的条件．4．（6分）一列简谐横波某时刻的波形图如图甲表示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图象B．若图乙表示Q点的振动图象，则波沿x轴正向传播C．若波速是20m/s，则图乙的周期是0.02sD．若图乙的频率是20Hz，则波速是10m/s【考点】：横波的图象；波长、频率和波速的关系．【专题】：振动图像与波动图像专题．【分析】：由波的传播方向判断甲图上质点的振动方向．根据振动图象t=0时刻质点的状态，在波动图象找出对应的质点，根据图象甲得出波长，再根据=λf求解即可．【解析】：解：A、由甲图看出，图示时刻质点P在平衡位置处且向下振动，而振动图象t=0时刻P的位移为零且向上振动，所以图乙不可能是图甲中P的振动图象．故A错误．B、若图乙表示Q点的振动图象，t=0时刻，Q点在平衡位置处向上振动，则波沿x轴正向传播，故B正确；C、根据图象甲可知，波长λ=1m，则周期T=，故C错误；D、若图乙的频率是20Hz，则波速v=λf=20m/s，故D错误．故选：B【点评】：本题考查理解和把握振动图象和波动图象联系的能力，找出两种图象之间对应关系是应培养的基本功．5．（6分）木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转．如果要通过观测求得木星的质量M，已知万有引力常量为G，则需要测量的量及木星质量的计算式是（）A．卫星的公转周期T1和轨道半径r1，B．卫星的公转周期T1和轨道半径r1，C．木星的公转周期T2和轨道半径r2，D．木星的公转周期T2和轨道半径r2，【考点】：万有引力定律及其应用．【专题】：万有引力定律的应用专题．【分析】：根据木星的某个卫星的万有引力等于向心力，列式求解即可求出木星的质量．【解析】：解：环绕天体绕着中心天体做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：G=m解得：M=即只能求解中心天体的质量；故要测量木星质量，需要测量其卫星的公转周期T1和轨道半径r1，故其质量为：故A正确，BCD错误；故选：A．【点评】：本题关键是根据木星的卫星做圆周运动的向心力有万有引力提供，列出方程，分析方程式即可看出要测量的量，涉及半径有星体半径和轨道半径，解题时要注意区分．6．（6分）一个同学在体重计上做如下实验：由站立突然下蹲．则在整个下蹲的过程中，下列说法正确的是（）A．同学处于失重状态，体重计的读数小于同学的体重B．同学处于失重状态，体重计的读数大于同学的体重C．同学先失重再超重，体重计的读数先小于同学的体重再大于同学的体重D．同学先超重再失重，体重计的读数先大于同学的体重再小于同学的体重【考点】：超重和失重．【分析】：失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度．【解析】：解：人先是加速下降，有向下的加速度，此时的人对体重计的压力减小，后是减速下降，有向上的加速度，此时的人对体重计的压力增加，所以C正确．故选：C．【点评】：本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了．7．（6分）如图表示洛伦兹力演示仪，用于观察运动电子在磁场中的运动，在实验过程中下列选项错误的是（）A．不加磁场时电子束的径迹是直线B．加磁场并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周C．保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径减小D．保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小【考点】：带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】：电子在匀强磁场中垂直于磁场运动时，由洛伦兹力作用下，提供向心力，从而做匀速圆周运动．【解析】：解：A、不加磁场时电子不受力，电子束的径迹是直线．故A正确；B、加磁场使磁场的方向与电子初速度的方向垂直，并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周．故B正确；C、电子受到的洛伦兹力提供向心力，则：所以：，保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径增大．故C错误；D、保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小．故D正确；本题选择错误的，故选：C【点评】：考查洛伦兹力对粒子的作用，掌握洛伦兹力不做功，及电子仅仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动．8．（6分）对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷．由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律．例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示点磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则下列关系式正确的是（）A．F=B．H=C．H=FqmD．qm=HF【考点】：磁感应强度．【分析】：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，运用类比思想，类比电场强度的定义公式E=列式分析即可．【解析】：解：题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，故：H=故选：B．【点评】：本题关键是读懂题意，运用类比思想理解题意，根据题意列式分析即可，基础题目．二、（非选择题共180分）9．（18分）某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用小灯泡上标有“3.8V0.5A”的字样，现有电压表（0～4.5V内阻约为3kΩ）、电源、开关和导线若干，以及以下器材：A．电流表（0～0.6A内阻约为1Ω）B．电流表（0～3A内阻约为0.25Ω）C．滑动变阻器（0～20Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）（1）实验中如果即满足测量要求，又要误差较小，电流表应选用A；滑动变阻器应选用C．（选填相应器材前的字母）（2）下列给出了四个电路图，请你根据实验要求选择正确的实验电路图C．（3）图1是实验所用器材实物图，图中已连接了部分导线，请你补充完成实物间的连线．（4）某同学在实验中得到了几组数据，在图2所示的电流﹣电压（I﹣U）坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，根据此电流﹣电压图线可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大（填“增大”、“不变”或“减小”），其原因是电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大，同时可以根据此图象确定小灯泡在电压为2V时的电阻R=5Ω．（5）根据此电流﹣电压图线，若小灯泡的功率是P，通过小灯泡的电流是I，下列给出的四个图中可能正确的是D．【考点】：描绘小电珠的伏安特性曲线．【专题】：实验题．【分析】：①电压表、电流表的选择原则是使指针偏转角大些好，应在三分之二左右偏转，若电路采用分压接法，则滑动变阻器选择小的，若限流接法则滑动变阻器阻值要大于待测电阻阻值；②本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接，由此可正确画出实验原理图；③根据小灯泡的伏安特性曲线，求出灯泡的电压、电流根据P=UI可以求出灯泡的实际功率．【解析】：解：①由小灯泡标有“3.8V、0.5A”字样可知，灯泡的额定电流为0.5A；因此电流表选择A；本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，故应选用变化范围较小的电阻，故选C．故答案为：A；C；（2）本实验应采用滑动变阻器的分压接法，同时，电流表应选择外接法；故选：C；（3）由原理图可得出对应的实物图如图所示；（4）I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数；由图可知，灯泡电阻随电压的增大而增大；原因是因为电压增大后，发热量高，从而使灯泡的温度升高；而灯泡电阻随温度的升高而增大；由图象可知，当电压为2V时，对应的电流为0.4A，由欧姆定律可知R==5Ω；（5）根据功率公式可知P=I2R；若电阻不变，功主与R成正比；但由于R随温度的升高而增大，故图象应为D；故答案为：（1）A；C（2）C；（3）见图（4）增大；电压升高使电流增大于是功率增大导致温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大；5（5）D【点评】：本实验考查了仪器选择、电路设计、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题，由I﹣U图象找出电压对应的电流，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键10．（16分）如图所示，MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨，相距为d=0.5m，M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻，导轨间有一根质量为m=0.2kg，电阻为r=0.5Ω的导体棒EF，导体棒EF可以沿着导轨自由滑动，滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好．整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T．取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计．（1）若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑，进入匀强磁场时速度为