内容正文:
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写
清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦千
净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符
合题目要求。
与轻绳等长且与天花板的夹角均为30°。若某时刻剪断轻绳,则此瞬
aaa版,
1.现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼,如图1所示。静止时弹簧
309
间灯笼的加速度大小为(已知重力加速度为g)
A.g
B.
38
C.
D
6¥
图1
2.如图2甲所示,在平静的水面下深h处有一个点光源S,它发出的两种不同颜色的a光和b光在水
面上形成了一个有光线射出的圆形区域,该区域的中间为由α、b两种单色光所构成的复色光圆形区
域,周围为环状区域且为a光的颜色(见图乙),以下说法正确的是
a光的单色光区域
复色光区域
图2
A.在同一装置的双缝干涉实验中,a光条纹间距比b光窄
B.若b光照射某金属能产生光电效应现象,则α光照射该金属也一定能产生光电效应现象
C.由点光源S垂直水面发出的光,a光在水中的传播时间比b光短
D.a光子的动量较大
3.人形机器人的合成肌肉,可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲等动作。如图3所示为合成
肌肉做成的“手臂”cd,d端固定一滑轮,c端固定于墙壁。足够长的细绳绕过滑轮,
一端连接质量为m的物体b,另一端固定于墙壁a点。c和e为类似于人手臂的关节。
设cd与竖直墙壁aC夹角为0,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是
A.若保持0=90°,增大cd长度,细绳对滑轮的作用力始终沿dc方向
图3
B.若保持0=90°,增大cd长度,细绳对滑轮的作用力变小
C.若保持ac等于ad,增大cd长度,细绳对滑轮的作用力始终沿dc方向
D.若日角从90逐渐变为零,则细绳对物块的拉力先增大后减小
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4.已知质量分布均匀的球壳对内部任一质点的万有引力为零。若将地球视为质量分布均匀的球体,半
径为R,且不计地球自转。设地球表面上方高R处的重力加速度为g1,地球表面下方深0.5R处的
重力加速度为82,则为
A.1
c
5.如图4所示,竖直平面内有竖直方向的匀强电场(图中未画出)和竖直放置的光屏。光屏左侧水平
距离为L处的S点放置点光源和不带电的小球A(可视为质点)。质量为m的带电小球B贴着光屏
向下运动,当B与点光源在同一高度时,以水平速度:抛出小球A,发现A的影子总与B重合。已
知重力加速度为g,不计空气阻力及光屏对B球的摩擦力,以下说法正确的是
A.小球B受到的电场力方向竖直向上,且电场力大小为F=图
2
B.小球B做匀加速直线运动
C.小球A、B相遇时的速度相同
D.B球开始运动时的速度为m=
图4
2vA
6.在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中有一个粒子源,可以发射不同比荷、不同速
度的带正电粒子(重力不计)。已知所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等。如
图5所示,某一时刻粒子源水平向右发射第一个粒子后,间隔△:=m后在同一平面竖直向上发射
8gB'
第二个粒子(未画出)。发现第一个粒子在回到初始位置之前和第二个粒子在回到×。×××
初始位置之前在磁场中恰好相碰。若第一个粒子发射的初速度为v、质量为m、电××××
荷量为q,则第二个粒子的速度为
t品
B音
XXXx
图5
7.如图6所示,竖直平面内的xOy坐标系中,x轴上固定一个电荷量大小为Q的点电荷A,y轴上固定
一根足够长的光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处),将一个重力不计的带电圆环B
(可视为质点)套在杆上。现将圆环分别从P点与N点(图中未画出)静止释放。从P点释放时,
圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做半径为R、周期为T的匀速圆周运动:从N处释放时,圆
环从0处离开细杆后恰好绕点电荷Q做椭圆运动(类比行星运动),周期为2√2T。若规定无穷远处
电势为零,点电荷产生的电势公式=0(:为到点电荷的距离)。则下列说法正确的是
A.A与B的电性相同
B.B从P点到O点运动的过程中电势能一直增大
细
C.P0间距为√3R
杆
D.N0间距为√14R
图6
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二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合
题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.如图7所示,一个边长为L=5cm、匝数N=40(匝)的正方形
线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动,磁
感应强度为B=5T,线圈转动的角速度w=10πrad/s,闭合回路
中两只灯泡均能发光。下列说法正确的是
A.插人电感器L的铁芯时,灯泡L2变暗
B.增大电容器C两极板间的距离时,灯泡L,变亮
L☒L☒
C.增大线圈转动的角速度ω时,灯泡L,变亮,灯泡L2变暗
图7
D.从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=
5mcos 10mt(V)
9.如图8所示,由相同材料制成长度都为L的四个金属条,每个金属条的电阻均为「,用光滑轻质铰
链将金属条连成导体框ABCD,金属条质量可以忽略不计,将A处带孔饺链套在竖直墙上的水平转
轴上,空间有垂直墙面水平向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。收拢金属条使
之成为水平长条状,在C处用轻质绝缘细绳挂上质量为m的重物,拉直细绳,无初速度释放重物。
如图乙所示,当金属条BC与CD夹角为120时,重物的速度大小为v。重力加速度为g,则下列说
法正确的是
A.当金属条BC与CD夹角为120时,金属框中的感应电流方
向为逆时针
B-
B.当金属条BC与CD夹角为12O时,金属杆BAD受到的安培
力方向竖直向上
甲
C.从重物开始下落到金属条BC与CD夹角为120°过程中,金
图8
展根产生的焦耳热Q=mgl一m
D.从重物开始下落到金属条BC与CD夹角为120°过程中,通过金属框中的电荷量为g=5BC
8r
10.如图9甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,质量为m的物体A以速度o向右运动压缩
弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x;现让该弹簧一端连接另一物体B(如图乙所示),静止在光滑
水平面上,物体A以2的速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x。已知整个过程
弹簧处于弹性限度内,则
秀
乙
图9
A.弹簧压缩量为最大值x时的弹性势能为m后
B.物体B的质量为号
C.乙图中,弹簧重新恢复原长时,物体B的动量大小为mw
D.乙图中,从A接触弹簧到弹簧压缩量最大所经历的时间为,则时间1内B的位移为}(2,一-)
第3页,共6页
三、非选择题:共5小题,共57分。
11.(7分)杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波
长”实验中,实验装置如图10所示。
光源凸透镜单缝双缝
拨杆遮光简
毛玻璃
目镜
测量头
图10
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互
(填“垂直”或“平行”)放置。
(2)实验需测量的相邻条纹间距△x指的是下列图中的
亮条纹
暗条纹
(3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图11所示,
在这种情况下测量相邻条纹间距△x,则波长入的测量值
(填“大于”
图11
“小于”或“等于”)真实值。
12.(9分)某物理爱好者设计了一个三挡位(“×1”“×10”“×100”)的欧姆表,其内部结构如图12
所示,K为单刀三掷开关,R为调零电阻,R、R,、R为定值电阻,表头G的满偏电流为I,、内
阻为R。,干电池的电动势为E、内阻为「。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)欧姆表的两只表笔中,
(填“a”或“b”)是黑表笔
©人R
(2)某次测量时,欧姆表的挡位为“×10”,读数时发现指针偏转角度太
R
大,则应将挡位调为
(填“×1”或“×100”)。
E.r
(3)若从“×10”挡位换成“×100”挡位,再进行欧姆调零时,调零电阻
R的滑片应该
(填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×100”挡位进行欧姆调零后,在ab两表笔间接人阻值为45002
图12
的定值电阻R,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的;取走R,在
3
b两表笔间接人待测电阻R,稳定后表头C的指针偏转到满偏刻度的亏,则R,=
第4页,共6页
13.(10分)如图13所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m=1kg的活塞密封一部分
理想气体,活塞横截面积为S=0.01m2,能无摩擦地滑动。将整个装置放在大气压恒为Po=1.0×
10Pa的空气中,开始时容器内气体的温度为。=27℃,气柱的高度为h=0.5m。当容器内气体从
外界吸收一定热量后,气体内能增加1400J,活塞缓慢上升△h=0.2m后再次平衡。已知重力加速
度大小为g=10m/s2,取0℃=273K。求:
(1)再次平衡时容器内气体的温度(用热力学温度表示);
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
777777
图13
14.(13分)如图14,质量为M=1kg、长度为L=1.2m的薄木板静置于光滑水平地面上,半径为R=
0.75m的竖直光滑圆弧轨道固定在地面,轨道底端与木板等高,轨道上端点和圆心连线与水平面
成37°角。质量为m=3kg的小物块A以o=8m/s的初速度从木板左端水平向右滑行,A与木板间
的动摩擦因数为μ=0.5。当A到达木板右端时,两者未共速,木板恰好与轨道底端相碰并被锁定,
同时A沿圆弧切线方向滑上轨道。待A离开轨道后,可随时解除木板锁定,解除锁定时木板获得
的速度大小为碰撞前瞬间速度大小的?、方向相反。g取10m3,√而取3.2,m37°=0,6,
c0s37°=0.8。
(1)求物块A从木板左端滑至木板右端的时间;
(2)求物块A到达圆弧轨道最高点时受到轨道的弹力大小:
(3)物块A运动到最大高度时,解除木板锁定。请判断物块A能否落到木板上(不考虑物块的反
弹),若能,求出落点离木板右端的距离;若不能,请通过计算说明原因。
01370
图14
第5页,共6页
5.(8分)如图15所示,真空室里足够大的光滑水平桌面内建立一直角坐标系,整个空间有垂直于
桌面向上,磁感应强度为B的匀强磁场,第一象限内有水平向右的匀强电场。光滑挡板OC与x轴
重合且C处有一小孔,位置坐标为(L,0),足够长的光滑挡板0D与x轴负方向夹角为0=30°。有
一质量为m、电荷量为q(9>0)的微粒从图中A点以某一初速度出发能沿直线运动并穿过C处小
孔。已知第一象限内磁感应强度与电场强度大小之比为,江且微粒与0C挡板能发生弹性碰撞,
与OD板每次碰撞时动能损失75%,不计碰撞中微粒质量和电荷量的变化。求:
(1)微粒在第四象限内运动的时间;
(2)若微粒在OD板上撞击的位置距原点最近点为E点,最远点为F点(图中均未画出),求E点
和F点的坐标;
(3)将整个空间磁场变为等大反向,并加上沿y轴正向的匀强电场,磁场强度与电场强度大小之
此仍为3m
。一质量为m、电荷量为q(9>0)的微粒一号在第(2)问中的F点静止释放,国
153m
个质量为m不带电的微粒二号从O点以某一初速度沿水平桌面射出,经过,=
后两者相遇,
8gB
且此时微粒一号首次运动到距x轴最远位置,求微粒二号运动的轨迹方程。
图15
第6页,共6页■■■■
物理参考答案
选择题:共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要
求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的给5分,选对但
不全的给3分,有选错的给0分。
题号
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
分
D
B
ACD
CD
BCD
【解析】
1.2Tsin30°=mg,求得T=mg,剪断轻绳瞬间,弹簧弹力不会瞬间突变,所以弹簧弹力与
重力合力与轻绳的拉力等大反向,则瞬时加速度为a=
=g,故选A,
m
2.在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射,入射角等于临界角C,a光在水面
上形成的圆形亮斑面积较大,可知a光的临界角较大,根据sinC=,水对a光的折射率
比b光小,则在真空中,a光的频率较小,波长较长,动量较小,故D错误。在同一装置
的杨氏双缝干涉实验中,根据△x-号,因为a光波长长,则a光条纹间距比b光宽,故
A错误。因为a光的频率较小,若用b光照射某种金属均可以发生光电效应现象,a光则
不一定,故B错误。根据0=片因a光的折射率比b光小,则a光在水中的速度较大,
则由点光源S垂直水面发出的光,a光在水中的传播时间比b光短,故C正确。
3.保持0=90°,增大cd长度,则∠adb变小,绳中张力大小不变,则细绳对滑轮的合力增
大,细绳对滑轮的力沿∠adb的平分线,故A、B错误。保持ac等于ad,∠acd=∠adc=∠cdb,
即dc为∠adb的角平分线,绳中张力不变,方向沿着dc,故C正确。日从90°逐渐变为零,
细绳对物块的拉力始终等于物块的重力,故D错误。
4.设地球的质量为M,密度为P,由于质量分布均匀球壳对其内部任一质点的万有引力为零,
可知地球表面下方深0.5R处的重力加速度相当于半径为R的球体产生的重力加速度,根
2
据GMm
感又Mp得-,解得易一,在地球表面上方商R处,
2
第1页,共8页
▣■口■■
根据万有引力等于重力得G,Mm
R=mg·解得名=48,联立可得总-放选B。
1
5.A球做平抛运动,则有%=28、x=0,小球落地前S点、A球、B球三者始终保
1
特在一条直线上,根据相似定角形可得心=光,可得=丛L=2一乙三弘,可知】
XA
球做匀速直线运动,1=L
UA
,电场力与重力平衡,F=mg,故D正确,A、B错误。
相遇时小球A、B的速度方向不同,故C错误。
6.根据题意,画出粒子的运动轨迹,设第一个粒子的运动时间为4,第2个粒子的运动时间
3
为,则有=仙+5,灯=20B
2=
,联立可得
2g,B
m=一二8qB,则有-,m
ta=202B
924q
由于所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周
运动的半径均相等。则有阳?治,解得心=千。,放选B
4
11
7.库仑力要提供向心力故AB带异种电荷,异种电荷靠近,电场力做正功,故电势能减小,
故A、B错误。圆环圆周运动过程有=m二,圆环从P点静止释放到0点过程有
R2
R
4R.R
m,解得R=2R,则有P0=V(2R}-R2=5R,故C正确。若将圆
环从杆上的N处由静止释放,圆环从O处离开细杆后绕点电荷Q的运动周期变为2√2T,
R+R
R
2
此时圆环将绕点电荷做椭圆运动,令其距离点电荷的最远距离为R,则有
(222
解得R2=3R,在O点与距离点电荷最远点有,R=R2,圆环从椭圆的O点运动到距离点电
O
1
荷最远点,有
m心-方m,解得m-32:圆环从N处由静止释放
221
4R
到运动到0点过程,有9是是2m,解得R银,则有
NO=V(4R)}-R2=√5R,故D错误。
第2页,共8页
▣■口■■
8,插入电感器L的铁芯时,线圈的自感系数变大,线圈的感抗R,=®L变大,对交流电流的
阻碍作用增大,灯泡L2的电流减小,灯泡L,变暗,故A正确。增大电容器C两极板间的
距离时,由电容的决定式C。,可知电容器的电容减小,电容器的容抗风=增大】
C
电容器对交流电流的阻碍作用增大,灯泡L,的电流减小,灯泡L,变暗,故B错误。增大
线圈转动的角速度ω时,容抗减小,感抗增大,故L,变亮,L,变暗,故C正确。感应电
动势的最大值E=NBS0=40×5×25×10×10πV=5πV,则有从图中位置开始计时,感
应电动势的瞬时值表达式为e=E sin(90°+a)=5πcos10t(V),故D正确.
9.金属条构成的线框由水平长条状到BC与CD夹角为120过程中面积一直在增大,根据楞
次定律感应电流的方向为顺时针,金属杆BAD受到的安培力方向竖直向下,故A、B错误。
根据能量守恒,系统减小的重力势能转化为重物的动能和金属框的焦耳热,即
mgL=Q+m,解得Q=gL-m,放C正确。从重物开始下落到金属条BC与CD
△
夹角为120°过程中,金属框中磁通量的变化量4中3旺,根据9行
一,所以
2
9=38
,故D正确。
8r
10。图甲中,根据能量守恒得三,一m心,故A错误。图乙中,弹簧最大压缩量相同,此时弹
性势能等于图甲中弹性势能,以2。为正方向,对图乙中AB物体有,由动量守恒定律得
m…2,=m+m加,由能量守恒定律得,m(20厂=2m+m,心+,解得m,=了m
3
D=2,故B正确。A、B组成的系统动量守恒,设弹簧重新恢复原长时A的速度大小
为)A,B的速度大小为⑦a,以向右为正方向,由动量守恒定律得m·2v。=m”+mg,
由机械能守恒定律得%,2a,广-%安+号元,解得,-、-3刘,所以物体B
的动量大小为P=m。,故C正确。A、B之间的位移关系Lg=L,-x,由动量守恒定律
得m2o,=m,0+m,等式两边对时间累加可得2mw,=mL+3mL,解得
4,=(2,-),故D正确。
4
第3页,共8页
口■■■口■口
非选择题:共5小题,共57分。
11.(除特殊标注外,每空2分,共7分)
(1)平行
(2)C
(3)大于(3分)
12.(除特殊标注外,每空2分,共9分)
(1)b
(2)×1
(3)向上
(4)2000(3分)
【解析】(1)欧姆表内部电流从黑表笔流出,经待测电阻后,从红表笔流进欧姆表,黑表
笔与内部电池正极相连,红表笔与内部电源负极相连,因此图中b是黑表笔。
(3)从“×10”挡位换成“×100”挡位,即开关K从2拨向1,满偏电流由I2变成11,
欧姆调零电阻由R:变成RW:,根据闭合电路欧姆定律有
E=(R调2+r)+I,(+R)、E=1(R1+r)+IR,又12>1,则R零2<R1,
即调零电阻接入电路的阻值增大,因此滑片向上滑动。
(4)根据闭合电路的欧姆定律,在“x100”挡位进行欧姆调零,则1,=
,在a、b两
表笔间接入阻值为45002的定值电阻R,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的2,则
5
E
头=见中风)在a,6两表笔同接入待测电阻R,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻
度的2,则R+
3
E
,联立解得R,=4R,则有R,=20000。
5
13.(10分)
解:(1)气体进行等压变化,则由盖吕萨克定律得
Yo=y
①
T。T
即hS=h+△h)S
②
6+273T
第4页,共8页
■■■
解得T=420K
③
(2)此过程中气体对外做功
W=F△h=pS△h
④
对活塞分析得pS=PS+mg
⑤
由热力学第一定律△U=Q-W
⑥
此过程中容器内气体吸收的热量为Q=1602J
评分标准:本题共10分。正确得出②、④、⑤式各给2分,其余各式各给1分。
14.(13分)
解:(1)设物块A从木板左端滑至木板右端的时间为
对物块A:x=-284
①
1,mg2
对薄木板:饭=2M
②
又x4一x板=L
得1=0.2s
③
(2)设物块A滑上圆弧轨道时速度为?4,物块A到圆弧轨道最高点时速度为巴,轨道对
物块的弹力为F、
04=%-g
④
物块A从轨道最低点到最高点,根据动能定理有
-ngR+Rsin37门=m-m
3
⑤
物块A到达圆弧轨道最高点时,根据牛顿第二定律有
F+mg sin37°=m
⑥
R
得F=82N
⑦
(3)设物块A抛出时速度?,的水平和竖直分量分别为V,和”,
0,=0sin37°,0,=,cos37
⑧
斜抛过程物块A上升时间
第5页,共8页
■■■■
4=2=0.45
⑨
物块A距离地面最大高度
=R(1+sin37)+
-20
⑩
2g
假设物块A能落到木板上,物块A从最高点至落到木板上所用时间为
1
则H=25
物块A从离开轨道至落到木板上水平距离为
s4=0(2+4)
①
该过程木板运动的距离为$饭=
5 umgt
@
6 M
设物块A落点离木板右端距离为d
d=s4-Rc0s37°-5板=0.92m<1.2m
B
所以假设成立,物块A能落在木板上,且落点离木板右端距离为0.92m。
评分标准:本题共13分。正确得出①~⑧式各给1分。
15.(18分)
解:(1)微粒在第一象限内做匀速直线运动:q0B=qE
①
由磁感应强度与电场强度大小之比为3加,得到口=9BL
②
aBL
3m
代入gpB=m二,得到r=与
如图,由OC长度为L知微粒在第四象限内运动的时间
3π
t=2T=
3mm
①
2π
2gB
(2)由r=
3
,如图分析可知:OE的长度为OE=
3
结合夹角为0=30°知E点坐标为(兰L,)
6
第6页,共8页
与0D板每次碰撞后动能损失75%,知速度大小变为碰前
由goB=m文得到r=m
知等比数列通项为,=且万=号
故0F=万+2·2+2斯
⑥
代入数据得OF=L
故F点坐标为(5
L,L)
⑦
2
(3)微粒二号不带电且在水平面上,所以做匀速直线运动。
如图分三个运动阶段先求出P点坐标:
0F段:由2)间知长度=
2
FQ段:经分析知:F到2做匀加速直线运动,加速度a=9Esin日
当运动至2点垂直于挡板方向满足g心。B=qEcos0时,微粒即将离开挡板,由v2=2as,
v=at
联立解得x方向、y方向的分位移及时间:
mE cos20√5
mE cos20 1
2gB2 tan0 8
L,yrQ=
2gB2
=。L,=
V3m
8
⑧
qB
QP段:脱离挡板后,x方向由动量定理得
q',B·△M=m△D
有2qD,B·△t=mE△o
即qB·yar=mDp-mos
Q到P点,由动能定理得
联立上式解得o=mE(6i如'0+如)=
9B2
⑨
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口■■■口■■
同理,y方向由动量定理得
qB·xo-9E·te=mo@-0
73m
其中te=ta-tpe=8gB
得xor=
8
⑩
又由xop=xoe+xo+xgr=V5L
yu-ya +ynt
代入数据0=30°,磁感应强度与电场强度大小之比为3m
qBL
得到微粒二号轨迹方程为y=c=-位x,即y=-75
①
24
评分标准:本题共18分。正确得出①、②、③、①式各给1分,其余各式各给2分。
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