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说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.考试时间120分钟.
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.下列说法正确的是
A.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜,在太阳光的照射下形成彩色水平干涉条纹
B.面积较大的光源使物体在光屏上的影子模糊不清,是光的衍射现象
C.凸透镜把阳光会聚成边缘带彩色的光斑,“彩色边缘”是光的干涉现象
D.照相机镜头在阳光下看上去呈淡紫色,是光的干涉现象
2.我国已建成的秦山和大亚湾两座核电站利用的是
A.放射性元素衰变放出的能量
B.人工放射性同位素衰变放出的能量
C.轻核聚变放出的能量
D.重核裂变放出的能量
3.一定质量的理想气体,经过不同过程从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ,已知状态Ⅱ的温度高于状态Ⅰ的温度,则在这些状态变化过程中
A.气体一定都从外界吸收热量
B.气体和外界交换的热量一定都相同
C.气体的内能变化量一定都相同
D.外界对气体做的功一定相同
4.如图1所示,在凸透镜L的左侧垂直主轴放置一物体AB,当用黄光照射物体AB时,恰在透镜L右侧光屏P上得一清晰像,现改用紫光照射物体AB,仍要在P上得清晰的像,下述哪些方法是可能的
A.保持物体AB和透镜L不动,将光屏P适当左移
B.保持物体AB和光屏P不动,将透镜L适当右移
C.保持光屏P和透镜L不动,将物体AB适当右移
D.保持透镜L不动,将物体AB适当左移,同时将光屏P适当右移
5.光滑的水平桌面上有一个静止的木块,一支枪以水平方向先后发射两颗质量相同、速度相同的子弹均穿过了它,两子弹分别从不同位置穿过木块时受到的阻力相同,忽略重力和空气阻力的影响,那么两颗子弹先后穿过木块的过程中
A.两颗子弹损失的动能相同
B.木块每次增加的动能相同
C.因摩擦而产生的热量相同
D.木块每次移动的距离不相同
6.某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。经降低电压后,再用线路接到各用户,设两变压器都是理想变压器,那么在用电高峰期,白炽灯不够亮,但用电总功率增加,这时
A.升压变压器的副线圈的电压变大
B.高压输电线路的电压损失变大
C.降压变压器的副线圈上的电压变大
D.降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大
7.两端封闭的均匀玻璃管,竖直放置,管内有一小段水银将气体分成上下两部分,体积分别为V上和V下,它们的温度均为T1.现将两部分气体的温度同时缓慢地升高到T2,在升温过程中
A.若V上>V下,则水银柱将向下移动
B.若V上<V下,则水银柱将向下移动
C.若V上=V下,则水银柱不动
D.无论V上、V下大小如何,水银柱都将向上移动
8. 图2为一简谐波在某一时刻的波形(实线表示),经过一段时间,波形变成图中虚线所示.已知波速大小为2
m/s,则这段时间可能是
A.1s B.2s C.3s D.7s
9.如图3所示,一竖直放置开口向上的均匀玻管内用水银柱封有一定质量的空气(可视为理想气体),水银与玻管间摩擦力不计,开始时玻管处于静止状态,当玻管竖直落下时,在最初的较短时间里
A.水银和玻管的加速度都等于重力加速度g
B.水银和玻管的加速度都不等于重力加速度g
C.水银的加速度在变大
D.玻管的加速度在变小
10.如图4所示,匀强电场的方向平行纸面由下至上,电场强度为E,匀强磁场方向垂直纸面由里向外,磁感应强度为B,速度为v0的带负电的粒子(重力忽略不计)以垂直于电场和磁场的方向射入场区,恰好不会发生偏转.则以下说法正确的是
A.若入射粒子的速度v>v0,而其他条件保持不变,则粒子将向上偏转、且速度减小
B.若使磁感应强度增大而其他条件保持不变,则粒子将向下偏转、且运动轨迹为抛物线
C.若使电场强度增大而其他条件保持不变,则粒子将向下偏转,且速度增大
D.若使粒子的带电量增大而其他条件保持不变,则粒子将向下偏转
第Ⅱ卷 (非选择题 共110分)
二、本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填写在题中的横线上.
11.按照玻尔氢原子模型,氢原子处于基态时,它的轨道半径r1=0.53×10-10
m,能量E1=-13.6 eV,那么此时电子的动能 = eV,电势能 = eV.(静电力常量k=9.0×109
N·m2/C2,基元电荷e=-1.60×10-19 C)
12.如图5所示是电饭锅的电路图,R1、R2是电热丝,S是温控开关,A、B两点接照明电路.电饭锅工作时有加热和保温两种工作状态.
(1)S闭合时,电饭锅处于
状态.
(2)若R1∶R2=9∶1,加热时电饭锅的电功率为1000 W,则保温时电饭锅的电功率是 W.
 
 13.一个n匝矩形线圈绕中心轴在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动时,将产生正弦交流电,设从线圈处于中性面位置开始计时,所产生交流电的电流——时间图像如图6所示,由图知交流电的电流最大值为I,周期为T,已知线圈的边长为l1和l2,则线圈运动过程中所受到磁场力的最大磁力矩M= ,在运动过程中磁力矩随时间t的变化规律是M= 。
三、本题共3小题,共20分.把答案填写在题中横线上或按要求作图.
14.(6分)用下列器材测定电阻约为10 Ω的小灯泡的伏特——安培特性曲线,要求加在灯泡两端的电压从零开始,实验器材有:电压表、电流表、电池、电键、待则灯泡、滑线变阻器、开关各1个,导线若干条.
(1)在方框中画出实验原理图.
(2)根据图7中的实物进行连线.

图7
15.(6分)如图8,用某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC,在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像被P2的像挡住,再到观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3 ,P4 ,记下P3、P4和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面交于D,量出该直线与AB面夹角为45°,则该透光物质折射率n=
,并在图中画出正确完整的光路图. 图8
16.(8分)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下实验器材.
A.精确秒表一只
B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个
D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知万有引力常量为G)
(1)两次测量所选用的器材分别为
、
.(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是
、
.
(3)用该数据写出半径R、质量M的表达式.
R=
,M=
.
四、本题共6小题,共75分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
17.(11分)一质量为m的物体,在一动摩擦因数为μ的水平面上受水平力F的作用做匀加速直线运动,现对该物体多施加一个力的作用而不改变它的加速度,问
(1)可能吗?
(2)若有可能,应沿什么方向施力?对该力的大小有何要求?(通过定量计算和必要的文字说明回答)

图9
18.(12分)一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内如图9所示。活塞的质量为30 kg,截面积为S=100
cm2,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气,开始使气缸水平放置,连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50
cm;经测量,外界气温为t=27 ℃、气压为p0=1.0×105 Pa,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下降了10
cm,再对气缸内气体缓慢加热,要活塞上升30 cm(g=10m/s2).求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)气缸内气体达到的温度
19.(12分)滑线变阻器常接成限流电路(如图10所示)和分压电路(如图11所示)设两电路的电源电动势皆为U,内阻不计,变阻器的总电阻皆为R0,而负载电阻皆为R.

图10
图11
(1)在这两种电路中,变阻器的额定电流分别至少是多大?
(2)求出限流电路中,负载电阻R的电压变化范围;
(3)在分压电路中,变阻器的滑动片c从a端移动到b端的过程中变阻器的bc部分中的电流最小值是多少?
20.(13分)在水平面上沿一条直线放两个完全相同的小物体A和B,它们相距S,在B右侧距B
2S处有一深坑,如图12所示现对A物施以瞬间冲量,使物体A沿A、B连线以速度v0开始向B运动。为使A与B能发生碰撞且碰撞之后又不会落入右侧深坑中,物体A、B与水平面间的动摩擦因数应满足什么条件?设A、B碰撞时间很短,A、B碰撞后不再分离.

图12
图13
21.(13分)如图13所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A静止释放,最后落在地面C点处,不计空气阻力。求:
(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大?
(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少?
(3)比值R/H为多少时,小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离最大值是多少?
22.(14分)如图14所示,空间存在水平向右的匀强电场E,直角坐标系的y轴为竖直方向,在原点O有一带正电量q的质点,初速度大小为v0,方向跟x轴成45°,所受电场力大小跟质点的重力相等,设质点质量为m,开始运动后它将到达x轴上的P点,求到达P点时的速度大小和方向.如果质点到达P点的时刻,突然使电场变为反向的匀强电场,并同时加一垂直纸面向里的匀强磁场,使得质点以后做匀速直线运动,那么此时电场的场强E′和磁场的磁感强度B′的大小分别是多少?(不计空气阻力).
图14
参考答案:
一、1.AD 2.D 3.C 4.ABC 5.CD 6.BD 7.D 8.ACD 9.BCD 10.AC
二、11.13.6,-27.2 12.(1)加热 (2)100 13.(1)nBIl1sin2
三、14.(1)实验原理图如下图所示(2分)

(2)实物连线图如上图所示(4分)
15.挡住P1、P2的像(1分)
挡住P1、P2的像和P3(1分)
(或1.41)(2分)
光路图如图(2分)

16.(8分)(1)A,BC(每空1分)
(2)周期T,物体重力F.(每空1分)
(3) (每空2分)
四、17.(11分)解答:(1)有可能(2分)
(2)设在前进方向施加一个斜向下的推力F1,如图所示,F1与前进方向夹角为θ,如果F1cosθ=μF1sinθ(3分)
θ=arctg
(1分)
则物体在水平方向所受合力不变,加速度不变,(物体在竖直方向始终平衡).
设在物体前进方向的反方向施加一个斜向上的拉力F2,如图所示,F2与前进反方向夹角为α,物体在竖直方向上要保持平衡必须满足
≤mg
(2分)
在水平方向必须满足F2cosα=ΜF2sinα
α=arctg
(2分)
则物体在水平方向所受合力不变,加速度不变.所以F2的大小应满足条件
F≤
(1分)
18.(13分)解:(1)气缸水平放置时,由于活塞处于平衡状态有p1·S=p0·S.气缸内气体压强p1=p0=1.0×105
Pa (1分)
将气缸竖直放置稳定后,缸内气体压强为p2,体积为V2,设k是弹簧的劲度系数
(2分)
(1分)
气缸缓慢移动意为温度不变,根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
(1分)
代入数据可解出k=500 N/m (1分)
(2)对气体缓慢加热后,活塞上升30 cm,气体温度为T3,压强为p3,体积为V3,
p3=p0+
(2分)
(1分)、
T1=300 K (1分)
由气态方程
(1分)
K
可解出
(1分)
或t=315 ℃
19.(12分)解:(1)在限流电路中,c非常靠近a端时,变阻器的电流最大,这时I= ,所以额定电流至少是 (2分);在分压电路中,c非常靠近a端时,变阻器的电流最大,这时I= + (2分),所以额定电流至少为 + .
(2)滑动片c滑到a点,R的电压最大,且U大=U (1分)
滑动片c滑到b点,R的电压最小,且U小应满足下式:
(1分)
∴U≥UR≥RU/(R+R0)
(1分)
(3)设变阻器bc部分电阻为x,则ac部分的电阻为R0-x.
R与bc电阻并联电阻为R1=Rx/(R+x)
外电路的总电阻为R2=R0-x+ (1分)
则bc间的电压:
(1分)
∴Ubc= (1分)
∴
(2分)
所以x=R0/2时,Ibc最小,且最小值Imin= (1分)
20.(13分)解:设物体A、B的质量均为m,它们与地面间动摩擦因数为μ,若使A、B能够碰撞须有A开始的动能大于克服摩擦力做的功,即
(1)(1分)(式中写等号的不给分)
解出μ<
(2)(1分)
设A与B碰撞之前瞬间的速度为v1,碰撞后A、B共同的速度为v2,由动能定理:
(3)(2分)
解出:
(4)(1分)
由动量守恒定律:mv1=2mv2
(5)(2分)
解出:v2=
(6)(1分)
A、B碰撞后一起以v2开始运动,不落入深坑中的条件是它们的动能小于克服摩擦力做的功即
(7)(2分)
由(4)、(6)、(7)解出:μ> (2分)
∴要满足题目要求,物体与地面间动摩擦因数μ必须满足:
(1分)
21.(13分)解:(1)小球沿圆弧做圆周运动,在B点由牛顿第二定律有
①(2分)
而由A→B,由机械能守恒有
②(2分)
由①、②可解得NB=3 mg
③(1分)
(2)小球离B点后做平抛运动,抛出点高为H-R,
竖直方向有 H-R=
④(1分)
水平方向有 S=vB·t
⑤(1分)
由②可解得 vB=
⑥(1分)
解④、⑤、⑥可得水平距离 ⑦(1分)
(3)由⑦得 2⑧(2分)
由⑧知: 时,即 时,S有最大值
(2分)
22.(14分)解:(1)把初速度v0沿x、y轴正交分解为vox和voy如下左图所示

则vox=voy=v0/ 而ax=g (1分),ay=g (1分)
质点在竖直方向做竖直上抛运动,在水平方向做匀加速直线运动设到P点所经时间为t,末速度为vp,它沿x、y轴的分速度为vx、vy,如上右图所示
则
(2分)
(方向向下)
(2分)
(2分)
在P点的速度大小:
(1分)
设vp跟x轴夹角为θ,则 arctg (1分)
(2)电场力qE′,重力mg和洛伦兹力f=qvpB′的方向如图所示,三者合力为零,所以电场力qE′和mg二者的合力f′跟洛仑兹力f方向相反而大小相等
由图知qE′=mgtgθ
∴
(1分)
(1分)
可求出cosθ=
(1分)
所以
(1分)
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