（物理）
（2013.05）
一、单项:本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意。
1．赤道上方带负电的雷雨云通过建筑物的避雷针放电，形成竖直方向的电流，则此电流受地磁场的安培力方向为
A．向西 B．向南
C．向北 D． 向东
2．某运动员做跳伞运动，打开伞前可视为自由落体运动，伞打开后先做减速运动，最后做匀速运动，取竖直向下为正方向。在整个运动过程中，运动员的速度v、加速度a 随时间t 变化的图象符合事实的是
3．如图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为l : lO ，降压变压器的副线圈接有负载R，升压、降压变压器之间的输电线路的电阻不能忽略，变压器均为理想变压器，升压变压器左侧输人如图乙的交变电压，下列说法中正确的是
A．交变电流的频率为100Hz
B．升压变压器副线圈输出电压为22V
C．增加升压变压器副线圈匝数可减少输电损失
D．当R 减小时，发电机的输出功率减小
4．如图甲，真空中有一半径为R 、电荷量为＋Q 的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x 轴上各点的场强随x变化关系如图乙，则
A．x2处场强大小为
B．球内部的电场为匀强电场
C．x1 、x2两点处的电势相同
D．假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处和从R移到x1处电场力做功相同
5.如图，静止在光滑地面上的小车，由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成（它们在B处平滑连接），小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压时，其示数为正值，当传感器被拉时，其示数为负值。一个小滑块从小车A点由静止开始下滑至C点的过程中，传感器记录到的力F随时间t的关系图中可能正确的是
二、多项：本大题共4小题，每小题4分，共16分.每小题有多个选项符合题意，全
部选对的得4分。选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.
6. 2013 年2 月15日，俄罗斯车里雅宾斯克州发生陨石坠落事件。据俄科学院估计，陨石以不低于54000 公里的时速（即15km/s ）进人大气层。陨石在靠近地球但未进入大气层之前，以下说法正确的是
A．机械能越来越大
B．加速度越来越大
C．速度越来越大
D．若速度方向合适，陨石可被地球俘获绕地球做匀速圆周运动
7．如图D1、D2 是两只相同的灯泡，L 是自感系数很大的线圈，其直流电阻与R 的阻值相同。关于灯泡发光情况正确的是
A．当S1接a 时，闭合S , D1将逐渐变亮
B．当S1接a 时，闭合S 待电路稳定后再断开，D1先变得更亮， 然后渐渐变暗
C．当S1接b 时，闭合S , D2 将渐渐变亮
D．当S1接b 时，闭合S 待电路稳定后再断开，D2 先变得更亮，然后渐渐变暗
8．如图，虚线M N 上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B 1 ，带电粒子从边界M N上的A 点以速度v0 垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界M N上的B 点射出。若在粒子经过的区域PQ 上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2 ，让该粒子仍以速度v0 从A 处沿原方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN 上的B’点射出（图中未标出），不计粒子的重力。下列关于粒子的说法正确的是
A. B’点在B 点的左侧
B．从B’点射出的速度大于从B 点射出的速度
C． 从B’点射出的速度方向平行于从B 点射出的速度方向
D．从A 到B’的时间小于从A 到B 的时间
9 ．如图，弹簧的一端固定在水平面上，另一端与质量为1 Kg的小球相连，小球原来处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2s 弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1 m/s, 整个过程弹簧始终在弹性限度内, g 取10 m/S2。则
A．弹簧的劲度系数为l00 N / m
B．在0～0.2s 内拉力的最大功率为15W
C．在0～0.2s 内拉力对小球做的功等于l.5J
D．在0～0.2s 内小球和弹簧组成的系统机械能守恒
三、简答题：本大题分必做题 ( 第10, 11题 ) 和选做题 ( 第12题 )两部分，共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置。
10. ( 8 分）某同学设想用如图甲的装置来测量滑块与导轨间的动摩擦因数。在气垫导轨上安装了两光电门l 、2 ，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
( l) 用游标卡尺测光电门遮光条的宽度d ，图乙中游标卡尺读数为 ▲ cm 。滑块在轨道上做匀变速运动时，先后通过光电门l 、2 所用的时间分别为t1、t2，两光电门间的距离为L ，用d 、t1、t2 、L 表示滑块运动的加速度a为 ▲
（2）要使细线中拉力近似等于钩码重力，滑块质量M 与钩码质量m 应满足 ▲ 关系。
(3)满足（2 ）后，调整气垫导轨水平，断开气源时，测得滑块在轨道上运动的加速度为a1; 不改变钩码的质量，接通气源，测得滑块在轨道上运动的加速度为a 2 ，用“a1、a2 、g 来表示滑块与导轨间的动摩擦因数μ为 ▲ 。
11.( 10 分) 如图甲为欧姆表电路的原理图，某兴趣小组认为欧姆表内部（图中虚线框内）可等效为一电源，设计如图乙的电路来测量欧姆表某挡位的电动势与内阻。具体操作如下：
R/KΩ0.51.01.52.02.53.0
I/mA1.481.201.030.860.740.67
0.680.830.971.161.351.49
( l ）将欧姆表的选择开关旋至某挡位，A 、B 两表笔短接，调节调零旋钮使指针指在电阻零刻度；
( 2 将毫安表与滑动变阻器R 按图乙连接好；
( 3 ）调节滑动变阻器R 滑片的位置，读出毫安表和对应的欧姆表读数，把测量的多组数据填人下表。
试完成下列内容：
① 图甲中A 是 ▲ （选填“红”、“黑” ）表笔
② 根据表中的数据，画出1/I--R关系图像；
③ 由所绘图像得出该挡位的电动势为 ▲ V ,
内阻为 ▲ Ω ；
④ 本实验所测电动势的值 ▲ （选填“> ”、“= ” 、或“< " ）理论值。
12.【选做题】本题包括A、B和C三小题，请选定其中两题，并在答题卡相应的答题区
域内作答。若多做，则按A、B两小题评分。
A.[选修3一3](12分)
( 1 ）下列说法正确的是 ▲
A．同种物质可能以晶体或非晶体两种形态出现
B．冰融化为同温度的水时，分子势能增加
C．分子间引力随距离增大而减小，而斥力随距离增大而增大
D．大量分子做无规则运动的速率有大有小，所以分子速率分布没有规律
( 2 ）已知二氧化碳摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ 。现有该状态下体积为V 的二氧化碳，则含有的分子数为 ▲ 。实验表明，在2500m深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。将二氧化碳分子看作直径为D的球，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为 ▲
( 3 ）如图，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，内能增加了10J。已知该气体在状态A 时的体积为1.0×l0 -3 m3。求：
① 该气体在状态B 时的体积；
② 该气体从状态A 到状态B 的过程中，气体与外界传递的热量。
B．[选修3一4 ] ( 12分 )
( l ）下列说法正确的是 ▲
A．做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定
B．火车若接近光速行驶，我们在地面上看到车厢前后距离变小而车厢的高度不变
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象
( 2 ）一简谐横波以1 0m/s的波速沿x 轴正方向传播。已知t = 0 时刻的波形如图，则x=0 处质点振动方向 ▲ (“沿y 轴负方向”或“沿y 轴正方向”)，从t =0开始计时，x=2m 处的振动方程为
y= ▲ cm 。
( 3) 如图是一个透明圆柱介质的横截面，B 、C 为圆上两点。一束单色光沿AB 方向入射，从c 点射出，已知∠ABO＝∠BOC = 1200 ，真空中光速c = 3×108m/s 。求：
① 光在介质的折射率n
② 光在介质中传播速度v 。
C．[选修3一5 ] (12分)
( l ）下列说法正确的是 ▲
A．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光的强度太弱
B．德布罗意认为一切物体都具有波粒二象性
c.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收能量
D．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与温度有关
( 2 ）核电池又叫‘放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5000年。燃料中钚（ ）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：① 用氘核（ ）轰击铀（ ）生成镎（ ）和两个相同的粒子x ，核反应方程是 ; ②镎（ ）放出一个粒子Y 后转变成钚（ ) ，核反应方程是 。则x 粒子的符号为 ▲ ; Y 粒子的符号为 ▲ 。
（3）如图甲，光滑水平面上有A 、B 两物体，已知A 的质量为2 Kg，A 以一定的初速度向右运动，与B 发生正碰后粘在一起向右运动，它们位移时间图像如图乙求：
① 物体B 的质量；
②AB碰撞过程中损失的机械能。
四、：本题3 小题，共47 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演
算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位．
13. ( 15 分）如图甲，有两根相互平行、间距为L的粗糙金属导轨，它们的电阻忽略不计
在MP之间接阻值为R 的定值电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ。在efhg矩形区域内有垂直斜面向下、宽度为d 的匀强磁场（磁场未画出），磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙。在t = 0 时刻，一质量为m 、电阻为r 的金属棒垂直于导轨放置，从ab 位置由静止开始沿导轨下滑，t = t0 时刻进人磁场，此后磁感应强度为B0 并保持不变。棒从ab
到ef 的运动过程中，电阻R 上的电流大小不变。求：
（1）0～t0时间内流过电阻R 的电流I 大小和方向；
(2) 金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(3）金属棒从ab 到ef 的运动过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q 。
14. ( 16 分）如图，长l = lm 、厚度h =0.2m 的木板A 静止在水平面上，固定在水平面上半轻r=1.6m 的四分之一光滑圆弧轨道PQ ，底端与木板A 相切与p点，木板与圆弧轨道紧靠在一起但不粘连。现将小物块B 从圆弧上距p点高度H=0.8m 处由静止释放，已知
A、B 质量均为m = lkg , A 与B 间的动摩擦因数μ1=0.4 , A 与地面间的动摩擦因数
μ2=0.1， g 取10m/s2 。求：
( l ) 小物块刚滑到圆弧轨道最低点P处时对圆弧轨道的压力大小；
( 2 ）小物块从刚滑上木板至滑到木板左端过程中对木板所做的功；
( 3 ) 小物块刚落地时距木板左端的距离。
15．( 16 分）如图甲，距离很近的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区域，磁场范围很大，
方向垂直纸面向里。在边界上固定两个等长的平行金属板A 和D ，两金属板中心各有－小孔S1、S2 ，板间电压的变化规律如图乙，正、反向最大电压均为U0 ，周期为T0 。一个
质量为m、电荷量为＋q 的粒子在磁场中运动的周期也是T0 。现将该粒子在t=T0/4时刻由
S1 静止释放，经电场加速后通过S2又垂直于边界进人右侧磁场区域，在以后的运动过程中
不与金属板相碰。不计粒子重力、极板外的电场及粒子在两边界间运动的时间.
( l 求金属板的最大长度。
( 2 求粒子第n 次通过S2的速度。
( 3) 若质量m ’=13/12 m 电荷量为＋q 的另一个粒子在t = 0 时刻由S1静止释放，求该粒子在磁场中运动的最大半径。
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物理参考答案及评分标准
一、二、 选择题（共31分）
题号123456789
答案ABCADBC
ADACDAB
三、简答题（共42分）
10．（8分）⑴1.050
⑵M远大于m ⑶ 每空2分
11．（10分）①红2分
②见右图2分
③2.90～3.10都算对，2分
1450～1550都算对2分
④ ＝2分
12A.(选修模块3－3)（12分）
⑴AB 4分，选对但不全的得2分 ⑵ 、 每空2分
⑶①气体从状态A变化到状态B是等压变化
有 ，代入得：VB=1.2×10-3m32分
②从状态A到状态B等压变化，整个过程对外做功为
J1分
根据热力学第一定律： ，代入数据得：Q=30J
故气体从外界吸收了30J热量。 1分
12B.(选修模块3－4)（12分）
⑴BC4分，选对但不全的得2分
⑵y轴负方向 每空2分
⑶①由题得，入射角 ，折射角 ， 2分
②由 得 m/s2分
12C.(选修模块3－5)（12分）
⑴BD 4分，选对但不全的得2分 ⑵ ； 每空2分
⑶①由图知：碰前vA=4m/s，vB=0 碰后两者速度v=1m/s
由mAvA=(mA+mB)v 解得 mB=6kg 2分
②损失机械能 =12J2分
四、（共47分）
13.（15分）解：
⑴0～t0时间内，回路中的电流由磁场变化产生，由法拉第电磁感应定律有
回路中感应电动势： 2分
根据闭合电路欧姆定律： 2分
由楞次定律可得，流过电阻R的电流方向是M→P1分
⑵由题意，金属棒进入磁场后电阻上电流保持不变，则金属棒匀速运动1分
所受安培力为： 1分
则： 2分
得： 1分
⑶导体棒进入磁场中有： 2分
导体棒在磁场中运动的时间： 1分
根据焦耳定律有： 2分
14．（16分）
⑴对B下滑的过程由机械能守恒定律有
解得 m/s1分
物块滑到最低点时，由牛顿第二定律有 1分
解得 =20N1分
由牛顿第三定律得 N 1分
⑵对B受力分析，由牛顿第二定律有
m/s2 匀减速直线运动1分
对A受力分析，由牛顿第二定律有
m/s2 匀加速直线运动1分
又由 1分
1分
1分
带入数据解得得 s (1s舍去)1分
对A由动能定理得 J1分
⑶B离开木板后以 m/s的初速度做平抛运动1分
至落地所需时间 ，得 1分
木板A将以 m/s，加速度 m/s2做匀减速运动1分
物块B落地时，两者相距 1分
代入数据 m1分
15．（16分）
⑴由题意知，粒子第一次在电场中运动，由动能定理有 1分
粒子在磁场里做匀速圆周运动，有 1分
周期 1分
半径 1分
在磁场里做匀速圆周运动的最小半径 1分
解得金属板的最大长度 1分
⑵粒子每从S1、S2中穿过一次，就会被加速一次，且每次加速的电压总为
对粒子由动能定理有 2分
解得 2分
⑶分析可知，粒子被连续加速6次后，圆周运动的半径最大，记为r61分
第1次加速过程中，由动能定理有 1分
第2次加速过程中，有
… … …
第6次加速过程中，有
以上6式左右累加解得 2分
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