一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個選項中，第14～18題只有一項符合題目要求，第19～21題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．
14.
如圖所示為氫原子的能級圖，已知巴爾末線系是氫原子從較高能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出的譜線，一束單一頻率的光照射一群處于基態(tài)的氫原子使其發(fā)生躍遷，發(fā)出的譜線中僅有2條是巴爾末線系，則這束光的光子能量為( )
A．2.55 eV B．12.09 eV
C．12.75 eV D．13.06 eV
15．一個各邊電阻相同、邊長均為L的正六邊形金屬框abcdef放置在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直金屬框所在平面向外的勻強磁場中．若從a、b兩端點通以如圖所示方向的電流，電流大小為I，
則關(guān)于金屬框abcdef受到的安培力的判斷正確的是( )
A．大小為BIL，方向垂直ab邊向左
B．大小為BIL，方向垂直ab邊向右
C．大小為2BIL，方向垂直ab邊向左
D．大小為2BIL，方向垂直ab邊向右
16.
某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合，從而減小對箱內(nèi)人員的傷害．當(dāng)轎廂墜落到圖示位置時，關(guān)于該裝置，以下說法正確的是( )
A．從下往上看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時針方向
B．從下往上看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時針方向
C．金屬線圈B對轎廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙作用
D．金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢
17．高速公路的ETC通道長度是指從識別區(qū)起點到自動欄桿的水平距離．如圖所示，某汽車以18 km/h的速度勻速進入識別區(qū)，ETC天線用了0.3 s的時間識別車載電子標(biāo)簽，識別完成后發(fā)出“滴”的一聲，司機發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起，于是采取制動剎車，
汽車剛好沒有撞桿．已知該ETC通道的長度為9 m，車載電子標(biāo)簽到汽車前車牌的水平距離約為1 m，剎車加速度大小為5 m/s2，由此可知司機的反應(yīng)時間約為( )
A．0.6 s B．0.8 s C．1.0 s D．1.2 s
18.
如圖甲所示，交流發(fā)電機的矩形線圈邊長ab＝cd＝0.2 m，ad＝bc＝0.4 m，線圈匝數(shù)為50匝，線圈的總電阻r＝1 Ω，線圈在磁感應(yīng)強度B＝0.2 T的勻強磁場中繞垂直磁場的軸以 eq \f(100,π) r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻R＝9 Ω，電壓表為理想交流電壓表，則( )
A．圖甲中交流電壓表的示數(shù)為80 eq \r(2) V
B．圖甲中電阻R上消耗的電功率為1 152 eq \r(2) W
C．如圖乙所示，在外電路接上原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1的理想變壓器時，電阻R上消耗的電功率最大
D．如圖乙所示，在外電路接上原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1∶3的理想變壓器時，電阻R上消耗的電功率最大
19.
如圖所示，利用霍曼轉(zhuǎn)移軌道可以將航天器從地球發(fā)送到火星．若地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道都是圓形，則霍曼軌道就是一個近日點和遠(yuǎn)日點都與這兩個行星軌道相切的橢圓軌道．當(dāng)航天器到達地球軌道的P點時，瞬時點火后航天器進入霍曼軌道，當(dāng)航天器運動到火星軌道的Q點時，再次瞬時點火后航天器進入火星軌道．己知火星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球繞太陽公轉(zhuǎn)軌道半徑的k倍，下列說法正確的是( )
A．航天器在霍曼軌道上經(jīng)過Q點時，點火減速可進入火星軌道
B．航天器在地球軌道上的加速度大于在火星軌道上的加速度
C．航天器在地球軌道上運行的線速度小于在火星軌道上運行的線速度
D．若航天器在霍曼軌道上運行一周，則其時間為 eq \f(\r(2),4) (k＋1) eq \f(3,2) 年
20．如圖所示，△AOC為直角三角形，∠O＝90°，∠A＝60°，AO＝L，D為AC邊的中點．△AOC中存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在O點放置一粒子源，可以向各個方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)、速度大小均為v0＝ eq \f(qBL,m) 的粒子．不計粒子間的相互作用及重力作用，對于粒子進入磁場后的運動，下列說法正確的是( )
A．粒子在磁場中運動的軌跡半徑為L
B．與OC成45°角入射的粒子將從AC邊射出
C．在AC邊界上有粒子射出的區(qū)域長度為L
D．所有從OA邊界射出的粒子在磁場中運動的時間均相等
21.
如圖所示，勻強電場的方向平行于xOy平面，cd、cb分別垂直于x軸、y軸，a、b、c三點的電勢分別為4 V、8 V、10 V．現(xiàn)使一電荷量為q＝－2×10－5 C、質(zhì)量m＝2 eq \r(2) ×10－3 kg的帶電粒子從O點垂直ab斜向上運動，恰好通過b點．已知該粒子僅受電場力作用，下列說法正確的是( )
A．坐標(biāo)原點O的電勢為8 V
B．電場強度的大小為100 eq \r(2) V/m
C．該粒子從O點運動到b點的過程，電場力做的功為4×10－5 J
D．該粒子在O點的速度大小為2－ eq \f(1,4) m/s
二、非選擇題：共62分．第22～25題為必考題，每個試題考生都必須作答．第33～34題為選考題，考生根據(jù)要求作答．
(一)必考題(共47分)
22．(5分)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)．首先將木板傾斜固定在水平面上，木板與水平面間的夾角為37°，木板底端固定一打點計時器，然后將紙帶一端固定在木塊上，另一端穿過打點計時器．使木塊瞬間獲得一初速度沿木板向上運動，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取比較清晰的一段如圖乙所示，取A、B、C、D、E五個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，打點計時器使用交流電的頻率為50 Hz，測得相鄰兩計數(shù)點之間的距離分別為x1＝29.40 cm、x2＝21.30 cm、x3＝13.20 cm、x4＝5.10 cm.已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2.
(1)通過計算紙帶數(shù)據(jù)可得木塊運動的加速度大小為________ m/s2，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為________．(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(2)如果當(dāng)時所用交變電流的頻率為49 Hz，而該同學(xué)仍按50 Hz計算，由此會造成木塊與木板間動摩擦因數(shù)的測量值與實際值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”).
23．(10分)由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)．基于熱敏電阻對溫度敏感原理制作一個火災(zāi)報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50 ℃時，系統(tǒng)開始自動報警．所用器材有：
直流電源E(36 V，內(nèi)阻不計)；
電流表(量程250 mA，內(nèi)阻約0.1 Ω)；
電壓表(量程50 V，內(nèi)阻約1 MΩ)；
熱敏電阻RT；
報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過10 mA時就會報警，超過30 mA時就會損傷)；
滑動變阻器R1(最大阻值4 000 Ω)；
電阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)；
單刀單擲開關(guān)S1；
單刀雙擲開關(guān)S2；
導(dǎo)線若干．
(1)用圖(a)所示電路測量熱敏電阻RT的阻值．當(dāng)溫度為27 ℃時，電壓表讀數(shù)為30.0 V，電流表讀數(shù)為15.0 mA；當(dāng)溫度為50 ℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0 V，電流表指針位置如圖(b)所示．
溫度為50 ℃時，熱敏電阻的阻值為________ Ω.從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微________(填“偏大”或“偏小”).如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻．基于以上實驗數(shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為________(填“正”或“負(fù)”)溫度系數(shù)熱敏電阻．
(2)某同學(xué)搭建一套基于該熱敏電阻的火災(zāi)報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖(c)所示，其中有一個器件的導(dǎo)線連接有誤，該器件為________(填器件名稱).正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為________ Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為________ Ω.調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換．
24.
(12分)如圖，上表面光滑且水平的小車靜止在水平地面上，A、B為固定在小車上的擋板，C、D為豎直放置的輕質(zhì)薄板．A、C和D、B之間分別用兩個相同的輕質(zhì)彈簧連接，薄板C、D間夾住一個長方體金屬塊(視為質(zhì)點).金屬塊與小車上表面有一定的距離并與小車保持靜止，此時金屬塊所受到的摩擦力為最大靜摩擦力．已知金屬塊的質(zhì)量m＝10 kg，彈簧勁度系數(shù)k＝1 000 N/m，金屬塊和薄板C、D間動摩擦因數(shù)μ＝0.8.設(shè)金屬塊受到的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)此時彈簧的壓縮量；
(2)當(dāng)小車、金屬塊一起向右加速運動，加速度大小a＝15 m/s2時，A、C和D、B間彈簧形變量及金屬塊受到的摩擦力大?。?br>25.
(20分)有人設(shè)計了一種利用電磁場分離不同速率帶電粒子的儀器，其工作原理如圖所示．空間中充滿豎直向下的勻強電場，一束質(zhì)量為m、電量為－q(q>0)的粒子以不同的速率從P點沿豎直平面內(nèi)的PQ方向發(fā)射，沿直線飛行到Q點時進入有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于該豎直平面，PQ＝4l.若速度最大粒子在最終垂直于PT打到M點之前都在磁場內(nèi)運動，且其它速度粒子在離開磁場后最終都能垂直打在PT上的NM范圍內(nèi)，PM＝8l，PN＝6l，若重力加速度大小為g，求：
(1)電場強度的大??；
(2)粒子速度大小的范圍；
(3)磁場穿過該豎直平面內(nèi)的最小面積．
(二)選考題：共15分．請在第33、34題中任選一題作答．如果多做，則按所做的第一題計分．
33．[物理——選修3－3](15分)
(1)(5分)如圖所示，兩個絕熱的、容積相同的球狀容器A、B，用帶有閥門K的絕熱細(xì)管連通，相鄰兩球球心的高度差為h.初始時，閥門是關(guān)閉的，A中裝有2 ml的氦(He)氣，B中裝有2 ml的氪(Kr)氣，兩者的溫度和壓強都相同．氣體分子之間的相互作用勢能可忽略．現(xiàn)打開閥門K，兩種氣體相互混合，已知兩種氣體的摩爾質(zhì)量μHe

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