（完卷時間75分鐘；滿分100分）
友情提示：請將所有答案填寫到答題卡上！請不要錯位、越界答題！
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1. 福道梅峰山地公園因其美麗的紅色“水杉林”，成為福州冬日新的“打卡點”。如圖所示某游客根據(jù)導航從福道的“三號口”入“五號口”出，在游覽公園過程中（ ）
A. 瞬時加速度可能為零B. 平均速度大小約為4.1km/h
C. 位移大小為2.4kmD. 做勻速直線運動
【答案】A
【解析】
【詳解】A．游客根據(jù)導航從福道的“三號口”入“五號口”出，在游覽公園過程中某段時間內(nèi)可能做勻速直線運動，瞬時加速度可能為零，故A正確；
BC．2.4公里是路程的大小，平均速度是位移與時間的比值，由于位移大小未知，所以平均速度大小不可求解，故BC錯誤；
D．由圖可知，游客運動軌跡是曲線，游客做曲線運動，故D錯誤。
故選A。
2. 東漢時期思想家王充在《論衡》書中有關(guān)于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的記載。如圖所示，司南呈勺形，靜止在一個刻著方位的光滑盤上。下列說法正確的是（ ）
A. 司南可以由銅制材料制作
B. 司南可以看做條形磁體，“柢”相當于磁體的N極
C. 司南的“柢”在南、北半球指示的方向正好相反
D. 司南能“指南”是因為地球存在地磁場，地磁北極在地理南極附近
【答案】D
【解析】
【詳解】A．司南不可以用銅為材料制作，因為無法磁化，故A錯誤；
B．司南之杓，投之于地，其柢指南，地磁場北極在地理南極，所以“柢”相當于磁體的S極，故B錯誤；
C．地磁場的方向由南方（地磁N極）指向北方（地磁S極），與南北半球無關(guān)，故司南的“柢”在南、北半球指示的方向相同，故C錯誤；
D．司南能“指南”是因為地球存在磁場，地磁南極在地理北極附近，故D正確。
故選D。
3. 甲同學在水平勻速直線行駛的車上，利用實驗裝置豎直向上提起小球，觀測小球的運動情況，并作出小球的速度平方與提起高度y的關(guān)系圖像（如圖所示）。靜止在地面上的乙同學觀察到小球的運動軌跡可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】小球速度平方與提起高度y的關(guān)系圖像是坐在實驗車上的甲觀察的圖像，即小球相對于車的速度關(guān)系圖像，小球相對于車豎直提起，則圖像中的速度為小球豎直方向的速度圖像，由速度與位移關(guān)系公式
結(jié)合圖像可得
小球在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，加速度豎直向上，結(jié)合小球在水平方向一直做勻速直線運動可知，地面上靜止的觀察者乙看到的運動軌跡可能是C選項。
故選C。
4. 滑塊以一定的初速度沿傾角為，動摩擦因數(shù)為的粗糙斜面從底端上滑，到達最高點B后返回到底端，A點為途中的一點。利用頻閃儀分別對上滑和下滑過程進行拍攝，頻閃照片示意圖分別如圖甲、乙所示。若滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)處處相同，不計空氣阻力。對比甲、乙兩圖，下列說法正確的是（ ）
A. 滑塊上滑和返回過程運動時間相等
B. 滑塊運動加速度大小之比為
C. 滑塊過A點時的速度大小之比為
D.
【答案】B
【解析】
【詳解】A．根據(jù)牛頓第二定律可知，上滑過程和下滑過程分別滿足
設頻閃時間間隔為T，上滑過程加速度較大，相同位移大小時運動時間較短，故A錯誤；
B．甲圖表示上滑過程，時間間隔為3T，乙圖表示下滑過程，時間間隔為4T，把上滑過程逆向看成初速度為零的勻加速直線運動，由
可知，加速度大小之比為，故B正確；
C．利用逆向思維，滑塊在A、B兩點間運動，根據(jù)位移公式有
結(jié)合上述解得
即圖甲與圖乙中滑塊在A、B兩點間運動時間之比為，故由
知
故C錯誤；
D．根據(jù)加速度比有
解得
故D錯誤。
故選B。
二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
5. 某興趣小組利用如圖所示的裝置給小燈泡供電。矩形閉合導線框abcd處于磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，線框電阻不計。如圖線框平面處于水平位置，并繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，并通過變壓器給小燈泡供電。已知線框匝數(shù)為n，面積為S。則下列說法正確的是（ ）
A. 若從圖示位置開始計時，線框產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值為
B. 圖示位置穿過線框的磁通量最大
C. 使用變壓器的目的是提高輸出功率
D. 若燈泡偏暗，可通過逆時針轉(zhuǎn)動滑片P來提高燈泡亮度
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．若從圖示位置開始計時，線框產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值為
選項A正確；
B．圖示位置穿過線框的磁通量為零，最小，選項B錯誤；
C．使用變壓器的目的是改變輸出電壓，但不能提高輸出功率，選項C錯誤；
D．若燈泡偏暗，可通過逆時針轉(zhuǎn)動滑片P從而增加次級線圈匝數(shù)，提高次級電壓來提高燈泡亮度，選項D正確。
故選AD。
6. 一繩波形成過程的示意圖如圖所示，軟繩上選9個等間距的質(zhì)點，相鄰兩個質(zhì)點間距離為2cm，時刻質(zhì)點1在外力作用下開始沿豎直方向振動，其余質(zhì)點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波。當時質(zhì)點5開始振動，下列說法正確的是（ ）
A. 該繩波的波長為18cmB. 繩波上每個質(zhì)點的振動頻率相同
C. 質(zhì)點1起振方向豎直向下D. 時，質(zhì)點2加速度方向豎直向下
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．當時質(zhì)點5開始振動，此時質(zhì)點1第一次回到平衡位置，則有
則該繩波的波長為16cm，故A錯誤；
B．繩子上每一個質(zhì)點的起振方向都相同、振動頻率都相同，都與波源的相同，故B正確；
C．該波向右傳播，由圖可知，質(zhì)點5起振方向豎直向下，則質(zhì)點1起振方向豎直向下，故C正確；
D．當時質(zhì)點5開始振動，則0.2s傳播了半個波長，即半個周期
所以周期T為0.4s，則波速為
則該波傳到質(zhì)點2的時間為
則質(zhì)點2在內(nèi)振動的時間為
則時，質(zhì)點2加速度方向豎直向上，故D錯誤。
故選BC。
7. 牛頓著名的“月—地檢驗”證明思路如下：設月球在半徑為r（，R為地球半徑）的軌道上繞地球做勻速圓周運動，運行周期為T，從運動學角度得到月球的向心加速度為a；假定物體在地面受到的重力與地球吸引月球的力是相同性質(zhì)的力，都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律，從動力學角度得到物體在地面處的重力加速度為g和物體在月球所在軌道處的加速度為。根據(jù)牛頓的思路，下列關(guān)系正確的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)
，
又
可得
故A正確，B錯誤；
CD．根據(jù)萬有引力提供向心力可得
可得
故C正確，D錯誤。
故選AC。
8. 地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場，將一帶正電的小球自電場中Q點水平向左射出。小球所受的重力和電場力的大小相等，重力勢能和電勢能的零點均取在Q點。則射出后，小球水平方向分速度、動能、機械能E及電場力瞬時功率隨時間t變化圖像可能正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【詳解】根據(jù)題意，由于小球所受的重力和電場力的大小相等，則有
小球所受合力為
方向與水平方向成，指向右下
A．根據(jù)題意可知，小球在水平方向上，由于電場力的作用，向左做勻減速直線運動，則有
則
則圖像為向下傾斜的一次函數(shù)，故A錯誤；
B．小球水平向左射出，則小球在垂直合力方向上做勻速，沿合力方向上做勻減速，則沿合力方向上的位移為
由動能定理有
解得
可知，圖像為開口向上的拋物線，故B正確；
C．結(jié)合A分析可得，小球在水平方向上的位移為
由功能關(guān)系有
解得
可知，圖像為開口向上的拋物線，故C錯誤；
D．電場力瞬時功率為
可知，圖像為向下傾斜的一次函數(shù)，故D正確。
故選BD。
三、非選擇題：共60分，其中9、10、11為填空題，12、13為實驗題，14、15、16為計算題
9. “玉兔二號”裝有核電池，能將衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為，其中x等于______，的平均結(jié)合能______（選填“大于”、“等于”或“小于”）的平均結(jié)合能，從地球到月球，的半衰期______（選填“變大”、“不變”或“變小”）。
【答案】 ①. 234 ②. 小于 ③. 不變
【解析】
【詳解】[1]根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)守恒可得
[2]比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于衰變成為了，故比穩(wěn)定，即的平均結(jié)合能小于的平均結(jié)合能。
[3]半衰期由原子核本身決定的，與溫度、位置等外部因素無關(guān)。所以從地球到月球，的半衰期不變。
10. 如圖所示，一束復色光從空氣射入到玻璃三棱鏡，出射光分成a、b兩束單色光，則______（選填“a”或“b”）光在玻璃中折射率更大；在真空中a光傳播速度______（選填“大于”、“等于”或“小于”）b光的傳播速度；將a，b兩束光分別經(jīng)過相同的單縫衍射裝置，______（選填“a”或“b”）光產(chǎn)生的中央亮條紋更寬。
【答案】 ①. a ②. 等于 ③. b
【解析】
【詳解】[1]從圖中可看出a的偏折程度大，所以a的折射率大；
[2]在真空中所有光的傳播速度相等；
[3]根據(jù)題意可知a的頻率大，波長小，在經(jīng)過相同的單縫衍射裝置，b光產(chǎn)生的中央亮條紋更寬。
11. 某電場的等勢面如圖所示，一個電子僅在電場力作用下運動，A、B、C是某軌跡上的三個點，A處的電場強度______（選填“大于”或者“小于”）C處的電場強度；電子在A點的速度大小______（選填“大于”、“小于”或者“等于”）B點的速度大?。浑娮訌腁點移到C點，電場力做功______eV。
【答案】 ①. 大于 ②. 等于 ③.
【解析】
【詳解】[1][2][3]由圖可見A處點等勢線比C處的更密，由可知A處的電場強度大于C處的電場強度。A、B兩處電勢相等，電子在A、B處的電勢能相等，所以動能也相等，所以電子在A點的速度大小等于B點的速度大小。電子從A點移到C點，由公式
12. 某小組同學利用如圖甲所示實驗裝置探究：一定質(zhì)量氣體，在溫度不變的情況下，壓強和體積的關(guān)系。
（1）實驗研究對象是______。
（2）關(guān)于實驗下列說法正確的是______。
A. 快速調(diào)節(jié)空氣柱長度后立刻讀數(shù)
B. 實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積
C 實驗中若密封橡膠套脫落，應立刻堵住后繼續(xù)實驗
（3）某小組同學通過壓力連桿上拉或下壓活塞得到實驗數(shù)據(jù)，畫出圖（如圖乙所示），圖線不過原點的可能原因是______。
A. 計算密封氣體體積時，無法加上注射器下面橡膠套內(nèi)氣體體積
B. 在實驗過程中，封閉的氣體質(zhì)量減少
C. 在實驗過程中，封閉的氣體溫度發(fā)生變化
【答案】 ① 被封閉氣體（或空氣柱） ②. B ③. A
【解析】
【詳解】（1）實驗研究對象是被封閉氣體（或空氣柱）；
（2）A．為保證氣體溫度不變，則應緩慢調(diào)節(jié)空氣柱長度，等示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)，選項A錯誤；
B．實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積，可用空氣柱長度代替體積，選項B正確；
C．實驗中若密封橡膠套脫落，則氣體的質(zhì)量會發(fā)生變化，堵住后不能繼續(xù)實驗，選項C錯誤。
故選B。
（3）由圖像可知，相同的壓強值時，偏大，即V偏小，則可能的原因是計算密封氣體體積時，無法加上注射器下面橡膠套內(nèi)氣體體積。
故選A。
13. 某同學要測量一新材料制成的均勻圓柱體的電阻（圓柱體的電阻約為）。
（1）如圖甲所示，用螺旋測微器測圓柱體直徑，讀數(shù)為______mm。
（2）除待測圓柱體外，實驗室還備有如下實驗器材，實驗過程要求電阻兩端電壓能夠從零開始起調(diào)，電壓表應選______，電流表應選______，滑動變阻器應選______。（填寫器材前對應的序號字母）
A．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）
B．電壓表（量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）
C．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
D．電流表（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
E．滑動變阻器（0~5Ω，2A）
F．滑動變阻器
G．電源E（電動勢為4V，內(nèi)阻不計）
H．開關(guān)S，導線若干
（3）請用筆代替導線將圖乙中所給的實物器材連線補充完整。（ ）
【答案】（1）5.020
（2） ①. A ②. C ③. E
（3）
【解析】
【小問1詳解】
螺旋測微器的讀數(shù)為∶固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)+估讀，由題圖甲知，圓柱體的直徑為
5mm+2.0×0.01mm=5.020mm
【小問2詳解】
[1]電源電動勢為4V，則電壓表應選A；
[2]電路可能出現(xiàn)的最大電流為
則電流表應選C；
[3]待測電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則滑動變阻器應接成分壓電路，則應該選擇阻值較小的E。
【小問3詳解】
因
RV>>Rx
則應該采用電流表外接電路，滑動變阻器應接成分壓電路，實物圖連接如圖：
14. 1897年湯姆孫設計了如圖甲所示的裝置，測定了電子的比荷。真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子被電場加速后，形成一細束電子流，以一定速度平行于P、P'兩極板進入板間區(qū)域，板長為L，兩極板間距為d。若P、兩極板間無電壓，電子將沿直線打在熒光屏上的中點O；若在兩極板間加電壓為U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的點；保持P、兩極板間電壓不變，再在極板間施加一個方向垂直于紙面向內(nèi)、磁感應強度為B的勻強磁場，電子打在熒光屏上的光點又回到O點；不計電子的重力和電子間的相互作用。求：
（1）電子剛進入P、兩極板時的速度大小v；
（2）若使兩極板P、間的電壓為零，并調(diào)節(jié)勻強磁場的磁感應強度大小為時，電子恰好從下極板邊緣射出（如圖乙所示），求電子的比荷。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)題意可知，在兩極板間加電壓為U和垂直于紙面向內(nèi)、磁感應強度為B的勻強磁場時，電子在間做勻速直線運動，則有
又有
解得
（2）根據(jù)題意，由牛頓第二定律有
由圖乙，根據(jù)幾何關(guān)系有
聯(lián)立解得，電子的比荷為
15. 如圖，光滑水平面上固定一豎直的光滑弧形軌道，軌道末端與B的左端上表面相切，右側(cè)的豎直墻面固定一勁度系數(shù)的輕彈簧，彈簧處于自然狀態(tài)，左端與木板右端距離?？梢暈橘|(zhì)點的物塊A從弧形軌道某處無初速度下滑，水平滑上B的上表面，兩者共速時木板恰好與彈簧接觸。已知A、B的質(zhì)量分別為，物塊A、B間的動摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，木板足夠長。忽略A滑上B時的能量損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能與形變量x的關(guān)系為。取重力加速度，求：
（1）物塊在木板上滑動時，物塊A和木板B的加速度大?。?br>（2）物塊A在弧形軌道下滑的高度h；
（3）木板與彈簧接觸以后，物塊與木板之間即將相對滑動時木板B的速度大小。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）物塊A在木板B上滑動時，設物塊和木板的加速度分別為和
對物塊
對木板
（2）設物塊剛滑上木板時，物塊的速度為，兩者共速的速度為
木板向右勻加速
解得
對物塊和木板，由動量守恒
解得
物塊A從開始下滑到弧形軌道最低點過程中，由動能定理
解得
（3）與以相同速度壓縮彈簧，對整體受力分析，由牛頓第二定律
對物塊A由牛頓第二定律
當滿足時，物塊A與木板B之間即將發(fā)生相對滑動，解得此時彈簧壓縮量為
由能量守恒定律
聯(lián)立解得，此時木板的速度大小為
16. 如圖甲所示，兩平行長直金屬導軌水平放置，間距。PQ右側(cè)區(qū)域有勻強磁場，磁感應強度大小，方向豎直向上。時，磁場外的細金屬桿M以的速度向右運動，時，細金屬桿M恰好到達PQ處，同時，對磁場內(nèi)處于靜止狀態(tài)的細金屬桿N施加一與軌道平行的水平向右的恒力，其大小。N桿運動2s后兩桿速度相等，兩金屬桿與導軌接觸良好且運動過程中始終與導軌垂直，細金屬桿M速度隨時間變化的圖像如圖乙所示，兩桿質(zhì)量均為，與導軌間的動摩擦因數(shù)相同，在導軌間的電阻均為，感應電流產(chǎn)生的磁場忽略不計，取重力加速度。求：
（1）金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)；
（2）為保證兩桿不發(fā)生碰撞，初始時金屬桿N到邊界PQ的最小距離；
（3）金屬桿N最終運動的速度大小，并在乙圖中作出金屬桿N速度隨時間變化的圖像（無需過程說明）；
（4）若從金屬桿N開始運動達到穩(wěn)定運動狀態(tài)經(jīng)歷時間（已知），求整個過程兩根金屬桿產(chǎn)生的總焦耳熱Q。
【答案】（1）；（2）；（3），；（4）
【解析】
【詳解】（1）由圖像得
對棒，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
（2）對棒組成的系統(tǒng)，因有
所以系統(tǒng)動量守恒。設棒剛進入磁場的速度為，共速的速度為，有
解得
對棒，根據(jù)動量定理有
又
聯(lián)立解得
（3）棒運動全過程，有
棒最終在水平面做勻速直線運動，有
解得
，
作出金屬桿N速度隨時間變化的圖像如圖
（4）對棒，根據(jù)動量定理有
又
解得
由能量守恒定律有
聯(lián)立解得

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