一、單選題
1．1919年，盧瑟福首創(chuàng)用原子核人工轉變的方法，用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質子，實驗裝置如圖所示。當裝置的容器內通入氮氣時，熒光屏上觀察到閃光。該實驗的核反應方程式正確的是( )
A.B.
C.D.
2．如圖所示，兩點是介質中間距為的兩個波源，它們振動起來產生在紙面內傳播的波形完全相同的簡諧橫波。兩列波的振幅均為，周期均為，波速為。則之間連線上振幅為的點有( )
A.2個B.3個C.4個D.5個
3．如圖所示，某同學設計一臺風速測量儀，其原理是測量儀中有一輕質桿懸掛著一個小球，無風時輕質桿自由下垂，當受到沿水平方向吹來的速度為v的風時，輕質桿與豎直方向的夾角為θ。若風力與速度成正比，則當輕質桿與豎直方向的夾角為時的風速為( )
A.B.C.D.
4．為實時監(jiān)測高壓輸電線的電壓和電流，需要測量出輸電線上的電壓和電流的大小。因高壓輸電線的電壓和電流很大，可采用互感器進行測量。如圖所示，電壓互感器和電流互感器分別連接在高壓線上，設兩個互感器的原、副線圈的匝數(shù)比分別為、，兩個互感器所連的電表的示數(shù)分別為a、b，則高壓輸電線的電壓和電流分別為( )
A.，B.，C.，D.，
5．如圖所示，在空間一條線段的兩個頂點處固定等量異種電荷，M處為正電荷。是以的中點為中心的一個正方體，正方體的邊與平行，取無窮遠處為電勢零點。下列說法正確的是( )
A.兩點電場強度相同
B.兩點電勢相同
C.將一負試探電荷沿邊從a移到b過程中，試探電荷的電勢能先增大后減小
D.將一正試探電荷沿線段和沿線段從a移動到f的過程中，前者靜電力做功更多
6．如圖所示，在水平圓盤上放置一個質量為的小滑塊，滑塊離圓盤中心?；瑝K與圓盤之間的動摩擦因數(shù)為0.1，現(xiàn)使圓盤繞垂直于盤面的中心軸緩慢加速轉動，至小滑塊與盤面發(fā)生相對滑動。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取，則( )
A.圓盤緩慢加速轉動過程中，滑塊所受的摩擦力做功為0
B.小滑塊與盤面發(fā)生相對滑動時圓盤的角速度為
C.在小滑塊上面再放置一個相同的小滑塊，發(fā)生相對滑動時的角速度為
D.在小滑塊上面再放置一個質量為的小滑塊，兩者之間的動摩擦因數(shù)為0.05，發(fā)生相對滑動時的角速度為
7．如圖所示，將一束單色光以入射角θ射入一個等腰直角三棱鏡中，其中為直角。進入棱鏡的光，先后經過面和面反射，從面射出，已知棱鏡對光的折射率為n，則出射光線相對于入射光線的偏轉的角度為( )
A.B.C.D.
二、多選題
8．利用電磁阻尼現(xiàn)象的規(guī)律，可以制成如圖所示的電磁制動器。如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖。關于該電磁制動器下列說法正確的是( )
A.該電磁制動器未通過直接接觸產生阻力，從而可以避免磨損
B.轉盤的速度越大，制動力就越大
C.如果將線圈中的電流反向，將不能起到制動作用
D.因穿過轉盤的磁通量未發(fā)生變化，轉盤中無感應電流
9．如圖所示，設某質量為m的衛(wèi)星在半徑為r的圓形軌道上正常運行，受到來自正前方反方向運動的太空垃圾撞擊，太空垃圾的質量為，速度大小與衛(wèi)星的速度大小相同，撞擊后兩者組合在一起。已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，下列說法正確的是( )
A.撞擊前衛(wèi)星的速度為
B.衛(wèi)星與太空垃圾撞擊后的速度為
C.衛(wèi)星與太空垃圾撞擊后的組合體的運動周期增大
D.衛(wèi)星與太空垃圾撞擊后的一小段時間內，組合體在運動過程中速度將增大
10．如圖所示，圓形區(qū)域內存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，質量為m、電荷量為q的帶電粒子從P點沿平行于直徑的方向射入磁場，粒子經過圓心O，最后離開磁場。已知圓形區(qū)域半徑為R，與間的夾角為，不計粒子重力。則( )
A.粒子運動速率為
B.粒子在磁場中運動的時間為
C.粒子在磁場中運動的路程為
D.粒子離開磁場時速度方向不可能平行于
三、實驗題
11．小明同學在實驗室找到一個半導體元件，為測量其電阻，進行如下的操作
(1)先用多用電表進行測量，他先將紅黑表筆插入多用電表的插孔，之后將多用電表開關旋至歐姆擋的“”擋后，接下來的操作是_______________，再將紅黑表筆分別與該半導體元件兩端相接，多用電表指針偏轉位置如圖所示，則該元件的電阻值為_______________Ω；
(2)為進一步更為精確地測量該元件的阻值，小明同學又找來了電壓表（量程，電阻約）和毫安表（量程，電阻約）以及其他必要實驗器材，他選擇誤差較小的電路連接并進行測量，則測量的阻值_______________（填“大于”“小于”或“等于”）半導體元件的真實電阻。
12．某學習小組準備用鐵架臺、光電計時器、電磁鐵和鐵球等驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。先測出A、B之間的距離h，再讓電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B時，通過與之相連的光電計時器記錄下小球的擋光時間為t。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間。
(1)該小組同學先用游標卡尺測量出小球的直徑d為______cm；
(2)關于該實驗下列說法正確的是______；
A.小球的直徑越小，實驗誤差越小
B.實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束
C.實驗時應先釋放鐵球，后打開光電計時器
(3)該小組同學通過改變A、B之間的距離，得到多組t的數(shù)值，通過描繪圖像，可驗證機械能守恒，為使圖像呈直線，應描繪______（用h表示）圖像，若圖像的斜率______（用d、g表示），可驗證機械能守恒。
(4)由于存在空氣阻力，該小組同學用實驗數(shù)據描繪的圖像的斜率______（填“大于”“小于”或“等于”）理論值。
四、計算題
13．如圖所示，倒立汽缸的活塞壓在勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧上，汽缸在兩個固定的豎直光滑擋板之間懸空而靜止，活塞與汽缸之間封閉有理想氣體，氣體高度為h。不計活塞的質量和厚度，汽缸的質量為m，活塞和汽缸壁導熱性能良好。重力加速度為g，環(huán)境溫度為，大氣壓強為，活塞面積為S，活塞與汽缸間的摩擦不計?，F(xiàn)在汽缸頂部緩慢加細沙，當細沙的質量為時，求：
(1)汽缸內氣體的高度；
(2)為使汽缸恢復到原來的位置，應使周圍環(huán)境的溫度上升至多少？
14．電磁炮是利用安培力對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，與傳統(tǒng)的火藥推動的大炮相比，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。某學習小組利用圖示的電路模型分析電磁炮的運動規(guī)律。將質量的導體棒放在兩根足夠長，且平行的光滑水平導軌上，導軌間距，導軌所在的平面內存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度。導軌的右端連接一個電容的電容器。開始時用的高壓直流電源對電容器充電，充電完成后將開關K閉合，不計導軌電阻。求：
(1)為使導體棒向左運動，電容器的上極板帶何種電荷；
(2)導體棒向左運動的最大速度v；
(3)若電容器的儲能公式為（其中q為電容器帶的電荷量），求該發(fā)射器的效率η。
15．如圖所示，質量均為m的n個小物塊等間距地放置在傾角為θ的足夠長的斜面上，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)均為，相鄰物塊間距為L。現(xiàn)給物塊1一個瞬時沖量I，使其向下運動與物塊2碰撞并粘在一起，之后向下運動再與物塊3碰撞并粘在一起……碰撞時間極短，物塊均可看成質點，不計空氣阻力，重力加速度為g，已知，。求：
(1)物塊1和2碰撞后瞬間的速度大??；
(2)從物塊1開始運動到物塊和n碰撞前瞬間，運動的物塊克服摩擦力做的功；
(3)為使第n個物塊能向下運動，求給物塊1的瞬時沖量I應滿足的條件。
參考答案
1．答案：C
解析：A.因該反應打出的是質子，A錯誤；
BCD.方程中質量數(shù)和核電荷數(shù)應守恒，故實驗使用α粒子轟擊氮核從原子核中打出了質子，BD錯誤，C正確。
故選C。
2．答案：D
解析：由題意可知，兩個波源是同相位的相干波源，兩列波的振幅都為，故連線之間振幅為的點必為振動加強點，波長
設之間的M點是加強點，則滿足
求得
共五個振動加強點，即P、Q連線上振幅為10cm的點有5個。
故選D。
3．答案：D
解析：因為風力與速度成正比，設比例系數(shù)為k，則有
小球的質量為m，重力加速度為g，風速為v時有
輕質桿與豎直方向的夾角為時，有
由二倍角公式有
解得
故選D。
4．答案：B
解析：由題意可知，對電壓互感器，由理想變壓器有
對電流互感器，由理想變壓器有
解得，
故選B。
5．答案：A
解析：A.根據等量異種點電荷的電場分布特點可知，兩點關于兩點電荷中心對稱，兩點電場強度大小方向均相同，A正確；
B.兩點中d離M處的正電荷更近，電勢更高，兩點電勢不相同，B錯誤；
C.從a到b，電勢減小，所以負試探電荷的電勢能增大，C錯誤；
D.因為靜電力做功與路徑無關，兩個過程初末位置相同，故靜電力做功相同，D錯誤。
故選A。
6．答案：D
解析：A.小滑塊動能增大，故摩擦力做正功，A錯誤；
B.小滑塊與盤面發(fā)生相對滑動時有
解得，B錯誤；
C.在小滑塊上面再放置一個相同的小滑塊，發(fā)生相對滑動時有
解得，C錯誤；
D.在小滑塊上面再放置一個的小滑塊，兩者之間的動摩擦因數(shù)為0.05，則兩個小滑塊首先發(fā)生相對滑動，有
解得，D正確。
故選D。
7．答案：A
解析：光路圖如圖所示
根據幾何關系，由于是等腰直角三棱鏡，利用折射定律和反射定律解得，出射時的入射角與入射時的折射角相等，根據光路可逆原理，出射光線相對于入射光線的偏轉的角度為，與折射率和入射角均無關。
故選A。
8．答案：AB
解析：A.該電磁制動器未通過直接接觸產生阻力，從而可以避免磨損，A正確；
B.根據電磁感應定律，轉盤的速度越大，感應電流越大，阻礙作用越強，B正確；
CD.運動導體可看成無數(shù)根過圓心的導體棒并聯(lián)切割磁場產生感應電流，如果將線圈中的電流反向，由楞次定律轉盤產生的安培力依舊阻礙圓盤的轉動，能起到制動作用，CD錯誤。
故選AB。
9．答案：BD
解析：A.撞擊前衛(wèi)星做勻速圓周運動，則有
由黃金代換
解得，故A錯誤；
B.衛(wèi)星與太空垃圾撞擊過程動量守恒有
解得，故B正確；
CD.衛(wèi)星與太空垃圾撞擊后的組合體速度降低，所受的萬有引力大于運動所需的向心力，做向心運動，軌道半徑減小，周期減小，萬有引力做正功，速度增大，故C錯誤，D正確。
故選BD。
10．答案：AC
解析：A.根據題意畫出粒子的運動軌跡，如圖所示
由于圓形區(qū)域半徑為R，則P點到的距離為，設粒子做圓周運動的半徑為r，根據幾何關系有
粒子做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有
解得，A正確；
BD.根據上述分析可知，粒子在磁場中運動軌跡為半個圓周，粒子圓周運動的周期
則粒子在磁場中運動的時間為
粒子出磁場時速度方向平行于，BD錯誤；
C.粒子在磁場中運動的路程為，C正確。
故選AC。
11．答案：(1)紅黑表筆短接，進行歐姆調零；900(2)大于
解析：(1)多用電表進行電阻測量前，必須紅黑表筆短接，進行歐姆調零；
根據讀數(shù)規(guī)則，該元件的電阻值為
(2)由于
小明應該是采用電流表內接法，故測量的電阻阻值偏大。
12．答案：(1)2.98(2)B(3)①②(4)大于
解析：(1)根據游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為
(2)A.小球的直徑小，小球通過光電門的平均速度越接近瞬時速度，但小球的直徑越小，用游標卡尺測量時的測量產生的偶然誤差越大，可知小球的直徑應當適當小一些，而不是越小越好，故A錯誤；
B.實驗中如果球心軌跡與激光束不相交，則小球的擋光距離將小于直徑，導致?lián)豕鈺r間偏小，結果導致速度測量值偏大，可知實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束，故B正確；
C.實驗時應先打開光電計時器，后釋放鐵球，防止小球提前通過計時器時無法記錄時間，故C錯誤。
故選B。
(3)小球通過光電門的速度
若小球從A到B機械能守恒定律，則有
解得可知，為使圖像呈直線，應描繪圖像。
結合上述可知，圖像的斜率
即若圖像的斜率等于，可驗證機械能守恒。
(4)由于存在空氣阻力，在相等的下落高度h內，小球通過光電門B的擋光時間大于理論值，導致繪制的過原點的傾斜直線偏上，可知用實驗數(shù)據描繪的圖像的斜率大于理論值。
13．答案：(1)(2)
解析：(1)對汽缸，加上細沙前，對氣缸受力分析，由平衡條件得
加上細沙后，對氣缸受力分析，由平衡條件得
對氣體，由波意耳定律得
解得
(2)開始時彈簧彈力
加上細沙后彈簧彈力
氣體做等壓變化使氣缸恢復到原來的位置有
解得
14．答案：(1)帶負電(2)(3)
解析：(1)導體棒向左運動，根據左手定則，導體棒中的電流向上，電容器的上極板帶負電
(2)對導體棒，由動量定理得
累加得
流過導體棒的電荷量等于電容器的電荷量的減少量有
導體棒達到最大速度時有
解得
(3)電容器放電消耗的總能量為
而
導體棒獲得的動能為
則該發(fā)射器的效率為
15．答案：(1)均為(2)(3)
解析：(1)物塊1沿斜面下滑L，由動能定理有
物塊1與2相碰動量守恒有
解得物塊1和2碰撞后瞬間的速度大小為
(2)物塊1向下運動L的過程中，克服摩擦力做的功為
前2個物塊碰撞后向前運動L的過程中，克服摩擦力做的功為
前個物塊碰撞后向前運動L的過程中，克服摩擦力做的功為
則物塊和n碰撞前，運動物塊克服摩擦力做的功為
(3)物塊1和2碰撞前瞬間動能為
根據(1)問結論，碰撞后瞬間系統(tǒng)動能
物塊1、2和3碰撞前瞬間，系統(tǒng)動能
物塊1、2和3碰撞后瞬間，系統(tǒng)動能
物塊1、2、3和4碰撞前瞬間，系統(tǒng)動能
以此類推，在前個物塊與物塊n碰撞前瞬間，系統(tǒng)動能
為使第n個物塊能向下運動，必須有
解得

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