一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。
1. 如圖甲是氫原子能級圖，巴耳末系中有三種光是分別從、4、5能級躍遷到能級產(chǎn)生的。用這三種光分別照射如圖乙所示的密封在真空玻璃管中的K極，若已知K極金屬材料的逸出功為，則下列說法正確的是（ ）
A. 光電子從K極到A極做勻減速運動
B. 上述三種光只有一種不能使K極金屬發(fā)生光電效應
C. 滑動變阻器滑片從右向左移動過程中，電流表示數(shù)會一直增大
D. 這三種光中，從躍遷到能級產(chǎn)生的光照射K極時，遏止電壓最小
【答案】B
【解析】A．由圖可知A極板帶正電，則光電子從K極到A極做勻加速運動，故A錯誤；
B．根據(jù)
可知從、4、5能級躍遷到能級產(chǎn)生的能量為1.89eV、2.55eV、2.86eV，K極金屬材料的逸出功為，則只有一種，即1.89eV的光不能使K極金屬發(fā)生光電效應，故B正確；
C．若已達到飽和電流，滑動變阻器滑片從右向左移動過程中，則電流表示數(shù)不變，故C錯誤；
D．這三種光中，從躍遷到能級產(chǎn)生的光能量最大，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程
可知照射K極時，遏止電壓最大，故D錯誤。
故選B。
2. 某雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向飛來。某時刻雷達發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs后收到反射波；隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198μs收到反射波，已知真空中光速為，則飛機的飛行速度為（ ）
A. 340m/sB. 325m/sC. 375m/sD. 750m/s
【答案】C
【解析】由于光速遠遠大于飛機的速度，所以可以不考慮電磁波傳播過程中飛機的位移，設雷達兩次發(fā)射電磁波時飛機分別位于、處，則第一次有
第二次有
飛機的飛行速度
解得
3. 我國計劃2030年前實現(xiàn)載人登月，該計劃采用兩枚長征十號運載火箭先后將“攬月”著陸器、“夢舟”飛船送至地月轉(zhuǎn)移軌道a，飛船和著陸器在環(huán)月軌道b進行交會對接形成組合體，航天員進入著陸器，著陸器在軌道c的P點進行變軌進入近月軌道d，運行穩(wěn)定后，再登陸月面，下列說法正確的是（ ）
A. 組合體處于超重狀態(tài)
B. 運載火箭的發(fā)射速度一定要大于第二宇宙速度
C. 著陸器運行到軌道c的P點時減速進入近月軌道d
D. 飛船和著陸器都運行在軌道b上，飛船加速追上前方的著陸器后進行對接
【答案】C
【解析】A. 組合體處于失重狀態(tài)，故A錯誤；
B. 運載火箭的發(fā)射速度一定要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故B錯誤；
C. 著陸器運行到軌道c的P點時減速，使向心力等于兩者萬有引力，從而進入近月軌道d，故C正確；
D. 飛船和著陸器都運行在軌道b上，飛船加速不會追上前方的著陸器，反而軌道會發(fā)生變化，飛船與著陸器對接一般是在a軌道與b軌道交匯時進行對接，故D錯誤。
故選C。
4. 常被用來研究甲狀腺激素合成和分泌的碘131是一種放射性同位素，其半衰期為8天。若橫坐標表示時間t，縱坐標表示碘131的質(zhì)量m，下列圖像中能正確反映其衰變規(guī)律的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】設經(jīng)過時間t后碘131剩下的質(zhì)量為m，則由半衰期的概念有
所以若橫縱標表示時間t，縱坐標表示碘131的質(zhì)量m，其圖像為雙曲線的一支。
故選B。
5. 如圖所示，A、B、C、D是正方形的四個頂點，在A點放有一個電荷量為q的正電荷，若要使C點的電場強度為0，則下列說法中正確的是（ ）
A. 在B點和D點各放置一個電荷量為的負電荷
B. 在B點和D點各放置一個電荷量為的負電荷
C. 在B、D點分別放置等量異種電荷，電荷量大小為
D. 在B、D點分別放置等量異種電荷，電荷量大小為
【答案】A
【解析】AB．設正方形邊長為l，A點放有一個電荷量為q的正電荷，在C點產(chǎn)生的電場方向由A指向C，大小為
在B點和D點各放置一個電荷量為的電荷，在C點產(chǎn)生的電場方向由C指向A，大小為
要使C點的電場強度為0，
則
解得
故A正確，B錯誤；
CD．在B、D點分別放置等量異種電荷，則合場強平行于BD，與A點電荷產(chǎn)生的電場疊加不為0，故CD錯誤。
故選A。
6. 介質(zhì)中平衡位置在同一水平面上的兩個點波源和，二者做簡諧運動的步調(diào)一致且周期均為0.4s。P為波源平衡位置所在水平面上的一點，與平衡位置的距離為3m，與平衡位置的距離為9m，若由和發(fā)出的簡諧波的波長為2m，下列說法中正確的是（ ）
A. 兩波的波速均為20m/s
B. 兩波在P點引起的振動總是相互減弱的
C. 當恰好在平衡位置向上運動時，點P向下運動
D. 當恰好在平衡位置向上運動時，點P向上運動
【答案】C
【解析】A．波長為2m，周期為0.4s，則波速為
故A錯誤；
B．二者做簡諧運動的步調(diào)一致，P到兩波源的波程差為
則兩波在P點引起的振動總是相互加強的，故B錯誤；
C．由題可知
則當恰好平衡位置向上運動時，點P向下運動，故C正確；
D．由題可知
則當恰好在平衡位置向上運動時，點P向下運動，故D錯誤；
故選C。
7. 如圖所示，一棱鏡的橫截面是頂角為120°的等腰三角形ABC，一束單色光平行于底邊BC從AB邊上的D點射入棱鏡，在底邊BC上經(jīng)一次反射后，從AC邊上的E點射出，若已知棱鏡的折射率為，下列說法正確的是（ ）
A. 從E點射出的光線與底邊BC不一定平行
B. 光從棱鏡進入空氣時的臨界角為60°
C. 有部分光線從BC邊射出
D.
【答案】D
【解析】A．其光路圖如圖所示
由幾何關系可知，AD與EF平行，AE與DF平行，所以FE光線射出棱鏡后其與AC的夾角與角C相同，即出射光線與BC邊平行，故A項錯誤；
B．由于該棱鏡的折射率為，則臨界角為
則臨界角
故B項錯誤；
C．結合之前光路圖，由幾何關系可知，其光線到達F點后其與法線的角度為大于發(fā)生全反射的臨界角，即光將會在BC邊發(fā)生全反射，所以沒有光線從BC邊射出，故C項錯誤；
D．由之前的分析可知，AD與EF平行，AE與DF平行，所以四邊形ADFE為平行四邊形，即有
由幾何關系可知，三角形DFB為等腰三角形，即
綜上所述
故D項正確。
故選D。
8. 我國某品牌手機實現(xiàn)40W無線閃充，最快56分鐘可充滿等效4000mAh電池電量，能實現(xiàn)“充電5分鐘，通話1小時”。已知，無線充電座內(nèi)的發(fā)射線圈的輸入電壓為220V時，該手機內(nèi)的接收線圈的感應電動勢為9V，若不考慮線圈的電阻和充電過程中各種能量的損失，下列說法正確的是（ ）
A. 無線充電的原理是互感現(xiàn)象
B. 發(fā)射線圈和接收線圈內(nèi)的電流頻率相同
C. 發(fā)射線圈和接收線圈的匝數(shù)比為
D. 無線閃充時，接收線圈中電流最大值為4.4A
【答案】AB
【解析】AB．根據(jù)電磁感應原理可知，無線充電的原理是互感現(xiàn)象，此時發(fā)射線圈和接收線圈內(nèi)的電流頻率相同，故AB正確；
C．根據(jù)線圈匝數(shù)與電壓的關系可知發(fā)射線圈和接收線圈的匝數(shù)比為
故C錯誤；
D．最快56分鐘可充滿等效4000mAh電池電量，根據(jù)電流的定義式可知有效值為
A
最大值為
A
故D錯誤；
9. 如圖所示，矩形區(qū)域ABCD的空間中存在一磁感應強度大小為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里，點O為AD邊的中點。一帶電粒子由O點沿平行于上下邊界的方向射入磁場中，然后從C點射出。若保持所有條件不變，在磁場區(qū)域再加上一電場強度大小為E的勻強電場，該粒子入射后沿直線運動射出場區(qū)，已知，，不計粒子的重力，下列說法正確的是（ ）
A. 電場方向為平行于左右邊界向下B. 電場方向為平行于左右邊界向上
C. 則該粒子的比荷為D. 則該粒子的比荷為
【答案】AC
【解析】AB．粒子受洛倫茲力方向向下，可知粒子帶負電，加電場后粒子沿直線運動，可知粒子受向上的電場力，則電場方向為平行于左右邊界向下，故A正確，B錯誤；
CD．加電場后粒子做直線運動
粒子在磁場中運動時，作出其運動軌跡，如圖所示
由幾何關系可知
解得
r=2a
根據(jù)
可得
故C正確，D錯誤。
故選AC。
10. 如圖甲所示，時刻，一質(zhì)量為m木板在水平推力F的作用下，由靜止開始沿水平地面向右運動。在時刻，一質(zhì)量為0.5m的小物塊以一定速度從右端滑上木板。在時刻，小物塊仍在木板上且與木板的速度相同。這段時間內(nèi)，木板的速度v隨時間t變化的圖線如圖乙所示，表示木板與地面間的動摩擦因數(shù)，g表示重力加速度大小，下列說法正確的是（ ）
A. 水平推力
B. 小物塊和木板間動摩擦因數(shù)為
C. 小物塊從右端滑上木板的初速度大小為
D. 到時間內(nèi)，木板和小物塊組成的系統(tǒng)動量守恒
【答案】ABD
【解析】A．對于圖像來說，其圖像的斜率表示物體的加速度，由題圖可知，在水平外力作用時，其加速度為
對木板有
解得
故A正確；
B．時，木板的速度為
則小物塊在木板上時，木板的加速度為
設木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為，有
解得
故B正確；
C．設小物塊滑上的速度大小為，設向右為正方向，對小物塊有
解得
故C錯誤；
D．當小物塊滑上木板后，對于兩者的系統(tǒng)水平方向有
豎直方向合力為零，綜上所述，兩者的系統(tǒng)合外力為零，即該系統(tǒng)動量守恒，故D正確。
故選ABD。
二、非選擇題：本題共5小題，共60分。
11. 某同學用如下實驗探究感應電流的產(chǎn)生條件和影響感應電流方向的因素：
（1）如圖甲所示，已知電流從電流計的正接線柱流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)。則當圖中磁體快速向下運動時，可觀察到電流計指針______（選填“不”、“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)。
（2）用如圖乙所示的實物電路探究影響感應電流方向的因素，請先將圖乙的實物連線補充完整______。在閉合開關前，滑動變阻器滑片應移至最______（選填“左”或“右”）端。
（3）若圖乙實物電路連接正確，開關閉合瞬間，電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時，可觀察到電流計指針______（選填“不”、“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)。
【答案】（1）向右 （2） 左 （3）向右
【解析】（1）通過實驗得知，當電流從電流計的右側正接線柱流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)，則當磁體向下運動時，穿過線圈的磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知，感應電流從電流計正接線柱流入，所示其指針向右偏轉(zhuǎn)。
（2）[1]將圖中的實物連線，其如圖所示
[2]為保護電路安全，所以其滑片應該在阻值最大端，即滑動變阻器滑片應該移動到最左端。
（3）開關閉合瞬間，電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，穿過與電流計過程回路線圈的磁通量增加，將鐵芯從線圈中抽出時，則穿過電流計過程回路線圈的磁通量減小，由楞次定律可知，指針向左偏轉(zhuǎn)。
12. 某實驗小組用如圖甲所示裝置探究彈簧的彈性勢能與形變量的關系，步驟如下：
①按圖示安裝儀器，標記滑片左側恰好接觸彈簧時的位置；
②推滑片，壓縮彈簧，記錄下彈簧的形變量x，然后無初速釋放滑片；
③滑片被彈簧推開后，記錄擋光片通過光電門的時間t；
④重復步驟②③，在表格中記錄多組x和t的數(shù)據(jù)。
（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙中補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出圖線。
（2）根據(jù)機械能守恒定律，釋放滑塊后，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為______，因此彈簧的彈性勢能______（用t表示），作出圖像如圖乙所示，則______（用x表示），即彈簧的彈性勢能與形變量的關系。
【答案】（1） （2）滑塊的動能
【解析】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)畫圖如下
（2）[1] 根據(jù)機械能守恒定律，釋放滑塊后，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；
[2] 擋光片通過光電門的時間t，則速度為
彈簧的彈性勢能
[3]由圖可知與x成正比，則
13. 如圖甲所示，平直木板與固定在水平地面上的鉸鏈相連，內(nèi)壁光滑的氣缸固定在木板上，厚度不計的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動木板，木板與水平地面之間的夾角用表示，則氣體的壓強p與的關系圖線如圖乙所示，圖乙中為已知量。
（1）已知活塞面積為S，重力加速度大小為g，求活塞的質(zhì)量；
（2）當，活塞與氣缸底部的距離為d時，氣缸內(nèi)的氣體溫度為；當，活塞與氣缸底部的距離為0.5d時，氣缸內(nèi)的氣體溫度為，求。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）以活塞為研究對象得
①
由圖乙有
②
聯(lián)立①②有
（2）當
代入②中，
當
代入②中，
由理想氣體狀態(tài)方程得
解得
14. 如圖所示，小物塊A沿水平地面運動與靜止在P點處的小物塊B發(fā)生彈性碰撞，B沿水平面運動到Q點后進入豎直平面的光滑半圓軌道，經(jīng)軌道的最高點M點拋出，又恰好落回到P點。已知，A的質(zhì)量是B的3倍；P點到M點的水平間距為；B與水平地面間的動摩擦因數(shù)為；半圓軌道的半徑為；重力加速度的大小取。求：
（1）小物塊B從M點拋出時的速度大??；
（2）A與B碰撞后，A和B的速度分別為多少。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）設B從M點以速度平拋運動
，
解得
（2）設A與B發(fā)生彈性碰撞后，A、B的速度分別為和，動量守恒有
機械能守恒有
B從P點運動到M點，由動能定理有
解得
15. 如圖所示，寬為的“”型平行金屬導軌固定在水平絕緣桌面上，水平段光滑，處于磁感應強度為的豎直向上的勻強磁場中；傾角為的傾斜段粗糙，處于磁感應強度為的垂直斜面向下的勻強磁場中。在水平段導軌的左端接入電容為的電容器和單刀雙擲開關S；金屬棒AB通過絕緣細線跨過光滑輕滑輪與邊長為的正方形金屬線框相連，線框的正下方空間有一垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場上邊界與線框下邊緣距離為d。開關S接通前，電容器不帶電；一阻值為的金屬棒CD恰好能水平靜止在傾斜段導軌上；在外力作用下AB垂直于水平段導軌靜止，線框也靜止不動，現(xiàn)將S置于位置1，然后釋放AB。當線框下邊緣恰好進入磁場瞬間，斷開S。待線框上邊緣恰好進入磁場瞬間，將S置于位置2，此時CD恰好能沿導軌開始向上運動。已知金屬棒AB、CD和線框的質(zhì)量均為；AB及導軌的電阻均不計，導軌足夠長且與金屬棒接觸良好，金屬棒和線框運動過程中均不翻轉(zhuǎn)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度的大小取，求：
（1）S置于位置2瞬間，金屬棒AB的速度大??；
（2）在線框進入磁場的過程中，線框上產(chǎn)生的焦耳熱為多少；
（3）當AB的加速度是CD的加速度的2倍時，CD的熱功率為多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）對CD，S接2前，恰好靜止在傾斜導軌上
S接2瞬間，設CD受到的安培力為，恰好能沿導軌上滑：
又
S接2瞬間，設AB的速度大小為，則
聯(lián)立解得
（2）設AB受的安培力為，AB和線框整體的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有
在S接1的時間內(nèi)
聯(lián)立解得
代入數(shù)據(jù)得
即這段過程，線框勻加速下落距離為d，設線框下邊緣剛入磁場時速度為
線框進入磁場過程中，對AB和線框整體，由能量守恒有
聯(lián)立解得
（3）CD沿軌道上滑
這段過程中AB和線框整體
對CD熱功率有
又由已知條件
解得
序號
t（ms）
x（cm）
1
25.45
39
0.5
2
15.02
67
1.0
3
8.81
113
1.5
4
6.36
157
2.0
5
5.18
193
2.5
6
4.42
226
3.0

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