一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.相隔一定距離的電荷或磁體間的相互作用是怎樣發(fā)生的？這是一個(gè)曾經(jīng)使人感到困惑、引起猜想且有過(guò)長(zhǎng)期爭(zhēng)論的科學(xué)問(wèn)題。19世紀(jì)以前，不少物理學(xué)家支持超距作用的觀點(diǎn)。英國(guó)的邁克爾·法拉第于1837年提出了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念，解釋了電荷之間以及磁體之間相互作用的傳遞方式，打破了超距作用的傳統(tǒng)觀念。1838年，他用電力線(即電場(chǎng)線)和磁力線(即磁感線)形象地描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并解釋電荷磁的各種現(xiàn)象。下列對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，正確的是( )
A. 法拉第提出的磁場(chǎng)和電場(chǎng)以及電力線和磁力線都是客觀存在的
B. 在電場(chǎng)中由靜止釋放的帶正電粒子，一定會(huì)沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)
C. 通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的
D. 磁感線上某點(diǎn)的切線方向跟放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線的受力方向一致
2.在真空中靜止的兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在連線的中垂線上，若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，如圖所示，僅在靜電力作用下，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電子在從a點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度可能先增大后減小，速度一定越來(lái)越大
B. 電子在從a點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大
C. 電子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，加速度為零，速度也為零
D. 電子通過(guò)O點(diǎn)后，速度越來(lái)越大
3.如圖所示，水力采煤時(shí)，用水槍在高壓下噴出強(qiáng)力的水柱沖擊煤層，設(shè)水柱橫截面積為S，水速為v，水的密度ρ，假設(shè)水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，求水柱?duì)煤層的平均沖擊力大小是( )
A. ρv2SB. ρv2SC. 12ρv2SD. ρvS
4.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，所有電表均為理想電表。閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，待電路穩(wěn)定后，兩極板中間位置M處有一帶電油滴恰好靜止。R1、R2為定值電阻，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，待電路穩(wěn)定后，將電容器上極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電油滴的電勢(shì)能減小
B. 閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，將滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)的過(guò)程中，電源的輸出功率增大
C. 閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，將滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表V的示數(shù)變化量絕對(duì)值ΔU與電流表A1的示數(shù)變化量絕對(duì)值ΔI1的比值減小
D. 閉合開(kāi)關(guān)S1，S2，將滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)電流表A2的電流方向由a→b
5.如圖所示，在豎直固定的光滑絕緣圓環(huán)軌道上，套著兩帶電小環(huán)a、b。兩小環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，且剛好位于同一水平線上。若小環(huán)b緩慢漏電，則( )
A. 漏電前，a、b兩小環(huán)質(zhì)量和電量均相同
B. 漏電過(guò)程中，小環(huán)a對(duì)軌道的壓力大小不變
C. 漏電過(guò)程中，兩小環(huán)始終在同一高度且?guī)靵隽χ饾u減小
D. 漏電過(guò)程中，若小環(huán)a固定，則小環(huán)b受到軌道的支持力逐漸增大
6.如圖所示，一半徑為R的圓盤(pán)上均勻分布著電荷為為Q的正電荷，在垂直于圓盤(pán)且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d，e四個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c，c和d，d和e間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷，在e點(diǎn)有一電荷量為?q的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=kq9R2(k為靜電力常量)，方向由b指向a，則d點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
A. 21EB. 15EC. 9ED. 7E
7.新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，國(guó)產(chǎn)大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)–20“胖妞”成為眾多馳援武漢運(yùn)輸隊(duì)伍中最亮眼的明星。設(shè)想運(yùn)–20在平直跑道上起飛的過(guò)程：飛機(jī)從O點(diǎn)由靜止出發(fā)，依次經(jīng)過(guò)跑道上的A，B兩點(diǎn)，OA=x0、OB=2x0，其速度v隨位移x的變化規(guī)律如圖。飛機(jī)從O點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量視為不變，則下列說(shuō)法正確的是
A. 運(yùn)–20飛機(jī)在直跑道上起飛的過(guò)程是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B. 運(yùn)–20飛機(jī)在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度
C. 運(yùn)–20飛機(jī)在OA之間和AB之間的動(dòng)能增加量相等
D. 運(yùn)–20飛機(jī)在A點(diǎn)所受合外力等于在B點(diǎn)所受合外力
二、多選題：本大題共3小題，共12分。
8.質(zhì)量為m=1kg的物塊在豎直向上的拉力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物塊運(yùn)動(dòng)的v?t圖像如圖所示。忽略空氣阻力的影響，重力加速度g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 0～2s內(nèi)，拉力F的大小為12NB. 4s時(shí)，物塊開(kāi)始下降
C. 4～6s內(nèi)，物體處于超重狀態(tài)D. 物體上升的最大高度為16m
9.波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)，從t=0時(shí)刻開(kāi)始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖甲所示，一個(gè)周期之后波源停止運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t=5s時(shí)形成的簡(jiǎn)諧波波形圖如圖乙所示，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置xM=20m。關(guān)于此時(shí)刻的該簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 質(zhì)點(diǎn)N的平衡位置的坐標(biāo)為xN=6m
B. 該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為λ=16m
C. 質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置xP=323m
D. 質(zhì)點(diǎn)P從計(jì)時(shí)開(kāi)始到t=5s時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程為30cm
10.隨著我國(guó)航空母艦數(shù)量的增加，我國(guó)海上軍事力量進(jìn)一步加強(qiáng)，新一代航母阻攔系統(tǒng)將采用電磁阻攔技術(shù)，基本原理如圖所示，飛機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，利用尾鉤鉤住絕緣阻攔索并拉動(dòng)軌道上的一根金屬棒ab，導(dǎo)軌間距為d，飛機(jī)質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m，飛機(jī)著艦后與金屬棒以共同速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，軌道端點(diǎn)MP間電阻為R，金屬棒電阻為r，不計(jì)其它電阻和阻攔索的質(zhì)量。軌道內(nèi)有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒運(yùn)動(dòng)一段距離x后與飛機(jī)一起停下，測(cè)得此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，不計(jì)一切摩擦，則( )
A. 整個(gè)過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量為BdxR+r
B. 整個(gè)過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量為mv0Bd
C. 經(jīng)過(guò)x2位置時(shí)，克服安培力做功的功率小于B2d2v024(R+r)
D. 通過(guò)最后x2的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q4
第II卷（非選擇題）
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共22分。
11.(1)在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，甲圖為某同學(xué)采用的電路以及獲得的電壓與電流的關(guān)系圖像，由此可得該電池的電動(dòng)勢(shì)為 V，內(nèi)阻為 Ω。(答案保留三位有效數(shù)字)
(2)本實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)自于電壓表的分流作用，這將導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值 (選填“偏大”或“偏小”)，內(nèi)阻的測(cè)量值 (選填“偏大”或“偏小”)。
(3)為了盡可能減小誤差，該同學(xué)用相同的實(shí)驗(yàn)器材又采用了如圖乙的電路接法，獲得的電壓與電流的關(guān)系圖像如圖乙所示，結(jié)合甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得電池真實(shí)的電動(dòng)勢(shì)為 V，內(nèi)阻為 Ω。
12.某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。他在氣墊旁加裝了位置感應(yīng)器(可以將任一時(shí)刻該滑塊與某點(diǎn)的距離記錄下來(lái))，測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為mA=199g，mB=301g，兩滑塊A、B在氣墊導(dǎo)軌上(摩擦力可忽略不計(jì))發(fā)生正碰，該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出碰撞前后滑塊A、B的位移?時(shí)間圖像如圖所示。
(1)由圖可知滑塊A、B在t= s時(shí)發(fā)生碰撞;
(2)碰撞前滑塊A的動(dòng)量為 kg?m/s，滑塊B的動(dòng)量為 kg?m/s，碰撞后滑塊A、B粘在一起運(yùn)動(dòng)，兩滑塊整體的動(dòng)量為 kg?m/s;
(3)若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值(|碰撞前后總動(dòng)量之差碰撞前總動(dòng)量|)最大為5%，則本實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差絕對(duì)值為 ，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 。
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。
13.如圖所示，一半徑為R的玻璃半球，O點(diǎn)是半球的球心，虛線OO'過(guò)球心O與半球截面垂直的直線。有一束單色光平行于OO'從A點(diǎn)射入玻璃，從B點(diǎn)射出玻璃后交OO'于C點(diǎn)，已知OA=R2，BO=BC，光在真空中的傳播速度為c。不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線，求：(結(jié)果保留根號(hào))
(1)玻璃的折射率;
(2)若不改變光的入射方向，僅將入射點(diǎn)A向左平移，移到A'點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)時(shí)，在圓弧面上剛好沒(méi)有光線射出，求OA'的長(zhǎng)度是多少?
14.如圖，將一質(zhì)量為4kg、高度為4m的光滑圓弧槽放置在足夠大的光滑水平面上，在其左側(cè)放置一質(zhì)量未知的滑塊。某時(shí)刻，將一質(zhì)量為1kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從光滑圓弧槽的頂點(diǎn)處由靜止釋放，三個(gè)物體均在同一直線上運(yùn)動(dòng)，重力加速度g大小取10m/s2，求：
(1)若圓弧槽固定，小球滑到水平面上時(shí)，小球的速度大小;
(2)若圓弧槽不固定，小球滑到水平面上時(shí)，圓弧槽和小球的速度大小;
(3)接(2)問(wèn)，若小球與滑塊發(fā)生彈性碰撞后恰好不能追上圓弧槽，滑塊的質(zhì)量大小(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
15.如圖所示，在平行板電容器的兩板之間，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.40T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.0×105V/m，PQ為板間中線。緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T，磁場(chǎng)邊界AO和y軸的夾角∠AOy=45°。一束帶電量q=8.0×10?19C的同位素正離子從P點(diǎn)射入平行板間，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為(0,0.2m)的Q點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)區(qū)，離子通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角在45°～90°之間，不計(jì)離子重力，求：
(1)離子運(yùn)動(dòng)的速度大小;
(2)離子從Q運(yùn)動(dòng)到x軸的最長(zhǎng)時(shí)間;
(3)若只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，使離子都不能打到x軸上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2應(yīng)滿足什么條件?
1.C
2.A
3.A
4.D
5.C
6.A
7.B
8.AD
9.BC
10.AD
11.(1)1.48 1.97
(2)偏小 偏小
(3)1.50 2.00

12.(1) 2
(2)?0.398 0.903 0.5
(3)0.99% 在誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)量守恒

13.解：(1)作出過(guò)B點(diǎn)的法線，如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系有sini=R2R=12
解得i=30°
由于BO=BC
則β=α=i=30°
由幾何關(guān)系，得r=β+α=60°
由折射定律，得玻璃的折射率n=sinrsini=sin60°sin30°= 3
(2)當(dāng)移到A'時(shí)，在圓弧面恰好發(fā)生全反射，有sinC=1n
又由幾何關(guān)系可知sinC=OA'R
聯(lián)立解得OA'= 33R

14.解：(1)由動(dòng)能定理mgH=12mv2，
解得v=4 5m/s。
(2)以圓弧槽和小球?yàn)橄到y(tǒng)，在水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，以水平向左為正方向，有mv1+4mv2=0，
mgH=12mv12+12×4mv22，
解得v1=8m/s，v2=?2m/s，
所以圓弧槽和小球的速度大小分別為2m/s和8m/s。
(3)小球與滑塊發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量和機(jī)械能均守恒，有mv1=Mv3+mv4，
12mv12=12Mv32+12mv42，
小球與滑塊彈性碰撞后恰好不能追上圓弧槽，則v4=v2，
解得M=1.7kg。
15.解：(1)離子在兩板間時(shí)有qE=qvB1
解得：v=5.0×105m/s
(2)當(dāng)通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為45°時(shí)，到達(dá)x軸上的M點(diǎn)，如圖所示
則r1=0.2m
所以O(shè)M= 2r1=0.2 2m
當(dāng)通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為90°時(shí)，到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，則r2=0.1m
所以O(shè)N=r2=0.1m
所有離子速度都相同，當(dāng)離子運(yùn)動(dòng)路程最長(zhǎng)時(shí)，時(shí)間也最長(zhǎng)，由圖知當(dāng)r=r1時(shí)離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，則tmax=πr14v+r1v=7.1×10?7s
(3)由牛頓第二定律有qvB2=mv2r
則m=qB2rv
當(dāng)r=r1時(shí)，同位素離子質(zhì)量最大m1=qB2r1v=8.0×10?26kg
若質(zhì)量最大的離子不能穿過(guò)直線OA，則所有離子必都不能到達(dá)x軸，由圖可知使離子不能打到x軸上的最大半徑r3=0.2 2+1m
如圖所示
設(shè)使離子都不能打到x軸上，最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則qvB0=m1v2r3
解得B0= 2+14T=0.60T
則B2'≥0.60T

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