一、單選題（本大題共11小題）
1．在百米賽跑中，甲、乙兩名同學運動的圖像如圖所示，時刻兩人同時沖過終點，則關于兩同學（ ）
A．時刻甲、乙兩人相遇
B．時刻甲的加速度大
C．時刻甲在乙前面
D．時間內甲的平均速度小
2．設放射性物質的初始質量為，經過時間t后剩余的質量為m，下面四幅圖中符合質量m隨時間t的變化規(guī)律是（ ）
A．B．
C．D．
3．如圖所示，A表示地球同步衛(wèi)星，B為運行軌道比A低的一顆衛(wèi)星，C為地球赤道上某一高山山頂上的一個物體，關于它們的線速度、角速度、運行周期和加速度的比較，下列關系式正確的是（ ）
A．B．
C．D．
4．人體的細胞膜模型圖如圖a所示，由磷脂雙分子層組成，雙分子層之間存在電壓（醫(yī)學上稱為膜電位），現(xiàn)研究某小塊均勻的細胞膜，厚度為d，膜內的電場可看作勻強電場，簡化模型如圖b所示，初速度可視為零的一價正鉀離子僅在電場力的作用下，從圖中的A點運動到B點，下列說法正確的是（ ）
A．鉀離子的電勢能增大
B．A點電勢低于B點電勢
C．若膜電位減小，則鉀離子進入細胞內的速度減小
D．若膜電位不變，膜的厚度越大，則鉀離子進入細胞內的速度越大
5．某同學在方格坐標紙上做測量玻璃磚折射率的實驗。MN、PQ為玻璃磚的上下表面，a、b為入射光線上的兩枚大頭針，讓c擋住a、b的像，d擋住c和a、b的像，根據(jù)圖示可測得該玻璃磚的折射率約為（ ）
A．0.6B．1.6C．2.0D．2.5
6．如圖甲所示為光電效應的實驗原理圖，陰極K由逸出功的金屬鈣制成，圖乙是汞原子的能級圖，汞原子從n=4能級躍遷到n=1能級時產生光①，從n=3能級躍遷到n=1能級時產生光②，從n=3能級躍遷到n=2能級時產生光③?，F(xiàn)分別用上述三種光照射陰極K，下列說法正確的是（ ）
A．若照射時間足夠長，上述三種光均能使電流計G的指針發(fā)生偏轉
B．用光①照射陰極K時，通過電流計G的電流方向由d到c
C．用光②照射陰極K時，將滑片P逐漸向右移動，電流計G示數(shù)一直減小
D．要使電流計G示數(shù)為零，應將滑片P向左移動，且用光①照射時，移動距離最大
7．如圖所示，勻強磁場的方向（未畫出）與xOy坐標平面平行，圓環(huán)的該導線放置在xOy坐標平面內，兩端點ab連線與x軸平行，導線受到的安培力為F。若將該導線拉直且與x軸平行，并保持通電的電流不變，則圓環(huán)受到的安培力大小為（ ）
A．FB．C．D．
8．小明繪制了如圖所示的羽毛球飛行軌跡圖，圖中A、B為同一軌跡上等高的兩點，P為該軌跡的最高點，羽毛球到達P點時速度大小為v，若羽毛球飛行過程中所受空氣阻力與速度的平方成正比。則（ ）
A．上升過程的時間等于下降過程的時間
B．整個飛行過程中，羽毛球在P點時的速度最小
C．上升和下落兩個過程損失的機械能相等
D．若在P點將羽毛球以大小為v的速度水平向左拋出，羽毛球將掉落在原出發(fā)點的右側
9．圖1是一列簡諧橫波在s時的波形圖，已知平衡位置在c位置的質點比平衡位置在a位置的質點晚0.5s起振則圖2所示振動圖像對應的質點可能位于（ ），
A．B．C．D．
10．如圖所示，豎直面內固定有一半徑為R的半圓形光滑軌道ABC，AOC為半圓形軌道的直徑，一質量為m的小球靜止放置在A點。某時刻，給小球施加一方向垂直AC、大小為F的水平恒力，且軌道始終固定，在以后的運動過程中，下列說法正確的是（ ）
A．小球可能達到C點
B．若，最大速度為
C．小球可能會脫離軌道
D．小球對軌道壓力的最大值為
11．如圖所示，一電阻可忽略的U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab、dc足夠長，一根電阻為R的導體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與bc邊保持平行。則金屬棒速度v、加速度a、兩端電壓UMN、回路中電流強度i隨時間t變化的關系圖像正確的是（ ）
A．B．
C．D．
二、實驗題（本大題共1小題）
12．某個同學設計了一個電路，既能測量電池組的電動勢E和內阻r，又能測量未知電阻Rx的阻值。器材如下：
A．電池組（四節(jié)干電池） B．待測電阻Rx（約10）
C．電壓表V1（量程3V、內阻很大） D．電壓表V2（量程6V、內阻很大）
E．電阻箱（最大阻值99.9） F.開關一只，導線若干
實驗步驟如下：
（1）將實驗器材連接成如圖甲所示的電路，閉合開關，調節(jié)電阻箱的阻值，先讓電壓表V1接近滿偏，然后逐漸增大電阻箱的阻值，并分別讀出兩只電壓表的讀數(shù)。某次電壓表V1的讀數(shù)如丁圖所示，此時的電壓值為 V。
（2）根據(jù)記錄的電壓表V1的讀數(shù)U1和電壓表V2的讀數(shù)U2，以為縱坐標，以對應的電阻箱的阻值R為橫坐標，得到的圖象如圖乙所示。由圖可求得圖象在縱軸的截距為 ，待測電阻 Ω（結果均保留兩位有效數(shù)字）。
（3）圖丙分別是以兩電壓表的讀數(shù)為縱坐標，以兩電壓表讀數(shù)之差與電阻箱阻值的比值為橫坐標得到的結果。由圖可求得電池組的電動勢 V， 內阻r= Ω（結果均保留兩位有效數(shù)字）。
三、解答題（本大題共4小題）
13．圖甲為氣壓升降椅，圖乙為其模型簡圖，活塞與椅面的總質量為m，活塞橫截面積為S，汽缸內封閉一定質量的理想氣體，穩(wěn)定時氣體柱長度為L。設汽缸氣密性、導熱性能良好，忽略摩擦力。已知大氣壓強為p0，室內溫度T0，重力加速度為g。
(1)某同學盤坐上椅面，穩(wěn)定后缸內氣體柱長為，求該同學的質量M；
(2)該同學坐穩(wěn)定后，室內氣溫緩慢下降至0.9T0，求該過程外界對缸內氣體做的功W。
14．如圖所示，不可伸長的輕繩跨越光滑的釘子O，兩端各系著小球A和B，球A與地面接觸，球B拉到水平位置，。重力加速度為g。
(1)若靜止釋放B球，兩球能夠發(fā)生水平碰撞，求A、B質量之比的最小值k；
(2)若靜止釋放B球，且，兩球水平碰撞后粘連在一起，求碰撞后AB達到的最大高度h。
15．如圖所示，兩個質量分別為、的滑塊放在粗糙的水平面上。A、B與地面的動摩擦因數(shù)分別為、。長度均為的輕桿OA、OB擱在兩個滑塊上，且可繞鉸鏈O自由轉動，兩輕桿夾角為74°?，F(xiàn)用豎直向下的恒力作用在鉸鏈上，使兩滑塊由靜止開始滑動。已知重力加速度，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)此時輕桿對滑塊A的作用力的大??；
(2)此時每個滑塊的加速度大小；
(3)若地面光滑，當輕桿夾角為106°時，每個滑塊的速度大小。
16．科學實驗中，常用電場和磁場控制帶電粒子的運動。如圖為絕緣材料圍成邊長為的等邊三角形，其中一條邊的中點有一開口P，可以允許帶電粒子通過。開口處存在沿OP方向的勻強電場，加速電壓U大小可調；三角形區(qū)域內存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B大小可調?，F(xiàn)有一個質量為m、帶電量為的粒子，從加速電場的正極板靜止釋放，經電場加速后穿過開口P進入磁場區(qū)域，當調節(jié)時，它與絕緣邊界內壁發(fā)生兩次彈性碰撞（電荷不轉移）后又垂直返回P位置。不計粒子重力。
（1）求此時加速電場兩極板的電勢差；
（2）若取不變，只調節(jié)加速電場電勢差U，使得粒子仍能夠垂直返回開口P，試推導U的表達式；
（3）若取不變，只改變磁感應強度為B的大小，求粒子從進入磁場到垂直返回P處所用時間的最大值t。
參考答案
1．【答案】C
【詳解】A．圖像的面積等于位移，可知時間內甲的位移大于乙，可知時刻甲、乙兩人沒有相遇，選項A錯誤；
B．圖像的斜率等于加速度，可知時刻甲的加速度小，選項B錯誤；
C．時刻兩人同時沖過終點，時間內乙的位移大于甲，可知時刻甲在乙前面，選項C正確；
D．時間內甲乙位移相等，可知甲乙的平均速度相等，選項D錯誤。選C。
2．【答案】B
【詳解】設的半衰期為，則剩余的質量為，選B。
3．【答案】C
【詳解】地球同步衛(wèi)星與赤道共平面且相對赤道上的物體靜止，因此地球同步衛(wèi)星的周期與赤道上物體隨地球自轉的周期相同，即，，由，，可得，，根據(jù)萬有引力充當向心力有，可得，，，，顯然，，，，綜合可得，，，，故ABD錯誤，C正確。選C。
4．【答案】C
【詳解】A．初速度可視為零的一價正鉀離子僅在電場力的作用下，從圖中的A點運動到B點，可知鉀離子運動中電場力做正功，所以鉀離子的電勢能減小，A錯誤；
B．初速度可視為零的一價正鉀離子僅在電場力的作用下，從圖中的A點運動到B點，則電場線從A到B，沿電場線電勢降低，所以A點電勢大于B點電勢，B錯誤；
CD．由動能定理可知，若膜電位不變時，即電壓U不變時，膜的厚度越大，則鉀離子進入細胞內的速度仍不變；電壓U減小時，速度減小，C正確，D錯誤。選C。
5．【答案】B
【詳解】使擋住、的像，擋住和、的像，說明是出射光路，連線即為的出射光線，做光路圖如圖所示
由圖中網格紙的數(shù)量關系可得，該玻璃磚的折射率為，選B。
6．【答案】D
【詳解】A．由，可知從n=3能級躍遷到n=2能級發(fā)出的光子的能量為2.80eV，小于金屬鈣的逸出功，所以不能使金屬鈣發(fā)生光電效應，沒有光電流，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，A錯誤；
B．用光①照射陰極K時，光子的能量大于金屬鈣的逸出功，電子的運動方向由d到c，產生c到d的電流，B錯誤;
C．用光②照射陰極K時，也能產生c到d的電流，將滑片P逐漸向右移動，正向電壓增大，電流計G示數(shù)變大，但達到飽和光電流后電流計G示數(shù)就不再變化，C錯誤;
D．光①照射時，光子的能量最大，光電子的最大初動能最大，因此滑片必須向左移動的距離最大時，加足夠大的反向電壓，電流計示數(shù)才能為零，D正確。選D。
7．【答案】B
【詳解】設圓環(huán)半徑為r，根據(jù)安培力的計算公式可得，若將該導線拉直，則，所以，選B。
8．【答案】D
【詳解】A．由圖可知，上升過程和下降過程位移大小相同，但上升過程中空氣阻力有豎直向下的分量，下降過程空氣阻力有豎直向上的分量，則上升過程中豎直方向加速度較大，根據(jù)，可知上升過程的時間小于下降過程的時間，A錯誤；
B．當羽毛球所受重力與阻力的合力方向與速度方向垂直時，羽毛球的速度最小，而在最高點P時，合力方向與速度夾角為鈍角，說明羽毛球速度最小應該在P點右側，B錯誤；
C．從A運動到B過程中，空氣阻力一直做負功，羽毛球的機械能一直減小，羽毛球在A點的機械能大于在B點的機械能，即羽毛球在A點的動能大于B點的動能，根據(jù)動能定理可得，上升過程阻力做功較多，所以上升過程損失機械能較多，C錯誤；
D．若在P點將羽毛球以大小為v的速度水平向左拋出，與題圖中P點到落地過程相同，由圖可知，羽毛球從拋出到P點的水平位移大于從P點到落地點的水平位移，則若在P點將羽毛球以大小為v的速度水平向左拋出，羽毛球將掉落在原出發(fā)點的右側，D正確。選D。
9．【答案】B
【詳解】由圖2知，時刻質點處于平衡位置上方，且向上振動。由題，c位置的質點比a位置的晚0.5s起振，則知該波的周期為s，波的傳播方向為向右，則，作出s前的波形圖像，即時刻的波形圖像如圖所示（紅線）
則位于平衡位置上方且振動方向向上的質點位于區(qū)間為bc間，即有，故B正確，ACD錯誤。選B。
10．【答案】B
【詳解】A．給小球施加一方向垂直AC、大小為F的水平恒力時，若小球到達C點，由于小球沿水平方向上的位移為0，則力F做功為0，而小球從A到C的過程中重力會做負功，根據(jù)動能定理，小球的動能將為負值，這顯然是不可能的，所以小球不可能到達C點，選項A錯誤；
B．若，則重力與F的合力與豎直方向的夾角為，可知，小球從A點運動到“等效最低點”時速度最大，由動能定理得，解得最大速度為，選項B正確；
C．如圖所示，將F與mg合成為mg′稱為“等效重力”，則
方向斜向右下，將小球的運動等效為重力場中的圓周運動，如圖（當F較小時等效重力mg′與豎直方向的夾角小，小球在A與A′之間運動，當F較大時等效重力mg″與豎直方向的夾角大，小球在A與A″之間運動）可知小球會在A點與半圓軌道的另一位置之間來回往復運動，不會脫離軌道，選項C錯誤；
D．小球到達“等效最低點”時對軌道的壓力最大，由牛頓第二定律可知，其中的，可知對軌道的最大壓力大于，選項D錯誤。選B。
11．【答案】A
【詳解】金屬框在恒力F作用下向右加速，由右手定則可知，bc邊產生的感應電流從c流向b，由左手定則可知，導體棒受到向右的安培力作用，導體棒向右做加速運動，設金屬框的加速度為a1，導體棒的加速度為a2，設金屬框的速度為v1，導體棒的速度為v2，設導體棒的電阻為R，回路的感應電流，設金屬框的質量為M，導體棒的質量為m，對金屬框，牛頓第二定律得，對導體棒MN，由牛頓第二定律得，金屬框與導體棒都做初速度為零的加速運動，v1、v2都變大，a1從開始減小，導體棒的加速度a2從0開始增大，當金屬框與導體棒的加速度相等時，即a1=a2=a，解得，加速度保持不變，回路感應電流，此后金屬框與導體棒的速度差保持不變，感應電流不變，兩端電壓UMN不變且不為0，導體棒所受到的安培力不變，加速度不變，金屬框與導體棒以相等的加速度做勻加速直線運動，A正確，BCD錯誤。選A。
12．【答案】2.15；1.0；8.0；6.0；4.0
【詳解】（1）[1]電壓表量程為3V，分度值為0.1V，則電壓表讀數(shù)為2.15V；
（2）[2][3]串聯(lián)電路電流處處想等，由圖甲所示電路圖可知，則，可知圖象的縱軸截距，斜率，解得
（3）[4][5]由圖甲所示電路圖可知，圖象是電源的圖象，由圖示圖象可知，電源電動勢，圖象斜率
13．【答案】(1)，(2)
【詳解】（1）人坐上椅子，缸內壓強由p1變?yōu)閜2，氣體做等溫壓縮，根據(jù)玻意耳定律可得，以活塞與椅面為對象，根據(jù)受力平衡可得，，聯(lián)立解得
（2）室內氣溫緩下降至0.9T0，氣體等壓壓縮，氣柱的高度為L′，則有，，聯(lián)立解得
14．【答案】(1)3；(2)
【詳解】（1）靜止釋放B球，運動到最低點時，繩子拉力最大，則有，此時有，兩球能夠發(fā)生水平碰撞，則臨界條件為，解得
（2）根據(jù)動能定理有，碰撞過程中動量守恒，則有，碰后兩球一起上升過程中，根據(jù)能量守恒定律有，解得
15．【答案】(1)12.5N，(2)，，(3)，
【詳解】（1）在O點，F(xiàn)沿桿的分力為，解得
（2）對滑塊A受力分析，由牛頓第二定律，解得，對滑塊B受力分析，由牛頓第二定律，解得
（3）因為恒力F做功為，由能量守恒定律，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，有，聯(lián)立解得，
16．【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）如圖，由幾何關系得 ①，根據(jù)牛頓第二定律可得 ②
根據(jù)動能定理得 ③，由①②③得 ④
（2）根據(jù)幾何關系，得⑤，根據(jù)牛頓第二定律得⑥，根據(jù)動能定理得⑦，由⑤⑥⑦得⑧
（3）當時，由③可知在磁場中運行的速度大小不變，粒子在磁場中圓周運動的周期為⑨，代入⑤式可得⑩，在三角形區(qū)域的總時間為?，由⑩?得?，當，t最大?，由③?得

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