第Ⅰ卷（選擇題，共40分）
一、單選題（本題共5小題，每小題5分共25分）
1. 下面四幅課本插圖中包含的物理思想方法相同的是（ ）

A. 甲和乙B. 乙和丙C. 乙和丁D. 丙和丁
【答案】D
【解析】
【詳解】甲圖是微元法；乙圖是放大法；丙圖是等效法；丁圖中物體的重心也是等效法。
故選D。
2. 一束單色光在不同條件下會形成很多有趣的圖樣。下列四幅圖分別為光通過圓孔、光照射在不透光圓盤上、光通過雙縫、光通過單縫后，在光屏上形成的圖樣。圖樣中有一幅形成原理與其他不同，該圖樣是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】光通過圓孔、光照射在不透光圓盤上、光通過單縫后發(fā)生的都是光的衍射現(xiàn)象；而光通過雙縫發(fā)生的光的干涉現(xiàn)象?？芍獔D像C是光的干涉條紋，形成原理與其他不同。
故選C。
3. 如圖所示為“嫦娥六號”月球探測器沿橢圓軌道環(huán)月繞行的示意圖，，為橢圓軌道長軸端點，、為橢圓軌道短軸端點，探測器沿圖中箭頭所示方向運行。已知探測器繞行周期為，若只考慮月球?qū)μ綔y器的引力作用，下列說法正確的是（ ）
A. 探測器在點和點的加速度相同
B. 探測器在點的速度小于在點的速度
C. 探測器在點的機械能等于在點的機械能
D. 探測器從點到點的運行時間為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．探測器在點和點的受力方向不同，則加速度不相同，故A錯誤；
B．根據(jù)開普勒第二定律可知，探測器在點的速度大于在點的速度，故B錯誤；
C．探測器只有引力做功，則探測器在點的機械能等于在點的機械能，故C正確；
D．探測器是c點的速度最小，則探測器從點到點的運行時間大于，故D錯誤；
故選C。
4. 關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是（ ）
A. 圖甲是盧瑟福粒子散射實驗，這個實驗說明了原子具有核式結(jié)構(gòu)
B. 圖乙是光電效應(yīng)實驗，此時張開的驗電器帶負電，鋅板帶正電
C. 圖丙是放射源放出三種射線在磁場中的運動軌跡，其中3為射線
D. 圖丁是核反應(yīng)堆示意圖，其中大量原子核發(fā)生的是可控的聚變反應(yīng)
【答案】A
【解析】
【詳解】A．圖甲是盧瑟福粒子散射實驗，這個實驗說明了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A正確；
B．圖乙是光電效應(yīng)實驗，張開的驗電器指針和鋅板都帶正電，故B錯誤；
C．圖丙是放射源放出三種射線在磁場中的運動軌跡，由左手定則可知3粒子帶正電，為射線，故C錯誤；
D．圖丁是核反應(yīng)堆示意圖，它是利用重核裂變反應(yīng)釋放能量，是可控的重核裂變反應(yīng)，故D錯誤。
故選A。
5. 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其圖像如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. 氣體分子熱運動的平均動能一直減小
B. 氣體對外界做功小于氣體從外界吸收的熱量
C. 單位時間內(nèi)撞擊容器壁單位面積的氣體分子數(shù)增多
D. 若A狀態(tài)氣體的溫度為，則B狀態(tài)為
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖像可知，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，壓強p與體積V的乘積逐漸增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知氣體溫度一直在升高，所以分子平均動能一直在增大，故A錯誤；
B．該過程溫度升高，所以內(nèi)能增大，體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，因內(nèi)能增大，所以氣體從外界吸收熱量，且大于對外做的功，故B正確；
C．壓強減小，分子的平均動能增大，由壓強的微觀解釋可知，單位時間內(nèi)撞擊容器壁單位面積的氣體分子數(shù)減小，故C錯誤；
D．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得
又，
求得
故D錯誤。
故選B。
二、多選題（本題共3小題，每小題5分，共15分．在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分）
6. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，原線圈通入正弦式交流電，副線圈連接有光敏電阻、小燈泡和定值電阻。已知光敏電阻所受光照變強時，電阻值變小，電流表和電壓表均為理想交流電表。則（ ）
A. 電壓表示數(shù)之比為
B. 電流表示數(shù)之比為
C. 所受光照變強，小燈泡將變亮
D. 所受光照變強，電流表示數(shù)變大
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．理想變壓器原、副線圈兩端的電壓之比等于匝數(shù)之比，即，電壓表的示數(shù)等于原線圈兩端的電壓，電壓表的示數(shù)小于副線圈兩端的電壓，故電壓表示數(shù)之比大于，故A錯誤；
B．電流表分別測量理想變壓器原、副線圈中的電流，故電流表示數(shù)之比等于匝數(shù)的反比，即，故B正確；
CD．理想變壓器原線圈兩端電壓恒定，匝數(shù)比一定，則副線圈兩端電壓也恒定，當(dāng)所受光照變強，電阻值變小，光敏電阻R與小燈泡L并聯(lián)的電阻減小，分得的電壓也減小，故小燈泡將變暗，電流表示數(shù)變大，電流表示數(shù)也變大，故C錯誤，D正確。
故選BD。
7. 一列沿x軸傳播的簡諧橫波在時刻的波形圖如圖中的實線所示，時的波形圖如圖中的虛線所示，則該簡諧橫波在介質(zhì)中的傳播速度可能為（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【詳解】由圖可知波長為
若波沿x軸向正方向傳播，則
當(dāng)時，
若波沿x軸向負方向傳播，則
當(dāng)時，
故選BC。
8. 如圖所示，真空中兩個等量正點電荷位于圓的直徑上的M、N兩點，直徑垂直于，且。下列說法中正確的是（ ）
A. 圓弧是等勢面
B. B、D兩點的電場強度相同
C. 一個負點電荷僅受靜電力作用，從D點由靜止釋放后，在間做往復(fù)運動
D. 帶正電的點電荷在A點時電勢能大于該電荷在B點時的電勢能
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．等量同種點電荷電勢分布如圖所示
由圖根據(jù)對稱性可知，A、C點的電勢相等，B、D點的電勢相等，圓弧ABCD不是等勢面，故A錯誤；
B．根據(jù)電場的對稱性可知，同一個試探電荷在B、D兩個位置所受的電場力大小相等，方向相反，故B錯誤；
C．根據(jù)電場線分布可知， 一個負點電荷僅受靜電力作用，從D點由靜止釋放后，先向O做加速運動，然后向B點做減速運動，速度減到零后再反向加速，如此重復(fù)，即在間做往復(fù)運動，選項C正確；
D．根據(jù)電勢的分布可知，A點的電勢高于B點的電勢，根據(jù)Ep=qφ可知，帶正電的點電荷在A點時電勢能大于該電荷在B點時的電勢能，故D正確。
故選CD。
第Ⅱ卷（非選擇題，共60分）
三、實驗題（本題滿分12分，每空1分。）
9. 某同學(xué)為了探究彈簧彈力F和長度L的關(guān)系，如圖甲所示，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置，然后，在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄每一次懸掛鉤碼的質(zhì)量和彈簧下端的刻度位置，實驗中彈簧始終未超過彈簧的彈性限度。以彈簧受到的彈力F為縱軸、彈簧長度L為橫軸建立直角坐標系，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖像，如圖乙所示。
（1）由圖乙，彈簧自由下垂時的長度______，彈簧的勁度系數(shù)______；
（2）圖丙是a、b兩彈簧的圖像，當(dāng)彈簧秤示數(shù)相同時，形變量越大，靈敏度越高，則用彈簧______（選填“a”或“b”）制作的彈簧秤，靈敏度更高。
【答案】（1） ①. 10 ②. 50
（2）a
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]根據(jù)胡克定律有
可知圖像的橫軸截距為彈簧原長，則有
圖像的斜率為勁度系數(shù)，則有
【小問2詳解】
根據(jù)胡克定律有
可知圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，由圖丙可知，彈簧a勁度系數(shù)小于彈簧b的勁度系數(shù)，故用彈簧a來制作彈簧秤，可以滿足當(dāng)彈簧秤示數(shù)相同時，形變量越大，靈敏度越高。
10. 按實驗要求填空：
甲圖中的實驗器材參數(shù)如下：
待測電流表A（量程）
電阻箱（最大阻值）
滑動變阻器（①最大阻值 ②最大阻值）
電源E（①電動勢為，內(nèi)阻很小 ②電動勢為，內(nèi)阻很?。?br>（1）半偏法測電流表內(nèi)阻的電路如圖甲所示，測量方法是：先斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的指針滿偏；保持的阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針半偏，此時電阻箱的示數(shù)為。盡量減少系統(tǒng)誤差，則滑動變阻器選擇____________（選填“①”或“②”），電源E選擇____________（選填“①”或“②”），電流表A內(nèi)阻的測量值為____________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）Ω，測量值與真實值相比____________（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
（2）將該電流表A改裝成量程為的電流表，應(yīng)給電流表A____________（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個電阻，則改裝后的電流表的內(nèi)阻為____________（電流表A的內(nèi)阻用“”表示）。
（3）測量一節(jié)廢舊干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，利用改裝后的電流表和其它實驗器材設(shè)計了如圖乙所示的電路。在實驗中，多次改變電阻箱阻值，記錄多組數(shù)據(jù)，畫出圖像為一條直線（如圖丙），由圖中數(shù)據(jù)計算出該電池的電動勢____________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）V，內(nèi)阻____________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），如果沒有考慮到電流表內(nèi)阻的影響，電源電動勢E的測量值將會____________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
【答案】（1） ①. ① ②. ① ③. 99.0 ④. 偏小
（2） ①. 并聯(lián) ②.
（3） ①. 1.13 ②. 10.3 ③. 不變
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]根據(jù)題意可知，采用的是半偏法測量電流表內(nèi)阻，為了減小誤差，實驗中電源選擇電動勢較大的①，回路最大電流1mA，根據(jù)歐姆定律可知，最小電阻
故則滑動變阻器選擇選擇①。
[3]斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電流表的指針滿偏，電流為IA，保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表的指針半偏，表中電流為，由于電阻箱R2與電流表A并聯(lián)，所以認為電阻箱中電流為IR2=IA-=
電流表A內(nèi)阻等于此時電阻箱R2的阻值為RA=99.0Ω
[4]由實驗電路可知，閉合S2后，總電阻減小，總電流增大，則流過R2的實際電流大于，導(dǎo)致測量值小于真實值。
【小問2詳解】
[1]將電流表A改裝成大量程電流表應(yīng)該并聯(lián)一個分流電阻。
[2]則改裝后的電流表的內(nèi)阻為
【小問3詳解】
[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
可得
結(jié)合圖像可得，
解得，
[3]由前面分析，可知
即電源電動勢的測量值與電流表的內(nèi)阻無關(guān)，如果沒有考慮到電流表內(nèi)阻的影響，電源電動勢E的測量值將會不變。
四、計算題：（本大題共3個小題，11題14分，12題16分，13題18分，共48分，寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
11. 某學(xué)校的一節(jié)物理課上，王老師以電磁爐上的金屬戒指為研究對象，探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。戒指可視為周長為L、橫截面積為S（如圖所示）、電阻率為的單匝圓形線圈，放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向垂直于戒指平面向里。若磁感應(yīng)強度大小在時間內(nèi)從0均勻增加到，求：
（1）戒指中的感應(yīng)電動勢E的大小；
（2）戒指中的感應(yīng)電流I的大小和方向；
（3）戒指中電流的熱功率P。
【答案】（1）
（2），電流方向為逆時針
（3）
【解析】
【小問1詳解】
設(shè)戒指的半徑為r，則周長
磁感應(yīng)強度大小在時間內(nèi)從0均勻增加到，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
解得
【小問2詳解】
根據(jù)電阻定律可知，戒指的電阻為
根據(jù)歐姆定律可知，戒指中的感應(yīng)電流大小為
解得
根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向為逆時針。
【小問3詳解】
戒指中電流的熱功率為
結(jié)合上述解得
12. 如圖所示，小球a系在不可伸長的細線上，物塊b靜置于懸掛O點的正下方，將小球a從細線偏離豎直方向的位置由靜止釋放后，a、b兩物體發(fā)生正碰，碰撞時間極短且不損失機械能．已知細線長，重力加速度，兩物體都可看成質(zhì)點，物塊b與水平地面間的動摩擦因數(shù)，求：
（1）小球a與物塊b碰前瞬間的速度大小v；
（2）碰后瞬間，小球a對細線的拉力F；
（3）物塊b的最大位移x的大小。
【答案】（1）
（2），方向豎直向下
（3）
【解析】
【小問1詳解】
小球a下擺過程中，由機械能守恒有
解得
【小問2詳解】
兩物體發(fā)生彈性碰撞，設(shè)向左正方向，根據(jù)動量守恒有
根據(jù)能量守恒定律有
聯(lián)立解得
小球a碰后瞬間細線對小球的拉力設(shè)為，根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立解得
根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)毦€的拉力大小，方向豎直向下。
【小問3詳解】
對物塊b，由動能定理得
代入數(shù)據(jù)，解得最大位移
13. 研究帶電粒子偏轉(zhuǎn)的實驗裝置基本原理圖如圖所示，Ⅰ區(qū)域是位于平面內(nèi)的半圓，直徑與x軸重合，且M點的坐標為點的坐標為；Ⅱ區(qū)域位于平面內(nèi)的虛線和y軸之間。其中Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場。三個相同的粒子源和加速電場組成的發(fā)射器，可分別將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子甲、乙、丙由靜止加速到，調(diào)節(jié)三個發(fā)射器的位置，使三個粒子同時從半圓形邊界上的a、b、c三個點沿著y軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，b與半圓形區(qū)域的圓心的連線R垂直于x軸，a、c到的距離均為，乙粒子恰好從N點離開區(qū)域Ⅰ，丙粒子垂直于y軸離開區(qū)域Ⅱ。不計粒子的重力和粒子之間的相互作用。
（1）求加速電場電壓U；
（2）求區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小和區(qū)域Ⅱ內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小B；
（3）若在丙粒子離開區(qū)域Ⅱ時，區(qū)域Ⅱ內(nèi)的磁場反向，同時再疊加豎直向上電場強度為E的勻強電場，此后甲粒子恰好不能穿過y軸，軌跡與y軸切于Q點，求Q點的位置坐標以及甲粒子經(jīng)過Q點時速度v的大小。
【答案】（1）
（2），
（3）坐標為，速度大小為
【解析】
【小問1詳解】
粒子在加速電場中加速，根據(jù)動能定理有
解得
【小問2詳解】
如圖所示
帶正電粒子甲、乙、丙在區(qū)域Ⅰ中做勻速圓周運動，設(shè)其軌跡半徑分別為，由于三個粒子的質(zhì)量和帶電量均相等，再結(jié)合幾何關(guān)系可知
根據(jù)洛倫茲力提供向心力得
解得
丙粒子在區(qū)域Ⅰ中做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系可知，丙粒子將從N點進入?yún)^(qū)域Ⅱ，且其速度與x軸正方向的夾角為，丙粒子進入?yún)^(qū)域Ⅱ后做勻速圓周運動，設(shè)其軌跡半徑為，由于丙粒子垂直y軸離開區(qū)域Ⅱ，由幾何關(guān)系可知
根據(jù)洛倫茲力提供向心力得
解得
【小問3詳解】
如圖所示
甲粒子在區(qū)域Ⅰ中做勻速圓周運動的軌道半徑
根據(jù)幾何關(guān)系可知甲粒子在區(qū)域Ⅰ中運動的軌跡圓心角
從飛出區(qū)域Ⅰ且其速度與x軸正方向夾角為，甲粒子從飛出區(qū)域Ⅰ后，繼續(xù)做勻速直線運動到區(qū)域Ⅱ的左邊界P點，經(jīng)判斷甲粒子在進入?yún)^(qū)域Ⅱ之前磁場方向已經(jīng)變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?，且疊加了向上的電場E，甲粒子進入?yún)^(qū)域Ⅱ后做曲線運動，軌跡與y軸切于Q點，設(shè)之間的豎直方向高度差為h，甲粒子在區(qū)域Ⅱ中水平方向使用動量定理（設(shè)向右為正方向）
推得
解得
根據(jù)幾何關(guān)系甲粒子最接近y軸時Q的坐標為
對甲粒子進入?yún)^(qū)域Ⅱ后使用動能定理得
解得

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