物理试题
二、选择题（本题包括7小题，共42分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
14．一批伟大的科学家在电磁理论的建立过程中做出了卓越的贡献。关于其中一些科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 （ ）
A．安培发现了电流的磁效应 B．奥斯特提出了分子电流假说
C．法拉第发现了电磁感应现象 D．库仑发现了点电荷间相互作用的规律
15．如图，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A．两滑块组成系统的机械能守恒
B．重力对M做的功等于M动能的增加
C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
16．如图所示，空间中的M、N处存在两个被固定的、等量同种正点电荷，在它们的连线上有A、B、C三点，已知MA＝CN＝NB，MA<NA．现有一正点电荷q，关于在电场中移动电荷q，下列说法中正确的是 （ ）
A．沿半圆弧l将q从B点移到C点，电场力不做功
B．沿曲线r将q从B点移到C点，电场力做负功
C．沿曲线s将q从A点移到C点，电场力做正功
D．沿直线将q从A点移到B点，电场力做正功
17．静止在光滑水平面上的物体，同时受到在同一直线上的力F1、F2作用，F1、F2随时间变化的图象如图所示，则a－t和v－t图象是下列图中的 （ ）
18．卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用．第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区．第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成．中轨道卫星高度为10354 km，分布在几个轨道平面上（与赤道平面有一定的夹角）．在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为四分之一天．下列说法中正确的是 （ ）
A．中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度
B．中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度
C．在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后，该卫星还在地面该点的正上方
D．如果某一时刻中轨道卫星、同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上
19．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是 （ ）
A． 时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为 V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为 V
D．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为
20．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是 （ ）
第Ⅱ卷（必做题157分+选做题36分，共193分）
【必做题】
21．（18分）
（1）（8分）利用图9实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题．
① 实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整：
A．按实验要求安装好实验装置；
B．使重锤靠近打点计时器，接着先________，后________，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
C．图10为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离h1、h2、h3……．
② 已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的h1、h2、h3，可得重锤下落到B点时的速度大小为______，纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为______，减少的重力势能为______．
③ 取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图11中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1＝2．94 J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2＝________ J/m（保留3位有效数字）．重锤和纸带下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为____________（用k1和k2表示）．
图11
（2）（10分）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足 ，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
I（×10-3A） 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UH（×10-3V） 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
① 若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_________（填“M”或“N”）端通过导线相连。
② 已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内（见答题卡）画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为____________ V （保留2位有效数字）。
③ 该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向_______（填“a”或“b”）, S2掷向_______（填“c”或“d”）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________（填器件代号）之间。
22．（16分）山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）大猴子水平跳离的速度最小值
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小
（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小
23．（22分）“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。
（1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由；
（2）求等势面C所在处电场强度E的大小；
（3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少？
（4）比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由。
37．[物理—选修3-4]（12分）
（1）（4分）如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为 ，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。
①求简谐横波的波长。
②P点的振动 （填“加强”或“减弱”）。
（2）（8分）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率 ，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°。
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距C cm。
38．[物理——选修3—5]（12分）
（1）（4分）关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 （ ）
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
（2）（8分）光滑水平面上有一质量为M滑块，滑块的左侧是一光滑的 圆弧，圆弧面下端与水平面相切，圆弧半径为R=l m,一质量为m的小球以速度v0，向右运动冲上滑块。已知M=4m，g取l0m/s2，若小球刚好没跃出 圆弧的上端。求：
① 小球的初速度v0是多少?
② 滑块获得的最大速度是多少?
理科综合（六）
物理参考答案
14、CD
15、CD【解析】两滑块沿斜面运动的过程中，由于斜面ab粗糙，则摩擦力对M做负功，故两滑块组成系统的机械能减少，选项A错误；据动能定理可知M受到的合外力做的功等于M动能的变化，即重力、绳的拉力以及摩擦阻力对M做的功等于M动能的增加量，选项B错误；由功能关系可得除重力外其他外力做的功等于物体（或系统）机械能的变化，故轻绳的拉力对m做的正功等于m机械能的增加，摩擦力做的负功等于系统机械能的减少量，选项C、D正确。本题选CD。
16、C【解析】由对称性可知，N处的电荷在B、C两点的电势相等，M处的电荷在B点的电势高于C点电势，两电荷都是正电荷，可知B点电势高于C点电势，正电荷由B点移到C点电场力做正功，A、B选项错误；M处电荷在A点电势与N处电荷在C点电势相等，而M处电荷在C点电势小于N处电荷在A点电势，故φA>φC，故C选项正确；由对称性可知，A、B为等势点，故D选项错误．
17、AC
18、BC【解析】由题意知，中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径（42400 km），所以，其线速度大于同步卫星的线速度，选项B正确；中轨道卫星的周期T1＝6 h，其经过地面某点的正上方的一天后，仍在该点，选项C正确；选项D中，中轨道卫星需经过t＝（T12＋nT1），T1＝6 h，n＝0,1,2,3，…，同步卫星需经过t′＝（T22＋nT2）．T2＝24 h，n＝0,1,2,3，…二者再次在同一直线上，显然t′≠t，选项D错误．
19、CD
20、B【解析】由图乙可知磁感应强度的大小随时间呈线性变化，即 （k是一个常数），又圆环的面积S不变，由 可知圆环中产生的感应电动势不变，则回路中的感应电流大小不变，故 ab边受到的安培力不变，排除选项C、D；0- 时间内，由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a，结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左，为负值，排除选项A错误。本题选B。
第Ⅱ卷【必做题】
21【答案】
（1）①接通电源 放开纸带 ②h3－h12T mh3－h128T2 mgh2
③2.80（2.73～2.87均可） k1－k2k1（k1用mg表示也可）（2）○1M
②如右图所示，1.5（1.4或1.6）
③b，c；S1，E
22、（1）设猴子从A点水平跳离时速的最小值为 ，根据平抛运动规律，有
①
②
联立①、②式，得
③
（2）猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速为 。有
④
⑤
（3）设拉力为 ，青藤的长度为L,对低位点，由牛顿第二定律得
⑥
由几何关系
⑦
得：L=10m ⑧
综合⑤、⑥、⑧式并代入数据得：
23、（1）电子（带负电）做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从B指向A，B板电势高于A板。（2）据题意，电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同，有：
联立解得：
（3）电子运动时只有电场力做功，根据动能定理，有
对到达N板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有
对达到N板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有
（4）根据电场线特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度，考虑到等势面同距相等，有
即
37．[物理—选修3-4]
【解析】（1）设简谐波的波速为v，波长为 ，周期为T，由题意知
T=0.1s ①
由波速公式 ②
打入数据得 ③
③P点距离两波源的路程差为 m= ,
故P点是振动加强点。
（2）①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得
④
代入数据得
⑤
光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为 ，折射角为 ，由几何关系得 ，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得
⑥
代入数据得 ⑦
②结合几何知识可知出射点距离C点的距离为 cm。
38．[物理—选修3-5]
（1）BC
（2）解：①当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有：
因系统机械能守恒，所以根据机械能守恒定律有：
解得v0=5m/s
② 小球到达最高点以后又滑回，滑块又做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大。研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和动能守恒有：
