考试时间：100分钟；

第I卷（选择题）

一、单选题：共5题 每题6分 共30分

1．两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在0~0.40 s时间内的v—t图象如图所示。若乙物体的合外力大小是甲物体合外力大小的3倍,则物体甲与乙的质量之比以及图中时间t1分别为

A.2:3和0.30 s B.3:2和0.30 s C.2:3和0.20 s D.3:2和0.20 s

2．冬奥会自由式滑雪比赛中,运动员沿着山坡上的雪道从高处滑下,如图所示。下列描述正确的是

A.雪道对雪橇的摩擦力做正功 B.运动员的重力势能增大

C.运动员的机械能增大 D.运动员的动能增大

3．某足球学校在一次训练课上训练定点吊球,现有A、B、C三位同学踢出的足球运动轨迹如图中实线所示,三球上升的最大高度相同,不计空气阻力,下列说法中正确的是

A.A同学踢出的球落地时的速率最大 B.C同学踢出的球在空中的运动时间最长

C.A、B、C三位同学对球做的功一定相同 D.三个足球初速度的竖直分量一定相同

4．如图所示,一根细线下端拴一个金属小球A,细线的上端固定在金属块B上,B放在带小孔的水平桌面上,小球A在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球A改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),金属块B在桌面上始终保持静止,则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是

A.金属块B受到桌面的静摩擦力变大 B.金属块B受到桌面的支持力变小

C.细线的张力变大 D.小球A运动的角速度减小

5．人造卫星在太空绕地球运行中，若天线偶然折断，天线将

A.继续和卫星一起沿轨道运行

B.做平抛运动，落向地球

C.由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球

D.做自由落体运动，落向地球

二、多选题：共3题 每题6分 共18分

6．如图所示,a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120°。现将两个等量的正点电荷+Q固定在a、c两个顶点上,将另一个电荷量为-Q的点电荷固定在b点,将一个电荷量为+q的点电荷依次放在菱形中心O点和另一个顶点d点处,那么

A.O点的电场强度方向由O指向b B.点电荷在d点所受的电场力较大

C.点电荷在d点所具有的电势能较大 D.d点的电势低于O点的电势

7．如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿对角线方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息,可以确定

A.粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电

B.粒子1和粒子3的比荷之比为2∶1

C.粒子1和粒子3在磁场中的运动时间之比为4∶1

D.粒子3的射出位置与d点相距为L/2

8．远距离送电，已知升压变压器输出电压为U1，功率为P，降压变压器的输入电压为U2，输电线的电阻为R，输电线上电压为U线，则线路损耗的热功率P损可用下面哪几种方法计算

A.P损＝
B.P损＝
C.P损＝
D.P损＝

第II卷（非选择题）

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三、实验题：共2题 共15分

9．(本题6分)某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，如图所示，求出物体做平抛运动的初速度大小为_________ 。(g取10 m/s2)

10．(本题9分)现要测量一个电阻的阻值,实验室备有以下器材:

被测电阻Rx(额定电压U=3 V,额定功率约为0.9 W)

电流表A1(量程为150 mA,内阻r1=10 Ω)

电流表A2(量程为300 mA,内阻约为5 Ω)

定值电阻R(R=10 Ω)

滑动变阻器R1(0~10 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A)

电源(E=5 V,r=1 Ω)

单刀开关一个,导线若干

(1)要精确测量Rx的阻值,请画出测量电路图。

(2)补充完整实验步骤:

①按实验电路图连接好电路,开关S闭合前,将滑动变阻器滑片调到　　　　　　　(填“左端”或“右端”);

②闭合开关,调节滑动变阻器,　　　　　　　　　　　　　　　;

③断开开关, 拆除电路,整理器材。

(3)读出多组数据,记录在下面表格中,在坐标纸上作出I1—I2的图象,由图象可求得Rx=　　　。

四、计算题：共5题 共47分

11．(本题13分)交通路口是交通事故的多发地,驾驶员到交通路口时也格外小心。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v0=8 m/s。当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为t=0.5 s)。已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的
,g=10 m/s2。

(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线6.5 m,他采取了上述措施后是否会闯红灯?

(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在行驶过程中应至少保持多大距离?

12．(本题19分)如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角α=30°,导轨电阻不计。在导轨处有一足够大的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面斜向上的匀强磁场,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放。

(1)求金属棒下滑的最大速度vm;

(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路中产生的电热。

13．(本题15分)(1)一列横波沿x轴传播,传播方向未知。t时刻与t+0.4 s时刻波形相同,两时刻在x轴上-3 m~3 m的区间内的波形如图所示。下列说法中正确的是　　　　　。

A.该波最大速度为10 m/s

B.质点振动的最小频率为2.5 Hz

C.在t+0.2 s时刻,x=3 m处的质点正在经过x轴

D.若波沿x轴正方向传播,各质点刚开始振动时的方向向上

E.该波的周期可能为0.025 s

(2)国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉,采用了世界一流的喷泉、灯光和音响设备,呈现出让人震撼的光与水的万千变化,喷泉的水池中某一彩灯发出的一条光线射到水面的入射角为30°,从水面上射出时的折射角是45°。

①求光在水面上发生全反射的临界角;

②在水池中
?m 深处有一彩灯(看做点光源)。求这盏彩灯照亮的水面面积。

参考答案

4.D

【解析】本题考查整体法与隔离法的受力分析,意在考查考生熟练运用两种不同的方法进行物体的受力分析问题。设A、B质量分别为m、M,A做匀速圆周运动的向心加速度为a,细线与竖直方向的夹角为 θ,以A、B整体为研究对象分析可得,B受到的静摩擦力f=ma,由牛顿第二定律得a=gtan θ,θ变小,静摩擦力大小变小,A错;以整体为研究对象知,B受到桌面的支持力大小不变,应等于(M+m)g,B错;细线的拉力T=
,θ变小,T变小,C错;设细线长为l,则a=gtan θ=ω2lsin θ,ω=
,ω变小,D对。

5.A

【解析】由于惯性，天线折断前后速度v不变。人造卫星绕地球运行做圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
，则
，即天线折断后保持折断前轨道运行，选项A正确、BCD错误。

6.AC

【解析】a、c两点的正电荷在O点产生的合场强为零,所以O点的场强大小等于b点的点电荷在O点产生的场强,方向由O指向b,选项A正确;∠abc=120°,所以a、b、c三点离d点的距离相同,a、c两点的正电荷在d点产生的合场强与b点的负电荷在d点产生的场强等大反向,故d点场强为零,点电荷在d点所受的电场力为零,选项B错误;把点电荷从O点移到d点,电场力做负功,电势能增大,故选项C正确、D错误。

7.AB

【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动,意在考查考生的力电综合运用能力。

由题意作岀三个粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,根据左手定则和牛顿运动定律可知,粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电,A选项正确;由带电粒子在磁场中的运动轨迹可知,粒子1在匀强磁场中做1/4圆周运动,由几何关系可知,半径R1=Lcos 45°=
L=
,粒子3在匀强磁场中做1/8圆周运动,由几何关系可知,半径R3=L/cos 45°=
L=
,联立解得
∶
=2∶1,B选项正确;粒子1在匀强磁场中做1/4圆周运动的时间为t1=T1/4,粒子3在匀强磁场中做1/8圆周运动的时间为t3=T3/8,其中T1=
,T3=
,解得t1∶t3=1∶1,C选项错误;粒子3的射出位置与d点相距ΔL=R3-L=(
-1)L,D选项错误。

8.BD

【解析】输电线损耗电压为
和线路总电阻为R，则线路损耗的热功率为：
，还可表示为：
，选项BD正确、A C错误。

9.2m/s

【解析】由于物体在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向有：

△h=gT2，由图可知，△h=0.1m，代入数据解得：T=0.1s。物体在水平方向做匀速直线运动，则有：s=v0T，由图可知，s=20cm=0.2m，联立解得：v0=2m/s。

10.(1)实验电路如图甲所示　(2)①左端　②读出几组I1和I2的示数　(3)图象如图乙所示　10.2 Ω

【解析】本题考查电阻测量实验,意在考查考生对实验原理的理解能力和对实验数据的处理能力。被测电阻大约为10 Ω,额定电压为3 V,应将电流表A1与R串联改装为电压表,流过Rx的电流为I2-I1,电阻的测量表达式为Rx=(R+r1)I1/(I2-I1)。为了充分利用电流表的量程范围,使测量更精确,滑动变阻器采用分压接法。实验时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到左端,再闭合开关,调节滑动变阻器,读出几组电流表A1和A2的示数,然后断开电键。由读出的数据描点并作图,由Rx=(R+r1)I1/(I2-I1),得I1=RxI2/(R+r1+Rx),求出图线斜率大小,其斜率大小等于Rx/(R+r1+Rx),解得Rx=10.2 Ω。

11.(1)甲车紧急刹车的加速度为a1=
=
=5 m/s2

这段时间滑行距离s1=
=
?m=6.4 m

6.4 m<6.5 m,甲车不会闯红灯

(2)乙车紧急刹车的加速度为a2=
=
=4 m/s2

乙车刹车过程中的运动位移s2=
=
?m=8 m

乙车在司机反应时间内的运动位移s3=v0t=8×0.5 m=4 m

Δs=s2+s3-s1=5.6 m

【解析】本题将匀变速直线运动和牛顿第二定律结合在一起,放在追及问题的背景下进行考查,既考查了匀变速直线运动和牛顿第二定律的基本知识及其应用,又考查了分析问题、综合应用物理知识解决实际问题的能力。

12.(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,此时有mgsin α=F安

F安=BIL

I=
,其中R总=6R

所以mgsin α=

解得最大速度vm=

(2)由动能定理有WG-Q=
m

得产生的电热Q=2mgs0sin α-
mv2m

代入vm的值,可得Q=mgs0-

【解析】本题考查力学与电磁感应的综合,意在考查考生应用数学知识处理物理问题的能力。

13.(1)　BCE

(2)①由折射定律

n=
,得n=
=

刚好全反射,有n=
=

得C=45°

②作出光路图,如图

由sin C=
,又由题意知,点光源照亮的水面边缘处光线刚好发生全反射,由几何知识得:

sin C=

点光源照亮的水面面积为S=πR2

联立并代入数据解得,S=22 m2

【解析】(1)　本题主要考查振动和波,意在考查考生对物理概念、规律的理解能力。

由题图可知,波长为4 m。由题意可知,波的周期的整数倍为0.4 s,最大周期为0.4 s,与此对应的最小频率为2.5 Hz,最小波速为10 m/s,A错,B、E对;不管波沿哪个方向传播,由t时刻到t+0.2 s时刻,经历的时间都是半周期的整数倍,x=3 m处的质点经过平衡位置,C对;由于不知波源的起振方向,所以不能判定各质点开始振动时的运动方向,D错。

(2)　本题主要考查几何光学,意在考查考生数学运算的能力。