>m
，r＝2R－0.5R＝1.5R，可得vB<
，D项错误．
17．如图4所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则（ ）
图4
A．电容器中的电场强度将增大
B．电容器的电容将减小
C．电容器上的电荷量将减少
D．液滴将向上运动
答案 C
解析 将滑动变阻器的滑片P向左移动，电容器的电容不变，R2中的电流减小，电容器两端电压减小，电容器上的电荷量将减少，电容器中的电场强度将减小，带电液滴所受电场力减小，液滴将向下运动，选项C正确．
18．（2013·新课标Ⅰ·18）如图5，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为
，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）（ ）
图5
A.
B.
C.
D.
答案 B
解析 如图所示，粒子做圆周运动的圆心O2必在垂直于速度方
向的直线EF上，由于粒子射入、射出磁场时运动方向间的夹角
为60°，故圆弧ENM对应圆心角为60°，所以△EMO2为等边三角
形．由于O1D＝
，所以∠EO1D＝60°，△O1ME为等边三角
形，所以可得到粒子做圆周运动的半径EO2＝O1E＝R，由qvB＝
，得v＝
，B正
确．
19．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是（ ）
A．伽利略证明了轻物和重物下落的速度不受其重力大小的影响
B．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律
C．卡文迪许利用扭秤装置测定了万有引力常量G的数值
D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
答案 AC
解析 伽利略证明了轻物和重物下落的速度不受其重力大小的影响，选项A正确；开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了开普勒行星运动定律，选项B错误；卡文迪许利用扭秤装置测定了万有引力常量G的数值，选项C正确；伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，选项D错误．
20．如图6所示，质量m＝1kg的物块，以速度v0＝4m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带，传送带上A、B两点间的距离L＝6m，已知传送带的速度v＝2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2.关于物块在传送带上的运动，下列表述正确的是（ ）
图6
A．物块在传送带上运动的时间为4s
B．物块滑离传送带时的速率为2m/s
C．传送带对物块做功为6J
D．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J
答案 BD
解析 物块与传送带之间的摩擦力为μmg＝2N，加速度为a＝μg＝2m/s2，物块减速到零时的位移为x＝
＝4m，没有到达B端，物块会向左加速运动，加速到与传送带速度相同时的位移x1＝
＝1m，则物块还要以2m/s的速度向左匀速运动4m－1m＝3m脱离传送带，选项B正确；物块减速运动的时间t1＝
＝2s，加速运动的时间t2＝
＝1s，匀速运动的时间t3＝
s＝1.5s，总时间为2s＋1s＋1.5s＝4.5s，选项A错误；根据动能定理，传送带对物块做的功为
mv2－
mv
＝－6J，选项C错误；整个过程中摩擦力产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，只有在物块减速运动和加速运动时才有相对位移，在物块减速运动和加速运动阶段，传送带一直做匀速运动，相对位移为x′＝4m＋4m＋2m－1m＝9m，产生的热量Q＝Ffx′＝18J，选项D正确．
21．如图7所示，一带正电的离子P，在只受某一点电荷Q（Q未画出）的电场力作用下，从A经过B运动到C的轨迹，轨迹关于水平轴线MN对称，B点是轨迹曲线的最右端．则以下说法正确的是（ ）
图7
A．B点速率可能最大
B．B点加速度一定最大
C．B到C过程电势能可能减小
D．A到B过程电势能一定减小
答案 AC
解析 带正电的离子P在只受某一点电荷Q的电场力作用下，从A经过B运动到C，根据题图的轨迹，若点电荷Q在左侧带负电，则带正电的离子P经过B点速率可能最大，也可能最小；若电荷Q在右侧带正电，则带正电的离子P经过B点速率可能最小，选项A正确．若带正电的离子P经过B点速率最大，则B点加速度最大；若带正电的离子P经过B点速率最小，则B点加速度最小，选项B错误．若点电荷Q在右侧带正电，则带正电的离子由B到C过程电场力做正功，电势能减小，选项C正确．若点电荷Q在左侧带负电，带正电的离子由A到B过程可能克服电场力做功，电势能增加，选项D错误．
第Ⅱ卷
三、非选择题（包括必考题和选考题两部分．第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须做答．第33题～第35题为选考题，考生根据要求做答．）
（一）必考题（共47分）
22．（2013·天津·9
（2））（7分）某实验小组利用图8所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
图8
①下列做法正确的是________（填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．（选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图9所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图9中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
图9
答案 ①AD（2分） ②远小于（2分） ③小于 大于（3分）
解析 ①在探究加速度与力、质量的关系的实验中，平衡摩擦力时木块不通过定滑轮挂砝码桶，而要挂纸带，并且改变质量时不需要重新平衡摩擦力；在实验时应先接通电源再放开木块，故选项A、D均正确，B、C均错误．
②选木块和木块上砝码（设总质量为M）、砝码桶及桶内的砝码（设总质量为m）为研究对象，
则mg＝（M＋m）a
选砝码桶及桶内的砝码为研究对象
则mg－FT＝ma
联立解得：
FT＝mg－
要使FT＝mg，需要
→0，即M≫m
③对质量为m的木块由牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma
即a＝
F－μg.
上式与题图结合可知：
＞
，μ甲g＞μ乙g.
即：
m甲＜m乙，μ甲＞μ乙
23．（8分）某同学用如图10所示的实物电路，描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．
图10
（1）根据实物图，在虚线框内画出电路图．
（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为________．
A．小灯泡短路B．小灯泡断路
C．电流表断路D．滑动变阻器断路
（3）根据如图11所示I－U图线，可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为________W.
图11
（4）已知小灯泡灯丝在27°C时的电阻是6.0Ω，并且小灯泡灯丝电阻值R与灯丝温度t的关系为R＝k（273＋t），k为比例常数．根据I－U图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为________°C.
答案
（1）如图所示（2分）
（2）B（2分） （3）0.6（2分，0.58～0.62之间均可）
（4）227（2分，225～230之间均可）
解析
（1）由实验电路可画出电路图如答案图所示；
（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，“电压表的示数逐渐增大”，说明电压表与小灯泡、开关、滑动变阻器及电源之间的线路连接是良好的．“电流表的示数几乎为零”，说明外电阻很大，则可断定小灯泡是断路的，电压表充当外电阻，选项B正确．（3）根据I－U图线可知，小灯泡在电压为2.0V时的电流为0.30A，则实际功率为P＝UI＝0.6W；（4）由于小灯泡灯丝在27°C时的电阻是R1＝6.0Ω，故R1＝k（273＋t1）；由I－U图象可知，小灯泡正常工作时的电阻为R2＝10Ω，则有R2＝k（273＋t2），联立解得t2＝227°C.
24．（2013·新课标Ⅱ·24）（13分）如图12，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷量为q（q>0）的质点沿轨道内侧运动．经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能．
图12
答案 见解析
解析 质点所受电场力的大小为F＝qE①（2分）
设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有
F＋Na＝m
②
Nb－F＝m
③（3分）
设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有
Eka＝
mv
④
Ekb＝
mv
⑤（3分）
根据动能定理有Ekb－Eka＝F·2r⑥（2分）
联立①②③④⑤⑥式得E＝
（Nb－Na）（1分）
Eka＝
（Nb＋5Na）（1分）
Ekb＝
（5Nb＋Na）（1分）
25．（19分）如图13所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与粗糙的水平地面相切．现有一辆质量为m的玩具小车以恒定的功率从E点开始行驶，经过一段时间t后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道，从轨道的最高点A飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心等高．已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ，ED之间的距离为x0，斜面的倾角为30°.求：
图13
（1）小车到达C点时的速度大小为多少；
（2）在A点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何；
（3）小车的恒定功率是多少．
答案
（1）2
（2）mg，方向竖直向上
（3）
解析
（1）把C点的速度分解为水平方向的vA和竖直方向的vy，有：
＝tan30°（1分）
vy＝gt（1分）
3R＝
gt2（1分）
v＝
（1分）
解得：
v＝2
（2分）
（2）小车在A点的速度大小vA＝
（1分）
因为vA＝
>
，对外轨有压力，轨道对小车的作用力向下（1分）
mg＋FN＝m
（1分）
解得FN＝mg（1分）
根据牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小
FN′＝FN＝mg（1分）
方向竖直向上（2分）
（3）从D到A的过程中，机械能守恒，则
mv
＝mg·4R＋
mv
（2分）
小车从E到D的过程中，Pt－μmgx0＝
mv
（2分）
解得P＝
（2分）
（二）选考题（共15分）（请考生从给出的3道物理题中任选一题做答．如果多做，则按所做的第一题计分）
33．[物理—选修3－3]（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是（填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）（ ）
A．分子平均动能大的物体，内能一定大
B．单晶体一定具有各向异性
C．液体表面张力是由于表面层分子间距离大，分子力表现为引力所致
D．经技术改进，热机的效率能达到100%
E．热量能够自发地从高温物体传到低温物体
（2）（9分）如图14所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口且足够长，开始时左端空气柱长20cm，两管水银面等高．从右侧管口缓慢加入水银，左管内气柱长变为15cm.温度不变，大气压强为p0＝75cmHg.求：
图14
①加入水银的长度；
②此过程封闭气体是吸热还是放热，并说明理由．
答案
（1）BCE
（2）①35cm ②放热，理由见解析
解析
（2）①设末状态右侧管内水银面比左侧高h
p1＝p0，p2＝p0＋ρ水银gh
p1l1S＝（p0＋ρ水解gh）l2S（2分）
设加入的水银柱长为x，x＝2（l1－l2）＋h（2分）
解得：
x＝35cm（2分）
②内能不变，外界对气体做正功，故气体放热．（3分）
34．[物理选修3－4]（15分）
（1）（6分）如图15所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）（ ）
图15
A．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置
B．从图示时刻开始，经0.01s质点a通过的路程为0.4m
C．若该波波源从O点沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D．若该波传播中遇到宽约3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象
E．a质点的振动频率为50Hz
（2）（9分）如图16所示，半圆形玻璃砖的半径为R，折射率为
，直径AB与屏幕MN垂直并接触于B点．激光束a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.
图16
答案
（1）BDE
（2）（
＋1）R
解析
（1）根据“上坡下，下坡上”知题图所示时刻b点正向下振动，故a比b先回到平衡位置，A错误；根据波的图象知波长为4m，由T＝
＝0.02s知，fa＝50Hz，经过0.01s，质点a运动到波谷，故运动的路程为0.4m，B、E正确；由于波源正靠近观察者，故接收到的波的频率大于50Hz，C错误；发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，D正确．
（2）入射光线一部分折射、一部分反射，设折射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L1，反射光线在屏幕上形成的光斑距B点的距离为L2，折射角为r，由折射定律
＝n，得r＝45°（2分）
L1＝R（2分）
由反射定律知反射角等于入射角，则有
L2＝Rtan60°＝
R（3分）
故L＝L1＋L2＝（
＋1）R（2分）
35．[物理选修3－5]（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是（填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）（ ）
A．光电效应现象说明光具有粒子性
B．轻核聚变时释放能量，重核裂变时吸收能量
C．太阳辐射出的能量主要来自太阳内部的裂变反应
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说
E．β衰变释放出的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的
（2）（9分）在一次交通事故中，质量为M的货车与静止于前方质量为m的小汽车追尾并推着小汽车向前滑行．交警测得碰撞前货车刹车滑行的距离为x1，碰撞后共同向前滑行的距离为x2.若货车刹车后及与小汽车碰后的运动过程中，货车和小汽车所受阻力均为自身重力的μ倍，求货车刹车前的速度大小．
答案
（1）ADE
（2）
解析
（1）只有认为光子是一份份的，才能解释光电效应现象，说明光具有粒子性，A正确；轻核聚变和重核裂变都发生了质量亏损，都放出能量，B错误；太阳内部发生的是聚变反应，C错误；卢瑟福分析了α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构学说，D正确；β衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子，E正确．
（2）设货车刹车前的速度大小为v0，货车与小汽车碰撞前瞬间的速度大小为v1，对货车根据动能定理得
－μMgx1＝
Mv
－
Mv
（2分）
货车与小汽车碰撞后的速度大小为v2，此过程动量守恒，则有
Mv1＝（M＋m）v2（2分）
两车碰撞后，对货车和小汽车组成的系统根据动能定理得
－μ（M＋m）gx2＝0－
（M＋m）v
（2分）
解得v0＝
（3分）
升级会员 