A．两金属杆向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
B．回路中感应电动势的最大值为
C．磁场中金属杆l与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同
D．金属杆l与2的速度之差为
7．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（）
A．q1与q2带同种电荷
B．A、N点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向向x轴正方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功
8．如图甲所示，在2L≥x≥0的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L．令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的函数图象可能是图乙中的哪一个？
（）
9．内壁光滑的细管制成直角三角形管道ABC，拐角C处是很小的圆弧，AC：
BC：
AB=3：
4：
5，将管内抽成真空，安放在竖直平面内，BC边水平，如图所示。
从角A处无初速度地释放两个光滑小球，球的直径比管径略小，第一个小球沿斜管AB到达B处，第二个小球沿竖直管AC下落到C再沿水平管CB运动到B处，不计小球在C处的速率损失，小球到达B处后均静止不动。
则（）
A．两小球刚到达B处时的速度大小相等
B．两小球刚到达B处时的速度大小不等
C．两小球从A处运动到B处经历的时间相等
D．两小球从A处运动到B处经历的时间不等
10．如图所示，水平传送带AB距离地面的高度为h，以恒定速率v0顺时针运行。
甲、乙两相同滑块（视为质点）之间夹着一个压缩轻弹簧（长度不计），在AB的正中间位置轻放它们时，弹簧立即弹开，两滑块以相同的速率分别向左、右运动。
下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，且距释放点的水平距离可能相等
B．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定不相等
C．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，且距释放点的水平距离不相等
D．若甲、乙滑块能落在传送带的同一侧，则所受摩擦力的功一定相等
11．正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，他们沿着管道向相反的方向运动。
在管道控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A1、A2、A3…An共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d（如图乙），改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度。
经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所示。
若电子的重力可不计，则下列相关说法正确的是（）
A．负电子在管道内沿顺时针方向运动
B．电子经过每个电磁铁，偏转的角度是
C．碰撞点为过入射点所对直径的另一端
D．电子在电磁铁内做圆周运动的半径为
12．在光滑绝缘的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。
一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以初速度
从如图位置向右自由平移，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为
，则下列说法正确的是（）
A．此时圆环中的电功率为
B．此时圆环的加速度为
C．此过程中通过圆环截面的电量为
D．此过程中回路产生的电能为
二、实验题（15分）
13．（6分）如图所示，水平桌面上固定着斜面体A，有小铁块B．斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的．现提供的实验测量工具有：
天平、直尺．其它的实验器材可根据实验需要自选．现要设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功．请回答下列问题：
（1）除题中供给的器材处，还需要选用的器材是：
____________________________________________________________．
（2）简要说明实验中需要测量的物理量（要求在图上标明）：
_____________________________________________________________．
（3）写出实验结果的表达式（重力加速度g已知）：
____________________________________________________________．
14．（9分）有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为
，密度为
．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600mA,1.0Ω）
D．电流表（3A,0.1Ω）
E．电压表（3V,6kΩ）
F．滑动变阻器（2kΩ,0.5A）
G．滑动变阻器（10kΩ,2A）
H．蓄电池（6V,0.05Ω）
I．开关一个，带夹子的导线若千．
（1）除待测金属管线外，还应选用的器材有（只填代号字母）．
（2）在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．
（3）实验中要测量的物理量有：
，计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0=
。
三、选做题（共15分），请在15、16、17题中选做一题。
15.【选修3—3】（15分）
（1）（6分）如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中如果环境保持恒温，下列说法正确的是（）
A.每个气体分子的速率都不变
B.气体分子平均动能不变
C.水平外力F逐渐变大
D.气体内能减小
（2）（9分）如图所示，质量m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中，开始时活塞距汽缸底高度h1=0.40m.现缓慢给气体加热，活塞上升到距离汽缸底h2=0.60m处，已知活塞面积S=5.0×10-3m2,大气压强p0=1.0×105Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦.给气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=420J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？
16.【选修3—4】（15分）
（1）（6分）一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生一横波沿x轴正向传播，波速为v，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是（ ）
A.质点P做受迫振动
B.振幅一定为A
C.速度的最大值一定为v
D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
E.若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移小于波源的位移
（2）（9分）如图所示，一束截面为圆形（半径R=1m）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.屏幕S至球心距离为D=（
+1）m，不考虑光的干涉和衍射，试问：
①若玻璃半球对紫色光的折射率为n=
，请你求出圆形亮区的半径.
②若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？
17.【选修3—5】（15分）
（1）（6分）爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是.（填选项前的字母）
A.逸出功与ν有关
B.Ekm与入射光强度成正比
C.当ν>ν0时，会逸出光电子
D.图中直线的斜率与普朗克常量有关
E.遏止电压的大小只由入射光的频率决定
（2）（9分）长度为L=5m，质量为mB=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg的物体A，一颗质量为m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s。
已知A、B之间的动摩擦因数不为零，A的大小可忽略，且最终A恰好没有掉离B.求：
①物体A的最大速度vA；
②A、B间的动摩擦因数.
四、解答题（本题共3小题，满分32分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
）
18．（10分）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L＝3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r＝1m，APD的半径为R，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为＝37°。
现有一质量为m＝1kg的小球穿在滑轨上，以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ＝
，设小球经过轨道连接处均无能量损失。
（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin18.5°=0.32，cos18.5°=0.95，tan18.5°=
，cot18.5°=3）求：
（1）要使小球完成一周运动回到B点，初动能EK0至少多大？
（2）小球第二次到达D点时的动能；
（3）小球在CD段上运动的总路程。
19．（10分）如图所示，在xOy平面内，一带电粒子在x轴上的P点以某一速率沿与x轴正方向夹角为450的方向射出。
运动过程中经过了一与xy平面垂直的圆形匀强磁场区域的偏转后，最后击中了x轴上的Q点。
现已知P、Q两点坐标分别为（-a，0）、（a，0），在磁场内外运动的时间相等，且粒子轨道是轴对称的。
试确定满足此题意情况下的最小磁场的圆心位置坐标及面积大小。
20．（12分）如图所示，由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框abcd固定于水平面上，导线框边长
=L,
=2L，整个线框处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导线框上各段导线的电阻与其长度成正比，已知该种电阻丝单位长度上的电阻为
，
的单位是Ω/m．今在导线框上放置一个与ab边平行且与导线框接触良好的金属棒MN，MN的电阻为r，其材料与导线框的材料不同．金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动，在金属棒从导线框最左端（该处x=0）运动到导线框最右端的过程中：
（1）请写出金属棒中的感应电流I随x变化的函数关系式；
（2）试证明当金属棒运动到bc段中点时，MN两点间电压最大，并请写出最大电压Um的表达式；
（3）试求出在此过程中，金属棒提供的最大电功率Pm；
（4）试讨论在此过程中，导线框上消耗的电功率可能的变化情况．
参考答案
一、选择题
1、B2、B3、C4、B5、D6、B7、D8、D
9、AC10、AD11、ACD12、AC
二、实验题
13.（每空2分）
（1）重锤线、铺在地面上的白纸和复写纸
（2）斜面高度H、桌面高度h，小铁块平抛的水平距离S，小铁块质量m（3）
14.
（1）ABCEGHI
（2）如图所示（3）横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I
15.【选修3—3】（15分）
（1）BC
（2）300J
17.【选修3—5】（15分）
（1）AE
（2）①1m②紫色
17.【选修3—5】（15分）
（1）CD
（2）①2.5m/s②0.03125
18.（第
（1）小问3分，第
（2）小4分，第（3）小问3分）
解析：
（1）R=Ltan18.5°+r=2m
Ek0＝mgR（1-cos）+mgLsin+mgLcos
代入解得Ek0＝48J
（2）小球第一次回到B点时的动能为：
EkB=mg2R-mgr（1+cos）-mgL=12J，小球沿AB向上运动到最高点，距离B点为s
则有：
EkB=mgscos+mgssin，
代入解得s=18/13m=1.38m
小球继续向下运动，当小球第二次到达D点时动能为
=12.6J
（3）小球第二次到D点后还剩12.6J的能量，沿DP弧上升后再返回DC段，到C点只剩下2.6J的能量。
因此小球无法继续上升到B点，滑到BQC某处后开始下滑，之后受摩擦力作用，小球最终停在CD上的某点。
由动能定理：
可得小球在CD上所通过的路程为s＝3.78m
小球通过CD段的总路程为S总＝2L＋s＝9.78m
19、（前面8分，结果分2分）
20、（每小问3分）
解：
（1）E=BLv,
（2）M、N两点间电压
，当外电路电阻最大时，U有最大值
。
.
因为外电路电阻
，当
，即x=L时，R有最大值，所以x=L时，即金属棒在bc中点时M、N两点间电压有最大值，即
。
（3）
（4）外电路电阻
，
。
当r<
，即r<
时，导线框上消耗的电功率先变小，后变大；当
，即
时，导线框上消耗的电功率先变大，后变小，再变大，再变小；当r>
，即r>
时，导线框上消耗的电功率先变大，后变小．
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