二、（20分）填空题。
本大题共5小题，每小题4分。
答案写在题中横线上的空白处，不要还应求写出演算过程。
11、如图，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一带电量为q的正电荷从A点移到B点。
若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1=_________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2=_________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3=_________。
由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做的功的特点是
______________________________________________________。
12、一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方伟来时，发现飞机在他前上方约与地面成600角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的______倍。
13、图为人手臂骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为G的物体。
（1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计）。
图中O点看作固定转动轴，O点受力可以不画。
（2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩力约为______________。
14、某脉冲激光器的耗电功率为2×103瓦，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10-8秒，携带的能量为0.2焦耳。
则每个脉冲的功率为____________瓦，该激光器将电能转化为激光能量的效率为__________。
15、图为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片。
根据照片展示的情景提出两个与物理知识有关的问题（所提及的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分。
只需提出问题，不必作出回答和解释）：
例：
这名“漂浮”在太空中的宇航员相对地球是运动还是静止的？
（1）_____________________________________________________________
（2）_____________________________________________________________
三、（30分）实验题。
本大题共5小题。
第16，18
（2），19，20题是填空题，第17、18
（1）是选择题。
16、（4分）图为用频闭摄影方法拍摄的研究物体作平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球。
AA'为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB'为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC'为C球自由下落的运动轨迹。
通过分析上述三条轨迹可得出结论：
________________________________________________________________
17、（4分）单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是
·
18、（7分）用图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。
（1）在用细悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的
（A）判断力矩盘是否处在竖直平面
（B）判断横杆MN是否严格保持水平
（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心
（2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示。
已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧示数为_______牛。
（3）现同时撤去B、C两处的钩码，而改用一根细线悬挂5牛的钩码，为使力矩盘仍然保持原平衡状态，且弹簧示数不变，试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。
19、（8分）某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示
序号
A1示数（A）
A2示数（A）
V1示数（V）
V2示数（V）
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
（1）电路中ε、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）______________。
（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是____________________。
20、（7分）现有一根粗细均匀长约40厘米，两端开口的玻璃管，内有一段小水柱，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物。
选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的室内温度。
要求：
（1）在右边方框中画出实验示意图；
（2）写出要测定的物理量________________________，写出可直接应用的物理量；（3）写出计算室温的表达式___________________________________。
四、（50分）计算题。
21、（12分）风洞实验中可产生水平方向的，大小可调节的风力。
现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。
小球孔径略大于细杆直径。
（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。
（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？
（sin370=0.6，cos370=0.8）
22、（12分）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14厘米。
一空气柱将管内水银分隔成左右两段。
大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。
（1）当空气柱温度为T0=273K，长为l0=8厘米时，BC管内右边水银柱长2厘米，AB管内水银柱长也是2厘米，则右边水银总长是多少？
（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？
（3）当空气柱温度为490K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？
23、（13分）如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。
此时adeb构成一个边长为l的正方形。
棒的电阻为r，其余部分电阻不计。
开始时磁感强度为B0。
（1）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增加为k，同时保持棒静止。
求棒中的感应电流。
在图上标出感应电流的方向。
（2）在上述
（1）情况中，始终保持静止，当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？
（3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？
24、（13分）阅读如下资料并回答问题：
自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射。
热辐射具有如下特点：
①辐射的能量中
包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占百分比不同。
处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变。
若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物质称为黑体。
单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即
，其中常量
=5.67×10-8瓦/（米2·开4）。
在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。
有关数据及数学公式：
太阳半径Rs=696000千米，太阳表面温度T=5770开，火星半径r=3395千米。
球面积S=4πR2，其中R为球半径。
（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7米~1×10-5米范围内，求相应的频率范围。
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上。
已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间原辐射，试估算火星的平均温度。
参考答案与评分标准
一、选择题
1、BD2、C3、AC4、A5、AD6、AC7、ACD8、BCD9、C10、AD
评分标准：
全题50分，每小题5分。
全选对得5分，选对但不全2分，有选错或全部不选得0分。
二、填空题
11、qElcosθ；qElcosθ；qElcosθ。
电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关。
12、0.58（或
/3）13、
（1）如图所示。
（2）8G14、2×107，0.001
15、只要属于与照片情景有关的问题均可得分。
例如：
此宇航员是否受到地球引力作用？
此宇航员受力是否平衡？
宇航员背后的天空为什么是黑暗的？
等等。
若解答不以问题的形式出现、不属于物理问题或与照片情景无关，均不能得分。
评分标准：
全题20分，每小题4分。
其中第11题每小格1分，第13题受力图2分，填空2分，第14、15题每格2分。
三、实验题
16、作平抛运动的物体在水平方向作匀速直线运动，在竖直方向作自由落体运动（或是平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成）。
（4分）
17、A（4分）18、
（1）ACD（4分）
（2）4（2分）（3）如图所示，（悬线在转轴右侧竖直方向与第二圆环相切，钩码不画不扣分）。
（1分）
19、
（1）R2、R3、ε（1分、1分、2分）
（2）RP短路或R2断开（4分）
20、
（1）如图所示（3分）
（2）玻璃管放在室温中时空气柱的长度l1玻璃管浸在冰水内时空气柱的长度l2，冰水的温度T0（2分，每个空格1分）（3）T=T0l1/l2（2分）
评分标准：
全题30分。
具体见于各题答案后。
四、计算题
21、
（1）设小球所受的风力为F，小球的质量为m
F=μmg①
代入数据，解得μ=0.5②
（2）设杆对小球的支持力为N，摩擦力为f
沿杆方向Fcosθ+mgsinθ-f=ma③
垂直于杆的方向N+Fsinθ-mgcosθ=0④
又f=μN⑤
可解得
⑥
又
⑦
所以t=
⑧
评分标准：
全题12分。
（1）3分：
正确得出②式，得3分，仅写出①式，得1分。
（2）9分：
正确写出⑥式，得6分，仅写出③④式，各得2分，仅写出⑤式，得1分，正确得出⑧式，得3分。
仅写出⑦式，得2分，g用数值代入的不扣分。
22、
（1）U形管两端均开口，所以两竖直管内水银面高度相应相同，即右边竖直管内高度为h0=2厘米①
右边水银管内水银柱长度为14－l0―2=4厘米
右边水银柱总长是4+2=6厘米②
（2）左边的水银全部进入竖直管内时，两竖直管内水银面高度均为
h1=4厘米③
此时，右边水平管内水银柱长度为2厘米，所以空气柱长为
l1=14－2=12厘米④
⑤
代入数据，解得T1=420开⑥
（3）设温度为T2=490开时，空气柱长为l2
等压过程
⑦
代入数据，解得l2=14厘米⑧
其中有2厘米进入左管内，所以右管水银面高度为h1=4厘米⑨
左管内水银上表面高度为h2=4+2=6厘米⑩
评分标准：
全题12分。
（1）3分：
正确得出结果②，得3分。
仅得出①式，得1分。
（2）5分：
正确得出④式，得2分，仅得出③式，得1分。
正确得出⑥式，得3分，仅得出⑤式，得2分。
（3）4分：
正确得出⑧式，得2分，仅写出⑦式，得1分。
得出⑨、⑩式，各1分。
23、
（1）感应电动势
①
感应电流
②
方向如图：
逆时针方向
（2）t=t1秒时，B=B0+kt1③
F=Blv④
所以
⑤
总磁通量不变Bl（l+vt）=B0l2⑥
所以
⑦
评分标准：
全题13分。
（1）5分：
正确得出②式，得4分。
仅写出①式，得2分，方向正确得1分。
（2）4分：
正确得出⑤式，得4分。
仅写出③式，得1分；仅写出④式，得2分。
（3）4分：
正确得出⑦式，得4分。
仅写出⑥式，得2分。
24、
（1）υ=c/λ①
υ1=3.00×108/2×10-7=1.5×1015（赫）②
υ2=3.00×108/1×10-5=3×1013（赫）③
所以，辐射的频率范围为3×1013赫~1.5×1015赫
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为W=4πσRS2T4t④
代入数据得W=1.38×1030焦⑤
（3）设火星表面温度为T΄，太阳到火星距离为d。
火星单位时间内吸收来自太阳的辐射能量为
Pin=4πσRS2T4
⑥
d=400RS
所以Pin=πσT4r2/（400）2⑦
火星单位时间内向外辐射电磁波能量为
Pout=4πσr2T΄4⑧
火星处在平衡状态Pin=Pout⑨
即πσT4r2/（400）2=4πσr2T΄4⑩
由⑩式解得火星平均温度T΄=T/
=204（开）11
评分标准：
全题13分。
（1）3分：
正确得出①②③式，各得1分。
（2）5分：
正确得出⑤式，得5分。
仅写出④式，得3分。
（3）5分：
正确得出⑩式，得4分。
仅写出⑥式或⑦式，得1分；仅写出⑧式，得1分。
正确得出11式，得1分。
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