物理卷（三）
本卷分和非两部分组成，共18小题，计120分限时90分钟
第 I 卷（选择题共48分）
一、选择题：(本大题共8小题，每小题6分，满分48分,每小题给出四个答案中至少有一个是正确的，把正确答案全选出来，每小题全选对的得6分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分)
1、如图所示，水平地面上。处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上，另一端拴在固定于B点的本桩上．用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧称始终与地面平行．物块在水平拉力作用下缓慢滑动．当物块滑动至A位置， 时，弹簧称的示数为F．则：
A，物块与地面间的动摩擦因数为
B．木桩受到绳的拉力始终大于，
C．弹簧称的控力保持不变
D．弹簧称的拉力一直增大
2、在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法，如：理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立理想模型法、假设法、类比法、微元法等。以下关于所用研究方法的叙述正确的是：
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法
B．根据速度定义式 ，当 时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法
3、如图所示电路中，各电表均为理想电表，已知电源内阻r＞R2，电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合电键S，当滑动变阻器的滑臂P由变阻器的最右端向左滑动的过程中，下列说法中正确的有：
A．V1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小
B．R2 上消耗的功率先变小后变大
C．电源的输出功率先变小后变大
D．A1的示数不断变小，A2的示数不断变大
4、2007年法国科学家阿尔贝? 费尔和德国科学家彼得? 格林贝格由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖。如图是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小。下列说法正确的是：
A．若存在磁铁矿，则指示灯亮
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮
C．若电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
5、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势 随位置 变化规律的是图：
6、如图，在竖直向下，场强为 的匀强电场中，长为 的绝缘轻杆可绕固定轴 在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为 和 ( )，A带负电，电量为 ，B带正电，电量为 。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为W，在竖直位置处两球的总动能为EK：
A、
B、
C、Ek=
D、Ek= [ : ]
7、如图所示，水平面上一个“<”形光滑导轨AOC垂直并固定在磁感应
强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向上。导体棒ab与导轨AOC
由粗细相同、材料相同的导体制成。导体棒与导轨接触良好，在力F
作用下沿OX方向以恒定速度v向右运动。以导体棒在图中虚线所示
位置时刻作为计时起点，则回路中感应电动势E、导体棒所受力F、
导体棒所受力F的功率P、回路中产生的焦耳热O随时间t变化的
图象分别如下，其中正确的是：
8、美国太空总署（NASA）为探测月球是否存在水分，于2009年10月9日利用一支火箭和一颗卫星连续撞击月球。据天文学家测量，月球的半径约为1800km，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的1/6，月球表面在阳光照射下的温度可达127℃，而此时水蒸气分子的平均速率达2km/s，下列说法正确的是：
A．卫星撞月前应先在原绕月轨道上减速
B．卫星撞月前应先在原绕月轨道上加速
C．由于月球的第一宇宙速度大于2km/s，所以月球表面可能有水
D．由于月球的第一宇宙速度小于2km/s，所以月球表面在阳光照射下不可能有水
班级： 学号： 姓名： 得分：
第I卷选择题答题卡
12345678
[A] [A] [A] [A] [A] [A] [A] [A]
[B] [B] [B] [B] [B] [B] [B] [B]
[C] [C] [C] [C] [C] [C] [C] [C]
[D] [D] [D] [D] [D] [D] [D] [D]
第 II 卷 （非选择题共72分）
二、实验题（本题共2小题共18分）将答案填在横线上或作图和连线.
9、（8分）张丹和王浩设计了如图所示的装置，用以探究滑块沿斜面下滑是何性质的运动。
（1）实验时，张丹让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑，王浩
同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中。当滑块
碰到挡板的同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）。
改变滑块起始位置的高度，重复以上操作。该实验探究方案利
用量筒中收集的水量等效测量的物理量是 。
（2）下表是张丹和王浩测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据，根据 ，可以得出滑块沿斜面下滑是做 的结论。
10、（10分）某同学做“测电源电动势和内阻”的实验时，发现实验台上有以下器材：
待测电源（电动势约为4V，内阻约为2Ω）
一个阻值未知的电阻R0
两个相同电压表（内阻很大，有5V、15V两个量程）
电流表（内阻约为5Ω，量程500mA）
滑动变阻器A（0～20Ω，3A）
滑动变阻器B（0～200Ω，0.2A）
电键一个，导线若干。
该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值，设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值. 其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。
根据题中所给信息解答下列问题：
（1）在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________，滑动变阻器应选择_________。（填器材代号“A”或“B”）
（2）在画出图线时，用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示；用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。（填“U1、U2、I”或由它们组成的算式）
（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0的值________其真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
三、本大题共四小题共计54分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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
11、（15分）如图所示，在方向水平向右、大小为E＝6×103 N／C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面. 一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙，甲的质量为m1＝2×10－4 kg，带电量为q1＝2×10－9 C，乙的质量为m2＝1×10－4 kg，带电量为q2＝－1×10－9 C. 开始时细绳处于拉直状态．由静止释放两滑块，t＝3 s时细绳突然断裂，不计滑块间的库仑力，试求∶
（1）细绳断裂前，两滑块的加速度；
（2）在整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值；
（3）当乙的电势能增量为零时，甲与乙组成的系统机械能的增量.
12、（19分）如图所示，空间某竖直平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。折线的顶角∠A= 90°，P、Q是折线上的两点，AP= AQ=L。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点沿PQ方向射出，不计粒子的重力。
（l）若在P、Q间加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使粒子以速度v0从P点沿直线运动到Q点，求场强的大小和方向。
（2）撤去电场，为使粒子从P点射出后，途经折线的顶点A到达Q点，则初速度v应满足什么条件？并求出粒子从P点经A到达Q点所用时间的最小值。
13、（20分）如图甲所示，一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q，PQ的连线垂直于金属板，两板间距为d。
（1）如果在板M、N之间加上垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示。T=0时刻，质量为m、电量为－q的粒子沿PQ方向以速度 射入磁场，正好垂直于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周 期，且与磁感应强度变化的周期相同，求 的大小。
（2）如果在板M、N间加上沿PQ方向的电场，场强随时间变化如图丙所示，在P孔处放一粒子源，粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q的粒子（粒子初速度和粒子间相互作用力不计），已知只有在每个周期的 个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔Q处射出，求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。
参考答案及评分标准
一、1、AD 2、BCD3、BD 4、AC 5、A 6、AD 7、B 8、AD
二、实验题（本题共2小题共18分）将答案填在横线上或作图和连线.
9、（8分）（1）时间（2分）
（2）sV2 在误差范围内是一个常数（2分），
匀加速直线运动（2分）
（3）距离测量不准确或者滑块开始下滑和开始流水不同步等．（2分）
10、（10分）
三、本大题共四小题共计54分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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
11、（15分）（1）取水平向右为正方向。将甲、乙及细绳看成一个整体，根据牛顿第二定律，有
（2分）
得 （2分）
（2）当乙发生的位移最大时，乙的电势能增量最大。
细绳断裂前，甲、乙发生的位移均为
（1分）
此时甲、乙的速度均为
（1分）
细绳断裂后，乙的加速度变为
（1分）
从细绳断裂乙速度为零，乙发生的位移 为
（1分）
整个运动过程乙发生的最大位移为
此时乙的电势能增量为
（2分）
12、（19分）（1）粒子从P点沿PQ直线运动到Q点，所受电场力与洛伦兹力平衡，有：
qE = qv0B （2分）
解得：E = v0B （1分）
方向竖直向下（1分）
（2）根据运动的对称性，粒子能从P点经A点到达Q点，运动轨迹如图所示。
满足：L = nx
其中x为每次偏转圆弧对应的弦长，偏转圆弧对应的圆心角为 π2 或 3π2 （2分）
设圆弧的半径为R，则有：2R2 = x2
解得： （2分）
又 （1分）
解得： （n =1、2、3……）（1分）
当n取奇数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为：
θ1 = n?π2 + n?3π2 = 2nπ （2分）
从P经A到Q的总时间t1 = θ12π ?2πmqB = 2πnmqB （n=1、3、5……）（2分）
当n取偶数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为：
θ2 = n?π2 + n?π2 = nπ （2分）
从P经A到Q的总时间t2 = θ22π ?2πmqB = πnmqB （n=2、4、6……）（2分）
综合上述两种情况，可得微粒从P点经A到达Q点所用时间的最小值为：
tmin = 2πmqB （1分）
13、（20分）（1）因为粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期相同，且带电粒子在磁场中运动的时间只有一个周期，则运动轨迹如图所示.
设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R，则有： （４分）
根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有 （４分）
联立方程解得 （2分）
（2）设场强随时间变化的周期为T，依题意，在
（n=0、1、2、3、……）时刻，从P点放出的带电粒子在电场中先做匀加速直线运动，然后以大小相同的加速度做匀减速直线运动，在相同的时间 内到达Q孔的速度恰为零.（3分）
在t = n T (n = 0、1、2、3、……) 时刻，从P点放出的带电粒子在电场中一直做匀加速直线运动（加速度运动的时间 ）， 经过Q孔的速度最大，设此速度为vm.（3分）
根据动能定理有： 解得： （2分）
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