2．用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(取)

A．　　　　　 B．

C．　　　　　　 D．

1．两个分别带有电荷量和+的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为

A．　　　　　 B．　　　　　 C．　　　　　 D．

(二)必做题

15-20题为必做题，要求考生全部作答。

15．(10分)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”。如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50．0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码。

(1)实验主要步骤如下：

①测量　　 和拉力传感器的总质量M₁；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。

②将小车停在C点，　　　　 ，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。

③在小车中增加砝码，或_________________，重复②的操作。

(2)下表是他们测得的一组数据，期中M是M₁与小车中砝码质量之和，是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中的△E₃=__________，W₃=________。(结果保留三位有效数字)

(3)根据表，请在图中的方格纸上作出△E-W图线。

16．(14分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。

(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图

(2)实验的主要步骤如下：

　 ①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；

　 ②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；

　 ③断开开关，　　　　　　　　 ，合上开关，重复②的操作。

(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图的关系图线，其斜率为　　　　　　 (保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了　　　　 的电阻之和．

(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如下图所示．金属丝的直径是　　　　 ．上图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是　　　　　　 ，其数值和单位为　　　 (保留三位有效数字)。

17(20分)

(1)为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破，飞机在河道上空高处以速度水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标，求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。(不计空气阻力)

(2)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和,筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为的小物块，求

①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；

②当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。

18．(15分)如图(a)所示，一个电阻值为,匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为，在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为和。导线的电阻不计，求0至时间内

(1)通过电阻上的电流大小和方向；

(2)通过电阻上的电量及电阻上产生的热量。

19．(16分)如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l=1．0m。物块A以速度v₀=10m/s沿水平方向与B正碰，碰撞后A和B牢固粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m/s，已知A和B的质量均为m。C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0．45(设碰撞时间很短，g取10m/s²)

(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度

(2)根据AB与C的碰撞过程分析k 的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。

20．(17分)如图所示，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极扳间形成匀强电场E，长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数=0．05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同)。B与极板的总质量m_B=1．0kg。带正电的小滑块A的质量m_A=0．6kg，其受到的电场力大小F=1．2N．假设A所带的电量不影响极板间的电场分布．t=0时刻,小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度v_A=1．6m/s向左运动，同时，B(连同极板)以相对地面的速度v_B=0．40m/s向右运动．问(g取10m/s²)

(1)A和B刚开始运动时的加速度大小分别为多少?

(2)若A最远能到达b点，a、b的距离L应为多少？从t=0时刻至A运动到b点时，摩擦力对B做的功为多少？

(一)选做题

13、14两题为选做题，分别考查3-3(含2-2)模块和3-4模块，考生应从两个选做题中选择一题作答。

13．(10分)

(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把_____________转变成内能。

(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______________，温度_____________，体积___________．　　　

14．(10分)

(1)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹，彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的__________上，不同的单色光在同种均匀介质中_______________不同。

(2)图为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔， 声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_____________的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_______________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________________。

1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是

A．牛顿发现了万有引力定律　 　　　　 B．洛伦兹发现了电磁感应定律

C．光电效应证实了光的波动性 　　　　 D．相对论的创立表明经典力学已不再适用

2．科学家发现在月球上含有丰富的(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为+→+，关于聚变下列表述正确的是

A．聚变反应不会释放能量　 　　　　B．聚变反应产生了新的原子核

C．聚变反应没有质量亏损　　　　　 D．目前核电站都采用聚变反应发电

3．某物体运动的速度图象如图，根据图象可知

A．0-2s 内的加速度为1m/s²

B．0-5s 内的位移为10m

C．第1s末与第3s末的速度方向相同

D．第1s末与第5s末加速度方向相同

4．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是

A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置

B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出

C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关

D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应

5．发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道，发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图，这样选址的优点是，在赤道附近

A．地球的引力较大　　　　　　　　　　　　

B．地球自转线速度较大

C．重力加速度较大

D．地球自转角速度较大

6．如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块，由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止，在物块的运动过程中，下列表述正确的是

A．两个物块的电势能逐渐减少

B．物块受到的库仑力不做功

C．两个物块的机械能守恒

D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

7．某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型，图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧，下列表述正确的是

A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关

B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等

C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等

D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变

8．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490N，他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)

9．图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

10．如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关，三个灯泡都能正常工作，如果再合上，则下列表述正确的是

A．电源输出功率减小

B．上消耗的功率增大

C．通过上的电流增大

D．通过上的电流增大

11．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是

A．滑块受到的摩擦力不变

B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

D．B很大时，滑块可能静止于斜面上

12．下图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有强度为的匀强磁场。下列表述正确的是

A．质谱仪是分析同位素的重要工具　　　　　　　　

B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外

C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

25．(20分)

如图所示，轻弹簧一端连于固定点O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10^-2 kg,电荷量q=0.2 C.将弹簧拉至水平后，以初速度v₀=20 m/s竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O₁点时速度恰好水平，其大小v=15 m/s.若O、O₁相距R=1.5 m,小球P在O₁点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10^-1 kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间，小球P脱离弹簧，小球N脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的匀强磁场。此后，小球P在竖直平面内做半径r=0.5 m的圆周运动。小球P、N均可视为质点，小球P的电荷量保持不变，不计空气阻力，取g=10 m/s²。那么，

(1)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹力做功为多少？

(2)请通过计算并比较相关物理量，判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。

(3)若题中各量为变量，在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示，其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。

24．(19分)

如图所示，直线形挡板p₁p₂p₃与半径为r的圆弧形挡板p₃p₄p₅平滑连接并安装在水平台面b₁b₂b₃b₄上，挡板与台面均固定不动。线圈c₁c₂c₃的匝数为n,其端点c₁、c₃通过导线分别与电阻R₁和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R₁的阻值是线圈c₁c₂c₃阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c₁c₂c₃内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v₀从p₁位置出发，沿挡板运动并通过p₅位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p₁、p₂在电场外，间距为,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.

求：

(1)小滑块通过p₂位置时的速度大小。

(2)电容器两极板间电场强度的取值范围。

(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。

23．(16分)

图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×10³ kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s²，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v_m=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s²,不计额外功。求：

(1)起重机允许输出的最大功率。

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

22．(17分)

(1)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。

①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。

②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₁,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x₁;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I₂,弹簧对应的长度为x₂,则弹簧的劲度系k=______.

(2)气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s₁、s₂和s₃.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________，两滑块的总动量大小为_________；碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。

21．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则

A．n可能为　 　 B．n可能为2　　　　　 C．t可能为　　　 　 D．t可能为

第Ⅱ卷

本卷共10题，共174分。