2009江苏高考物理试题汇总
2009年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）
物理试题
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意。
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．
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．
3．英国《新科学家（New Scientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径约45km，质量和半径的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为
A． B．
C． D．
4．在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小、竖直分量大小与时间的图像，可能正确的是
5．在如图所师的闪光灯电路中，电源的电动势为，电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，
闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定
A．电源的电动势一定小于击穿电压
B．电容器所带的最大电荷量一定为
C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D．在一个闪光周期内，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电
荷量一定相等
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端
的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V
时开始发光，下列说法中正确的有
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
7．如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯
还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时
最大时速度大小为，减速时最大加速度大小为
。此路段允许行驶的最大速度为，下列说
法中正确的有
A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D．如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处
8．空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C
点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有
A．的大小大于的大小
B．的方向沿轴正方向
C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功
9.如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有
A ．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大
B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大
C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大
D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分。攻击42分。请将解答写在答题卡相应的位置。
【必做题】
10.(8分)有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：
（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读书L=________cm.
（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.（用标注在导线旁的数字表示）
（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）
11.（10分）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a（m·s-2）
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据作出a-F的关系图像.
（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。
12．[选做题]本题包括、、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作
答。若三题都做，则按A、B两题评分
A．（选修模块3—3）（12分）
（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，
下列说法正确的是 ▲ 。（填写选项前的字母）
（A）气体分子间的作用力增大 （B）气体分子的平均速率增大
（C）气体分子的平均动能减小 （D）气体组成的系统地熵增加
（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡 ▲ （填“吸收”或“放出”）的热量是 ▲ J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 ▲ J
（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数
，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留以为有效数字）
B．（选修模块3—4）（12分）
（1）如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9（为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 ▲ 。（填写选项前的字母）
（A）0.4c (B)0.5c
(C)0.9c (D)1.0c
(2)在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如
图乙所示。
质点A振动的周期是租 ▲ s；时，质点A的运动沿轴的 ▲ 方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是 cm
（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈限在半径的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度，若已知水的折射率为，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深，（结果保留两位有效数字）
C．（选修模块3—5）（12分）
在衰变中常伴有一种称为“中微子”的例子放出。
中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。
（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即
中微子+→+
可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 ▲ 。（填写选项前的字母）
（A）0和0 （B）0和1 （C）1和 0 （D）1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即 +2
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为 ▲
J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 ▲ 。
（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。
四、计算题：本题共3小题，共计47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。
13.（15分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2㎏，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。
（1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小；
（2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度h；
（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。
14.（16分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
（1） 求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2） 求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；
（3） 实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E㎞。
15.（16分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为l、
足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”
型装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为d（d < l），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。
求：（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；
（2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1 ；
（3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离m 。
物理试题参考答案
一、 单项选择题
1.C 2.A 3.C 4.B 5.D
二、多项选择题
6．AB 7.AC 8.AD 9.BCD
三、简答题
10.（1）9.940 （2）⑥ （3）
11. (1) 0.16 (0.15也算对) （2）（见右图）
（3）未计入砝码盘的重力
12A. (1) D (2) 吸收 0.6 0.2
(3) 设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则 （或）
解得 (都算对)
12B.（1）D （2）4 正 10
（3）设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为
折射定律
几何关系
得
取，解得（都算对）
12C.（1）A (2) 遵循动量守恒
（3）粒子的动量 ，物质波的波长
由，知，则
四，计算题
13.（1）第一次飞行中，设加速度为
匀加速运动
由牛顿第二定律
解得
（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为
匀加速运动
设失去升力后的速度为，上升的高度为
由牛顿第二定律
解得
（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为
由牛顿第二定律
F+f-mg=ma4
且
V3=a3t3
解得t3=(s)(或2.1s)
14.(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1
qu=mv12
qv1B=m
解得
同理，粒子第2次经过狭缝后的半径
则
（2）设粒子到出口处被加速了n圈
解得
（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即
当磁场感应强度为Bm时，加速电场的频率应为
粒子的动能
当≤时，粒子的最大动能由Bm决定
解得
当≥时，粒子的最大动能由fmj决定
解得
15．(1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W
由动能定理
且
解得
（2）设线框刚离开磁场下边界时的速度为，则接着向下运动
由动能定理
装置在磁场中运动时收到的合力
感应电动势 =Bd
感应电流 =
安培力
由牛顿第二定律，在t到t+时间内，有
则
有
解得
（3）经过足够长时间后，线框在磁场下边界与最大距离之间往复运动
由动能定理
解得
2010高考真题精品解析--物理（江苏卷）
【名师简评】本卷体现了生活与物理的结合，如第1题、第3题、第8题、第14题的新题干，试卷仍注重基础知识的考查，虽然是新题型，但仍可以用常规思路进行思考，力学和电磁学仍然是考察的重点，选修部分以书本为主，没有加大难度，计算题中动力学仍占很大比重，因此给我们启示，平时要注意基础的夯实，且不放弃任何小的基础知识点。
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度
（A）大小和方向均不变
（B）大小不变，方向改变
（C）大小改变，方向不变
（D）大小和方向均改变
vy
vx
v合
【答案】A
【解析】本题考查运动的合成与分解。橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动，vx和vy恒定，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，A项正确。
2．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为
（A） （B）1 （C）2 （D）4
B 解析：本题考查感应电动势的计算。，设原来的磁感应强度为B，线圈面积为S，则前半段过程，后半段过程，时间相等，因此先后两个过程线圈的感应电动势相等，比值为1，B正确。
3．如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m
的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为
（A）（B）（C）（D）
D 【解析】考查力的合成与分解或物体的平衡，涉及三维空间力的合成计算。三根支架的支持力在竖直方向的分力之和等于照相机的重力，即。选D
难度：中等 本题考查力的平衡或力的合成。
4．如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是
B 解析：考查自感和电压图象。 难度：难
开关闭合瞬间，由于线圈的自感阻碍作用，通过线圈的电流几乎为零，因此两端电压最大。随电流增大阻碍作用减小，稳定时可看做电阻，两端电压恒定；开关断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，通过灯泡形成回路，则灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到0，所以本题选B。
5．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是
（A）O点的电势最低
（B）点的电势最高
（C）和-两点的电势相等
（D）和两点的电势相等
C 【解析】本题考查同种电荷周围的电场强度分布特点和等势面情况。由
图象可知，该电场为等量同种电荷连线的中垂线上的电场分布情况，按正向电场为正、负向电场为负可知此为两等量正点电荷产生的电场，O点电势最高，A错；则的电势不是最高，B错；和为连线的两对称点，场强大小相等，电势相等，C正确；、两点虽然场强相等，但不在同一等势面上，电势不等，D错。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分.
每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分.
6．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
（A）在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
（B）在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能
（C）在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
（D）在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
ABC
解析：本题考查人造地球卫星的变轨问题以及圆周运动各量随半径的变化关系。逐项判断
A．根据开普勒定律，近地点的速度大于远地点的速度，A正确；
B．由I轨道变到II轨道要减速，所以B正确；
C．根据开普勒定律，，，所以。C正确；
D．根据，应等于，D错误；
本题选ABC。本题考查万有引力和开普勒定律。难度：中等。
7．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
【答案】CD
【解析】本题考查变压器和远距离输电相关知识。升压和降压变压器的输出电压由输入电压和线圈的匝数决定，不受到输出功率的影响，因此输出电压不发生变化，A项和B项错误；，可知随着输出功率的增大，输电线上损耗的功率越大，C项正确；
8．如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B.然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较，下列说法中一定正
确的有
A．物块经过P点的动能，前一过程较小
B．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少
C．物块滑到底端的速度，前一过程较大
D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长
AD
解析：加速度，开始，＞，所以＜，（下标为1表示前一过程，下标为2表示后一过程），前一过程，μ逐渐减小，a逐渐增大；后以过程，μ逐渐增大，a逐渐减小。
A.，因s较小，所以＞，＜，得物块经过P点的动能，前一过程较小，A正确；
B.根据，因为＞，所以，物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦力产生的热量，前一过程较多，B错误；
C. 根据，因S为全部木板长，物块滑到底端的速度，应该一样大，C错误；
D.因为前一过程，加速度先小后大，后一过程，加速度先大后小，物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长，D正确。
本题考查力的分析，功，动能定理等，分析和综合能力。
难度：难。
9．如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴与垂直.a、b、c三个质子先后从点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为，且。三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点，则下列说法中正确的有
A．三个质子从运动到的时间相等
B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在轴上
C．若撤去附加磁场,a到达连线上的位置距点最近
D．附加磁场方向与原磁场方向相同
CD 解析：.三个质子的速率相等，而从S运动到S’时轨道对应的路程不等，因此运动时间不相等，A错误；三个质子在附加磁场以外区域运动时，轨道半径半径相等，而圆心在初速度方向的垂线上，若没有附加磁场，粒子运动轨迹如图所示，其中，很明显它们运动轨迹的圆心不能都在OO’轴上，所以B错误；用右图可知，若撤去附加电场，随着速度与垂直方向的夹角增大，距离S点的位置越近，所以a到达SS’连线上的位置距S点最近，b最远；C正确；要质子全部聚集到点，则b要增大曲率，才能使到达SS’连线上的位置向S点靠近，所以附加磁场方向与原磁场方向相同，D正确。难度：难。
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置．
【必做题】
10．（8分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．
（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到__ ▲ _．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 ▲ ．（选填“1”或“2”）
方案编号
电阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.
（3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E= ▲ ，内阻r= ▲ ．（用k、b和R0表示）
答案：（1）最大值；（2）2；（3）
解析：（1）为了安全。（2）若R=300Ω，电流约，若R=60Ω，电流约，后者电流读数大，误差小，所以填2。
(3) 电流，，得，图象的斜率，截距，所以电动势，内阻－R0
本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。难度：较难。
11．（10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“
加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．
（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 ▲ （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：
时间t/s
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
速度v/（m·s-1）
0.12
0.19
0.23
0.26
0.28
0.29
请根据实验数据作出小车的v—t图象．
（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由．
答案：（1）之前 （2）（见右图）
（3）同意 在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。
解析：本题考查打点计时器的使用、图象的处理等。打点计时器必须在释放小车之前接通电源；合适选择标度，描点作图即可得出图象：的斜率表示加速度大小，由图可知，速度越来越大而加速度越来越小。
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（选修模块3-3）（12分）
（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 ．
（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小 ▲ kJ，空气 ▲ （选填“吸收”或“放出”）的总能量为 ▲ kJ．
（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数=6.02．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
答案：（1）B（2）5；放出；（3）3×1022
解析：（1），P与成正比，选B。本题考查气体图象。
（2）根据热力学第一定律W+Q=△U，第一阶段W1=24J，△U1=0，所以Q1=-24J，放热；第二阶段W2=0，△U2=-5J，所以Q2=-5J，放热；所以Q= Q1+Q2=29J，放热。△U=-5J，即减少5J。
（3）设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为和，一次吸入空气的体积为V，则有，代入数据得△n=3×1022。
B．（选修模块3-4）（12分）
（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是 ▲ ．
（A）激光是纵波
（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同
（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象
（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×m，屏上P点距双缝和的路程差为7.95×m，则在这里出现的应是 ▲ （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 ▲ （选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．
（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出．已知入射角为i，A与O 相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d．
答案：（1）D；（2）暗条纹；变宽。(3)
解析：(1)激光是电磁波，为横波，A错；频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B错；能产生干涉的条件是两列光的频率相同，C错；测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D正确。
(2)，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。
，变大，变大，变宽。
（3）设折射角为r，折射定律；几何关系
解得
C．（选修模块3-5）（12分）
（1）研究光电效应电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中，正确的是 ▲ ．
（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小 ▲ （选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是___▲____．
（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为Hz，普朗克常量h=Js．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．
答案：(1)C
（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）
（3）氢原子放出的光子能量,带入数据的
金属钠的逸出功，带入数据得
因为，所以不能发生光电效应。
【解析】（1）本题考查光电效应规律，光强超强，饱和光电流越大，C正确。
(2)电子需要克服金属中正电荷对它的引力做功，因此动量减小，能量减小。
(3)略
四．计算题：本题共3小题，共计47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。有数值计算的提， 答案中必须明确写出数值和单位。
13．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为,一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小；
(3)流经电流表电流的最大值
解析：
（1）电流稳定后，道题棒做匀速运动 ①
解得 ②
（2）感应电动势 E=BLv ③
电影电流
由②③④式解得
（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为
机械能守恒
感应电动势的最大值
感应电流的最大值
解得
本题考查电磁感应的规律和电磁感应与力学的综合。难度：难。
14． (16分)
在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角=，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取重力加速度，，.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；
(2)若绳长=2m,选手摆到最高点时松手落入手中.设水对选手的平均浮力，平均阻力，求选手落入水中的深度；
(3)若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。
【解析】（1）机械能守恒 ①
圆周运动 F′－mg＝m
解得 F′＝（3－2cos）mg
人对绳的拉力 F＝F′
则 F＝1080N
（2）动能定理 mg（H－lcos＋d）－（f1＋f2）d＝0
则d=
解得
(3)选手从最低点开始做平抛运动 x=vt
H-l=
且有①式
解得
当时，x有最大值，解得l=1.5m
因此，两人的看法均不正确。当绳长钺接近1.5m时，落点距岸边越远。
本题考查机械能守恒，圆周运动向心力，动能定理，平抛运动规律及求极值问题。
当时，x有最大值 解得
因此，两人的看法均不正确．当绳长越接近1.5 m时，落点距岸边越远．
【思维拓展】审题的关键是对不同过程的进行准确分析，找到相应的知识点，对症下药；巧妙地选取运动过程可以使问题得到简化，例如本题整体法应用动能定理。灵活地运用数学知识，特别是简单常用的数学模型，是解决极值问题和范围等问题的有效工具。
15．（16分）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行极板，如图甲所示，加在极板A、B间的电压作周期性变化，其正向电压为，反向电压为，
电压变化的周期为2r，如图乙所示.在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用.
（1）若，电子在0—2r时间内不能到达极板，求应满足的条件；
（2）若电子在时间内未碰到极板B，求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系；
（3）若电子在第个周期内的位移为零，求k的值。
【分析】本题考查带电粒子在电场中的运动、匀变速直线运动的规律，属于变力多过程问题，解题的关键是找到相似点，进行类比计算；同时要兼顾整个过程的重复性，把复杂多变的过程分解为许多常见的简单过程进行计算。
解析：
（1）电子在0~T时间内做匀加速运动
加速度的大小 ①
位移 ②
在T-2T时间内先做匀减速运动，后反向作匀加速运动
加速度的大小 ③
初速度的大小 ④
匀减速运动阶段的位移 ⑤
依据题意 ＞ 解得＞ ⑥
（2）在2nT~(2n+1)T,(n=0,1,2, ……,99)时间内 ⑦
加速度的大小 a′2=
速度增量 △v2=-a′2T ⑧
(a)当0≤t-2nt
m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有
A．两物块所受摩擦力的大小总是相等
B．两物块不可能同时相对绸带静止
C．M不可能相对绸带发生滑动
D．m不可能相对斜面向上滑动
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
10．(8分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白 记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项前对应的字母)
(A)应测量重物M所受的重力
(B)弹簧测力计应在使用前校零
(C)拉线方向应与木板平面平行
(D)改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
11．(10分) 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R’后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：
请根据实验数据作出U-R关系图象。
(2)用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用(1)中测绘的U-R图象可得RX=_________ Ω。
(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答。若三题都做，则按AB两题评分。
A．（选修模块3－3）（12分）
(1)如题12A-1图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。
(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为
，结果保留一位有效数字)
B．（选修模块3－4）（12分）
(1)如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是
(A)同时被照亮
(B)A先被照亮
(C)C先被照亮
(D)无法判断
(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ .
(3)将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下湍系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。
C．（选修模块3－5）（12分）
(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是
(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h ).
(3)有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能EK轰击静止的，若EK=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。
四、计算题：本题共3小题，共计47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。只与出最后答案的不能得分。有数值的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(15分)题13-1图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；
(2)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；
(3)求ce和de 间线圈的匝数比。
14．(16分)如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)
(1)求小物块下落过程中的加速度大小；
(2)求小球从管口抛出时的速度大小；
(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于
15．(16分)某种加速器的理想模型如题15-1图所示：两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔a、b，两极板间电压uab的变化图象如图15-2图所示，电压的最大值为U0、周期为T0，在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放，经电场加速后进入磁场，在磁场中运动时间T0后恰能再次从a 孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了。(粒子在两极板间的运动时间不计，两极板外无电场，不考虑粒子所受的重力)
(1)若在t=0时刻将该粒子从板内a孔处静止释放，求其第二次加速后从b孔射出时的动能；
(2)现在利用一根长为L的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场，忽略其对管外磁场的影响)，使题15-1图中实线轨迹(圆心为O)上运动的粒子从a孔正下方相距L处的c孔水平射出，请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管；
(3)若将电压uab的频率提高为原来的2倍，该粒子应何时由板内a孔处静止开始加速，才能经多次加速后获得最大动能？最大动能是多少？
2012年江苏高考物理试题
一、单项选择题:本题共 5小题 ,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 真空中,A、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r,则A、B 两点的电场强度大小之比为
(A) 3 :1 (B) 1 :3
(C) 9 :1 (D) 1 :9
2. 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是
(A) C 和U 均增大(B) C 增大,U 减小
(C) C 减小,U 增大(D) C 和U 均减小
3. 如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
(A) 逐渐增大
(B) 逐渐减小
(C) 先增大,后减小
(D) 先减小,后增大
4. 将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象,可能正确的是
5. 如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升. 夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f. 若木块不滑动,力F 的最大值是
(A) 2f(m+M) M (B) 2f(m+M) m
(C) 2f(m+M) M -(m+M)g (D) 2f(m+M) m +(m+M)g
二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.
6. 如图所示,相距l 的两小球A、B 位于同一高度h(l,h 均为定值). 将A 向B 水平抛出的同时, B 自由下落. A、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反. 不计
空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则
(A) A、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度
(B) A、B 在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰
(C) A、B 不可能运动到最高处相碰
(D) A、B 一定能相碰
7. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零
(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变
(C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起
(D) 地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起
8. 2011 年8 月,“嫦娥二号冶成功进入了环绕“日地拉格朗日点冶的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的
(A) 线速度大于地球的线速度
(B) 向心加速度大于地球的向心加速度
(C) 向心力仅由太阳的引力提供
(D) 向心力仅由地球的引力提供
9. 如图所示,MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界. 一质量为m、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场. 若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A 点. 下列说法正确的有
(A) 若粒子落在A 点的左侧,其速度一定小于v0
(B) 若粒子落在A 点的右侧,其速度一定大于v0
(C) 若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能小于v0 -qBd/2m
(D)若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能大于v0 +qBd/2m
三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.揖必做题铱
10. (8 分)如题10-1 图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0冶刻度线处,应先调整题10-2 图中多用电表
的 _________(选填“A"、“B"或“C").
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b 接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表
笔应 _________(选填“短暂冶或“持续冶)接b,同时观察指针偏转情况.
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“伊1冶挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻
值. 测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表. 两表笔分别接a、b
时,多用电表的示数如题10-2 图所示.
请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.
11. (10 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面. 将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点. 分别测量OP、OQ 的长度h 和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.
(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象.
(3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数= _________. (结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果
_________(选填“偏大冶或“偏小冶).
12. 选做题铱本题包括A、B、C 三小题,请选定其中踿踿踿踿踿两小题踿踿踿,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.
A. [选修3-3](12 分)
(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.
(A) 水黾可以停在水面上(B) 叶面上的露珠呈球形
(C) 滴入水中的红墨水很快散开(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动
(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析,这是由于
分子热运动的 _________增大了. 该气体在温度T1、T2 时的分子速率分布图象如题12A-1 图所示,则T1 _________(选填“大于冶或“小于冶)T2.
(3)如题12A-2 图所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B. 此过程中,气
体压强p =1.0*105 Pa,吸收的热量Q =7.0*102J,求此过程中气体内能的增量.
B. [选修3-4](12 分)
(1)如题12B-1 图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q,A 点位于P、Q 之间,B 点位于Q 右侧. 旋转偏振片P, A、B 两点光的强度变化情况是________ .
(A) A、B 均不变
(B) A、B 均有变化
(C) A 不变,B 有 变 化
(D) A 有变化,B 不变
(2)“测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D. 在插入第四个大头针D 时,要使它 _____________. 题12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a忆是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________. (计算结果保留两位有效数字)
(3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3. 5 km/ s 的S 波,另一种是传播速度约为7. 0 km/ s 的P 波. 一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S 波早3 min. 假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1. 2 s, 求震源与监测点之间的距离x 和S 波的波长.
C. [选修3-5](12 分)
(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的
光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则
正确的是 _____________.
(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放
出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.
(3)A、B 两种光子的能量之比为2 :1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光
电子最大初动能分别为EA 、EB . 求A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功.
四、计算题:本题共3 小题,共计47 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.
13. (15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =、bc =ad =2. 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;
(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;
(3)外接电阻上电流的有效值I.
14. (16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数
足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽
内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时,装置可安全工作. 一质量为
m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4
. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于
滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.
(1) 若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;
(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;
(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v 的关系.
15. (16 分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l
的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向
相反. 质量为m、电荷量为+q 的粒子经加速电压U0 加速后,水平射入偏转电压为U1 的平
移器,最终从A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力.
(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;
(2)当加速电压变为4U0 时,欲使粒子仍从A 点射入待测区域,求此时的偏转电压U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F. 现取水平向
右为x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz. 保持加速电压为U0 不变,移动装
置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.
请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.
物理试题参考答案
一、单项选择题
1. C 2. B 3. A 4. C 5. A
二、多项选择题
6. AD 7. ABD
8. AB 9. BC
三、简答题
10. (1)A (2)短暂 (3)5.
11. (1)减0小;(B见的右质图量);增加细线的长度
(或增大A 的质量;降低B 的起始高度)
(2)(见右图)
(3)0. 4
(4)偏大
12A. (1)AB
(2)平均动能;小于
(3) 等压变化 对外做的功W =p(VB -VA )
根据热力学第一定律△U=Q-W 解得△U =5.0*102J
13. (1)bc、ad 边的运动速度 感应电动势 解得
(2)电流 安培力 解得
(3)一个周期内,通电时间
R 上消耗的电能 且
解得
14. (1)轻杆开始移动时,弹簧的弹力 F =kx ①
且 F =f 于 ②
解得 x = f/k ③
(2) 设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W,则小车从撞击到停止的过程
中动能定理 ④
同理,小车以vm 撞击弹簧时 ⑤
解得 ⑥
(3)设轻杆恰好移动时,小车撞击速度为 ⑦
由④⑦解得
15. (1)设粒子射出加速器的速度为v0
动能定理
由题意得
(2)在第一个偏转电场中,设粒子的运动时间为t
加速度的大小
在离开时,竖直分速度 vy =at
竖直位移
水平位移
粒子在两偏转电场间做匀速直线运动,经历时间也为t
竖直位移 y2 =vy t
由题意知,粒子竖直总位移 y =2y1 +y2
解得
则当加速电压为4U0 时,U =4U1
(2) (a)由沿x 轴方向射入时的受力情况可知:B 平行于x 轴. 且 E =F/q
(b)由沿依y 轴方向射入时的受力情况可知:E 与Oxy 平面平行.
F2 +f 2 =( 5F)2,则f =2F 且 f =qv1B
(c)设电场方向与x 轴方向夹角为.
若B 沿x 轴方向,由沿z 轴方向射入时的受力情况得
解得 =30°,或=150°
即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°.
同理,若B 沿-x 轴方向
E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为-30°或-150°.
2013年普通高等学校招生全国统一考试
物理试题（江苏卷）
一、单项选择题:本题共5小题,每小题3 分,共计15 分. 每小题只有一个选项符合题意.
1. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知：
(A)太阳位于木星运行轨道的中心
(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
(D)相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2. 如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上. 不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是
(A)A 的速度比B 的大
(B)A 与B 的向心加速度大小相等
(C)悬挂A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等
(D)悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小
3. 下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘. 坐标原点o处电场强度最大的是
4. 在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及(时C)发摇现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻发生变化,导致S 两端电压U 增大, 装置发出警报,此时
(A) 变大,且R 越大,U 增大越明显
(B) 变大,且R 越小,U 增大越明显
(C) 变小,且R 越大,U 增大越明显
(D) 变小,且R 越小,U 增大越明显
5. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的
(A)30% (B)50%
(C)70% (D)90%
二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.
6. 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b 为电场中的两点,则
(A)a 点的电场强度比b 点的大
(B)a 点的电势比b 点的高
(C)检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大
(D)将检验电荷-q 从a 点移到b 点的过程中,电场力做负功
7. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N 点,两球运动的最大高度相同. 空气阻力不计,则
(A)B 的加速度比A 的大
(B)B 的飞行时间比A 的长
(C)B 在最高点的速度比A 在最高点的大
(D)B 在落地时的速度比A 在落地时的大
8. 如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有
(A)向下滑动P
(B)增大交流电源的电压
(C)增大交流电源的频率
(D)减小电容器C 的电容
9. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为. 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零. 重力加速度为g. 则上述过程中
(A)物块在A点时,弹簧的弹性势能等于
(B)物块在B点时,弹簧的弹性势能小于
(C)经O点时,物块的动能小于
(D)物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能
三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.
10. (8 分)为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U 和电流I,利用P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10.
(1)准备使用的实物电路如题10-1 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)
(2)现有10、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1 应选_______的定值电阻.
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(4)小明处理数据后将P、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示. 请指出图象中不恰当的地方.
11. (10 分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1 个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2 个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落
……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.
(1)在实验中,下列做法正确的有_______
(A)电路中的电源只能选用交流电源
(B)实验前应将M 调整到电磁铁的正下方
(C)用直尺测量电磁铁下端到M 的竖直距离作为小球下落的高度
(D)手动敲击M 的同时按下秒表开始计时
(2)实验测得小球下落的高度H =1. 980 m,10 个小球下落的总时间T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =_______. (结果保留两位有效数字)
(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.
(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差,这导致实验误差. 为此,他分别取高度H1 和H2,测量n个小球下落的总时间T1 和T2. 他是否可以利用这两组数据消除 对实验结果的影响? 请推导说明.
12. 【选做题】本题包括A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.
A. 【选修3-3】(12 分)
如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A. 其中,A®B 和C®D 为等温过程,B®C 和D®A 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”.
(1)该循环过程中,下列说法正确的是_______.
(A)A®B 过程中,外界对气体做功
(B)B®C 过程中,气体分子的平均动能增大
(C)C®D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
(D)D®A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中,内能减小的过程是_______ (选填“A ®B”、“B ®C”、“C ®D”或“D®A”). 若气体在A®B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C®D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为10 L,在B
状态时压强为A状态时的. 求气体在B状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)
B. 【选修3-4】(12 分)
(1)如题12B-1 图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz. 现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为_______.
(A) 1 Hz (B) 3 Hz (C) 4 Hz (D) 5 Hz
(2)如题12B-2 图所示,两艘飞船A、B 沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c). 地面上测得它们相距为L,则A 测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L. 当B 向A 发出一光信号,A 测得该信号的速度为_______.
(3)题12B-3 图为单反照相机取景器的示意图, ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC. 光线垂直AB 射入,分别在CD 和EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC 射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)
C. 【选修3-5】(12 分)
(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的_______也相等. (题12C-1 图)
(A)速度
(B)动能
(C)动量
(D)总能量
(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+ )的能级图如题12C-1 图所示. 电子处在n =3 轨道上比处在n =5 轨道上离氦核的距离_______(选填“近”或“远”). 当大量He+处在n =4 的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有_______条.
(3)如题12C-2 图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0. 1 m/ s. A 将B向空间站方向轻推后,A 的速度变为0. 2 m/ s,求此时B 的速度大小和方向.
四、计算题:本题共3 小题,共计47 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.
13. (15 分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直. 已知线圈的匝数N =100,边长ab =1. 0 m、bc =0. 5 m,电阻r =2 . 磁感应强度B 在0 ~1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1~5 s 内从0. 2 T 均匀变化到-0. 2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.
求：
(1)0. 5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向；
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q；
(3)在0~5s 内线圈产生的焦耳热Q.
14. (16 分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为. 重力加速度为g.
（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力大小；
（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；
(3)本实验中,=0.5kg, =0.1kg,,砝码与纸板左端的距离d =0.1 m,取g =10 . 若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
15. (16 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制. 如题15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2 图所示. x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为B的正方向. 在坐标原点O 有一粒子P,其质量和电荷量分别为m 和+q. 不计重力. 在时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动.
（1）求P在磁场中运动时速度的大小；
（2）求应满足的关系；
(3)在()时刻释放P,求P速度为零时的坐标.
2013年普通高等学校招生全国统一考试
物理答案（江苏卷）
一、单项选择题:本题共5小题,每小题3 分,共计15 分. 每小题只有一个选项符合题意.
1.答案：C
解析：A、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故A错误；B、第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故B错误；C、若行星的公转周期为T，则常量K与行星无关，与中心体有关，故C正确；D、第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言，故D错误；
点评：正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．
2.答案：D
解析：AB两个座椅具有相同的角速度．
A：根据公式：v=ω•r，A的运动半径小，A的速度就小．故A错误；
B：根据公式：a=ω2r，A的运动半径小，A的向心加速度就小，故B错误；
C：A的向心加速度就小，A的向心力就小，A对缆绳的拉力就小，故C错误；D正确．
点评：该题中，AB的角速度相等而半径不相等是解题的关键．属于简单题．
3.答案：B
解析：A、坐标原点O处电场强度是带电圆环产生的，
B、坐标原点O处电场强度是第一象限带正电圆环和第二象限带负电圆环叠加产生，坐标原点O处电场强度大小大于带电圆环产生的场强．
C、第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度是
带电圆环产生的，
D、第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消，第二象限带负电圆环和第四象限带负电圆环产生电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度为零．
所以坐标原点O处电场强度最大的是B．
点评：本题考查定性分析问题的思想方法，要求学生在牢固的掌握基本知识的基础上要能过灵活的分析问题．
4.答案：C
解析：S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；
当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小．假设RM减小趋近于零，即等效电源内阻趋近到最小值，R增大趋近无穷大即等效电源的内阻的阻值将趋近于最大值，从U-I图象显然看出，图线的斜率变化最大，即电流变化范围最大，导致“S”上电压变化最明显．
点评：此题利如果用传统的思维，即利用闭合电路欧姆定律，由电源电动势E、内阻r、电阻R及RM得出S上的电压表达式，再进行讨论．其实，那是一个非常复杂的代数式，要讨论还得将式子进行一系列变形才能进行，显然非常麻烦，方法不可取；此题如果利用“等效思维”与“极限思维”便可一步到位，轻松突破．
5.答案：A
解析：设碰撞前白球的速度大小为2v，由图看出，碰撞后两球的速度大小相等，速度之间的夹角约为60°，设碰撞后两球的速度大小为v′，根据动量守恒得：水平方向有：m•2v=2mv′cos30°，解得，则碰撞过程中系统损失的动能为，即碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 ．
点评：本题首先要根据照片的信息，知道两球速度大小近似相等，再由动量守恒求解碰撞前后速度大小的关系
二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.
6.答案：ABD
解析：A：电场线的疏密表示场强的大小，故A正确；B：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势．故B正确；C：电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故C错误；D：把电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电场力做负功．故D正确．
点评：该题考查电场线的特点与电场力做功的特点，解题的关键是电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加．
7.答案：CD
解析：AB加速度都等于重力加速度，选项A错误，由于二者上升高度相同，说明二者抛出时的竖直分量相同，飞行时间相等，选项B错误；B抛出时速度的水平分量大于A，B在最高点的速度比A在最高点大，选项C正确，B在落地时的速度比A在落地时的速度大，选项D正确。
点评：这题考查抛体运动的相关知识。
8.答案：BC
解析：要是灯泡变亮，需要增大电路电流，向下滑动P，副线圈匝数减少，获得电压减小，电路电流减小，灯泡变暗，故A错，增大交流电源电压，原副线圈的匝数比例不变，则副线圈输出电压增大，则灯泡变亮，故B正确。增大交流电的频率，电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，故C正确；减小电容C，电容器的电容增大，电路中电流变小，灯泡变暗，故D错误。
9.答案：BC
解析：借助弹簧振子的平衡位置的思想，假定AB的中点为C，画出AB的总店O，则因为物体从A到B想做运动的过程中，摩擦力一直做负功，则过O点弹簧的压缩量一直小雨OA，即O点在C的左侧，OA>OB，且OA>.所以物体在A点的弹性势能等于W-，小雨W-,故A错，同理可知BC正确，物体的最大动能在物体从A到B运动的过程中，当向左的弹力等于摩擦力时，此时物体还没有到达O点；而由于弹簧的性质和弹力做功的具体情况不明，所欲不能判断与物体到达B点的弹性势能大小比较。
三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.
【必做题】
10.答案：（1）见下图
（2）10
（3）电池
（4）图线不应划为直线；横坐标的标度不恰当。
解析：（1）由于要求测量多组数据，且电源电压高于小灯泡的额定电压，电路需要用滑动变阻器分压式接法。（2）定值电阻R起到主要保护作用，如果过大则影响滑动变择期的分压效果吗。故选择10欧姆的电阻。（3）因为电源电压过大，为保障哥哥电器元件的安全，应先拆除电池。（4）实验描点的结果应用平滑的曲线链接。应适当调节横纵坐标，视图线分布在坐标纸的大部分空间，便于分析。
11.
答案： (1)B D (2) 9.4 （3）增加小球下落的高度；多次重复实验,结果取平均值.
(其他答案只要合理也可)
（4）
解析：（1）电磁铁通过的电流可以是直流电，也可以是交流电，所以A错，为了达到实验小球下落能够撞击M触头，所以M应在电磁铁的正下方，故B正确。因为要利用自由落体的公式，所以要测量高度h，但测量的高度应该是电磁铁的下端到M说的竖直距离再减去小球的直径，故C错。小球下落和计时应该同步，故D正确。（2）单个小球下落的时间为，根据有
，即可算出g。（3）增加下落的时间可以减小时间测量误差的影响；多次试验是一般减少误差的常用方法。（4）对于多出来的未知数，列方程求解是一个好方法，多一个未知数多列一个方程即可。
12. 【选做题】本题包括A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.
A.答案：（1）C (2)B→C 25
（3）
解析：（1）A→B的过程，体积增大，气体对外做功，故A错；B→C的过程气体与外界无热量交换，而体积瞪大，对外做功，根据热力学第一定律，内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故B错，C→D的过程等温变化，气体的体积减小，压强变大，根据气体压强的微观解释，故C对，D→A过程，绝热，气体体积减小，外界对全体做功，气体内能增加，温度升高，气体分子的速率分布将发生变化，故D错。（2）根据（1）的分析可知B→C为内能减少的过程，由热力学第一定律△U=Q+W可知：W= Q-△U=20J（3）等温过程PAVA=PBVB,单位体积的分子数，解得，代入数字得
B.答案：（A）(2)大于 c (或光速)（3）
解析：（1）物体受迫振动的频率等于驱动力的频率，故选A。（2）根据狭义相对论，两飞船接近光速，则距离应变大，而光速是不变的。（3）如图∠1=∠2=450，则可知入射角α=22.5o,则折射率最小值
C.答案：（1）C (20)近 6
（30），离开空间站方向
解析：（1）根据德布罗意波长公式
可知C正确；（2）由玻尔原子理论可知电子在n=3轨道比n=5轨道离核近；由能级跃迁知大量的氮离子从n=4能级跃迁所发射的谱线为6条。（3）由动量守恒，解得：，方向为离开空间站方向
四、计算题:本题共3 小题,共计47 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.
13.答案：（1）E1=10V 方向为 （2）q=10C (3) Q=100J
解析：感应电动势 磁通量的变化
解得代入数据的E1=10V 感应电流的方向为
（2）同理可得，感应电流，电量，解得
代入数据得q=10C
(3)0~1s内的焦耳热，，且，1~5s内的焦耳热，由Q=Q1+Q2代入数据得Q=100J
14.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）砝码对纸板的摩擦力 ，桌面对纸板的摩擦力,
由解得
(2)设砝码的加速度为,纸板的加速度为,则发生相对运动
解得
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离纸板运动的距离
纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离
由题意知 解得
代入数据得
15.答案：（1） （2），（n=1,2,3…） （3）
解析：（1）作匀加速直线运动，作匀速圆周运动
电场力,加速度，速度，且，解得
(2)只有当时，P在磁场中作圆周运动结束一个开始沿x轴负方向运动，才能沿一定轨道作往复运动，如图所示
设P在磁场中做圆周运动的周期为T。则，（n=1,2,3…），匀速圆周运动，，解得：，（n=1,2,3…）
（3）在时刻释放，P在电场中加速时间为，在磁场中作匀速圆周运动，,圆周运动的半径为，解得：,又经过时间P减速为零后向右加速时间为,P再进入磁场的速度为，圆周运动半径为
，解得：
综上分析，速度为零时横坐标x=0，相应的纵坐标为
解得：
2014年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）
物 理
一、单项选择题:本题共5小题，每小题3分，共计15分。 每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为
A． B． C． D．
2．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为
A．3. 5 km/ s B．5. 0 km/ s
C．17. 7 km/ s D．35. 2 km/ s
3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
A． B．
C． D．
4．如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
5．一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是
A B C D
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度,多次实验
D．实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动
7．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有
A．增加线圈的匝数
B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
8．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。 A、B 间 的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则
A．当F < 2μmg 时，A、B 都相对地面静止
B．当F =时，A的加速度为
C．当F > 3 μmg 时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
9．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：，式中k为霍尔系数， d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则
A．霍尔元件前表面的电势低于后表面
B．若电源的正负极对调，电压表将反偏
C．IH与I成正比
D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
三、简答题：本题分必做题( 第10、11题) 和选做题 (第12 题)两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
【必做题】
10．（8分）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题10-1图所示的部件 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
(2)题10-2图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中 (选填图中表示接线柱的数字)之间出现了 (选填“短路”或“断路”)。
(题10-1图) (题10-2图)
（题11-1图）
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2. 23V和38mA，由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58. 7Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。
11．(10 分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。
(1)实验记录纸如题11-1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1=3. 30N、F2 = 3. 85N和F3= 4. 25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。
(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。
实验装置如题11-2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。
两次实验记录的轨迹如题11-3图所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。
(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母)
A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长
C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大
D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。
12．【选做题】本题包括A、B、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A、B两小题评分。
A．[选修3-3](12分)
一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解，正确的有 。
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3. 4×104 J，则该气体的分子平均动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3. 4×104 J。
(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0. 224m3，压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22. 4L，阿伏加德罗常数NA=6. 02×1023 mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)
B. [选修3-4](12分)
(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是 。
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源 (题12B-1图)
(题12B-2图)
(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系冶实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。
(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。
C. [选修3-5](12分)
(1)已知钙和钾的截止频率分别为7. 73×1014Hz和5. 44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的 。
A．波长 B．频率 C．能量 D．动量
(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是 。已知的半衰期约为3. 8天，则约经过 天，16 g的衰变后还剩1g。
(3)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。
四、计算题：本题共3小题,共计47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。
13．(15分)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
14．(16分) 某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示。装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d。装置右端有一收集板，M、N、P为板上的三点，M位于轴线上，N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内，质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成300角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。
(1) 求磁场区域的宽度h；
(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点，求粒子入射速度的最小变化量Δv；
(3)欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值。
15．(16 分)如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。 乙的宽度足够大，重力加速度为g。
(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；
(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；
(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时, 下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率P。
江苏省2015年普通高等学校统一招生考试
物理试题
哈尔滨师范大学附属中学 张波 150080 13304515400
第I卷（选题题部分，共计31分）
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意．
[2015·江苏卷，1]一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改变为110V．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为
A．200 B．400 C．1600 D．3200
【答案】B
[解析] 理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比，有，所以=400，B正确。
【考点分类】第十章 交变电流，传感器
考点2．变压器、电能的输送
【试题难度】低档题.
[2015·江苏卷，2]静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载．《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．小线圈接近通电电线过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
【答案】C
[解析] 静电现象是静止的电荷之间通过电场发生相互作用而产生的现象。带电体吸引轻小物体是静电现象，A不选。带电小球与发生了静电感应的不带电金属球上的感应电荷总体相互吸引，是静电现象，B不选。小线圈接近通电电线过程中，小线圈中产生电流是电磁感应现象，C选。与地毯摩擦使人体带电和手与金属把手的静电放电都是静电现象，D不选。
【考点分类】第六章 静电场
考点1．电场力的性质
【试题难度】低档题.
[2015·江苏卷，3]过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的．该中心恒星与太阳的质量比约为
A． B．1
C．5 D．10
【答案】B
[解析] 对绕中心天体做匀速圆周运动的星体有：，整理有 即，B正确。
【考点分类】第四章 曲线运动，万有引力和航天
考点4．万有引力和航天
【试题难度】中档题.
× × ×
× × ×
[2015·江苏卷，4]如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 ( )
A．
× × ×
× × ×
M
N
× × ×
× × ×
M
N
B．
× × ×
× × ×
M
N
C．
× × ×
× × ×
M
N
D．
【答案】A
[解析] 每个线圈都有三段边受安培力，A中两段侧边所受安培力恰好平衡，B、C、D中两段侧边所受安培力的水平分力都平衡，而B、C中两端侧边所受安培力的竖直分力抵消了与它们在MN边上的射影等长的边受的安培力，且B中的侧边的射影长所以抵消得多。D中的两段侧边所受的安培力的竖直分力也与它们在水平面上的射影的长度相等的边所受的安培力且与线圈底边所受的安培力同向，但总的等效的受力边长比MN边短，所以A正确。
【考点分类】第八章 磁场
考点1．磁场的描述，磁场对电流的作用
【试题难度】中档题.
[2015·江苏卷，5]8m
8m
8m
8m
关卡5
关卡1
关卡2
关卡3
关卡4
如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设计有一个关卡，各关卡同步放行和关闭．放行和关闭的时间分别为5s和2s．关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是
A．关卡2 B．关卡3
C．关卡4 D．关卡5
【答案】C
[解析] 该同学加速过程s m 到达关卡2的时间
s 小于5s可以通过。到达关卡3的时间s 大于7s小于12s可以通过。到达关卡4的时间s 大于12S小于14s不能通过，C正确。
【考点分类】第一章 运动的描述，匀变速直线运动的研究
考点1．匀变直线运动规律及其应用
【试题难度】中档题.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选选项符合题意．全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，错选或不答的得0分．
[2015·江苏卷，6]2
10
a/m·s-2
t/s
0
2
4
6
8
– 1
1
0
– 2
– 3
一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力
A．t = 2s时最大
B．t = 2s时最小
C．t = 8.5s时最大
D．t = 8.5s时最小
【答案】AD
[解析] 地板对人的支持力 a为正值最大时N最大，a为负值最大时N最小，再依据牛顿第三定律可知 A、D正确。
【考点分类】第三章 牛顿运动定律
考点1．牛顿运动定律，牛顿运动定律的应用
考点2．超重和失重
【试题难度】中档题.
[2015·江苏卷，7]v0
E
+
一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左．不计空气阻力，则小球
A．做直线运动
B．做曲线运动
C．速率先减小后增大
D．速率先增大后减小
【答案】BC
[解析] 带正电的小球受到的水平向左的电场力和竖直向下的重力都是恒力，合力也是恒力且斜向左下方，与初速度夹角为钝角，所以小球做匀变速曲线运动且速度先减小后增大，B、C正确。
【考点分类】第四章 曲线运动，万有引力和航天
考点1．曲线运动、运动的合成与分解
第六章 静电场
考点1．电场的力的性质
【试题难度】低档题.
[2015·江苏卷，8]两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c是两负电荷连线的中点，d点
在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则
A．a点的电场强度比b点的大<<<
B．a点的电势比b点的高
C．c点的电场强度比d点的大
D．c点的电势比d点的低
【答案】ACD
[解析] a点附近的电场线比b点附近的电场线密集，A正确。c点的场强由于两个负电荷在该点的电场抵消了而等于正电荷在c点的场强，正电荷在d点的场强与其在c点的场强等大，但与两个负电荷在该处的场强矢量合成后合场强小于c点的了，C正确。作出过a、b、d点的等势面（与电场线垂直）并结合电场线方向，就可以判断< < B错误D正确。也可以根据a离负电荷近离正电荷远而b离正电荷近离负电荷远来判断< 同理<。
【考点分类】第六章 静电场
考点1．电场的力的性质
考点2．电场的能的性质
【试题难度】中档题.
[2015·江苏卷，9]如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC = h．圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A．弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为g．则圆环 ( )
A
B
C
h
m
A．下滑过程中，加速度一直减小
B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为mv2
C．在C处，弹簧的弹性势能为mv2 – mgh
D．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度
【答案】BD
[解析] 由于圆环在B点速度最大，加速度为零，所以下滑过程中，其加速度至少是先减小再增大的，A不对。下滑全程 有 上滑全程 有
联立有 B正确C错误。从A到B过程 有 得，从B到A过程 有。得，D正确。或者从B到A速度是零，之后，再从A下滑到B
的运动过程与第一次下滑到B过程相同，但从B到A再下滑到B 的运动过程中机械能一直在减少，所以D 正确。
【考点分类】第三章 牛顿运动定律
考点1．牛顿运动定律，牛顿运动定律的应用
第五章 机械能守恒定律
考点2．动能定理及其应用
【试题难度】高档题.
第II部分（非选择题部分，共计89分）
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分．
【必做题】
[2015·江苏卷，10]（8分）小明用如图10 – 1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．
（1）题 10 – 1图中电流表的示数为 ______ A．
（2）调节滑动变阻器，电压表和电流的示数记录如下：
U/V
1.45
1.36
1.27
1.16
1.06
I/A
0.12
0.20
0.28
0.36
0.44
请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U – I图线．
由图线求得：电动势E = __________V；内阻r = __________Ω．
（3） 实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为___________．
【答案】（1）0.44 （2）（U – I图线见右图） 1.60（1.58 – 1.62都算对） 1.2（1.18 – 1.26都算对）（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差变大．
[解析] 根据表格中的数据可知电流表的量程是0.60A，精度0.02A，所以示数1.60A，读到百分位。图线要画直线，让点尽量多的在线上，不在线上的点要在线的两侧均匀分布。纵截距1.60V是电动势，斜率的绝对值是内阻，要注意，纵轴不是从零开始的，所以横截距不是短路电流。用电池做电源的实验，都不应长时间通电，每次测量结束要立即断开电键。
【考点分类】第七章 恒定电流
考点2．闭合电路欧姆定律
考点3．电学实验
【试题难度】中档题.
[2015·江苏卷，11]（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如题11–1图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电．
打点计时器
（题11 – 1）
铜管
限位孔
（1）下列实验操作中，不正确的有 ______________
A．将铜管竖直固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，…，8．用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸上，如题 11–2图所示．
（题11 – 2）
计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请将表中的数据补充完整．
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
（cm/s）
24.5
33.8
37.8
39.5
39.8
39.8
39.8
（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是 ____________________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是 _____________．
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得出什么结论？
【答案】（1）CD（2）39.0（3）逐渐增大到39.8cm/s 逐渐增大到等于重力（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受电磁阻尼作用．磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用
[解析] （1）小磁铁带着纸带在铜管中下落，A正确但不选。B是正确的操作，不选。C应该提住纸带的另一端使小磁铁靠近打点计时器并保持静止，可以减小纸带由于开始时向下弯折导致运动时受到摩擦力并防止小磁铁运动时将其拉断，C错误但选。打点计时器应先接通电源待打点稳定后再释放纸带，D错误所以选。（2）cm/s（3）变加速到39.8cm/s。（4）对比试验表明了电磁阻尼的大小。
【考点分类】第九章 电磁感应
考点1．电磁感应现象、楞次定律
考点4．电磁感应与力和能量的综合
【试题难度】中档题.
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．
[2015·江苏卷，12A][选修3 – 3]（12分）
（1）对下列几种固体物质的认识，正确的有 ________
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
（2）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为 1L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．
【答案】（1）AD（2）增大 不变（3）若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得
p0V0 = p1V1 代入数据解得V1 = 0.5L 因为0.45L < 0.5L，故包装袋漏气．
[解析] （1）晶体有确定的熔点，A正确。B中的实验是表明云母具有各向异性，是晶体。而蜂蜡是非晶体，B错误。天然石英是晶体，离子是按照一定的规则排列的，C错误。碳原子能够按照不同的规则在空间分布，成为石墨或金刚石，D正确。（2）理想气体压强增大，是由于内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大。对包装袋缓慢地施加压力，气体温度不变，同一部分理想气体的内能只与温度有关所以不变。（3）依据玻意耳定律，假定不漏气求出末态气体体积与实际情况进行比较判断是否漏气。
【考点分类】第十一章 热学（选修3-3）
考点1．分子动理论、内能
考点2．热力学定律
考点3．气体的等温变化
考点4．固体
【试题难度】低档题.
[2015·江苏卷，12B][选修3 – 4]（12分）
（1）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 ________
A．波速变大 B．波速不变 C．频率变高 D．频率不变
（2）用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的 _______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时 ________（选填“容易”或“不容易”）发生衍射．
（3） 人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点．已知光线的入射角为30°，OA = 5cm，AB = 20cm，BP = 12cm，求该人造树脂材料的折射率n．
【答案】（1）BC（2）1.5 不容易（3）设折射角为γ，则折射定律sin30° = nsinγ
由几何关系可知sinγ = ，且OP =
代入数据解得n =（或n ≈ 1.5）
[解析] （1）机械波的波速只与介质有关，B正确。机械波传播时，波源与反射波的物体相互靠近时，观察到的频率增加，C正确。（2）波长所以。障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，波长较短的超声波不容易发生衍射。（3）依据折射定律和几何关系求折射率。
【考点分类】第十二章 机械振动和机械波、光、电磁波与相对论（选修3-4）
考点2．机械波
考点3．电磁波
【试题难度】低档题.
[2015·江苏卷，12C][选修3 – 5]（12分）
（1）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有 __________
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电．U是核电站常用的核燃料．U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生 __________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要___________（选填“大于”或“小于”）临界体积．
（3）取质子的质量mp = 1.6726×10 – 27kg，中子的质量mn = 1.6749×10 – 27kg，α粒子的质量mα = 6.6467×10 – 27kg，光速c = 3.0×108m/s．请计算α粒子的结合能．（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）AB（2）3 大于
（3）组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm = (2mp + 2mn) - mα
结合能ΔE = Δmc2 代入数据得ΔE = 4.3×10 – 12J
[解析] 。（1）光电效应不能用光的波动性解释并导致建立了光子说，A正确。衍射是波特有的现象，B正确。光的波动性在解释黑体辐射时，要么在长波区不符要么在短波区不符，C错误。德布罗意波长，动能相等的质子和电子，由于质子的质量大，所以质子的动量大，故波长小，D错误。
（2）裂变反应方程U+nBa+Kr+3n 发生裂变反应的条件有两个，纯度足够高和大于临界体积。
（3）α粒子的质量亏损Δm = (2mp + 2mn) - mα 结合能ΔE = Δmc2 代入数据得ΔE = 4.3×10 – 12J
【考点分类】第十三章 波粒二象性、原子核（选修3-5）
【试题难度】低档题.
四、计算题：本题共3小题，共计47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．
[2015·江苏卷，13]（15分）做磁共振（MRI）检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流．某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r = 5.0cm，线圈导线的截面积A = 0.80cm2，电阻率ρ = 1.5Ω•m．如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应B在0.3s内从1.5T均匀地减为零．求：（计算保留一位有效数字）
B
（1）该圈肌肉组织的电阻R；
（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；
（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q．
【答案】（1）由电阻定律得R = ρ 代入数据得 R = 6×103Ω
（2）感应电动势E = 代入数据得 E = 4×10 – 2V
（3）由焦耳定律得Q = 代入数据得 Q = 8×10 – 8J
[解析] 要注意将一圈肌肉组织等效成单匝线圈是的各个对应量，区分线圈导线的截面积和线圈回路所围成的面积。
【考点分类】第七章 恒定电流
考点1．电阻定律、焦耳定律
考点2．闭合电路欧姆定律
第九章 电磁感应
考点2．法拉第电磁感应定律
考点3．电磁感应与电路的综合
【试题难度】中档题.
[2015·江苏卷，14]（16分）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上．套在轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L．装置静止时，弹簧长为L．转动该装置并缓慢增大转速，小球缓慢上升．弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g．求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0；
（3）弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中，外界对转动装置所做的功W．
l
l
l
l
O
A
B
C
m
m
m
L
3
2
—
【答案】
[解析]（1）这是连接体的平衡问题，采用隔离—隔离法。（2）小环受的弹簧弹力与其重力平衡，小球则在重力和OA杆的弹力作用下在水平面内做匀速圆周运动。（3）外界对转动装置做的功，导致其他能转化为环增加的重力势能和小球增加的重力势能以及增加的动能，弹簧初态伸长的长度和末态缩短的长度相等，弹性势能相同，所以弹力做功为零。
【考点分类】第二章 相互作用
考点1．力、重力、弹力、摩擦力
考点2．力的合成与分解、受力分析
第三章 牛顿运动定律
考点1．牛顿运动定律，牛顿运动定律的应用
考点3．连接体问题
第四章 曲线运动，万有引力和航天
考点3．圆周运动及其应用
第五章 机械能守恒定律
考点2．动能定理及其应用
【试题难度】高档题.
[2015·江苏卷，15]（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子经加速后通过狭缝O沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B匀强磁场最后打在底片上．
已知放置底片的区域MN = L，且OM = L．某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子．在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可打在QN检测到．
（1）求原本打在MN中点P的离子质量m；
（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；
（3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数（取lg2 = 0.301，lg3 = 0.477，lg5 = 0.699）
U0
O
M
P
Q
N
L
L
B
【答案】
[解析] 质谱仪是利用电场加速、磁场回旋偏转研究带点离子的装置。注意题中各量的变化。第三问要注意审题，检测离子是在离子打在底片上的位置确定不变的情况下进行检测的，由于QN区域不够大，要分批检测。
【考点分类】第八章 磁场
考点2．磁场对运动电荷的作用
考点3．带电粒子在匀强磁场中的运动
考点4．带电粒子在复合场中的运动
【试题难度】高档题.
绝密★启封并使用完毕前
2016年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)
物 理
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。每小题只有一个选项符合题意。
1．一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm
，弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为
A．40 m/N B．40 N/m C．200 m/N D．200 N/m
2．有A、B两小球，B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向跑出，不计空气阻力。图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是
A．① B．② C．③ D．④
3．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是
A．A点的电场强度比B点的大
B．小球表面的电势比容器内表面的低
C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功不同
4．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中
A．U2>U1，U2降低
B．U2>U1，U2升高
C．U2TB B．EkA>EkB C．SA=SB D．
8．如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
9．如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大
D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面
第II卷
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应位置。
10．（8分）小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大。实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温值。
实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，…．然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的实数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，…．
（1）有以下两电流表，实验电路中应选用 .
（A）量程0~100 mA，内阻约2Ω
（B）量程0~0.6 A，内阻可忽略
（2）实验过程中，要将电阻箱的的阻值由9.9 Ω调节至10.0Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是 .
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
（3）实验记录的t和R的数据见下表：
温度t (℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R (Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R—t图象。
由图线求得R随t的变化关系为R= Ω．
11．（10分）某同学用如题11-1图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂着铁架台上，钢球静止与A点，光电门固定在A的正下方。在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t时由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。
（1）ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离。
A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心
C．钢球子啊A点时的底端
（2）用ΔEk=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如题11-2图所示，其读数为 cm．某次测量中，计时器的示数为0.0100 s，则钢球的速度为v= m/s．
（3）下表为该同学的实验结果：
ΔEp(×10-2J)
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk(×10-2J)
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由。
（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议。
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答，若多做，则按A、B两小题评分。
A．[选修3−3]（12分）
（1）在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为 ．
A．压强变小 B．压强不变 C．一直是饱和汽 D．变为未饱和汽
（2）如题12A−1图所示，在斯特林循环的p−V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目 （选填“增大”、“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如题12A−2图所示，则状态A对应的是 （选填“①”或“②”）。
（3）如题12A-1图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和30J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功。
B．[选修3—4]（12分）
（1）一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是 ．
A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m
B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m
C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
（2）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个广元，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的 相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在 （选填“A”、“B”或“C”）点会出现暗条纹。
（3）在上述杨氏干涉试验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离=2m．求第1个亮光条到第11个亮条纹的中心
C．[选修3-5]（12分）
（1）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是 ．
A． B．
C． D．
（2）已知光速为c,普朗克常数为h，则频率为μ的光子的动量为 ．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为 ．
（3）几种金属的溢出功W0见下表：
金属
钨
钙
钠
钾
铷
W0(×10-19J)
7.26
5.12
3.66
3.60
3.41
用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应。已知该可见光的波长的范围为4.0×10-7~7.6×10-6 m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s．
四、计算题：本题共3小题，共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤，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。
13．（15分）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以熟读v=7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×105 T，将太阳帆板视为导体。
（1）求M、N间感应电动势的大小E；
（2）在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光，并说明理由；
（3）取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）。
14．（16分）如图所示，倾角为α的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行.A、B的质量均为m.撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动.不计一切摩擦，重力加速度为g.求：
（1）A固定不动时，A对B支持力的大小N；
（2）A滑动的位移为x时，B的位移大小s；
（3）A滑动的位移为x时的速度大小vx.
15．（16分）回旋加速器的工作原理如题15-1图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如题15-2图所示，电压值的大小为Ub。周期T=。一束该粒子在t=0- 时间内从A
处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）出折粒子的动能；
（2）粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间；
（3）要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件.
绝密★启用前
注 意 事 项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共8页，包含选择题（第1题~第9题，共9题）、非选择题（第10题~第15题，共6题）两部分．本卷满分为120分，考试时间为100分钟．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．学科&网作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意．
1．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为
（A）1:1 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1
【答案】A
【学科网考点定位】磁通量
【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积．
2．如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为
（A） （B） （C） （D）
【答案】C
【学科网考点定位】平抛运动
【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变．
3．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能与位移的关系图线是
【答案】C
【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：，同理，下滑过程中，由动能定理可得：，故C正确；ABD错误．
【学科网考点定位】动能定理
【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出Ek–x
图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义．
4．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、、中央各有一小孔，小孔分别位于、、点．由点静止释放的电子恰好能运动到点．现将板向右平移到点，则由点静止释放的电子
（A）运动到点返回
（B）运动到和点之间返回
（C）运动到点返回
（D）穿过点
【答案】A
【学科网考点定位】带电粒子在电场中的运动 动能定理 电容器
【名师点睛】本题是带电粒子在电场中的运动，主要考察匀变速直线运动的规律及动能定理，重点是电容器的动态分析，在电荷量Q不变的时候，板间的电场强度与板间距无关．
5．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是
（A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F
（B）小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F
（C）物块上升的最大高度为
（D）速度v不能超过
【答案】D
【学科网考点定位】物体的平衡 圆周运动
【名师点睛】在分析问题时，要细心．题中给的力F是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物块运动的过程中，没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大．另小环碰到钉子后，物块绕钉子做圆周运动，夹子与物块间的静摩擦力会突然增大．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分．错选或不答的得0分．
6．“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，则其
（A）角速度小于地球自转角速度
（B）线速度小于第一宇宙速度
（C）周期小于地球自转周期
（D）向心加速度小于地面的重力加速度
【答案】BCD
【解析】根据知，“天舟一号”的角速度大于同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，所以“天舟一号”的角速度大于地球自转角的速度，周期小于地球自转的周期，故A错误；C正确；第一宇宙速度为最大的环绕速度，所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度，B正确；地面重力加速度为，故“天舟一号”的向心加速度a小于地面的重力加速度g，故D正确．
【学科网考点定位】天体运动
【名师点睛】卫星绕地球做圆周运动，考查万有引力提供向心力．与地球自转角速度、周期的比较，要借助同步卫星，天舟一号与同步卫星有相同的规律，而同步卫星与地球自转的角速度相同．
7．某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则
（A）电感L1的作用是通高频
（B）电容C2的作用是通高频
（C）扬声器甲用于输出高频成分
（D）扬声器乙用于输出高频成分
【答案】BD
【学科网考点定位】电感、电容对交流电的阻碍作用
【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决．
8．在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x
轴上分布如图所示．下列说法正确有
（A）q1和q2带有异种电荷
（B）x1处的电场强度为零
（C）负电荷从x1移到x2，电势能减小
（D）负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
【答案】AC
【学科网考点定位】电势 电场强度 电势能
【名师点睛】本题的核心是对φ–x图象的认识，要能利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，还有就是图象的斜率描述电场的强弱——电场强度．
9．如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中
（A）A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mg
（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg
（C）弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下
（D）弹簧的弹性势能最大值为mgL
【答案】AB
【解析】A球动能最大时，速度最大，受合外力为零，以ABC整体为研究对象，在竖直方向：向下的重力3mg，向上的B、C两球受地面的支持力FN，即2FN=3mg，所以B、C受到地面的支持力等于mg，故B正确；A的动能达到最大前，有向下的加速度，所以整体向下的合力小于3mg，故B、C受到地面的支持力小于mg，所以A正确；当A下降至最低点，弹簧形变量最大，弹性势能最大，此时A的加速度向上，故C错误；弹簧的最大弹性势能等于A球下降至最低点时减少的重力势能，即，所以D错误．
【学科网考点定位】物体的平衡 能量守恒 牛顿第二定律
【名师点睛】本题的重点是当A球的动能最大时，受合外力为零，在竖直方向整体加速度为零，选择整体为研究对象，分析AB两个选项；弹性势能最大对应A球下降至最低点，根据能量守恒定律，可求最大的弹性势能．
三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分．请将解答填写在答题卡相应的位置．
【必做题】
10．（8分）
利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．
（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________．
（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示．选择某一点为O，依次
每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s．
（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W．利用算出小车动能，并求出动能的变化量．计算结果见下表．
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象．
（4）实验结果表明，总是略小于W．某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N．
【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228
（3）
（4）0.093
【学科网考点定位】探究恒力做功与物体动能变化的关系
【名师点睛】本题中的计算，要当心数据的单位、有效数字的要求．用整体法、隔离法，根据牛顿第二定律求绳上的拉力，题目比较常规，难度不大．
11．（10分）
某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用 （选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 ．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
【答案】（1）E2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4）⑤④②③①
【学科网考点定位】多用电表的使用 闭合电路的欧姆定律 传感器
【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，其中30~80 ℃就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．
A．[选修3–3]（12分）
（1）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图12A–1图所示．下列说法正确的有_________．
（A）A→B的过程中，气体对外界做功
（B）A→B的过程中，气体放出热量
（C）B→C的过程中，气体压强不变
（D）A→B→C的过程中，气体内能增加
【答案】BC
【解析】由图知A→B的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以A错误；根据热力学定律知，A→B的过程中，气体放出热量，B正确；B→C的过程为等压变化，气体压强不变，C正确；A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误．
【学科网考点定位】理想气体状态方程 热力学第一定律
【名师点睛】两个过程：A到B等温变化，B到C等压变化．
（2）题12A–2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同．比较两张图片可知：若水温相同，_________（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，___________（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈．
【答案】甲 乙
【学科网考点定位】布朗运动
【名师点睛】本题主要考查布朗运动，布朗运动与悬浮在液体中颗粒的大小及液体的温度有关．
（3）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10–9 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol–1．请估算该蛋白的密度．（计算结果保留一位有效数字）
【答案】
【解析】摩尔体积
由密度，解得
代入数据得
【学科网考点定位】阿伏加德罗常数
【名师点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，小心有效数字的要求即可．
B．[选修3–4]（12分）
（1）接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有___________．
（A）飞船上的人观测到飞船上的钟较快
（B）飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
（C）地球上的人观测到地球上的钟较快
（D）地球上的人观测到地球上的钟较慢
【答案】AC
【学科网考点定位】狭义相对论
【名师点睛】本题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性，注意运动的相对的，飞船相对地球高速运动，地球也相对飞船高速运动．
（2）野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的___________（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．学.科.网
【答案】频率 不变
【解析】频率由波源决定，播放速度变为原来的2倍时，播出声波的频率变为原来两倍，传播速度由介质决定，所以传播速度不变．
【学科网考点定位】机械波 频率 波速
【名师点睛】机械波在传播的过程中，传播的速度由介质决定，而频率由波源决定．
（3）人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为，且D=R，求光线的会聚角α．（示意图未按比例画出）
【答案】30°
【学科网考点定位】光的折射、反射
【名师点睛】几何光学的问题，画出光路图，剩下的就是平面几何，找边角关系．
C．[选修3–5]（12分）
（1）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有 ▲ ．
（A）核的结合能约为14 MeV
（B）核比核更稳定
（C）两个核结合成核时释放能量
（D）核中核子的平均结合能比核中的大
【答案】BC
【解析】由图知核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为4×7=28 MeV，故A错误；核比核的比结合能大，所以核比核更稳定，B正确；两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，C正确；由图知核中核子的平均结合能比核中的小，所以D错误．
【学科网考点定位】比结合能 结合能
【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量．
（2）质子（）和α粒子（）被加速到相同动能时，质子的动量 ▲ （选填“大于”、“小于”或“等于”）α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为 ▲ ．
【答案】小于 2:1
【学科网考点定位】物质波
【名师点睛】考查公式，动量与动能的关系以及物质的波的波长和公式，较容易．
（3）甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1
m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．
【答案】3:2
【解析】由动量守恒定律得
解得
代入数据得
【学科网考点定位】动量守恒定律
【名师点睛】考查动量守恒，注意动量的矢量性，比较简单．
四、计算题：本题共3小题，共计47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．
13．（15分）
如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：
（1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小l；
（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；
（3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P．
【答案】（1） （2） （3）
【学科网考点定位】电磁感应
【名师点睛】本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E=Blv，切割的速度（v）是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能．
14．（16分）
如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R．C的质量为m，A、B的质量都为，与地面的动摩擦因数均为μ．现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求：
（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F；
（2）动摩擦因数的最小值μmin；
（3）A移动的整个过程中，拉力做的功W．
【答案】（1） （2） （3）
（3）C下降的高度 A的位移
摩擦力做功的大小
根据动能定理
解得
【学科网考点定位】物体的平衡 动能定理
【名师点睛】本题的重点的C恰好降落到地面时，B物体受力的临界状态的分析，此为解决第二问的关键，也是本题分析的难点．
15．（16分）
一台质谱仪的工作原理如图所示．大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹．不考虑离子间的相互作用．
（1）求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x；
（2）在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d；
（3）若考虑加速电压有波动，在()到()之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件．
【答案】（1） （2）
（3）
（2）（见图） 最窄处位于过两虚线交点的垂线上
解得
【学科网考点定位】带电粒子在组合场中的运动
【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，对此类问题主要是画出粒子运动的轨迹，分析粒子可能的运动情况，找出几何关系，有一定的难度．
