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一、单选题，共10题，每题4分，共40分每题只有一个选项符合题意
1．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构
B．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
C．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大
D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2(c表示真空中的光速)
2．巴耳末系是指氢原子从
能级跃迁到
能级时发出的光谱线系如图甲所示。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，已知可见光的波长在400nm-700nm之间，则下列说法正确的是（ ）
A．
谱线对应光子的能量大于
谱线对应光子的能量
B．属于巴耳末系的、、
、
谱线均属于可见光
C．大量处于
能级的氢原子向基态跃迁过程，可辐射出6种处于巴耳末线系的光子
D．
谱线的光照射极限频率为
的钨，能发生光电效应现象
3．如图所示，烟花可以增添欢乐气氛，当然烟花也蕴含着许多物理知识．假设在高空中有四个物体，在同一位置同时以速率v竖直向上、竖直向下、水平向左、水平向右被抛出，不考虑空气的阻力，经过3 s后四个物体在空中的位置构成的图形可能是下列所给图中的
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为
，
为直径，
为圆心，对称轴
垂直于。位于
点的红光源发出一束与平行的红光，射向玻璃砖上的
点，经玻璃砖折射后，从
点沿与成
角的方向射出。
，
，光在真空中的传播速度为
，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对红光的折射率为
B．红光从点传播到点经历的时间为
C．若换为紫光，则在面不可能发生全反射
D．若换为紫光，则光从点传播到面所用时间边长
5．如图所示，在直角坐标系xoy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外．许多质量为m、电荷量为+q的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域．不计重力及粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R=mv/qB，正确的图是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。当a导线通有电流大小为I、b导线通有电流大小为2I，且电流方向相反时，a导线受到的磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小（ ）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图象，一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过x=x2处，则下列说法正确的是( )
A．粒子从x=0到x=x2过程中，电势能先增大后减小
B．粒子从x=0到x=x2过程中，加速度先减小后增大
C．x1和x2处的电场强度均为零
D．x1和x2之间的场强方向不变
8．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，则电流表的示数为。（ ）
A．
B．
C．
D．
9．两个质量相差悬殊的天体（如地球和月球）所在平面内有5个拉格朗日点L1、L2、L3、L4、L5，如图所示。若卫星位于这些点上，会在地球与月球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。2018年5月21日，嫦娥四号中继星鹊桥在西昌卫星发射中心发射成功，并定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（ ）
A．鹊桥绕地球运动的周期大于月球绕地球的周期
B．鹊桥绕地球运动的周期和地球自转周期相等
C．鹊桥在L2点处于平衡状态
D．鹊桥绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度
10．运动员在水上做飞行运动表演他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小g=10m/s2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为（ ）
A．2.7m/s B．5.4m/s C．7.6m/s D．10.8m/s
二、非选择题，共5题，共60分。其中12~15题有必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算时，答案中必须明确数值和单位
11．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约1.5V，内电阻约1.0
）
B．电压表V（量程0—3V，内阻RV约为1000）
C．电流表A（量程0—0.6A，内阻RA约为1）
D．滑动变阻器R1（0—20，10A）
E. 滑动变阻器R2（0—200，1A）
F. 开关和导线若干
（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是_________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材前的字母代号）．
（2）通电前应该把变阻器的阻值调至_______（填“最左边”或“最右边”）
（3）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的U—I图线，则由图线可得被测电池的电动势E=_______V，内阻r =________．（结果保留3位有效数字）
（4）考虑电表内阻的影响，按正确图示的方式连接所测得的电源电动势和电源电动势的真实值的关系为：E测______E真（填“大于”、“等于”、或“小于”）
四、解答题
12．如图，在水平固定放置的汽缸内，用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体，开有小孔的薄隔板将气体分为A、B两部分．活塞的横截面积为S，与汽缸壁之间无摩擦．初始时A、B两部分体积相同，温度为T，大气压强为p0．
(1)加热气体，使A、B两部分体积之比达到1:2，求此时的温度T′；
(2)将气体温度加热至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p0S，推动活塞，直至最终达到平衡，推动活塞过程中温度始终维持2T不变，求最终气体压强p′．
13．单色光以入射角
射到半径为R、折射率为
的透明球体中，并被球内经一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如图所示。真空中的光速为
。
(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
(2)求入射光与出射光之间的夹角
；
(3)单色光通过透明球体的时间（用R和表达）。
14．如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（重力不计），从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，并从CD边射出。若该三角形两直角边的边长均为2a，求：
（1）粒子入射速度大小的范围；
（2）粒子在磁场中运动的最长时间。
15．如图所示，左端接有阻值为R的电阻．一质量m，长度L的金属棒MN放置在导轨上，棒的电阻为r，整个装置置于竖直向上的如图所示，一对光滑的平行金属导轨（电阻不计）固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动．若保持外力的功率P不变，经过时间t导体棒最终做匀速运动。求：
（1）导体棒匀速运动时的速度；
（2）t时间内回路中产生的焦耳热。
参考答案
1．C
【详解】
A．汤姆生发现了电子，提出了原子枣糕式模型，卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，故B错误；
C．有半数原子核发生衰变所需的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快，故C正确；
D．质子、中子、粒子质量分别为
，质子和中子结合成一个粒子，其方程式为
，根据爱因斯坦质能方程知释放能量是
故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．光的波长越长，由
可知其频率就越低，由
可知其能量就越小，故A错误；
B．由图乙可知巴耳末系的、、、谱线的波长在400nm-700nm之间，即属于可见光，故B正确；
C．巴耳末系是指氢原子从更高能级跃迁到能级时发出的光谱线系，从能级跃迁到能级，只能辐射出２种处于巴耳末线系的光子，故C错误；
D．谱线的光，波长约为
，其频率为
所以照射钨时不能发生光电效应，故D错误。
故选B。
3．A
【分析】
根据运动的合成与分解的知识，每个小球的运动都可以分解为自由落体运动和沿着初速度方向的匀速直线运动；假设同时有个小球从同一位置自由落体，则其余4个球相对与该球都是匀速直线运动．
【详解】
每个小球的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动．
向上运动的位移到出发点的距离：
向下运动的位移到出发点的距离：
两个小球之间的距离：△H=h1+h2=2v0t
向左的运动：
，
向右的运动：
，
所以向左的小球到向右的小球之间的距离：L=x1-x2=2v0t
向左的小球到向上的小球之间的距离：
水平方向：
竖直方向：
向左的小球到向下的小球之间的距离：
水平方向：
竖直方向：
同理，向右的小球到向上的小球，以及到向下的小球之间的距离也是如此，所以四个小球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形，故A正确．
故应选：A．
【点睛】
参考系选择恰当，可以是复杂问题简单化，本题再一次说明了这个道理．
4．D
【详解】
A．光从点射出后经点到点的光路如图所示。在
中，
解得
因，故
由光路的可逆性可知
，由几何知识得
则
故
选项A错误；
B．光在玻璃中的传播速度为
由几何知识可知
选项B错误；
C．若换为紫光，由于紫光的折射率大，因此
变小，由几何关系可知，即两角之和不变，因此
增大，根据
折射率增大时，临界角反而减小，故紫光在面可能发生全反射，选项C错误；
D．若换为紫光，从到的传播时间不变，从到面的传播距离变大，传播速度变小，因此在玻璃砖中的传播时间比红光长，换为紫光后从点传播到面所用时间边长，选项D正确。
故选D。
5．D
【详解】
试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，以
轴为边界的磁场，粒子从 轴进入磁场后在离开，速度
与 轴的夹角相同，根据左手定和
，知沿x轴负轴的刚好进入磁场做一个圆周，沿y轴进入的刚好转半个周期，如图，在两图形的相交的部分是粒子不经过的地方，故D正确；
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】本题考查分析和处理粒子在磁场中运动的轨迹问题，难点在于分析运动轨迹的边界，可以运用极限分析法分析．
6．D
【详解】
两个导线间的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律，等大、反向、共线，大小设为Fab；对左边电流，有
对右边电流，有
两式联立解得
则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小为
故选D。
7．B
【分析】
φ-x图象的切线斜率表示场强，根据电势的变化可分析场强的方向，由电场力方向与粒子运动方向的关系判断电场力做功正负，从而分析其电势能的变化情况．根据电场强度的变化，判断电场力的变化，来分析加速度的变化．
【详解】
粒子由x=0处由静止沿x轴正向运动，表明粒子运动方向与电场力方向同向，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故A错误；由图线的切线斜率可知，从x=0到x=x2过程中电场强度先减小后增大，粒子所受的电场力先减小后增大，因此粒子的加速度先减小后增大，故B正确．φ-x图象的切线斜率越大，则场强越大，可知，x1和x2处的电场强度均不为零，故C错误；由切线斜率的正负可知，x1和x2之间的场强方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，故D错误；故选B．
【点睛】
解决本题的关键要明确φ-x图象的切线斜率表示场强，斜率的符号表示场强的方向，要知道电势的高低与电场方向的关系以及电场力做功与电势能的关系．
8．D
【详解】
线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。
此交变电动势的最大值为
设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得
解得
故电流表的示数为
故选D。
9．D
【详解】
A．由拉格朗日点的定义可知鹊桥中继星绕地球运动周期和月球绕地球的周期相等，故A错误；
B．鹊桥绕地球运动的周期和月球绕地球运动的周期相等，为27天，大于地球自转周期24h，故B错误；
C．鹊桥在做圆周运动，有向心加速度，故在L2点不是平衡状态，故C错误；
D．因为L2点与月球角速度相同，半径大，由
可知鹊桥绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度，故D周期。
故选D。
10．B
【详解】
设飞行器对水的平均作用力为F，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力的大小也等于F，对飞行器，则有
F=Mg
设水喷出时的速度为v，在时间
内喷出的水的质量
时间内质量为
的水获得的冲量
联立解得
v=5.4m/s
故选B。
11．b D 最右边 1.45(1.44--1.46) 1.00(0.957--1.05) 小于
【详解】
试题分析:（1）由于干电池的内阻很小，所以采用图b的方法，更合理；同理滑动变阻器的最大值小一些更合理一些，故应该选D．
（2）通电前应该把变阻器的阻值调至最大，也就是最右边．
（3）电源的U-I图象中，与纵轴（U轴）的交点是电源电动势，故电源电动势值为1.45V，电源内阻是斜率，故电源内阻为1.00Ω．
(4)由于电压表的分流作用，电源电动势测量值小于电动势的真实值．
考点：测电源电动势和内电阻
12．(1) T′＝1.5T (2) p′＝4p0
【详解】
(1)设A的体积为V，则初状态A、B总体积为2V，末状态总体积为3V
由盖—吕萨克定律得：
解得
T′＝1.5T．
(2)假设活塞被推至隔板时气体压强为p临
解得
p临＝4p0＜
由此可以判断，活塞一直被推至隔板，此后气体体积、温度均不变，则压强不再改变，
p′＝4p0．
点睛：已知初末状态的体积，由盖吕萨克定律可求得后来的温度；由理想气体状态方程可求得临界压强值，比值临界压强与压力压强的关系，可分析活塞的位置，进而求得最终的压强．
13．(1)
；(2)
；(3)
【详解】
(1)光路如图所示
(2)由折射定律可知
得
根据几何关系得
(3)单色光在透明球体中的传播速度为
则
所以传播时间
14．（1）
；（2）
【详解】
（1）若使粒子从CD边射出，会有两个临界位置，第一个临界位置是从C点射出，此时运行半径最小
由
可得
第二个临界位置是与AD边相切时，轨迹半径最大，由几何关系
得
再由可得
使粒子从CD边射出粒子入射速度大小的范围是
（2）当粒子从三角形AC边射出时，粒子在磁场中运动时间最长，由于此时粒子做圆周运动的圆心角为180°，所以
因为粒子在磁场中运动的周期为
得
故其最长时间应为
15．（1）
；（2）
【详解】
（1）对MN，达到最终状态时
解得
（2）依题意
解得
答案第9页，总10页