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物理试题
注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。满分100分，考试用时100分钟；
2、请将选择题和实验题答案填写在第Ⅱ卷相应空白处。
第Ⅰ卷
一、选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（ acd ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
2．把一铁块放在火炉上加热一段时间后，下列物理量中不变的是（ d ）
A．铁块的体积 B．铁块的密度
C．铁块的内能 D．铁块的比热容
3．用大小不变的水平力拉木块，使木块沿水平桌面做匀速直线运动，如图 1 所示。木块在运动过程中，下列说法正确的是（ b ）
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B．木块受到的滑动摩擦力大小保持不变
C．绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
4．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图2所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则（ ）
A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向
B．此后 周期内回复力对波源A一直做负功
C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长
D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零
5．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的，关于b点电场强度E的方向，图3中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）
6．如图 4 所示，人沿平直的河岸以速度 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为 ，船的速率为（ c ）
A． B．
C． D．
7．图5中是我们常见的生活现象，由于光的直线传播形成的是 （ c ）
8．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（ ad ）
A. X星球的质量为
B. X星球表面的重力加速度为
C. 登陆舱在 与 轨道上运动是的速度大小之比为
D. 登陆舱在半径为 轨道上做圆周运动的周期为
9．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三
束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如题图6
所示，已知金属板b有光电子放出，则可知：（d ）
A．板a一定不放出光电子；
B．板a一定放出光电子；
C．板c一定不放出光电子；
D．板c一定放出光电子。
10．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带
铁心的线圈L、小灯泡A、开关S 和电池组E，
用导线将它们连接成如图所示的电路如图 7
所示。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；
再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭
现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现
的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。
你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是
（ ）
A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
11．中国女子冰壶队夺得2009年世界女子冰壶锦标赛冠军，让很多人对冰壶比赛产生了浓厚的兴趣，你了解冰壶吗，下列关于冰壶运动的说法中，错误的是（ ）
A．投手沿冰面将冰壶推出后，冰壶因为惯性继续前进
B．投手沿冰面将冰壶推出后，冰壶继续前进的过程中， 人
对它做了功
C．当投手沿冰面将冰壶推出后，同队两名队员在冰壶前
方用力左右擦冰面，是为了让冰熔化以减少摩擦，让冰壶运动更远
D．冰壶在冰面上运动的过程中，机械能转化为内能
12．如图9所示，竖直平面内放置的两根平行金属导轨，电阻不计，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力F向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是（ ）
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。
猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是______________________________________________________。
（2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想______是错误的。
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案。
主要器材是________；简要做法：__________________________________________；如何判断：_________________________________。
14．用如图11所示的装置来研究“加速度与力和质量的关系”问题。
（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用(填“电磁”或“电火花”) 式打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能 。
（2）在____________条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制___________不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系。
（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中hA=42.05cm, hB=51.55cm, hC=62.00cm则小车的加速度为a= m/s2，打B点时小车的速度为vB=________ m/s。（保留2位有效数字）
15．某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）；
B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；
C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；
D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；
E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；
G．电键和导线若干。
电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了如图12所示电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
① ；
② 。
第Ⅱ卷
题号 一 二 三 总分
得分 13 14 15 16 17 18 19
一、选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13题：（共8分）
（1） （2分）；（2） （2分）；
（3） （1分）； （1分）；
（2分）。
14题：（每空1分，共6分）
（1） ； 。
（2） ； 。
（3） ； 。
15题：（每空2分，共8分）
； ；
① ；
② 。
三、计算题（16题、17题、18题各10分，19题12分，共42分）
16．（10分）2007年4月18日，新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在主要铁路线上，从而拉开了全国铁路第六次大提速的大幕。如图所示的CRH2型动车组由5节车箱组成，车组总功率为6000kW，最大牵引功率为4800kW，最大行驶速度为200km/h。
（1）当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min，通过的路程是多少？在这个过程中车组受到的阻力是多少？
（2）为保证车组正常行驶，每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W。一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量？这些热量可使多少20℃的水温度升高到70℃？[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
（3）仔细观察车头的外形，请你谈谈这样设计的好处。
17．（10分）如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 、温度均为 。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积 和温度 。
18．（10分）如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计。求：
（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；
（2）小球A冲进轨道时速度v的大小。
19．（12分）如图16所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°。一束带电量q=8.0×10-19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间。则：
（1）离子运动的速度为多大？
（2）离子的质量应在什么范围内？
（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2´应满足什么条件？
答案
一、选择题（本题共12小题，每小题的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ACD D B ABD D C C AD D C B BC
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13、（1）一个磁体只能有两个磁极，且这两个磁极是异性磁极；（2分）（2）猜想1（2分）
（3）小磁针 （1分）； 将小磁针置于磁环周围不同处 （1分）；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置 （2分）
14、（每空1分，共6分） （1） 电火花 匀速直线运动
（2） m＜＜M (沙和沙桶的总质量远小于小车的质量) M(小车的质量)
（3） 0.95 1.0
15、（每空2分，共8分） B C ①电流表应采用内接的方法； ②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
三、计算题（16题、17题、18题各10分，19题12分，共42分）
16题：解：（1）车组3min内所通过的路程
s=vt=200km / h×（3 h／60）10km ………………………………（1分）
牵引力3min内做的功
W＝Pt＝4800×1000W×3×60s = 8.64×108J…………………………（1分）
由W=Fs 得F=W／s= 8.64×108J／104m=8.64×104N ……………… （2分）
因车组做匀速直线运动，所受阻力等于其牵引力为8.64×104N
（2）若电热水器消耗的电能全部转化为热，一节车箱的电热水器5min最多可产生的热量Q = W = Pt＝2800 W×5×60s＝8.4×105J……………………………（2分）
由Q = cm（t－t0）得m = Q/〔c(t－t0) 〕
＝8.4×105J／〔4.2×103J／（kg•℃）× (70℃－20℃)〕
＝4 kg ………………………………………………（2分）
（3）本问为开放性问题，只要说的有理即可给分。………………………（2分）
参考答案有：
①车头为流线型可减小高速行驶时的空气阻力
②车头上部空气流速大，下部流速小，高速行驶时可减小车头对轨道的压力（压强），从而减小阻力，降低噪声。
17题：解设初态压强为 ，膨胀后A，B压强相等 ………… (1分)
B中气体始末状态温度相等 ……………… (2分)
得 …………………………………………………………… (2分)
A部分气体满足 ………………………………（3分）
得 …………………………………………………………（2分）
18题：解（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有
① 解得 ② …………………………（2分）
（2）设球A的质量为m，碰撞前速度大小为v1，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知 ③ ………………（2分）
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知 ④（2分）
飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 ⑤（2分）
综合②③④⑤式得 ………………………………………（2分）
19题：解：（1）设正离子的速度为v，由于沿中线PQ做直线运动，
则有 ……………………………………………………………（2分）
代入数据解得 v=5.0×105m/s ……………………………………………（1分）
（2）设离子的质量为m，如图所示，当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时，由几何关系可知运动半径 r1=0.2m （1分）
当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，
由几何关系可知运动半径r2=0.1m ………（1分）
由牛顿第二定律 ……………（2分）
由于 （1分）
解得 ……（2分）
（3）如图所示，由几何关系可知，使离子不能打到x轴上的最大半径 ………………………………（1分）
设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则 ……………………………（1分）
代入数据解得 B0= =0.60T ……… （1分）
则 B2´≥0.60T（或B2´>0.60T）…………… （1分）
注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。满分100分，考试用时100分钟；
2、请将选择题和实验题答案填写在第Ⅱ卷相应空白处。
第Ⅰ卷
一、选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（ acd ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
2．把一铁块放在火炉上加热一段时间后，下列物理量中不变的是（ d ）
A．铁块的体积 B．铁块的密度
C．铁块的内能 D．铁块的比热容
3．用大小不变的水平力拉木块，使木块沿水平桌面做匀速直线运动，如图 1 所示。木块在运动过程中，下列说法正确的是（ b ）
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B．木块受到的滑动摩擦力大小保持不变
C．绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
4．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图2所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则（ ）
A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向
B．此后 周期内回复力对波源A一直做负功
C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长
D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零
5．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的，关于b点电场强度E的方向，图3中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）
6．如图 4 所示，人沿平直的河岸以速度 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为 ，船的速率为（ c ）
A． B．
C． D．
7．图5中是我们常见的生活现象，由于光的直线传播形成的是 （ c ）
8．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（ ad ）
A. X星球的质量为
B. X星球表面的重力加速度为
C. 登陆舱在 与 轨道上运动是的速度大小之比为
D. 登陆舱在半径为 轨道上做圆周运动的周期为
9．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三
束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如题图6
所示，已知金属板b有光电子放出，则可知：（d ）
A．板a一定不放出光电子；
B．板a一定放出光电子；
C．板c一定不放出光电子；
D．板c一定放出光电子。
10．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带
铁心的线圈L、小灯泡A、开关S 和电池组E，
用导线将它们连接成如图所示的电路如图 7
所示。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；
再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭
现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现
的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。
你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是
（ ）
A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
11．中国女子冰壶队夺得2009年世界女子冰壶锦标赛冠军，让很多人对冰壶比赛产生了浓厚的兴趣，你了解冰壶吗，下列关于冰壶运动的说法中，错误的是（ ）
A．投手沿冰面将冰壶推出后，冰壶因为惯性继续前进
B．投手沿冰面将冰壶推出后，冰壶继续前进的过程中， 人
对它做了功
C．当投手沿冰面将冰壶推出后，同队两名队员在冰壶前
方用力左右擦冰面，是为了让冰熔化以减少摩擦，让冰壶运动更远
D．冰壶在冰面上运动的过程中，机械能转化为内能
12．如图9所示，竖直平面内放置的两根平行金属导轨，电阻不计，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力F向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是（ ）
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。
猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是______________________________________________________。
（2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想______是错误的。
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案。
主要器材是________；简要做法：__________________________________________；如何判断：_________________________________。
14．用如图11所示的装置来研究“加速度与力和质量的关系”问题。
（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用(填“电磁”或“电火花”) 式打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能 。
（2）在____________条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制___________不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系。
（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中hA=42.05cm, hB=51.55cm, hC=62.00cm则小车的加速度为a= m/s2，打B点时小车的速度为vB=________ m/s。（保留2位有效数字）
15．某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）；
B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；
C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；
D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；
E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；
G．电键和导线若干。
电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了如图12所示电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
① ；
② 。
第Ⅱ卷
题号 一 二 三 总分
得分 13 14 15 16 17 18 19
一、选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13题：（共8分）
（1） （2分）；（2） （2分）；
（3） （1分）； （1分）；
（2分）。
14题：（每空1分，共6分）
（1） ； 。
（2） ； 。
（3） ； 。
15题：（每空2分，共8分）
； ；
① ；
② 。
三、计算题（16题、17题、18题各10分，19题12分，共42分）
16．（10分）2007年4月18日，新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在主要铁路线上，从而拉开了全国铁路第六次大提速的大幕。如图所示的CRH2型动车组由5节车箱组成，车组总功率为6000kW，最大牵引功率为4800kW，最大行驶速度为200km/h。
（1）当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min，通过的路程是多少？在这个过程中车组受到的阻力是多少？
（2）为保证车组正常行驶，每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W。一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量？这些热量可使多少20℃的水温度升高到70℃？[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
（3）仔细观察车头的外形，请你谈谈这样设计的好处。
17．（10分）如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 、温度均为 。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积 和温度 。
18．（10分）如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计。求：
（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；
（2）小球A冲进轨道时速度v的大小。
19．（12分）如图16所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°。一束带电量q=8.0×10-19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间。则：
（1）离子运动的速度为多大？
（2）离子的质量应在什么范围内？
（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2´应满足什么条件？
答案
一、选择题（本题共12小题，每小题的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，满分36分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ACD D B ABD D C C AD D C B BC
二、实验题（13题8分，14题6分，15题8分，共22分）
13、（1）一个磁体只能有两个磁极，且这两个磁极是异性磁极；（2分）（2）猜想1（2分）
（3）小磁针 （1分）； 将小磁针置于磁环周围不同处 （1分）；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置 （2分）
14、（每空1分，共6分） （1） 电火花 匀速直线运动
（2） m＜＜M (沙和沙桶的总质量远小于小车的质量) M(小车的质量)
（3） 0.95 1.0
15、（每空2分，共8分） B C ①电流表应采用内接的方法； ②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
三、计算题（16题、17题、18题各10分，19题12分，共42分）
16题：解：（1）车组3min内所通过的路程
s=vt=200km / h×（3 h／60）10km ………………………………（1分）
牵引力3min内做的功
W＝Pt＝4800×1000W×3×60s = 8.64×108J…………………………（1分）
由W=Fs 得F=W／s= 8.64×108J／104m=8.64×104N ……………… （2分）
因车组做匀速直线运动，所受阻力等于其牵引力为8.64×104N
（2）若电热水器消耗的电能全部转化为热，一节车箱的电热水器5min最多可产生的热量Q = W = Pt＝2800 W×5×60s＝8.4×105J……………………………（2分）
由Q = cm（t－t0）得m = Q/〔c(t－t0) 〕
＝8.4×105J／〔4.2×103J／（kg•℃）× (70℃－20℃)〕
＝4 kg ………………………………………………（2分）
（3）本问为开放性问题，只要说的有理即可给分。………………………（2分）
参考答案有：
①车头为流线型可减小高速行驶时的空气阻力
②车头上部空气流速大，下部流速小，高速行驶时可减小车头对轨道的压力（压强），从而减小阻力，降低噪声。
17题：解设初态压强为 ，膨胀后A，B压强相等 ………… (1分)
B中气体始末状态温度相等 ……………… (2分)
得 …………………………………………………………… (2分)
A部分气体满足 ………………………………（3分）
得 …………………………………………………………（2分）
18题：解（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有
① 解得 ② …………………………（2分）
（2）设球A的质量为m，碰撞前速度大小为v1，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知 ③ ………………（2分）
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知 ④（2分）
飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 ⑤（2分）
综合②③④⑤式得 ………………………………………（2分）
19题：解：（1）设正离子的速度为v，由于沿中线PQ做直线运动，
则有 ……………………………………………………………（2分）
代入数据解得 v=5.0×105m/s ……………………………………………（1分）
（2）设离子的质量为m，如图所示，当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时，由几何关系可知运动半径 r1=0.2m （1分）
当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，
由几何关系可知运动半径r2=0.1m ………（1分）
由牛顿第二定律 ……………（2分）
由于 （1分）
解得 ……（2分）
（3）如图所示，由几何关系可知，使离子不能打到x轴上的最大半径 ………………………………（1分）
设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则 ……………………………（1分）
代入数据解得 B0= =0.60T ……… （1分）
则 B2´≥0.60T（或B2´>0.60T）…………… （1分）
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