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物 理
注意事项：
，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。
，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
我国的“祝融号”火星车，它的电源来自于太阳能电池，在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家正在研究用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素是，，的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变过程质量数守恒，能量不守恒
B. 的比结合能比的大
C. ，其质量变为原来的一半
D.
某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径d，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q，球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 该“水晶球”的折射率为
B. 光在“水晶球”中的传播时间为
C. 若仅改变入射光线与水平方向的夹角（大于且小于），一定可以使其在球内某区域发生全反射
D. 若仅换用波长较短的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大
如图所示，两颗卫星A、B均绕地球做匀速圆周运动，P是纬度为的地球表面上一点，若卫星A运行的轨道半径为，且能过P点正上方，卫星B在赤道正上方。某时刻P、A、B、地心O在同一平面内，其中O、P、A在一条直线上，且，则卫星A绕地球运行一周的时间内，卫星B经过的路程为（ ）
A. B. C. D.
超声波加湿器利用水槽底部雾化器模块将电能转换成机械能，高频电信号由图甲电路产生，通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波。两列超声波信号叠加后，会出现振动加强点，图乙为某时刻两列超声波在水中传播的波形图，
分别为两列波的前端，已知声波在水中传播的速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 该超声波加湿器所发出的超声波信号频率为
B. 两列波传播稳定后，坐标原点O的振幅是
C. 沿x轴上的M、N两点间（包括M、N两点），振动加强点的位置有4个
D. 拔出图甲线圈中的铁芯，沿x轴上的M、N两点间振动加强点的个数减少
如图所示，真空中两个等量同种正点电荷分别放置在P、Q两点，PQ连线的中点为O，以QO为棱构成一个空间正方体，A、B、C、D、E、F为该正方体上六个顶点。下列说法正确的是（ ）
A. A、C两点的电场强度相同
B. O、B 两点的电势相等
C. 将电子沿棱自D—E—F移动过程中，电场力先做正功再做负功
D. 将电子自C点沿CB方向射出，电子可能做匀速圆周运动
如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，，物块处于静止状态，，现对物块施加竖直向上的恒力，物块运动至最高点的过程中，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A. 物块从初始位置运动至弹簧原长位置的过程中，速度先增大后减小
B. 物块在弹簧原长位置时速度最大
C. 物块从初始位置上升的过程中，加速度先减小后增大
D. 物块运动至最高点时，弹簧弹力大小是
一通电导体棒放置在粗糙水平桌面上，流过导体棒的电流如图所示，导体棒所在空间存在方向与导体棒垂直的匀强磁场。当匀强磁场方向与水平方向的夹角为时，无论磁感应强度多强，导体棒均不能在安培力的作用下沿桌面移动。已知导体棒与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列关系式中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得
6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
如图所示，光滑水平面与长的粗糙水平面平滑连接，长的匀质木板在光滑水平面上以速度匀速运动，随后进入粗糙水平面。已知木板与粗糙水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，要使整个木板全部停在粗糙水平面内，则的值可能为（ ）
A. B.
C. D.
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2:n3=2:1:1，a、b两端接u=的交流电源，定值电阻R=2Ω，两个完全相同的灯泡L额定电压均为20V，其电阻恒定且均为1Ω，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡L均能正常工作
B. 通过电阻R的电流为10A
C. 通过灯泡L的电流均为10A
D. 交流电源消耗的总功率为
如图所示，水平固定的两足够长平行金属导轨处于足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于轨道平面竖直向上（未画出），轨道间距为L、导体棒ab、cd用绝缘细线连接，垂直导轨放置且与导轨接触良好，接入电路的电阻均为R。现给导体棒cd施加平行于导轨方向的恒力F，使之以速度做匀速运动。某时刻剪断导体棒间的细线，从剪断细线开始计时，经过时间t，导体棒cd达到最大速度，ab仍具有一定的速度。已知两导体棒质量均为m，与导轨间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。从剪断细线到导体棒cd达到最大速度的过程中，下列说法正确的（ ）
A. 导体棒ab、cd组成的系统动量守恒
B. 导体棒cd的最大速度为
C. 通过ab的电荷量为
D. ab、cd相对滑动的距离为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，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。
某学习兴趣小组用如图所示的装置测量滑块与桌面间的动摩擦因数，图中力的传感器装有无线发射装置，通过无线接收装置与电脑连接，可实时显示力的传感器的示数。实验步骤如下：
① 用天平测出滑块和传感器的总质量为m；
② 安装实验装置，在水平桌面上将绳子一端固定在O点，另一端与滑块和传感器连接；
③ 标记滑块在桌面的位置P（图中未标出），现给滑块一个平行于 水平桌面且垂直于绳子方向足够大的初速度，读出此时传感器的拉力示数为
；
④当滑块再次转动至位置P时，读出此时传感器的拉力示数为，并截停滑块。
已知重力加速度为g，依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）上述实验中滑块到O点的距离l是否需要测量___________（选填“是”或“否”）；
（2）利用上述实验数据测量的动摩擦因数大小为___________（用测出的物理量的字母表示）；
（3）此实验存在较大的误差，测量值会大于真实值的原因可能为___________（填写一条即可）。
某同学利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值、电源电动势和内阻，备有下列器材：
（量程，内阻）
（量程，内阻）
（电动势约，内阻约为）
（最大电阻）
（阻值约为）
，导线若干
操作步骤如下：
（1）为使测量结果较准确，电流表应选___________（选填“”或“”）；
（2）测的阻值时先闭合开关和，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数为 ；接着断开，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电流表示数仍为，则的阻值为___________，该测量原理___________（选填“有”或“没有”）系统误差；
（3）保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值及电流表的示数。为了直观地得到与的关系，该同学以为纵轴、为横轴，作出如图乙所示的一条直线，根据图乙可求得电源的电动势________，_______。（计算结果均保留两位有效数字）
如图所示，上端封闭的玻璃管竖直插入足够深的水银槽中，长为L的水银柱将管内的气体分隔成上、下两部分，气柱长均为L，槽内水银在玻璃管内外液面相平。现将玻璃管缓慢竖直向下按压一段距离，稳定后上部分气体长度变为初始状态的一半，已知水银的密度为
ρ，重力加速度为g，外界大气压强为2ρgL，该过程中温度保持不变。求：
（1）向下按压玻璃管前，上部分气体的压强p1；
（2）向下按压玻璃管后，槽内水银在玻璃管内外液面的高度差h。
如图所示，PQ、MN两挡板竖直正对放置，两板长度l均为1m，间距也为1m，两挡板间有垂直纸面向里、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。挡板的上边缘P、M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向上的匀强电场，电场强度大小E=10V/m；一带负电粒子自电场中A点以一定速度水平向右发射，恰好从P点处与水平方向成45°射入磁场，从两挡板下边缘Q、N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知：×105C/kg，粒子发射位置A到水平线PM的距离h=2m，不计粒子的重力。整个装置处于真空中且不考虑地磁场的影响。求：
（1）粒子从A点发射的初速度v0；
（2）求磁感应强度大小的取值范围。
伽利略大炮是一种极为简易的机械发射装置，由伽利略于1590年左右发明。现我们共同研究伽利略大炮的实验，先将500g的弹性大球单独自由释放，。现在弹性大球上将弹性小球逐个叠放，，如图所示。已知各球相互接触且重心在同一竖直线上，每个弹性球的质量为该球下面接触球质量的一半，各球之间均发生弹性碰撞，作用时间极短，无论弹性大球上面是否叠放弹性小球及叠放几个弹性小球，弹性大球与地面碰撞过程中能量损失均保持不变，重力加速度g取，忽略空气阻力。
（1），求地面对弹性大球所做的功；
（2）若弹性大球上端只放一个弹性小球，求两球碰撞过程中弹性大球对弹性小球的 冲量大小；
（3）若要使最上端的弹性小球上升高度不低于45m，求至少需要叠放多少个弹性小球？
【参考答案】
一、单项选择题：
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
C
C
D
D
D
二、多项选择题：
题号
8
9
10
答案
AB
BC
AC
三、非选择题：
11. 【答案】（1）否 ；（2） ； （3）滑块受到空气阻力作用 ；
12. 【答案】（1） ；（2） ；没有 ；（3） ； ；
13. 【答案】解：（1）下部分气体压强为
对水银柱分析 ，解得
（2）对上部分气体，由玻意耳定律可知
对水银柱分析
对下半部分气体分析
联立可得
14. 【答案】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有
根据牛顿第二定律有 解得
（2）粒子在磁场运动的速度大小
粒子在磁场中运动的临界轨迹（从Q射出）如图所示
由几何关系可知，最小半径
粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式可知
解得磁感应强度大小的临界值
则磁感应强度大小的取值范围为
15. 【答案】
（1）设弹性打球与地面碰撞前的速度大小为，与地面碰撞后的速度大小为，地面对弹性大球所做的功
，由运动学规律可得：
上升过程
下落过程
由动能定理可得： 解得：
（2）弹性小球与弹性大球发生弹性碰撞，设弹性大球后的速度为，弹性小球碰前与碰后的速度分别为、，取向上为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律可得：
由动量定理可得：
解得：
（3）由（2）可得第一个弹性小球与弹性大球碰撞之后的速度为
整理可得：
同理可得第二个弹性小球与第一个弹性小球碰撞之后的速度为，
整理可得：
……
由数学知识可得
由于要使最上端的弹性小球上升高度不低于，由运动学规律可得：
则
解得：时，，时，，
故弹性大球上至少叠放6个弹性小球。