参考答案与试题解析
一、选择题
1．如图所示，某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将（滑轮与绳的重力及摩擦均不计）（ ）
A．越来越小 B． 越来越大 C． 先变大后变小 D．先变小后变大 考点： 共点力平衡的条件及其应用． 专题： 计算题． 分析： 对结点受力分析，受滑轮的压力和两拉绳子的拉力，根据共点力平衡条件，可以求解出拉力的大小．
解答： 解：对结点受力分析，如图
由于为同一根绳子，故 F1=F2=F
设F1与F2夹角为θ，则 F1=F2=
在重物被吊起的过程中，θ变大，故F1与F2同时变大； 故选B． 点评： 本题对物体受力分析后，可以用解析法求解出结果讨论，也可以用作图法分析！
2．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．则下列有关说法中正确的是（ ）
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A．该交流电电压的有效值为100V B． 交流电电压的瞬时值为100V C． t=0.02s时刻线圈平面在中性面 D． 交流电的频率为0.02Hz 考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系． 专题： 交流电专题． 分析： 从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．
解答： 解：A、由图可知，交流电的最大电压E=100V，则有效值U=
V，故A
错误；
B、根据图象可知，交流电电压的瞬时值不断变化，故B错误：
C、由图象可知，t=0.02s时刻，感应电动势为零，线圈平面在中性面，故C正确， D、因周期T=0.02s，周期与频率关系有，f==50Hz，故D错误．
故选：C． 点评： 本题比较简单考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解． 3．（4分）如图所示，甲图为船在静水中的v﹣﹣t图象，乙图为河水的流速与到一河岸距离的关系图象，则（ ）
A．船渡河的最短距离等于河宽300m 船渡河的最短时间等于100s B． 若船头始终与河岸垂直，则船在河水中航行的轨迹是一条直线 C． D．若船头始终与河岸垂直，则船在河水中作匀变速曲线运动 考点： 运动的合成和分解． 专题： 运动的合成和分解专题． 分析： 合运动与分运动的相互关系： ①独立性：②等时性：③等效性：④相关性 本题船实际参与了两个分运动，沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动，当船头 中华资源库 www.ziyuanku.com 与河岸垂直时，渡河时间最短，船的实际速度为两个分运动的合速度，根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况． 解答： 解：A、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线，故A错误． B、当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，由甲图可知河宽为300m，t=，故B正确； C、若船头始终与河岸垂直，船先向下游偏，再向上游偏，则船在河水中航行的轨迹是曲线，故C错误； D、若船头始终与河岸垂直，则船在河水中作曲线运动，加速度大小相等，但加速度方向，在前150m与后150m方向相反，故D错误； 故选：B 点评： 本题关键找到船参加的两个分运动，然后运用合运动与分运动的等时和等效规律进行研究，同时要注意合运动与分运动互不干扰． 4．（4分）2012年8月9日，在伦敦奥运会女子10米跳台跳水的比赛中，中国队陈若琳夺取金牌．在高台跳水比赛中，质量为m的陈若琳进入水中后受到水的阻力（包含浮力）而竖直向下做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，则在她减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（ ） A．她的动能减少了Fh B． 她的重力势能减少了mgh 她的机械能减少了（F﹣mg）h C．D． 她的机械能减少了mgh 考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律． 专题： 动能定理的应用专题． 分析： 根据合力做功判断动能的变化，通过重力做功判断重力势能的变化，除重力以外其它做功等于机械能的增量． 解答： 解：A、根据动能定理知，合力做功做动能的变化量，合力做功为（mg﹣F）h，则动能减小（F﹣mg）h，故A错误． B、重力做功为mgh，则重力势能减小mgh，故B正确． C、除重力做功以外阻力做功为﹣Fh，则机械能减小Fh，故CD错误． 故选：B． 点评： 解决本题的关键掌握功能关系，知道重力做功与重力势能、合力功与动能、除重力以外其它力做功与机械能的关系． 5．（6分）如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计的示数．打开卡子，胶塞冲出容器过程中（ ）
A．温度计示数变大 B． 温度计示数变小 C． 气体内能减少 D． 气体内能增加 中华资源库 www.ziyuanku.com 考点： 理想气体的状态方程；封闭气体压强． 分析： 由于容器内的压强增大到一定程度，打开卡子后，气体体积膨胀对外做功． 根据热力学第一定律知道气体内能减小． 解答： 解：打开卡子，气体体积膨胀对外做功，所以W＜0， 由热力学第一定律△U=W+Q，可知气体内能减小，温度降低． 故选：BC． 点评： 本题考查热力学第一定律△U=W+Q 的物理意义，这是高考的重点内容． 6．（6分）（2013•梅州二模）关于天然放射现象，下列说法中正确的是（ ） A．γ射线不带电，它是频率很高的电磁波 核裂变与核聚变都伴有质量亏损 B． 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数不变 C． D．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 考点： 原子核衰变及半衰期、衰变速度；天然放射现象． 专题： 衰变和半衰期专题． 分析： α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数增1，质量数不变．半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学环境无关． 解答： 解：A、γ射线不带电，它是频率很高的电磁波．故A正确． B、核裂变和核聚变过程中都有能量放出，根据质能方程知，都有质量亏损．故B正确． C、α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数增1，质量数不变．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，电荷数不变，质量数减4，质量数等于质子数加中子数，知中子数减4．故C错误． D、半衰期的大小与元素所处的物理环境和化学环境无关，由原子核内部因素决定．故D错误． 故选AB． 点评： 本题考查了衰变、半衰期、射线的性质等基础知识点，比较简单，关键熟悉教材，牢记这些基础知识点． 7．（6分）如图所示，地球同步卫星运行周期与地球自转的周期相同，同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，下列说法中正确的是（ ）
A．同步卫星比地球自转的角速度大 同步卫星比地球自转的线速度大 B． 同步卫星比地球自转的线速度小 C． D．同步卫星比随地球自转的物体的向心加速度大 考点： 同步卫星． 分析： 了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同． 中华资源库 www.ziyuanku.com 物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心． 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度． 解答： 解：A、同步卫星与地球自转同步，故它圆周运动的周期与地球自转周期相同，与地面相对静止，它们的角速度相等，故A错误， B、根据线速度公式v=ωr，可知，在相同的角速度下，半径越大时，线速度越大，故B正确；C错误； 2D、根据a=ωR，可知，离地球表面越高，则其向心加速度越大，故D正确； 故选：BD． 点评： 地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度． 8．（6分）如图所示，在竖直面内带有等量正负电荷所形成电场的中垂线上有一点P，一个带正电的带电粒子A在外力作用下从P点沿着中垂线向下运动，下列说法正确的是（ ）
A．粒子A向下运动过程中电场力一定越来越大 粒子A向下运动过程中电场力一定先增大后减小 B． 粒子A向下运动过程中所经各点电势一定相等 C． D．粒子A向下运动过程中电势能一定越来越小 考点： 电场线；电势能． 分析： 根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小．根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线．据此分析即可． 解答： 解：AB、根据电场线的分布可知粒子A向下运动过程中电场线先越来越密，后越来越疏，场强先增大后减小，所以电场力先增大后减小，故A错误，B正确． C、P所在的中垂线是一条等势线，所以粒子A向下运动过程中所经各点电势一定相等，故C正确． D、由于粒子在等势线上运动，电场力不做功，电势能不变，故D错误． 故选：BC． 中华资源库 www.ziyuanku.com 点评： 对于等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆． 9．（6分）如图所示，导线ab、cd跨接在电阻不计的光滑导轨上，ab的电阻为2R，cd的电阻为R．当cd在外力F1作用下向右运动时，ab在外力F2的作用下保持静止．则下列说法正确的是（ ）
A．ab两端的电势差一定大于cd两端的电势差 若cd向右匀速运动，则F1与F2大小一定相等 B． 若cd向右加速运动，则F1一定大于F2 C． D．拉力F1所做的功一定等于电路中消耗的电能 考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 专题： 电磁感应——功能问题． 分析： 根据电路结构比较两导线两端电压关系； 应用安培力公式求出安培力，然后比较两拉力大小； 应用能量守恒定律分析拉力做功与电路消耗的电能间的关系． 解答： 解：A、cd切割磁感线产生感应电动势，cd相当于电源，ab是外电路，cd两端电压是路段电压，导线ab与cd两端电压相等，故A错误； B、两导线电流相等，两导线受到的安培力大小相等，ab静止、cd向右匀速运动，两导线都处于平衡状态，F1与F2大小都等于安培力，则F1与F2大小相等，故B正确； C、两导线受到的安培力相等，ab静止，处于平衡状态，F2等于安培力，cd向右加速运动，F1大于安培力，则F1大于F2，故C正确； D、当cd匀速运动时，拉力F1做的功转化为电能，拉力F1所做的功等于电路消耗的电能，如果cd加速运动，F1做功转化为电能与cd的动能，则F1做功大于电路消耗的电能，故D错误； 故选：BC． 点评： 本题考查了比较电压关系、比较拉力大小关系、判断拉力做功与电能的关系，分析清楚电路结构、应用平衡条件、能量守恒定律即可正确解题． 二、非选择题 10．（8分）（1）在互成角度的两个共点力的合成实验中，其中的三个实验步骤如下： ①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧测力计的读数F1和F2； ②在纸上只根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F′；
中华资源库 www.ziyuanku.com ③只用一只弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两只弹簧测力计同时拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数F及方向． 以上三个步骤均有错误或疏漏： ①中是 应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向 ； ②中是 应依据F1和F2的大小和方向作图 ； ③中是 应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点 ． ④上面甲、乙两图是两位同学做“互成角度的两个力的合成”实验时得到的结果．他们分别得到使橡皮条和细线的结点拉到O点时所需的两个力F1、F2及只用一个务时的F，并用平行四边形定则画出了F1和F2的合力F′，则两人处理实验结果正确的图是 乙 ．
考点： 验证力的平行四边形定则． 专题： 实验题；平行四边形法则图解法专题． 分析： 明确该实验的实验原理，从而进一步明确实验步骤，测量数据等即可正确解答本题． 解答： 解：该实验采用“等效法”进行，即一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条与细绳套的结点时应该拉至同一位置O点，由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，这样才能做平行四边形，从而验证两个力的合力大小和方向是否与一个力的大小和方向相同． 以上三个步骤均有错误或疏漏： ①中是应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向， ②中是应依据F1和F2的大小和方向作图， ③中是应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点． ④由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力F′可以与橡皮条拉力F有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F与橡皮条拉力一定在同一直线上，F1和F2的合力理论值F′一定在平行四边形的对角线上，故乙符合实验事实． 故答案为：①应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向； ②应依据F1和F2的大小和方向作图； ③应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点 ④乙 点评： 本题比较简单，直接考查了验证力的平行四边形定则时如何进行操作，对于基础实验一定熟练掌握才能为解决复杂实验打好基础． 11．（10分）某研究性学习小组欲用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S和若干导线测定某电池组的电动势．
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①在图甲中，根据图乙电路图用笔画线代替导线，将实物图连接成完整的实验电路． ②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U．该学习小组测出大量数据，分析筛选出如表所示的R、U数据，并计算相应的与的值．请用表中数据在图丙坐标纸上描点，并作用﹣图线． R/Ω U/V 166 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 7.7 5.4 4.5 3.6 2.9 2.5 ﹣2﹣11.40 2.00 3.00 4.00 5.00 I/R（×10Ω） 0.60 ﹣10.13 0.19 0.22 0.28 0.34 0.40 I/U/V ③从图线中可求得待测电池组的电动势E= 10 V ④根据该小组设计的实验电路，会存在系统误差，试分析测得的电动势比实际电动势偏 小 （填“大”或“小”）． ⑤若要测该电池组的内阻，应知道定值电阻的阻值，用多用表测量该定值电阻的表盘指针如图丁所示，欧姆档位如图戊所示，则知定值电阻的阻值是 50 Ω 考点： 测定电源的电动势和内阻． 专题： 实验题；恒定电流专题． 分析： 根据电路图，画出的实物图．由闭合电路欧姆定律可得出表达式，再结合图象和数学知识可得出图象的截距及斜率的含义，则可求得电动势和内电阻．根据电表的影响分析误差原因． 解答： 解：（1）根据电路图，画出的实物图： （2）根据上表所示实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后根据坐标系中的点作直线，作出﹣图象： 中华资源库 www.ziyuanku.com （3）、由闭合电路欧姆定律可得：U=变形得：=+， R， 由数学知识可知，图象中的斜率为：k=截距为：b=； 由图可知，b=0.1， 所以E===10V； （4）因该接法中由于电压表的分流而导致干路电流示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，所以电动势的测量值小于真实值．内阻小于真实值． （5）由欧姆表的读数方法可知，电阻读数为：5×10=50Ω； 故答案为：（1）（2）如上图；（3）10；（4）小；（5）50． 点评： 应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，定值电阻串入电路一方向保护电源，同时扩大电源的内阻．同时电源的路端电压与电流图象与电流的交点不一定是短路电流，由电压轴是否是从零开始的． 12．（18分）如图所示，∠A=30°的直角三角形ABC中存在一匀强磁场，磁场方向垂直三角形平面向里，磁感应强度为B．荷质比均为的一群粒子沿AB方向自A点射入磁场，这些粒子都能从AC边上射出磁场区域．AC边上的P点距离三角形顶点A为L．求： （1）从P点处射出的粒子的速度大小及方向；
（2）试证明从AC边上射出的粒子在磁场中运动时间都相同，并求出这个时间是多少？
中华资源库 www.ziyuanku.com 考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力． 专题： 带电粒子在磁场中的运动专题． 分析： （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，由几何关系分析得到粒子运动的轨道半径，由牛顿第二定律求解粒子速度大小． （2）根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论．并求出时间． 解答： 解：（1）从P点处射出的粒子与AC边的夹角为30°，这个角即为弦切角，由此可知：粒子自P处射出磁场时的速度方向必然与AC边成30°的夹角，作出粒子在磁场中的运动轨迹如图O1AP所示，△O1AP为等边三角形，可得粒子作圆周运动的半径为 r=l ① 设粒子的速度大小为v，由牛顿第二定律有 qvB=m ② ③ 由①②解得 v=速度方向与AC边成30°的夹角指向C点一侧． （2）依题知，无论这群粒子的速度多大，它们都能从AC边离开磁场，在A处射入磁场中的弦切角为30°，它们从AC离开磁场时与AC边的夹角必为30°，作出粒子的运动轨迹，如图O2AQ所示，由图可知这些粒子的圆心角均为60°，设粒子在磁场中运动的时间为t，周期为T，则有 t= ④ T= ⑤ ． 由②④⑤解得 t=显然这些粒子在磁场中的运动时间相等，大小均为答： （1）从P点处射出的粒子的速度大小为点一侧． ，速度方向与AC边成30°的夹角指向C（2）从AC边上射出的粒子在磁场中运动时间都相同，这个时间是． 点评： 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键． 中华资源库 www.ziyuanku.com 13．（18分）如图所示，A是一个质量M=1kg、半径R=3m的四分之一圆弧槽，锁定在水平面上，A的右侧B是圆心角为60°的固定在水平面上的圆弧槽，A和B的表面均光滑且末端点切线水平，水平面PQ段粗糙，其余部分光滑且足够大，将一个质量为m=1kg的滑块C
2
从A的顶端由静止释放，已知C与PQ间的动摩擦因数u=0.2，PQ段的长度l=3m，取g=10m/s．
（1）若已知B的圆弧半径r=3m，C第一次滑到B的圆弧底端时，C对圆弧B底端的压力为多大？
（2）若B的圆弧半径1m＜r＜5m，滑块C仍从A的顶端由静止释放，当C滑离A的底端时解除A的锁定，使A可以在水平面上自由运动，试求因B圆弧槽半径取值不同，滑块C在粗糙水平面部分通过总路程的可能值？
考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律． 专题： 动能定理的应用专题．
分析： （1）根据动能定理求得c到达B最低点时的速度，再根据圆周运动知识点求解； （2）首先判定c在B上上升的最大高度，结合题目中的条件，判定c的运动情况；在求解运动的距离； 解答： 解：（1）、设c到达B的低端的速度为v1，此时C的支持力为N，根据动能定理可得：mgR﹣μmgl=m
，解得：
，
在B的最低点由：N﹣mg=，解得：N=mg+=26N，根据牛顿第三定律得c对圆弧B
的压力为26N；
（2）设B的半径为r1时，c刚好可以从B顶端飞出，有动能定理得：mgR﹣umgl﹣mgr1（1﹣cos60°）=0，代入数据得：30﹣6﹣10×r1×（1﹣0.5）解得：r1=4.8m，
若：1m＜r＜4.8m，c从B的右端飞出，则在水平面上运行的距离为：l=3m，
若4.8m≤r＜5m，c滑到B的最右端再原路返回，设C滑上A前瞬间的速度为v2，滑离A的瞬间速度为v3，此时A的速度为V，对c有动能定理得：v2=6m/s，
对A和C由动量定理和动能定理得： mv2=mv3+MV，
2
，解得：
，联立解得：v3=0m/s，V=6m/s
v3的负号表示C从A上下滑后向右运动，设C经过PQ及B后向左再次到达P点速度为v4，有动能定理得：
，解得：v4=
m/s，
此时c的速度小于A的速度，不会再滑上A，所以滑块C在粗糙水平面的总路程为：s=4l=12m． 答：（1）若已知B的圆弧半径r=3m，C第一次滑到B的圆弧底端时，C对圆弧B底端的压力为26N，
（2）若：1m＜r＜4.8m，C在水平面上运行的距离为：l=3m，
中华资源库 www.ziyuanku.com 若4.8m≤r＜5m，C在水平面上运行的距离为12m． 点评： 本题的难度较大，一定分清运动的过程，并合理的运用动能定理和动量定理联立解题．
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