1．潜艇上的声呐发出一列波由海水传入空气，其

A．周期变大          B．频率变小          C．波速变大          D．波长变小

【答案】

D

 

2．γ 粒子

A．具有波动性                               B．能量与波长成正比

C．可以被电场加速                      D．原子核外电子受激发产生

【答案】

A

 

3．分子势能的大小

A．与物体的温度有关                  B．随分子力增大而增大

C．与分子间距离有关                  D．随分子力增大而减小

【答案】

C

 

4．如图，A、B 两物体上下叠放在一起沿竖直方向运动，其速度随时间均匀变化，则

A．A、B 间相互作用力可能为零

B．A、B 间相互作用力一定为零

C．A、B 间相互作用力可能在水平方向

D．A、B 间相互作用力一定在水平方向

【答案】

A

 

5．物体做匀变速直线运动，在一段时间内方向一定相同的是

A．加速度与位移                                   B．平均速度与位移

C．加速度与末速度                               D．平均速度与速度变化量

【答案】

B

 

6．如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点 O 的力 F₁、F₂，要使 F₁、F₂ 在坐标平面内过原点 O 的某直线上分力之和最小，则该直线

A．可能经过第一、三象限

B．可能经过第二、四象限

C．一定经过第一、三象限

D．一定经过第二、四象限

【答案】

D

 

7．如图，带正电小球 P 固定在绝缘地面上，另一带正电小球 Q 从 P 球正上方竖直下落，依次经过 a、b、c 三点，ab、bc 间距相等。将两球均视作点电荷，Q 球在

A．ab 间动能变化量大

B．ab 间电势能变化量大

C．bc 间机械能变化量大

D．bc 间重力势能变化量大

【答案】

C

 

8．用图示电路测量电池的电动势和内阻，将二个阻值为 12 Ω 和 20 Ω 的定值电阻连入电路中。当开关 S 从位置 1 切换到位置 2 时，发现电流表示数变为原来的 1.5 倍。则

A．R₁ = 20 Ω，r = 4 Ω                  B．R₂ = 12Ω，E = 24 V

C．R₁ = 12 Ω，r = 2 Ω                  D．R₂ = 20 Ω，E = 12 V

【答案】

A

 

9．用活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态 a 开始经图示变化先后到达状态 b、c。则

A．从 a 到 b，气体分子速率都增大

B．从 b 到 c，气体分子动能都减小

C．从 a 到 b，单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小

D．从 b 到 c，气体分子对气缸单位面积的平均作用力增大

【答案】

C

 

10．已知光速 c = 3.0×10⁸m/s，引力常量 G = 6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²，普朗克常量 h = 6.63×10⁻³⁴ J·s，用这三个物理量表示普朗克长度（量子力学中最小可测长度），其表达式可能是

A．\(\sqrt {\frac{{hG}}{{{c^5}}}} \)             B．\(\sqrt {\frac{{hG}}{{{c^3}}}} \)             C．\(\sqrt {\frac{{hc}}{{{G^3}}}} \)              D．\(\sqrt {\frac{{hc}}{G}} \)

【答案】

B

 

11．如图，飞机在水平面内做半径为 180 m 的匀速盘旋表演，机身倾斜，飞机速率为 60 m/s。重力加速度 g 取 10 m/s²。若飞机在竖直平面内获得的升力与机翼垂直，则

A．机翼与竖直方向的倾角约为 56.3°

B．机翼与水平方向的倾角约为 26.6°

C．飞行员对座椅的作用力约为自身重力的 1.1 倍

D．飞行员对座椅的作用力约为自身重力的 2.2 倍

【答案】

D

 

12．如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速

A．一直减小

B．先增大再减小

C．先增大再不变再减小

D．先减小再不变再减小

【答案】

D

【解析】

管中和瓶中的液面都在下降。

当管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为 Δp = ρg（h₁ + h₂）；随着 h₁ 减小，Δp 随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；

当管中液面到达管下端时不再下降（会通过气泡的形式向瓶内补充气体，使管口下端所在平面的压强保持为大气压强 p₀），瓶中液面继续下降，当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为 Δp = ρgh₂ 保持不变，水从孔中流出的速度不变；

当瓶中液面低于管下端后，管内和瓶内液面同时继续下降，h₂ 逐渐减小，Δp = ρgh₂ 随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小。

故选 D。

 

13．质子和中子相距 5×10⁻¹² m 时两者间存在的力有___________，α 粒子散射实验中使 α 粒子发生大角度偏转的力是_______________。（均选填“核力”“库仑力”或“万有引力”）

【答案】

万有引力；库仑力

【解析】

由于中子不带电，所以质子和中子间不存在库仑力，核力的作用范围是 10⁻¹⁵ m 内，所以质子和中子相距 5×10⁻¹² m 时两者间存在的力有万有引力；

α 粒子散射实验中使 α 粒子发生大角度偏转的力带正电的 α 粒子和带正电的金原子核间的库仑斥力。

 

14．在双缝干涉实验中，双缝的作用是__________________________。如果遮闭其中一条缝，光屏上条纹的变化情况为：_______________________________。

【答案】

获得两个振动情况总是相同的光源（获得相干光源）；亮度减弱，中央明条纹宽度增大，两侧条纹的亮度和宽度依次递减

 

15．电梯以速度 v 匀速下降，在电梯上方高 h 处一小球开始自由下落，小球追上电梯时的速度为___________，追上电梯前与电梯间的最大距离为__________。（重力加速度为 g）

【答案】

v + \(\sqrt {{v^2} + 2gh} \)；h + \(\frac{{{v^2}}}{{2g}}\)

 

16．汽车中的电磁辅助减震系统可等效简化为如图所示（俯视）的装置，减震线圈处于辐射状的水平磁场中。若某时刻测得线圈内有逆时针方向且正在增大的感应电流，则图中线圈此时在竖直方向做_________________运动。已知线圈质量为 0.5 kg、周长为 5 m、电阻为 0.4 Ω，线圈所处磁场的磁感应强度大小为 0.2 T。以竖直向下为正方向，当线圈的加速度大小为 1 m/s² 时其速度大小 v = __________m/s。（重力加速度 g 取 10 m/s²）

【答案】

向上加速；1.8 或 2.2

 

17．如图，一长为 L 的圆筒一端 A 密封，其中央有一小孔，圆筒另一端 B 用半透明纸密封。将圆筒 A 端对准太阳方向，在 B 端的半透明纸上可观察到太阳的像，其直径为 d。已知日地距离为 r，地球绕太阳公转周期为 T，引力常量为 G。据此估算可得太阳半径约为_______________，太阳密度约为________________。

【答案】

\(\frac{{dr}}{{2L}}\)；\(\frac{{24\pi {L^3}}}{{G{T^2}{d^3}}}\)

 

18．如图（1）所示是“用 DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”的实验装置。

图（1）

（1）图中螺线管应接____________________（选填“低压直流电源”或“低压交流电源”），通电后螺线管产生的磁场可视作多个____________________________的组合；

（2）已知当磁传感器的探管指向与磁感线方向相同时，测量值为正值。图中磁传感器测得的磁场值为负值，则通电螺线管的右端相当于磁铁的_______极；

（3）我们也可以利用地磁场来估测磁极远端的磁感应强度。上海某中学实验室里，小明同学将罗盘放置在水平桌面上，待罗盘中的小磁针静止时，记录其 N 极的指向并绘制一条虚线 a。再将条形磁铁放在同一水平桌面上，条形磁铁的轴线垂直于虚线 a 且通过小磁针的转轴，观测到小磁针的 N 极偏离原来的方位转过 θ 角，如图（2）所示。已知上海地区地磁场的磁感应强度水平分量为 B₀，则条形磁铁的_________极指向小磁针，其在小磁针处产生的磁感应强度大小约为_____________。

【答案】

（1）低压直流电源，圆心在同一直线上的环形电流产生的磁场；

（2）N；

（3）S，B₀tanθ

 

19．风洞训练可以模拟高空跳伞下落过程中人体所承受气流的状态，是跳伞初学者学习跳伞的必要项目。在空中运动的物体受到的空气阻力 F = \(\frac{1}{2}\)C_dρSv²，式中 S 为迎风面积，C_d 为风阻系数，与物体的迎风面积、光滑程度和整体形状等有关。空气密度 ρ 取 1.29 kg/m³。已知跳伞运动员的质量约为 65 kg。重力加速度 g 取 10 m/s²。

（1）如图（1），风洞竖直向上送风，当风速达 65 m/s时该运动员悬浮在风洞内，C_d 取 0.326，求其身体的迎风面积 S；

（2）在室外高空跳伞时，C_d 取 1.26，跳伞总装备的质量为 20 kg，打开的降落伞伞面面积为 56 m²。运动员身上的传感器记录了运动员由静止起在空中竖直下落的加速度 a 与速度 v 并绘制图（2）的图像，分析并求出图中坐标值 x₀ 和运动员落地时的速率。

【答案】

（1）S = 0.73 m²

（2）x₀ = g = 10 m/s²

v = 4.32 m/s

 

20．如图所示，两根相互平行的光滑金属轨道相距为 L，其右侧轨道在同一水平面内，其左侧轨道为曲面，与右侧水平轨道平滑连接，电阻均不计。水平轨道上有宽度为 2d、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。金属棒 a、b 均与轨道垂直放置，与轨道接触的两点间的电阻值均为 R，b 棒放置在磁场中间位置。a 棒质量为m、b 棒质量为 2m。将 a 棒从左侧轨道某处静止释放，下滑过程中始终保持水平，当 a 棒进入磁场时测得流过 b 棒的电流为 I。重力加速度为 g。

（1）求 a 棒进入磁场时 b 棒的加速度；

（2）求 a 棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度 h；

（3）若 a 棒滑到磁场中间位置（原 b 棒位置）时速率为刚进磁场时的 \(\frac{1}{2}\)，求此时 b 棒的速率并分析判断 b 棒是否已经离开磁场。

【答案】

（1）a_b = \(\frac{{BIL}}{{2m}}\)

（2）h = \(\frac{{2{I^2}{R^2}}}{{{B^2}{L^2}g}}\)

（3）\(\frac{{IR}}{{2BL}}\)，b 棒还在磁场中

【解析】

（1）a 棒向右运动进入磁场，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则判断，在 a、b 棒和导轨组成的回路中产生逆时针方向的感应电流（俯视）。

流过 b 棒的感应电流方向垂直纸面向里，根据左手定则可得：b 棒受到的安培力方向水平向右，产生的加速度方向水平向右。

根据牛顿第二定律 ΣF = ma，可得：a_b = \(\frac{{\Sigma F}}{{{m_{\rm{b}}}}}\) = \(\frac{{BIL}}{{2m}}\)；

（2）a 棒进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势 E = I·2R = BLv，

可得 a 棒进入磁场时的速度：v = \(\frac{{2IR}}{{BL}}\)，

a 棒在左侧轨道某处由静止释放，下滑过程中只有重力做功，机械能守恒：

m_agh = \(\frac{1}{2}\)m_av²，

可得：h = \(\frac{{{v^2}}}{{2g}}\) =  \(\frac{{2{I^2}{R^2}}}{{{B^2}{L^2}g}}\)；

（3）a 棒进入磁场后流过两棒的电流 I 相等，两棒所受安培力大小相等、方向相反，可得：\(\frac{a_a}{a_b}\) = \(\frac{m_b}{m_a}\) = 2。 

a 棒受到向左的安培力使 a 棒减速运动，b 棒受到向右的安培力使 b 棒加速运动，a、b 两棒的速度差减小，回路中产生的感应电动势减小，感应电流减小，a、b 棒受到的安培力减小。

所以 a 棒做加速度逐渐减小的减速运动，b 棒由静止起做加速度逐渐减小的加速运动。

设 a 棒滑到磁场中间位置（原 b 棒位置）时 b 棒仍在磁场中，

则经过相同的时间，b 棒速度变化量大小为 a 棒速度变化量大小的 \(\frac{1}{2}\)，可得：Δv_b = \(\frac{1}{2}\) |Δv_a| = \(\frac{1}{2}\)×| \(\frac{v}{2}\) − v | = \(\frac{v}{4}\) = \(\frac{IR}{2BL}\)。所以 b 棒的末速度大小为 \(\frac{IR}{2BL}\)。

a 棒速度从 v 减速到 \(\frac{v}{2}\)，b 棒速度从 0 加速到 \(\frac{v}{4}\)，所以 a 棒在这段时间内的平均速度大于 b 棒的平均速度，a 棒的位移大于 b 棒的位移，所以 b 棒的运动距离小于 d，b 棒还在磁场中。

或：两棒 v – t 图像如图所示，从图中可得：在这段时间内，a 棒运动距离为 d，则 b 棒的运动距离小于 d，所以 b 棒还在磁场中。

且此时 a、b 两棒的速度差不为零，回路中有感应电动势和感应电流存在，两棒仍旧受到安培力作用，加速度不为零，符合上述分析情况。