1．关于光电效应的下述说法中，正确的是（      ）

（A）光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大

（B）只要入射光的强度足够大或照射的时间足够长，就一定能产生光电效应

（C）任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能产生光电效应

（D）在光电效应中，光电流的强度与入射光强度无关

【答案】

C

 

2．两个平面镜互成直角，入射光线 AB 经过两次反射后的反射光线为 CD。今以两平面镜的交线为轴，将镜转动 10°，两平面镜仍保持直角，在入射光 AB 保持不变的情况下，经过两次反射后，反射光线为 C′D′，则 C′D′ 与 CD（      ）

（A）不相交，同向平行             （B）不相交，反向平行

（C）相交成 20° 角                       （D）相交成 40° 角

【答案】

A

 

3．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨 A 和 B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨 A、B 上套有两段可以自由滑动的导体 CD 和 EF，如图所示。若用力使导体 EF 向右运动，则导体 CD 将（      ）

（A）保持不动                     （B）向右运动

（C）向左运动                     （D）先向右运动，后向左运动

【答案】

B

 

4．如图为一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴 OO′ 按顺时针方向旋转。引出线的两端各与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷 A、B 滑动接触，电刷间接有电阻 R，如图所示。在线圈转动过程中，通过 R 的电流（      ）

（A）大小和方向都不断变化

（B）大小和方向都不变

（C）大小不断变化，方向从 A→R→B

 （D）大小不断变化，方向从 B→R→A

【答案】

C

 

5．设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星的（     ）

（A）速度越大                             （B）角速度越大

（C）向心加速度越大                 （D）周期越长

【答案】

D

 

6．设在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为车、人总重量的 0.02 倍，则骑车人的功率最接近于（      ）

（A）10⁻¹ 千瓦        （B）10⁻³ 千瓦        （C）1 千瓦        （D）10 千瓦

【答案】

A

 

7．关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是（        ）

（A）物体的温度改变时，其内能必定改变

（B）物体对外作功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能不一定改变

（C）对物体作功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变

（D）若物体与外界不发生热交换，则物体的内能一定不改变

【答案】

B

 

8．右图是一端封闭，一端开口，截面均匀的U形玻璃管 AB，管内灌有水银。两水银面高度相等，闭管 A 内封有一定质量的气体，气体压强为 72 厘米汞柱。今将管 B 的开口端接到一抽气机，抽尽管 B 内水银面上的空气，结果两水银面产生 18 厘米的高度差，问管 A 内原来气体柱的长度是（         ）

（A）18 厘米    （B）12 厘米    （C）3 厘米    （D）6 厘米

【答案】

C

 

9．可以被电场加速或偏转的射线是（      ）

（A）阴极射线             （B）伦琴射线             （C）α 射线          （D）γ 射线

【答案】

AC

 

10．右图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的 α 射线轰击铍时会产生粒子流 A，用粒子流 A 轰击石蜡时，会打出粒子流 B，经研究知道（         ）

（A）A 为中子，B 为质子

（B）A 为质子，B 为中子

（C）A 为 γ 射线，B 为中子

（D）A 为中子，B 为 γ 射线

【答案】

A

 

11．在电场中，任意取一条电场线，电场线上的 a、b 两点相距为 d，则（         ）

（A）a 点场强一定大于 b 点场强

（B）a 点电势一定高于 b 点电势

（C）a、b 两点间电势差一定等于 Ed（E 为 a 点的场强）

（D）a、b 两点间电势差等于单位正电荷由 a 点沿任意路径移到 b 点的过程中电场力做的功

【答案】

BD

 

12．质量为 m 的小球 A，沿光滑水平面以 v₀ 的速度与质量为 2m 的静止小球B发生正碰。碰撞后，A 球的动能变为原来的 1/9，那么小球 B 的速度可能是（        ）

（A）$\frac{1}{3}$v₀              （B）$\frac{2}{3}$v₀              （C）$\frac{4}{9}$v₀              （D）$\frac{5}{9}$v₀

【答案】

AB

 

13．两重迭在一起的滑块，置于固定的、倾角为 θ 的斜面上，如图所示，滑块 A、B 的质量分别为 M、m，A 与斜面间的滑动摩擦系数为 μ₁，B 与 A 之间的滑动摩擦系数为 μ₂。已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块 B 受到的摩擦力（         ）

（A）等于零

（B）方向沿斜面向上

（C）大小等于 μ₁mgcosθ

（D）大小等于 μ₂mgcosθ

【答案】

BC

 

14．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这过程可以用 p–V 图上的直线 ABC 来表示。如图所示，在A、B、C三个状态上，气体的温度 T_A______T_C、T_B______T_A。（填“大于”、“等于”、“小于”）

【答案】

等于，大于

 

15．如图所示，一束光线由某种媒质射入空气，当入射光线与界面的夹角为 60° 时，折射光线恰与反射光线垂直，该媒质的临界角等于__________。（用反三角函数表示）

【答案】

sin⁻¹$\frac{\sqrt{3}}{3}$

 

16．甲乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上下振动的情况。

1．甲开始观察时，振子正好在平衡位置并向下运动。试画出甲观察到的弹簧振子的振动图象。已知经过 1 s 后，振子第一次回到平衡位置。振子振幅为 5 cm（设平衡位置上方为正方向，时间轴上每格代表 0.5 s）。

2．乙在甲观察 3.5 s 后，开始观察并记时，试画出乙观察到的弹簧振子的振动图象。

【答案】

如图

 

17．有位同学用以下方法测定一架收录机的功率：合上收录机的电键，把音量控制在适当范围，再把家中所有的其他用电器断开，然后观察自己家中使用的电度表（小火表）的转盘速度，发现转盘转过两圈所需时间为 150 秒。该电度表上标明每千瓦时（1 度电）转 1200 圈。由此可以计算出收录机的功率为__________瓦。

【答案】

40

 

18．²³²₉₂U（原子量为 232.0372）衰变为 ²³⁸₉₀Th（原子量为 228.0287）时，释放出 α 粒子（⁴₂He 的原子量为 4.0026），则在衰变过程中释放出的能量为______焦。（1u = 1.66×10⁻²⁷千克）

【答案】

8.8×10⁻¹³

 

19．两个底面积都是 S 的圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为 h₁ 和 h₂，如图所示。已知水的密度为 ρ。现把连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度相等，则这过程中重力做的功等于________。

【答案】

$\frac{1}{4}$ρgS（h₁ − h₂）²

 

20．MN 为水平放置的两块平行金属板，板间距离为 d，两板间电势差为 U。当带电量为 q，质量为 m 的正离子流以速度 v₀ 沿水平方向从两板左端的中央 O 点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动。偏向 M 板（重力忽略不计）。今在两板间加一匀强磁场，使从中央 O 点处射入的正离子流在两板间作直线运动。则磁场的方向是_______________，磁感应强度 B = _________。如果把上述磁场的区域扩大到金属板右侧的空间，则从平板间射出的正离子将在这磁场中作圆周运动，完成半个圆周所需的时间为_________。

【答案】

垂直纸面指向纸外；$\frac{U}{v_{0}d}$；$\frac{\pi m}{qB}$

 

21．在做“测定电池的电动势和内电阻”的实验时，有位同学按下图电路进行连接，他共用 6 根导线，即 aa′、bb′、cc′、dd′、b′e 及 df，由于混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关K后，发现两个电表的指针都不偏转。他用万用表电压档测量 ab′ 间电压时，读数约为 1.5 伏（已知电池电动势约为 1.5 伏）。为了确定哪一根导线的内部是断开的，可以再用万用表的电压档测量______两点间的电压，如果约为 1.5 伏，则一定是_______导线断开；如果是______伏，则一定是________导线断开。

另一同学按上图把线路连接正确后，通过改变滑动变阻器接触点的位置，测出了几组 U、I 的数据，（见图）是根据 1、2、3、4、5、6组的数据在 U–I 图上画出的点子和相应的 U–I 图线。根据这一图线，可求出电池的电动势 ε ＝_____伏，内电阻 r ＝________欧。如果他不利用这一图线，而是只利用任意两组U、I数据，那么当他选择______、______两组数据时，求出的 ε、r 值误差最大。

【答案】

（1）aa′，aa′，0，bb′ 或 bb′，bb′，0，aa′

（2）1.43，0.98，4、5。

 

22．在做“碰撞中的动量守恒”实验中，入射小球的质量应__________被碰小球的质量（填“大于”、“等于”或“小于”）。可以用小球飞出的水平距离代表小球碰撞前后的速度是因为__________。

【答案】

大于。

小球都在同一高度作平抛运动，落地的时间相同，速度与水平距离成正比。

 

23．做“用单摆测定重力加速度”的实验，下述说法中正确的是（     ）

（A）如果有两个大小相同的铁球和木球（都有小孔）可供选择，则选用铁球作为摆球较好

（B）单摆的偏角不要超过 5°

（C）为了便于改变摆线的长度，可将摆线的一头绕在铁架上端的圆杆上以代替铁夹

（D）测量摆长时，应该用力拉紧摆线

【答案】

AB

 

24．如图所示电路：已知电源电动势 E ＝ 6.3 伏，内电阻 r ＝ 0.5 欧，固定电阻 R₁ ＝ 2 欧、R₂＝3 欧。R₃ 是阻值为 5 欧的滑动变阻器。按下电键 K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。

【答案】

2.1 A 到 3 A 之间

【解析】

设变阻器的触点把电阻 R₃ 分成 R₀ 和 R₃ − R₀ 两部分，等效电路如图所示，电路的外电阻

R = $\frac{1}{\frac{1}{R_2+R_0}+\frac{1}{R_1+R_3-R_0}}$ = $\frac{(5-R_0+2)(3+R_0)}{10}$ = $\frac{25-{(R_0-2)}^2}{10}$                 ①

当 R₀ – 2 = 0          即 R₀ = 2 Ω                                                                             ②

外电阻最大，其大小为

R_最大 = $\frac{(5-2+2)(3+2)}{10}$ Ω = 2.5 Ω                            ③

当外电阻最大时，通过电池的电流最小

I_最小 = $\frac{E}{R_{12}+r}$ = $\frac{6.3}{2.5+0.5}$ A = 2.1 A                         ④

由①式，当    R₀ = R₂ = 5 Ω                                          ⑤

时，外电阻最小，其大小为

R_最小 = $\frac{(5-5+2)(3+5)}{10}$ Ω = 1.6 Ω                            ⑥

当外电阻最小时，通过电池的电流最大

I_最大 = $\frac{E}{R_{12}+r}$ = $\frac{6.3}{1.6+0.5}$ A = 3 A                            ⑦

电流的变化范围在 2.1 A 到 3 A 之间。

 

25．一具有固定转轴的矩形导线框 abcd，处在直线电流的磁场中，转轴与直导线平行，相距 4r₀，线框的 ab 和 cd 两边与转轴平行，长度都为 5r₀，bc 和 da 两边与转轴垂直，长度都为 6r₀，转轴通过这两条边的中点，如图所示。直导线中的电流向上。当导线框垂直于由直线电流与转轴构成的平面时，ab 边和 cd 边所在处的磁感应强度的大小都是已知值 B₀。

（1）若导线框以恒定的角速度 ω 绕固定轴转动，求当导线框转到上述位置时，线框中的感应电动势。

（2）若导线框转到上述位置时，框内电流强度为 I，方向为 abcda，求导线框处在这位置时，磁场对 ab 边和 cd 边的作用力以及这两个力对转轴的力矩。

【答案】

（1）E ＝ 24B₀r₀²ω

（2）F ＝ 5Ir₀B₀

M ＝ 24B₀r₀²I

【解析】

（1）导线框绕固定轴转动时，ab、cd 两边都作切割磁感线运动。设导线框绕转轴按逆时针方向旋转，当导线框转到给定的位置时，ab 边和 cd 边速度的大小相等，这速度为

v = 3r₀ω                                   ①

速度的方向、ab 和 cd 边所在处磁场的方向如图所示。由于 ab 边与所在处的磁场方向垂直，速度方向与磁感线的夹角为 φ，故 ab 边中的感应电动势为

E = B₀·ab·vsinφ                          ②

而 sinφ = cosθ = $\frac{4r_0}{\sqrt{{(4r_0)}^2+{(3r_0)}^2}}$ = 0.8              ③

已知，ab = 5r₀，由①②式，得

E_ab = B₀×5r₀×3r₀ω×0.8 = 12B₀r₀²ω                        ④

cd 边中的感生电动势与ab边中的感生电动势的大小相同，而且又是串联在一起的，所以这一瞬间导线框中的感生电动势是

E = 2E_ab = 24B₀r₀²ω               ⑤

（2）当导线框位于给定位置时，导线 ab 所在处的磁感应强度的大小为 B₀，磁场的方向与通电导线 ab 垂直，如图所示。所以磁场对导线 ab 的作用力的大小为

f_ab = B₀I·ab = 5Ir₀B₀                       ⑥

磁场对 cd 边的作用力的大小等于

f_cd = 5Ir₀B₀                       ⑦

f_ab 对转轴的力矩

M_ab = f_abL₂ = f_ab·Oʹb·cosθ = 5Ir₀B₀×3r₀×0.8 = 12B₀r₀²I                 ⑧

f_cd 对转轴的力矩 M_cd 的大小等于 M_ab，两个力矩都有使导线框作顺时针转动的趋势，故合力矩

M = M_ab + M_cd = 24B₀r₀²I               ⑨

 

26．在光滑水平面上，有一质量 m₁ ＝ 20 千克的小车，通过一根几乎不可伸长的轻绳与另一个质量为 m₂ ＝ 25 千克的拖车相连接。一质量 m₃ ＝ 15 千克的物体放在拖车的平板上。物体与平板间的滑动摩擦系数为 μ ＝ 0.20。开始时，拖车静止，绳未拉紧（如图所示），小车以 v₀ ＝ 3 米/秒的速度向前运动。求：

（1）当 m₁、m₂、m₃ 以同一速度前进时，速度的大小；

（2）物体在拖车平板上移动的距离。（g 取 10 米/秒²）

【答案】

（1）v = 1 m/s

（2）Δs = 0.33 m

【解析】

（1）在从绳开始拉紧到 m₁，m₂ 和 m₃ 以同一速度运动的这一过程中，m₁、m₂ 和 m₃ 这三个物体不受外力作用，它们的总动量保持不变。由动量守恒定律

m₁v₀ = （m₁ + m₂ + m₃）v                                    ①

式中 v₀ 为 m₁ 的初速度，v 为三者一起运动的速度。由①式得

v = $\frac{m_1{v}_0}{m_1+m_2+m_3}$ = $\frac{20\times 3}{20+25+15}$ m/s = 1 m/s            ②

（2）在绳拉紧的极短时间内，m₁ 和 m₂ 的相互作用可看作一种碰撞过程，在这过程中，m₃ 作用于 m₂ 的摩擦力可忽略不计。由动量守恒定律

m₁v₀ = （m₁ + m₂）v₂                                            ③

v₂ = $\frac{m_1{v}_0}{m_1+m_2}$ = $\frac{20\times 3}{20+25}$ m/s = $\frac{4}{3}$ m/s                          ④

当 m₁ 和 m₂ 以速度 v₂ 运动时，要受到 m₃ 的摩擦力的作用。因克服摩擦力作功，m₁ 和 m₂ 的速度由 v₂ 减少到 v。由动能定理

fs₂ = $\frac{1}{2}$（m₁ + m₂）v₂² − $\frac{1}{2}$（m₁ + m₂）v²                ⑤

式中 s₂ 是 m₁ 和 m₂ 一起向前移动的距离，而摩擦力 f 为

f = μm₃g                                           ⑥

由⑤、⑥以及④式。可得

s₂ = $\frac{(m_1+m_2)(v_2^2-v^2)}{2\mu m_{3}g}$ = $\frac{(20+25)(\frac{16}{9}-1)}{2\times 0.2\times 15\times 10}$ m = $\frac{7}{12}$ m                                ⑦

作用于 m₃ 的摩擦力对 m₃ 作功，使其速度增加至 v。由动能定理

fs₃ = $\frac{1}{2}$m₃v²                            ⑧

由⑥、⑧以及②式，可得

s₃ = $\frac{v^2}{2\mu g}$ = $\frac{1}{2\times 0.2\times 10}$ m = 0.25 m                        ⑨

Δs = s₂ − s₃ = 0.33 m                               ⑩