13．以下关于热运动的说法正确的是（    ）

（A）水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

（B）水凝结成冰后，水分子的热运动停止

（C）水的温度越高，水分子的热运动越剧烈

（D）水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大

【答案】

C

 

14．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是（     ）

（A）红光            （B）黄光            （C）绿光            （D）紫光

【答案】

D

 

15．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（    ）

（A）t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

（B）t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

（C）t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

（D）t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

【答案】

A

 

16．如图所示，理想变压器的原线圈接在 u＝220\(\sqrt 2 \)sinπt(V) 的交流电源上，副线圈接有 R = 55 Ω 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（    ）

（A）原线圈的输入功率为 220\(\sqrt 2 \)W

（B）电流表的读数为 1 A

（C）电压表的读数为 110\(\sqrt 2 \)V

（D）副线圈输出交流电的周期为 50 s

【答案】

B

【解析】

电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为 220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为 110 V，C 错误；

流过电阻 R 的电流为 2 A，可知负载消耗的功率为 220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为 220 W，A 错误；

由 P = UI 可知，电流表的读数为 1 A，B 正确；

由交变电压瞬时值表达式可知，ω = 100π rad/s，周期 T = 0.02 s，D 错误。

 

17．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（     ）

（A）地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）

（B）人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期

（C）月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离

（D）地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离

【答案】

D

 

18．2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10^-9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10^-34 J·s，真空光速c=3×10⁸ m/s）（     ）

（A）10^-21 J          （B）10^-18 J          （C）10^-15 J          （D）10^-12 J

【答案】

B

 

19．图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L₁ 和 L₂ 为电感线圈。实验时，断开开关 S₁ 瞬间，灯 A₁ 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S₂，灯 A₂ 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A₃ 立即变亮，最终 A₂ 与 A₃ 的亮度相同。下列说法正确的是（     ）

（A）图 1 中，A₁ 与 L₁ 的电阻值相同

（B）图 1 中，闭合 S₁，电路稳定后，A₁ 中电流大于 L₁ 中电流

（C）图 2 中，变阻器 R 与 L₂ 的电阻值相同

（D）图2中，闭合 S₂ 瞬间，L₂ 中电流与变阻器 R 中电流相等

【答案】

C

【解析】

断开开关 S₁ 瞬间，灯 A₁ 突然闪亮，由于线圈 L₁ 的自感，通过 L₁ 的电流逐渐减小，且通过 A₁，即自感电流会大于原来通过 A₁ 的电流，说明闭合 S₁，电路稳定时，通过 A₁ 的电流小于通过 L₁ 的电流，L₁ 的电阻小于 A₁ 的电阻，AB错误；

闭合 S₂，电路稳定时，A₂ 与 A₃ 的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L₂的电阻值相同，C 正确；

闭合开关 S₂，A₂ 逐渐变亮，而 A₃ 立即变亮，说明 L₂ 中电流与变阻器 R 中电流不相等，D 错误。

 

20．物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。

如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ₁和λ₂的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ₁和λ₂的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是（     ）

（A）天线发出的两种无线电波必须一样强

（B）导航利用了λ₁与λ₂两种无线电波之间的干涉

（C）两种无线电波在空间的强弱分布稳定

（D）两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合

【答案】

C

 

21．如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。

A．直流电源                      B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。

A．把长木板右端垫高        B．改变小车的质量

在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A．计时器不打点               B．计时器打点

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x₁、x₂、x₃……，如图2所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。

（4）以v²为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v²–W图象。由此图象可得v²随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v²这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v²-W关系的是________。

【答案】

（1）B

（2）A，B

（3）mgx₂，\(\frac{{{x_3} - {x_1}}}{{2T}}\)

（4）v²=kW，k=(4.5~5.0) kg^-1，质量

（5）A

 

22．如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10^-6 C，匀强电场的场强E=3.0×10³ N/C，取重力加速度g=10 m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：

（1）小球所受电场力F的大小。

（2）小球的质量m。

（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。

【答案】

（1）3.0×10^-3 N

（2）4.0×10^-4 kg

（3）2.0 m/s

 

23．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子（⁴₂He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。

（1）放射性原子核用^A_ZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。

（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。

（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。

【答案】

（1）^A_ZX→^A-4_Z-2Y＋⁴₂He

（2）\(\frac{{2\pi m}}{{qB}}\)，\(\frac{{{q^2}B}}{{2\pi m}}\)

（3）\(\frac{{(M + m){{(qBR)}^2}}}{{2mM{c^2}}}\)

 

24．发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。

在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。

图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。

（1）求在Δt时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。

（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

a．请在图3（图1的导体棒ab）、图4（图2的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。

b．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。

【答案】

发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。

在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。

图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。

（1）求在Δt时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。

（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

a．请在图3（图1的导体棒ab）、图4（图2的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。

b．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。

【解析】

无