本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 120 分。考生务必将 答案涂写答题纸或答题卡的规定位置上，答在试卷上的无效。
第Ⅰ卷（本卷共 8 道题，共 48 分）
一、单选题：（每小题 6 分，共 30 分。每小题中只有一个选项是正确的）
1．以下说法正确的是 （ ）
A．核裂变与核聚变都伴有质量亏损，亏损的质量转化成能量 B．β 射线和光电效应中逸出的电子都是原子核衰变产生的
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动 没有关系
D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
2．如图 a 所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的 Q′、P′、O、P、Q 质点，相 邻两质点间距离为 1 m．t＝0 时刻 O 质点从平衡位置开 始沿 y 轴正方向振动，并产生分别 向左、向右传播的波，O 质点振动图像如图 b 所示，当 O 点第一次达到正方向最大位移的 时刻，P 点刚开始振动，则( )
y/cm y 5 vy O 1 2 3 4 x t/s Q’ P’ O P Q －5
图 a 图 b
A．P′、P 两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反
B．当 Q′点振动第一次达到负向最大位移时，P 质点通过路程的路程是 20 cm C．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿 x 轴移动的速度大小相等且保持不变 D．若 O 质点振动加快，波的传播速度变大
3．将一质量为 m 的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为 mg0；将 该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为 mg.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半 径为 R，已知引力常量为 G，则由以上信息可得出( )
gR2
A．地球的质量为 G
3 g0 B．地球同步卫星的离地高度为 R g0－g
R C．地球自转的周期为 2π g0－g
D．地球的第一宇宙速度大小为 gR
4．一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，其电势 能 Ep 随位移 x 变化的关系如图所示，其中 0～x2 段是关于直线 x＝
x1 对 称的曲线，x2～x3 段是直线，则下列说法正确的是( )
1
A．x1 处电场强度最小，但不为零
B．粒子在 0～x2 段做匀变速运动，x2～x3 段做匀速直线运动
C．在 0、x1、x2、x3 处电势 φ0、φ1、φ2、φ3 的关系为 φ3＞φ2＝φ0＞φ1 D．x2～x3 段的电场强度大小和方向均不变
5．我国航天事业持续飞速发展，2019 年 1 月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的撞击坑 内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起 飞，发动机加速电压 U，喷出二价氧离子，离子束电流为 I，那么下列结论正确的是(元电 荷 e，氧离子质量 m0，飞船质量 M)( )
A．喷出的每个氧离子的动量 p＝2eU
m0U B．飞船所受到的推力为 F＝I e C．飞船的加速度为 a＝ I MU
m0
D．推力做功的功率为 2MeU
e
二、多项选择题 （每小题 6 分，共 18 分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项 正确。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分）
6．如图所示，两束互相平行的单色光 a、b 从空气中斜射到平行玻璃 砖上，单色光 a 从下表面 A 点射出，b 从下表面 B 点射出，由图可知
（ ）
A．在玻璃中，单色光 a 的传播速度较大 B．若增加入射光的入射角，则 a 光在玻璃砖的下表面先发生全反射 C．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距小
D．若 a、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则 a 光的遏止电压高
7．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原、副线圈匝数比为 a，降压变压 器的原、副线圈匝数比为 b，输电线的电阻为 R，升压变压器和降压变压器均为理想变压 器，发电机输出的电压恒为 U，若由于用户的负载变化，使电压表 V2 的示数增大了 ΔU， 则下列判断正确的是（ ）
A．电压表 V1 的示数不变
ΔU
B．电流表 A2 的示数减小了 R
bΔU
C．电流表 A1 的示数减小了 R
bΔU 2
D．输电线损失的功率减小了( R ) R
8．如图甲所示，倾角 θ＝30°的光滑斜面固定在水平 面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板 上。一质量为 m 的小球，从离弹簧上端一定距离的位置由 静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的 v -t 图
2
象如图乙所示，其中 OA 段为直线段，AB 段是与 OA 相切于 A 点的平滑曲线，BC 是平滑曲 线，不考虑空气阻力，重力加速度为 g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是( )
1
A．小球在 tB 时刻所受弹簧的弹力等于2mg
1
B．小球在 tC 时刻的加速度大于2g
C．小球从 tC 时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点
D．小球从 tA 时刻到 tC 时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
第Ⅱ卷（本卷共 72 分）
9．（1）如图所示，小球甲从 A 点水平抛出，小球乙从 B 点自由释 放，两小球同时经过 C 点时速度的大小相等，方向间夹角为 60°，已知两 小球质量相等，BC 高 h，重力加速度为 g，不计空气阻力，则乙球释放时 间要比甲球抛出时间提前 ， A 、 B 两点 的水平距离 为 ，A、B 两点的竖直高度差为 。
（2）某实验小组用如图所示的装置探究功和速度变化的关系：将小钢球从固定轨道倾 斜部分不同位置由静止释放，经轨道末端水平飞出，落到铺着白纸和复写纸的水平地面 上，在白纸上留下点迹．为了使问题简化，小钢球在轨道倾斜部分下滑的距离分别为 L、 2L、3L、4L…，这样在轨道倾斜部分合外力对小钢球做的功就可以分别记为 W0、2W0、
3W0、4W0…．
①为了减小实验误差必须进行多次测量，在 L、2L、3L、4L…处的每个释放点都要让 小钢球重复释放多次，在白纸上留下多个点迹，那么，确定同一位置释放的小钢球在白纸 上的平均落点位置的方法是 ；
②为了写出探究动能定理的关系式 W= ，还需测量 。 A．小钢球释放位置离斜面底端的距离 L 的具体数值 B．小钢球的质量 m C．小钢球离开轨道后的下落高度 h D．小钢球离开轨道后的水平位移 x
③该实验小组利用实验数据得到了如图所示的图象，则图象的横坐标为 （用 实验中测量的物理量符号表示）。
3
（3）某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势 E 和内阻 r，又能同时测量 未知电阻 Rx 的阻值。器材如下： A．电
池组（四节干电池） B．待测电阻 Rx（约 10Ω） C．电压表 V1（量程 3V、内阻很大）
D．电压表 V2（量程 6V、内阻很大）
E．电阻箱 R（最大阻值 99. 9Ω） F．开关一只，导线若干 实验步骤如下：
①将实验器材连接成如图(a)所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表 V1 接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。
②根据记录的电压表 V1 的读数 U1 和电压表 V2 的读数 U2，以
U 2
为纵坐标，以对应的
U1
电阻箱的阻值 R 为横坐标，得到的实验结果如图(b)所示。由图可求得待测电阻 Rx=_ Ω（保留两位有效数字）。
③图(c)分别是以两电压表的读数为纵坐标，以两电压表读数之差与电阻箱阻值的比值
U 2 U1 R
为横坐标得到结果。两图线的交点的横坐标为 A，纵坐标为 V。（结果均
保留两位有效数字）
4
10．如图所示的轨道由位于竖直平面的圆弧轨道和水平轨道两部分相连而成．水平轨 道的右侧有一质量为 2m 的滑块 C 与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙 M 上，弹簧处于原长时，滑块 C 在 P 点处；在水平轨道上方 O 处，用长为 L 的细线悬挂一 质量为 m 的小球 B，B 球恰好与水平轨道相切于 D 点，并可绕 D 点在竖直平面内摆动．质 量为 m 的滑块 A 由圆弧轨道上静止释放，进入水平轨道与小球 B 发生弹性碰撞．P 点左方
1
的轨道光滑、右方粗糙，滑块 A、C 与 PM 段的动摩擦因数均为 μ= ，其余各处的摩擦不
3
计，A、B、C 均可视为质点，重力加速度为 g．
(1)若 B 球能与滑块 A 再次发生弹性碰撞且使滑块 A 向右运动，则 A 至少要从距水平轨道 多高的地方开始释放?
(2)在(1)中算出的最小高度处由静止释放 A， 经一段时间 A 与 C 相碰，设碰撞时间极短， 碰后一起 压 缩弹簧， 弹 簧最大压 缩 量为 1
L，求弹簧的最大弹性势能． 3
5
11．如图所示，磁感应强度为 B 的条形匀强磁场区域的宽度都是 d1，相邻磁场区域的 间距均为 d2，x 轴的正上方有一电场强度为 E、方向与 x 轴和磁场均垂直的匀强电场区 域．现将质量为 m、带电荷量为+q 的粒子(重力忽略不计)从 x 轴正上方高 h 处自由释放．
（1）求粒子在磁场区域做圆周运动的轨迹半径 r．
（2）若粒子只经过第 1 个和第 2 个磁场区域回到 x 轴，则粒子在磁场中的运动时间为 多少？
（3）若粒子以初速度 v0 从高 h 处沿 x 轴正方向水平射出后，最远到达第 k 个磁场区 域并回到 x 轴，则 d1、d2 如应该满足什么条件?
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12．如图所示，两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间 距为 L=0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成 α=37°角。导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域 abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分在距离斜面底端足够远处有两个匀强磁 场区域，磁场方向竖直且相反，所有磁场的磁感应强度大小均为 B=1T，每个磁场区沿导 轨的长度均为 L=0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直。现有一质量为 m=0.5kg，电阻 为 r=0.2Ω，边长也为 L 的正方形金属线框 PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，金属线框在 MN 边刚滑进磁场 abcd 时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水 平部分。取重力加速度 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）金属线框刚释放时 MN 边与 ab 的距离 s；
（2）可调节 cd 边界到水平导轨的高度，使得线框刚进入水平磁场区时速度大小为 8m/s，求线框在穿越水平磁场区域过程中的加速度的最大值 a；
（3）若导轨的水平部分有多个连续的长度均为 L 磁场，且相邻磁场方向相反，求在(2) 的条件下，线框在两导轨上运动过程中线框内产生的焦耳热 Q。
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