1、自然科学（物理部分）一、选择题：本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是正确的，把正确选项前的字母填在答题卡上。1在光滑的水平面上有一质量为 M、倾角为 的光滑斜面，其上有一质量为 m 的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为 （ C ）A.B. cosinmMgcosinmgC.D.22分析和解：设物块对斜面的压力为 N，物块 m 相对斜面的加速度为 a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块 m 相对地面的加速度为 ax=a1cos a2，a y=a1sin，由牛顿第二定律得：对 m 有 )acos(sinN21co1对
2、 M 有 2i解得 故选 C 正确。sincog2如图所示，用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球 A 和 B，两线上端固定于 O 点，B 球固定在 O 点正下方。当 A 球静止时，两悬线夹角为.能保持夹角 不变的方法是 （ BD ）A同时使两悬线长度减半B同时使 A 球的质量和电量都减半C同时使两球的质量和电量都减半D同时使两悬线长度和两球的电量都减半分析和解：设两球距离为 d，分析 A 球的受力如图示，图中,dqkFBA2由平衡条件得 ,dqkF/sinmg,TBA22同时使两悬线长度减半,则 d 减半，不能满足上式，A 错；同时使 A 球的质量和电量都减半，上式仍然能满足，B
3、 正确；同时使两球的质量和电量都减半，不能满足上式，C 错；同时使两悬线长度和两球的电量都减半, 则 d、 q1、 q2 减半，上式仍然能满足，D 正确。3匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图 a、b、c、d 所示的固定转轴旋转，用 Ia、I b、I c、I d 表示四种情况下线框中电流的有效值，则 （ AD ）AI a=Id BI a IbBAOBAOFmgTdmMNNmga2 a1a b c dCI b Ic DI c=Id分析和解：由 Em=NBS, Em= E, I=E/R,联立求解可得 I= ,故选 A.D 正确。2R2NBS4如图，在 xOy 平面内有一列沿 x 轴传
4、播的简谐横波，频率为 2.5 Hz。在 t=0 时，P 点位于平衡位置，且速度方向向下，Q 点位于平衡位置下方的最大位移处。则在 t= 0.35 s 时，P、 Q 两质点的 （ ABD ）A位移大小相等、方向相反B速度大小相等、方向相同C速度大小相等、方向相反D加速度大小相等、方向相反分析和解：T=0.4s，在 t=0 时的波形如图示。由波的周期性，t = 0.35 s=7T/8 时的波形与 t = -T/8 时的波形相同，如图虚线示，可见选项 ABD 正确。5在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验 a中的光强大于实验 b 中的光强，实验所得光电流 I 与光
5、电管两端所加电压 U 间的关系曲线分别以 a、 b 表示，则下列 4 图中可能正确的是 （ A ）A0IU Cab0IUab0IUDb a0IUBab分析和解：由光电效应现象的规律，饱和光电流与照射光的强度成正比，选项 C、D 错；由光电效应方程 反向截止电压 U 反 决定于照射光的频率，图线与 U 轴的,Whmv21交点坐标值为反向截止电压，可见选项 B 错 A 正确。6如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过 P 点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的
6、 1/3。将磁感应强度的大小从原来的 B1 变为 B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则 B2/B1 等于（ D ）A2 B3 C D 3分析和解：设圆形区域磁场的半径为r，磁感应强度的大小为B 1时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M， （见答图甲）由题意知POM=120 ，则该带电粒子在磁场中的运动轨迹是以PM为直径的园。由几何关系得轨迹圆半径为 磁感应强度的大小为B 2,rR31yP QO xPyPQO xOMP PNO答图甲 答图乙B1 B2rr时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N， （见答图乙）由题意知PON=60，由几何关系得轨迹圆半径为R 2=r
7、， 所以,BqmvR1.R3217在光滑的水平桌面上有两个质量均为 m 的小球，由长度为 2l 的拉紧细线相连。以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为 F，方向平行于桌面。两球开始运动时，细线与恒力方向垂直。在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为 （ B ）A B C D mFl2ll2l分析和解：设两球的速度沿恒力方向的分量为 vx，在垂直于恒力方向的分量为 vy，在两球碰撞前瞬间，两球的速度的两个分量大小相等，即 vx=vy，恒力 F 的位移为 2l，由动能定理得221yyxmvvlFFly二、实验题：共 12 分。根据题目要求作答。11 （12 分）右图为一直线运动加速度测量
8、仪的原理示意图。A 为 U 型底座，其内部放置一绝缘滑块 B；B 的两侧各有一弹簧，它们分别固连在 A 的两个内侧壁上；滑块 B 还与一阻值均匀的碳膜电阻 CD 的滑动头相连（B 与 A 之间的摩擦及滑动头与碳膜间的摩擦均忽略不计） ，如图所示。电阻 CD 及其滑动头与另外的电路相连（图中未画出） 。工作时将底座 A 固定在被测物体上，使弹簧及电阻 CD 均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，物块 B 将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。已知滑块 B 的质量为 0.60 kg，两弹簧的劲度系数均为 2.0102 N/m，CD 的全长为 9.
9、0 cm，被测物体可能达到的最大加速度为 20m/s2（此时弹簧仍为弹性形变） ；另有一电动势为 9.0 V、内阻可忽略不计的直流电源，一理想指针式直流电压表及开关、导线。设计一电路，用电路中电压表的示值反映加速度的大小。要求：当加速度为零时，电压表指针在表盘中央；当物体向左以可能达到的最大加速度加速运动时，电压表示数为满量程。 （所给电压表可以满足要求）(1)完成电路原理图。 (2)完成下列填空：（不要求有效数字）所给的电压表量程为_V ；当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻的 C 端 cm 处；当物体向左做减速运动，加速度的大小为 10 m/s2 时，电压表示数为 V。答：(1)电路原理图
10、如答图 1 所示。(2)6.0 3.0 1.5分析和解：(2) 当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻的 C端l 0 cm处， （答图2）电压表指针在表盘中央，U 1=U/2当物体向左以最大加速度a m=20m/s2加速运动时，弹簧的形变量为x2（答图3）VC D答图1C DBC D左 右ABC D左 右答图2a=0l0lBC D左 右答图3aml0 x2BC D左 右答图4 a3cm30262 kmax此时电压表示数为满量程，U 2=U由比例关系 ，解得 l0=3.0 cm，U=6.0V.20xl/lE当物体向左做减速运动，加速度的大小为a 3=10 m/s2时，弹簧的形变量为x 3（答图4）
11、电压表示数为U 3， cm5102163 .kmx解得 U3=1.5V,lE30评分参考：本题 12 分。第(1)问 3 分；第(2)问共 9 分，各 3 分。三、推理、论证题：共 32 分。解答时应写出必要的文字说明和推理过程。14.（11 分）A 、 B、 C 三个物体（均可视为质点）与地球构成一个系统，三个物体分别受恒外力 FA、F B、F C 的作用。在一个与地面保持静止的参考系 S 中，观测到此系统在运动过程中动量守恒、机械能也守恒。S系是另一个相对 S 系做匀速直线运动的参考系，讨论上述系统的动量和机械能在 S系中是否也守恒。 （功的表达式可用 WF =F.S 的形式，式中 F 为
12、某个恒力，S 为在力 F 作用下的位移）解答：在 S 系中，由系统在运动过程中动量守恒可知，FA +FB +Fc=0 设在很短的时间间隔 t 内，A 、 B、 C 三个物体的位移分别为 CBAS、由机械能守恒有0 SFS并且系统没有任何能量损耗，能量只在动能和势能之间转换。由于受力与惯性参考系无关，故在 S系的观察者看来，系统在运动过程中所受外力之和仍为零，即FA +FB +Fc=0 所以，在 S 系的观察者看来动量仍守恒。 设在同一时间间隔 t 内，S系的位移为 S，在 S系观察 A、 B、 C 三个物体的位移分别为，且有CS、AABBCC在 S系的观察者看来外力做功之和为BASFSF联立式可得 S)F()()( CBACBA 由式可知0 CBASFSF即在 S系中系统的机械能也守恒。 评分参考：本题 11 分。式各 1 分，得出结论给 1 分，得出动量守恒结论给 2 分，式各 1 分，式 2 分，得出机械能守恒结论给 2 分。
