1、2018 年海南省高考物理试卷一、单项选择题:本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1 （4.00 分）一攀岩者以 1m/s 的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s 后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ）A10m B30m C50m D70m2 （4.00 分）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的 6 倍多。由此信息可知（ ）A土星的质量比火星的小B土星运行的速率比火星的小C土星运行的周期比火星的小D土星运行的角速度大小比火星的大3 （4.00 分）如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场
2、的磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上，通有电流 I 的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为 0.5I，磁感应强度大小变为 3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ）A沿斜面加速上滑 B沿斜面加速下滑C沿斜面匀速上滑 D仍静止在斜面上4 （4.00 分）已知 TH 的半衰期为 24 天。4g Th 经过 72 天还剩下（ ）A0 B0.5g C1g D1.5g5 （4.00 分）如图，用长为 l 的轻绳悬挂一质量为 M 的沙箱，沙箱静止。一质量为 m 的弹丸以速度 v 水平射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程（ ）A
3、若保持 m、v、l 不变，M 变大，则系统损失的机械能变小B若保持 M、v、l 不变，m 变大，则系统损失的机械能变小C若保持 M、m 、l 不变，v 变大，则系统损失的机械能变大D若保持 M、m、v 不变，l 变大，则系统损失的机械能变大6 （4.00 分）某大瀑布的平均水流量为 5900m3/s，水的落差为 50m。已知水的密度为 1.00103kg/m3在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为（ ）A3 106W B310 7W C310 8W D310 9W二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的全部选对的
4、得 5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得 0 分7 （5.00 分）如图，在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，有一面积为 S 的矩形单匝闭合导线 abcd，ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为 R使线框以恒定角速度 绕过 ad、bc 中点的轴旋转。下列说法正确的是（ ）A线框 abcd 中感应电动势的最大值是 BSB线框 abcd 中感应电动势的有效值是 BSC线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大D线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大8 （5.00 分）如图（ a） ，一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0 时，小物块以速度 v0 滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动的
5、vt 图象，图中 t1、v 0、v 1 已知。重力加速度大小为 g。由此可求得（ ）A木板的长度B物块与木板的质量之比C物块与木板之间的动摩擦因数D从 t=0 开始到 t1 时刻，木板获得的动能9 （5.00 分）如图， a、b、c 、d 为一边长为 L 的正方形的顶点。电荷量均为q（q0）的两个点电荷分别固定在 a、c 两点，静电力常量为 k。不计重力。下列说法正确的是（ ）Ab 点的电场强度大小为B过 b、d 点的直线位于同一等势面上C在两点电荷产生的电场中，ac 中点的电势最低D在 b 点从静止释放的电子，到达 d 点时速度为零10 （5.00 分）如图，三个电阻 R1、R 2、R 3
6、的阻值均为 R，电源的内阻 rR ，c为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，下列说法正确的是（ ）AR 2 消耗的功率变小 BR 3 消耗的功率变大C电源输出的功率变大 D电源内阻消耗的功率变大三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11 （6.00 分）学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离 s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第 1 个水滴从漏斗的下端滴落
7、至第 n 个水滴落到桶底所用的时间 t。（1）重力加速度大小可表示为 g= （用 s、n、t 表示） ；（2）如果某次实验中，s=0.90m，n=30 ，t=13.0s，则测得的重力加速度大小 g= m/s2；（保留 2 位有效数字）（3）写出一条能提高测量结果准确程度的建议： 。12 （12.00 分）某同学利用图（a）中的电路测量电流表 的内阻 RA（约为5）和直流电源的电动势 E（约为 10V） 。图中 R1 和 R2 为电阻箱，S 1 和 S2 为开关。已知电流表的量程为 100mA，直流电源的内阻为 r。（1）断开 S2，闭合 S1，调节 R1 的阻值，使满偏；保持 R1 的阻值不变
8、，闭合S2，调节 R2，当 R2 的阻值为 4.8 时的示数为 48.0mA忽略 S2 闭合后电路中总电阻的变化，经计算得 RA= Q；（保留 2 位有效数字）（2）保持 S1 闭合，断开 S2，多次改变 R1 的阻值，并记录电流表的相应示数。若某次 R1 的示数如图（b ）所示，则此次 R1 的阻值为 ；（3）利用记录的 R1 的阻值和相应的电流表示数 I，作出 I1R1 图线，如图（c）所示。用电池的电动势 E、内阻 r 和电流表内阻 RA 表示 I1 随 R1 变化的关系式为I1= 。利用图（c ）可求得 E= V （保留 2 位有效数字）四、计算题：本题共 2 小题，共 26 分。把解
9、答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13 （10.00 分）如图，圆心为 O、半径为 r 的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为 BP 是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为 q（q0）的粒子从 P 点在纸面内垂直于 OP 射出。已知粒子运动轨迹经过圆心 O，不计重力。求（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。14 （16.00 分）如图，光滑轨道 PQO 的水平段 QO= ，轨道在 O 点与水平地面平滑连接。一质量为 m 的小物块 A 从高 h 处由静止开始沿轨道下滑，在 O 点与质量
10、为 4m 的静止小物块 B 发生碰撞。A、B 与地面间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度大小为 g。假设 A、B 间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。求（1）第一次碰撞后瞬间 A 和 B 速度的大小；（2）A、B 均停止运动后，二者之间的距离。五、选修题：共 12 分。请考生从第 15、16 题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。选修 3-315 （4.00 分）如图，一定量的理想气体，由状态 a 等压变化到状态 b，再从 b等容变化到状态 c。a、c 两状态温度相等。下列说法正确的是（ ）A从状态 b 到状态 c 的过程中气体吸热B气体在状态 a 的内能等于在状态 c 的内能
11、C气体在状态 b 的温度小于在状态 a 的温度D从状态 a 到状态 b 的过程中气体对外做正功16 （8.00 分）一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室 A 和 B，活寨可无摩擦地滑动。开始时用销钉固定活塞，A 中气体体积为 2.5104m3，温度为 27，压强为 6.0104Pa；B 中气体体积为 4.0104m3，温度为17 ，压强为 2.0104Pa现将 A 中气体的温度降至17，然后拔掉销钉，并保持 A、B中气体温度不变，求稳定后 A 和 B 中气体的压强。选修 3-4(12 分)17警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是（ ）A车辆匀速驶
12、向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低D警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变18如图，由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分别为 R 和 R一横截面半径为 R 的平行光束入射到半球壳内表面，入射方向与半球壳的对称轴平行，所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率为n= 求半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径。不考虑多次反射。2018 年海南省高考物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题:本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题
13、给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1 （4.00 分）一攀岩者以 1m/s 的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s 后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ）A10m B30m C50m D70m【分析】石头下落后做自由落体运动，根据 h= gt2，不需要考虑声音传播的题意，即可求解下落的距离。【解答】解：石块下落的高度：h= gt2=45m。该过程中，攀岩者向上上升的高度：x=vt=13=3m此时他离地面的高度约为：H=h+x=45+3=48m50m。故 ABD 错误，C 正确故选：C。【点评】本题关键明确自由落体运动的运动性质，然后根据运动学
14、公式列式求解即可。2 （4.00 分）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的 6 倍多。由此信息可知（ ）A土星的质量比火星的小B土星运行的速率比火星的小C土星运行的周期比火星的小D土星运行的角速度大小比火星的大【分析】根据万有引力提供向心力得出周期、线速度、加速度的表达式，结合轨道半径的大小进行比较。【解答】解：A、万有引力提供向心力，可知土星与火星的质量都被约去，无法比较两者的质量。B、由 = ，得 v= 知轨道半径小速率大，B 正确。C、由 ，得 ，知 r 大，周期长，C 错误。D、由 ，知 r 大，角速度小，D 错误。故选：B。【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能
15、灵活运用，知道线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。3 （4.00 分）如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上，通有电流 I 的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为 0.5I，磁感应强度大小变为 3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ）A沿斜面加速上滑 B沿斜面加速下滑C沿斜面匀速上滑 D仍静止在斜面上【分析】先对磁场强度和电流大小没有改变前列出平衡方程，然后当它们改变后，再列出牛顿第二定律即可判断出物体的运动情况。【解答】解：当磁场的磁感应强度大小为 B，电流变为 I 时，金属棒处于静止状态，根据平衡条件和安培力公式可得：BIL=mgs
16、in，当磁场的磁感应强度大小为 3B，电流变为 05I 时，此时安培力大小变为：F=3B0.5IL=1.5BIL，金属棒将沿斜面向上加速，加速度大小为：故 A 正确、BCD 错误。故选：A。【点评】解答本题的关键是：要对磁场强度和电流大小改变前后分别列出方程，通过对比可直接得出金属棒的运动情况。4 （4.00 分）已知 TH 的半衰期为 24 天。4g Th 经过 72 天还剩下（ ）A0 B0.5g C1g D1.5g【分析】根据半衰期定义式 m=m0（ ） n，结合衰变次数，即可求解。【解答】解：根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变，依据 m=m0（ ） 3，代入数据解
17、得：m=4（ ） 3=0.5g，故 ACD 错误，B 正确；故选：B。【点评】考查半衰期的定义式，掌握衰变次数与剩下的质量关系。5 （4.00 分）如图，用长为 l 的轻绳悬挂一质量为 M 的沙箱，沙箱静止。一质量为 m 的弹丸以速度 v 水平射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程（ ）A若保持 m、v、l 不变，M 变大，则系统损失的机械能变小B若保持 M、v、l 不变，m 变大，则系统损失的机械能变小C若保持 M、m 、l 不变，v 变大，则系统损失的机械能变大D若保持 M、m、v 不变，l 变大，则系统损失的机械能变大【分
18、析】弹丸击中沙箱过程系统在水平方向动量守恒，应用动量守恒定律可以求出弹丸击中沙箱后的共同速度，弹丸与沙箱一起摆动过程系统机械能守恒，应用机械能守恒定律求出系统损失的机械能，然后分析答题。【解答】解：弹丸击中沙箱过程系统水平方向动量守恒，以弹丸的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv=（M +m）v，解得：v= ，弹丸与沙箱一起摆动过程系统机械能守恒，由能量守恒定律可知，整个过程系统损失的机械能：E= mv2 （M +m）v 2= ；A、若保持 m、v、l 不变，M 变大，系统损失的机械能：E= =变大，故 A 错误；B、若保持 M、v、l 不变，m 变大，则系统损失的机械能：E= =变大，
19、故 B 错误；C、若保持 M、m 、l 不变，v 变大，则系统损失的机械能：E= 变大，故 C 正确；D、若保持 M、m、v 不变，l 变大，则系统损失的机械能：E= 不变，故 D 错误；故选：C。【点评】本题考查了动量守恒定律的应用，弹丸击中沙箱过程系统动量守恒，机械能不守恒，沙箱摆动过程系统机械能守恒，整个过程损失的机械能等于弹丸击中沙箱过程损失的机械能，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律求出系统损失的机械能即可解题。6 （4.00 分）某大瀑布的平均水流量为 5900m3/s，水的落差为 50m。已知水的密度为 1.00103kg/m3在大瀑布水流下落过程中，重力做功的
20、平均功率约为（ ）A3 106W B310 7W C310 8W D310 9W【分析】根据平均功率 P= ，W=mgh，m=Qt 求解。【解答】解：设在很短时间 t 内有质量为 m 的水落下，重力做功的平均功率 P=水的质量 m=Qt代入数据解得，P=3 109W；故选：D。【点评】此题考查平均功率的定义应用，属于简单题目，注意设一下时间来表示质量。二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的全部选对的得 5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得 0 分7 （5.00 分）如图，在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，有一面
21、积为 S 的矩形单匝闭合导线 abcd，ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为 R使线框以恒定角速度 绕过 ad、bc 中点的轴旋转。下列说法正确的是（ ）A线框 abcd 中感应电动势的最大值是 BSB线框 abcd 中感应电动势的有效值是 BSC线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大D线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大【分析】线圈在磁场中转动产生感应电动势，明确中性面的特点，知道在中性面位置磁通量最大，感应电动势最小，在与中性面垂直位置，磁通量最小，感应电动势最大即可【解答】解：AB、线框 abcd 绕垂直于磁场的轴转动，产生的感应电动势的最大值是 Em=BS，故 A 正确，
22、 B 错误；CD、线框平面与磁场方向平行时，此时线圈处于与中性面垂直位置，故此时产生的感应电动势最大，流经线框的电流最大，故 C 正确，D 错误；故选：AC。【点评】本题主要考查了线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值和位置，明确中性面的特点即可判断8 （5.00 分）如图（ a） ，一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0 时，小物块以速度 v0 滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动的 vt 图象，图中 t1、v 0、v 1 已知。重力加速度大小为 g。由此可求得（ ）A木板的长度B物块与木板的质量之比C物块与木板之间的动摩擦因数D从 t=0 开始到 t1 时刻，木板获得的动能【分析】物块与木
23、板组成的系统动量守恒，根据图示图象分析清楚运动过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律、动量定理、动能定理分析答题。【解答】解：A、系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出物块相对与木板滑行的距离，木板的长度可能等于该长度、也可能大于该长度，根据题意无法求出木板的长度，故 A 错误；B、物块与木板作出的系统动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv 0=（m+M）v 1，解得： = ，v 0 与 v1 已知，可以求出物块与木板的质量之比，故 B 正确；C、对木板，由动量定理得：mgt 1=Mv1，解得：= ，由于 t1、v 0、v 1 已知，可以求出动摩擦因数，故 C
24、 正确；D、由于不知道木板的质量，无法求出从 t=0 开始到 t1 时刻，木板获得的动能，故 D 错误；故选：BC。【点评】本题考查了动量守恒定律的应用，物块与木板组成的系统动量守恒，根据图示图象分析清楚物块与木板的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、动量定理即可解题。9 （5.00 分）如图， a、b、c 、d 为一边长为 L 的正方形的顶点。电荷量均为q（q0）的两个点电荷分别固定在 a、c 两点，静电力常量为 k。不计重力。下列说法正确的是（ ）Ab 点的电场强度大小为B过 b、d 点的直线位于同一等势面上C在两点电荷产生的电场中，ac 中点的电势最低D在 b 点从静止释放的电子，到
25、达 d 点时速度为零【分析】先求解两个电荷单独存在时在 b 点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到 b 点的场强；根据等量同种点电荷的电场的特点判断 b、d 连线上各点电势的关系。根据电势关系分析运动。【解答】解：等量同种点电荷的电场线与等势面分布如图：A、ac 两电荷在 b 点的电场强度是矢量合， ，则 b 点的电场强度大小为： ，故 A 正确；B、C、由等量同种点电荷的电场分布的特点可知，过 b、d 的直线不是等势面，在 ac 中点的电势最高。故 B 错误，C 错误；D、结合等量同种点电荷的电场分布的特点可知，b 点与 d 点的电势是相等的，所以电子在 b、d 两点的电势能相等，所以从
26、b 点释放的电子，将沿 bd 的方向运动，到达 d 点的速度恰好等于 0故 D 正确；故选：AD。【点评】本题考查电场的叠加，注意电场强度时矢量，合成遵循平行四边形定则；电势是标量，合成遵循代数法则。10 （5.00 分）如图，三个电阻 R1、R 2、R 3 的阻值均为 R，电源的内阻 rR ，c为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，下列说法正确的是（ ）AR 2 消耗的功率变小 BR 3 消耗的功率变大C电源输出的功率变大 D电源内阻消耗的功率变大【分析】滑动变阻器分为左右两部分分别与 R2 和 R3 串联，R 2 与 R3 并联后与 R1串联，c 为滑
27、动变阻器的中点，滑动触头在此点时，总电阻最大，然后根据欧姆定律分析电流变化，根据 P=UI 分析功率变化。电源输出的功率 P 在 r=R 外 时最大，电源的内阻 r R 外 ，R 外 减小时，电源输出功率增大。【解答】解：ABD 、c 为滑动变阻器的中点，滑动触头在此点时，总电阻最大，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，总电阻减小，总电流增大， R1 和电源内阻分的电压增大，电源内阻消耗的功率变大，并联电路电压减小，R 3 所在之路电阻增大，电压减小，故电流减小，R 3 消耗的功率减小，而 R2 的电流增大，故 R2 功率增大，故 AB 错误， D 正确；C、电源输出的功率 P 在 r
28、=R 外 时最大，电源的内阻 rR 外 ，R 外 减小时，电源输出功率增大，故 C 正确；故选：CD。【点评】本题考查了串、联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，难点是滑动变阻器滑片 P 从中间 左端总电阻变化情况的判断。三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11 （6.00 分）学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离 s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第 1 个水滴从漏斗的下端滴落至第 n 个水
29、滴落到桶底所用的时间 t。（1）重力加速度大小可表示为 g= （用 s、n、t 表示） ；（2）如果某次实验中，s=0.90m，n=30 ，t=13.0s，则测得的重力加速度大小 g= 9.6 m/s 2；（保留 2 位有效数字）（3）写出一条能提高测量结果准确程度的建议： “适当增大 n”或“ 多次测量取平均值”。 。【分析】 （1）依据自由落体运动的位移与时间关系 h= ，即可求解重力加速度；（2）将已知数据，代入上式，即可求解；（3）根据所测物理量，即可确定提高测量结果的准确度。【解答】解：（1）根据自由落体运动的位移与时间关系 h= ，则有：g= ，而 T= ，解得： g= ；（2）将
30、 s=0.90m，n=30，t=13.0s，代入数据，解得：g=9.6m/s 2；（3）根据公式 g= ，要能提高测量结果准确程度，可适当增大 n，或多次测量 s 取平均值；故答案为：（1） ； （2）9.6； （3） “适当增大 n”或“多次测量取平均值”。【点评】考查自由落体运动的规律，掌握减小测量误差的方法，注意保留两位有效数字。12 （12.00 分）某同学利用图（a）中的电路测量电流表 的内阻 RA（约为5）和直流电源的电动势 E（约为 10V） 。图中 R1 和 R2 为电阻箱，S 1 和 S2 为开关。已知电流表的量程为 100mA，直流电源的内阻为 r。（1）断开 S2，闭合
31、S1，调节 R1 的阻值，使满偏；保持 R1 的阻值不变，闭合S2，调节 R2，当 R2 的阻值为 4.8 时的示数为 48.0mA忽略 S2 闭合后电路中总电阻的变化，经计算得 RA= 5.2 Q；（保留 2 位有效数字）（2）保持 S1 闭合，断开 S2，多次改变 R1 的阻值，并记录电流表的相应示数。若某次 R1 的示数如图（b ）所示，则此次 R1 的阻值为 148.2 ；（3）利用记录的 R1 的阻值和相应的电流表示数 I，作出 I1R1 图线，如图（c）所示。用电池的电动势 E、内阻 r 和电流表内阻 RA 表示 I1 随 R1 变化的关系式为I1= R1+ 。利用图（c）可求得
32、E= 9.3 V （保留 2 位有效数字）【分析】 （1）根据题意应用并联电路特点与欧姆定律求出电流表内阻。（2）电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数。（3）根据电路图应用闭合电路欧姆定律求出表达式，然后根据图示图象求出电源电动势。【解答】解：（1）由题意可知，干电路电流不变为：I g=100mA，流过电阻箱的电流：I 2=IgIA=100mA48mA=52mA，电流表内阻：R A= = = =5.2；（2）由图（b）所示可知，电阻箱阻值为：1100+410+81+20.1=148.2；（3）断开 S2、闭合 S1，由图示电路图可知，电源电动势：E=I（r+R 1+RA） ，则：=
33、 R1+ ，R1 图象的斜率：k= = ，解得：E9.3V；故答案为：（1）5.2；（2）148.2 ； （3） R1+ ；9.3。【点评】电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数，要掌握常用器材的使用及读数方法；根据题意分析清楚电路结构、应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式是解题的关键。四、计算题：本题共 2 小题，共 26 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13 （10.00 分）如图，圆心为 O、半径为 r 的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为 BP 是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为 q（
34、q0）的粒子从 P 点在纸面内垂直于 OP 射出。已知粒子运动轨迹经过圆心 O，不计重力。求（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。【分析】 （1）画出粒子的运动轨迹，根据几何关系求出轨迹半径；（2）粒子第一次在圆形区域内做匀速直线运动，由 求出时间；【解答】解：（1）根据题意，画出粒子在磁场中运动的轨迹，如图所示设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 R，由几何关系有：解得：（2）由 得粒子第一次在圆形区域内运动的时间 =答：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径为 ；（2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间为【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动，知道洛伦兹
35、力提供粒子匀速圆周运动的向心力，关键是画轨迹，确定圆心和半径，再结合几何关系即可求解。14 （16.00 分）如图，光滑轨道 PQO 的水平段 QO= ，轨道在 O 点与水平地面平滑连接。一质量为 m 的小物块 A 从高 h 处由静止开始沿轨道下滑，在 O 点与质量为 4m 的静止小物块 B 发生碰撞。A、B 与地面间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度大小为 g。假设 A、B 间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。求（1）第一次碰撞后瞬间 A 和 B 速度的大小；（2）A、B 均停止运动后，二者之间的距离。【分析】 （1）A 下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律求出 A 到达水平面时的速度，
36、两物块碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与 机械能守恒定律可以求出碰撞后两物块的速度大小。（2）对两物块应用动能定理可以求出 A、B 在磁场水平面上的位移，然后求出两者静止时两者间的距离。【解答】解：（1）A 下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh= mv02，A、B 发生完全弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv 0=mvA+4mvB，由机械能守恒定律得： mv02= mvA2+ 4mvB2，解得：v A= ，v B= ；（2）物块 B 在粗糙水平面上做匀减速直线运动，最终速度为零，由动能定理得：对 B：4mgx=0 4mvB2
37、，x= ，设当物块 A 的位移为 x 时速度为 v，对 A，由动能定理得：mgx= mv2 mvA2，解得：v= ，A、B 发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv=mv A+4mvB，由机械能守恒定律得： mv2= mvA2+ 4mvB2，解得：v A= ，v B= ，碰撞后 A 向左做减速运动，B 向右做减速运动，由动能定理得：对 A：mgx A=0 mvA2，对 B：4mgx B=0 4mvB2，解得：x A= h，x B= h，A、B 均停止运动后它们之间的距离：d=x A+xB= h；答：（1）第一次碰撞后瞬间 A 和 B 速度的大小分别
38、为 、 ；（2）A、B 均停止运动后，二者之间的距离为 h。【点评】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的前提，应用机械能守恒定律、动量守恒定律与动能定理可以解题。五、选修题：共 12 分。请考生从第 15、16 题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。选修 3-315 （4.00 分）如图，一定量的理想气体，由状态 a 等压变化到状态 b，再从 b等容变化到状态 c。a、c 两状态温度相等。下列说法正确的是（ ）A从状态 b 到状态 c 的过程中气体吸热B气体在状态 a 的内能等于在状态 c 的内能C气体在状态 b 的温度小于在状态 a 的温度D从状态 a 到
39、状态 b 的过程中气体对外做正功【分析】对于一定质量理想气体，压强与温度和体积有关，关于 P、V、T 三者间的关系由实验定律加以分析，并满足理想气体状态方程，再结合热力学第一定律进行分析。【解答】解：A、气体从 A 到 B 发生等容变化，压强减小，温度降低，内能减小，气体对外界不做功，根据热力学第一定律知，气体放热，故 A 错误；B、理想气体的内能只与温度有关，a、c 两状态温度相等，内能相等，所以气体在状态 a 的内能等于气体在状态 c 的内能，故 B 正确；C、气体从状态 a 到状态 b 发生等压变化，根据盖吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以气体在状态 b 的温度大于在状态 a 的温度
40、，故 C 错误；D、气体从状态 a 到状态 b，体积变大，气体对外界做正功，故 D 正确；故选：BD。【点评】本题考查气体实验定律和热力学第一定律的应用，注意热力学第一定律中的物理量正负号的含义，知道理想气体的内能只与温度有关。16 （8.00 分）一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室 A 和 B，活寨可无摩擦地滑动。开始时用销钉固定活塞，A 中气体体积为 2.5104m3，温度为 27，压强为 6.0104Pa；B 中气体体积为 4.0104m3，温度为17 ，压强为 2.0104Pa现将 A 中气体的温度降至17，然后拔掉销钉，并保持 A、B中气体温度不变，求稳定后 A 和 B 中
41、气体的压强。【分析】A 中气体与 B 中气体相连，气压相等，由于活塞平衡，故其压强均相等。对两部分的气体写出理想气体的状态方程，然后联立即可。【解答】解：对 A 中气体，初态：P A=6.0104Pa、V A=2.5104m3、T A=273K+27K=300K。末态：P A=？V A=？T A=273K17K=256K由理想气体状态方程得： 对 B 中气体，初态：P B=2104Pa、V B=4.0104m3末态：P B=？ VB=？由于温度相同，根据玻意耳定律得：PBVB=PBVB又 VA+VB=VA+VBPA=PB联立得：p=3.2x10 4Pa答：稳定后 A 和 B 中气体的压强为 3
42、.2x104Pa。【点评】本题虽然有两部分的气体，但是变化比较简单，解答的关键是找出已知状态产量，然后根据理想气体状态方程列方程求解。选修 3-4(12 分)17警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是（ ）A车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低D警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变【分析】当观察者与波源间发生相对运动时，观察都接收到的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。根据车辆与警车间距离的变化情况分析。【解答】解：
43、AC、车辆匀速驶向停在路边的警车，两者间距变小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故 A 正确，C 错误。BD、车辆匀速驶离停在路边的警车，两者间距变大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故 B 正确，D 错误。故选：AB。【点评】多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的，要根据两者间距的变化分析观察者接受到的频率如何变化。18如图，由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分别为 R 和 R一横截面半径为 R 的平行光束入射到半球壳内表面，入射方向与半球壳的对称轴平行，所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率为n= 求半球壳外表面上有光线射出区域的圆
44、形边界的半径。不考虑多次反射。【分析】光从半球壳内表面边沿上的 A 点入射，入射角为 90，折射角为 ，等于全反射临界角，根据全反射临界角公式求出 画出光路图，根据几何关系求出半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径。【解答】解：设光从半球壳内表面边沿上的 A 点入射，入射角为 90（全反射临界角也为 ） ，然后在半球壳外表面内侧的 B 点发生折射，入射角为 ，如图所示。由全反射临界角的定义得 1=nsin 由正弦定理得= OD 为对称思，设BOD=，由几何关系可知= （）设 B 点到 OD 的距离为 r，即为所求的半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径，由几何关系有r= Rsin 由及题给数据解得 r= R答：半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径为 R。【点评】解决本题的关键是理解全反射临界角的含义，掌握临界角公式，并能画出光路图，结合几何知识帮助解答。
