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上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 十三 解析版
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这是一份上海市2022年普通高中学业水平等级性考试物理模拟测试题 十三 解析版，共10页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综台题。
3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A. 伽利略发现了单摆的周期公式
B. 法拉第发现了电流的磁效应
C. 库仑通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律
D. 牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论
下列说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
C. 当分子间距离增大时，分子势能一定增大
D. 物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化
下列说法中正确的是( )
A. β衰变说明原子核里有电子
B. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个
C. 放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短
D.23892U→90234Th+24He是核裂变反应方程
一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A. 增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B. 增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C. 缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D. 缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
图1
如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A. 互相吸引，电流大的环其加速度也大
B. 互相排斥，电流小的环其加速度较大
C. 互相吸引，两环加速度大小相同
D. 互相排斥，两环加速度大小相同
火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘和期待，为更进一步探索火星，美国宇航局于2011年发射了火星探测器，该探测器经过长途跋涉成功被火星捕获．已知探测器在距火星表面h1高处的圆轨道上运行的周期为T1，变轨后在距火星表面h2高处的圆轨道上运行的周期为T2，已知引力常量为G，根据以上信息下列物理量中不能求出的是（ ）
A. 火星的公转周期
B. 火星的平均密度
C. 火星表面的重力加速度
D. 火星的第一宇宙速度
图2
如图，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，则（ ）
A.B与水平面间的摩擦力减小
B. 地面对B的弹力减小
C. 悬于墙上的绳所受拉力不变
D. A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等根据共点力平衡条
图3
空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则（ ）
A. P、Q两点处的电荷等量同种
B. a点和b点的电场强度相同
C. c点的电势低于d点的电势
D.负电荷从a到c，电势能减少
图4
直线MN是某点电荷电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，则（ ）
A. 电场线MN的方向一定是由N指向M
B. 带电粒子由a运动到b过程中动能逐渐减小
C. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
图5
如图，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。记电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。闭合电键，在R4的滑片向a端移动过程中（ ）
A. I变小，U变小B. I变小，U变大
C. I变大，U变小 D. I变大，U变大
图6
汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为0.5s，汽车运动的v-t图如图所示，则汽车的加速度大小为（ ）
A. 20m/s2 B. 6m/s2
C. 5m/s2 D. 4m/s2
图7
如图为某简谐运动图象，若t=0时质点正经过O点向b运动，则（ ）
A. 质点在0.7s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动
B. 质点在1.5s时的位移最大，方向向左，在1.75s时，位移为1cm
C. 质点从1.6s到1.8s时间内，质点的位移正在增大，方向向右
D. 质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，方向向左
二、填空题(本大题共5小题，共20分)
在距地10m的高处以5m/s的速度竖直上抛一个物体，则它到地面的最大高度为 ______ m，出手后经 ______ s物体落地。（g取10m/s2）
图8
如图所示电路中，电源电动势E=2V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω．若在C、D间连一个理想电流表，其读数是 ______ A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是 ______ V。
图9
如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=（t1+0.2）s时刻的波形图．若波速为35m/s，则质点M在t1时刻的振动方向为 ______ ；若在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m，则波速为 ______ m/s。
图10
如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为lA=40cm。现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强p0=76cmHg，则稳定后A端上方气柱的压强为 ______ cmHg，气柱的长度为 ______ cm，在这个过程中，管内气体 ______ 热量（选填“吸收”或“放出”）。
图11
某匀强电场中的等势面如图所示，相邻等势面间的距离为4mm，则该电场的场强E= ______ V/m；一个带电荷量为1.0×10-8 C的负点电荷沿半径为4mm的圆弧由圆上A点移到圆上B点，AB是直径，与等势面夹角为60°，则移动过程中静电力做功 ______ J。
综合题（本大题共5小题，共40分）
回答下列问题：图12
（1）图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是力传感器连接的计算机屏幕所显示的Ft图象，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为 ______ s，摆长为 ______ m （取π2=10）．
（2）单摆振动的回复力是（）
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
（3）（多选）某同学的操作步骤如下，其中正确的是（）
A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上
B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+EQ \f(d,2)
C．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度
图13
足够长光滑斜面BC的倾角α=53°，水平面与斜面之间的B点处由一小段弧形连接，一质量m=2kg的小物块静止于A点，其与水平面间的动摩擦因数为0.5。现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用，如图（a）所示，小物块在AB段运动的速度时间图象如图（b）所示，到达B点迅速撤去恒力F。（sin53°=0.8，cs53°=0.6）。求：
（1）小物块所受到的恒力F；
（2）小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；
（3）小物块能否返回到A点？若能，计算小物块通过A点时的速度；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离．
图14
如图所示，竖直平面内有间距l=40cm、足够长的平行直导轨，导轨上端连接一开关S。长度恰好等于导轨间距的导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，导体棒ab的电阻R=0.40Ω，质量m=0.20kg。导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直的水平匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.50T，方向垂直纸面向里。（空气阻力忽略不计，g取10m/s2）。
（1）当t0=0时ab棒由静止释放，t=1.5s时，闭合开关S。求：
①闭合开关S瞬间ab棒速度v的大小；
②当ab棒向下的加速度a=5.0m/s2时，其速度v′的大小；
（2）若ab棒由静止释放，经一段时间后闭合开关S，ab棒恰能沿导轨匀速下滑，求ab棒匀速下滑时电路中的电功率P。
参考答案
C
解析：
伽利略发现了单摆的等时性，惠更斯得出了单摆的周期公式；故A错误；奥斯特发现了电生磁，法拉第发现了电磁感应现象；故B错误；库仑首先通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律；故C正确；伽利略通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论，故D错误。
故选：C
D
解析:
布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，反映了周围液体分子的无规则运动，故A错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；分子力做功等于分子势能的减小量，当在r＞r0范围内，分子间距离增大时，分子势能减小，故C错误； D、物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化，如0°C的并融化为0°C的水要吸热，内能增加，故D正确。
故选：D
B
解析：
原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变，故A错误．某原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，再经过两次β衰变后，质量数不变，电荷数要增加2，所以整个过程质量数减小4，电荷数不变，所以核内中子数减少4个．故B正确．半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关，放射性物质的温度升高，其半衰期将不变．故C错误．23892U→90234Th+24He是α衰变，故D错误。
故选：B
A
解析:
波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v=λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率，故A选项正确。
故选：A
C
解析：
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近．由牛顿第二、三定律，则加速度大小相同，故C正确，A、B、D错误。
故选：C
A
解析:
由于火星是绕太阳公转的，在不知轨道半径和其他行星周期等参考量的情况下，不能求出其公转周期．故A不能求出；若设火星的半径为R，由探测器绕其运动规律：，能求出火星半径R，由：，能求出火星的质量，然后由即可求出火星的平均密度，故B可求出；火星表面的重力等于万有引力，由g=能求出火星表面的重力加速度，故C可求出；由万有引力提供向心力得：得：v=能求出火星的第一宇宙度，故D可求出。
故选：A
图1
D
解析:
对物体A受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体A的重力，当把物体B移至C点后，绳子BO与水平方向的夹角变小，但细线的拉力不变；
再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力，如图
根据共点力平衡条件，有
Tcsθ=f
N+Tsinθ=mg
由于角θ变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，支持力N变大，故A、B错误；
对滑轮受力分析，受物体A的拉力（等于其重力），OB绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳子的拉力F也变小，故C错误；
对滑轮受力分析，受物体A的拉力（等于重力），OB绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故α=β，又由于三力平衡，故OB绳子的拉力T也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故α=β=θ，故D正确。
故选：D
D
解析：
根据电场的图象可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；
等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右），a点和b点的电场强度大小相等，而方向不同．故B错误；C点离P点（正电荷）的距离更近，所以C点的电势较高．故C错误；该电场中，一般选取无穷远处电势为0，那么正电荷的区域电势为正，负电荷的区域电势为负．负电荷从a到c，从负电荷的区域到了正电荷的区域，电势升高，电场力做正功，电势能减小．故D正确。
故选：D
C
解析:
由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力方向一定是由M指向N．故A错误；
粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误；
粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故C正确；
由a到b的运动轨迹为曲线，是曲线运动，无法比较a、b点的合力大小，故也就无法比较a、b点的加速度大小，故D错误。
故选：C
A
解析：
当滑动变阻器R4的滑动头向图a端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流变大，电源的内电压与R3的分压增加，则电压表的示数变小、同时R2的电压变小，则并联部分电压变小，通过R2的电流减小，则电流表A的读数I变小。
故选：A
C
解析：
设匀减速直线运动花费的时间为t，根据v-t图象的面积代表物体通过的位移可知：15=10×0.5+t，解得匀减速运动的时间为：t=2s，所以匀减速的加速度为：a==m/s2=5m/s2，加速度大小为5m/s2．
故选：C
D
解析：
由题：t=0时，质点正经过O点向b运动，说明位移向右为正方向．
由图知，质点在0.7s时的位移是正值，说明位移方向向右，位移正在减小，则知质点正靠近平衡位置，故A错误。
由图看出，质点在1.5s时的位移最大，且为负值，说明位移方向向左。在1.75 s时，由于质点做的不是匀速运动，所以位移不是1 cm，故B错误。
质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在减小，位移为负值，说明位移方向向左，故C错误。
质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，位移为负值，说明位移向左，故D正确。
故选：D
11.25；2
解析:
根据h=得，则离出发点的最大高度h=．则离地面的最大高度H=10+1.25m=11.25m．
上升到减速为零所需的时间．
下降做自由落体运动，根据得，
则总时间t=t1+t2=2s。
故答案为：11.25，2
；1
解析:
若在C、D间连一个理想电流表，则电路结构为R2、R3并联后与R1串联，接到电源上，根据闭合电路欧姆定律得：
总电流I=
所以并联部分的电压为：U=R并I=
所以通过电流表的电流为I1=
若在C、D间连一个理想电压表，则电路结构为R1、R2串联接到电源上，电压表测量的是R2的电压
则R2=
故答案为：；1
向下；25
解析：
由图读出波长λ=4m．由v=得，T==
由t2=（t1+0.2）s知，经历的△t=0.2s，由=1，根据波形的平移法可知，波向左传播，则质点M在t1时刻的振动方向向下．
由图知，振幅A=20cm=0.2m．在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m=5A，即经过了T，则有T=0.2s，解得 T=0.16s
故波速为v==
故答案为：向下，25
80；38；放出
解析:
左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，
故两液面的高度差为：h=4cm
A端上方气柱的压强为：P=(76+4)cmHg=80cmHg
插入水银槽后右管内气体做等温变化，由玻意耳定律得：P0LAS=pLS，
代入数据解得：L=38cm；
气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，
气体温度不变，内能不变：△U=0，
由热力学第一定律：△U=W+Q，可知：
Q=△UW=W＜0，气体要放出热量；
故答案为：80；38；放出
500；2×10-8
解析：
由图知，相邻间的电势差为2v，据E===500V/m
由U=Ed得：UAB=2rEcs30°①
电场力做功：W=Uq②
联立①②代入数据解之得：W=2×10-8J
故答案为：500；2×10-8．
0.5和1.3；0.64；B；BC
解析:
（1）摆球摆到最低点拉力最小，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.5s和1.3s；
单摆摆动的周期为T=2×(1.3-0.5)s=1.6s；
根据公式T=2π，有：L===0.64m；
（2）摆动过程中，球受重力和细线的拉力，重力沿着切线方向的分力提供回复力，而拉力和重力沿着细线的分力的合力提供向心力，故ACD错误，B正确；
（3）A、取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上，这样会导致摆长不固定，故A错误；
B、摆长为悬挂点与球心的间距，故用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+，故B正确；
C、单摆的小角度摆动是简谐运动，故在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，故C正确；
D、让小球在水平面内做圆周运动，这个周期不是简谐运动的周期，故D错误；
故选：BC
故答案为：（1）0.5和1.3，0.64；（2）B；（3）BC．
解析:
（1）由图（b）可知，AB段加速度
根据牛顿第二定律，有Fcsα-μ（mg-Fsinα）=ma
得
（2）在BC段mgsinα=ma2
解得
小物块从B到C所用时间与从C到B所用时间相等，有
（3）小物块从B向A运动过程中，有μmg=ma3
解得
滑行的位移
所以小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4m．
答：（1）小物块所受到的恒力F为11N；
（2）小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间为0.5s；
（3）小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4m．
解析:
（1）①导体棒做自由落体运动，根据运动学公式有金属棒的速度v=gt=15m/s。
②设导体棒以加速度a=5.0m/s2向下运动时其所受安培力为FA，速度为v′，根据牛顿第二定律有：
mg-FA=ma，
解得：FA=1.0N
根据安培力的计算公式可得：FA=BIl=
解得：v′=10m/s
（2）导体棒沿轨道匀速下滑时通过导体棒的电流为Im，则根据平衡条件可得：mg=BIml
解得：Im=10A
此时电路中的电功率为：P=Im2R=40W
所以ab棒匀速下滑时电路中的电功率为：P=40W。
答：（1）①闭合开关S瞬间ab棒速度v的大小为15m/s；
②当ab棒向下的加速度a=5.0m/s2时，其速度v′的大小为10m/s；
（2）若ab棒由静止释放，经一段时间后闭合开关S，ab棒恰能沿导轨匀速下滑，ab棒匀速下滑时电路中的电功率为40W。
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综台题。
3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A. 伽利略发现了单摆的周期公式
B. 法拉第发现了电流的磁效应
C. 库仑通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律
D. 牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论
下列说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
C. 当分子间距离增大时，分子势能一定增大
D. 物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化
下列说法中正确的是( )
A. β衰变说明原子核里有电子
B. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个
C. 放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短
D.23892U→90234Th+24He是核裂变反应方程
一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A. 增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B. 增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C. 缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D. 缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
图1
如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A. 互相吸引，电流大的环其加速度也大
B. 互相排斥，电流小的环其加速度较大
C. 互相吸引，两环加速度大小相同
D. 互相排斥，两环加速度大小相同
火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘和期待，为更进一步探索火星，美国宇航局于2011年发射了火星探测器，该探测器经过长途跋涉成功被火星捕获．已知探测器在距火星表面h1高处的圆轨道上运行的周期为T1，变轨后在距火星表面h2高处的圆轨道上运行的周期为T2，已知引力常量为G，根据以上信息下列物理量中不能求出的是（ ）
A. 火星的公转周期
B. 火星的平均密度
C. 火星表面的重力加速度
D. 火星的第一宇宙速度
图2
如图，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，则（ ）
A.B与水平面间的摩擦力减小
B. 地面对B的弹力减小
C. 悬于墙上的绳所受拉力不变
D. A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等根据共点力平衡条
图3
空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则（ ）
A. P、Q两点处的电荷等量同种
B. a点和b点的电场强度相同
C. c点的电势低于d点的电势
D.负电荷从a到c，电势能减少
图4
直线MN是某点电荷电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，则（ ）
A. 电场线MN的方向一定是由N指向M
B. 带电粒子由a运动到b过程中动能逐渐减小
C. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
图5
如图，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。记电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。闭合电键，在R4的滑片向a端移动过程中（ ）
A. I变小，U变小B. I变小，U变大
C. I变大，U变小 D. I变大，U变大
图6
汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为0.5s，汽车运动的v-t图如图所示，则汽车的加速度大小为（ ）
A. 20m/s2 B. 6m/s2
C. 5m/s2 D. 4m/s2
图7
如图为某简谐运动图象，若t=0时质点正经过O点向b运动，则（ ）
A. 质点在0.7s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动
B. 质点在1.5s时的位移最大，方向向左，在1.75s时，位移为1cm
C. 质点从1.6s到1.8s时间内，质点的位移正在增大，方向向右
D. 质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，方向向左
二、填空题(本大题共5小题，共20分)
在距地10m的高处以5m/s的速度竖直上抛一个物体，则它到地面的最大高度为 ______ m，出手后经 ______ s物体落地。（g取10m/s2）
图8
如图所示电路中，电源电动势E=2V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω．若在C、D间连一个理想电流表，其读数是 ______ A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是 ______ V。
图9
如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=（t1+0.2）s时刻的波形图．若波速为35m/s，则质点M在t1时刻的振动方向为 ______ ；若在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m，则波速为 ______ m/s。
图10
如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为lA=40cm。现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强p0=76cmHg，则稳定后A端上方气柱的压强为 ______ cmHg，气柱的长度为 ______ cm，在这个过程中，管内气体 ______ 热量（选填“吸收”或“放出”）。
图11
某匀强电场中的等势面如图所示，相邻等势面间的距离为4mm，则该电场的场强E= ______ V/m；一个带电荷量为1.0×10-8 C的负点电荷沿半径为4mm的圆弧由圆上A点移到圆上B点，AB是直径，与等势面夹角为60°，则移动过程中静电力做功 ______ J。
综合题（本大题共5小题，共40分）
回答下列问题：图12
（1）图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是力传感器连接的计算机屏幕所显示的Ft图象，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为 ______ s，摆长为 ______ m （取π2=10）．
（2）单摆振动的回复力是（）
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
（3）（多选）某同学的操作步骤如下，其中正确的是（）
A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上
B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+EQ \f(d,2)
C．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度
图13
足够长光滑斜面BC的倾角α=53°，水平面与斜面之间的B点处由一小段弧形连接，一质量m=2kg的小物块静止于A点，其与水平面间的动摩擦因数为0.5。现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用，如图（a）所示，小物块在AB段运动的速度时间图象如图（b）所示，到达B点迅速撤去恒力F。（sin53°=0.8，cs53°=0.6）。求：
（1）小物块所受到的恒力F；
（2）小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；
（3）小物块能否返回到A点？若能，计算小物块通过A点时的速度；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离．
图14
如图所示，竖直平面内有间距l=40cm、足够长的平行直导轨，导轨上端连接一开关S。长度恰好等于导轨间距的导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，导体棒ab的电阻R=0.40Ω，质量m=0.20kg。导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直的水平匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.50T，方向垂直纸面向里。（空气阻力忽略不计，g取10m/s2）。
（1）当t0=0时ab棒由静止释放，t=1.5s时，闭合开关S。求：
①闭合开关S瞬间ab棒速度v的大小；
②当ab棒向下的加速度a=5.0m/s2时，其速度v′的大小；
（2）若ab棒由静止释放，经一段时间后闭合开关S，ab棒恰能沿导轨匀速下滑，求ab棒匀速下滑时电路中的电功率P。
参考答案
C
解析：
伽利略发现了单摆的等时性，惠更斯得出了单摆的周期公式；故A错误；奥斯特发现了电生磁，法拉第发现了电磁感应现象；故B错误；库仑首先通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律；故C正确；伽利略通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论，故D错误。
故选：C
D
解析:
布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，反映了周围液体分子的无规则运动，故A错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；分子力做功等于分子势能的减小量，当在r＞r0范围内，分子间距离增大时，分子势能减小，故C错误； D、物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化，如0°C的并融化为0°C的水要吸热，内能增加，故D正确。
故选：D
B
解析：
原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变，故A错误．某原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，再经过两次β衰变后，质量数不变，电荷数要增加2，所以整个过程质量数减小4，电荷数不变，所以核内中子数减少4个．故B正确．半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关，放射性物质的温度升高，其半衰期将不变．故C错误．23892U→90234Th+24He是α衰变，故D错误。
故选：B
A
解析:
波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v=λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率，故A选项正确。
故选：A
C
解析：
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近．由牛顿第二、三定律，则加速度大小相同，故C正确，A、B、D错误。
故选：C
A
解析:
由于火星是绕太阳公转的，在不知轨道半径和其他行星周期等参考量的情况下，不能求出其公转周期．故A不能求出；若设火星的半径为R，由探测器绕其运动规律：，能求出火星半径R，由：，能求出火星的质量，然后由即可求出火星的平均密度，故B可求出；火星表面的重力等于万有引力，由g=能求出火星表面的重力加速度，故C可求出；由万有引力提供向心力得：得：v=能求出火星的第一宇宙度，故D可求出。
故选：A
图1
D
解析:
对物体A受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体A的重力，当把物体B移至C点后，绳子BO与水平方向的夹角变小，但细线的拉力不变；
再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力，如图
根据共点力平衡条件，有
Tcsθ=f
N+Tsinθ=mg
由于角θ变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，支持力N变大，故A、B错误；
对滑轮受力分析，受物体A的拉力（等于其重力），OB绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳子的拉力F也变小，故C错误；
对滑轮受力分析，受物体A的拉力（等于重力），OB绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故α=β，又由于三力平衡，故OB绳子的拉力T也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故α=β=θ，故D正确。
故选：D
D
解析：
根据电场的图象可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；
等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右），a点和b点的电场强度大小相等，而方向不同．故B错误；C点离P点（正电荷）的距离更近，所以C点的电势较高．故C错误；该电场中，一般选取无穷远处电势为0，那么正电荷的区域电势为正，负电荷的区域电势为负．负电荷从a到c，从负电荷的区域到了正电荷的区域，电势升高，电场力做正功，电势能减小．故D正确。
故选：D
C
解析:
由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力方向一定是由M指向N．故A错误；
粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误；
粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故C正确；
由a到b的运动轨迹为曲线，是曲线运动，无法比较a、b点的合力大小，故也就无法比较a、b点的加速度大小，故D错误。
故选：C
A
解析：
当滑动变阻器R4的滑动头向图a端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流变大，电源的内电压与R3的分压增加，则电压表的示数变小、同时R2的电压变小，则并联部分电压变小，通过R2的电流减小，则电流表A的读数I变小。
故选：A
C
解析：
设匀减速直线运动花费的时间为t，根据v-t图象的面积代表物体通过的位移可知：15=10×0.5+t，解得匀减速运动的时间为：t=2s，所以匀减速的加速度为：a==m/s2=5m/s2，加速度大小为5m/s2．
故选：C
D
解析：
由题：t=0时，质点正经过O点向b运动，说明位移向右为正方向．
由图知，质点在0.7s时的位移是正值，说明位移方向向右，位移正在减小，则知质点正靠近平衡位置，故A错误。
由图看出，质点在1.5s时的位移最大，且为负值，说明位移方向向左。在1.75 s时，由于质点做的不是匀速运动，所以位移不是1 cm，故B错误。
质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在减小，位移为负值，说明位移方向向左，故C错误。
质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，位移为负值，说明位移向左，故D正确。
故选：D
11.25；2
解析:
根据h=得，则离出发点的最大高度h=．则离地面的最大高度H=10+1.25m=11.25m．
上升到减速为零所需的时间．
下降做自由落体运动，根据得，
则总时间t=t1+t2=2s。
故答案为：11.25，2
；1
解析:
若在C、D间连一个理想电流表，则电路结构为R2、R3并联后与R1串联，接到电源上，根据闭合电路欧姆定律得：
总电流I=
所以并联部分的电压为：U=R并I=
所以通过电流表的电流为I1=
若在C、D间连一个理想电压表，则电路结构为R1、R2串联接到电源上，电压表测量的是R2的电压
则R2=
故答案为：；1
向下；25
解析：
由图读出波长λ=4m．由v=得，T==
由t2=（t1+0.2）s知，经历的△t=0.2s，由=1，根据波形的平移法可知，波向左传播，则质点M在t1时刻的振动方向向下．
由图知，振幅A=20cm=0.2m．在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m=5A，即经过了T，则有T=0.2s，解得 T=0.16s
故波速为v==
故答案为：向下，25
80；38；放出
解析:
左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，
故两液面的高度差为：h=4cm
A端上方气柱的压强为：P=(76+4)cmHg=80cmHg
插入水银槽后右管内气体做等温变化，由玻意耳定律得：P0LAS=pLS，
代入数据解得：L=38cm；
气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，
气体温度不变，内能不变：△U=0，
由热力学第一定律：△U=W+Q，可知：
Q=△UW=W＜0，气体要放出热量；
故答案为：80；38；放出
500；2×10-8
解析：
由图知，相邻间的电势差为2v，据E===500V/m
由U=Ed得：UAB=2rEcs30°①
电场力做功：W=Uq②
联立①②代入数据解之得：W=2×10-8J
故答案为：500；2×10-8．
0.5和1.3；0.64；B；BC
解析:
（1）摆球摆到最低点拉力最小，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.5s和1.3s；
单摆摆动的周期为T=2×(1.3-0.5)s=1.6s；
根据公式T=2π，有：L===0.64m；
（2）摆动过程中，球受重力和细线的拉力，重力沿着切线方向的分力提供回复力，而拉力和重力沿着细线的分力的合力提供向心力，故ACD错误，B正确；
（3）A、取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上，这样会导致摆长不固定，故A错误；
B、摆长为悬挂点与球心的间距，故用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+，故B正确；
C、单摆的小角度摆动是简谐运动，故在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，故C正确；
D、让小球在水平面内做圆周运动，这个周期不是简谐运动的周期，故D错误；
故选：BC
故答案为：（1）0.5和1.3，0.64；（2）B；（3）BC．
解析:
（1）由图（b）可知，AB段加速度
根据牛顿第二定律，有Fcsα-μ（mg-Fsinα）=ma
得
（2）在BC段mgsinα=ma2
解得
小物块从B到C所用时间与从C到B所用时间相等，有
（3）小物块从B向A运动过程中，有μmg=ma3
解得
滑行的位移
所以小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4m．
答：（1）小物块所受到的恒力F为11N；
（2）小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间为0.5s；
（3）小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4m．
解析:
（1）①导体棒做自由落体运动，根据运动学公式有金属棒的速度v=gt=15m/s。
②设导体棒以加速度a=5.0m/s2向下运动时其所受安培力为FA，速度为v′，根据牛顿第二定律有：
mg-FA=ma，
解得：FA=1.0N
根据安培力的计算公式可得：FA=BIl=
解得：v′=10m/s
（2）导体棒沿轨道匀速下滑时通过导体棒的电流为Im，则根据平衡条件可得：mg=BIml
解得：Im=10A
此时电路中的电功率为：P=Im2R=40W
所以ab棒匀速下滑时电路中的电功率为：P=40W。
答：（1）①闭合开关S瞬间ab棒速度v的大小为15m/s；
②当ab棒向下的加速度a=5.0m/s2时，其速度v′的大小为10m/s；
（2）若ab棒由静止释放，经一段时间后闭合开关S，ab棒恰能沿导轨匀速下滑，ab棒匀速下滑时电路中的电功率为40W。
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