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2014 年海南省高考物理试卷
一、单选题：本大题共6 小题，每小题3 分，共18 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．（3 分）如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁（N 极朝上，S
极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应
电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（ ）
A．总是顺时针B．总是逆时针
C．先顺时针后逆时针
D．先逆时针后顺时针
2．（3 分）理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈
串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端．已知三个灯泡均正常发
光．该变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A．1：2 B．2：1 C．2：3 D．3：2
3．（3 分）将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中受到一大小不变的
空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的
运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则
（ ）
A．t1＞t0 t2＜t1 B．t1＜t0 t2＞t1 C．t1＞t0 t2＞t1 D．t1＜t0 t2＜t1
4．（3 分）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放
置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒
子P 静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动，重力
加速度为g。粒子运动加速度为（ ）
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A．
g B．
gC．
gD．
g
5．（3 分）如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O 点，右端跨过位于O′点
的固定光滑轴悬挂一质量为M 的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳
滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L．则钩码的质量为
（ ）
A．
MB．
MC．
M D．
M
6．（3 分）设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均
匀分布的球体，半径为R．同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持
力之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题：本大题共4 小题，每小题5 分，共20 分，在每小题给出的四个选
项中，有多个选项符合题目要求．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 分）下列说法中，符合物理学史实的是（ ）
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体
或静止
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B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因
C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场
D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转
8．（5 分）如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，
a、b、c 是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为
、l 和3l．关于
这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（ ）
A．a 处的磁感应强度大小比c 处的大
B．b、c 两处的磁感应强度大小相等
C．a、c 两处的磁感应强度方向相同
D．b 处的磁感应强度为零
9．（5 分）如图（a），直线MN 表示某电场中一条电场线，a、b 是线上的两点，将一
带负电荷的粒子从a 点处由静止释放，粒子从a 运动到b 过程中的v
t
﹣图线如图
（b）所示，设a、b 两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b 两
点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有（ ）
A．φa＞φb B．Ea＞Eb
C．Ea＜Eb
D．Wa＞Wb
10．（5 分）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻
质定滑轮两侧，a 在水平桌面的上方，b 在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b 使
a、b 静止，撤去此压力后，a 开始运动，在a 下降的过程中，b 始终未离开桌面．在
此过程中（ ）
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A．a 的动能小于b 的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的代数和为零
三、实验题：本大题共2 小题，第11 小题5 分，第12 小题10 分，共15 分．
11．（5 分）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆
柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆
柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示．
（1）由上图读得圆柱体的直径为 mm，长度为 cm．
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度
分别用D、L 表示，则用测得的D、L、I、U 表示的电阻率的关系式为ρ= ．
12．（10 分）用伏安法测量一电池的内阻．已知该待测电池的电动势E 约为9V，内
阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：
电压表V1（量程5V）；
电压表V2（量程10V）；
电流表A1（量程50mA）；
电压表A2（量程100mA）；
滑动变阻器R（最大电阻300Ω）；
定值电阻R1（阻值为200Ω，额定功率为
W）；
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定值电阻R2（阻值为220Ω，额定功率为1W）；
开关S；导线若干．
测量数据如坐标纸上U
I
﹣图线所示．
（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号．
（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是 ．
（3）由U
I
﹣图线求得待测电池的内阻为 Ω．
（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是 ．
四、解答题．本大题共2 小题，第13 题9 分，14 题14 分，共23 分．要求写出必要
的文字说明、方程式和演算步骤．
13．（9 分）短跑运动员完成100m 赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直
线运动两个阶段．一次比赛中，某运动用11.00s 跑完全程．已知运动员在加速阶
段的第2s 内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离．
14．（14 分）如图，在x 轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸
面向外；在x 轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy 平面平行，且与x 轴成45°夹
角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y 轴上P 点沿y 轴正方向
射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一
段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．
（1）求粒子从P 点出发至第一次到达x 轴时所需的时间；
（2）若要使粒子能够回到P 点，求电场强度的最大值．
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五、模块3-3
15．（4 分）下列说法正确的是 （ ）
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
16．（8 分）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活
塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强
为P
0
Ⅰ，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体
积之比为3：1，如图（b）所示．设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大
小为g，求活塞的质量．
六、模块3-4
17．一列简谐横波沿x 轴传播，a、b 为x 轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=xb
（xb＞0）．a 点的振动规律如图所示，已知波速为v=10m/s，在t=0.1s 时，b 点的位
移为0.05m，则下列判断可能正确的是 （ ）
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A．波沿x 轴正向传播，xb=0.5m B．波沿x 轴正向传播，xb=1.5m
C．波沿x 轴负向传播，xb=2.5m D．波沿x 轴负向传播，xb=3.5m
18．（8 分）如图，矩形ABCD 为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一
细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所
在平面的交点到AB 的距离分别l1和l2，在截面所在平面内，改变激光束在AB 面
上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB 的距离为l3时，
光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H．
七、模块3-5 试题
19．（4 分）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发
生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是（ ）
A．遏止电压B．饱和光电流
C．光电子的最大初动能D．逸出功
20．（8 分）一静止原子核发生α 衰变，生成一α 粒子及一新核，α 粒子垂直进入磁
感应强度大小为B 的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R 的圆。已知α 粒子的质量
为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。求衰变前原子
核的质量。
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2014 年海南省高考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题：本大题共6 小题，每小题3 分，共18 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．（3 分）如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁（N 极朝上，S
极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应
电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（ ）
A．总是顺时针B．总是逆时针
C．先顺时针后逆时针
D．先逆时针后顺时针
【分析】由楞次定律可以判断出感应电流的方向。
【解答】解：由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠
近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，
由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针
方向，故C 正确。
故选：C。
【点评】本题考查了楞次定律的应用，正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题
的关键。
2．（3 分）理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈
串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端．已知三个灯泡均正常发
光．该变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A．1：2 B．2：1 C．2：3 D．3：2
【分析】设每只灯的额定电流为I，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，
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所以副线圈中的总电流为2I，由电流关系求出匝数比；由匝数比求电压关系．
【解答】解：设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的两只
小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原副线圈电流之比为1：2，所以原、
副线圈的匝数之比为2：1。
故选：B。
【点评】本题解题的突破口在原副线圈的电流关系，注意明确三灯正常发光为解
题的关键．
3．（3 分）将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中受到一大小不变的
空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的
运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则
（ ）
A．t1＞t0 t2＜t1 B．t1＜t0 t2＞t1 C．t1＞t0 t2＞t1 D．t1＜t0 t2＜t1
【分析】题中描述的两种情况物体均做匀变速运动，弄清两种情况下物体加速度、
上升高度等区别，然后利用匀变速运动规律求解即可．
【解答】解：不计阻力时，物体做竖直上抛运动，根据其运动的公式可得：
，
当有阻力时，设阻力大小为f，上升时有：
mg+f=ma，
上升时间
有阻力上升位移与下降位移大小相等，下降时有
mg
f=ma
﹣
1，
，
根据
，可知t1＜t2故ACD 错误，B 正确。
故选：B。
【点评】正确受力分析弄清运动过程，然后根据运动学规律求解是对学生的基本
要求，平时要加强这方面的训练．
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4．（3 分）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放
置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒
子P 静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动，重力
加速度为g。粒子运动加速度为（ ）
A．
g B．
gC．
gD．
g
【分析】金属板内部场强为零，有厚度为l 的金属板，相当于平行板电容器的间距
减小了l；粒子受重力和电场力，根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度。
【解答】解：粒子受重力和电场力，开始时平衡，有：
mg=q
①
当把金属板从电容器中快速抽出后，根据牛顿第二定律，有：
mg
q
﹣
=ma ②
联立①②解得：
a=
g
故选：A。
【点评】本题要记住平行板电容器内插入金属板，可以等效成极板间距减小了；然
后结合共点力平衡条件和牛顿第二定律列式分析，不难。
5．（3 分）如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O 点，右端跨过位于O′点
的固定光滑轴悬挂一质量为M 的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳
滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L．则钩码的质量为
（ ）
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A．
MB．
MC．
M D．
M
【分析】由几何关系求出环两边绳子的夹角，然后根据平行四边形定则求钩码的
质量．
【解答】解：重新平衡后，绳子形状如下图：
由几何关系知：绳子与竖直方向夹角θ 为30°，则环两边绳子的夹角为60°，则根
据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为
Mg，
根据平衡条件，则钩码的质量为
M。
故选：D。
【点评】该题的关键在于能够对线圈进行受力分析，利用平衡状态条件解决问题．
力的计算离不开几何关系和三角函数．
6．（3 分）设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均
匀分布的球体，半径为R．同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持
力之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南
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极支持力等于万有引力。
【解答】解：在赤道上：G
，可得
①
在南极：
②
由①②式可得：
=
。
故选：A。
【点评】考查物体受力分析及圆周运动向心力的表达式，明确在两极物体没有向
心力。
二、多项选择题：本大题共4 小题，每小题5 分，共20 分，在每小题给出的四个选
项中，有多个选项符合题目要求．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 分）下列说法中，符合物理学史实的是（ ）
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体
或静止
B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因
C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场
D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转
【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【解答】解：A、亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力
的作用，物体静止，故A 正确；
B、牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因，故B 正确；
C、奥斯特发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场，故C 错误；
D、奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转，电流可以在其周围产生
磁场，故D 正确。
故选：ABD。
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理
论要加强记忆，这也是考试内容之一．
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8．（5 分）如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，
a、b、c 是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为
、l 和3l．关于
这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（ ）
A．a 处的磁感应强度大小比c 处的大
B．b、c 两处的磁感应强度大小相等
C．a、c 两处的磁感应强度方向相同
D．b 处的磁感应强度为零
【分析】根据安培定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向，由磁场的叠加
原理分析即可．
【解答】解：A、B、C、根据安培定则判断知：左侧导线在a 点产生的磁场方向向里，
在c 点产生的磁场方向向外，右侧导线在a 点产生的磁场方向向里，在b 点产生
的磁场方向向里，根据磁感线的疏密表示磁场的强弱，可知离直导线越远，磁场
越弱，可知：a 处磁感线比c 处密，则a 处的磁感应强度大小比c 处的大。由磁场的
叠加可知：a、c 两处的磁感应强度方向相反。故A 正确，BC 错误；
D、由于左右侧导线在b 处产生的磁感应强度方向相反，大小相等，所以b 处的磁
感应强度为零，故D 正确。
故选：AD。
【点评】本题关键要掌握安培定则，运用磁场的叠加分析磁感应强度的大小．
9．（5 分）如图（a），直线MN 表示某电场中一条电场线，a、b 是线上的两点，将一
带负电荷的粒子从a 点处由静止释放，粒子从a 运动到b 过程中的v
t
﹣图线如图
（b）所示，设a、b 两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b 两
点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有（ ）
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A．φa＞φb B．Ea＞Eb
C．Ea＜Eb
D．Wa＞Wb
【分析】根据受力方向判断电场线方向，根据加速度的大小判断场强大小的变化．
【解答】解：A、负电荷从a 释放（初速度为0）后，能加速运动到b，说明负电荷受到
的电场力方向是从a 指向b，那么电场方向就是由b 指向a，由于沿电场线方向电
势逐渐降低，所以a、b 两点的电势关系是φa＜φb，故A 错误；
B、C、由图b 知。图线的斜率减小，则负电荷从a 运动到b 的过程中，它的加速
度是逐渐减小的，由牛顿第二定律知，负电荷从a 到b 时，受到的电场力是逐渐减
小的，由 E=
知，Ea＞Eb，故B 正确，C 错误；
D、负电荷在电势高处电势能小，因φa＜φb则Wa＞Wb，故D 正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了对图象的认识和理解，能从图象中获取有用的物理信息，本题
是小型的综合题．
10．（5 分）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻
质定滑轮两侧，a 在水平桌面的上方，b 在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b 使
a、b 静止，撤去此压力后，a 开始运动，在a 下降的过程中，b 始终未离开桌面．在
此过程中（ ）
A．a 的动能小于b 的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的代数和为零
【分析】b 的速度在绳子方向的分速度与a 的速度相等，比较出速度大小即可比较
第14页（共25页）
动能的大小．
【解答】解：A、将b 的实际速度进行分解如图：
由图可知va=vbcosθ，即a 的速度小于b 的速度，故a 的动能小于b 的动能，A 正确；
B、由于有摩擦力做功，故ab 系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，
B 错误；
C、a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a 的
重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，C 错误；
D、在这段时间t 内，绳子对a 的拉力和对b 的拉力大小相等，绳子对a 做的功等
于﹣FTvat，绳子对b 的功等于拉力与拉力方向上b 的位移的乘积，即：FTvbcosθt，又
va=vbcosθ，所以绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的绝对值相等，二者代数
和为零，故D 正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了有摩擦力作用下的系统功能转化关系，克服摩擦力做功时，系
统的机械能减少，减少的机械能转化为内能．
三、实验题：本大题共2 小题，第11 小题5 分，第12 小题10 分，共15 分．
11．（5 分）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆
柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆
柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示．
（1）由上图读得圆柱体的直径为
1.847
mm，长度为
4.240
cm．
第15页（共25页）
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度
分别用D、L 表示，则用测得的D、L、I、U 表示的电阻率的关系式为ρ=
．
【分析】（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固
定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
（2）根据欧姆定律和电阻定律列式求解．
【解答】解：
（1）由图a 所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，游标尺示数
为34.7×0.01mm=0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm+0.347mm=1.847mm；
由图所示可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为8×0.05mm=0.40mm，
游标卡尺示数为42mm+0.40mm=42.40mm=4.240cm；
（2）根据电阻定律，有：R=ρ
=ρ
解得：ρ=
．
故答案为：（1）1.847，4.240；（2）
．
【点评】游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻
度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器
需要估读，对游标卡尺读数时，要注意游标尺的精度．并掌握电阻定律与欧姆定
律的应用．
12．（10 分）用伏安法测量一电池的内阻．已知该待测电池的电动势E 约为9V，内
阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：
电压表V1（量程5V）；
电压表V2（量程10V）；
电流表A1（量程50mA）；
电压表A2（量程100mA）；
滑动变阻器R（最大电阻300Ω）；
定值电阻R1（阻值为200Ω，额定功率为
W）；
第16页（共25页）
定值电阻R2（阻值为220Ω，额定功率为1W）；
开关S；导线若干．
测量数据如坐标纸上U
I
﹣图线所示．
（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号．
（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是 定值电阻在电路中消耗的功率会
超过
W
，
R 2的功率满足实验要求 ．
（3）由U
I
﹣图线求得待测电池的内阻为
50
Ω．
（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是 电压表分流 ．
【分析】（1）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出实验电路图；
（2）根据题意选择定值电阻；
（3）由图象求出电源内阻；
（4）根据实验电路分析实验误差．
【解答】解：
（1）应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电
路电流，电路图如图所示：
（2）定值电阻R1在电路中的最大功率：P1=I2R1=（0.05）2×200=0.5W＞
W，
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定值电阻R2在电路中的最大功率：P2=I2R2=（0.05）2×220=0.55W＜1W，
为保护电路安全，则定值电阻应选择R2．
（3）由图示图象可知，电源内阻r=
=
=50Ω；
（4）由实验电路图可知，相对于电源电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，
电流表所测电流小于电路电流，电压表分流是造成系统误差的原因．
故答案为：（1）电路原理图如图所示；
（2）定值电阻在电路中消耗的功率会超过
W，R2的功率满足实验要求；
（3）50；（4）电压表分流．
【点评】本题考查了作实验电路、实验器材选择、求电源内阻、实验误差分析；电源
U
I
﹣图象斜率的绝对值是电源内阻，知道实验原理、根据图象分析即可正确解题
四、解答题．本大题共2 小题，第13 题9 分，14 题14 分，共23 分．要求写出必要
的文字说明、方程式和演算步骤．
13．（9 分）短跑运动员完成100m 赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直
线运动两个阶段．一次比赛中，某运动用11.00s 跑完全程．已知运动员在加速阶
段的第2s 内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离．
【分析】设他做匀加速直线运动的时间为t1，位移大小为小x1，加速度大小为a，做
匀速直线运动的速度为v，根据运动学基本公式，抓住位移位移列式即可求解．
【解答】解：根据题意，在第1s 和第2s 内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在
匀加速阶段的加速度为a，在第1s 和第2s 内通过的位移分别为s1和s2，
由运动学规律得：
t0=1s
联立解得：a=5m/s2
设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，
跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题决及运动学规律，得：
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t=t1+t2
v=at1
即为：s=
+（at1）×（t
t
﹣1），
设加速阶段通过的距离为s′，
则
求得：s′=10m
答：该运动员的加速度为5m/s2及在加速阶段通过的距离为10m．
【点评】解决本题的关键理清运动员的运动过程，结合匀变速直线运动的运动学
公式和推论灵活求解
14．（14 分）如图，在x 轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸
面向外；在x 轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy 平面平行，且与x 轴成45°夹
角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y 轴上P 点沿y 轴正方向
射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一
段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．
（1）求粒子从P 点出发至第一次到达x 轴时所需的时间；
（2）若要使粒子能够回到P 点，求电场强度的最大值．
【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定
律与粒子的周期公式求出粒子的运动时间．
（2）分析清楚粒子在电场中的运动过程，应用牛顿第二定律、运动学公式求出电
场强度．
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【解答】解：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，设运动半径为R，运动周期为T，
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
粒子做圆周运动的周期：
，
由题意可知，粒子第一次到达x 轴时，运动转过的角度为
，
所需时间t1为：
，解得：
；
（2）粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为0，
然后沿原路返回做匀加速运动，到达x 轴时速度大小仍为v0，
设粒子在电场中运动的总时间为t2，加速度大小为a，电场强度大小为E，
由牛顿第二定律得：qE=ma，
，解得：
，
根据题意，要使粒子能够回到P 点，必须满足t2≥T0，
解得，电场强度最大值：
．
答：（1）粒子从P 点出发至第一次到达x 轴时所需的时间为
；
（2）若要使粒子能够回到P 点，电场强度的最大值为
．
【点评】本题考查了粒子在磁场与电场中的运动，分析清楚粒子运动过程是正确
解题的前提与关键，分析清楚粒子运动过程后，应用牛顿第二定律、运动学公式
即可正确解题．
五、模块3-3
15．（4 分）下列说法正确的是 （ ）
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
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D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
【分析】表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；
晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点；液晶具有液体的流动性，同时具有
晶体的各向异性特征
【解答】解：A：表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液
面垂直，故A 错误；
B、晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点，故B 错误；
C、单晶体具有各向异性，原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，故C 正确；
D、通常金属在各个方向的物理性质都相同，但具有固定的熔点，为晶体，故D 错
误；
E、液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故E 正确。
故选：CE。
【点评】本题主要考查了表面张力及晶体与非晶体的区别，选修3
3
﹣知识点较多
需认真掌握．
16．（8 分）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活
塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强
为P
0
Ⅰ，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体
积之比为3：1，如图（b）所示．设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大
小为g，求活塞的质量．
【分析】气体发生等温变化，根据题意求出气体的状态参量，然后应用玻意耳定律
解题．
【解答】解：设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为p
0
Ⅱ，
倒置后上下气体的压强分别为pⅡ、pⅠ，
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由力的平衡条件得：
，
，
倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0，
由玻意耳定律得：
，
，
解得：
；
答：活塞质量为
．
【点评】本题考查了求活塞质量，应用平衡条件求出气体的压强，应用玻意耳定律
即可正确解题．
六、模块3-4
17．一列简谐横波沿x 轴传播，a、b 为x 轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=xb
（xb＞0）．a 点的振动规律如图所示，已知波速为v=10m/s，在t=0.1s 时，b 点的位
移为0.05m，则下列判断可能正确的是 （ ）
A．波沿x 轴正向传播，xb=0.5m B．波沿x 轴正向传播，xb=1.5m
C．波沿x 轴负向传播，xb=2.5m D．波沿x 轴负向传播，xb=3.5m
【分析】根据a 的振动图象得出周期，根据λ=vT 求出波长，分波沿x 轴正向传播和
沿x 轴负向传播两种情况讨论即可求解．
【解答】解：由振动图象可知，T=0.2s，根据λ=vT 得：λ=10×0.2=2m，
A、B、若波沿x 轴正向传播，在t=0.1s 时，a 在平衡位置处，b 在波峰处，ab 平衡位
置的距离
，所以xb=
，当n=0 时，xb=1.5m，故A 错误，B 正确；
C、D、若波沿x 轴负向传播，在t=0.1s 时，a 在平衡位置，b 在波峰处，ab 平衡位置
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的距离
，所以
，当n=1 时，xb=2.5m，故C 正确，D 错误。
故选：BC。
【点评】灵活应用波的传播特点是解题的关键，能根据振动图象得出周期，注意分
两种情况分析讨论，难度不大，属于基础题．
18．（8 分）如图，矩形ABCD 为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一
细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所
在平面的交点到AB 的距离分别l1和l2，在截面所在平面内，改变激光束在AB 面
上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB 的距离为l3时，
光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H．
【分析】根据折射定律、几何知识以及全反射定律列方程组求解．
【解答】解：设玻璃砖的折射率为n，入射角和反射角为θ1，折射角为θ2，由光的折
射定律：
根据几何关系有：
因此求得：
根据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射，设在底面
发生全反射时的入射角为θ3，
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有：
由几何关系得
解得：
答：此时入射点距离底面的高度
．
【点评】本题考查几何光学问题，熟练应用折射定律和全反射定律，几何知识具有
重要的作用．
七、模块3-5 试题
19．（4 分）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发
生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是（ ）
A．遏止电压B．饱和光电流
C．光电子的最大初动能D．逸出功
【分析】同一束光的光子能量相同，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程
Ekm=hv
W
﹣
0判断光电子最大初动能的大小．
【解答】解：同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的
金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hv
W
﹣
0知，最大初动能不同，则遏止电
压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的。
故选：ACD。
【点评】解决本题的关键知道不同的金属逸出功不同，以及掌握光电效应方程
Ekm=hv
W
﹣
0．
20．（8 分）一静止原子核发生α 衰变，生成一α 粒子及一新核，α 粒子垂直进入磁
感应强度大小为B 的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R 的圆。已知α 粒子的质量
为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。求衰变前原子
核的质量。
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【分析】根据带电粒子在匀强磁场中洛伦兹力提供向心力，求得α 粒子的速度，再
结合动量守恒定律和质能方程即可求得衰变前原子核的质量．
【解答】解：设衰变产生的α 粒子的速度大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定
律得：
设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有：0=MV
mv
﹣
设衰变前原子核质量为M0 ，衰变前后能量守恒，有：
以上三式解得：
答：衰变前原子核的质量为
．
【点评】该题将带电粒子在磁场中的圆周运动与动量守恒定律和质能方程结合在
一起，要理清它们之间的关系，确定要使用的公式．
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