物理试卷
2015年1月7日
（本卷测试时间为120分钟，满分150分）
考生注意：
1．答卷前，务必将姓名、准考证号等填写清楚；
2．第I卷（1-20题)由机器阅卷，答案必须全部涂写在答题卷上。考生应将代表正确答案的小方格用2B铅笔涂黑。注意试题题号和答题卡编号一一对应，不能错位。答案需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。答案不能涂写在试卷上，涂写在试卷上一律不给分； 3．第II卷（21-33题）考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案写在答题卷上。第30、31、32、33题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案，而未写出主要演算过程的不能得分，有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。
第II卷（共94分）
四、填空题（共20分，每小题4分。）本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题，若两类试题均做，一律按A类题计分。
1．如图所示，一根长为L、质量为m的导体棒折成直角，且ab＝1.5bc，c端可绕水平轴自由转动，a端用绝缘细线挂一个质量为m的物体。空间存在着垂直导体棒平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为B。当导体棒中通有电流时，它恰好ab保持水平静止，如图所示，则导体棒中的电流方向是______，电流大小为______ (不计导体棒中电流产生的磁场)。 22A、22B选做一题
22（A）质量为M＝1.5kg的物块静止在水平桌面上，一质量为m＝20g的子弹以水平速度v0＝100m/s射入物块，在很短的时间内以水平速度10m/s穿出。则子弹穿过物块的过程中动量的变化为_________ kg·m/s，子弹穿出物块时，物块获得的水平初速度为________m/s。
2．（B）据预测，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重力为700N的人在“宜居”行星表面的重力将变为1120N。该行星绕恒星A旋转，其到恒星A的距离是地球到太阳距离的3倍，恒星A的质量为太阳质量的12倍。由此可推知，该行星的半径是地球半径的_____倍，在该行星上的“一年”与在地球上的“一年”之比为______。
3．如图所示，两个大小相同、质量分别为mA、mB的球体，球A套在水平细杆上，球A与球B间用一轻质绳相连，由于受到水平风力作用，细绳与竖直方向的夹角为θ，两球一起向右匀速运动。已知重力加速度为g。则风力大小为_________ ，球与水平细杆间的动摩擦因数为_________。
4．如图甲所示的电路中，电源电动势＝12V，内阻不计，R1＝15Ω，R2＝30Ω，它们都是阻值不随温度改变的定值电阻，白炽灯L1和L2相同，它们的I-U特性曲线如图乙所示，则当电键S断开时通过白炽灯L1的电流__________A。当电键S闭合时两个白炽灯消耗的总功率为__________W。
5．如图所示为16mm电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为16mm的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上。若此电影胶片的厚度H＝0.14 mm。片夹上密密地绕了一整盘电影胶片，如图所示，图中d和D分别表示片夹内所转电影胶片的内径和外径。则这盘电影胶片的总长度L约是_______m（保留1位小数）；若按每秒24幅画面正常放映，且不计胶片头与片尾的长度，这盘电影胶片大约能连续正常放映的时间为_______分钟（保留1位小数）。 五、实验题（共24分）
6．（5分）（多选）关于多用电表及其使用，下列说法中正确的是（）
（A）拿到多用电表时指针未指在刻度最左端，应先用电阻的调零旋钮调零
（B）测直流电压时，其红表笔接高电势处
（C）测电路中某个电阻的阻值时，要将该电阻与其它元件断开 （D）换测另一个电阻时都必须重新调零。
7．（6分）如图所示，为某学生实验小组拍摄的某小球做自由落体运动的完整频闪照片，已知闪光灯每秒钟闪n次，试写出当地重力加速度g两个表达式，g1＝____________（用n，h1，h2，h3和数字表示），g2＝_____________（用n，数字和h1或h2或h3表示）。如果已知当地重力加速度为g，则用这个实验验证机械能守恒的表达式____________。
8．（7分）在用DIS描绘电场等势线的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）（多选）关于实验与操作，下列说法中正确的是（） （A）连接电极a、b的电源电压为交流4～6V （B）导电纸有导电物质的一面应该向上
电源 A B 电压传感器 甲
A a b c d e B 乙
（C）连接电源正负极的电极A、B必须与导电物质保持绝缘 （D）距电极越近等势线越密
（2）在该实验中，在两个电极的连线上选取间距相等的a、b、c、d、e五个点作基准点，如图乙所示，实验中测得a、b两点间的电压为U1，b、c两点间的电压为U2，则U1______U2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
9．（8分）测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
（A）待测的干电池 （B）电流传感器1 （C）电流传感器2 （D）定值电阻R0（2000Ω） （E）滑动变阻器R（0-20Ω，2A） （F）开关和导线若干 某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。
1.4 1.5
电流传I1/mA R 感器2 电流传1.3 数据 采集器 计算机 1.2 1.1 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 乙
I2/A
R0 感器1 甲
（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动，则电流传感器1的示数将________（选填“变大”或“变小”）。
（2）该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I2的数值远远大于I1的数值），如图乙所示。则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
（3）若将图线的纵坐标改为________，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。
六、计算题（共50分）
10．（12分）如图所示，高台的上面有一竖直的1/4圆弧形光滑轨道，半径R＝1.25m，轨道端点B的切线水平。质量m＝0.5 kg的滑块（可视为质点）由轨道顶端A由静止释放，离开B点后经时间t＝1s撞击在足够长的斜面上的P点。已知斜面的倾角θ＝37°，斜面底端C与B点的水平距离x0＝3m。当滑块m离开B点时，位于斜面底端C点、质量M＝1kg的小车，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向上加速运动，恰好在P点被m击中并卡于其中。滑块与小车碰撞时间忽略不计，碰后立即撤去拉力F，此时小车整体速度变为3.2m/s，仍沿斜面向上运动。已知小车与斜面间动摩擦因数μ＝0.25。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力。求：
（1）滑块离开至B点时的速度大小；
（2）拉力F大小；
（3）小车在碰撞后在斜面上运动的时间。
11．（12分）如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路。左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关S1，只要有水浸没S1，它就会导通。Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，达到高温时（如水的沸点）呈现低电阻。Ry是一个可变电阻，低温时Rx≫Ry，高温（水的沸点）时Rx≪Ry。中方框P内是一个逻辑门，A、B是逻辑门的输入端，Z是输出端。当A、B输入都为高电势时，Z才输出高电势。右边虚线框J内是一个继电器，当Z输出高电势时电磁线圈中有电流，S2被吸动闭合，发热器工作。该加热电路中，电源的电动势为220V，内电阻为4Ω，电热丝是一根额定电流为5A、总阻值为220Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器，如图乙所示。
（1）根据题意，甲图中方框P是一个______（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是_____，输入信号由水温高低控制的输入端是_______。（后两空选填“A”、“B”）
（2）当加热电路安全工作时，电源的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少？
12．（12分）如图所示，长为L的平板车，质量为m1，
A B 上表面到水平地面的高度为h，以速度v0向右做匀速直线F v0 P 运动，A、B是其左右两个端点。从某时刻起对平板车施加一个水平向左的恒力F，与此同时，将一个质量为m2的小物块轻放在平板车上的P点（小L
物块可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），PB＝4，经过一段时间，小物块脱离平板车落到地面。已知小物块下落过程中不会和平板车相碰，所有摩擦力均忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）小物块从离开平板车开始至落到地面所用的时间； （2）小物块在平板车上停留的时间。
13．（14分）如图所示，两平行金属导轨轨道MN、MʹNʹ间距为L，其中MO和MʹOʹ段与金属杆间的动摩擦因数μ＝0.4，ON和OʹNʹ段光滑且足够长，两轨道的交接处由很小的圆弧平滑连接，导轨电阻不计，左侧接一阻值为R的电阻和电流传感器，轨道平面与水平面的夹角分别为α＝53°和β＝37°。区域PQPʹQʹ内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为d，PPʹ的高度为h2＝0.3m，。现开启电流传感器，同时让质量为m、电阻为r的金属杆ab自高h1＝1.5m处由静止释放，金属杆与导轨垂直且保持接触良好，电流传感器测得初始一段时间内的I-t（电流与时间关系）图像如图乙所示（图中I0为已知）。求：
Mʹ R 电流 传感器 M a h1 53° O （甲） P 37° Q h2 （乙） Oʹ Pʹ N b Nʹ
d Qʹ I I0 O -I0 t1 t2 t3 t t4
（1）金属杆第一次进入磁场区域时的速度大小v1（重力加速度为g取10m/s2）；
（2）金属杆第一次离开磁场到第二次离开磁场区域时的时间间隔Δt的大小（此后重力加速度取g）；
（3）电阻R在t1-t3时间内产生的总热能QR（用v1和其他已知条件表示）；
（4）定性画出t4时刻以后可以出现电流的、且金属杆又回到OOʹ的这段时间内可能的I-t关系图像。
I I0 O -I0 t1 t2 t3 t4 t
I I0 O -I0
t1 t2 t3 t4 t
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