兴文二中高2021级高三上学期期末考试理科综合试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考试时间150分钟，满分300
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 I 127
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 核电池是一种核动力装置，里面装有自然衰变的放射性元素，不但兼顾放热的功效，而且还具有发电的功效。某种国产核电池是利用衰变为释放能量，可连续几十年提供一定的电能。下列说法正确的是（ ）
A. 发生α衰变方程为→
B. 核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱
C. 当温度升高，衰变的半衰期将变大
D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量之和等于反应物的质量之和
2. 如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出．第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生两次碰撞后恰好落入A处空框，已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。则（ ）
A. 第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B. 两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C. 皮球入框瞬间，两次重力的功率一样大
D. 从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
3. 两个质量分别为=3kg， =2kg的物体置于光滑的水平地面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为的水平拉力分别作用在上，如图所示。两物体在水平地面上运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 稳定后两个物体的加速度大小相等方向相反
B. 弹簧测力计的示数为25N
C. 弹簧对的弹力与弹簧对的弹力是一对平衡力
D. 弹簧对的弹力与弹簧对的弹力大小相等方向相反，作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力
4. 如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡和相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，则下列说法中正确的有（ ）
A. 副线圈两端电压不变
B. 灯泡亮度变亮，的亮度不变
C. 副线圈中电流变大，灯泡变暗，变亮
D. 变压器的输出功率增大
5. 如图所示为某一同步卫星的发射过程示意图，II为椭圆轨道，与圆形轨道I和同步轨道III分别相切于P、Q点。已知地球同步卫星的轨道半径为r，卫星在I、III轨道上运行时，卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k，下列说法正确的是（ ）
A. 轨道I的轨道半径为
B. 轨道I轨道半径为rk2
C. 卫星从轨道II变轨到轨道III，需要在Q点减速
D. 卫星在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期
6. 如图为老师演示奥斯特实验的示意图。水平放置的小磁针的正上方平行放置一根直导线。导线末通电时小磁针N极指向正北，导线中通有电流时，小磁针静止时N极指向东偏北方向，与正北方向的夹角为，由此可推断（ ）
A. 导线中的电流方向由南向北
B. 增大导线中的电流，增大
C. 增大导线与小磁针的距离，减小
D. 将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时N极指向西偏南方向
7. 一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，汽车的输出功率与汽车速度大小的关系如图所示，当汽车速度达到v0后，汽车的功率保持不变，汽车能达到的最大速度为2v0，已知运动过程中汽车所受阻力恒为f，汽车速度从v0达到2v0所用时间为t，汽车的质量为m，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的加速度先增加后不变
B. 汽车的最大功率为P =2fv0
C. 汽车速度为1.5v0时，加速度为
D. 汽车速度从0到2v0的过程中，位移为
8. 如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内，有场强大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内有一半径为L0的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于xOy平面向里，圆形磁场边缘与x轴相切于P点，P点坐标为（-2L0，0）。现有两个电子a、b从P点以相同速率沿不同方向同时射入匀强磁场区域，a、b的速度方向与y轴正方向夹角均为。电子b经过y轴上的Q点进入第一象限（Q点图中没画出），已知两个电子恰好都经过圆形磁场边缘的同一点K（K点图中未画出），电子质量m、电荷量为e，，不计重力，则（ ）
A. 电子a、b进入第一象限前在磁场中运动的时间差是
B. 电子在电场中运动离y轴最远距离为
C. Q点的坐标为
D. 电子a、b同时到达K点
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。
（1）要取得理想的实验效果需要选取合适的实验器材及进行科学的操作，下列说法正确的是___________。
A．电火花打点计时器和电磁打点计时器计时原理相同
B．电磁打点计时器在纸带上打点的是墨粉和电火花
C．进行实验时应该先释放小车，后接通电源
D．在用打点计时器研究小车速度变化时需要用到钟表
（2）从打A点开始计时，为了求出时刻瞬时速度大小，需要测出纸带上___________（写出一个即可）两点间的距离。
（3）若小车做匀加速直线运动，测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，则可求出小车的加速度大小为___________。（结果保留两位有效数字）
10. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3 V，内阻RV约为）
②电流表G（量程3 mA，内阻）
③电流表A（量程3 A，内阻约为）
④滑动变阻器R1（，额定电流2 A）
⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是___ A。（结果保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。（填“R1”或“R2”）
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻_____。（结果保留两位有效数字）
11. 如图所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧右端固定在竖直挡板上，质量m=0.2kg的小物块（可视为质点）从空中A点以v空=1m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L=1m，小物块与水平面间的动摩擦因数，g=10m/s2，求∶
（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；
（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；
（3）弹簧的弹性势能的最大值Emax。
12. 在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点，且与x轴正方向成角射入磁场，测得M、N两点间的电势差。粒子最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：
（1）角的值；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
13. 对于一定质量的理想气体，下列过程违反热力学第一定律的是（ ）
A. 在恒定温度下，气体绝热膨胀
B. 气体从外界吸收热量而温度保持不变
C. 在绝热的条件下，气体体积不变而温度升高
D. 气体对外做功的同时向外界放热
E. 加热过程，气体体积减小且内能不变
14. 如图所示，一导热良好、足够长的汽缸竖直放置在水平地面上。汽缸质量，汽缸内一质量、面积的活塞与汽缸壁光滑密接。当活塞静止时，活塞与汽缸底部的距离。已知大汽压强，重力加速度。现用一竖直向上的拉力F作用在活塞上，求：
（1）当时，活塞与汽缸底部的距离；
（2）当F缓慢增大到使汽缸恰好离开地面时，活塞与汽缸底部的距离。
15. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为1.5m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 0~1s时间内，质点P沿x轴运动了1.5m
D. 0~1s时间内，质点P运动的路程为2m
E. 旁边另一艘渔船发出了更高频率的超声波，易知这两列声波在水中传播速度大小相等
16. 铅山县葛仙山景区灯光秀美轮美奂，其中许多景观灯设置在水面以下对水体进行照明，所产生的效果会比水上照明更加好。节日的夜晚，在景区一个平静的湖面下方0.3m处的景观灯光源S，发出的光在湖面被照亮的圆形区域半径为0.4m，据此求：
(1)水的折射率；
(2)在景观灯正上方安装工人从空中观察到灯的深度h。（可能会用到的数学知识：在角度θ很小的情形下，tanθ=sinθ）兴文二中高2021级高三上学期期末考试理科综合试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考试时间150分钟，满分300
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 I 127
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 核电池是一种核动力装置，里面装有自然衰变的放射性元素，不但兼顾放热的功效，而且还具有发电的功效。某种国产核电池是利用衰变为释放能量，可连续几十年提供一定的电能。下列说法正确的是（ ）
A. 发生α衰变方程为→
B. 核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱
C. 当温度升高，衰变的半衰期将变大
D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量之和等于反应物的质量之和
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为
→
故A错误；
B．核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱，故B正确；
C．半衰期是由放射性元素本身决定的，与环境温度无关，故C错误；
D．此核反应过程中存在质量亏损，故D错误；
故选B。
2. 如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出．第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生两次碰撞后恰好落入A处空框，已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。则（ ）
A. 第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍
B. 两次抛出皮球过程人对球做的功一样多
C. 皮球入框瞬间，两次重力的功率一样大
D. 从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多
【答案】C
【解析】
【详解】A．皮球第二次先做平抛运动，再做斜上抛运动，根据对称性可知，从B点到A点的水平位移等于从O点到B点的水平位移的4倍，所以皮球由O点到A点的水平位移是由O点到B点水平位移的5倍；皮球由O点到A点或由O点到B点，在竖直方向上都做自由落体运动，所以时间相等，设从O点到B点的水平位移为，由O点到A点的水平位移为，则对第一次有
对第二次有
联立解得
故A错误；
B．根据动能定理可知
则两次抛出皮球过程人对球做的功之比为
故B错误；
C．根据平抛运动的规律可知，两次皮球入框时，竖直分速度相等，则两次重力的功率相等，故C正确；
D．两次皮球入框时竖直高度相等，重力势能的减少量相等，故D错误；
故选C。
3. 两个质量分别为=3kg， =2kg的物体置于光滑的水平地面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为的水平拉力分别作用在上，如图所示。两物体在水平地面上运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 稳定后两个物体的加速度大小相等方向相反
B. 弹簧测力计的示数为25N
C. 弹簧对的弹力与弹簧对的弹力是一对平衡力
D. 弹簧对的弹力与弹簧对的弹力大小相等方向相反，作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．稳定后把两个物体看成整体，稳定后合力向右，则加速度大小相等，方向向右，A错误；
B．根据牛顿第二定律
解得
选 为对象
解得
B正确；
C．弹簧对弹力作用在 上，弹簧对的弹力作用在 上，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，C错误；
D．作用力和反作用力是两个相同物体之间的相互作用，弹簧对的弹力与弹簧对的弹力不是两个相同物体之间的相互作用，不是相互作用力，D错误。
故选B。
4. 如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡和相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，则下列说法中正确的有（ ）
A. 副线圈两端电压不变
B. 灯泡亮度变亮，的亮度不变
C. 副线圈中电流变大，灯泡变暗，变亮
D. 变压器的输出功率增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AD．当S闭合后，变压器输出功率增大，输出电流增大，变压器的输入功率等于输出功率，故变压器的输入电流增大，灯泡电压增大，原线圈电压减小，匝数比不变，副线圈电压减小，A错误，D正确；
BC．由AD的分析可知，副线圈电流变增大，灯泡电压增大，变亮，灯电压减小，变暗，BC错误。
故选D。
5. 如图所示为某一同步卫星的发射过程示意图，II为椭圆轨道，与圆形轨道I和同步轨道III分别相切于P、Q点。已知地球同步卫星的轨道半径为r，卫星在I、III轨道上运行时，卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k，下列说法正确的是（ ）
A. 轨道I的轨道半径为
B. 轨道I的轨道半径为rk2
C. 卫星从轨道II变轨到轨道III，需要在Q点减速
D. 卫星在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期
【答案】B
【解析】
【详解】AB．因为卫星在I、III轨道上运行时，卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k，则由
可得
又由
得
联立得
解得
故A错误，B正确；
C．卫星从轨道II变轨到轨道III，需要在Q点加速，从而使万有引力不足以提供需要的向心力从而离心到轨道III，故C错误；
D．由开普勒第三定律得
可见，轨道半径或半长轴越大，周期越大，故卫星在轨道I上的运行周期小于在轨道II上的运行周期，故D错误。
故选B。
6. 如图为老师演示奥斯特实验的示意图。水平放置的小磁针的正上方平行放置一根直导线。导线末通电时小磁针N极指向正北，导线中通有电流时，小磁针静止时N极指向东偏北方向，与正北方向的夹角为，由此可推断（ ）
A. 导线中的电流方向由南向北
B. 增大导线中的电流，增大
C. 增大导线与小磁针的距离，减小
D. 将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时N极指向西偏南方向
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．小磁场处于地磁场与电流磁场的复合场，N极指向东偏北，则电流磁场向东，根据右手螺旋定则，电流应由北向南，A错误；
B．电流磁场越强，越大，所以增大电流，会使电流磁场增强，增大，B正确；
C．增大导线与小磁针两者距离，会使电流磁场减弱，减小，C正确；
D．将小磁针放在导线上方，电流磁场向西，合成后向西偏北，D错误。
故选BC。
7. 一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，汽车的输出功率与汽车速度大小的关系如图所示，当汽车速度达到v0后，汽车的功率保持不变，汽车能达到的最大速度为2v0，已知运动过程中汽车所受阻力恒为f，汽车速度从v0达到2v0所用时间为t，汽车的质量为m，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的加速度先增加后不变
B. 汽车的最大功率为P =2fv0
C. 汽车速度为1.5v0时，加速度为
D. 汽车速度从0到2v0的过程中，位移为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．因为P=Fv，P-v图像在第一个阶段斜率不变，故牵引力不变，所以加速度不变，第二阶段功率恒定速度增大，牵引力减小，故加速度减小，故A错误；
B．当汽车最大速度达到2v0时，牵引力等于阻力f，故此时汽车的功率为
故B正确；
C．当汽车的速度为1.5v0时，牵引力
根据牛顿第二定律
解得
故C正确；
D．汽车在第一个阶段有
牵引力为
根据牛顿第二定律
解得
第二阶段，汽车功率恒定，根据动能定理
解得
总位移为
故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内，有场强大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内有一半径为L0的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于xOy平面向里，圆形磁场边缘与x轴相切于P点，P点坐标为（-2L0，0）。现有两个电子a、b从P点以相同速率沿不同方向同时射入匀强磁场区域，a、b的速度方向与y轴正方向夹角均为。电子b经过y轴上的Q点进入第一象限（Q点图中没画出），已知两个电子恰好都经过圆形磁场边缘的同一点K（K点图中未画出），电子质量m、电荷量为e，，不计重力，则（ ）
A. 电子a、b进入第一象限前在磁场中运动的时间差是
B. 电子在电场中运动离y轴最远距离为
C. Q点的坐标为
D. 电子a、b同时到达K点
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．在磁场中，根据
解得
两个电子恰好都经过圆形磁场边缘的同一点K，电子离开磁场进入电场到再次返回磁场的运动过程， a、b两电子都平行x轴，如图所示
所以a、b两个电子的偏转角分别是
电子在磁场中的运动的周期为
则电子a、b进入第一象限前在磁场中运动的时间差是
A错误；
B．在电场中，电子速度向右减速到零，则离y轴最远，根据动能定理
解得
B正确；
C．根据几何关系，Q点的纵坐标
所以电子b经过y轴上的Q点坐标为，C错误；
D．两个电子恰好都经过圆形磁场边缘的同一点K，电子离开磁场进入电场到再次返回磁场的运动过程，如图所示
根据对称性可知K点的坐标为（-2L0，2L0），且根据对称性可得a、b在电场运动时间相同，在磁场运动时间也相同，在无场区域运动时间相同，所以a、b同时到达K点，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。
（1）要取得理想的实验效果需要选取合适的实验器材及进行科学的操作，下列说法正确的是___________。
A．电火花打点计时器和电磁打点计时器计时原理相同
B．电磁打点计时器在纸带上打点的是墨粉和电火花
C．进行实验时应该先释放小车，后接通电源
D．在用打点计时器研究小车速度变化时需要用到钟表
（2）从打A点开始计时，为了求出时刻的瞬时速度大小，需要测出纸带上___________（写出一个即可）两点间的距离。
（3）若小车做匀加速直线运动，测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，则可求出小车的加速度大小为___________。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. A ②. D、E（填C、F也对） ③. 2.5
【解析】
【详解】（1）[1]A．电火花打点计时器和电磁打点计时器的计时原理相同，故A正确；
B．电磁打点计时器通过振针和复写纸纸带上打点，电火花计时器通过电火花和墨粉在纸带上打点，故B错误；
C．为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，进行实验时应先接通电源，再释放小车，故C错误；
D．打点计时器本身就是计时仪器，所以在用打点计时器研究小车速度变化时不需要用到钟表，故D错误。
故选A。
（2）[2]小车在0.35s时刻的瞬时速度为D、E（或C、F）两点间中间时刻的速度，它等于打D、E（或C、F）两点间小车的平均速度，所以为了求出时刻的瞬时速度大小，需要测出纸带上D、E（或C、F）两点间的距离。
（3）[3]根据逐差法可得小车的加速度大小为
10. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3 V，内阻RV约为）
②电流表G（量程3 mA，内阻）
③电流表A（量程3 A，内阻约为）
④滑动变阻器R1（，额定电流2 A）
⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是___ A。（结果保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。（填“R1”或“R2”）
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻_____。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. 0.75 ②. ③. 0.80
【解析】
【详解】（1）[1]改装后的电流表对应的量程是
（2）[2]根据
为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是。
（3）[3]改装后的电流表对应的量程是电流表G的量程的250倍，根据闭合电路欧姆定律可得
变形有
电源的内阻为
解得
11. 如图所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧右端固定在竖直挡板上，质量m=0.2kg的小物块（可视为质点）从空中A点以v空=1m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L=1m，小物块与水平面间的动摩擦因数，g=10m/s2，求∶
（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；
（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；
（3）弹簧的弹性势能的最大值Emax。
【答案】（1）2m/s；（2）9N；（3）2J
【解析】
【分析】
【详解】（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，据几何关系有
（2）小物块由B运动到C，根据机械能守恒定律有
在C点处，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小为9N；
（3）小物块从B运动到D，根据能量守恒定律有：
代入数据解得
12. 在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点，且与x轴正方向成角射入磁场，测得M、N两点间的电势差。粒子最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：
（1）角的值；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。
【答案】（1）60°；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】(1)设粒子过N点时的速度为v，有
粒子从M点运动到N点的过程，有
解得
(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有
解得
(3)由几何关系得
设粒子在电场中运动的时间为t1，有
可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
设粒子在磁场中运动的时间为t2，有
可得
总时间
可得
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
13. 对于一定质量的理想气体，下列过程违反热力学第一定律的是（ ）
A. 在恒定温度下，气体绝热膨胀
B. 气体从外界吸收热量而温度保持不变
C. 在绝热的条件下，气体体积不变而温度升高
D. 气体对外做功的同时向外界放热
E. 加热过程，气体体积减小且内能不变
【答案】ACE
【解析】
【分析】
【详解】A．一定质量的理想气体温度一定时，其内能一定，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律得知，气体应吸热。违反了热力学第一定律，故A正确；
B．气体从外界吸收热量，若对外做功，而且热量与功的数值相等，根据热力学第一定律气体的温度不变。符合热力学第一定律气体。故B错误；
C．气体体积不变则气体既不对外做功，外界也不对气体做功，温度升高，内能增大，则气体应吸收热量，但在绝热条件下不可能吸收热量，违反了热力学第一定律，故C正确；
D．气体对外做功同时向外界放出热量，根据热力学第一定律气体的内能减小。符合热力学第一定律气体，故D错误；
E．加热过程即气体吸收热量，气体体积减小即外界对气体做，根据热力学第一定律可知，内能一定增大，违反了热力学第一定律，故E正确。
故选ACE。
14. 如图所示，一导热良好、足够长的汽缸竖直放置在水平地面上。汽缸质量，汽缸内一质量、面积的活塞与汽缸壁光滑密接。当活塞静止时，活塞与汽缸底部的距离。已知大汽压强，重力加速度。现用一竖直向上的拉力F作用在活塞上，求：
（1）当时，活塞与汽缸底部的距离；
（2）当F缓慢增大到使汽缸恰好离开地面时，活塞与汽缸底部的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】(1)不加外力时，气体的压强为
解得
当拉力时，气体压强为
解得
根据气体状态变化规律可得
解得
(2)汽缸离开地面时，汽缸受力平衡，有
气体的压强为
根据气体状态变化规律有
解得
15. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为1.5m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 0~1s时间内，质点P沿x轴运动了1.5m
D. 0~1s时间内，质点P运动的路程为2m
E. 旁边另一艘渔船发出了更高频率的超声波，易知这两列声波在水中传播速度大小相等
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．波速为
A错误；
B．利用“上下坡”法，可以判断出波沿x轴正方向传播，B正确；
C．振动介质不会随波迁移，C错误；
D．质点P在一个周期内的路程为，所以1 s的路程为2 m，D正确；
E．超声波在同一介质中的传播速度不变，E正确。
故选BDE。
16. 铅山县葛仙山景区灯光秀美轮美奂，其中许多景观灯设置在水面以下对水体进行照明，所产生的效果会比水上照明更加好。节日的夜晚，在景区一个平静的湖面下方0.3m处的景观灯光源S，发出的光在湖面被照亮的圆形区域半径为0.4m，据此求：
(1)水的折射率；
(2)在景观灯正上方的安装工人从空中观察到灯的深度h。（可能会用到的数学知识：在角度θ很小的情形下，tanθ=sinθ）
【答案】(1)1.25；(2)0.24m
【解析】
【详解】(1)景观灯光路图如图所示
根据题意可知OS=0.3m，OA=0.4m，则
SA=0.5m
根据临界角的公式有
代入数据解得
n=1.25
(2)从景观台的正上方下看，光路图如图所示
在水面处，根据折射定律得
从正上方观察，由于θ1，θ2很小，可以认为
即
可得到视深h和实深H关系
可得
代入数据解得
h=0.24m
