2020-2021学年高考理综(物理)模拟试题及答案解析六 25页

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理） 模拟试卷（四） 二、选择题（本题共 8 小题．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） 1．一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ρ，棒内单位体积自由电子数为 n， 电子的质量为 m，电荷量为 e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动 的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小为（ ） A． B． C．ρnev D． 2．甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶，它们的位移 x 随时间 t 变化的关系图线分别如图中甲、乙 所示，图线甲为直线且与 x 轴交点坐标为（ 0，2m），图线乙为过坐标原点的抛物线，两图线交点 的坐标为 P（2m，4m）．下列说法正确的是（ ） A．甲车做匀加速直线运动 B．乙车速度越来越大 C． t=2s 时刻甲、乙两车速率相等 D．0～2s 内甲、乙两车发生的位移相等 3．如图所示， AB、AC 两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内， AB 与水平面的夹角为 30°， 两细杆上分别套有带孔的 a、b 两小球，在细线作用下处于静止状态，细线恰好水平．某时刻剪断 细线，在两球下滑到底端的过程中，下列结论中正确的是（ ） A． a、b 两球到底端时速度相同 B． a、b 两球重力做功相同 C．小球 a 下滑的时间大于小球 b 下滑的时间 D．小球 a 受到的弹力小于小球 b 受到的弹力 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 4．如图，若两颗人造卫星 a 和 b 均绕地球做匀速圆周运动， a、b 到地心 O 的距离分别为 r1、r2， 线速度大小分别为 v1、v2，则（ ） A． = B． = C． =（ ） 2 D． =（ ） 2 5．未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未 来的航天器上加装一段圆柱形 “旋转舱 ”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在 旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下 列说法正确的是（ ） A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 6．如图所示，一理想变压器接在正弦交变电源上，变压器原、副线圈匝数比为 1：2，A 为理想交 流电流表， 副线圈电路中标有 “36V，360W”电动机正常工作， 若电动机线圈电阻 r=0.6Ω，则 （ ） A．电流表的示数为 5A B．原线圈所加交变电压的有效值为 18V C．电动机正常工作时的输出功率为 300W D．若在电动机正常工作时，转子突然卡住，则电动机的发热功率为 60W 7．空间中某一静电场的电势 φ在 x 轴上的分布情况如图所示，其中 x0﹣x1=x2﹣x0．下列说法中正 确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．空间中各点的场强方向均与 x 轴垂直 B．电荷在 x1 处和 x2 处受到的电场力相同 C．正电荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电势能减小 D．负电荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电场力先做负功后做正功 8．如图（ a）、（ b）所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A的电阻，接 通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则（ ） A．在电路（ a）中，断开 S， A 将渐渐变暗 B．在电路（ a）中，断开 S， A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路（ b）中，断开 S， A 将渐渐变暗 D．在电路（ b）中，断开 S， A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 二、解答题（共 4 小题，满分 47 分） 9．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数， 某小组设计了如图甲所示的实验装置， 其中挡板 可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为 h，O1、O2、A、B、C 点在同一水平直线 上．已知重力加速度为 g，空气阻力可忽略不计． 实验过程： 挡板固定在 O1点， 推动滑块压缩弹簧， 滑块移到 A 处，测量 O1A 的距离， 如图甲所示． 滑 块由静止释放，落在水平面上的 P 点，测出 P 点到桌面右端的水平距离为 x1． 实验过程二：将挡板的固定点移到距 O1 点电距离为 d 的 O2点．如图乙所示，推动滑块压缩弹簧， 滑块移到 C 处，使 O2C 的距离与 O1A 的距离相等．滑块由静止释放，落在水平面上的 Q点，测出 Q 点到桌面右端的水平距离为 x2． （1）为完成本实验，下列说法中正确的是 ． A．必须测出小滑块的质量 B．必须测出弹簧的劲度系数 C．弹簧的压缩量不能太小 D．必须测出弹簧的原长 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （2）写出动摩擦因数的表达式 μ= （用题中所给物理量的符号表示） （3）小红在进行实验过程二时， 发现滑块未能滑出桌面． 为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦 因数，还需测量的物理量是 ． （4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从 E 离桌面到落地的时间，也可测出小 滑块与水平桌面间的动摩擦因数．此实验方案 （选填 “可行 ”或 “不可行 ”），理由 是 ． 10．为了测量某电流表 A的内阻（量程为 50mA，内阻约 10Ω），提供的实验器材有： A．直流电压表 V（0～3V，内阻约 6kΩ） B．定值电阻 R1（ 5.0Ω 1A） C．定值电阻 R2（50.0Ω 0.1A） D．滑动变阻器 R（0～5Ω 2A） E．直流电源 E（3V，内阻很小） F．导线、电键若干 （1）实验中定值电阻 R．应选用 （选填 “R1”或 “R2”）； （2）在如图虚线框内将实验电路原理图画完整； （3）某同学在实验中测出 7 组对应的数据（见表） ： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.80 1.18 1.68 1.78 1.98 2.36 2.70 I/mA 14.0 20.0 24.0 30.0 24.0 40.0 46.0 请在图示坐标中描点作出 U﹣﹣ I 图线．由图象可知，表中第 次实验数据有错误，此 电流表的电阻为 Ω． 11．同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置．图中水平放置的底 板上竖直地固定有 M 板和 N 板． M 板上部有一半径为 R 的 圆弧形的粗糙轨道， P 为最高点， Q 为最低点， Q 点处的切线水平，距底板高为 H． N 板上固定有三个圆环．将质量为 m 的小球从 P 处静止释放， 小球运动至 Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中心， 落到底板上距 Q 水平距离为 L 处．不 考虑空气阻力，重力加速度为 g．求： （1）距 Q 水平距离为 的圆环中心到底板的高度； （2）小球运动到 Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向； （3）摩擦力对小球做的功． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 12．如图所示，水平放置的平行金属板 M、N 间距为 R，板长为 2R，其中心线为 O1O2．左侧有 一以 O 为圆心、 半径为 R 的虚线圆， O、O1、O2 在同一水平线上， OO1=R．虚线圆内存在匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向外（图中未画出） ．平行金属板右侧距两板右端 2R 处有一竖直荧光屏．虚线 圆周上有点 P，PO垂直于 O1O2．位于 P 点的粒子放射源，在纸面内向各个方向磁场释放出速率为 v0、电荷量为 q、质量为 m 的带正电粒子，粒子在磁场中运动的轨道半径刚好也是 R．若在 M、N 两板间加上某一恒定电压，发现屏上只有一个亮点 Q（图中未画出） ．不计平行金属板两端的边缘 效应及粒子的重力． （1）求磁场磁感应强度 B 的大小； （2）推证所有粒子出磁场时的速度方向均与 O1O2 平行； （3）求粒子从 P到 Q 所用的时间； （4）求两板间恒定电压 U 的大小． [物理 -- 物理 3-3] 13．关于扩散现象，下来说法正确的是（ ） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 14．如图，一粗细均匀的 U 形管竖直放置， A 侧上端封闭， B侧上端与大气相通，下端开口处开 关 K 关闭， A侧空气柱的长度为 l=10.0cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h=3.0cm．现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h1=10.0cm 时将开关 K 关闭．已知大气压强 p0=75.0cmHg． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （i）求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度； （ii）此后再向 B 侧注入水银， 使 A、B 两侧的水银面达到同一高度， 求注入的水银在管内的长度． [物理 -- 物理 3-4] 15．一列简谐横波沿 x 轴传播，图甲是 t=1s 时的波形图，图乙是 x=3m 处质点的振动图象，则该 波的传播速度为 m/s，传播方向为 （选填 “x 轴正方向 ”，“x 轴负方向 ”） 16．如图所示， 一根长直棒 AB 竖直地插入水平池底， 水深 a=0.8m，棒露出水面部分的长度 b=0.6m， 太阳光斜射到水面上，与水面夹角 α=37°，已知水的折射率 n= ，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： ①太阳光射入水中的折射角 β； ②棒在池底的影长 l． [物理 -- 物理 3-5] 17．放射性元素的原子核在 α衰变或 β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随 辐 射．已知 A、B 两种放射性元素的半衰期分别为 T1 和 T2，经过 t=T1?T2 时间后测得这两种放射性元 素的质量相等，那么它们原来的质量之比 mA：mB= ． 18．如图所示，质量 M=4kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的 自由端 C到滑板左端的距离 L=0.5m，这段滑板与木块 A（可视为质点）之间的动摩擦因数 μ=0.2， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑． 小木块 A 以速度 v0=10m/s 由滑板 B 左 端开始沿滑板 B 表面向右运动．已知木块 A 的质量 m=1kg，g 取 10m/s2 ．求： （1）弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度； （2）木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 参考答案与试题解析 二、选择题（本题共 8 小题．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） 1．一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ρ，棒内单位体积自由电子数为 n， 电子的质量为 m，电荷量为 e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动 的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小为（ ） A． B． C．ρnev D． 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电流、电压概念． 【分析】利用电流的微观表达式求的电流，由电阻的定义式求的电阻，由 E= 求的电场强度 【解答】解：导体中的电流为 I=neSv 导体的电阻为 R= 导体两端的电压为 U=RI 场强为 E= 联立解得 E=ρnev 故选： C 2．甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶，它们的位移 x 随时间 t 变化的关系图线分别如图中甲、乙 所示，图线甲为直线且与 x 轴交点坐标为（ 0，2m），图线乙为过坐标原点的抛物线，两图线交点 的坐标为 P（2m，4m）．下列说法正确的是（ ） A．甲车做匀加速直线运动 B．乙车速度越来越大 C． t=2s 时刻甲、乙两车速率相等 D．0～2s 内甲、乙两车发生的位移相等 【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系． 【分析】 位移时间图象的斜率等于速度， 倾斜的直线表示匀速直线运动． 位移等于 x 的变化量． 结 合这些知识分析． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解答】解： A、位移时间图象的斜率等于速度，则知甲车的速度不变，做匀速直线运动，故 A 错误． B、乙图象切线的斜率不断增大，则知乙车的速度越来越大，故 B 正确． C、 t=2s 时刻乙图象的斜率比甲的大，则知乙车速率较大，故 C错误． D、0～2s 内甲车发生的位移为 4m﹣2m=2m，乙车发生的位移为 4m﹣0=4m，故 D 错误． 故选： B． 3．如图所示， AB、AC 两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内， AB 与水平面的夹角为 30°， 两细杆上分别套有带孔的 a、b 两小球，在细线作用下处于静止状态，细线恰好水平．某时刻剪断 细线，在两球下滑到底端的过程中，下列结论中正确的是（ ） A． a、b 两球到底端时速度相同 B． a、b 两球重力做功相同 C．小球 a 下滑的时间大于小球 b 下滑的时间 D．小球 a 受到的弹力小于小球 b 受到的弹力 【考点】功能关系；功的计算． 【分析】 a、b 两球到底端时速度的方向沿各自斜面的方向； 重力做功 W=mgh，根据平衡条件比较质量的大小； 根据位移公式计算下滑的时间． 【解答】解： A、 a、b 两球到底端时速度的方向不同，故速度不同， A 错误； B、对 a 球受力分析，如图： 根据平衡条件： mag= 同理可得： mbg= 故 ma： mb=3：1 则、 b 两球重力做功 mgh 不同， B 错误； C、设从斜面下滑的高度为 h，则 = at2 aa=gsin30° 得： t= & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 同理： = gsin60°t′2 t′ 可见 a 球下滑的时间较长， C正确； D、小球 a 受到的弹力 N=magcos30°=3mg 小球 b 受到的弹力 N′=mbgcos60°=mg? 故 a 受到的弹力大于球 b 受到的弹力； D 错误； 故选： C． 4．如图，若两颗人造卫星 a 和 b 均绕地球做匀速圆周运动， a、b 到地心 O 的距离分别为 r1、r2， 线速度大小分别为 v1、v2，则（ ） A． = B． = C． =（ ） 2 D． =（ ） 2 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用． 【分析】根据万有引力提供向心力 =m ，解出线速度与轨道半径 r 的关系进行求解． 【解答】解：根据万有引力提供向心力 =m v= ，a、b 到地心 O 的距离分别为 r1、 r2， 所以 = ， 故选： A． 5．未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未 来的航天器上加装一段圆柱形 “旋转舱 ”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在 旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下 列说法正确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】首先分析出该题要考察的知识点，就是对向心加速度的大小有影响的因素的分析，列出 向心加速度的表达式，进行分析即可得知正确选项． 【解答】解：为了使宇航员在航天器上受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，即为使宇航 员随旋转舱转动的向心加速度为定值，且有 a=g， 宇航员随旋转舱转动的加速度为： a=ω2R，由此式可知，旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越 小，此加速度与宇航员的质量没有关系，所以选项 ACD 错误， B 正确． 故选： B 6．如图所示，一理想变压器接在正弦交变电源上，变压器原、副线圈匝数比为 1：2，A 为理想交 流电流表， 副线圈电路中标有 “36V，360W”电动机正常工作， 若电动机线圈电阻 r=0.6Ω，则 （ ） A．电流表的示数为 5A B．原线圈所加交变电压的有效值为 18V C．电动机正常工作时的输出功率为 300W D．若在电动机正常工作时，转子突然卡住，则电动机的发热功率为 60W 【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率． 【分析】 电压比等于匝数之比， 电动机为非纯电阻器件， 风扇消耗的功率为内阻消耗 +输出的机械 功率，被卡住后相当于纯电阻． 【解答】 解：A、副线圈电路中标有 “36V，360W”电动机正常工作， 所以副线圈电流为： I2= =10A， 变压器原、副线圈匝数比为 1： 2， 根据电流与匝数成反比得电流表的示数为 20A，故 A 错误； B、副线圈电路中标有 “36V，360W”电动机正常工作，所以副线圈电压为： U2=36V， 根据电压比等于匝数之比，所以原线圈所加交变电压的有效值为 18V，故 B 正确； C、电动机正常工作时的输出功率为： P=UI2﹣ r=360﹣（ 10） 2×0.6=300W，故 C 正确； D、若电动机由于机械故障被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路， 则电流为： I′= =60A，所以电动机的发热功率为 P′=I′2r=2160W，故 D 错误； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 故选： BC． 7．空间中某一静电场的电势 φ在 x 轴上的分布情况如图所示，其中 x0﹣x1=x2﹣x0．下列说法中正 确的是（ ） A．空间中各点的场强方向均与 x 轴垂直 B．电荷在 x1 处和 x2 处受到的电场力相同 C．正电荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电势能减小 D．负电荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电场力先做负功后做正功 【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度． 【分析】根据图象可知电势 φ与 x 成线性关系，说明电场强度的方向与 x 轴成锐角，又有电势与 电势差的关系 U=φ1﹣ φ2，可得 u=E△x，满足电势差与电场强度的关系，即电场为匀强电场，电场 力 F=qE，电场力做正功电势能减少． 【解答】解： A，由图可知，沿 x 轴方向电场的电势降低，说明沿 x 方向电场强度的分量不为 0， 所以空间中各点的场强方向均不与 x 轴垂直．故 A 错误； B、由图可知，沿 x 方向电势 φ均匀减小，又有电势与电势差的关系 U=φ1﹣ φ2，可得 u=E△x，满 足电势差与电场强度的关系，即电场为匀强电场，电场力 F=qE，所以电荷在 x1 处和 x2 处受到的电 场力相同．故 B 正确； C、由图可知，沿 x 方向电势 φ均匀减小，所以正电荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电势能 减小．故 C 正确； D、由图可知，沿 x 方向电势 φ均匀减小，负电荷受到的电场力的方向与 x 方向相反，所以负电 荷沿 x 轴从 x1 处移到 x2 处的过程中，电场力始终做负功．故 D 错误． 故选： BC 8．如图（ a）、（ b）所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A的电阻，接 通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．在电路（ a）中，断开 S， A 将渐渐变暗 B．在电路（ a）中，断开 S， A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路（ b）中，断开 S， A 将渐渐变暗 D．在电路（ b）中，断开 S， A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 【考点】自感现象和自感系数． 【分析】电感总是阻碍电流的变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向 相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小， 并与灯泡构成电路回路． 【解答】解： A、 B、在电路 a 中，断开 S，由于线圈阻碍电流变小，导致 A 将逐渐变暗．故 A 正 确， B 错误； C、D、在电路 b 中，由于电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电 流小，断开 S 时，由于线圈阻碍电流变小，导致 A 将变得更亮，然后逐渐变暗．故 C错误， D 正 确． 故选： AD． 二、解答题（共 4 小题，满分 47 分） 9．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数， 某小组设计了如图甲所示的实验装置， 其中挡板 可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为 h，O1、O2、A、B、C 点在同一水平直线 上．已知重力加速度为 g，空气阻力可忽略不计． 实验过程： 挡板固定在 O1点， 推动滑块压缩弹簧， 滑块移到 A 处，测量 O1A 的距离， 如图甲所示． 滑 块由静止释放，落在水平面上的 P 点，测出 P 点到桌面右端的水平距离为 x1． 实验过程二：将挡板的固定点移到距 O1 点电距离为 d 的 O2点．如图乙所示，推动滑块压缩弹簧， 滑块移到 C 处，使 O2C 的距离与 O1A 的距离相等．滑块由静止释放，落在水平面上的 Q点，测出 Q 点到桌面右端的水平距离为 x2． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （1）为完成本实验，下列说法中正确的是 C ． A．必须测出小滑块的质量 B．必须测出弹簧的劲度系数 C．弹簧的压缩量不能太小 D．必须测出弹簧的原长 （2）写出动摩擦因数的表达式 μ= （用题中所给物理量的符号表示） （3）小红在进行实验过程二时， 发现滑块未能滑出桌面． 为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦 因数，还需测量的物理量是 滑块停止滑动的位置到 B 点的距离 ． （4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从 E 离桌面到落地的时间，也可测出小 滑块与水平桌面间的动摩擦因数． 此实验方案 不可行 （选填 “可行 ”或 “不可行 ”），理由是 滑 块在空中飞行时间很短，难以把握计时起点和终点，秒表测时间误差较大 ． 【考点】探究影响摩擦力的大小的因素． 【分析】从实验操作的步骤可知，两种情况下弹簧做的功相等，物块滑出桌面时的动能是弹簧做 功与摩擦力做功的和；求出滑块滑过不同距离下的摩擦力做的功，即可求出摩擦力的大小与摩擦 因数的大小． 【解答】解： （1、2）滑块离开桌面后做平抛运动，平抛运动的时间： t= 滑块飞行的距离： x=v?t 所以滑块第 1 次离开桌面时的速度： v1=x1? ⋯① 滑块第 2 次离开桌面时的速度： v2=x2? ⋯② 滑块第 1 次滑动的过程中，弹簧的弹力和摩擦力做功，设弹簧做的功是 W1，AB 之间的距离是 x， 则： W1﹣μmg?x= m ⋯③ 滑块第 1 次滑动的过程中， W1﹣μmg?（x+d） ⋯④ 联立 ①②③④ 可得： μmg?d= m（ ﹣ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 即： μ= 可知，要测定摩擦因数，与弹簧的长度、弹簧的劲度系数、以及滑块的质量都无关．要想让滑块 顺利画出桌面，弹簧的压缩量不能太小．故 C正确． 故选： C （3）在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面，则可以认为滑块的末速度是 0．为了测量小 滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需要测量出滑块停止滑动的位置到 B 点的距离． （4）改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间， 来测定小滑块与水平桌面间的动摩擦因数． 此 实验方案是不可行的， 原因是 滑块在空中飞行时间很短， 难以把握计时起点和终点， 秒表测时间 误差较大． 故答案为： （1）C；（2） ；（3）滑块停止滑动的位置到 B 点的距离； （ 4）不可行，滑块在 空中飞行时间很短，难以把握计时起点和终点，秒表测时间误差较大． 10．为了测量某电流表 A的内阻（量程为 50mA，内阻约 10Ω），提供的实验器材有： A．直流电压表 V（0～3V，内阻约 6kΩ） B．定值电阻 R1（ 5.0Ω 1A） C．定值电阻 R2（50.0Ω 0.1A） D．滑动变阻器 R（0～5Ω 2A） E．直流电源 E（3V，内阻很小） F．导线、电键若干 （1）实验中定值电阻 R．应选用 （选填 “R1”或 “R2”）； （2）在如图虚线框内将实验电路原理图画完整； （3）某同学在实验中测出 7 组对应的数据（见表） ： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.80 1.18 1.68 1.78 1.98 2.36 2.70 I/mA 14.0 20.0 24.0 30.0 24.0 40.0 46.0 请在图示坐标中描点作出 U﹣﹣ I 图线．由图象可知，表中第 3、5 次实验数据有错误，此电流 表的电阻为 8.7 Ω． 【考点】伏安法测电阻． 【分析】不能将电压表直接接在电流表两端，应将电流表与定值电阻串联后再与电压表并联，滑 动变阻器阻值太小，应用分压式接法． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解答】解： （1）、根据欧姆定律，若能使电流表电流达到满偏电流，则电阻应为 R= = × Ω=60Ω，故应将电流表与 串联使用． （2）、因滑动变阻器阻值远小于待测电阻值，故变阻器应用分压式，电路图如图所示． （3）、根据图示坐标描出的 I﹣U 图象如图所示． 由图象可知对应横坐标为 24mA 的两组数据有错误，即表中第 3、5 次实验数据有错误．次电流表 内阻为 r= ﹣ = ×1000Ω﹣50Ω=8.7Ω 故答案为（ 1） ，（ 2）如图， （3）如图， 3、5，8.7 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 11．同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置．图中水平放置的底 板上竖直地固定有 M 板和 N 板． M 板上部有一半径为 R 的 圆弧形的粗糙轨道， P 为最高点， Q 为最低点， Q 点处的切线水平，距底板高为 H． N 板上固定有三个圆环．将质量为 m 的小球从 P 处静止释放， 小球运动至 Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中心， 落到底板上距 Q 水平距离为 L 处．不 考虑空气阻力，重力加速度为 g．求： （1）距 Q 水平距离为 的圆环中心到底板的高度； （2）小球运动到 Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向； （3）摩擦力对小球做的功． 【考点】向心力；平抛运动． 【分析】 （1）根据平抛运动的特点，将运动分解即可求出； （2）根据平抛运动的特点，即可求出小球运动到 Q 点时速度的大小；在 Q 点小球受到的支持力 与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出小球受到的支持力的大小；最后有牛顿第三 定律说明对轨道压力的大小和方向； （3）小球从 P 到 Q 的过程中，重力与摩擦力做功，由功能关系即可求出摩擦力对小球做的功． 【解答】解： （1）小球从 Q 抛出后运动的时间： ① 水平位移： L=vQ?t ② 小球运动到距 Q 水平距离为 的位置时的时间： ③ 此过程中小球下降的高度： h= ④ 联立以上公式可得： h= 圆环中心到底板的高度为： H﹣ = ； （2）由 ①② 得小球到达 Q 点的速度： ⑤ 在 Q 点小球受到的支持力与重力的合力提供向心力，得： ⑥ 联立 ⑤⑥ 得： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 由牛顿第三定律可得，小球对轨道的压力的大小： mg（1+ ） 方向：竖直向下 （3）小球从 P 到 Q 的过程中，重力与摩擦力做功，由功能关系得： mgR+Wf= ⑦ 联立 ⑥⑦ 得： Wf=mg（ ） 答：（1）到底板的高度： ； （2）小球的速度的大小： 小球对轨道的压力的大小： mg（1+ ） 方向：竖直 向下； （3）摩擦力对小球做的功： mg（ ）． 12．如图所示，水平放置的平行金属板 M、N 间距为 R，板长为 2R，其中心线为 O1O2．左侧有 一以 O 为圆心、 半径为 R 的虚线圆， O、O1、O2 在同一水平线上， OO1=R．虚线圆内存在匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向外（图中未画出） ．平行金属板右侧距两板右端 2R 处有一竖直荧光屏．虚线 圆周上有点 P，PO垂直于 O1O2．位于 P 点的粒子放射源，在纸面内向各个方向磁场释放出速率为 v0、电荷量为 q、质量为 m 的带正电粒子，粒子在磁场中运动的轨道半径刚好也是 R．若在 M、N 两板间加上某一恒定电压，发现屏上只有一个亮点 Q（图中未画出） ．不计平行金属板两端的边缘 效应及粒子的重力． （1）求磁场磁感应强度 B 的大小； （2）推证所有粒子出磁场时的速度方向均与 O1O2 平行； （3）求粒子从 P到 Q 所用的时间； （4）求两板间恒定电压 U 的大小． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】 （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由几何知识得到轨迹半径， 由牛顿第二定律求解磁感应强度的大小； （2）粒子运动 周期时间，求得周期，即可求出粒子在磁场中运动的时间； （3）粒子在平行板间做类平抛运动， 应用类平抛运动规律与动能定理可以求出速度与 L 间的关系． 【解答】解： （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆周运动的半径为 R，由牛顿第二定律得： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ qv0B=m ， 解得： B= ； （2）任意做出粒子的一个国际圆 O′，交磁场圆与 H，如图 1，因两个圆的半径相等， 所以 POHO′S 是菱形， HO′∥PO，粒子的速度与 HO′垂直，也就与 O1O2平行． （3）荧光屏上只有一个亮点， 说明打在屏上的两种必须紧靠左侧上边缘射入， 从另一个极板的边 缘射出电场． ①若 UM＞UN，粒子的轨迹如图 2，由几何关系得： Rcosα=0.5R 得： α=30° ∠PO′S=150° 粒子在磁场中运动的时间： 粒子从出磁场到进入磁场的距离： x=R（1﹣sin30°） =0.5R 使用的时间： 粒子在电场中运动的时间： 粒子从出电场到屏的时间： 总时间： ②若 UM＜UN 粒子运动的轨迹如图 3，由几何关系得： ∠ PO′S=30° 粒子在磁场中运动的时间： 粒子运动的总时间： （4）粒子在两板之间运动时，有： 又： qE=ma， 联立解得： 答：（1）磁场磁感应强度 B 的大小是 ； （2）证明见前； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （3）粒子从 P 到 Q 所用的时间是 或 ； （4）两板间恒定电压 U 的大小是 ． [物理 -- 物理 3-3] 13．关于扩散现象，下来说法正确的是（ ） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 【考点】扩散． 【分析】扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象，速率与 物质的浓度梯度成正比．扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象，主要是由于密度差引起 的．扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动． 【解答】解： A、温度越高，分子热运动越激烈，所以扩散进行得越快，故 A 正确； B、扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，没有产生新的物质，是物理现象，故 B 错误； CD、扩散现象是由物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象， 可以在固体、 液体、 气体中产生， 扩散速度与温度和物质的种类有关，故 CD 正确； E、液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的，故 E 错误． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 故选： ACD． 14．如图，一粗细均匀的 U 形管竖直放置， A 侧上端封闭， B侧上端与大气相通，下端开口处开 关 K 关闭， A侧空气柱的长度为 l=10.0cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h=3.0cm．现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h1=10.0cm 时将开关 K 关闭．已知大气压强 p0=75.0cmHg． （i）求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度； （ii）此后再向 B 侧注入水银， 使 A、B 两侧的水银面达到同一高度， 求注入的水银在管内的长度． 【考点】理想气体的状态方程． 【分析】 （i）在同一段水银柱中，同一高度压强相等；先计算出 A 侧气体的初状态气压和末状态 气压，然后根据玻意耳定律列式求解； （ii）两侧水银面等高后，根据玻意耳定律求解气体的体积；比较两个状态，结合几何关系得到第 二次注入的水银柱的长度． 【解答】解：（i）以 cmHg 为压强单位．设 A 侧空气柱长度 l=10.0cm 时压强为 p，当两侧的水银面 的高度差为 h1=10.0cm 时，空气柱的长度为 l1，压强为 p1，由玻意耳定律，有： pl=p1l1 ① 由力学平衡条件，有： p=p0+h ② 打开开关放出水银的过程中， B 侧水银面处的压强始终为 p0，而 A 侧水银面处的压强随空气柱长 度的增加逐渐减小， B、A 两侧水银面的高度差也随着减小，直至 B 侧水银面低于 A 侧水银面 h1 为止，由力学平衡条件，有： p1=p0﹣h1 ③ 联立 ①②③ ，并代入题目数据，有： l1=12cm ④ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （ii）当 A、B 两侧的水银面达到同一高度时，设 A 侧空气柱的长度为 l2，压强为 P2，由玻意耳定 律，有： pl=p2l2 ⑤ 由力学平衡条件有： p2=p0 ⑥ 联立 ②⑤⑥ 式，并代入题目数据，有： l2=10.4cm ⑦ 设注入水银在管内的长度为 △h，依题意，有： △h=2（l1﹣l2）+h1 ⑧ 联立 ④⑦⑧ 式，并代入题目数据，有： △h=13.2cm 答：（i）放出部分水银后 A 侧空气柱的长度为 12cm； （ii）注入的水银在管内的长度为 13.2cm． [物理 -- 物理 3-4] 15．一列简谐横波沿 x 轴传播，图甲是 t=1s 时的波形图，图乙是 x=3m 处质点的振动图象，则该 波的传播速度为 2 m/s，传播方向为 x 轴负方向 （选填 “x 轴正方向 ”，“x 轴负方向 ”） 【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系． 【分析】根据振动图象得出波的周期，根据波动图象得出波长，从而求出波速．根据质点的振动 方向，运用上下坡法得出波的传播方向． 【解答】解：由波动图象知，波长为 4m，由振动图象知，周期为 2s，则波的传播速度 v= ． x=3m 处的质点在 t=1s 时向上振动，根据上下坡法知， x=3m 处的质点处于下坡，则波沿﹣ x 轴方 向传播． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 故答案为： 2，x 轴负方向； 16．如图所示， 一根长直棒 AB 竖直地插入水平池底， 水深 a=0.8m，棒露出水面部分的长度 b=0.6m， 太阳光斜射到水面上，与水面夹角 α=37°，已知水的折射率 n= ，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： ①太阳光射入水中的折射角 β； ②棒在池底的影长 l． 【考点】光的折射定律． 【分析】 ①由图知太阳光射入水中的入射角为 90°﹣α，根据折射定律求解折射角 β． ②由数学知识求解棒在池底的影长 l． 【解答】解： ①设折射角为 β，则由折射定律得： 代入得： = 代入数据解得： β=37° ②由数学知识得影长为： l=b?tan（90°﹣α）+a?tanβ 代入数据解得： l=1.4m 答： ①太阳光射入水中的折射角 β是 37°； ②棒在池底的影长 l 是 1.4m． [物理 -- 物理 3-5] 17．放射性元素的原子核在 α衰变或 β衰变生成新原子核时， 往往会同时伴随 γ 辐射． 已知 A、 B 两种放射性元素的半衰期分别为 T1 和 T2，经过 t=T1?T2 时间后测得这两种放射性元素的质量相等， 那么它们原来的质量之比 mA：mB= ： ． 【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；天然放射现象． 【分析】 放射性元素的原子核在 α衰变或 β衰变生成新原子核时， 往往以 γ光子的形式释放能量， 即伴随 γ辐射． 根据半衰期的定义得出原来的质量之比． 【解答】解：放射性元素的原子核在 α衰变或 β衰变生成新原子核时，往往以 γ光子的形式释放 能量，即伴随 γ辐射； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 根据半衰期的定义，经过 t=T1? T2 时间后剩下的放射性元素的质量相同，则 = ， 故 mA： mB=2T2 ：2T1 ． 故答案为： γ，2T2 ：2T1 ． 18．如图所示，质量 M=4kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的 自由端 C到滑板左端的距离 L=0.5m，这段滑板与木块 A（可视为质点）之间的动摩擦因数 μ=0.2， 而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑． 小木块 A 以速度 v0=10m/s 由滑板 B 左 端开始沿滑板 B 表面向右运动．已知木块 A 的质量 m=1kg，g 取 10m/s2 ．求： （1）弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度； （2）木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能． 【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律． 【分析】 （1）A、B 组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可以 求出木块 A 的速度． （2）在整个过程中，系统机械能守恒，由能量守恒定律（或机械能守恒定律）可以求出弹簧的弹 性势能． 【解答】解： （1）弹簧被压缩到最短时，木块 A 与滑板 B 具有相同的速度， 设为 v，从木块 A 开始沿滑板 B 表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中， A、 B 系统的动量守恒： mv0=（M+m） v 解得 v= v0． 代入数据得木块 A 的速度 v=2 m/s． （2）木块 A 压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大．由能量关系， 最大弹性势能 Ep= mv0 2 ﹣ （m+M）v2 ﹣μmgL 代入数据得 Ep=39 J． 答：（1）弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度为 2m/s； （2）木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为 39J． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 2016 年 6 月 13 日