精品解析：2021届浙江省十校联盟高三下学期寒假返校联考物理试题

浙江省十校联盟2021届高三寒假返校联考 物理试题卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.可能用到的相关公式或参数： 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 电阻率是用来表示不同物质材料电阻特性的物理量，某种材料制成的长为米，横截面积为平方米的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。采用国际单位制中基本单位来表示电阻率的单位，以下正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 关于物理量的定义有很多种方式，比值法定义是其中比较广泛的一种，下列物理量及对应的式子不是按比值法定义给出的是（　　） A. 功率 B. 磁感应强度 C. 加速度 D. 电流强度 3. 关于物理学史，以下说法不正确的是（　　） A. 牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因 B. 法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场 C. 卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 4. 小金开车在石村村口A处停了一会，接着由静止开始匀加速直线行驶，途经B、C、D、E四个石墩，如图所示。已知B到C、C到D、D到E的时间相等，BC间距离为4m，CD间距离为6m，根据以上信息，以下说法正确的是（　　） A. 可以求出汽车通过C点时的速度大小 B. 可以求出汽车的加速度大小 C. 可以求得汽车在AB之间的行驶时间 D. 可以求得AE之间的距离 5. 小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，大小都为F，则下列说法中正确的是（　　） A. 不管θ为何值， B. 当θ为30°时，F=mg C. 当θ=45°时，F=mg D. θ越大时，F越大 6. 科学家在某行星表面做了一个斜抛实验，得到质量为m=1 kg的物体离行星表面高度h随时间t的变化关系，如图所示，已知万有引力常量为G，物体只受万有引力，不考虑行星自转的影响，则可以求出（　　） A. 该行星的第一宇宙速度 B. 该行星的质量 C. 物体在该行星表面受到的万有引力大小 D. 物体落到行星表面的速度大小 7. 两个额定电压相等的小灯泡L1、L2接在理想变压器原副线圈两边，如图所示，当输入电压U为小灯泡额定电压8倍时，两小灯泡L1、L2恰好正常发光。以下说法正确的是（ ） A. 原、副线圈匝数之比为8：1 B. 原、副线圈电流之比为7：1 C. 原、副线圈电压之比为1：8 D. 此时L1和L2的电功率之比为1：7 8. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，利用压敏电阻我们可以设计一个电路来判断升降机的运动情况，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个绝缘物块。0—t1时间内升降机停在某楼层处，从t1时刻开始运动，电流表中电流随时间变化的情况如图所示，下列判断正确的是（　　） A. t1-t2时间内，升降机可能先加速下降后减速下降 B. t2-t3时间内，升降机处于静止状态 C t3-t4时间内，升降机处于超重状态 D. t1后，如果升降机是向上运动的，则经历了加速、匀速、减速，最后停在较高的楼层处 9. 通电导线周围某点的磁感应强度B与导线中电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根相距为R的平行长直导线，通以大小分别为2I、I，方向相同的电流．规定磁场方向垂直纸面向里为正，在Ox坐标轴上磁感应强度B随x变化的图线可能是 A. B. C. D. 10. 老吴在电器商场买了一只手机，说明书上写着最长待机时间为80 h，拆开手机后盖，可以看到手机电池板上的说明如图所示，以下判断电池正确的是（　　） A. 该手机长期待机时消耗的电功率0.0925 W B. 该电池的电动势为4.2 V C. 电池板充满电时的最大电能为7.4 kJ D. 电池板充电效率为70% 11. 王师傅给孙子做了一个抛物线状圆管滑梯轨道AB，如图所示，该轨道正好与物体P的平抛轨迹相吻合，已知物体P以3m/s水平抛出，水平射程为1.2m。现将一个小球Q从轨道最高点A无初速释放，小球Q的直径略小于圆管直径，不计摩擦，则小球Q滑到轨道底端B时的水平速度大小是（　　） A. 1.2m/s B. 1.8m/s C. 2.4m/s D. 3m/s 12. 如图，两个正六边形共面平行，A是六边形正中心，在A处有一个场源点电荷，假如无穷远处有电荷量分别为+q1、+q2的两个试探电荷，现把它们分别移至B、C两点，此过程中，克服电场力做功相等。下列说法正确的是（　　） A. B、C两点电势相等 B. q1＜q2 C. 若把场源电荷的电量增大，再将+q1、+q2从无穷远移至B、C两点，则电场力做功不相等 D. 撤去+q1、+q2，将另一个负试探电荷由B移到C，其电势能将减小 13. 如图，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现给物体一个沿斜面向下的力F，物体机械能随位移的变化如图所示，物体与斜面间动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（　　） A. 0-x2过程中，力F先增大后减小 B. 0-x1过程中，拉力F做的功为 C. 0-x2过程中，物体动能增加 D. 0-x3过程中，物体先加速后减速再匀速 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分、选对但不全的得1分，有选错的得0分） 14. 对下列现象解释正确的是（　　） A. 图甲的原理和照相机镜头表面镀增透膜的原理相同 B. 图乙的原理和门镜（透过门镜可以看到门外较宽阔的范围）的原理相同 C. 图丙的原理和B超的原理相同 D. 图丁的原理和干涉法检查光学平面平整度的原理相同 15. 如图为LC振荡电路在t = 0时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束，电磁振荡的周期T = 0.8s，下列说法正确的是（ ） A. t = 0.1s时，线圈中的自感电动势在增大 B t = 0.3s时，电场方向向下，电场强度大小逐渐减小 C. t = 0.5s时，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小 D. t = 5.68s时，电路中电流正在增大，极板带电量在减小 16. 某天然放射性元素，其原子核A连续经过3次α衰变，生成原子核B。已知原子核A的比结合能为E1，质量数为m，原子核B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，不计反应前后各原子核的动能，每次衰变均以γ光子向外辐射能量。则下列说法正确的是（　　） A. B核在元素周期表的位置比A核前移6位 B. 原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能 C. 释放出γ光子的总能量为12E3+（m-12）E2-mE1 D. 各次衰变都遵循电荷守恒和质量守恒 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 17. （1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中: ①图甲、图乙所示是两组同学在平衡摩擦力时对相关器材的安装及操作情况，图甲中轨道一端被垫高了，图乙中挂了空桶，其中较为合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。 ②保持桶和桶内物体的总质量一定，改变小车m的质量根据实验数据画出a-图象，如图丙所示，则图线斜率与重力加速度g的比值表示的物理意义是___________，该比值的数值为___________。（g取10 m/s2，结果保留两位小数） （2）关于上述装置，以下说法正确的是___________。 A．用此装置“探究小车速度随时间变化的规律”时，不需要平衡摩擦力 B．用此装置“探究小车速度随时间变化的规律”时，要求小车的质量远大于桶和桶内物体的总质量 C．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，要求小车的质量远大于桶和桶内物体的总质量 D．用此装置，平衡摩擦力后，可以做“验证小车机械能守恒定律”的实验 18. 某实验小组合作完成了一系列测电阻的实验： （1）小王同学用多用电表测量电阻，操作过程如图所示，下列说法正确的是___________ A.图甲，欧姆调零过程中，红黑表笔短接，手直接接触表笔，对调零结果无影响 B.图乙，测量灯泡电阻，测量结果会比真实值小 C.图丙利用图示旋钮进行机械调零 D.图丁，实验完成后，选择开关调至图示直流电压最高挡 （2）小李同学测量了某未知元件电阻，他先将选择开关打到“×100Ω”，测量发现指针偏角太大，则他应将选择开关打到__________（选填“×10Ω”或“×1Ω”），欧姆调零后再次测量，示数如图戊所示，则该元件电阻为___________Ω。 （3）小陈同学用如图己所示的电路，测量了标有“2.5V，1.5W”的小灯泡在不同发光程度下的电阻，请在图己上用细线代替导线，将电路连接完整______________。 19. 粮食安全是社会稳定的压舱石，我们国家一直高度重视，并提倡“厉行节约，反对浪费”。如图甲为某粮库运送粮食的传送带，图乙是其简化图，该传送带以速度v0=2m/s匀速传送，倾斜段AB长为20m，与水平面夹角θ=30°。将一谷粒由A点静止释放，谷粒将随传送带向上运动，观察发现谷粒向上运动2m后与传送带相对静止。已知每颗谷粒的质量约为m=0.04g，不考虑谷粒滚动，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。 （1）谷粒匀速运动时受到摩擦力大小和方向； （2）谷粒在倾斜段AB运动的总时间是多少，谷粒与传送带间的动摩擦系数μ1多大； （3）大量谷粒将自然堆成圆锥状，观察发现，谷堆越高，相应占地面积越大，测量某个谷堆，谷堆高为3m，占地面积约为16πm2，由此可以估算谷粒与谷粒之间动摩擦系数μ2多大。 20. 特种机器人越来越多地参与高强度高风险的应急救援，应用5G虚拟现实技术还可以事先建模推演。如图是某次模拟行动的示意图，云梯平台离地高为h=20m，云梯顶有一段可视为圆弧的半径R=2m的光滑轨道AB，B点恰好在平台边缘。机器人在A处获得初动能后沿轨道下滑，在B点以v0=12m/s水平飞出，细柱状建筑物与平台边缘的水平距离L=32m。机器人可看作m=80kg的质点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 (1)机器人在B点时对轨道的作用力大小和方向； (2)若机器人从B点飞出1.6s后控制系统提示无法到达建筑物，于是机器人立即朝建筑物发射特制轻质钢丝绳，钢丝绳沿直线迅速到达建筑物并固定在某点Q（即从钢丝绳发射到固定时间忽略不计），且钢丝绳的运动方好垂直机器人速度方向，之后机器人绕Q点做圆周运动并顺利到达建筑物，求机器人到达建筑物时离地的高度（不计钢丝绳的形变）； (3)机器人在B点以v0=12m/s飞出后，按照（2）的方式，可择机朝建筑物Q在同一竖直线上发射钢丝绳若机器人到达建筑物时不作停留，立即脱离钢丝绳继续向前运动，最终落到水平地面，假设建筑物足够高，欲使落地点与建筑物水平距离s最大，则机器人到达建筑物时的离地高度为多少？并求出s的最大值。 21. 某同学设计了一款电动玩具，其简化模型如图所示，间距为L的平行长直轨道固定于水平桌面上，轨道的NO、N′O′段用绝缘材料制成，其余部分均为导电材料，连接处平滑。轨道左端接有电动势为E、内阻不计的直流电源，左侧矩形区域MNN′M′内有垂直桌面向上、磁感应强度为B1（大小可调节）的匀强磁场，轨道的右侧区域有垂直于桌面向上、磁感应强度为B2（大小已知）的匀强磁场初始时金属棒ab静置于MM′右侧某处，金属棒cd静置于PP′右侧某处（PP′右侧轨道足够长）。两棒的质量均为m，接入电路中的电阻均为R，金属棒与轨道接触良好，其余电阻均不计。棒ab在MNN′M′区域运动时受到恒定阻力f0，棒cd在PP′右侧区域运动时会受到大小与速率成正比的摩擦阻力f=kv（其中），两棒在区域NPP′N′运动时无摩擦阻力。调节磁场B1，将开关闭合，棒ab将从静止开始加速，并在进入绝缘段前达到匀速。 （1）若金属棒ab刚越过OO′时的速度为v0（为已知量），求此刻两棒的加速度大小； （2）接小题（1），当棒ab从OO′向右运动x0时（x0为已知量，未越过PP′），两棒速度恰好相等，求此时两棒的速度大小； （3）磁感应强度B1调到多大时，棒ab在进入绝缘段前速度会有最大值?求出相应的最大速度。 22. 如图所示，以O为原点建立平面直角坐标系xOy，在x ≥ 0、0 ≤ y ≤ L的区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。原点O处有一个粒子源，能连续放出质量为m、电量为q的正离子，正离子只射向第一象限，入射方向与 + x轴的夹角θ可在0 ~ 调节，正离子的速率可在0到最大值的范围内调节。不计离子之间的相互作用，也不计离子的重力。 （1）若，粒子源发出各种速率的正离子，求正离子打到x轴上的范围； （2）若，粒子源单位时间内共放出N个速率为0 ~ vm正离子，且离子数量按速率均匀分布；如果在磁场边界y = L取一点P，OP与 + x轴夹角，沿OP线段放置一收集板S1（粒子到板即被吸收，不反弹），求这些正离子对收集板S1的垂直冲击力； （3）若粒子源在之间连续放出速率均为的正离子，而且离子数量按角度均匀分布，如果在x轴上放置一块长为L可沿x轴平移的收集板S2（此时磁场内已无S1），求收集板S2的收集率与板左端坐标x的定量关系。（可类似如“，其中形式表示”；或用反正弦函数表示。） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浙江省十校联盟2021届高三寒假返校联考 物理试题卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.可能用到的相关公式或参数： 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 电阻率是用来表示不同物质材料电阻特性的物理量，某种材料制成的长为米，横截面积为平方米的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。采用国际单位制中基本单位来表示电阻率的单位，以下正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由 可知，材料的电阻率在数值上等于这种材料做成的长1m、横截面积为1m2的导体的电阻 由 则 又 则 位移、长度单位为m，截面积单位为m2，力的单位 ，电流的单位是A，时间的单位是s，可知电阻率ρ的单位为 故选B。 2. 关于物理量的定义有很多种方式，比值法定义是其中比较广泛的一种，下列物理量及对应的式子不是按比值法定义给出的是（　　） A. 功率 B. 磁感应强度 C. 加速度 D. 电流强度 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．功率的大小与做功的多少以及做功的时间无直接关系，所以 属于比值定义法，故A正确； B．磁感应强度与放入磁场中的电流元无关。所以 属于比值定义法，故B正确； C．加速度 是牛顿第二定律的表达式，物体的加速度与物体受到的合外力成正比，与物体的质量成反比，是比值定义法，故C错误； D．电流公式 中，电流的大小与通过横截面的电荷量无关，与时间无关，所以是比值定义法，故D正确。 故选C。 3. 关于物理学史，以下说法不正确的是（　　） A. 牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因 B. 法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场 C. 卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因， A错误； B．根据物理学史可知，法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场，B正确； C．根据物理学史可知，在1909年，物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验后，根据实验结果提出了原子核式结构模型，C正确； D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确。 本题选不正确的，故选A。 4. 小金开车在石村村口A处停了一会，接着由静止开始匀加速直线行驶，途经B、C、D、E四个石墩，如图所示。已知B到C、C到D、D到E的时间相等，BC间距离为4m，CD间距离为6m，根据以上信息，以下说法正确的是（　　） A. 可以求出汽车通过C点时的速度大小 B. 可以求出汽车的加速度大小 C. 可以求得汽车在AB之间的行驶时间 D. 可以求得AE之间的距离 【答案】D 【解析】 【详解】设A到B的时间为t，B到C、C到D、D到E的时间均为T，汽车的加速度大小为a，则根据匀变速直线运动规律的推论可得 ① ② 根据初速为零的匀加速直线运动位移公式可得 ③ ④ 根据匀加速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知汽车通过C点时的速度大小为 ⑤ 联立①②③④可得 所以AE之间的距离为 由于T未知，所以无法求得vB、a以及t，故ABC错误，D正确。 故选D。 5. 小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，大小都为F，则下列说法中正确的是（　　） A. 不管θ为何值， B. 当θ为30°时，F=mg C. 当θ=45°时，F=mg D. θ越大时，F越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由题可知小陶、小盛的手臂对水桶的拉力大小为F，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，根据对称性可知，结合平衡条件得 解得 当θ＝0°时，cosθ值最大，则；当θ＝30°时，；当θ＝45°时，；当θ为60°时， ；当θ越大时，则F越大；故ABC错误，D正确； 故选：D。 6. 科学家在某行星表面做了一个斜抛实验，得到质量为m=1 kg的物体离行星表面高度h随时间t的变化关系，如图所示，已知万有引力常量为G，物体只受万有引力，不考虑行星自转的影响，则可以求出（　　） A. 该行星的第一宇宙速度 B. 该行星的质量 C. 物体在该行星表面受到的万有引力大小 D. 物体落到行星表面的速度大小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．物体做斜抛运动，物体通过最高点后，在竖直方向上做自由落体运动，分析图象可知 根据 解得 物体在行星表面受到的重力等于万有引 解得行星的质量 因为行星半径未知，行星的质量无法求出；根据重力提供向心力可知 解得行星的第一宇宙速度 行星半径未知，第一宇宙速度无法求出，故AB错误； C．物体受到行星的万有引力的大小为等于重力，故 故C正确； D．物体做斜抛运动，落地速度 由于水平方向分速度未知，则落地速度未知，故D错误。 故选C。 7. 两个额定电压相等的小灯泡L1、L2接在理想变压器原副线圈两边，如图所示，当输入电压U为小灯泡额定电压8倍时，两小灯泡L1、L2恰好正常发光。以下说法正确的是（ ） A. 原、副线圈匝数之比为8：1 B. 原、副线圈电流之比为7：1 C. 原、副线圈电压之比为1：8 D. 此时L1和L2的电功率之比为1：7 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABC．由电路图可知，小灯泡的额定电压等于U2，则根据题意有 U1= 8U2 - U2 由原副线圈的电压、电流与匝数比的关系有 ABC错误； D．根据功率的计算公式有 P = UI， D正确。 故选D。 8. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，利用压敏电阻我们可以设计一个电路来判断升降机的运动情况，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个绝缘物块。0—t1时间内升降机停在某楼层处，从t1时刻开始运动，电流表中电流随时间变化的情况如图所示，下列判断正确的是（　　） A. t1-t2时间内，升降机可能先加速下降后减速下降 B. t2-t3时间内，升降机处于静止状态 C. t3-t4时间内，升降机处于超重状态 D. t1后，如果升降机是向上运动的，则经历了加速、匀速、减速，最后停在较高的楼层处 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．0至t1过程中，升降机处于静止状态，受力平衡； t1～t2时间内电路中电流I比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态，则此过程升降机一直加速下降，A错误； B．t2～t3时间内电路中电流I0等于升降机静止时的电流I0，由于t1～t2时间内升降机在加速运动，所以t2～t3时间内处于匀速运动状态，B错误； C．t3～t4时间内电路中电流I比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态，C正确； D．升降机从t1时刻开始向下加速、匀速、减速，最后停在较低的楼层处，D错误。 故选C。 9. 通电导线周围某点的磁感应强度B与导线中电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根相距为R的平行长直导线，通以大小分别为2I、I，方向相同的电流．规定磁场方向垂直纸面向里为正，在Ox坐标轴上磁感应强度B随x变化的图线可能是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知通电导线在周围产生的磁感应强度B=，在O-R区间磁感应强度叠加，设距离2I导线为x1处磁感应强度为零，则，解得，在r<时，B合=；在r>R时，B合=，根据右手螺旋定则可以判断磁感应强度的方向，所以选B. 【点睛】在电流所在处空间内，各点的磁感应强度是两个电流所产生的磁场的矢量和，根据右手安培定则，明确两个电流所产生的磁场，结合，即可选出正确图象；对于选择图象问题，只要找出函数关系，根据数学知识就可以正确选择． 考点：本题考查应用图像描述电流周围磁场的分布规律． 10. 老吴在电器商场买了一只手机，说明书上写着最长待机时间为80 h，拆开手机后盖，可以看到手机电池板上的说明如图所示，以下判断电池正确的是（　　） A. 该手机长期待机时消耗的电功率0.0925 W B. 该电池的电动势为4.2 V C. 电池板充满电时的最大电能为7.4 kJ D. 电池板充电效率为70% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．由图可知，电池的电动势为E=3.7V；充电电压为4.2V；该电源的容量（电量）为q=2000mA•h=2000×3.6C=7200C；最长待机时间为80h，则手机长期待机时的电流 手机长期待机时消耗电功率 故A正确，B错误； C．电池板充满电时的最大电能 故C错误； D．给电池板充电的效率除与充电电压有关外，还与充电电流的大小有关，已知充电电压与电池的电动势，不能求出充电的效率，故D错误。 故选A。 11. 王师傅给孙子做了一个抛物线状圆管滑梯轨道AB，如图所示，该轨道正好与物体P的平抛轨迹相吻合，已知物体P以3m/s水平抛出，水平射程为1.2m。现将一个小球Q从轨道最高点A无初速释放，小球Q的直径略小于圆管直径，不计摩擦，则小球Q滑到轨道底端B时的水平速度大小是（　　） A. 1.2m/s B. 1.8m/s C. 2.4m/s D. 3m/s 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】已知物体P以3m/s水平抛出，水平射程为1.2m，所以平抛的时间 所以下落高度 现将一个小球Q从轨道最高点A无初速释放，根据机械能守恒定律有 小球Q滑到轨道底端B时的速度大小 该轨道正好与物体P的平抛轨迹相吻合，小球Q滑到轨道底端B时的速度方向与水平方向的夹角正切值 解得α=53° 小球Q滑到轨道底端B时的水平速度大小 =4×0.6m/s=2.4m/s 故选C。 12. 如图，两个正六边形共面平行，A是六边形的正中心，在A处有一个场源点电荷，假如无穷远处有电荷量分别为+q1、+q2的两个试探电荷，现把它们分别移至B、C两点，此过程中，克服电场力做功相等。下列说法正确的是（　　） A. B、C两点电势相等 B. q1＜q2 C. 若把场源电荷的电量增大，再将+q1、+q2从无穷远移至B、C两点，则电场力做功不相等 D. 撤去+q1、+q2，将另一个负试探电荷由B移到C，其电势能将减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．A点为点电荷，故到A距离相同的地方电势相同，B到A与C到A距离不同，故BC电势不相等，故A错误； B．两个正点电荷从无限远处移动到BC过程中，克服电场力做功故A为正电荷 B距离A近 则 故B正确； C．场源电荷量增大BC位置的电势增大，克服静电力做功增大，但两者等比例增大，则 故C错误； D．负电荷由B至C电场力做负功，则电势能增加，故D错误。 故选B。 13. 如图，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现给物体一个沿斜面向下的力F，物体机械能随位移的变化如图所示，物体与斜面间动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（　　） A. 0-x2过程中，力F先增大后减小 B. 0-x1过程中，拉力F做的功为 C. 0-x2过程中，物体动能增加 D. 0-x3过程中，物体先加速后减速再匀速 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据功能关系可知E-x图像的斜率等于力F和摩擦力的合力，设为F合，0～x2的过程中机械能不断减小，说明F小于摩擦力，由于曲线斜率先增大后减小，说明F合先增大后减小，根据F合=f-F可知，因此F先变小后变大，故A错误； B．由能量守恒有， E1-E2=μmgcosθ•x1-WF 解得 WF=μmgcosθ•x1-E1+E2 故B错误； C．0～x2过程中，物体的机械能减少E1-E3，重力势能减少mgx2sinθ，物体动能增加 △Ek=mgx2sinθ-E1+E3 故C正确； D．根据图像可知，在x2～x3过程中，F=f，此过程中的加速度大小为a=gsinθ保持不变，所以物体在此过程中做匀加速直线运动，物体不可能做匀速直线运动，故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分、选对但不全的得1分，有选错的得0分） 14. 对下列现象解释正确的是（　　） A. 图甲的原理和照相机镜头表面镀增透膜的原理相同 B. 图乙原理和门镜（透过门镜可以看到门外较宽阔的范围）的原理相同 C. 图丙的原理和B超的原理相同 D. 图丁的原理和干涉法检查光学平面平整度的原理相同 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．全息照相应用的是光的干涉现象，镜头表面涂上增透膜是利用光的薄膜干涉，它们原理相同，A正确； B．图乙彩虹是光的折射现象，门镜也是利用光的折射，原理相同，B正确； C．夜视镜是红外线技术，而B超应用的是多普勒效应原理，它们的原理不相同，C错误； D．立体电影是应用光的偏振，与检查光学平面的平整程度是光的干涉现象，它们的原理不相同，D错误。 故选AB。 15. 如图为LC振荡电路在t = 0时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束，电磁振荡的周期T = 0.8s，下列说法正确的是（ ） A. t = 0.1s时，线圈中的自感电动势在增大 B. t = 0.3s时，电场方向向下，电场强度大小逐渐减小 C. t = 0.5s时，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小 D. t = 5.68s时，电路中电流正在增大，极板带电量在减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据题意画出此LC振荡电路的振荡电流的变化图像如图所示 结合图像，可知在t = 0.1s时，I—t图像的斜率在增大，则说明磁场的变化率在增大，则线圈中的自感电动势在增大，A正确； B．由I—t图像可知，从0.2s-0.4s，电流在增大，电容正在放电，则下极带正电，故在t = 0.3s时电场方向向上，电场强度减小，B错误； C．由I—t图像可知，从0.4s-0.6s，电流在减小，电容正在充电，则t = 0.5s时，电流在反向减小，则产生的磁感应强度方向向下，大小逐渐减小，C正确； D．因 ，由I—t图像可知，电路中电流正在减小，所以电容器处于充电过程，则极板带电量在增大，D错误。 故选AC。 16. 某天然放射性元素，其原子核A连续经过3次α衰变，生成原子核B。已知原子核A的比结合能为E1，质量数为m，原子核B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，不计反应前后各原子核的动能，每次衰变均以γ光子向外辐射能量。则下列说法正确的是（　　） A. B核在元素周期表的位置比A核前移6位 B. 原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能 C. 释放出γ光子的总能量为12E3+（m-12）E2-mE1 D. 各次衰变都遵循电荷守恒和质量守恒 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】设A核的质量数为m，其质子数为Z，α粒子的质量数为4，其质子数为2，静止原子核A经3次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子，核反应方程式 A．由核反应方程式，可知B核在元素周期表位置比A核前移6位，A正确； B． 比结合能越大原子核越稳固，由于核反应的过程中释放热量，生成物比反应物更稳固，所以原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能，B正确； C．A的结合能为 ，B的结合能为 ，根据能量守恒可得释放出γ光子的总能量为 C正确； D．各次衰变都遵循电荷数守恒和质量数守恒，D错误。 故选ABC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 17. （1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中: ①图甲、图乙所示是两组同学在平衡摩擦力时对相关器材的安装及操作情况，图甲中轨道一端被垫高了，图乙中挂了空桶，其中较为合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。 ②保持桶和桶内物体的总质量一定，改变小车m的质量根据实验数据画出a-图象，如图丙所示，则图线斜率与重力加速度g的比值表示的物理意义是___________，该比值的数值为___________。（g取10 m/s2，结果保留两位小数） （2）关于上述装置，以下说法正确的是___________。 A．用此装置“探究小车速度随时间变化的规律”时，不需要平衡摩擦力 B．用此装置“探究小车速度随时间变化的规律”时，要求小车的质量远大于桶和桶内物体的总质量 C．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，要求小车的质量远大于桶和桶内物体的总质量 D．用此装置，平衡摩擦力后，可以做“验证小车机械能守恒定律”的实验 【答案】 ①. 甲 ②. 桶和桶内物体的总质量 ③. 0.01kg ④. AC 【解析】 【分析】 【详解】(1)①[1]平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力。正确操作是将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，小车前面不挂任何物体，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力刚好，故甲合理。 ②[2][3]设桶及桶内物体的总质量为大M，根据牛顿第二定律 即 则 由图知 故 (2)[4]AB．探究小车速度随时间变化的规律时，只需要根据纸带求速度和加速度，故不要求平衡摩擦力，也不需要小车的质量远大于桶及桶内的物体的总质量，故A正确B错误。 C．在实验的过程中，我们认为绳子的拉力F等于桶和桶内物体的总重力mg，而实际上绳子的拉力 故要让绳子的拉力F，约等于桶和桶内物体的总重力mg,那么 即应该是m<<M。故“探究加速度与力、质量的关系时，要求小车的质量远大于桶和桶内物体的总质量。故C正确； D．无论是否平衡摩擦力，物体在运动过程中，摩擦力都要做功，故机械能不守恒。因而 不能用此装置做验证小车机械能守恒定律的实验，故D错误。 故选AC。 18. 某实验小组合作完成了一系列测电阻的实验： （1）小王同学用多用电表测量电阻，操作过程如图所示，下列说法正确的是___________ A.图甲，欧姆调零过程中，红黑表笔短接，手直接接触表笔，对调零结果无影响 B.图乙，测量灯泡电阻，测量结果会比真实值小 C.图丙利用图示旋钮进行机械调零 D.图丁，实验完成后，选择开关调至图示直流电压最高挡 （2）小李同学测量了某未知元件电阻，他先将选择开关打到“×100Ω”，测量发现指针偏角太大，则他应将选择开关打到__________（选填“×10Ω”或“×1Ω”），欧姆调零后再次测量，示数如图戊所示，则该元件电阻为___________Ω。 （3）小陈同学用如图己所示的电路，测量了标有“2.5V，1.5W”的小灯泡在不同发光程度下的电阻，请在图己上用细线代替导线，将电路连接完整______________。 【答案】 ①. AB ②. ×10Ω ③. 26 ④. 【解析】 【详解】(1)[1] A．欧姆调零时虽然接触了表笔，但表笔将人体短接，故人体电阻对调零无影响，故A正确； B．从图乙可以看出，测电阻时也跟手接接触了，这样测量的值是待测电阻与人体并联的总电阻，当然变小了，故B正确； C．机械调零是及螺丝刀旋动机械调零旋钮，图丙是是在进行欧姆调零，故C错误； D．实验完成后，选择开关调至交流电压最高挡或OFF挡，故D错误。 故选AB。 (2)[2]指针偏角太大，则示数太小，那么要增大示数，则需调小倍率，即改为“×10”倍率。 [3]调换后读得待测电阻Rx=2.6×10Ω=26Ω。 (3)[4]要测量“2.5V，1.5W”的小灯泡在不同发光程度下的电阻，则控制电路应采用分压接法，小灯泡是小电阻，电流表采用外接法，按此思路连接实物图。 19. 粮食安全是社会稳定的压舱石，我们国家一直高度重视，并提倡“厉行节约，反对浪费”。如图甲为某粮库运送粮食的传送带，图乙是其简化图，该传送带以速度v0=2m/s匀速传送，倾斜段AB长为20m，与水平面夹角θ=30°。将一谷粒由A点静止释放，谷粒将随传送带向上运动，观察发现谷粒向上运动2m后与传送带相对静止。已知每颗谷粒的质量约为m=0.04g，不考虑谷粒滚动，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。 （1）谷粒匀速运动时受到的摩擦力大小和方向； （2）谷粒在倾斜段AB运动的总时间是多少，谷粒与传送带间的动摩擦系数μ1多大； （3）大量谷粒将自然堆成圆锥状，观察发现，谷堆越高，相应占地面积越大，测量某个谷堆，谷堆高为3m，占地面积约为16πm2，由此可以估算谷粒与谷粒之间动摩擦系数μ2多大。 【答案】（1）2×10-4 N，方向沿传送带向上；（2）11 s，；（3）0.75 【解析】 【详解】（1）谷粒匀速运动时，根据平衡条件有 f0=mgsin30°=2×10-4N 方向沿传送带向上。 （2）谷粒在传送带上先做匀加速运动，后做匀速运动，设匀加速运动时间为t1，匀速运动时间为t2，根据运动学规律可得 解得 t1=2s 谷粒匀速运动的距离为 x2=L-x1=18m 谷粒匀速运动的时间为 谷粒在倾斜段AB运动的总时间为 t=t1+t2=11s 根据位移与速度关系可得谷粒做匀加速运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 （3）谷粒形成谷堆的过程中，谷堆倾角不断增大，当谷粒不再沿谷堆下滑时，谷堆倾角α达到定值，根据平衡条件有 mgsinα=μ2mgcosα 即 根据谷堆占地面积约为16πm2，可得谷堆底面半径为4m，则 解得 μ2==0.75 20. 特种机器人越来越多地参与高强度高风险的应急救援，应用5G虚拟现实技术还可以事先建模推演。如图是某次模拟行动的示意图，云梯平台离地高为h=20m，云梯顶有一段可视为圆弧的半径R=2m的光滑轨道AB，B点恰好在平台边缘。机器人在A处获得初动能后沿轨道下滑，在B点以v0=12m/s水平飞出，细柱状建筑物与平台边缘的水平距离L=32m。机器人可看作m=80kg的质点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 (1)机器人在B点时对轨道的作用力大小和方向； (2)若机器人从B点飞出1.6s后控制系统提示无法到达建筑物，于是机器人立即朝建筑物发射特制轻质钢丝绳，钢丝绳沿直线迅速到达建筑物并固定在某点Q（即从钢丝绳发射到固定的时间忽略不计），且钢丝绳的运动方好垂直机器人速度方向，之后机器人绕Q点做圆周运动并顺利到达建筑物，求机器人到达建筑物时离地的高度（不计钢丝绳的形变）； (3)机器人在B点以v0=12m/s飞出后，按照（2）的方式，可择机朝建筑物Q在同一竖直线上发射钢丝绳若机器人到达建筑物时不作停留，立即脱离钢丝绳继续向前运动，最终落到水平地面，假设建筑物足够高，欲使落地点与建筑物水平距离s最大，则机器人到达建筑物时的离地高度为多少？并求出s的最大值。 【答案】(1)6560 N，方向竖直向下；(2)0.8 m；(3)13.6 m，27.2 m 【解析】 【分析】 【详解】(1)在B点，根据向心力公式得 解得 FN=6560N 根据牛顿第三定律得，机器人在B点时对轨道的作用力为6560N，方向竖直向下。 (2)轨迹如图，经t=1.6s， 机器人下落竖直位移 水平位移 x1=v0t 速度与水平方向夹角 即 θ=53° 根据几何关系 rsinθ=L-x1 解得 r=16m 得机器人离地的高度 (3)设机器人到达建筑物时的离地高度为h2，速度为v，从B到到达建筑物的过程机械能守恒 到达建筑物后以速度v平抛，竖直方向 水平方向 s=vt 解得 可知当h2=13.6m时，落地点与建筑物水平距离s最大 smax=27.2m 21. 某同学设计了一款电动玩具，其简化模型如图所示，间距为L的平行长直轨道固定于水平桌面上，轨道的NO、N′O′段用绝缘材料制成，其余部分均为导电材料，连接处平滑。轨道左端接有电动势为E、内阻不计的直流电源，左侧矩形区域MNN′M′内有垂直桌面向上、磁感应强度为B1（大小可调节）的匀强磁场，轨道的右侧区域有垂直于桌面向上、磁感应强度为B2（大小已知）的匀强磁场初始时金属棒ab静置于MM′右侧某处，金属棒cd静置于PP′右侧某处（PP′右侧轨道足够长）。两棒的质量均为m，接入电路中的电阻均为R，金属棒与轨道接触良好，其余电阻均不计。棒ab在MNN′M′区域运动时受到恒定阻力f0，棒cd在PP′右侧区域运动时会受到大小与速率成正比的摩擦阻力f=kv（其中），两棒在区域NPP′N′运动时无摩擦阻力。调节磁场B1，将开关闭合，棒ab将从静止开始加速，并在进入绝缘段前达到匀速。 （1）若金属棒ab刚越过OO′时的速度为v0（为已知量），求此刻两棒的加速度大小； （2）接小题（1），当棒ab从OO′向右运动x0时（x0为已知量，未越过PP′），两棒速度恰好相等，求此时两棒的速度大小； （3）磁感应强度B1调到多大时，棒ab在进入绝缘段前速度会有最大值?求出相应的最大速度。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）ab刚越过OO′时，两棒构成回路的总电动势为B2Lv0，两棒加速度大小相等，即 （2）两棒均向右运动时，记ab棒速度v1，cd棒速度v2，回路电流为 两棒动量不守恒，两棒速度相等时记为v，设棒cd向右运动x，对棒ab列动量定理 -B2Lq=m（v-v0） 对棒cd列动量定理 另 联立解得 （3）匀速时，电源与棒ab构成的回路 棒受安培力 ， 力平衡得 解得 由数学知识可知当 时，有最大速度 22. 如图所示，以O为原点建立平面直角坐标系xOy，在x ≥ 0、0 ≤ y ≤ L的区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。原点O处有一个粒子源，能连续放出质量为m、电量为q的正离子，正离子只射向第一象限，入射方向与 + x轴的夹角θ可在0 ~ 调节，正离子的速率可在0到最大值的范围内调节。不计离子之间的相互作用，也不计离子的重力。 （1）若，粒子源发出各种速率的正离子，求正离子打到x轴上的范围； （2）若，粒子源单位时间内共放出N个速率为0 ~ vm正离子，且离子数量按速率均匀分布；如果在磁场边界y = L取一点P，OP与 + x轴夹角，沿OP线段放置一收集板S1（粒子到板即被吸收，不反弹），求这些正离子对收集板S1的垂直冲击力； （3）若粒子源在之间连续放出速率均为的正离子，而且离子数量按角度均匀分布，如果在x轴上放置一块长为L可沿x轴平移的收集板S2（此时磁场内已无S1），求收集板S2的收集率与板左端坐标x的定量关系。（可类似如“，其中形式表示”；或用反正弦函数表示。） 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【分析】 【详解】（1）时，如图为轨迹与y ≤ L相切的情景 根据几何关系有 得 r1= 2L 在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，则有 得 正离子打到x轴上的范围为 （2）如图，时，不同速率的离子打到OP上对应的圆心角均为直角，即同时打到，且打到板上是与板的夹角均为 由（1）知，只有速率在0 ~ 的离子能打到，所以单位时间内打板上数量为N 这些正离子对收集板S1的垂直冲击力为 （3）只射入速率为的离子，故离子半径为 r = L 时，离子打在x轴上时离O最近的坐标是 x1= L 时，离子打在x轴上时离O最远的坐标是 x2= 2L 长为L的收集板S2的左端坐标记为x 情况1 x < 0， = 0 情况2 x > 2L， = 0 情况3 0 < x < L 打到板右端对应射入角度 ， 或表示成 其中 情况4 L ≤ x < 2L 打到板左端对应射入角度 ， 或表示成 其中 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$