2020-2021學年高三年級上冊期中物理試卷及答案

2020-2021學年高三上期中物理試卷

一、選擇題：本題共12小題，共40分.在每小題給出的四個選項中，第1?8題只有一個

選項符合題目要求，每小題3分，第9?12題有多個選項符合題目要求，每小題3分，全

對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得零分.

1.（3分）下列核反應方程中，Xi、X2、X3、X4表示電子的是（）

A.裂J^4Th+Xi

B.品4Thf234U+X2

C./N+：He-*O+X3

D.汨e+弘Alf得P+X4

2.（3分）2020年6月23日，在四川西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射北

斗系統(tǒng)第55顆導航衛(wèi)星，即北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，至此北斗三號全球衛(wèi)星導

航系統(tǒng)星座部署全面完成，且北斗導航系統(tǒng)是目前全球唯一由3種軌道衛(wèi)星構(gòu)成的導航

系統(tǒng)。其中第55顆導航衛(wèi)星就是一顆地球同步衛(wèi)星，則關于北斗系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星，下

列說法正確的是（）

A.其運行的線速度一定大于7.9km/s

B.其在軌運行時一定經(jīng)過西昌發(fā)射中心的正上空

C.其在軌運行時的向心加速度一定大于赤道上物體的向心加速度

D.地面上任何位置都能直接接收該衛(wèi)星的定位授時服務信息

3.（3分）在地面上把一物體以初速度vo豎直向上拋出，假設物體在運動過程中受到的空

氣阻力大小恒定，到地面的高度用h表示，重力加速度大小為g,取豎直向上為正方向，

則物體從上拋開始到再次落回地面的過程中，物體的速度v隨高度h變化的關系圖象可

能正確的是（）

第1頁共22頁

4.（3分）如圖所示，一單匝圓形閉合金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)軸為圓形線圈

的某條直徑且轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈中感應電流i隨時間i變化的規(guī)律為i=20sin

（lOE+今）（A）,線圈的總電阻為2Q,則下列說法正確的是（）

A.線圈的轉(zhuǎn)速為300r/min

B.在t=0時刻，通過線圈的磁通量最大

C.轉(zhuǎn)動過程中，線圈磁通量的最大值為JV2\Vb

7T

D.線圈轉(zhuǎn)動一圈的過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為160J

5.（3分）如圖所示，固定的豎直光滑細桿上穿有一小球，長度不可伸長的輕繩跨過定滑輪

后一端與小球相連，以恒定的速率VI沿繩拉動輕繩的另一端，使小球沿細桿向上運動,

當小球上升到某高度時，連接小球的輕繩與細桿的夾角為e（0<90°）,此時小球沿細

桿上升的速度大小為V2,則下列說法正確的是（）

A.V2=visin0B.V2=vicos0

C.此時小球處于超重狀態(tài)D.此時小球處于失重狀態(tài)

6.（3分）如圖所示，帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩板相距很近，除邊緣部

分外，兩極板之間的電場可以看作勻強電場，設兩極板之間的電場強度為E,極板所帶

的電荷量為Q，兩極板的正對面積為S,兩極板之間的距離為d（d很?。瑒t下列說法

正確的是（）

第2頁共22頁

A.當Q和S一定時，E與d成反比

B.當Q和S一定時，E與d成正比

C.E與三成正比

D.E與三成反比

7.（3分）如圖所示，傾角為。的斜面上有一小球以大小為vo的初速度垂直于斜面拋出，

飛行一段時間后又落到了斜面上，已知重力加速度為g,忽略空氣阻力，則小球離開斜面

VQC0S6

B.

2gcos02g

C.-^―Vosind

2gsin0,2g

8.（3分）如圖所示，A、B為光滑水平面上并排靜止放置的兩個物塊，在兩物塊右方有一

豎直墻壁，物塊A的質(zhì)量為3kg,物塊B的質(zhì)量為1kg,兩物塊之間有少量炸藥（質(zhì)量

忽略不計），引爆炸藥，炸藥爆炸過程中共有24J的能量轉(zhuǎn)化為兩物塊的動能，后續(xù)運動

過程中，兩物塊之間以及物塊與墻壁之間的碰撞均為彈性正碰，物塊A、B運動始終在

一條直線上，則物塊A最終的速度大小為（）

A.2m/sB.3m/sC.2^3m/sD.4m/s

9.（4分）如圖所示，水平傳送帶以速度vo順時針勻速轉(zhuǎn)動，質(zhì)量相同的兩物塊A、B分別

無初速度地輕輕放在傳送帶的左端，物塊A與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為內(nèi)，恰好運動

到傳送帶的右端速度達到vo,物塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為陽，運動到傳送帶的

第3頁共22頁

中間時速度達到V（）,下列說法正確的是（）

A.m=2|i2

B.R=2由

C.傳送帶對物塊A做的功與傳送帶對B做的功之比為1：2

D.輸送物塊A過程由于摩擦產(chǎn)生的熱量與輸送物塊B過程由于摩擦產(chǎn)生的熱量相同

10.（4分）如圖所示，兩根固定的光滑平行金屬軌道間距d=0.5m,其中MNN'M'部分

為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧，半徑NPP'N'部分在水平面內(nèi)且足夠長.導

軌NPP'N'所在空間存在方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T,在導軌

最右端接有一阻值R=0/5C的定值電阻.一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05。的導體棒a

在導軌的MM'位置處由靜止釋放，導體棒a運動過程中始終與導軌垂直且與導軌接觸

良好，導軌電阻不計，重力加速度g=10m/s2,則在導體棒a運動的整個過程中，下列說

法正確的是（）

A.導體棒a運動到NN'剛進入磁場時，加速度大小為75m/s2

B.導體棒a運動到NN'剛進入磁場時，電阻R兩端的電壓為3V

C.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.45J

D.通過電阻R的電荷量為1.2C

11.（4分）如圖所示，等邊三角形ABC的頂點A、B、C分別固定三個電荷量相等的點電

荷，其中A處的電荷帶負電，B、C處的電荷帶正電，M、N、P分別為三角形三條邊的

中點，O為三角形的中心，取無窮遠電勢為0,則下列說法正確的是（）

A?Q%

??、、

??、、

?■

/O\

.........P..........

A.M點和N點的電場強度相同

第4頁共22頁

B.M點和N點的電勢相等

C.O點的電勢低于P點的電勢

D.將電子沿直線從M點移動到。點，電場力做負功

12.（4分）如圖所示，質(zhì)量為M的三角形斜劈C放置在水平地面上，左右兩側(cè)的斜面與水

平地面的夾角分別為37°和53°,斜面光滑且足夠長，質(zhì)量均為m的兩物塊A、B分別

放置在左右兩側(cè)的斜面上，兩物塊用一根跨過斜劈頂端定滑輪的細線拴接，細線繃緊且

與對應斜面平行，不計細線與滑輪處的摩擦以及滑輪的質(zhì)量，重力加速度為g,兩物塊由

靜止釋放，斜劈始終保持靜止不動，sin37°=0.6,cos37°=0.8,則在A、B兩物塊開

始運動之后的過程中，下列說法正確的是（）

A.物塊A沿斜面向上加速運動的加速度大小為0.1g

B.細線中的拉力大小為0.7mg

C.斜劈C給地面的摩擦力大小為0

D.斜劈對地面的壓力大小為（M+m）g

二、非選擇題：本題包括6小題，共70分.

13.（6分）某實驗小組用伏安法測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，分別采用了兩種測量方案，

一種如圖甲所示，另一種如圖乙所示，已知電源電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為2Q,電壓表

內(nèi)阻約為2kQ,電流表內(nèi)阻約10。，測出電壓表示數(shù)U和對應的電流表示數(shù)I,在同一個

坐標系內(nèi)描繪出兩種方案的U-I圖象，回答下列問題：

（1）圖丙中的圖線a對應圖（填“甲”或“乙”）中的方案，該方案測得的電源

電動勢結(jié)果（填“偏小”或“偏大”）。

（2）兩種測量方案對比，圖（填“甲”或“乙”）中的方案測得電源內(nèi)阻更精確。

14.（12分）如圖甲所示為驗證動量守恒定律的實驗裝置圖，小車A前端有固定的撞針，后

端拴接紙帶，紙帶穿過打點計時器（不計紙帶和打點計時器之間的摩擦力），小車B右端

第5頁共22頁

粘有橡皮泥。接通打點計時器電源，輕推一下小車A,小車A做勻速運動，然后與靜止

的小車B發(fā)生碰撞后一起運動，已知打點計時器打點頻率為50Hz。

⑴平衡摩擦力過程中，輕推小車A打出的紙帶如圖乙所示，說明長木板墊（填

“高”或“低”）了。

（2）平衡好摩擦力，打出的紙帶如圖丙所示，已測得小車A的質(zhì)量為mi=0.3kg,小車

B的質(zhì)量為m2=0.2kg,則碰撞前系統(tǒng)的總動量為kg*m/s,碰撞后系統(tǒng)的總動量

為kg-m/s,由此可以得到的結(jié)論是（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（3）在第（2）問中，若打點計時器的打點頻率未知，是否還能驗證動量守恒定律，若

能，寫出需要驗證的關系式；若不能，說明原因。（填“能”或“不能”）（填

原因或關系式，關系式一律用字母表示）。

15.（10分）一物體自某高度由靜止釋放后做自由落體運動，落到地面前最后兩個連續(xù)1s

內(nèi)位移之比為1：2,重力加速度g=10m/s2,求物體靜止釋放時距離地面的高度和落地

時的速度。

16.（12分）如圖所示，光滑水平地面上有一長度為L=2.4m、質(zhì)量為M=2kg的長木板，

木板左端有一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可看作質(zhì)點），物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為四

=0.2.初始時物塊和木板均靜止，給物塊施加一大小為F=5N、方向水平向右的拉力，

重力加速度g=10m/s2,若保證物塊能夠滑離木板，求拉力作用的最短時間。

17.（14分）如圖所示，在xOy坐標系的第一象限存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度

大小為E=3X1（）5N/C,在第四象限內(nèi)緊靠x軸存在寬度為d（未知）的長條形勻強磁場

區(qū)域，磁感應強度大小為B=0.1T,磁場方向垂直于xOy平面向里，一帶正電的粒子從y

軸上的點P（0,1）沿x軸正方向射入電場區(qū)域,射入電場時的初速度大小為vo=2X106m/s,

第6頁共22頁

運動過程中粒子恰好未能從磁場的下邊界飛出，已知粒子的比荷g=2X107c/kg,不計

m

粒子重力，求：

(1)粒子第一次經(jīng)過x軸時的速度大?。?/p>

(2)長條形磁場區(qū)域的寬度d。

18.(16分)如圖所示，有一原長為2R的輕質(zhì)彈簧，一端拴接在水平地面A處的固定擋板

上，另一端位于水平地面上B處，彈簧處于原長。豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓形光滑軌

道CDE與水平地面相切與C點，BC之間的距離為1.5R,A、B、C、D、E在同一豎直

平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊自D點(與圓心O等高)沿軌道由靜止開始下滑，在水平地

面上向左最遠運動到P點(未畫出)，隨后被水平彈回，恰好運動到C點，已知物塊與水

平地面間的動摩擦因數(shù)口=0.2,重力加速度大小為g,整個過程中彈簧未超出彈性限度。

求：

(1)小物塊第一次到達C點時，小物塊對軌道的壓力；

(2)小物塊運動到P點時，彈簧的彈性勢能；

(3)若改變物塊的質(zhì)量，將其壓縮彈簧至P點,靜止糕放后物塊能滑上半圓形軌道CDE,

且在軌道CDE上運動過程中未與軌道脫離，求改變后物塊的質(zhì)量應滿足的條件。

第7頁共22頁

2020-2021學年高三上期中物理試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題：本題共12小題，共40分.在每小題給出的四個選項中，第1?8題只有一個

選項符合題目要求，每小題3分，第9?12題有多個選項符合題目要求，每小題3分，全

對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得零分.

1.（3分）下列核反應方程中，Xi>X2、X3、X4表示電子的是（）

A.品4Th+Xi

B.聚Thf品，U+X2

C.尹N+fHe-fO+X3

D.,He+各Al-猾P+X4

【解答】解：A、根據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知Xi的質(zhì)量數(shù)為：238

-234=4,電荷數(shù)為：92-90=2,所以Xi為a粒子，故A錯誤；

B、根據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X2的質(zhì)量數(shù)為：234-234=0,電

荷數(shù)為：90-9=-1,所以X2為電子，故B正確；

C、根據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X3的質(zhì)量數(shù)為：14+4-17=1,

電荷數(shù)為：7+2-8=1,所以X3為質(zhì)子，故C錯誤；

D、根據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X4的質(zhì)量數(shù)為：4+27-30=1,

電荷數(shù)為：2+13-15=0,所以刈為中子，故D錯誤。

故選：Bo

2.（3分）2020年6月23日，在四川西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射北

斗系統(tǒng)第55顆導航衛(wèi)星，即北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，至此北斗三號全球衛(wèi)星導

航系統(tǒng)星座部署全面完成，且北斗導航系統(tǒng)是目前全球唯一由3種軌道衛(wèi)星構(gòu)成的導航

系統(tǒng)。其中第55顆導航衛(wèi)星就是一顆地球同步衛(wèi)星，則關于北斗系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星，下

列說法正確的是（）

A.其運行的線速度一定大于7.9km/s

B.其在軌運行時一定經(jīng)過西昌發(fā)射中心的正上空

C.其在軌運行時的向心加速度一定大于赤道上物體的向心加速度

D.地面上任何位置都能直接接收該衛(wèi)星的定位授時服務信息

【解答】解：A、衛(wèi)星繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：

第8頁共22頁

G

7?=m7'解得：丫=片,

當衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑時，衛(wèi)星的線速度是地球的第一宇宙速度，大小為

7.9km/s

由于同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，因此同步衛(wèi)星的線速度小于7.9km/s,故A錯誤;

B、地球同步衛(wèi)星位于赤道平面內(nèi)赤道正上方，西昌沒有在赤道上，因此衛(wèi)星在軌運行時

一定不會經(jīng)過西昌發(fā)射中心的正上方，故B錯誤；

C、向心加速度a=32r,同步衛(wèi)星繞地球做圓周運動的角速度與地球自轉(zhuǎn)在角速度相等，

同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，因此同步衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上物體的向心

加速度，故C正確；

D、同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，只能出現(xiàn)在赤道上某點的正上方，地面上一些區(qū)

域無法直接接收該衛(wèi)星的定位授時服務信息，故D錯誤。

故選：C,

3.（3分）在地面上把一物體以初速度vo豎直向上拋出，假設物體在運動過程中受到的空

氣阻力大小恒定，到地面的高度用h表示，重力加速度大小為g,取豎直向上為正方向,

則物體從上拋開始到再次落回地面的過程中，物體的速度v隨高度h變化的關系圖象可

能正確的是（）

【解答】解：整個過程中空氣阻力一直做負功，物體的機械能不斷減小，則落地時的速

度v'小于上拋的初速度vo。物體以初速度vo上拋后做勻減速運動，上升過程的平均速

度等于"，根據(jù)推論可知上升過程中間時刻的瞬時速度等于"。根據(jù)勻變速直線運動中

22

間位移的瞬時速度大于這個過程中間時刻的瞬時速度，知上升過程中中間位移的速度應

該大于絲，下落時做勻加速運動，中間位移的速度應該大于巴，故B正確，ACD錯誤。

22

第9頁共22頁

故選：B?

4.（3分）如圖所示，一單匝圓形閉合金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)軸為圓形線圈

的某條直徑且轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈中感應電流i隨時間i變化的規(guī)律為i=20sin

（lOTTt+5）（A）,線圈的總電阻為2Q,則下列說法正確的是（）

■

LTx旦

A.線圈的轉(zhuǎn)速為300r/min

B.在t=0時刻，通過線圈的磁通量最大

C.轉(zhuǎn)動過程中，線圈磁通量的最大值為座Wb

71

D.線圈轉(zhuǎn)動一圈的過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為160J

【解答】解：A、由交變電流的表達式可知線圈的角速度3=10皿，

線圈的轉(zhuǎn)速n=手=苧囚r/s=5r/s=300r/min,故A正確；

Z7TIn

B、由電流的瞬時值表達式可知，t=0時刻，線圈平面與磁場平行，此時線圈的磁通量最

小為0,故B錯誤；

C、由電流的瞬時值表達式可知，電流的最大值Im=20A,感應電動勢的最大值Em=ImR

=20X2V=40V,

感應電動勢的最大值：Em=nBS3=BS3=<Pm3,

轉(zhuǎn)動過程中，線圈磁通量的最大值仰產(chǎn)等=黑Wb=，Wb,故C錯誤;

D、線圈轉(zhuǎn)動的周期T=詈=者3=0.2S,

電流的有效值1=居=10V2A,

線圈轉(zhuǎn)動一圈過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱:

Q=I2RT=（10位）2x2X0.2J=80J,故D錯誤。

故選：A。

5.（3分）如圖所示，固定的豎直光滑細桿上穿有一小球，長度不可伸長的輕繩跨過定滑輪

后一端與小球相連，以恒定的速率V）沿繩拉動輕繩的另一端，使小球沿細桿向上運動,

當小球上升到某高度時，連接小球的輕繩與細桿的夾角為0（0<90°）,此時小球沿細

第10頁共22頁

桿上升的速度大小為V2,則下列說法正確的是（)

A.V2=visin0B.V2=vicos0

C.此時小球處于超重狀態(tài)D.此時小球處于失重狀態(tài)

【解答】解:AB、小球上升的速度沿繩方向的分量與拉動繩子的速度相等，則vi=v2cos。，

故AB錯誤；

CD、上升的過程中，0變大，vi大小不變，則V2變大，小球在加速上升，處于超重狀態(tài)，

故C正確，D錯誤。

故選：C,

6.（3分）如圖所示，帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩板相距很近，除邊緣部

分外，兩極板之間的電場可以看作勻強電場，設兩極板之間的電場強度為E,極板所帶

的電荷量為Q，兩極板的正對面積為S,兩極板之間的距離為d（d很小），則下列說法

正確的是（）

A.當Q和S一定時，E與d成反比

B.當Q和S一定時，E與d成正比

C.E與三成正比

D.E與?成反比

【解答】解：根據(jù)平行板電容器電容的決定式和定義式，求出兩極板的電勢差:

C=即u=生嚶

4knaUES

根據(jù)U=Ed,可求出電場強度：

4kjid

E=

2S

第11頁共22頁

當Q和S一定時，E與d無關，故A、B錯誤;

E與黑正比，故C正確，D錯誤。

故選：Co

7.（3分）如圖所示，傾角為8的斜面上有一小球以大小為vo的初速度垂直于斜面拋出，

飛行一段時間后又落到了斜面上，已知重力加速度為g,忽略空氣阻力，則小球離開斜面

VQVQCOSO

*2gcos0?2g

c詔D詔$譏9

2gsin02g

【解答】解：在垂直于斜面方向上，小球有垂直于斜面向上的初速度V0,有垂直于斜面

向下的加速度geos。，只考慮垂直斜面方向，小球垂直于斜面方向的速度減為0時，小球

離開斜面的距離最大，為€1=二|W，故A正確，BCD錯誤。

Lgcosu

故選：Ao

8.（3分）如圖所示，A、B為光滑水平面上并排靜止放置的兩個物塊，在兩物塊右方有一

豎直墻壁，物塊A的質(zhì)量為3kg,物塊B的質(zhì)量為1kg,兩物塊之間有少量炸藥（質(zhì)量

忽略不計），引爆炸藥，炸藥爆炸過程中共有24J的能量轉(zhuǎn)化為兩物塊的動能，后續(xù)運動

過程中，兩物塊之間以及物塊與墻壁之間的碰撞均為彈性正碰，物塊A、B運動始終在

一條直線上，則物塊A最終的速度大小為（）

A.2m/sB.3m/sC.2V3m/sD.4m/s

【解答】解：炸藥爆炸過程中，取物塊A獲得的速度方向為正方向，由物塊A、B組成

的系統(tǒng)動量守恒得：HIAVA-mBVB=0

炸藥的化學能轉(zhuǎn)化成兩物塊的動能，有E=|mAVA2+|mBVB2

解得：VA=2m/s,VB—6m/s

第12頁共22頁

物塊B與墻壁發(fā)生碰撞后，原速率反彈后追上物塊A與其發(fā)生彈性碰撞，取向左為正方

向，由動量守恒定律得

mAVA+mBVB=mAVA'+mBVB'

由機械能守恒得

12,121,2.1,2

-mAVA+2mBVB-=2mAVA+]mBVB

解得VA'=4m/s,VB'=0,因此，物塊A最終的速度大小為4m/s,故ABC錯誤，D

正確。

故選：D。

9.（4分）如圖所示，水平傳送帶以速度vo順時針勻速轉(zhuǎn)動，質(zhì)量相同的兩物塊A、B分別

無初速度地輕輕放在傳送帶的左端，物塊A與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為閨，恰好運動

到傳送帶的右端速度達到vo,物塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為112,運動到傳送帶的

中間時速度達到vo,下列說法正確的是（）

A.m=2p2

B.|i2=2|ii

C.傳送帶對物塊A做的功與傳送帶對B做的功之比為1：2

D.輸送物塊A過程由于摩擦產(chǎn)生的熱量與輸送物塊B過程由于摩擦產(chǎn)生的熱量相同

【解答】解：AB、傳送帶輸送物塊的過程中，對物塊根據(jù)動能定理可得：pmgx=-0,

則物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)之比為：—=—=V=所以4=2同，故B正

H2X]I2

確，A錯誤；

C,兩物塊的末動能大小相等，動能變化相等，根據(jù)功能關系可知傳送帶對兩物塊做的功

大小相等，故C錯誤；

D、假如物塊的質(zhì)量為m,速度增加到vo過程中的位移為x=?t,此過程中傳送帶的位

移為X,=V（）t,

物塊相對于傳送帶的位移為Ax,則△x=x，-X=?t=x,

第13頁共22頁

1

由于摩擦產(chǎn)生的熱為Q=|irng,Ax=nmgx=^mvo'

由于兩個物塊動能變化相同，所以輸送物塊A過程由于摩擦產(chǎn)生的熱量與輸送物塊B過

程由于摩擦產(chǎn)生的熱量相同，故D正確.

故選：BD。

10.（4分）如圖所示，兩根固定的光滑平行金屬軌道間距d=0.5m,其中MNN'M'部分

為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧，半徑l=1.8m,NPP'N'部分在水平面內(nèi)且足夠長.導

軌NPP'N'所在空間存在方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T,在導軌

最右端接有一阻值R=0.15C的定值電阻.一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05Q的導體棒a

在導軌的MM'位置處由靜止釋放，導體棒a運動過程中始終與導軌垂直且與導軌接觸

良好，導軌電阻不計，重力加速度g=10m/s2,則在導體棒a運動的整個過程中，下列說

法正確的是（）

A.導體棒a運動到NN'剛進入磁場時，加速度大小為75m/s2

B.導體棒a運動到NN'剛進入磁場時，電阻R兩端的電壓為3V

C.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.45J

D.通過電阻R的電荷量為1.2C

【解答】解：AD、導體棒a從靜止釋放運動到NN'的過程中機械能守恒，由機械能守

恒定律得：

mgl=訪

代入數(shù)據(jù)解得vo=6m/s

導體棒a剛進入磁場區(qū)域，切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢：

E=Bdv（）=lX0.5X6V=3V,

感應電流：

E3

1=R+?=0.15+0.05A=l5A

導體棒受到的安培力F=BId=lX15X0.5N=7.5N

對導體棒，由牛頓第二定律得：F=ma

第14頁共22頁

代入數(shù)據(jù)解得：a=75m/s2,故A正確；

B、導體棒a運動到NN'剛進入磁場時，電阻R兩端的電壓：

U=IR=15X0.15V=2.25V,故B錯誤；

C、導體棒a從開始釋放到最后停止的過程中系統(tǒng)能量守恒，整個運動過程，對系統(tǒng)，由

能量守恒定律得：

Q=mgl,

R上產(chǎn)生的熱量QI=WQ

K-VT

代入數(shù)據(jù)解得：Qo=1.35J,故C錯誤；

D、導體棒a在磁場中運動過程，由動量定理得：

B/dt=mvo-0

其中，通過電阻R的電荷量：q=7t,

代入數(shù)據(jù)解得：q=1.2C,故D正確.

故選：AD。

11.（4分）如圖所示，等邊三角形ABC的頂點A、B、C分別固定三個電荷量相等的點電

荷，其中A處的電荷帶負電，B、C處的電荷帶正電，M、N、P分別為三角形三條邊的

中點，0為三角形的中心，取無窮遠電勢為0,則下列說法正確的是（）

?、

?、%

??、

?、

M/?\■N

?、

?/O\、

8畝....>.......a

A.M點和N點的電場強度相同

B.M點和N點的電勢相等

C.O點的電勢低于P點的電勢

D.將電子沿直線從M點移動到O點，電場力做負功

【解答】解：A、MN點的電場強度大小相等，方向不同，故A錯誤；

B、將一個試探電荷從M點移動到N點，A處的負電荷對其不做功，BC處的電荷對其

做的總功也為0,所以MN兩點電勢相等，故B正確；

C、對B、C處的正電荷來說，PO正好在它們連線的垂直平分線上，根據(jù)等量同種電荷

的電場線特點可知，垂直平分線上的場強方向為從P指向O,對A處的負電荷來說，電

第15頁共22頁

場的方向也是從P指向O,電場線方向是從高電勢指向低電勢的，所以O點的電勢低于

P點的電勢，故C正確；

D、將電子沿直線從M點移動到O點，A、B處的電荷整體對其不做功（等量異種電荷

的中垂面為等勢面），C處的正電荷對其做正功，故D錯誤.

故選：BC?

12.（4分）如圖所示，質(zhì)量為M的三角形斜劈C放置在水平地面上，左右兩側(cè)的斜面與水

平地面的夾角分別為37°和53°,斜面光滑且足夠長，質(zhì)量均為m的兩物塊A、B分別

放置在左右兩側(cè)的斜面上，兩物塊用一根跨過斜劈頂端定滑輪的細線拴接，細線繃緊且

與對應斜面平行，不計細線與滑輪處的摩擦以及滑輪的質(zhì)量，重力加速度為g,兩物塊由

靜止釋放，斜劈始終保持靜止不動，sin37°=0.6,cos37°=0.8,則在A、B兩物塊開

始運動之后的過程中，下列說法正確的是（）

A.物塊A沿斜面向上加速運動的加速度大小為0.1g

B.細線中的拉力大小為0.7mg

C.斜劈C給地面的摩擦力大小為0

D.斜劈對地面的壓力大小為（M+m）g

【解答】解：AB、設細線上的拉力大小為T,物塊A沿斜面向上加速運動的加速度大小

為a,物塊B沿斜面下滑的加速度大小也為a；

對物塊A根據(jù)牛頓第二定律可得:T-mgsin37°=ma,對物塊B根據(jù)牛頓第二定律可得：

mgsin53°-T=ma,

聯(lián)立解得：T=0.7mg,a=0.1g,故AB正確；

C、整體分析，物塊A向右上方加速，物塊B向右下方加速，斜劈C靜止不動，所以系

統(tǒng)向右的動量增加，地面給斜劈C的摩擦力方向水平向右，不為0,故C錯誤；

D、物塊A加速上升，豎直向上的加速度為aAy=asin37°=0.06g,物塊B加速下滑，豎

直向下的加速度為aBy=asin53°=0.08g,

取向下為正，整體在豎直方向根據(jù)牛頓第二定律可得：（2m+M）g-FN=maBy-maAy+M

xo

解得：FN=（1.98m+M）g,故D錯誤。

第16頁共22頁

故選：AB?

二、非選擇題：本題包括6小題，共70分.

13.（6分）某實驗小組用伏安法測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，分別采用了兩種測量方案，

一種如圖甲所示，另一種如圖乙所示，已知電源電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為2Q,電壓表

內(nèi)阻約為2k。，電流表內(nèi)阻約10。，測出電壓表示數(shù)U和對應的電流表示數(shù)I,在同一個

坐標系內(nèi)描繪出兩種方案的U-I圖象，回答下列問題：

（1）圖丙中的圖線a對應圖甲（填“甲”或“乙”）中的方案，該方案測得的電源

電動勢結(jié)果偏小（填“偏小”或“偏大”）。

（2）兩種測量方案對比，圖甲（填“甲”或“乙”）中的方案測得電源內(nèi)阻更精確。

【解答】解：（1）由閉合電路歐姆定律可知U=E-Ir,采用圖甲方案時，電壓表分流，

導致電流測量值小于流過干路電流，故電流值偏小，所以U=E-（I+t）r，采用圖乙

方案時，電流分壓，導致電壓測量值小于路端電壓，即電壓測量值偏小，所以U=E-I

G+RA）,對比可知圖甲方案電動勢和內(nèi)阻測量結(jié)果均偏小，圖乙方案電源電動勢測量準

確，內(nèi)阻測量偏大，在U-I圖象中，圖線斜率表示電源內(nèi)阻，所以圖線a對應圖甲方案，

圖線b對應圖乙方案。

（2）由于電壓表內(nèi)阻遠大于被測電源內(nèi)阻，根據(jù)（1）中分析可知，用圖甲方法測量更

準確。

故答案為：（1）甲；偏小；（2）甲。

14.（12分）如圖甲所示為驗證動量守恒定律的實驗裝置圖，小車A前端有固定的撞針，后

端拴接紙帶，紙帶穿過打點計時器（不計紙帶和打點計時器之間的摩擦力），小車B右端

粘有橡皮泥。接通打點計時器電源，輕推一下小車A,小車A做勻速運動，然后與靜止

的小車B發(fā)生碰撞后一起運動，已知打點計時器打點頻率為50Hz。

第17頁共22頁

（1）平衡摩擦力過程中，輕推小車A打出的紙帶如圖乙所示，說明長木板墊低（填

“高”或“低”）了。

（2）平衡好摩擦力，打出的紙帶如圖丙所示，已測得小車A的質(zhì)量為mi=0.3kg,小車

B的質(zhì)量為m2=0.2kg,則碰撞前系統(tǒng)的總動量為0.456kg?m/s,碰撞后系統(tǒng)的總動

量為0.455奴?m/s,由此可以得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒（結(jié)

果均保留三位有效數(shù)字）

（3）在第（2）問中，若打點計時器的打點頻率未知，是否還能驗證動量守恒定律，若

能，寫出需要驗證的關系式；若不能，說明原因。能（填“能”或“不能”）mixi

=（mi+m2）X2（填原因或關系式，關系式一律用字母表示）。

【解答】解：（1）由圖乙所示紙帶可知，輕推小車A加速后，小車A并沒有做勻速運動，

而是減速運動，說明平衡摩擦力時木板墊低了。

（2）打點計時器打點頻率f=50Hz,打點計時器打點時間間隔T=：=白s=0.02s,

由圖丙所示紙帶可知，Xi=15.20cm=0.1520m,X2=9.10cm=0.0910m

碰撞前小車A的速度vi=胃=告/猾m/s=1.52m/s

31DXU.U/

碰撞后小車A和小車B一起運動的速度為v2=條=黑猾向s=0.91m/s

3/>XU.UN

碰撞前系統(tǒng)的總動量p=mivi=0.3X1.52kg?m/s=0.456kg?m/s,

碰撞后系統(tǒng)的總動量p'=（mi+m2）V2=（0.3+0.2）X0.91kg?m/s=0.455kg?m/s,

在誤差允許范圍內(nèi)p=p',即在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的動量守恒。

（3）設打點計時器的打點頻率為f,則打點計時器打點的時間間隔T=：,

碰撞前小車A的速度vi=於=味上=等

碰撞后小車A和小車B一起運動的速度為V2=品=念=俘

第18頁共22頁

1

碰撞前系統(tǒng)的總動量p=mivl=喈

碰撞后系統(tǒng)的總動量p'=（mi+m2）所（叫土詈.）■

若碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以碰撞前A車的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：

p=p',整理得：mixi=（mi+m2）x2,若打點計時器的打點頻率未知，還能驗證動量

守恒定律。

故答案為：（1）低；（2）0.456；0.455；在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒；（3）能；

mixi=（mi+m2）X2。

15.（10分）一物體自某高度由靜止釋放后做自由落體運動，落到地面前最后兩個連續(xù)1s

內(nèi)位移之比為1：2,重力加速度g-lOm/s2,求物體靜止釋放時距離地面的高度和落地

時的速度。

【解答】解：設物體落地時的速度為v,根據(jù)逆向思維，則最后ti=ls內(nèi)的位移為：

1O

xi=vti-2g墳

最后t2=2s內(nèi)的位移為：

X2=Vt2-^5f2

YO2

根據(jù)題意有：—=——=-

x21+23

聯(lián)立解得：v=25m/s

物體靜止釋放時距離地面的高度h=2=梟m=31.25m

答：物體靜止釋放時距離地面的高度為31.25m,落地時的速度為25m/s。

16.（12分）如圖所示，光滑水平地面上有一長度為L=2.4m、質(zhì)量為M=2kg的長木板，

木板左端有一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可看作質(zhì)點），物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為四

=0.2.初始時物塊和木板均靜止，給物塊施加一大小為F=5N、方向水平向右的拉力，

重力加速度g=10m/s2,若保證物塊能夠滑離木板，求拉力作用的最短時間。

【解答】解：物塊在拉力作用時的加速度大小a=二鏟，

m

設拉力作用的時間為I,物塊有拉力作用的時間內(nèi)位移x=iat2；

若物塊恰好能滑離木板，則物塊滑離木板時與木板速度大小相等，設物塊滑離木板時速

第19頁共22頁

度大小為V,物塊和木板組成的系統(tǒng)從開始運動到滑離的過程，由動量定理得Ft=(M+m)

根據(jù)能量守恒，拉力做的功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能和熱能，F(xiàn)x=1(M+m)v2+[imgL-,

聯(lián)立解得t=1.2s

答：拉力作用的最短時間為1.2s。

17.(14分)如圖所示，在xOy坐標系的第一象限存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度

大小為E=3X1()5N/C,在第四象限內(nèi)緊靠x軸存在寬度為d(未知)的長條形勻強磁場

區(qū)域，磁感應強度大小為B=0.1T,磁場方向垂直于xOy平面向里，一帶正電的粒子從y

6

軸上的點P(0,1)沿x軸正方向射入電場區(qū)域,射入電場時的初速度大小為v0=2X10m/s,

運動過程中粒子恰