2021年江蘇省南京師大附中高考物理模擬試卷（5月份）

2021年江蘇省南京師大附中高考物理模擬試卷（5月份）

一、單項選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分.每小題只有一個選項符合題意.

1.（4分）如圖所示為核反應(yīng)堆的示意圖，鈾棒是核燃料，其反應(yīng)方程為2351->144+891.

920n56Ba360n

用重水做慢化劑可使快中子減速，假設(shè)中子與重水中的笊核（jH）,而且認為碰撞前笊

核是靜止的，則下列說法正確的是（）

錦林

A.鈾核的比結(jié)合能比鐵核的小

B.該反應(yīng)為熱核反應(yīng)

C.中子與笊核碰后可原速反彈

D.鎘棒插入深一些可增大鏈式反應(yīng)的速度

2.（4分）光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，一復(fù)色光以入射角0（）

射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光，a、b兩單色光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，下

列說法正確的是（）

A.內(nèi)芯折射率小于外套的折射率

B.a光光子的能量大于b光光子的能量

C.在內(nèi)芯介質(zhì)中單色光a的傳播速度比b大

D.入射角由&）逐漸增大時，b光全反射現(xiàn)象先消失

3.（4分）一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系）如圖所示2,

則（)

B.此單擺的擺長約為2m

C.若擺長增大，單擺的固有頻率增大

D.若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動

4.（4分）北京時間4月29日，長征五號B遙二運載火箭搭載中國空間站天和核心艙從海

南文昌航天發(fā)射場升空并成功入軌.此次發(fā)射成功不僅標志著中國載人航天工程''三步

走”成功邁出第三步，也宣告中國開啟空間站任務(wù)的新時代.天和核心艙目前運行在距

離地面約400km?450km、傾角約42°的近地軌道。下列說法正確的是（）

A.天和核心艙每天只能經(jīng)過赤道正上方兩次

B.僅憑文中數(shù)據(jù)和萬有引力常量G,就可以大致估算出地球質(zhì)量

C.將天和核心艙的軌道近似看成圓，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度

D.將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，其在近地點時的機械能大于遠地點時的機械能

5.（4分）如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈A,右邊門框中有一接收線

圈B工作過程中某段時間通電線圈A中存在順時針方向均勻增大的電流（本題中電流方

A.接收線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為逆時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要小

C.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為逆時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大

D.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為順時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大

6.（4分）如圖所示，三根粗細一樣上端開口的玻璃管，中間都有一段汞柱封住一段空氣柱,

V1=V2>V3,h|Vh2=h3,現(xiàn)在升高相同的溫度，則管中汞柱向上移動的距離（)

B.丙管最少

C.甲管比乙管少D.乙管和丙管一樣多

7.（4分）如圖所示，質(zhì)量相同的小球1、2用細繩連接，小球1用細繩系于。點，下列四

個圖中可能正確的是（空氣阻力忽略不計）（）

8.（4分）如圖所示，豎直邊界MN的右側(cè)存在區(qū)域足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,

線圈質(zhì)量為m、總電阻為R,首尾連接在一起.線圈上a點連接垂直于紙面的光滑轉(zhuǎn)軸,

線圈向左擺到最高點時，直徑ab轉(zhuǎn)過的角度為150。。不計擺動過程中線圈受到的空氣

阻力，則（）

'XXXXX

N?

A.線圈擺動時?，安培力的方向始終和b點的速度方向相反

B.從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點的過程中，安培力對線圈做的功為mgr

C.從釋放到最后靜止，線圈中產(chǎn)生的電熱大于mgr

D.從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點的過程中，通過線圈的電荷量為（耳+返）運二

64R

9.（4分）如圖所示，A、B為水平放置平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔M、N,R

為滑動變阻器.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，小球恰好能運動至小孔N處。下列說法正

確的是（）

A.若僅將A板上移，帶電小球?qū)o法運動至B板的小孔N處

B.若僅將A板上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處

C.若僅將R的滑片上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處

D.若僅將R的滑片上移，帶電小球?qū)腂板的小孔N處穿出

10.（4分）一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點，質(zhì)量為m的帶正電小球

（可視為質(zhì)點），并穿過圓環(huán).小球在從A點運動到與A點關(guān)于O點對稱的A'點的過

程中，其動能Ek、重力勢能Ep，h機械能E、電勢能Ep電，隨位置變化的圖象如圖所示

（規(guī)定O點重力勢能為0,無限遠處電勢為0,豎直坐標軸h的坐標原點為O,以豎直向

上為h正方向），下列圖象可能正確的是（）

二、非選擇題：本題共5題，共60分.其中第12題?15題解答時請寫出必要的文字說明、

方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明

確寫出數(shù)值和單位.

11.（15分）某學(xué)習(xí)小組為研究平拋物體的運動規(guī)律，設(shè)想了三套實驗裝置及實驗方案：

圖2圖3

裝置甲：上下兩斜槽軌道的材料和形狀相同，末端水平，電磁鐵C和D可以同時斷電釋

放鋼球P和Q,下方斜槽連接的水平板盡可能光滑；

裝置乙：小錘敲擊彈性金屬片后小球A開始平拋，同時小球B開始下落；

裝置丙：末端水平的斜槽上釋放的小球從豎直硬板和水平木條MN間的縫隙穿過時，可

以在墊有復(fù)寫紙的白紙上留下點狀印跡，水平木條MN高度可以上下調(diào)節(jié)。

（1）為了驗證平拋物體的水平分運動是勻速直線運動，下列關(guān)于實驗原理和操作的說法

正確的有。

A.選擇裝置甲，并通過觀察小球是否碰撞來驗證

B.選擇裝置乙，并通過聽小球是否同時發(fā)出落地聲來驗證

C.選擇裝置甲，并應(yīng)該多次調(diào)整上下軌道的高度差來驗證

D.選擇裝置乙，并應(yīng)該多次調(diào)整兩球與地面的初始高度差來驗證

（2）某同學(xué)采用裝置丙進行實驗.

①為描繪小球平拋運動的完整軌跡，并計算小球平拋的初速度，除了硬板、小球、斜槽、

鉛筆、圖釘、白紙、復(fù)寫紙、游標卡尺之外.

A.秒表B.刻度尺C.天平

D.彈簧秤E.帶線的重錘

②該同學(xué)兩次用游標卡尺測量同一小球的直徑（如圖1所示），正確結(jié)果應(yīng)為cm。

③該同學(xué)通過實驗獲得小球平拋運動的若干印跡點如圖2所示，下列因素可能導(dǎo)致這種

情況的是。

A.小球與斜槽之間有摩擦

B.安裝斜槽時其末端沒有調(diào)整水平

C.每次釋放小球的位置不完全相同

D.只記錄了豎直方向，沒有記錄平拋運動的起點

④如圖4所示，改進操作后，該同學(xué)在坐標紙上描繪小球平拋運動的軌跡（圖中未畫出）,

坐標紙每小格邊長為5cm,重力加速度g取10m/s2,則可以計算出小球平拋運動的初速

度為m/s.（保留兩位有效數(shù)字）

12.（8分）一只瓶蓋擰緊不漏氣的空礦泉水瓶置于室外，內(nèi)部氣體質(zhì)量為m.夜間氣溫為Ti，

瓶子癟了一部分，體積為V.中午太陽暴曬時，氣溫升至T2,礦泉水瓶恢復(fù)原狀.礦泉水

瓶癟了一部分時，內(nèi)外壓強可視為相等，瓶體恢復(fù)原狀后o且不會再增大.瓶內(nèi)氣體可

以視為理想氣體，其內(nèi)能與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為U=amT,外界大氣壓強為po。

（1）求氣溫為T2時，瓶內(nèi)的壓強p；

（2）求上述過程中瓶內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

13.（8分）一群處于第4能級的氫原子，最終都回到基態(tài)能發(fā)出兒種不同頻率的光，將這

些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上（如圖乙所示），其中a光對應(yīng)圖線與橫軸的交

點坐標為-Ua=-6V.已知氫原子的能級圖如圖丙所示，電子電量為e=1.6X1019（2。

n￡/cV

OO-——...........0

4=4),85

3-----------------------LSI

2-----------------------3.40

-13.6

甲乙丙

（1）求a光照射金屬時逸出光電子的最大初動能Eka:

（2）求該金屬逸出功W；

（3）只有c光照射金屬時，調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，達到飽和光電流I=3.2pA

14.（13分）如圖所示，質(zhì)量均為m=2kg、長度均為L=0.12m的長條狀均勻薄木板A、B,

置于足夠長的水平地面上。水平地面上CD間有長度為d=0.34m的一段表面粗糙1=

2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，重力加速度g取lOm/s?。

求：

（1）B剛要開始進入CD段時的速度V2；

（2）A剛好完全進入CD段時的速度V3；

（3）A的最終速度V4。

B

CD

15.（16分）回旋加速器的工作原理如圖1所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒

間距很小0的勻強磁場與盒面垂直.在下極板的中心O處粒子源產(chǎn)生的粒子（初速度可

視為零），質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速

（1）若帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心始終認為在金屬盒的圓心O點，粒子被加速

后離開加速器時的動能Ek是多大？

（2）帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心并不是金屬盒的圓心0,而且在不斷地變動，

設(shè)第一次加速后做圓周運動的圓心為0|,第二次加速后做圓周運動的圓心為02,第三次

加速后做圓周運動的圓心為03,求0。3的距離X3;

（3）回旋加速器使用時，實際的磁感應(yīng)強度B會和Bo有偏差，可能導(dǎo)致粒子不能每次

經(jīng)過電場都被加速.若有大量粒子在「LIL到321期的時間范圍內(nèi)（不考慮粒子間的相互

4qB04qB0

作用），要使每個粒子都實現(xiàn)至少連續(xù)n次加速（不考慮金屬盒半徑的限制），求B的取

值范

八u

xx

/xXXX：\%---------:

/XX/?XXX=^=IU:

山口處.?-

\xxxC6cxx/接交流電源0----------『-------

\Xxx^x

V2：

al-----------1-----

圖1圖2

2021年江蘇省南京師大附中高考物理模擬試卷（5月份）

參考答案與試題解析

一、單項選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分.每小題只有一個選項符合題意.

1.（4分）如圖所示為核反應(yīng)堆的示意圖，鈾棒是核燃料，其反應(yīng)方程為2351n-144Ba+891n.

92056360

用重水做慢化劑可使快中子減速，假設(shè)中子與重水中的笊核（；H）,而且認為碰撞前笊

核是靜止的，則下列說法正確的是（）

錦林

A.鈾核的比結(jié)合能比領(lǐng)核的小

B.該反應(yīng)為熱核反應(yīng)

C.中子與笊核碰后可原速反彈

D.鎘棒插入深一些可增大鏈式反應(yīng)的速度

【解答】解：A.在該核反應(yīng)中，會釋放出大量的能量，原子核越穩(wěn)定，故A正確;

B.該反應(yīng)是重核裂變反應(yīng)，不是熱核反應(yīng)；

C.由題意知，笊核質(zhì)量數(shù)是中子的兩倍，碰撞是彈性碰撞

mvo=mv]+8mv2

02Vmy13年.31^2

聯(lián)立解得故C錯誤；

v636

D.要使裂變反應(yīng)更激烈一些，應(yīng)使鎘棒插入淺一些，鏈式反應(yīng)速度就會快一些。

故選：Ao

2.（4分）光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，一復(fù)色光以入射角e（）

射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光，a、b兩單色光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，下

列說法正確的是（）

A.內(nèi)芯折射率小于外套的折射率

B.a光光子的能量大于b光光子的能量

C.在內(nèi)芯介質(zhì)中單色光a的傳播速度比b大

D.入射角由Oo逐漸增大時，b光全反射現(xiàn)象先消失

【解答】解：A、發(fā)生全反射的必要條件是：光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以當內(nèi)

芯的折射率比外套的大時，故A錯誤；

B、由圖可知b光偏轉(zhuǎn)角度大，根據(jù)光的頻率與折射率的關(guān)系可知b光的頻率大，故B

錯誤；

C、光導(dǎo)纖維對b光的折射率大2,知在內(nèi)芯中單色光a的傳播速度比b大；

n

D、從左端面入射的光線，折射角越大，光線射到內(nèi)芯與外套的界面上時入射角越??；b

的頻率大，根據(jù)sinC=工，所以在入射角由的逐漸增大、光線射到內(nèi)芯與外套的界面上

n

時入射角減小時，故D錯誤。

故選：Co

3.（4分）一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系）如圖所示2,

B.此單擺的擺長約為2m

C.若擺長增大，單擺的固有頻率增大

D.若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動

【解答】解：A、由圖可知，振幅最大，故A錯誤；

B、由圖可知，則周期為2s空二=.!QX4.m=7m；

2兀24兀2

CD、若擺長增大兀周期變大，所以共振曲線的峰將向左移動，D正確。

故選：D。

4.（4分）北京時間4月29日，長征五號B遙二運載火箭搭載中國空間站天和核心艙從海

南文昌航天發(fā)射場升空并成功入軌.此次發(fā)射成功不僅標志著中國載人航天工程''三步

走”成功邁出第三步，也宣告中國開啟空間站任務(wù)的新時代.天和核心艙目前運行在距

離地面約400km?450km、傾角約42°的近地軌道。下列說法正確的是（）

A.天和核心艙每天只能經(jīng)過赤道正上方兩次

B.僅憑文中數(shù)據(jù)和萬有引力常量G,就可以大致估算出地球質(zhì)量

C.將天和核心艙的軌道近似看成圓，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度

D.將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，其在近地點時的機械能大于遠地點時的機械能

【解答】解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力，即粵=班卓2,每天經(jīng)過赤道的次數(shù)大

于2次：

B、由于并不知道地球半徑R,所以無法求得地球質(zhì)量；

C、地球某建筑物的3與同步衛(wèi)星相等2,可知地球某建筑物的加速度小于同步衛(wèi)星的加

速度，根據(jù)粵=皿，所以核心艙加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度：

rz

D、核心艙在穩(wěn)定軌道上機械能守恒。

故選：Co

5.（4分）如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈A,右邊門框中有一接收線

圈B工作過程中某段時間通電線圈A中存在順時針方向均勻增大的電流（本題中電流方

向均為從左向右觀察）（）

A.接收線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為逆時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要小

C.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為逆時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大

D.接收線圈B中的感應(yīng)電流方向為順時針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大

【解答】解：沒有銅片時.，當左側(cè)線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時，且增大,

右側(cè)線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流；

有銅片通過時，則穿過銅片中的磁通量發(fā)生變化時，感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感

應(yīng)電流的方向相同，仍然為逆時針方向，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小減小，B正確。

故選:B.

6.（4分）如圖所示，三根粗細一樣上端開口的玻璃管，中間都有一段汞柱封住一段空氣柱,

則管中汞柱向上移動的距離（)

A.甲管最少B.丙管最少

C.甲管比乙管少D.乙管和丙管一樣多

【解答】解：以cmHg為氣壓單位，abed中的氣體壓強分別為:

pi=po+ph8

P2—pO+ph8

P3=p（）+ph6

由于h[Vh2=h8，故P1<P2=P3；

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有：迎,由于氣體的氣壓不變工?

TT

由于V1=V2>V5，AT相同，故AV1=AV2>AV7,即丙管水銀柱上升的最少，甲管與

乙管中水銀柱上升的相等，故B正確。

故選：Bo

7.（4分）如圖所示，質(zhì)量相同的小球1、2用細繩連接，小球1用細繩系于O點，下列四

個圖中可能正確的是（空氣阻力忽略不計）（)

o

【解答】解：對球1在水平面做勻速圓周運動，

由牛頓第一定律得：F^cosQ--FpcosB=mr13%

對球1和球2整體，在豎直方向上有：FAsina=8mg,

2

同理對球2由牛頓第二定律得：FBCOSp=mr2G），

對球2豎直方向有：FBsinp=mg,

由于球2受重力和繩的拉力的合外指向圓心，

可知球5比球1更遠離豎直軸，則[2>[4

聯(lián)立解得：（03mrCO2<4mrW

tanCl1+2zz2tanp

故tana>tanp

則a>B，故D正確。

故選：D。

8.（4分）如圖所示，豎直邊界MN的右側(cè)存在區(qū)域足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,

線圈質(zhì)量為m、總電阻為R,首尾連接在一起.線圈上a點連接垂直于紙面的光滑轉(zhuǎn)軸,

線圈向左擺到最高點時，直徑ab轉(zhuǎn)過的角度為150°。不計擺動過程中線圈受到的空氣

阻力，則（）

；XXXXX

N：

A.線圈擺動時，安培力的方向始終和b點的速度方向相反

B.從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點的過程中，安培力對線圈做的功為mgr

C.從釋放到最后靜止，線圈中產(chǎn)生的電熱大于mgr

D.從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點的過程中，通過線圈的電荷量為(耳+返)迺

64R

【解答】解：A.線圈向左擺動時，線圈中垂直紙面向里的磁通量減小，安培力阻礙線圈

的相對運動。由于b點的運動方向始終與直徑ab垂直，故A錯誤；

B.從釋放到第一次擺至最高的過程中，安培力對線圈做的功為等于重力勢能的變化量，

所以重力勢能的減少量AEpumgAhumgr(1-sin30°)=0.5mgr,故B錯誤；

C.從釋放到靜止，環(huán)的重力勢能通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為焦耳熱，大小為Q=△Ep=mgr故C

錯誤；

D.從釋放到第一次擺至最高的過程中，設(shè)通過線圈的電量為q,平均電動勢為E,則

q=IAt

1=1

R

_△0

Ec=n-----

At

三式聯(lián)立得

q—_n-A--O--

R

開始時穿過線圈的磁通量

^i^Bnr2

第一次擺至最高時的磁通量

b22

磁通量的變化量

聯(lián)立可得

q=4冗存）噌

63R

故D正確。

故選：D。

9.（4分）如圖所示，A、B為水平放置平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔M、N,R

為滑動變阻器.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，小球恰好能運動至小孔N處。下列說法正

確的是（）

A.若僅將A板上移，帶電小球?qū)o法運動至B板的小孔N處

B.若僅將A板上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處

C.若僅將R的滑片上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處

D.若僅將R的滑片上移，帶電小球?qū)腂板的小孔N處穿出

【解答】解：A、B、設(shè)電路穩(wěn)定時電容器帶電量為Q,板間距離為d,對帶電小球，電

量為q,由動能定理：mgh-qU=O-0=8,

即mgh=qU,僅將A板上移，由C=￡---，而U不變，即電容器要放電，電容器不

4兀kd

能放電，所以U'=@,mgh<qU',故A正確；

C

C、D、僅將R的滑片上移，電容器板間電壓變大為Ui,由動能定理：mgh-=

d

09_d比較1>U,所以d，<d,故CD錯誤。

故選：Ao

10.（4分）一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點，質(zhì)量為m的帶正電小球

（可視為質(zhì)點），并穿過圓環(huán).小球在從A點運動到與A點關(guān)于O點對稱的A'點的過

程中，其動能Ek、重力勢能Ep重、機械能E、電勢能Ep電，隨位置變化的圖象如圖所示

（規(guī)定O點重力勢能為0,無限遠處電勢為0,豎直坐標軸h的坐標原點為O,以豎直向

上為h正方向），下列圖象可能正確的是（）

【解答】解：A、圓環(huán)中心的場強為零，則小球從A到圓環(huán)中心的過程中，也可能一直

減小，電場力小于重力，隨著距離O點的距離逐漸減小，也可能減小，斜率表示合外力，

合外力為mg,故A錯誤；

B、小球從A到圓環(huán)中心的過程中pG=mgh,小球穿過圓環(huán)后，EpG=-mgh,根據(jù)數(shù)學(xué)

知識可知，故B錯誤；

C、小球從A到圓環(huán)中心的過程中，機械能減小，電場力做正功，故C是可能的；

D、由于圓環(huán)所產(chǎn)生的是非勻強電場，電場力做功與下落的高度之間是非線性關(guān)系，所以

D是不可能的。

故選：C,

二、非選擇題：本題共5題，共60分.其中第12題?15題解答時請寫出必要的文字說明、

方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明

確寫出數(shù)值和單位.

11.（15分）某學(xué)習(xí)小組為研究平拋物體的運動規(guī)律，設(shè)想了三套實驗裝置及實驗方案:

圖2圖3

裝置甲：上下兩斜槽軌道的材料和形狀相同，末端水平，電磁鐵C和D可以同時斷電釋

放鋼球P和Q,下方斜槽連接的水平板盡可能光滑；

裝置乙：小錘敲擊彈性金屬片后小球A開始平拋，同時小球B開始下落；

裝置丙：末端水平的斜槽上釋放的小球從豎直硬板和水平木條MN間的縫隙穿過時，可

以在墊有復(fù)寫紙的白紙上留下點狀印跡，水平木條MN高度可以上下調(diào)節(jié)。

（1）為了驗證平拋物體的水平分運動是勻速直線運動，下列關(guān)于實驗原理和操作的說法

正確的有AC。

A.選擇裝置甲，并通過觀察小球是否碰撞來驗證

B.選擇裝置乙，并通過聽小球是否同時發(fā)出落地聲來驗證

C.選擇裝置甲，并應(yīng)該多次調(diào)整上下軌道的高度差來驗證

D.選擇裝置乙，并應(yīng)該多次調(diào)整兩球與地面的初始高度差來驗證

（2）某同學(xué)采用裝置丙進行實驗.

①為描繪小球平拋運動的完整軌跡，并計算小球平拋的初速度，除了硬板、小球、斜槽、

鉛筆、圖釘、白紙、復(fù)寫紙、游標卡尺之外BE.

A.秒表B.刻度尺C.天平

D.彈簧秤E.帶線的重錘

②該同學(xué)兩次用游標卡尺測量同一小球的直徑（如圖1所示），正確結(jié)果應(yīng)為0.935

cm?

③該同學(xué)通過實驗獲得小球平拋運動的若干印跡點如圖2所示，下列因素可能導(dǎo)致這種

情況的是C。

A.小球與斜槽之間有摩擦

B.安裝斜槽時其末端沒有調(diào)整水平

C.每次釋放小球的位置不完全相同

D.只記錄了豎直方向，沒有記錄平拋運動的起點

④如圖4所示，改進操作后，該同學(xué)在坐標紙上描繪小球平拋運動的軌跡（圖中未畫出）,

坐標紙每小格邊長為5cm,重力加速度g取lOmH,則可以計算出小球平拋運動的初速

度為1.5m/s.（保留兩位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）AC,選擇裝置甲，并應(yīng)該多次調(diào)整上下軌道的高度差來驗證，

BD、選擇裝置乙，

并應(yīng)該多次調(diào)整兩球與地面的初始高度差來驗證，BD錯誤；

（2）①除題中器材外，還需要帶線的重錘來確定硬板是否豎直及確定y軸位置、豎直位

移。

故選BEo

②左圖把小球恰在中間縫隙里不對，應(yīng)按右圖進行操作，

故小球的直徑為d=9mm+7X6.05mm=935mm=0.935cm,

③ABD、小球與斜槽之間有摩擦，沒有記錄平拋運動的起點，不會形成如圖點跡，

C、每次釋放小球的位置不完全相同，故C正確。

故選C。

④設(shè)每小格邊長為1，水平方向A、C位移相同，則滿足：31=V7T,

豎直方向滿足：51-31=gT5,聯(lián)立解得vo=3正1,l=5cm=O.O5m3=1.5m/s。

故答案為：(1)AC(2)①BE,②4.935,④1.5。

12.(8分)一只瓶蓋擰緊不漏氣的空礦泉水瓶置于室外，內(nèi)部氣體質(zhì)量為m.夜間氣溫為Ti，

瓶子癟了一部分，體積為V中午太陽暴曬時，氣溫升至T2,礦泉水瓶恢復(fù)原狀.礦泉水

瓶癟了一部分時，內(nèi)外壓強可視為相等，瓶體恢復(fù)原狀后o且不會再增大.瓶內(nèi)氣體可

以視為理想氣體，其內(nèi)能與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為U=amT,外界大氣壓強為po。

(1)求氣溫為T2時，瓶內(nèi)的壓強p；

(2)求上述過程中瓶內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

【解答】解：(1)以瓶內(nèi)封閉氣體為研究對象，溫度為Ti時，氣體體積為Vo；

當溫度為T3時，氣體的體積為Vo,設(shè)此時氣體的壓強為p,

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得：士叱=￡包

丁5T2

解得：p=P?.VT?

V0T3

(2)由熱力學(xué)第一定律：AU=W+Q

其中AU=am(T2-Ti)

W=-p6(Vo-V)

解得Q=am(T2-T4)+po(Vo-V).,

答：(1)氣溫為T8時，瓶內(nèi)的壓強為P-0V12；

V8Tl

(2)上述過程中瓶內(nèi)氣體吸收的熱量為am(T2-T3)+po(Vo-V),

13.(8分)一群處于第4能級的氫原子，最終都回到基態(tài)能發(fā)出幾種不同頻率的光，將這

些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上(如圖乙所示)，其中a光對應(yīng)圖線與橫軸的交

點坐標為-Ua=-6V.已知氫原子的能級圖如圖丙所示，電子電量為e=1.6X10i9c。

￡/eV

......................0

D.85

---------------------1.51

---------------------3.40

甲乙丙

(1)求a光照射金屬時逸出光電子的最大初動能Eka；

(2)求該金屬逸出功W；

(3)只有c光照射金屬時，調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，達到飽和光電流I=3.2uA

【解答】解：(1)由圖乙可得a光照射金屬時的遏止電壓Ua=6V

逸出光電子的最大初動能為Eka=eUa=6eV

(2)由圖乙可知a光的遏止電壓最大，則可知a光光子能量最大，則a光的光子能量為

sa=-3.85eV-(-13.6eV)=12.75eV

根據(jù)光電效應(yīng)方程有Eka=ea-w,解得W=6.75eV

(3)n=llL=5X1()13(個)

e

E=Rhv=J2J3=255xioi4eV或4.08X106j

T1T1

答：(1)a光照射金屬時逸出光電子的最大初動能Eka為6eV。

(2)該金屬逸出功W為6.75eV。

(3)只有c光照射金屬時，調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，若入射的光子有80%引發(fā)了光電效應(yīng)

%V或4.08X107j

14.(13分)如圖所示，質(zhì)量均為m=2kg、長度均為L=0.12m的長條狀均勻薄木板A、B,

置于足夠長的水平地面上。水平地面上CD間有長度為d=0.34m的一段表面粗糙1=

2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，重力加速度g取lOm/s?。

求：

(1)B剛要開始進入CD段時的速度V2；

(2)A剛好完全進入CD段時的速度V3；

(3)A的最終速度V4。

B

CD

【解答】解：(1)A、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，

由動量守恒定律得：mvi=(m+m)V2

代入數(shù)據(jù)解得：V5=1.3m/s

(2)從B剛要開始進入CD到A剛好完全進入CD過程，A、B沒有分離,

對A、B整體時.:2mg.X7L=Nx4mv；qx2mv:

代入數(shù)據(jù)解得：v3=4.1m/s

（3）從A剛好完全進入CD到B剛要離開CD過程，A、B不會分離，

設(shè)B剛要離開CD時的速度大小為v,對A,

由牛頓第二定律得：-（iX2mg（d-6L）=-^-X3mv2-4-X2mvn

243

代入數(shù)據(jù)解得：v=0.9m/s

當B開始離開CD后，B做減速運動的加速度變小，A、B分離，

假設(shè)A能夠全部滑出CD,對A&E詈L=_^mv譯mJ

代入數(shù)據(jù)解得：V4=0.3m/s,A能夠全部離開CD,A的最終速度大小V6=0.3m/s

答：（1）B剛要開始進入CD段時的速度V2大小是1.3m/s,方向向右。

（2）A剛好完全進入CD段時的速度V4大小是l.lm/s,方向向右；

（3）A的最終速度V4大小是0.3m/s,方向向右。

15.（16分）回旋加速器的工作原理如圖1所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒

間距很小0的勻強磁場與盒面垂直.在下極板的中心O處粒子源產(chǎn)生的粒子（初速度可

視為零），質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速

（1）若帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心始終認為在金屬盒的圓心O點，粒子被加速

后離開加速器時的動能Ek是多大？

（2）帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心并不是金屬盒的圓心0,而且在不斷地變動，

設(shè)第一次加速后做圓周運動的圓心為O1，第二次加速后做圓周運動的圓心為02,第三次

加速后做圓周運動的圓心為03,求003的距離X3;

（3）回旋加速器使用時，實際的磁感應(yīng)強度B會和Bo有偏差，可能導(dǎo)致粒子不能每次

經(jīng)過電場都被加速.若有大量粒子在」也到空期的時間范圍內(nèi)（不考慮粒子間的相互

4qB04qB0

作用），要使每個粒子都實現(xiàn)至少連續(xù)n次加速（不考慮金屬盒半徑的限制），求B的取

值