2022屆福建省福州市福州一中高三（下）第二次模擬考試物理試題及答案解析

福州一中2021-2022學(xué)年高三下模擬考試2

（完卷75分鐘滿分100分）

班級座號姓名

一、單項選擇題（每題4分，共16分。每小題給出的四個選項中，只有一項符

合題目要求）

1.華燈初上，摩天輪在暮色中格外醒目。若摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運動，則

以下說法正確的是（）

A.在相同的時間內(nèi)，乘客的速度變化相同

B.乘客在最低點時，他的動量變化率為零

C.當(dāng)乘客位于摩天輪的最高點時，他處于失重狀態(tài)

D.乘客在與轉(zhuǎn)軸等高的位置時，他的加速度就是重力加速度g

2.太空授課中，王亞平演示了測量物體質(zhì)量的實驗，讓廣大青少年領(lǐng)悟到了太空探索的趣

味和航天員的魅力。某中學(xué)興趣小組就在軌做勻速圓周運動的天宮空間站內(nèi)“測物體質(zhì)量”

的問題，設(shè)計了下列四個方案，其中正確的是（）

A.像在地面上那樣，用天平可直接測出待測物體質(zhì)量加

B.根據(jù)已知軌道半徑、地球質(zhì)量、引力常量等，計算出空間站所在處的重力加速度g,

再用彈簧秤測出物體重力G,利用公式G=mg求出待測物體質(zhì)量m

C.讓待測物體㈣與已知質(zhì)量的靜止物體，％正碰，測出兩物體碰撞前后（相對于空間站）

的速度片、V；、嶺'，再利用;町匕2=；加樣求出待測物體質(zhì)量叫

D.使待測物體受到沿運行軌道切向的已知恒力F的作用，測出（相對于空間站）從靜止開

2x

始經(jīng)很短時間，移動的位移-再利用F=i7ui=m-求出待測物體質(zhì)量機

1

3.關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用下列說法正確的是（）

4如圖甲所示，豎直放置的肥皂薄膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間

的豎直條紋

B.如圖乙所示，照相機的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)

生干涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長的g

C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面

反射的兩列光波發(fā)生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的

D.如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸

透鏡，可以看到等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋

4.如圖甲所示，質(zhì)量〃?=0.2kg彈性小球從地面上方某一高度由靜止開始下落，彈起后上升

到某一高度，小球與地面碰撞的時間忽略不計，規(guī)定豎直向下為正方向，此過程的M圖像

如圖乙所示，空氣對小球的阻力大小恒為重力的0.5倍，下降的時間是上升時間的4倍，下

降與上升的整個過程的平均速度為13m/s,重力加速度g取10m/s2,地面對小球的彈力遠大

于重力，下列說法正確的是（）

A,小球上升過程的運動時間4sB.地面對小球沖量-14N?s

C.小球落地時的速度-40m/sD.小球離地時的速度30m/s

二、多項選擇題（每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項

符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

2

5.圖甲為某沿x軸方向傳播的簡諧橫波在f=0時刻的波形圖，。、b、c、d是橫波上的四個

質(zhì)點；圖乙是質(zhì)點d的振動圖像，則下列說法正確的是（）

A.r=o時質(zhì)點a的速度大小比質(zhì)點c的小

B.波沿x軸負方向傳播

C.波速為2.5cm/s

D.從f=0時刻開始質(zhì)點b比質(zhì)點c先回到平衡位置

6.動車是指一輛單節(jié)自帶動力的軌道車輛，拖車是指一輛單節(jié)不帶動力的軌道車輛，把幾

節(jié)動車和拖車串在一起就構(gòu)成了動車組，不同型號的動車組動拖分布情況不同，比如，

CRH2A型號動車組動拖分布為：（頭車）拖-動-動-拖-拖-動-動-拖（從左到右編號依次為1~8）。

假設(shè)行駛過程中所受阻力與質(zhì)量成正比，每節(jié)車質(zhì)量同為，〃，每節(jié)動車額定功率為4，動

車組最大行駛速度為匕,，若動車組以額定功率啟動，某時刻速度為最大行駛速度的一半時，

判斷以下關(guān)于車廂之間的彈力說法正確的是（假設(shè)各節(jié)車廂之間只有水平彈力）（）

A.第1節(jié)和第2節(jié)之間的彈力為3B.兩車之間的彈力有三處為零

%

C.兩車之間的彈力有三處為'D.第7節(jié)車廂對第8車廂彈力指向車

V,n

頭

7.如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為〃：1,原線圈接電壓為"=Uosin⑹的正

弦交流電，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機，電動機的線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接

通電源后，電動機帶動一質(zhì)量為根的重物勻速上升，此時電流表的示數(shù)為/,重力加速度為

g,下列說法正確的是（）

3

A.電動機兩端電壓IR

B.原線圈中的電流為nl

UJ

C.電動機消耗的電功率為總

/(U0-同

D.重物勻速上升的速度為

亞nmg

8.一質(zhì)量為1kg的小物塊A置于豎直輕彈簧上處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一質(zhì)量為3kg的小物塊B

從距離A某高度自由落下，與A碰撞后（碰撞時間極短）一起壓縮彈簧到最低點，碰后A

的加速度隨其位移變化的圖像如圖所示。不計空氣阻力，取重力加速度為g=10m/s2,下列

說法中正確的是（）

A.碰后A、B做勻變速直線運動

B.碰撞結(jié)束瞬間，A的加速度劭=7.5m/s2

C.彈簧的勁度系數(shù)為100N/m

1）.A與B碰撞之后一起下落到速度最大的過程中，動能的增加量為0.45J

三、填空題（每空2分，共22分）

9.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如P-V圖所示由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,圖中，8=3%，

匕=4匕，狀態(tài)1、2對應(yīng)的溫度分別為工、T2,此過程中氣體內(nèi)能（填“增大”或

“減小”或“不變”

4

10.圖甲是用力傳感器對單擺做小角度擺動過程進行測量的裝置圖，圖乙是與力傳感器連接

的計算機屏幕所顯示的b—f圖像，其中尸的最大值4KlX=L02N,已知擺球質(zhì)量

w=100g,重力加速度g取9.8m/s2,兀2取9.8,不計擺線質(zhì)量及空氣阻力，則該單擺的

擺長I為m,F的最小值Fm.n為No

11.用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌來驗證動量守恒定律，用頻閃照相機閃光4次拍得照片如圖乙

所示，已知閃光時間間隔為△U0.02S,閃光本身持續(xù)時間極短，已知在這4次閃光的時間內(nèi)

A、8均在0?80c，*范圍內(nèi)且第一次閃光時，A恰好過A=55C?I處，8恰好過產(chǎn)70c7〃處，則

由圖可知：

卻

102()50I601

.1

.:!

.:

E

由

甲

（1）兩滑塊在mcm處相碰.

（2）兩滑塊在第一次閃光后片s時發(fā)生碰撞.

（3）若碰撞過程中滿足動量守恒，則4、8兩滑塊質(zhì)量比為

5

12.2020年新冠狀病毒肆虐的疫情假期，物理興趣小組成員陳俊宇同學(xué)，根據(jù)手頭的實驗器

材設(shè)計了如圖所示的歐姆表電路，通過調(diào)節(jié)開關(guān)S,可使歐姆表具有“義1”和“X10”的

兩種倍率?？捎闷鞑娜缦拢?/p>

A.干電池（電動勢E=1.5V,內(nèi)阻不計）

B.電流表G（滿偏電流般=1mA,內(nèi)阻=90Q）

C.定值電阻Ro（阻值為5.0C）

D.滑動變阻器R（最大阻值為150C）

E.定值電阻凡

F.定值電阻以

G.開關(guān)一個，紅、黑表筆各一支，導(dǎo)線若干

（1）該興趣小組陳俊宇同學(xué)按照如圖所示電路圖連接好實驗電路。當(dāng)開關(guān)S合向

（填“a”或ubn）,歐姆表的倍率是“X10”倍率；

（2）已知歐姆表為“XI”倍率時的中值電阻為15C,則定值電阻凡=Q,

Rh=Q；

（3）將開關(guān)S合向6,第一步：調(diào)節(jié)滑動變阻器用，當(dāng)屬=C時，將紅、黑表筆短

接，電流表電流達到滿偏電流。第二步：在紅、黑表筆間接入待測電阻Rx,發(fā)現(xiàn)電流表指

針指向上位置，則待測電阻R,=Qo

3

四、解答題（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重

要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題

時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫

出數(shù)值和單位。）

6

13.如圖，直桿水平固定，質(zhì)量機=O/kg的小圓環(huán)套在桿上A點，在豎直平面內(nèi)對環(huán)施加一

個與桿夾角8=53。的斜向上恒力尸=7.5N,使小圓環(huán)由靜止開始沿桿向右運動，并在經(jīng)

過8點時撤掉此拉力尸，小圓環(huán)最終停在C點。已知小圓環(huán)與直桿間動摩擦因數(shù)〃=。8,

mg=10m/s2.sin53°=0.8,cos53°=0.6,求：

(1)AB段小圓環(huán)的加速度a\的大小；

(2)AB與BC的距離之比si：S2。

14.如圖，足夠長的間距d=1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間存

在一個寬度L=1m的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為8=0.5T,方向如圖所示。一根質(zhì)

量機,=0.1kg,阻值H=0.5。的金屬棒〃以初速度%=4m/s從左端開始沿導(dǎo)軌滑動，穿

過磁場區(qū)域后，與另一根質(zhì)量加6=02kg,阻值R=0.5。的原來靜置在導(dǎo)軌上的金屬棒人

發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，求

(1)金屬棒4第一次穿過磁場中通過6棒的電荷量q

(2)金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱。％

(3)金屬棒。最終停止位置距磁場左邊界的距離x

N

右

Q

15.如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向內(nèi).磁感應(yīng)強度大小

坊='殳的勻強磁場，第二象限內(nèi)有一磁感應(yīng)強度大小為2瓦的圓形未知磁場區(qū)域(圖中

aq

未畫出)，第四象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強度大小也為瓦的勻強磁場，在x軸上

-〃、a、3a、5a,7〃…等位置上分別放有質(zhì)量為根、不帶電的黏性小球。現(xiàn)將一質(zhì)量也為相、

7

電荷量為q的帶負電小球從第三象限沿y軸正方向、以大小為W的速度，射向x軸上點的

小球，與之發(fā)生碰撞并粘連后恰好從y軸上坐標(biāo)為。的點垂直y軸進入第一象限。每次小球

碰撞時均粘連，不計重力及空氣阻力，求：

(1)第二象限內(nèi)未知磁場區(qū)域的最小面積s和磁場方向；

(2)從小球進入第一象限開始，到第四次經(jīng)過X軸的時間fB；

(3)若將第四象限內(nèi)的磁場換成沿y軸負方向、電場強度大小E=1的電場，從小球進

7iaq

入第一象限開始，到第四次經(jīng)過x軸的時間距；

XXXXXX

a"Bo

-axxxxxx

?~Ua3a5a*x

%

答案解析

8

一、單項選擇題（每題4分，共16分。每小題給出的四個選項中，只有一項符

合題目要求）

1.華燈初上，摩天輪在暮色中格外醒目。若摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運動，則

以下說法正確的是（）

A.在相同的時間內(nèi)，乘客的速度變化相同

B.乘客在最低點時，他的動量變化率為零

C.當(dāng)乘客位于摩天輪的最高點時，他處于失重狀態(tài)

D.乘客在與轉(zhuǎn)軸等高的位置時，他的加速度就是重力加速度g

【答案】C

【解析】

【詳解】A.摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運動，所受合外力大小不變，但方向不斷

變化，是變加速運動，所以在相同時間內(nèi)，乘客的速度變化量大小相等，但方向不同，選項

A錯誤；

B.根據(jù)動量定理有

可得

°M

可見動量變化率即為乘客所受合外力，在勻速圓周運動的最低點合外力不為零，所以他的動

量變化率不為零，選項B錯誤；

C.當(dāng)乘客位于摩天輪的最高點時，他受到的合外力豎直向下，加速度向下，所以他處于失

重狀態(tài)，選項C正確；

D.乘客在與轉(zhuǎn)軸等高位置時，他受到的合外力水平指向圓心，加速度方向就跟重力加速

度方向不同，選項D錯誤。

9

故選c。

2.太空授課中，王亞平演示了測量物體質(zhì)量的實驗，讓廣大青少年領(lǐng)悟到了太空探索的趣

味和航天員的魅力。某中學(xué)興趣小組就在軌做勻速圓周運動的天宮空間站內(nèi)“測物體質(zhì)量”

的問題，設(shè)計了下列四個方案，其中正確的是（）

A.像在地面上那樣，用天平可直接測出待測物體質(zhì)量m

B.根據(jù)已知的軌道半徑、地球質(zhì)量、引力常量等，計算出空間站所在處的重力加速度g,

再用彈簧秤測出物體重力G,利用公式6=3求出待測物體質(zhì)量m

C.讓待測物體町與已知質(zhì)量的靜止物體陽2正碰，測出兩物體碰撞前后（相對于空間站）

的速度匕、v,\為工再利用;叫留=；町療+；色4求出待測物體質(zhì)量叫

D.使待測物體受到沿運行軌道切向的已知恒力廠的作用，測出（相對于空間站）從靜止開

始經(jīng)很短時間r移動的位移x,再利用F=ma=加?尚求出待測物體質(zhì)量m

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.在天宮空間站中，所有的物體都處于完全失重狀態(tài)，一切與重力有關(guān)的儀器

都不能使用，所以天平不能直接測出物體的質(zhì)量加，彈簧秤也不能測出物體的重力G,故

AB錯誤；

C.因為不能確定兩物體的碰撞是否為彈性碰撞，因此碰撞前后兩物體組成的系統(tǒng)的機械能

不一定守恒，故C錯誤；

D.在運行軌道切向，待測物體受恒力作用，相對空間站做勻加速運動（很短時間可近似看

做勻加速直線運動）則由

12

x=-at

2

可得

2x

a=v

由牛頓第二定律

10

解得

Ft

2x

故D正確;

故選D?

3.關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用下列說法正確的是（）

肥電液膜、

暗

明—

甲圖

A.如圖甲所示，豎直放置的肥皂薄膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間

的豎直條紋

B.如圖乙所示，照相機的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)

生干涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長的g

C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面

反射的兩列光波發(fā)生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的

D.如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸

透鏡，可以看到等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋

【答案】C

【解析】

【詳解】A.如圖甲所示，豎直放置的肥皂薄膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，由于

同一水平線上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能產(chǎn)生水平的明暗條紋，故A錯誤；

B.如圖乙所示，照相機的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，從薄膜前后兩表面反射的光發(fā)生干

涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中,波長的奇數(shù)倍，故B錯誤；

4

C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面

反射的兩列光波發(fā)生干涉，如果某處凹下去，則對應(yīng)亮紋（或暗紋）提前出現(xiàn)，所以圖中條紋

彎曲說明此處是凹下的，故C正確；

D.如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸

11

透鏡，由于凸透鏡下表面是曲面，所以空氣膜厚度越往外越厚，所以看到的明暗相間的圓環(huán)

狀條紋越往外越密，故D錯誤。

故選C。

4.如圖甲所示，質(zhì)量，"=0.2kg彈性小球從地面上方某一高度由靜止開始下落，彈起后上升

到某一高度，小球與地面碰撞的時間忽略不計，規(guī)定豎直向下為正方向，此過程的X圖像

如圖乙所示，空氣對小球的阻力大小恒為重力的0.5倍，下降的時間是上升時間的4倍，下

降與上升的整個過程的平均速度為13m/s,重力加速度g取10m/s2,地面對小球的彈力遠大

于重力，下列說法正確的是（）

A.小球上升過程的運動時間4sB.地面對小球沖量-14N.s

C.小球落地時的速度-40m/sD.小球離地時的速度30m/s

【答案】B

【解析】

【詳解】ACD.小球下降過程加速度

匕

a,=—

4t

根據(jù)牛頓第二定律

mg-0.5mg=max

球上升過程加速度

0-v2

根據(jù)牛頓第二定律

mg+0.5〃zg=ma2

全程的平均速度

12

一巧x4f+—v2t

v=--------------——=13m/s

5t

解得

V]=40m/s,v2=-30m/s,Z=2s

故小球上升過程的運動時間

h=4t=8s

小球落地時的速度和小球離地時的速度分別為

v,=40m/s,v2=-30m/s

故ACD錯誤；

B.小球與地面作用過程，根據(jù)動量定理

I=FNt=mv2-mvx=-14N-s

故B正確。

故選Bo

二、多項選擇題（每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項

符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

5.圖甲為某沿x軸方向傳播的簡諧橫波在f=0時刻的波形圖，a、b、c、d是橫波上的四個

質(zhì)點；圖乙是質(zhì)點d的振動圖像，則下列說法正確的是（）

A.r=0時質(zhì)點a的速度大小比質(zhì)點c的小

B.波沿x軸負方向傳播

C.波速為2.5cm/s

D從t=0時刻開始質(zhì)點b比質(zhì)點c先回到平衡位置

【答案】AD

13

【解析】

【詳解】AB.由振動圖像f=0時刻”點向下振動可知，波源在左側(cè)，波沿x軸正方向傳播,

，=0時質(zhì)點”的速度大小為零，質(zhì)點c速度不為零，即，=0時質(zhì)點”的速度大小比質(zhì)點c

的小，故A正確、B錯誤；

C.由圖像可知波動周期為7=2s,波長為4=4m,則波速為v=（=2m/s,故C錯誤；

D.從t=0時刻開始質(zhì)點b和質(zhì)點c?到平衡位置的位移相同，b向平衡位置運動，c遠離平

衡位置，故人先回到平衡位置，故D正確。

故選AD.,

6.動車是指一輛單節(jié)自帶動力的軌道車輛，拖車是指一輛單節(jié)不帶動力的軌道車輛，把幾

節(jié)動車和拖車串在一起就構(gòu)成了動車組，不同型號的動車組動拖分布情況不同，比如，

CRH2A型號動車組動拖分布為：（頭車）拖-動-動-拖-拖-動-動-拖（從左到右編號依次為1~8）。

假設(shè)行駛過程中所受阻力與質(zhì)量成正比，每節(jié)車質(zhì)量同為機，每節(jié)動車額定功率為外，動

車組最大行駛速度為匕,，若動車組以額定功率啟動，某時刻速度為最大行駛速度的一半時,

判斷以下關(guān)于車廂之間的彈力說法正確的是（假設(shè)各節(jié)車廂之間只有水平彈力）（）

A.第1節(jié)和第2節(jié)之間的彈力為拔B.兩車之間的彈力有三處為零

%

C.兩車之間彈力有三處為2D.第7節(jié)車廂對第8車廂彈力指向車

匕“

頭

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.當(dāng)牽引力等于阻力時，此時速度達到最大，根據(jù)

4Po=8/V/n

解得

對第一節(jié)受力分析

14

,4—2--Sf=Sma

FF-f=ma,1，

3Vm

解得第1節(jié)和第2節(jié)之間彈力為

匕"

故A錯誤；

BC.第2節(jié)和第3節(jié)之間，對前2節(jié)受力分析

J+F23-2f-2ma

3Vm

解得

G=o

同理可計算出

招4=媼，工5=°，&=媼,臬7=0,入8="

匕“心匕”

故B正確C錯誤；

D.對前7節(jié)受力分析，設(shè)第8節(jié)對第7節(jié)作用力指向車頭

4x—+F7S—7/=Ima

一V

2m

解得第8節(jié)對第7節(jié)作用力

F=_旦

r78

V,"

根據(jù)牛頓第三定律可知第7節(jié)車廂對第8車廂彈力指向車頭，故D正確。

故選BDo

7.如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為〃:1,原線圈接電壓為"=UosinM的正

弦交流電，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機，電動機的線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接

通電源后，電動機帶動一質(zhì)量為膽的重物勻速上升，此時電流表的示數(shù)為/,重力加速度為

g,下列說法正確的是（）

15

A.電動機兩端電壓為IR

B.原線圈中的電流為nl

UJ

C.電動機消耗的電功率為總

/(U0-同

D.重物勻速上升的速度為

亞nmg

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.變壓器原線圈輸入電壓為

副線圈輸出電壓為

4=*

715/2

U

即電動機兩端電壓為一”n，電動機不是純電阻電路，則兩端的電壓不等于/R,選項A錯

局2

誤；

B.根據(jù)變壓器原副線圈電流關(guān)系得，原線圈中電流為,，B錯誤；

n

C.電動機消耗電功率為

P=IU,*

y/2n

選項C正確；

D.電動機輸出功率為，"gv,線圈發(fā)熱功率為產(chǎn)式，電動機消耗電功率等于輸出機械功率與

線圈熱功率之和，即

16

P-I2Rmgv

可得重物上升速度為

v_I（U0-y[2nIR）

yflnmg

D正確.

故選CD。

8.一質(zhì)量為1kg的小物塊A置于豎直輕彈簧上處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一質(zhì)量為3kg的小物塊B

從距離A某高度自由落下，與A碰撞后（碰撞時間極短）一起壓縮彈簧到最低點，碰后A

的加速度隨其位移變化的圖像如圖所示。不計空氣阻力，取重力加速度為g=10m/s2,下列

說法中正確的是（）

A.碰后A、B做勻變速直線運動

B.碰撞結(jié)束瞬間，A的加速度制=7.5m/s2

C.彈簧的勁度系數(shù)為100N/m

D.A與B碰撞之后一起下落到速度最大的過程中，動能的增加量為0.45J

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由圖像可知，碰后整體的加速度先減小后反向增大，故不是勻變速直線運動，

A錯誤；

B.碰前A的重力與彈簧彈力平衡，碰后瞬間彈簧彈力不突變，故AB碰后瞬間整體的合外

力為加Bg，對整體應(yīng)用牛頓第二定律可得

解得

2

a0=7.5m/s

B正確;

17

C.設(shè)初狀態(tài)彈簧壓縮量為X°,有

M=5

當(dāng)x=().03m時加速度為零，此時

(mA+mB)g=Z:(x+x0)

聯(lián)立解得

左=1000N/m

C錯誤；

D.A與B碰撞之后一起下落到速度最大的過程中AB所受的合外力隨位移均勻減小，其合

因為通過尸-X圖像的面積可以求變力的功，故合外力的總功為

W=￡(%+〃?B)&X=O45J

22

由動能定理

故動能增量為0.45J,D正確。

故選BD。

三、填空題(每空2分，共22分)

9.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如〃-丫圖所示由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,圖中，8=3必，

匕=4匕，狀態(tài)1、2對應(yīng)的溫度分別為7；、T2,此過程中氣體內(nèi)能(填“增大”或

“減小”或“不變”)。

18

【答案】增大

【解析】

【詳解】［1］根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得

PlK_0匕

丁F

代入數(shù)據(jù)得到

3。2K—MK

T、

故

Tt<T2

所以該過程氣體內(nèi)能增大.

10.圖甲是用力傳感器對單擺做小角度擺動過程進行測量的裝置圖，圖乙是與力傳感器連接

的計算機屏幕所顯示的b—r圖像，其中尸的最大值「,X=L02N,已知擺球質(zhì)量

加=100g,重力加速度g取9.8m/s2,兀2取9.8,不計擺線質(zhì)量及空氣阻力，則該單擺的

擺長/為______m,尸的最小值工1M為______No

甲乙

19

【答案】①0.64(2).0.96

【解析】

【詳解】fl][2]當(dāng)擺球經(jīng)過最低點時擺線拉力最大，相鄰兩次經(jīng)過最低點的時間間隔為半個

周期，由圖像可知相鄰兩次拉力最大值的時間間隔為0.8s,即半個周期為0.8s,則單擺周期

為

7=1.6s

由周期公式

得

9.8x16

m=0.64m

4x3.14?

由圖可得，擺球運動到最低點時細線的拉力

Fn)ax=1.02N

由牛頓第二定律得

FmM-mg=m—

由最高點到最低點的過程，根據(jù)機械能守恒定律得

八12

mgL(l-cos9)=3mv^-0

解得

5n=mgcose=3mg；丁=096N

11.用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌來驗證動量守恒定律，用頻閃照相機閃光4次拍得照片如圖乙

所示，已知閃光時間間隔為AU0.02s,閃光本身持續(xù)時間極短，已知在這4次閃光的時間內(nèi)

A、B均在0~80c7%范圍內(nèi)且第一次閃光時，A恰好過x=55c/〃處，B恰好過x=70cm處，則

由圖可知：

20

1020304050607080(cm)

…

…

…

:…

E扁

甲cdbn

（1）兩滑塊在戶COT處相碰.

（2）兩滑塊在第一次閃光后片S時發(fā)生碰撞.

（3）若碰撞過程中滿足動量守恒，則A、8兩滑塊的質(zhì)量比為.

【答案】?.60②.0.01（3）.2:3

【解析】

【詳解】試題分析：（1）碰撞發(fā)生在第1、2兩次閃光時刻之間，碰撞后B靜止，故碰撞發(fā)

生在x=60cm處.

（2）碰撞后A向左做勻速運動，設(shè)其速度為VA',所以VA'Ft=20,碰撞到第二次閃光時

A向左運動10cm,時間為也有VA'?t，=10,第一次閃光到發(fā)生碰撞時間為t,有t+t，=4t,得

t――t=0.015

2

_510_1020

（3）碰撞前，A的速度大小為："=1；=二：B的速度大小為匕=匚=77；碰撞

2424

后，A的速度丫）=-2^0

取向左為正方向，則由動量守恒定律可知：mAV，A=mAVA-rriBVB,解得：mA：ITIB=2：3.

考點：動量守恒定律

【名師點睛】本題通過圖象考查動量守恒定律的驗證實驗，主要考查了同學(xué)們讀圖的能力,

要能從圖象中得出有效信息，才能正確利用物理規(guī)律求解.

12.2020年新冠狀病毒肆虐的疫情假期，物理興趣小組成員陳俊宇同學(xué)，根據(jù)手頭的實驗器

材設(shè)計了如圖所示的歐姆表電路，通過調(diào)節(jié)開關(guān)S,可使歐姆表具有“XI”和“X10”的

兩種倍率?？捎闷鞑娜缦拢?/p>

21

A.干電池（電動勢E=1.5V,內(nèi)阻不計）

B.電流表G（滿偏電流4=1mA,內(nèi)阻力=90。）

C.定值電阻Ro（阻值為5.0。）

D.滑動變阻器R（最大阻值為150C）

E.定值電阻凡

F.定值電阻⑹

G.開關(guān)一個，紅、黑表筆各一支，導(dǎo)線若干

（1）該興趣小組陳俊宇同學(xué)按照如圖所示電路圖連接好實驗電路。當(dāng)開關(guān)S合向

（填或ubn）,歐姆表的倍率是“X10”倍率；

（2）己知歐姆表為“XI”倍率時的中值電阻為15Q,則定值電阻凡=C,

Rb=Q；

（3）將開關(guān)S合向第一步：調(diào)節(jié)滑動變阻器吊，當(dāng)用=C時，將紅、黑表筆短

接，電流表電流達到滿偏電流。第二步：在紅、黑表筆間接入待測電阻Rx,發(fā)現(xiàn)電流表指

針指向%的位置，則待測電阻R、=—

3

【答案】①"②.1③.9136⑤.300

【解析】

【詳解】（1）口】把虛線框內(nèi)的電路等效成一個電流表，設(shè)當(dāng)開關(guān)S合向“端時，等效電流

表滿偏電流為幾當(dāng)開關(guān)S合向6端時，等效電流表滿偏電流為/b,根據(jù)串聯(lián)規(guī)律可得

（一）4=44+%）

（4-4）（&+6）=44

可以看出

iu>h

所以當(dāng)開關(guān)S合向b端時，歐姆表是“X10”倍率擋；

（2）⑵[3]當(dāng)開關(guān)S合向。端時,中值電阻

與“=15C

則

22

E

I,=——=100mA

勺.

當(dāng)開關(guān)S合向〃端時，中值電阻

叫力=150Q

則

E

Ih=——=10mA

心

結(jié)合

（一）4=4（4+%）

和

（/廠4）（凡+9）=/4

可解得

4=1。

R?=9Q

（3）[4J[5]開關(guān)S合向b端時，把虛線框內(nèi)的電路等效成一個電流表，其內(nèi)阻

出4+凡+”

I=_g_

解得

/?,=136Q

此時將紅、黑表筆短接，電流表電流達到滿偏電流。當(dāng)電流表指針指向上的位置，干路電

3

流為

―JIu_ioug

（%+《433

「E

3必+%>+4+%

23

解得

尺=300。

四、解答題（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重

要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題

時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫

出數(shù)值和單位。）

13.如圖，直桿水平固定，質(zhì)量機=01kg的小圓環(huán)套在桿上A點，在豎直平面內(nèi)對環(huán)施加一

個與桿夾角8=53。的斜向上恒力尸=7.5N,使小圓環(huán)由靜止開始沿桿向右運動，并在經(jīng)

過8點時撤掉此拉力尸，小圓環(huán)最終停在C點。已知小圓環(huán)與直桿間動摩擦因數(shù)〃=。8,

g=10m/s2.sin53°=0.8,cos53°=0.6,求：

（1）A8段小圓環(huán)的加速度?的大小:

ABC

2

【答案】（1）=5m/s；（2）：52=8:5

【解析】

【詳解】（1）在AB段，對圓環(huán)根據(jù)牛頓運動定律有

cos6二力=

RmaA①

F]sin6=N]+mg②

Z="N、③

由①②③式代入數(shù)據(jù)得

q=5m/s2（4）

（2）8c段，對圓環(huán)根據(jù)牛頓運動定律有

N?=mg⑤

=ma

f22?

24

又人=⑦

由⑤⑥⑦式代入數(shù)據(jù)得

4=8m/s2⑧

在48和BC段，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，分別有

v}=24sl(9)

vj=2a2與⑩

由④⑧⑨⑩得

4:$2=8：5

14.如圖，足夠長的間距d=1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間存

在一個寬度L=1m的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為3=0.5T,方向如圖所示。一根質(zhì)

量機a=0.1kg,阻值R=0.5。的金屬棒“以初速度%=4m/s從左端開始沿導(dǎo)軌滑動，穿

過磁場區(qū)域后，與另一根質(zhì)量，%=02kg,阻值R=0.5C的原來靜置在導(dǎo)軌上的金屬棒6

發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，求

(1)金屬棒。第一次穿過磁場中通過6棒的電荷量夕

(2)金屬棒。第一次穿過磁場區(qū)域的過程中金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱Q%

(3)金屬棒。最終停止的位置距磁場左邊界的距離x

N

右

Q

【答案】(1)0.5C；(2)0.34J；(3)0.8m

【解析】

【詳解】(1)金屬棒。第一次穿過磁場中，有

——p'~~/\(1)

4=〃①/=——②E=-----③△①=BdL@)

2Rt

25

由①②③④得

代入數(shù)據(jù)得

q=0.5C⑥

(2)金屬棒。第一次穿過磁場中，對金屬棒a列動量定理，有

-IdB-t-mava-mav0⑦

此過程回路產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則有

c1212

Q=^uvQ--muva⑧

金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱

由①⑥⑦⑧⑨得

匕=1.5m/s,Q-0.6875J,Qh?0.34J⑩

(3)金屬棒。與金屬棒人發(fā)生彈性碰撞，有

mava^mav'a+mhvh

A2Af9A?

-mava=-mava+-mbvb

工=-0.5m/s

金屬棒。反彈重新進入磁場到最終停止過程中，設(shè)位移大小x',對金屬棒a列動量定理,

有

——B.dx

I'dBt'=Q-may'a，qi'=I't',-*=2R

x=0.2m，x=L—x

x=0.8m

15.如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向內(nèi).磁感應(yīng)強度大小

26

綜=外的勻強磁場，第二象限內(nèi)有一磁感應(yīng)強度大小為2瓦的圓形未知磁場區(qū)域（圖中

aq

未畫出），第四象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強度大小也為氏的勻強磁場，在x軸上

-a、a、3a、5a、7a…等位置上分別放有質(zhì)量為相、不帶電的黏性小球。現(xiàn)將一質(zhì)量也為"?、

電荷量為4的帶負電小球從第三象限沿N軸正方向、以大小為W的速度，射向x軸上七點的

小球，與之發(fā)生碰撞并粘連后恰好從y軸上坐標(biāo)為。的點垂直y軸進入第一象限。每次小球

碰撞時均粘連，不計重力及空氣阻力，求：

（1）第二象限內(nèi)未知磁場區(qū)域的最小面積S和磁場方向；

（2）從小球進入第一象限開始，到第四次經(jīng)過x軸的時間fB；