核心素養(yǎng)卷（06）決勝2021年新高考物理核心素養(yǎng)卷（福建專用）（解析版）

2021年福建省新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（06）

一、單項(xiàng)選擇題:本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合題目要求的。

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.大量氫原子從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出6種不同頻率的光

B.通過(guò)加壓或降溫的方法，可以改變放射性元素的半衰期

C.根據(jù)波爾理論可知，電子可以繞原子核沿任意軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D.渭口的半衰期是24天，32個(gè)記Th核經(jīng)過(guò)72天后一定剩下4個(gè)竊Th核

【答案】A

【解析】

A.大量氫原子從〃=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)最多能發(fā)=6,故A選項(xiàng)正確；

B.放射性元素的半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，故B選項(xiàng)

錯(cuò)誤；

C.波爾理論，核外電子只能在某些特定的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，并不是任意的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量原子而言的。對(duì)單個(gè)、少量的原核而言，半衰期是無(wú)意義的，故D

選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選A。

2.如圖所示，儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)A恰能看到桶底邊緣的點(diǎn)B。當(dāng)桶

內(nèi)裝滿油時(shí)，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C,C、B兩點(diǎn)相距光在空氣中的傳播速度可視

3

為真空中的光速c。則（）

A.僅憑上述數(shù)據(jù)可以求出筒內(nèi)油的折射率

B.僅憑上述數(shù)據(jù)可以求出光在筒內(nèi)油中傳播的頻率

C.僅憑上述數(shù)據(jù)可以求出光在筒內(nèi)油中傳播的波長(zhǎng)

D.來(lái)自C點(diǎn)的光射向油面時(shí)一定會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象

【答案】A

【解析】

A.由題可知，沒有油時(shí)、到達(dá)B點(diǎn)光線的入射角為

即

當(dāng)裝滿油時(shí).，到達(dá)C點(diǎn)的光線的折射角為

利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以求出sinq和sin/，則可求出筒內(nèi)油的折射率為

所以A正確；

BC.根據(jù)

可求得光在油中的傳播速度，但是光的頻率求不出來(lái)，根據(jù)

也求不出光在油中傳播的波長(zhǎng)，所以BC錯(cuò)誤；

D.當(dāng)桶內(nèi)裝滿油時(shí)，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C,根據(jù)光路的可逆性可知，當(dāng)光從C點(diǎn)的

射向汕面時(shí)一定不會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，所以D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.如圖所示，用絕^材料做成的圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，。為圓心，A、B、C為圓環(huán)上的點(diǎn)，AOC、AB

均為用絕緣材料做成的光滑細(xì)桿，AB桿豎直，AC與AB的夾角為。，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向左。將兩個(gè)完

全相同的帶正電的小環(huán)分別套在AC、AB兩根細(xì)桿上，小環(huán)所受的電場(chǎng)力與重力之比為tan?！，F(xiàn)將兩小環(huán)

同時(shí)從A點(diǎn)靜止釋放，不計(jì)小環(huán)之間的庫(kù)侖力。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩小環(huán)下滑過(guò)程機(jī)械能均守恒

B.兩小環(huán)下滑過(guò)程中都受到三個(gè)力的作用

C.兩小環(huán)剛滑到B、C兩點(diǎn)時(shí)速度的大小相等

D.兩小環(huán)從A點(diǎn)分別下滑B、C兩點(diǎn)的時(shí)間相等

【答案】D

【解析】

A.AC桿上的小環(huán)在下滑過(guò)程中，有電場(chǎng)力對(duì)它做正功，小環(huán)的機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤；

B.AC桿上的小環(huán)所受到的電場(chǎng)力大小為/ngtan。,方向水平向左，電場(chǎng)力垂直桿方向上的分力為mgsin0,

與重力垂直于桿方向上的分力大小相等，方向相反，二者抵消，所以小環(huán)不受桿的彈力的作用，只受到自

身重力與電場(chǎng)力的作用沿桿勻加速下滑，故B錯(cuò)誤；

C.設(shè)AB桿的長(zhǎng)度為h,對(duì)AB桿上的小環(huán)，從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理有

對(duì)AC桿上的小環(huán)，從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理有

可判斷得

故兩小環(huán)剛滑到B、C兩點(diǎn)時(shí)速度的大小不相等，故C錯(cuò)誤；

D.對(duì)AB桿上的小環(huán)，從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，有

對(duì)AC桿上的小環(huán)，從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)，有

由牛頓第二定律得，小環(huán)的加速度大小為

聯(lián)立兩式，求得小環(huán)從A點(diǎn)下滑到C點(diǎn)時(shí)間為

所以兩小環(huán)從A點(diǎn)分別下滑B、C兩點(diǎn)的時(shí)間相等，故D正確。

故選D。

4.如圖所示為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)圖，該質(zhì)譜儀由速度選擇器與偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩部分組成，已知速度選擇器中的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為線、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，熒光屏PQ下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

2綜。三個(gè)帶電荷量均為。、質(zhì)量不同的粒子沿豎直方向經(jīng)速度選擇器由熒光屏上的狹縫。進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),

最終打在熒光屏上的R、邑、S3,相對(duì)應(yīng)的三個(gè)粒子的質(zhì)量分別為g、加2、機(jī)3（粒子的質(zhì)量均位置），

忽略粒子的重力以及粒子間的相互作用。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.如果M板帶正電，則速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

B.打在邑位置的粒子速度最大

C.打在S位置的粒子質(zhì)量最大

D.如果,則/―町=她仝

E

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則知三個(gè)粒子均帶正電，如果速度選擇器的A/板帶正電,

則粒子在速度選擇器中所受的電場(chǎng)力方向水平向右，所以粒子在速度選擇器中所受的洛倫茲力水平向左，

由左手定則可知速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；

B.三個(gè)粒子在速度選擇器中均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有

解得

所以三個(gè)粒子的速度相等，故B錯(cuò)誤：

C.粒子在熒光屏下側(cè)的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力有

解得

三個(gè)粒子所帶電荷量相等，則其軌跡半價(jià)與質(zhì)量成正比，故打在S3位置的粒子質(zhì)量最大，故C錯(cuò)誤；

D.由于

5二=?，?=2舄_2耳=|^一|^=盛■（e一町）

2西）/絳2qB°

聯(lián)立可解得

故D正確。

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題，每小題6分，共24分每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的

得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

5.如圖所示，傾角為30。的斜面體固定在水平面上，一橫截面半徑為R的半圓柱體丙放在水平面上，可視

為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為加的光滑小球乙用輕繩拴接置于半圓柱上；質(zhì)量為2%的物塊甲用輕繩拴接放在斜面體上,

拴接小球乙與拴接物塊甲的輕繩與一端固定在天花板的豎直輕繩系于。點(diǎn)，且。點(diǎn)位于半圓柱截面圓心的

正上方。已知O點(diǎn)到水平面的高度為2R，拴接小球乙的輕繩長(zhǎng)度為:整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加

速度為g。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.拴接小球乙的輕繩拉力大小為3根gB.小球乙對(duì)半圓柱體的壓力大小為。咫

C.物塊甲所受的摩擦力方向沿斜面向下D.半圓柱體所受的摩擦力大小為主叵〃名

32

【答案】AD

【解析】

AB.對(duì)小球乙受力分析，如圖1所示

由相似三角形知識(shí)得

解得

N2=—1mg,T7=—3mg

故A正確，B錯(cuò)誤；

C.設(shè)拴接小球乙的輕繩與豎直方向的夾角為a,由幾何關(guān)系可知

解得

又

以結(jié)點(diǎn)。為研究對(duì)象，對(duì)其受力分析如圖2所示

拉力T和工的合力與耳等大反向，由平衡關(guān)系得

解得

物塊甲的重力沿斜面向下的分力大小為

則物塊甲所受的摩擦力沿斜面向匕故c錯(cuò)誤：

D.以小球乙和半圓柱體丙整體為研究對(duì)象，由力的平衡條件可知，半圓柱體丙所受的摩擦力方向水平向左,

大小等拉力T沿水平向右方向的分力，即

故D正確。

故選AD。

6.如圖所示，曲線I是一顆繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星軌道的示意圖，其半徑為R；曲線II是一顆繞地球橢圓

運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星軌道的示意圖，0點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長(zhǎng)軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在兩軌

道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期相等，萬(wàn)有引力常量為G,地球質(zhì)量為M,下列說(shuō)法正確的是（）

A.衛(wèi)星在I軌道上的加速度大小為ao,衛(wèi)星在H軌道上A點(diǎn)加速度大小為aA,則有ao>aA

B.橢圓軌道的半長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為R

C.衛(wèi)星在I軌道的速率為vo,衛(wèi)星在II軌道B點(diǎn)的速率為VB,則V0>VB

D.若OA=0.5R,則衛(wèi)星在B點(diǎn)的速率VB>

【答案】BC

【解析】

A.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受萬(wàn)有引力作用，故有:

所以加速度

又有OAVR,所以，ao<aA,故A錯(cuò)誤；

B.由開普勒第三定律可得

圓軌道可看成長(zhǎng)半軸、短半軸都為R的橢圓，故2=1?,故B1E確;

C.根據(jù)萬(wàn)有引力做向心力可得

w_GM

故"=匕那么軌道半徑越大，線速度越?。辉O(shè)衛(wèi)星以O(shè)B為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為娟，那么，V'

<vo；又有衛(wèi)星n在B點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，故萬(wàn)有引力大于向心力，所以，vB<v'<vo,故C正確;

D.若OA=0.5R,貝iJOB=1.5R,那么,故D錯(cuò)誤。

故選BC。

7.如圖。傾角8=60。的光滑斜面下端有一垂直斜面的擋板，擋板上連接一輕質(zhì)彈簧，斜面上端A與豎直

放置的光滑圓弧形管道平滑連接，在外力的作用下，一質(zhì)量為m的小球靜止在P點(diǎn)。彈簧處于壓縮狀態(tài)，

現(xiàn)釋放小球，小球無(wú)能量損失地進(jìn)入圓弧形管道（小球直徑稍小于管道直徑），剛好可到達(dá)圓弧形管道的

最高點(diǎn)，已知圓弧形管道半徑為R,OA±PA,PA=百卡，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）

A.彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為3mgR

B.其他條件不變，把小球質(zhì)量變?yōu)?.5m,則小球仍能進(jìn)入圓弧形管道

C.其他條件不變，把小球質(zhì)量變?yōu)?.5m,則小球在最高點(diǎn)對(duì)圓弧形管道的作用力為2.5mg,方能豎直向上

D.其他條件不變，換成長(zhǎng)度相同彈性勢(shì)能較大的彈簧，在圓弧形管道最高點(diǎn)，圓弧形管道對(duì)小球的作用力

一定增大

【答案】AC

【解析】

A.小球剛好運(yùn)動(dòng)到圓弧形管道的豎直最高點(diǎn)時(shí)速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

故A正確；

B.彈簧勁度系數(shù)不變時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能不變，把小球質(zhì)量變?yōu)?.5m,設(shè)小球可上升的最大高度為h,則

有

解得

因此小球不能進(jìn)入圓弧形管道，故B錯(cuò)誤；

C.把小球質(zhì)量變?yōu)?.5m時(shí)，設(shè)小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v,則有

在最高點(diǎn)滿足

解得

方向豎直向下，根據(jù)牛頓第三定律，小球在最高點(diǎn)對(duì)圓弧形管道的作用力為2.5mg,方向豎直向上，故C

正確；

D.其他條件不變，增大彈簧的彈性勢(shì)能，則小球在最高點(diǎn)有速度，需要向心力，與原來(lái)相比，支持力可能

向上且減小，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

8.如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌OM、ON固定在豎直平面內(nèi)，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌與豎直方向夾角均為30。。

空間存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為3。一質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，棒

始終與y軸垂直對(duì)稱，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到豎直向上的拉力/作用，

且棒中的感應(yīng)電流強(qiáng)度恒定為/。導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度電阻值為「，重力加速度為g。導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過(guò)

程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上先做加速度逐漸減小的直線運(yùn)動(dòng)最后變?yōu)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)

C.導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下落過(guò)程中減小的機(jī)械能大于金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱

D.導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力尸的功率與>的關(guān)系為「=mgBly』

、）

【答案】ACD

【解析】

AB.設(shè)導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上的速度為v,則有

E

E-Blv,I=—

lr

解得

由于電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度電阻值為「恒定，所以v也恒定，導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),

則A」E確；B錯(cuò)誤；

C.由功能關(guān)系可知，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下落過(guò)程中減小的機(jī)械能為

金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為

則導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下落過(guò)程中減小的機(jī)械能大于金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱，所以C正確；

D.導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力/與y的關(guān)系為

由幾何關(guān)系可得切割導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度為

拉力產(chǎn)的功率為

Ir

P-Fv.v-——

B

聯(lián)立解得

所以D正確；

故選ACD。

三、非選擇題:共60分?？忌鶕?jù)要求作答。

9.某學(xué)生在水瓶中裝入半瓶熱水蓋緊瓶蓋，一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)瓶蓋變緊。其本質(zhì)原因是單位時(shí)間內(nèi)

瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)（選填“增加”、“減少”或“不變”），瓶?jī)?nèi)氣體分子平均動(dòng)能

（選填“增大”、“減小”或“不變。

【答案】減少減小

【解析】

U][2J隨著溫度降低，內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)變小，瓶蓋變緊。由于溫度降低，則分子平均動(dòng)能減?。挥捎谄骄鶆?dòng)

能減小，分子平均速率減小，則在其他條件不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)瓶蓋受到瓶?jī)?nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)

減少。

12.將一帶電荷量為q=+1.0x1022的檢驗(yàn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功3.0x10為，從B

點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功4.0x10力。則人、B、C三點(diǎn)中，電勢(shì)最高的是點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)間

的電勢(shì)差UAC=Vo

【答案】C-100

【解析】

1]⑵根據(jù)

則

則A、B、C三點(diǎn)中，電勢(shì)最高的是C點(diǎn)；A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

UAC=UAB+UBC=-100V

10.某實(shí)驗(yàn)小組研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙

帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出。

(1)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=So

(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為V3=o

(3)為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=。

(4)若計(jì)時(shí)器工作頻率大于50Hz,則根據(jù)表達(dá)式和題中數(shù)據(jù)計(jì)算出V3的結(jié)果比實(shí)際值_______(填“相等”“偏

大''或"偏小”)。

[答案]0」玉二土生/偏小

2T4T2

【解析】

(1)川打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,故紙帶上相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔

(2)⑵在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則

⑶網(wǎng)根據(jù)逐差法可得

(4)[4]若計(jì)時(shí)器工作頻率大于50Hz,則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T減小，根據(jù)

可知實(shí)際值偏大，所以按照題中給定的數(shù)據(jù)計(jì)算出V3的結(jié)果比實(shí)際值偏小。

12.某課外興趣小組要描繪一個(gè)標(biāo)有“4.8V,2.4W”的小燈泡的伏安特性曲線，部分實(shí)驗(yàn)器材如下：直流

電源E（6V,內(nèi)阻可不計(jì)）、電流表A（0~0.6A，內(nèi)阻約為0.4Q）、電壓表V（（）~3V,內(nèi)阻為1kC）、

開關(guān)和導(dǎo)線若干、滑動(dòng)變阻器R1（0?10Q,額定電流2A）、滑動(dòng)變阻器&（0-150Q,額定電流2A）

（1）由于電壓表V的量程太小，需將電壓表量程擴(kuò)大為（）~6V,該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻的阻值為

&=C,找到符合要求的電阻以后，該小組的同學(xué)將題給的電壓表（表盤未改動(dòng)）與分壓電阻R

串聯(lián)，改裝成量程為0~6V的電壓表后，設(shè)計(jì)了圖甲的電路來(lái)描繪該小燈泡的伏安特性曲線，為減小測(cè)量

誤差和便于實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用；

（2）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路原理圖甲連接圖乙中的實(shí)物圖______；

（3）連接好電路后小組成員發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，電壓表始終有示數(shù)，且電流表的示數(shù)無(wú)

法調(diào)到零，可能的原因?yàn)椋ㄟx填“油斷路”"收斷路”“de斷路”或“歷短路”）；

（4）排除故障后，通過(guò)電壓表和電流表所讀的數(shù)據(jù)在1-U坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到的/-U曲線如圖丙,

若把該小燈泡與一阻值為2（）Q的定值電阻串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)為8V、內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端，利用作圖法得

該小燈泡的實(shí)際功率約為—W（保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】1000R]見解析ac斷路0.51（0.49~0.53均可）

【解析】

（1）電壓表原滿偏電壓為3V,設(shè)滿偏時(shí)電流為乙，內(nèi)阻為故有

串聯(lián)一個(gè)電阻后，則有

聯(lián)立解得

由圖甲知，電路為分壓電路，為了使電流表指針偏轉(zhuǎn)明顯，便于讀數(shù)，減小誤差，需要選擇最大阻值較小

的用。

（2）[3]根據(jù)圖甲連線如圖所示

（3）[4J若ab斷路，則上支路斷開，兩表均無(wú)讀數(shù)；若de斷路，電壓表無(wú)讀數(shù)；若be短路，電流表示數(shù)

可以調(diào)到0；若ac斷路，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，電壓表始終有示數(shù)，且電流表的示數(shù)無(wú)法調(diào)到

零，所以故障可能是ac斷路。

（4）[5]由圖甲可知，通過(guò)燈泡的電流

由于

故流過(guò)燈泡的電流可以近似為I,設(shè)燈與20。的定值電阻串聯(lián)后接入電動(dòng)勢(shì)為8V、內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端,

電流為I,分壓為U,則有

在圖丙中畫出這條線，與曲線相交，交點(diǎn)即為穩(wěn)定時(shí)流經(jīng)燈泡的電流、電壓，計(jì)算可得

13.在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電離子，以大小為v的速度從坐

標(biāo)原點(diǎn)0沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。平面內(nèi)有如圖2所示周期性變化的，垂直平面向里的磁場(chǎng)。已知

3兀m

‘。=丁丁，不計(jì)粒子重力，不考慮磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)，已知物理量為V、m、q、Bo求：

2qB。

⑴粒子在t=2to時(shí)刻的坐標(biāo)；

(2)粒子能否回到坐標(biāo)原點(diǎn)O?若不能，試說(shuō)明理由；若能，求回到點(diǎn)的最短時(shí)間和最短路程。

mvmv

【答案】(1)——，吟-----)(2)見解析

叫(4B.q

【解析】

(1)粒子在0山，勻速運(yùn)動(dòng)

粒子運(yùn)動(dòng)周期

則

3

to-2to,粒子偏轉(zhuǎn)一T,粒子半徑為

2

mv

根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在1=2S時(shí)刻的橫坐標(biāo)為-方一，縱坐標(biāo)

B°q

mvmv

坐標(biāo)為(-^―，丫’0一^一)°

B(>qBoq

3

(2)粒子繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)to時(shí)間開始偏轉(zhuǎn)二T,剛好經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，最短路程為

14.如圖所示，高度匕=2.2m的直圓管豎直固定，在管的頂端塞有一質(zhì)量"=2kg的小球b。從b正上方

為=0.45m的高度處，由靜止釋放質(zhì)量加=lkg的小球a后，a與b發(fā)生多次彈性正碰(碰撞時(shí)間極短)，b

最終被a從管中碰出。b相對(duì)管運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到管的滑動(dòng)摩擦力大小恒為/=30N,a在管中始終未與管

壁接觸，重力加速度大小g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。

(l)a、b第一次碰后的瞬間，求a、b各自的速度；

(2)求a、b第一次碰后瞬間到第二次碰前瞬間的時(shí)間間隔；

(3)b離開管之前，求a、b的碰撞次數(shù)；

(4)b離開管之前，在a、b第一次碰后瞬間到最后一次碰前瞬間的過(guò)程中，求b機(jī)械能的變化量。

【答案】⑴-Im/s；2m/s；(2)0.4s；(3)6次；(4)44J

【解析】

(l)a下落，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

設(shè)a、b后瞬間，a的速度為匕，b的速度為％，由動(dòng)量守恒定律

由機(jī)械能守恒定律

則速度

(2)a,b碰后，b沿圓管向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，a做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

對(duì)b,由牛頓第二定律

設(shè)b經(jīng)時(shí)間t向下運(yùn)動(dòng)x距離停止，有

t時(shí)間內(nèi)，設(shè)a位移為s

對(duì)a,有

此時(shí)，a的速度為

即b停止的瞬間，a剛好與b相碰，再次重復(fù)第一次的碰撞

則a、b第一次碰后瞬間到第二次碰前瞬間的時(shí)間間隔

(3)a、b每經(jīng)歷一次碰撞，b向卜移動(dòng)x=0.4m

由

b向下移動(dòng)5x后在管內(nèi)，故a、b在管內(nèi)的碰撞次數(shù)為6次。

(4)a、b第一次碰后瞬間到最后一次碰前瞬間的過(guò)程中，對(duì)b,由動(dòng)能定理

得

即b的機(jī)械能減少了44J。

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