2021屆山東省普通高中高三（下）學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試物理試題（解析版）

山東省2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試物理

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.2020年12月4日，新一代“人造太陽(yáng)”裝置一一中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置（HL-2M）在成都建成并實(shí)現(xiàn)

首次放電，該裝置是中國(guó)目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置，是中國(guó)新一代先進(jìn)磁約束核聚變

實(shí)驗(yàn)研究裝置。我國(guó)重大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將笊核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。核聚變反應(yīng)

的方程為；；H+；Hfx+[n。已知笊核的質(zhì)量為風(fēng)，比結(jié)合能為E,中子的質(zhì)量為〃與，反應(yīng)中釋放的

核能為AE,光速為c,下列說(shuō)法正確的是（）

A.要使該聚變反應(yīng)發(fā)生，必須克服兩笊核間巨大的核力

B.反應(yīng)產(chǎn)物x為；He

△E

C.x核的質(zhì)量為二-+慢-2班

4AE

白苫的比結(jié)合能為一片+—

33

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.要發(fā)生聚變反應(yīng)，兩個(gè)原子核要足夠近，故需要克服兩笊核間巨大的庫(kù)侖斥力，A錯(cuò)誤；

B..根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知尤的質(zhì)量數(shù)為3,電荷數(shù)為2,所以反應(yīng)產(chǎn)物x應(yīng)為;He,B錯(cuò)誤;

C.由愛因斯坦質(zhì)能方程

AE1=me2

得至U

2

AE=(2ml—mx—m^c

解得

砥=2叫-牡-丁

C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)

4石+AE=3Ex

解得

+竺

33

D正確。

故選D。

2.現(xiàn)在騎自行車成為一種流行的運(yùn)動(dòng)，而山地自行車更是受到大眾的青睞。山地自行車前輪有氣壓式減震

裝置來(lái)抵抗顛簸，其原理如圖所示，隨著騎行時(shí)自行車的顛簸，活塞上下振動(dòng)，在氣缸內(nèi)封閉的氣體的作

用下，起到延緩震動(dòng)的目的，如果路面不平，下列關(guān)于該減震裝置的說(shuō)法正確的是（）

氣缸

A.活塞迅速下壓時(shí)氣缸內(nèi)的氣體溫度不變

B.活塞迅速下壓時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大

C.活塞下壓后迅速反彈時(shí)氣缸內(nèi)有些氣體分子的速率增大

D.活塞下壓后迅速反彈時(shí)氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】AB.如果活塞迅速下壓，活塞對(duì)氣體做功，氣體來(lái)不及散熱，則由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)

能增加，溫度升高，壓強(qiáng)增大，A錯(cuò)誤，B正確；

CD.活塞下壓后迅速反彈時(shí)，氣體對(duì)外做功，來(lái)不及吸熱，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，氣體分子平均速率

減小，但不是每個(gè)氣體分子速率都減小，有些分子的速率可能增大，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

3.蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，彈簧床對(duì)該運(yùn)動(dòng)員的彈力尸隨時(shí)間，的規(guī)律如圖。不計(jì)阻力，取

g=10m/s2。根據(jù)信息可求得（）

A.該運(yùn)動(dòng)員跳起的最大高度為10m

B.該運(yùn)動(dòng)員最大加速度為50m/s2

C.每次接觸過(guò)程中，蹦床對(duì)該運(yùn)動(dòng)員的最大沖量為500N-S

D.人體內(nèi)力做功至少要消耗2500J的能量

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.從圖像可以看出，運(yùn)動(dòng)員在空中的最大時(shí)間

t=8.7s-6.7s=2.0s

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱行可知，運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)下落的時(shí)間

t=—=1.0s

on2

由上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，（豎直上拋可看成反向自由落體運(yùn)動(dòng)），所以最大高度

1,19

h=—gt0=-xl0xrm=5m

故A錯(cuò)誤；

B.從圖像上可以看出，運(yùn)動(dòng)員的重力為500N,質(zhì)量為

入以&kg=50kg

gio

當(dāng)彈簧的彈力最大時(shí)，根據(jù)牛頓定律，有

F-G2500-500,2,八,2

?max--------=-------------m/s=40m/s

m50

故B錯(cuò)誤;

c.穩(wěn)定后每次運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床時(shí)的速度

%=g%=10m/s

由對(duì)稱性可知，離開時(shí)的速度為T0m/s

接觸過(guò)程中，對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)員應(yīng)用動(dòng)量定理

I=^P=m^v=50kg?20m/s=lOOON?

故C錯(cuò)誤；

D.由能量守恒可知

1,1,

W=-/nv2=-x50xl02J=2500J

22

故D正確;

故選：Do

4.某理想變壓器原線圈a的匝數(shù)4=400匝，副線圈b的匝數(shù)〃2=200匝，原線圈接在

M=100j1sin(50m)(V)的交流電源上，副線圈中“12V,6W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電阻&=36。。

則下列結(jié)論正確的是()

A.電阻耳的阻值為160。

B.燈泡L中電流方向每秒鐘改變100次

C.流過(guò)電阻用的電流為1A

D.穿過(guò)鐵芯的磁通量的變化率最大值為走Wb/s

4

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】B.由交流電的表達(dá)式可得

/=—=25Hz

171

一個(gè)周期電流方向改變2次，故燈泡L中電流方向每秒鐘改變50次，B錯(cuò)誤;

C.副線圈中的電流為

/,=區(qū)=0.5A

由

=〃2

12〃1

可得，原線圈中的電流為

L=0.25A

即流過(guò)電阻與的電流為0.25A,C錯(cuò)誤;

A.燈泡的電阻為

U2

R=-^=24Q

PL

副線圈兩端電壓有效值為

。2=，2（4+&）=30V

由

U2%

可得，原線圈兩端電壓有效值為

U[=60V

電源電壓有效值為100V,則電阻Ri兩端電壓有效值為40V,可得以阻值為

40

R=^^Q=160Q

10.25

A正確;

D.原線圈兩端電壓的最大值為

Um=6心=%空

解得

△①3忘、、皿

-----=------Wb/s

M20

故穿過(guò)鐵芯的磁通量的變化率最大值為述Wb/s，D錯(cuò)誤。

20

故選A?

5.如圖所示，空間中a、b、c、d、e、于、優(yōu)、b'、c'、d'、d、/分別為兩個(gè)完全一樣的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的立

方體圖形的頂點(diǎn)（其中b、e、，、〃為兩個(gè)立方體重合面的頂點(diǎn)），在儲(chǔ)、〃、C'所在直線上放置電荷量

均為。的異種點(diǎn)電荷M、N,M帶正電且M、N關(guān)于〃對(duì)稱且間距為4L。下列說(shuō)法正確的是（）

d

b/____2

rer

a'Vc'

A.a、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

B.將電子從a點(diǎn)移到/■點(diǎn)，電子的電勢(shì)能減少

C./點(diǎn)和"點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等

D.6點(diǎn)和e'點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，其大小為撞9

25c

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.如圖為等量異種電荷周圍的電場(chǎng)線分布圖

沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，對(duì)比可知，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，A錯(cuò)誤;

B.。點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，由

Ep=q（P

可知，將電子從a點(diǎn)移到了點(diǎn)，電子的電勢(shì)能增大，B錯(cuò)誤；

C.由對(duì)稱性可知，/點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，C錯(cuò)誤;

D.b點(diǎn)離M距離為

x=42L）2+匕=國(guó)

且連線與水平方向夾角的正弦值為

2L2有

cosa==------

V5L5

故b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

E=2?kgeos。

%

聯(lián)立解得

-4&Q

乜------%-

25L2

由對(duì)稱性可知，e'點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小與b點(diǎn)相等，也為撞挈，D正確。

25?

故選D。

6.如圖所示是利用薄膜干涉檢查平整度裝置，同樣的裝置也可以用于液體折射率的測(cè)定.方法是只需要

將待測(cè)液體填充到兩平板間的空隙（之前為空氣）中，通過(guò)比對(duì)填充后的干涉條紋間距〃和填充前的干涉

條紋間距d就可以計(jì)算出該液體的折射率.已知空氣的折射率為1.則下列說(shuō)法正確的是（）

,三薄片?觀測(cè)到的圖樣

平板2

A.d'<d,該液體的折射率為一

a

B.d'<d,該液體的折射率為，

C.d'>d,該液體的折射率為一

a

D.d'>d,該液體的折射率為一

【答案】B

【解析】

【詳解】薄膜干涉是光在空氣層的上下兩次反射疊加后形成的，光程差為厚度的兩倍，所以相同的厚度形

成同一條亮（暗）條紋，再有&=換掉液體后光速減小，波長(zhǎng)減小，所以條紋間距減小，由此可知

a

折射率為—,B對(duì)；

7.如圖甲所示，在靜水中，當(dāng)風(fēng)的方向與無(wú)自帶動(dòng)力帆船的目標(biāo)航向（圖中由A指向8）一致時(shí)，只需將

帆面與船身垂直安放，則帆船能沿直線順利到達(dá)目標(biāo)位置8;如圖乙所示，在靜水中，當(dāng)風(fēng)的方向與無(wú)自帶

動(dòng)力帆船的目標(biāo)航向（圖中由A指向8）相反時(shí)，若調(diào)整船身和帆面的位置（其中目標(biāo)方向AB與船身的夾

角為仇帆面與船身的夾角為夕），帆船也可以逆風(fēng)到達(dá)目標(biāo)位置3,例如，帆船可先到達(dá)C再到達(dá)目標(biāo)位

置瓦帆船能沿AC段運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源可簡(jiǎn)化解釋為：風(fēng)以某一角度a吹到帆面上，碰撞后彈出的角度也是

a,碰撞前、后的風(fēng)速大小相同。風(fēng)與帆面的碰撞導(dǎo)致風(fēng)對(duì)帆面施加了一個(gè)垂直于帆面的沖量，使帆船受到

了一個(gè)方向與帆面垂直的壓力E這個(gè)壓力沿船身方向及垂直于船身方向的分力分別為B和B就是船

沿AC航線前進(jìn)的動(dòng)力（其大小與v風(fēng)的大小關(guān)系可表示為折I）,&則有使船側(cè)向漂移的作用，可以認(rèn)為該

力被水對(duì)船的橫向阻力平衡。結(jié)合以上解釋和所學(xué)的物理知識(shí)，下列說(shuō)法中不亞南的是（）

B8

甲

A.k與＜p、。和空氣密度〃都有關(guān)

B.要使無(wú)自帶動(dòng)力帆船沿C2航行，帆面必須處于銳角的兩邊之間

C.若不斷改變船身和帆面的方位，無(wú)自帶動(dòng)力帆船可沿鋸齒形航線從A駛向B

D.空氣分子與帆面發(fā)生彈性碰撞前后，空氣分子的動(dòng)量改變量垂直于帆面

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.風(fēng)對(duì)帆面壓力尸，則帆面對(duì)風(fēng)的作用力大小也為尸，如圖

B

對(duì)風(fēng)，根據(jù)動(dòng)量定理有

FA?=A”=風(fēng)sin（8-（p）

可見P的大小與風(fēng)的質(zhì)量（密度）、以及角度外。有關(guān),而書為風(fēng)對(duì)帆面壓力P的一個(gè)分力，居=臉,所

以上與外。和空氣密度.都有關(guān)，選項(xiàng)A正確；

D.因尸與帆面垂直，根據(jù)尸加=即可知空氣分子的動(dòng)量改變量垂直于帆面，選項(xiàng)D正確;

B.要使無(wú)自帶動(dòng)力帆船沿CB航行，即船身沿CB方向，B就是船沿航線前進(jìn)的動(dòng)力，所以尸1沿CB方向,

而后垂直于船身方向，即垂直于方向，則合力廠的方向大致如圖所示，又P的方向與帆面垂直，則帆

面并不處于銳角/AC8的兩邊之間，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.由題意和B項(xiàng)的分析可知船可以沿AC和CB航行，則若不斷改變船身和帆面的方位，無(wú)自帶動(dòng)力帆船

可沿鋸齒形航線從A駛向B,選項(xiàng)C正確。

本題選不正確的，故選B。

8.如圖所示，光滑圓環(huán)豎直固定，A為最高點(diǎn)，橡皮條上端固定在A點(diǎn)，下端連接一套在圓環(huán)上的輕質(zhì)小

環(huán)，小環(huán)位于B點(diǎn)，A3與豎直方向夾角為30°,用光滑鉤拉橡皮條中點(diǎn)，將橡皮條中點(diǎn)拉至C點(diǎn)時(shí)，鉤

的拉力火小為R為保持小環(huán)靜止于8點(diǎn)，需給小環(huán)施加一作用力b'，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若b,沿水平方向，則戌=且/

3

B.若F沿豎直方向，則/，=二二/

3

c.尸的最大值為@/

3

D.尸的最小值為且歹

3

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】設(shè)圓的半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系可知，橡皮條的原長(zhǎng)

/0=2Z?cos30°=V37?

設(shè)橡皮條的勁度系數(shù)為k，將橡皮條中點(diǎn)拉至C點(diǎn)時(shí)，橡皮條彈力

/=左（/_幻=同？

而此時(shí)拉力

77=2/cos30°=3kR

由于BC沿水平方向，若少沿水平方向，則

F'=f=^-F

A正確；

B.若尸'沿豎直方向，由于在過(guò)8點(diǎn)的切線方向合力為零，因此

Psin600=/sin300

可得

B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)尸,的方向接近指向圓心時(shí)，產(chǎn)值趨近于無(wú)窮大，C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)F方向垂直于過(guò)B點(diǎn)的半徑時(shí)，取最小值

k=/sin300

D錯(cuò)誤。

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.在同種均勻介質(zhì)中，％=0處的波源完成半個(gè)周期振動(dòng)產(chǎn)生沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，間隔△，時(shí)間

后又產(chǎn)生一列簡(jiǎn)諧橫波以波源第一次從平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，/=3s時(shí)首次出現(xiàn)如圖所示波形。則

)

A.波源前后兩次振動(dòng)的頻率相同

B.波源兩次振動(dòng)的間隔時(shí)間Z=1s

C.片4s時(shí)，尤=6m和x=21m兩質(zhì)點(diǎn)的速度大小相同

D.從f=2s至/=4.5s的時(shí)間內(nèi)，x=12m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為30cm

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】A.在同種均勻介質(zhì)中，波傳播速度相同，由圖可知，波源前后兩次振動(dòng)產(chǎn)生波的波長(zhǎng)不同，根據(jù)

v=2/可知，波源前后兩次振動(dòng)的頻率不同，故A錯(cuò)誤；

B.由圖知/=3s內(nèi)，第一列波傳播位移為xi=18m,則傳播速度為

v=—=6m/s

t

第一列波振動(dòng)時(shí)間為

4

：=2=is

V

第二列波向前傳播的位移X2=6m,則傳播時(shí)間為

?=—=1S

2■V

則波源兩次振動(dòng)的間隔時(shí)間為

A?=t—%—?2=1s

故B正確；

C.r=4s時(shí)，兩列波在第4s內(nèi)傳播的距離為

Ax=vA/=6m

則第一列波的波谷傳至x=21m處，此處質(zhì)點(diǎn)在負(fù)向最大位移處，質(zhì)點(diǎn)速度為零，而第二列波在無(wú)=6m的質(zhì)

點(diǎn)位移為10cm,不是最大位移，故質(zhì)點(diǎn)速度不為零，故C錯(cuò)誤；

D.從/=2s至/=4.5s的時(shí)間內(nèi)，第一列波引起x=12m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷半個(gè)周期的振動(dòng)，經(jīng)過(guò)的路程為

si=20cm,第二列波引起x=12m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為S2=10cm,故x=12m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為

s=$1+52=30cm

故D正確。

故選BD。

10.2020年7月23日，我國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器，搭乘著長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭，成功從地球飛向

了火星，如圖所示為“天問(wèn)一號(hào)”發(fā)射過(guò)程的示意圖，從地球上發(fā)射之后經(jīng)過(guò)地火轉(zhuǎn)移軌道被火星捕獲，

進(jìn)入環(huán)火星圓軌道，經(jīng)變軌調(diào)整后，進(jìn)入著陸準(zhǔn)備軌道，已知“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器在軌道半徑為廠的環(huán)

火星圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為7],在半長(zhǎng)軸為。的著陸準(zhǔn)備軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為心，則下列判斷正確的

ra

A.“天問(wèn)一號(hào)”在環(huán)火星圓軌道和著陸準(zhǔn)備軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足聲=聲

3兀

B.火星的平均密度一定大于三

C.“天問(wèn)一號(hào)”環(huán)火星圓軌道和著陸準(zhǔn)備橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)交匯點(diǎn)A時(shí)，兩者加速度相等

D.“天問(wèn)一號(hào)”在環(huán)火星圓軌道上的機(jī)械能小于其在著陸準(zhǔn)備軌道上的機(jī)械能

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】A.由開普勒第三定律，“天問(wèn)一號(hào)”在環(huán)火星圓軌道和著陸準(zhǔn)備軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足

r3a3

72rrt2

故A錯(cuò)誤;

B.假設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為北，則

「Mm4乃2-

G——=m——R

R2T；

火星的平均密度可表示為

M3乃

P

4乃R3GT^

3

由

r3

T=2乃

GM

可知

4<4

故

3萬(wàn)

p>——T

GT

故B正確;

C.飛船在環(huán)火星圓軌道經(jīng)過(guò)A點(diǎn)和著陸準(zhǔn)備橢圓軌道經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)受到的萬(wàn)有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二

定律可知加速度必定相等，故C正確;

D.“天問(wèn)一號(hào)”由環(huán)火星圓軌道變軌到著陸準(zhǔn)備軌道，需要在遠(yuǎn)火點(diǎn)減速，故機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

11.如圖所示，質(zhì)量為根的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從傾角為37。的固定斜面頂端由靜止開始下滑，到達(dá)B點(diǎn)開

始?jí)嚎s彈簧（彈簧原長(zhǎng)為2L）,被彈簧彈回后恰能到達(dá)的中點(diǎn)C,已知通=2L，物塊與斜面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)為〃=:,設(shè)彈簧的最大壓縮量為Xm,獲得的最大彈性勢(shì)能為經(jīng)，（sin37°=0.6,cos37°=0.8）,下列

A.物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.彈簧的最大壓縮量為1.5L

C.小球運(yùn)動(dòng)到2點(diǎn)的速度最大

7

D.彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能為一7的L

4

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】A.對(duì)于物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，由于摩擦力對(duì)物體做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤;

BD.根據(jù)功能關(guān)系，在下滑過(guò)程有

mg(2L+xm)sin37°=Ep+國(guó)〃gcos37°(2L+xm)

上滑過(guò)程有

Ep=mg(L+xm)sin37°+p?igcos37°(L+xm)

聯(lián)立解得

xm=1.5L,Ep=1.15mgL

故BD正確；

C.由于國(guó)ngcos37o<mgsin37。，下滑過(guò)程中加速度為零時(shí)速度最大，故B點(diǎn)速度不是最大，故C錯(cuò)誤。

故選BD。

12.如圖，質(zhì)量為3租、總電阻為3R的U形平行金屬導(dǎo)軌置于水平絕緣光滑平臺(tái)上，間距為L(zhǎng),整個(gè)

裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦一質(zhì)量為："、長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌

A端?，F(xiàn)給導(dǎo)軌向右的初速度%,結(jié)果導(dǎo)體棒恰好不能從導(dǎo)軌上滑出。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與金屬框保

持良好接觸，且與床邊保持平行。不計(jì)一切摩擦阻力，下列判斷正確的是()

XXXXX

Q----------------b

XXXXXXX

——>°

XXXXXXX

d----------------\c

xxxxXNxx

A.金屬棒最終速度為小

4

B.全過(guò)程中金屬導(dǎo)軌湖加平均速度小于個(gè)

3

C.全過(guò)程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為反冽V；9

D.金屬框cd邊長(zhǎng)度小于3

B2G

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【詳解】A.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所受合外力為零，滿足動(dòng)量守恒定律，設(shè)最后共同速度為v,可得

3mv0=(3m+in)v

解得

即金屬棒最終速度為也，A正確；

4

B.若金屬導(dǎo)軌abed做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度為

3

_%+po7

V=-----=—K

28

實(shí)際上，導(dǎo)軌歷邊受到的安培阻力隨感應(yīng)電流的減小而減小，導(dǎo)軌做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故平均速度

小于”,B正確；

8

C.全過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為

1,13,3,

2=--3mvl--(3m+m)(-v0)-=-mv；

由于導(dǎo)軌電阻不斷變化，故無(wú)法確定導(dǎo)體棒"N上產(chǎn)生的焦耳熱所占的比例，C錯(cuò)誤；

D.對(duì)導(dǎo)體棒MN,由動(dòng)量定理可得

3-

m?—v0=BILt=BLq

設(shè)金屬導(dǎo)軌連入電路的電阻為〃R,其中〃V3,通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為

BLx

—.E\tBLx(ji<3)

q=IM=---------Ar=zAX二-------

R+nRR+nRR+nR

聯(lián)立解得

_3mv0(n+1)7?3mvQR

X=4B2￡2~

D正確。

故選ABD。

n卷（非選擇題）

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，在圓形透明桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個(gè)光滑的

滑輪，如圖所示，其中滑輪片固定在桌子邊，滑輪￡、巴可沿桌邊移動(dòng)，第一次實(shí)驗(yàn)中，步驟如下：

A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，并使結(jié)點(diǎn)。靜止；

B.在白紙上描下。點(diǎn)的位置和三根繩子的方向，以。點(diǎn)為起點(diǎn)，作出三個(gè)拉力的圖示；

C.以繞過(guò)鳥、舄繩的兩個(gè)拉力為鄰邊作平行四邊形，作出以。點(diǎn)為起點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線，量出對(duì)

角線的長(zhǎng)度；

D.檢驗(yàn)對(duì)角線的長(zhǎng)度和繞過(guò)《繩拉力的圖示的長(zhǎng)度是否一樣，方向是否在一條直線上。

（1）這次實(shí)驗(yàn)中，若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為加，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m，則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量加

大小的范圍是（用含M、加的不等式表示）；

（2）第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑輪￡、△的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量，使結(jié)點(diǎn)平衡，繩的結(jié)點(diǎn)（填

“必須”或“不必”）與第一次實(shí)驗(yàn)中白紙上描下的。點(diǎn)重合；

（3）實(shí)驗(yàn)中，若桌面不水平，（選填"會(huì)”或“不會(huì)”）影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；繩與滑輪的摩擦對(duì)實(shí)

驗(yàn)結(jié)果（選填“有”或“沒有”）影響。

【答案】（1）.m<M<3m（2）.不必⑶.不會(huì)⑷.有

【解析】

【分析】

【詳解】（1）口］若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為楊，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2加，則兩繩子的拉力分別為根g、2mg,

兩繩子的拉力的合力F的范圍是

2mg-mg<F<mg+2mg

即

mg<F<3mg

三力的合力為零，則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量在機(jī)~3機(jī)之間，即第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量

m<M<3m

(2)[2]本實(shí)驗(yàn)不是先用一根繩拉結(jié)點(diǎn)，然后用兩根繩去拉結(jié)點(diǎn)，使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效

果相同，而是三根繩都直接拉。點(diǎn)，所以。點(diǎn)的位置可以改變；

(3)[3][4]若桌面不水平，繩子的拉力仍等于下掛祛碼的重力，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；若某一滑輪與繩間存在

較大摩擦力，則繩的拉力不再等于鉤碼重力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論會(huì)有影響。

14.某同學(xué)為了將一量程為3V的電壓表改裝成可測(cè)量電阻的儀表-歐姆表

(1)先用如圖。所示電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，閉合開關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)到

3kC時(shí)，電壓表恰好滿偏；將電阻箱阻值調(diào)到6kQ時(shí)，電壓表指針指在如圖。所示位置，由以上數(shù)據(jù)可得

電壓表的內(nèi)阻Rv=k。，E=V；

(2)將圖。的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，就改裝成了一個(gè)可測(cè)量電阻的簡(jiǎn)易歐姆表，如

圖c所示，為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度，進(jìn)行了如下操作：將兩表筆斷開，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱,

使指針指在“3.0V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為(填“0”或"8”)；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接

不同阻值的已知電阻找出對(duì)應(yīng)的電壓刻度，則“IV”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為kQ；

(3)若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池內(nèi)阻不能忽略且變大，電動(dòng)勢(shì)不變，但將兩表筆斷開時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱,

指針仍能滿偏，按正確使用方法再進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果將。

A.偏大B.偏小C.不變D.無(wú)法確定

【答案】⑴.3⑵.6(3).(4).0.75⑸.C

【解析】

【分析】

【詳解】(1)口]⑵已知電壓表的滿偏電壓

U=3V

由閉合電路歐姆定律分別可得

E=U+2x3kC

%

2%

E=—U+——x6k。

3R、

聯(lián)立解得

7?v=3k。，￡=6V

(2)[3]閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3.0V”處，此時(shí)將兩表筆斷開，待測(cè)電阻為8,故此處刻度應(yīng)

標(biāo)阻值為00O

[4]當(dāng)電壓顯示為3.0V時(shí)，由閉合電路歐姆定律可得

3OV

E=3.0V+二一R

3kQ

可得電阻箱的阻值為

H=3kQ

當(dāng)電壓顯示為3.0V時(shí)，由閉合電路歐姆定律可得

1OV

E=1.0V+-——R

用

其中扁為電壓表與待測(cè)電阻的并聯(lián)值，可知

4二廣務(wù)

解得待測(cè)電阻阻值為

凡=0.75k。

(3)[5]由于電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱使總電阻不變，故測(cè)量結(jié)果將不變，C正確。

故選C。

5

15.如圖所示，潛艇通過(guò)壓縮空氣排出海水控制浮沉，在海面上潛艇將壓強(qiáng)為1.0x10Pa、休積為600m3

空氣壓入容積為6m3的貯氣筒，潛艇潛至海面下方100m深時(shí)，將貯氣簡(jiǎn)內(nèi)一部分壓縮空氣通過(guò)節(jié)流閥壓

入水艙右側(cè)的氣艙內(nèi)(氣艙與水艙通過(guò)活塞隔開，活塞與水艙間無(wú)靡擦，開始時(shí)氣艙內(nèi)沒有氣體)，使lOn?

的水通過(guò)排水孔排向與之相通的大海(排水過(guò)程，潛艇的位置不變)，已知海面處的大氣壓強(qiáng)恒為

Po=1.0xl05Pa，取海水的密度夕nLOxlCPkg/n?,重力加速度大小g=10m/s2,氣體溫度保持不變。

求:

(1)潛艇下潛前貯氣筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng);

(2)排水過(guò)程中貯氣筒排出氣體占總氣體的百分比。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

貯

氣

單向排水孔節(jié)流閥、

V水艙氣艙

活塞/

【答案】(1)A=lxlO7Pa?(2)18.3%

【解析】

【分析】

【詳解】(1)潛艇下潛前，貯氣筒中發(fā)生等溫變化，有

Povo=P1K

其中Po=LOxlC)5pa,V；=600m3,^6m3,聯(lián)立解得

Pi=-^=lxlO7Pa

K

(2)當(dāng)貯氣筒排出氣體前后，體積為

K=(6+10)m3,V；=10m3

則由等溫變化知

PM'=P2%'

而必=Po+Qg丸=l」xlC)6pa，解得

Pi

所以有

V11

，=—xl00%^18.3%

K6

16.跑酷是以日常生活的環(huán)境為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的極限運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量m=50kg的跑酷運(yùn)動(dòng)員，在水平高臺(tái)上水平向

右跑到高臺(tái)邊緣，以%的速度從邊緣的A點(diǎn)水平向右跳出，運(yùn)動(dòng)時(shí)間％=0.3s后落在一傾角為53。的斜面8

點(diǎn)，速度方向與斜面垂直。此時(shí)運(yùn)動(dòng)員迅速轉(zhuǎn)身并調(diào)整姿勢(shì)，以為的速度從2點(diǎn)水平向左蹬出，剛好落到

2

斜面的底端C點(diǎn)。假設(shè)該運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取lOm/s?,sin53°=0.8,cos53°=0.60

求：

（1）運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)邊緣跳出的水平速度%大小；

（2）運(yùn)動(dòng)員落到斜面底端C時(shí)的速度；

（3）假設(shè)與斜面的作用時(shí)間為0.3秒，求人與斜面作用過(guò)程中人對(duì)斜面的作用力。

【答案】（1）4m/s；（2）2平向$,方向與水平方向夾角的正切值為|；（3）1OOO0N，斜向右下方

與水平方向夾角45°

【解析】

【分析】

【詳解】（1）運(yùn)動(dòng)員落至斜面B點(diǎn)時(shí)豎直分速度為

vy=gti=3m/s

由于速度方向與斜面垂直，滿足

tan53°=%

匕

解得

v0=4m/s

即運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)邊緣跳出的水平速度大小為4m/s。

（2）從B點(diǎn)水平向左蹬出的速度為

-=2m/s

2

設(shè)落至C點(diǎn)時(shí)間為d由位移公式可得

x=-t2

22

12

y=2gt2

由位移偏角公式可得

tan53°=—

x

落至C點(diǎn)的豎直分速度為

巾=sh

運(yùn)動(dòng)員落到斜面底端C時(shí)的速度大小為

速度方向與水平方向夾角的正切值為

v'

tan=—v

%

2

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

「旭m/s，tanad

33

(3)設(shè)斜面對(duì)人的作用力在豎直方向的分量為在水平方向的分量為在豎直方向上，以上為正方向,

由動(dòng)量定理可得

(耳—mg)At=O-(-mvy)

在水平方向上，以向左為正方向，由動(dòng)量定理可得

RA?=m-—

22

解得

耳=工=1000N

故斜面對(duì)人的作用力大小為

F=J—+.=I。。。底N

斜向左上方與水平方向成45°角，由牛頓第三定律可知，人對(duì)斜面的作用力大小為1000&N，方向斜向

右下方，與水平方向夾角45°。

17.示波管的應(yīng)用非常廣泛，其核心就是利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電子束線的聚焦，這與透鏡將光束聚焦的作

用相似，故稱為電聚焦或磁聚焦?，F(xiàn)可以將磁聚焦簡(jiǎn)化成如下的過(guò)程：電子槍發(fā)射的大量電子從M板上的

小孔無(wú)初速進(jìn)入M、N兩板間的加速電場(chǎng)中，并從N板上的小孔飛出，電子在從電場(chǎng)中飛出時(shí)，由于各種

原因會(huì)散開一個(gè)極小的角度。，如圖所示。從N板小孔中飛出的電子在離開電場(chǎng)區(qū)域后直接進(jìn)入N板右側(cè)

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，由于磁場(chǎng)的作用會(huì)在磁場(chǎng)內(nèi)再次聚焦。調(diào)整熒光屏（圖中未畫出）到N板的距離，就

能使電子束會(huì)聚點(diǎn)正好打在熒光屏上。已知加速電場(chǎng)的電壓為U,板間距離為“，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿水平方向、磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,電子的電荷量為-e,質(zhì)量為加。電子之間的相互作用力很小，可以忽略其對(duì)電子速度大

小的影響，不考慮電子之間的碰撞，sin。七。、cosO—l,求：

（1）電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；

（2）電子從開始運(yùn)動(dòng)到再次會(huì)聚一于點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間；

（3）調(diào)整熒光屏到N板的距離為/時(shí)，使電子恰好會(huì)聚到屏上，貝也應(yīng)滿足什么條件？

【解析】

【詳解】（1）設(shè)電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為功,則由動(dòng)能定理可得

解得

（2）設(shè)電子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為“，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

d=^t.③

2

如圖所示，電子進(jìn)入磁場(chǎng)后，物在平行于磁場(chǎng)和垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小分別為

V；=v0COS6*?vo(4)

sin

v2=v00xv06⑤

電子在沿磁場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以電子的合運(yùn)動(dòng)為螺

旋線運(yùn)動(dòng)。設(shè)電子在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,周期為T,則根據(jù)牛頓第二定律

有

2

evB=m—@

2一r

根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

2口

T=---⑦

丫2

電子從開始運(yùn)動(dòng)到再次會(huì)聚一于點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為

f=八+T⑧

聯(lián)立②③⑥⑦⑧解得

,2m2nm人

t=d.\—+------⑨

\eUeB

(3)電子在