考場仿真卷10-2021年高考物理模擬考場仿真演練卷(課標全國卷)（解析版）

絕密★啟用前

2021年高考物理模擬考場仿真演練卷

第十模擬

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。

1.核武器實驗會產(chǎn)生一些放射性微塵，微塵中問題最大的核素之一是錮?901笨Sr),它的化學性質(zhì)和鈣相

似，能被吸收到骨骼和牙齒里，它的半衰期為28.1年，由于B衰變會對人體健康造成影響。下列說法正確

的是：)

A.6射線是能量很高的電磁波

B.甥-90經(jīng)過B衰變后形成的新核的電荷數(shù)減少1

C.黑90含量減少到初始水平的6.25%需要112.4年

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，質(zhì)量守恒、電荷數(shù)守恒

【答案】C

【解析】A.“射線是電子流，不是電磁波，故A錯誤；

B.根據(jù)p衰變特點可知，錮-90經(jīng)過B衰變后形成的新核的電荷數(shù)增加1,故B錯誤：

C.由公式

加=m0(3)溫1

解得

?=112.4年

故C正確；

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，則質(zhì)量不守恒，故D錯誤。

故選C。

2.在筆直的公路上，勻速行駛的B車向正前方靜止的A車靠近，A車司機發(fā)現(xiàn)B車在靠近后，立即將汽

車啟動做勻加速運動，兩車運動的丫一/圖象如圖所示，已知，=0時刻，A在B前方80m處，由圖象可知

A.A車啟動時，兩車相距25m

B.，=10s時，B車恰好追上A車

C.兩車不會相撞，最近距離為5m

D.5?15s內(nèi)，A車的平均速度大于B車的

【答案】C

【解析】A.A車啟動時，8車已運動50m,此時兩車相距30m,選項A錯誤：

BC.f=10s時，A，B兩車速度相等，B車離A車的距離

5=80m-10x10m+m=5m

2

8尚未追上4,之后兩車間距擴大，故兩車的最小距離為5m,選項B錯誤，C正確；

D.5~15s內(nèi)，兩車的平均速度均為10nVs,平均速度相等，選項D錯誤。

故選C。

3.在建筑工地上經(jīng)常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便，把吊車簡化成如圖所示的模型，支撐硬桿

OP的一端裝有定滑輪，另一端固定在車體上，質(zhì)量不計的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質(zhì)量為〃?的物件緩慢上

升，不計定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）

A.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向豎直向下

B.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向一定沿著。尸方向

C.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小等于2〃琢

D.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小小于2mg

【答案】D

【解析】AB.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向如圖中所示，即為尸合的方向,

故AB錯誤；

CD.質(zhì)量為〃的物件緩慢上升，可看成勻速運動，則代犯?，由菱形特點可得

F含=2Fsina-2mgsina<2mg

故C錯誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，足夠長的水平粗糙面與半徑為R的;圓弧在最低點C相連，兩個長分別為應R和H的光滑

斜面AC和3C先后固定于,圓弧處，均與水平面在C點平滑連接，質(zhì)量為冽的滑塊1從斜面4c頂端由

靜止釋放,質(zhì)量為2m的滑塊2從斜面8C頂端由靜止釋放，兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則（）

A.滑塊1、2在。點時的動能之比為2:1

B.滑塊1、2運動到C點所用時間之比為1:1

C.滑塊1、2在C點時的動量大小之比為1：1

D.滑塊1、2在CO上滑行的最大距離之比為1:2

【答案】B

【解析】A.設(shè)1物體運動斜面的傾角為4,設(shè)2物體運動斜面的傾角為a,AC衣為6R、BC長為R,

由幾何關(guān)系可得4=45',2=30°,則滑塊I、2釋放點與水平面之間的高度分別為

R

hAC=0Rsin450=R?hBC=Rsin30=—

由機械能守恒定律可知，到達。點時具有的動能

EN=mgR,Ek2=2mgx—=mgR

則滑塊1、2在C點的動能之比為1:1，A錯誤；

B.對滑塊1,根據(jù)運動學知識可得

立R」gsin45Oxf；

對滑塊2,根據(jù)運動學知識可得

R=ggsin3（Txg

解得與=2聆

則運動的時間之比為1:1,B正確；

C.由動能和動量的關(guān)系

可知，在C點時滑塊1、2的動量大小之比為1：75，C錯誤：

D.對滑塊運動的整個過程運用動能定理專

mgh-jumgx=0-0

解得/=由此可知滑行的最大距離與高度成正比，即滑塊1、2在CO上滑行的最大距離之比為2:1,

D錯誤。

故選B。

5.如圖所示，為風洞游戲裝置的簡化示意圖，其中圓心角為37。的圓弧軌道AB豎直固定放置，與水平地

面相切于A點。游戲開始時，將質(zhì)量為根的小球從A點沿水平方向以一定的速度釋放，小球經(jīng)過3點后從

圓弧軌道以速度%飛出，一段時間后小球經(jīng)過圖中C點（C點與8點等高）。已知小球運動過程中會受到

3

水平向右的風力，風力的大小恒為重力大小的一，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.在圓弧軌道上運動時，單位時間內(nèi)小球速度的變化量相同

B.在空中運動時，單位時間內(nèi)小球的動量變化量逐漸增大

C.小球從8點運動到C點，所需要的時旬為發(fā)

5g

D.小球經(jīng)過C點時，速度大小為學

2

【答案】C

【解析】A.小球在圓弧軌道上運動時，所受合外力不為恒力，所以在單位時間內(nèi)小球速度的變化量也不相

同，A錯誤；

B.小球在空中運動時，所受合外力為恒力，由動量定理可知，小球在空中運劭時單位時間內(nèi)動量的變化量

相等，B錯誤；

小球所受合外力方向與速度%方向垂直，

L5

F合二/

小球做類平拋運動，沿速度%的方向做勻速直線運動，與速度均垂直的方向做勻加速直線運動，把位移

分別沿%的方向和垂直%的方向分解，設(shè)從B點到C點運動時間為匕由類平拋運動的規(guī)律有

CD=vot

BD=-ar

2

由幾何關(guān)系有

CD

—=tan530

BD

代入。=一，綜合解得

4

6%

5g

C正確;

D.由幾何關(guān)系有

%=5/片+3)2

可得

D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，在傾角9=30。的光滑斜面A3。上，有一小物塊P從〃點沿斜面由靜止釋放，同時另一與物

塊P完全相同的小物塊。在。點正上方的某一高度處以某一速度水平拋出，兩物塊恰好在斜面底端的0點

相碰，不計空氣阻力且兩物塊均可視為質(zhì)點，物塊P、。碰撞前瞬間的動能之比為（

A.1:4B.9:64C.18:49D.16:67

【答案】D

【解析】設(shè)。、。間的距離為L，物塊P的運動時間為八則有

L=^gt2sin30°

設(shè)物塊。的初速度為%,P、。初始時的高度差為力，則有

vot=Leos30°

h=-L

根據(jù)能量守恒定律有

Ekp=rn^Lsin30°

生=3

“67

故選D。

7.一條長為L的絕緣細線上端固定在。點，下端系一個質(zhì)量為機帶電量為+g的小球，將它置于水平向右

的勻強電場中，小球靜止時細線與豎直線的夾角成Q37。。已知重力加速度為g,下列正確的是（）

e\L

A.剪斷細線，小球?qū)⒆銮€運動

B.突然撤去電場的瞬間，繩子拉力變?yōu)榈?/p>

C.如果改變電場強度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，電場強度最小為警

D.在A點給小球一個垂直于細線方向，大小至少為的速度，才能使小球能在豎直平面內(nèi)做完整的

圓周運動

【答案】D

【解析】A.剪斷細線，小球從靜止釋放，在恒定的重力及電場力作用下做勻加速直線運動，A錯誤；

B.突然撤去電場的瞬間，小球開始做圓周運動，由于初速度為零，沿繩方向滿足

T=mgcos370=—mg

B錯誤;

C.如圖所示

qE

mg

當電場力qE與拉力丁垂直時，電場力最小，場強最小，由平衡條件可得

sin37。=也

mg

解得電場強度最小值為

E①

5q

C錯誤；

D.如圖所示4為等效最低點，B為等效最高點，要使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，只要能過8點

即可，可得等效重力為

F：mg_5mg

cos3704

在B點滿足

F=m^-

L

從A到5由動能定理可得

-F2L=^mvl

聯(lián)立解得在4點的最小速度為

以二|瘋

D正確。

故選D。

8.半徑為R的內(nèi)壁絕緣光滑的半圓筒如圖所示固定，在a、b、c三點分別垂直于紙面放置三根等長的長直

導線〔以6兩點位于水平直徑兩端），導線。中通有垂直紙面向里、大小為6的恒定電流，導線c中電流方

向也垂直紙面向里，但大小未知。導線。、力固定，導線C處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互作用力，0c

kl

與Oa的夾角為個二60M已知長直導線在距導線/?處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小為5二：（A為常數(shù)，/為長

直導線中的電流），不考慮邊緣效應，則方中通過電流的大小和方向為（）

B.電流大小為64、方向垂直紙面向里

C.電流大小為人、方向垂直紙面向外

D.電流大小為石/i、方向垂直紙面向外

【答案】A

【解析】根據(jù)安培定則和左手定則可知。對。的安培力方向；根據(jù)導線。處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互

作用力，畫出。的受力示意圖，如圖所示

根據(jù)平衡狀態(tài)可知，人對。的作用力指向6

Faccosa=/^cos/7

根據(jù)安培定則和左手定則可知”中通過電流方向垂直紙面向里，根據(jù)幾何關(guān)系可知m之間距離為R,反之

間距離退R，a=3,〃=30。，又

BM

R

解得

故選Ao

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得

4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.“天問一號”火星探測器于2020年7月23日，在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，

如圖所示，設(shè)地球半徑為R地球表面的重力加速度為go,“天問”一號在半徑為R的近地圓形軌道I上運

動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道II,到達軌道II的遠地點B時，再次點火進入軌道半徑為4R

的圓形軌道III,繞地球做圓周運動，設(shè)“天問”一號質(zhì)量保持不變。則()

A.“天問”一號在軌道I、IH上運行的周期之比為1：8

B.“天問”一號在軌道III的運行速率大于而示

c“天問”一號在軌道I上的加速度小于在軌道山上的加速度

D.“天問”一號在軌道I上的機械能小于在軌道HI上的機械能

【答案】AD

【解析】A.由開普勒第三定律得

—(4—)3

可二F~

解得

1=1

T28

故A正確；

B.“天問”一號在軌道III運行時，由萬有引力提供向心力得

「Mmv

G----r=m—

(4/?)24R

又

GM=g()R

聯(lián)立解得

故B錯誤;

C.根據(jù)公式

GMm

——；-=ma

可知，半徑越大加速度越小，則“天問”?號在軌道I上的加速度大于在軌道山上的加速度。故c錯誤;

D.探測器在4、8點進入高考L道時，都進行了點火加速，機械能增加。貝「天問”一號在軌道I上的機械能

小于在軌道HI上的機械能。故D正確。

故選AD.

10.如圖所示，一傾角為6=37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量為M=2kg的長木板B沿著斜面

以速度所9m/s勻速下滑，現(xiàn)把質(zhì)量為帆=lkg的鐵塊A輕輕放在長木板B的左端，鐵塊最終恰好沒有從長

木板上滑下。已知A與B之間、B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重

力加送度g=10m/s2,31137。=0.6,cos37°=0.8,則下列判斷正確的是（）

A,動摩擦因數(shù)〃=0.5

B.鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/s

C.長木板的長度為2.25m

D.從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等于A、B之間摩擦產(chǎn)生

的熱量

【答案】BC

【解析】A.開始時長木板B沿著斜面以速度vo=9m/s勻速下滑，有

Mgsin37°=〃A/gcus37°

解得

4=0.75

A錯誤；

B.鐵塊A輕輕放在長木板B時有，根據(jù)牛頓第二定律有，對A分析有

2gcos370+/wgsin37=maA

解得

2

ax=12m/s,方向沿斜面向下

對B,根據(jù)牛頓第二定律有

MM+帆）gcos37'+"mgcos37-Mgsin37°=

解得

2

aB=6m/s,方向沿斜面向k

鐵塊A和長木板B共速的時間為

v0-aBt=aAl

解得

t=0.5s

鐵塊A和長木板B共速后，速度大小為

y共=aBt=6m/s

B正確；

C.鐵塊A和長木板B共速，一起沿斜面勻速下滑，則長木板的長度為

”爭=

L=XB-XA="72.25m

C正確；

D.由能量守恒定律可知，從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等

于A、B之間摩擦產(chǎn)生的熱量與B與斜面之間摩擦產(chǎn)生的熱量和，D錯誤。

故選BCo

11.如圖所示，在磁感應強度4=&T的勻強磁場中，矩形線框繞垂直于磁場的軸以恒定角速度co=\0rad/s

轉(zhuǎn)動，線框電阻不計，匝數(shù)為10,面積為0.4m2,線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線

圈接有一只燈泡L(規(guī)格為“4W100Q")和滑動變阻器，電流表視為理想交流電表.下列說法正確的是()

A.若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時值表達式為e=40&cos10/(V)

B.若燈泡正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為1:2

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則電流表示數(shù)增大

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則燈泡會變暗

【答案】AD

【解析】A.輸入電壓的最大值為

Um=NBSco=40Y

在圖示位置穿過線框的磁通量為0,感應電動勢最大，若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時

值表達式為

e=40>/2cosl0r(V)

A正確；

B.變壓器輸入電壓的有效值為Ui=40V,若燈泡正常發(fā)光，則

U2=yfPR=2W

根據(jù)理想變壓器的變壓比得此時原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,B錯誤：

U

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則滑動變阻器接入電路的電阻變大，負載等效電阻變大，根據(jù)/2=￡2■可

知，副線圈中電流變小，則原線圈中電流變小，即電流表示數(shù)變小，c錯誤；

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)理想變壓器的變壓比可知輸出電壓減小，所以

燈泡變暗，D正確：

故選ADo

12.如圖所示，邊長為/、電阻為R的正方形導線框沿工軸正方向運動。在外力尸作用下以速度以勻速穿過

三個寬度均為/的勻強磁場區(qū)域i、ii、in,已知三個區(qū)域中磁場的磁感應強度大小均為8,I、II、IH區(qū)

域中的磁場方向分別為垂直紙面向里、向外和向里。若以磁感線垂直紙面向里時穿過線框的磁通量中為正,

產(chǎn)生的電流沿順時針方向的電動勢E為正，外力尸向右為正，從線框剛進入做場時開始計時，則下列反映

線框中的磁通量①、感應電動勢正、外力產(chǎn)和線框的電功率2隨時間變化的圖象正確的是（）。

?U?；xM

C.

2/

~v~

【答案】BC

【解析】在線框進入磁場區(qū)域I的過程中，穿過線框的磁通量

①=Blvtoct

所以在0?,時間內(nèi)，磁通量中隨時間f均勻增加，由

E=Blv

可知在0?,時間內(nèi)電動勢為定值，電流方向為逆時針，所以電動勢為負值，因感應電流

v

I/

R

在此段時間內(nèi)也為定值，且方向向右，故為正，功率

P=I2R

同樣為定值。

I21

同理，在------時間內(nèi)，中先逐漸減小到零再反向增大，電動勢E、電流/為正值且均變成原來的兩倍,

vv

外力尸、功率P變?yōu)樵瓉淼乃谋丁?/p>

2/3//

在三時間內(nèi)，中從負的最大逐漸減小到零再變?yōu)檎淖畲?，電動勢E為負值且是0~一時間內(nèi)電動勢

VVV

/21

的兩倍，外力和功率仍與------時間內(nèi)大小相同。

VV

在2~曳時間內(nèi)，磁通量中逐漸減小，外力尸、功率P與0?,時間內(nèi)大小相同，電動勢與0~,時間內(nèi)

VVVV

大小相同但方向相反。

故選BC.

三、非選擇題：共62分，第9?12題為必考題，每個試題考生都必須作答。第13?16題為選考題，考生

根據(jù)要求作答。

(-)必考題：共47分。

13.用如圖所示的裝置探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，把右端帶有滑輪的長木板放在實驗桌上，小車的左端連

接穿過打點計時器的紙帶，右端連接細線，細線繞過定滑輪掛有托盤和祛碼，通過墊塊調(diào)節(jié)木板左端高度

平衡摩擦力。

(1)下列實驗操作中正確的有o

A.先釋放小車后接通電源

B.調(diào)整定滑輪使細線與長木板平行

C.平衡摩擦力時必須移去紙帶

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼

(2)某次實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，測得計數(shù)點1、2、3、4與0計數(shù)點間的距離分別為M=3.60cm、

X2=9.61cm.X3=18.01cm,X4=28.81cm0已知打點計時器打點周期為0.02s,相鄰計數(shù)點間有四個打點未畫出,

則小車的加速度折m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

圖乙

（3）實驗中保持托盤和祛碼的總質(zhì)量不變改變小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M，進行實驗打出紙帶，算出相應

的加速度m數(shù)據(jù)如下表所示請在圖丙中根據(jù)描出的點作出■圖像_____;由圖像可得出的結(jié)論是

M

托盤和祛碼總質(zhì)量為20g

a(/n-s-2)2.401.991.431.251.110.770.620.480.24

M/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.80

16.6712.508.337.146.254.173.332.501.25

M

（4）某小組在實驗中作出J圖像如圖丁所示，圖像斜率的物理意義是；若圖像縱截距為4

斜率為A，則托盤和祛碼的總質(zhì)量/“（用字母仄々表示）。

【答案】BD2.40（2.39-2.41均算對）合力一定時，當托盤和祛碼

的總質(zhì)量遠小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M時，小車和車內(nèi)沙子的加速度a與質(zhì)量M成反比托盤和詼

碼的總重力的倒數(shù)-

【解析】(i)niA.應先通電再釋放小車，A錯誤；

B.調(diào)整定滑輪使細線與長木板平行，以保證小車在運動過程中合力不變，B正確;

C.平衡摩擦力時必須連接紙帶，C錯誤；

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼，用小車重力分力來平衡摩擦力，D正確。

故選BD。

(2)[2]小車的加速度

az=^-lx2=240m/s2

0.22

丙

[4]合力一定時，當托盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M時，小車和車內(nèi)沙子的加速度。

與質(zhì)量M成反比。

(4)[3]根據(jù)牛頓第二定律可知，圖像斜率的物理意義是托盤和硅碼的總重力的;到數(shù)。

[6]當M=0時,有

tn

歸了

根據(jù)斜率的含義有

聯(lián)立解得

m上

14.冽定干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖(。)所示，為一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，定值

電阻4=1.2C。調(diào)節(jié)滑片尸，記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)/及對應的HV長度-繪制出圖"）所示

的U—/圖像。

圖（a）圖（b）圖（c）

（1）由圖3）求得電池的電動勢E=V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)阻「=Q（保

留2位有效數(shù)字）。

（2）實驗中因電表內(nèi)阻的影響，電動勢測量值_______________（選填“大于”、“等于”或“小于”）真實值。

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可繪出圖（c）所示的與-X圖像。若圖像斜率為鼠電阻絲演截面積為S,則電阻絲的電

阻率夕=,電表內(nèi)阻對電阻率的測量______________（選填“有”或“沒有”）影響。

【答案】1.490.25小于kS沒有

【解析】由閉合電路歐姆定律可知

U=E-I（r+Ro）

則可知圖b中的圖象與縱坐標間的交點表示電動勢，故F=1.49V；

圖象的斜率表示（r+R。），則

1.491.2

r+&1.45Q

0.20

解得

『1.45-1.2=0.25。

（2）［3］由圖示可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值

偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的圖象如圖所示

UN

4

由圖象可知，電動勢測量值小于真實值。

（3）⑷根據(jù)歐姆定律可知，電阻

則可知

解得

p=kS

⑸若考慮電流表的內(nèi)阻，則

則圖象的斜率不變，所以得出的電阻率沒有影響。

15.如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角公30。，皮帶在電動機的帶動下，始終保持vo=2m/s的速率運

行?，F(xiàn)把一質(zhì)量為〃-10kg的工件（可看為質(zhì)點）輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間1.9s,工件被傳送到力=1.5m

的高處，取g=10m/s2。求：

（1）工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)；

（2）若動摩擦因數(shù)為且，傳送帶以所2m/s的速率逆時針運動，將此工件由傳送帶頂端輕輕放上，求其

5

由頂端運動到底端所需時間；（結(jié)果用無理式表示）

【答案】⑴"等⑵F牛

【解析】(1)先研究工件的運動情況，工件開始放上后，將受到皮帶給予的向上的動摩擦力的作用，作加

速度為。一("以>$。-5后。)8的勻加速運動.假改在時間I—1.9s內(nèi)，工件一直作勻加速運動，且在1.9s末

剛好與皮帶達到共同速度，

則其位移

S，=竺％=212x1.9=1.9(m)

22

而其實際位移

S=-^-=3.0(m)>5'

sin。

可見，工件一定是先做勻加速運動，然后動摩擦力變成了靜摩擦力，兩者相對靜止，工件做勻速運動則

2

-^-+(1.9-^-)xv0=3

2aa

解得°=2.5(m/s2)

再代入

a=g(pcos0-sin0)

解得4=立

(2)工件放上傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度

mgsin300+pmgcos30°。八。v石s退o/2

a=-------------------------=gsin300+〃gcos30°=5+—xlOx——=8m/s

m52

當速度達到傳送帶速度經(jīng)歷的位移

運動的時間

A=-=-5=0.255

148

繼續(xù)做勻加速直線運動的位移

X2=3-0.25m=2.75m

勻加運直線運動的加速度

。尸螫蛆j鱉型=gs加30。-外加30。=5-迫xl0x3=2向$2

m52

根據(jù)

x=\^-at22

222

得

2.75=2介+—X2XR2

22

解得〃=半一1

則總時間

，=力+，/巫口

4

16.如圖所示，在一個長為s=23.5m的光滑水平臺面A8CO上，有一段寬度d=3.5m的粗糙而固定在平臺上

的某位置，一可視為質(zhì)點的小物塊，以w=4m/s的初速度從臺面左端沿中心軸線方向滑入，小物塊離開平臺

8邊時的速度為也=3m/s,重力加速度g取10m/s2。求：

(1)求小物塊與粗糙面的動摩擦因數(shù)4；

(2)若粗糙面放在A8CD的最左邊并固定，求物塊從臺面4B邊界運動到8邊界的時間。

【答案】(1)01；(2)7.7s

【解析】(1)小物塊在全程滑行過程中，由動能定理可知

-junigd=gmv；-g

解得

//=0.1

(2)小物塊在粗糙面上做勻減速運動，設(shè)用時間為山由位移公式可得

2

代入數(shù)據(jù)得%=Is

離開粗糙面后做勻速運動，設(shè)時間為，2,則有

s-d23.5-3.520

4=------=------------s=-s

2H33

則總時間為

'總=:+'2=7.7s

17.如圖所示，平行光滑金屬導軌44/和CG與水平地面之間的夾角均為"兩導軌間距為L,A、C兩點

間連接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為陽、電阻為「直導體棒E尸跨在導軌上，兩端與導軌接觸良好。在邊

界帥和M之間存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為8,"和cd與導軌垂直。將導體棒

從圖示位置由靜止釋放，方進入磁場就開始勻速運動，穿過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為Q。整個運動

過程中，導體棒E尸與導軌始終垂直且接觸良好。除R和「之外，其余電阻不計，取重力加速度為g。

(1)求導體棒七戶剛進入磁場時的速率；

(2)求磁場區(qū)域的寬度s；

(3)將磁感應強度變?yōu)榫?，仍讓導體棒E尸從圖示位置由靜止釋放，若導體棒離開磁場前后瞬間的加速度

2

大小之比為1:2,求導體棒通過磁場的時間。

蟀案］⑴「若誓9(R+「)Q/二川(R+r)?B沱Q

s=

mgRsin。；'~B21?2m2g2Rsin2O

【解析】(1)設(shè)導體棒后尸剛進入磁場時的速率為力，根據(jù)E/7進入磁場后受力平衡可得

mgsin0=81L

閉合電路歐姆定律得

E=ICR+r)

導體棒切割磁場產(chǎn)生的感應電動勢

E=BLvi

聯(lián)立解得

mg（R+r）sinO

(2)對導體棒穿過磁場的過程運用動能定理得

mgs*sinO-W安=0

根據(jù)電磁感應能量轉(zhuǎn)化關(guān)系得

R

Q=k叫

R+r

聯(lián)立解得

x（R+-）Q

mgRsin。

(3)設(shè)導體棒EP穿出磁場時的速率為小導體棒通過磁場的時間為根據(jù)牛頓笫二定律可得，離開磁場前

（加、

mgsin0=ma

R+r

離開磁場后

mgsinO=m*2a

聯(lián)立可得棒穿過磁場的速度變化量

mg（R+r）sin0

Av=-v.=——~~~------

2'B2I3

電流定義式

q=7bt

閉合電路歐姆定律

7=工

R+r

法拉第電磁感應定律

-△①

E=n-----

Ar

導體棒穿過磁場過程磁通量的變化量

\^=-BLs

2

聯(lián)立可得導體棒進入磁場到勻速過程流過的電荷量

BLs

q=------

R+r

將導體棒穿過磁場的過程分成〃個時間極短的小過程，每個小過程的時間均為△，，則

t=t

因為△，極短，所以每個小過程的電流為足值，設(shè)其大小分別為小/2,4…人對應過程加速度大小分別

為m,S,43,…??；針對每一個小過程對導體棒運用定量定理可得

第1個小過程

mgsin0?Ar-yLIQ=maQ

第2個小過程

B

mgsin0?AZ----LIQ=maQ

2

第3個小過程

B

mgsin。5LIQi=ma^t

第〃個小過程

mgsin^?Ar--LIn\t=man\t

聯(lián)立可得

B

mgsin---乙(/]/+/2丁+A+???+/△1)

2

其中

4△，+。2△，+△，+…+an4=川

則有

mgsin01t----Lq=H?AV

聯(lián)立可得

小(A+r)B2I?Q

B?I}卡2加2g2Rsii?e

（二）選考題：共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

184物理——選修3-3］（15分）

（1）容積一定的密閉容器內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，在工、乙兩種溫度下氣體分子的速率分布如圖所示，

其中溫度為（選填“7/或"7?）時對應氣體的內(nèi)能較大；該氣體溫度由刀變化到△的過程必須

（選填“吸熱”或“放熱

【答案】72吸熱

【解析】［1］不同溫度下的分子速率分布曲線可知，分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”統(tǒng)計規(guī)律，溫度是

分子平均動能的標志，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，所以有

氣體的內(nèi)能僅僅與氣體的溫度有關(guān)，所以不所對應的氣體內(nèi)能較大；

⑵該氣體溫度由工變化到心的過程，溫度升高，內(nèi)能增大，則應吸熱。

（2）負壓救護車是利用技術(shù)手段使車內(nèi)氣壓始終低于外界大氣壓，從而讓空氣只能由車外流向車內(nèi)，由清

潔區(qū)流向感染源區(qū)，再通過殺菌處理后排到車外，如圖甲所示。某同學找來了一個帶有壓力表、容積

VklOOdn?的鋼瓶，對保持鋼瓶內(nèi)空氣壓強為負壓且保持不變進行了研究。他在鋼瓶上方安裝一個能調(diào)整

空氣流量的進氣孔，下方裝一抽氣機，如圖乙所示。已知抽氣機每秒抽出氣體的體積是鋼瓶容積的J,外

界大氣壓曲=L0xl05pa；壓力表的示數(shù)是相對外界大氣壓的值（鋼瓶內(nèi)氣壓與外界大氣壓的差值），當鋼瓶

內(nèi)氣壓等于外界大氣壓時示數(shù)為0,低于外界大氣壓時示數(shù)為負值；絕對溫度/與攝氏溫度，的關(guān)系為

T=什273。要保持壓力表的示數(shù)始終為〃=-100Pa,求以下兩種情況下每秒從進氣孔進入鋼瓶的空氣的體積。

（以“dn?”為單位，保留小數(shù)點后3位數(shù)字）

（1）鋼瓶內(nèi)外溫度始終都為27C：

（2）鋼瓶內(nèi)溫度為27℃,外界溫度為03