2021年湖北省高考物理壓軸試卷

2021年湖北省高考物理壓軸試卷

一、選擇題（每題4分，共44分。1-7為單選題，8-11為多選題，選對(duì)但不全得2分，選

錯(cuò)得0分）

1.（4分）下列說(shuō)法正確的是（）

A.由E=E可知，電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比，與電荷量成反比

q

B.由R=p上可知，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比

S

C.由F=BIL可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力，說(shuō)明此處一定無(wú)磁場(chǎng)

D.由R=U可知，導(dǎo)體中的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電流成反比

I

2.（4分）如圖甲所示，靜止在水平面上重力為Fo的物塊A受到豎直向上拉力F作用。F

與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。（）

A.0-to時(shí)間內(nèi)拉力F對(duì)物體做的功不為零

B.2to時(shí)刻物塊速度最大

C.2to-3to時(shí)間內(nèi)物塊處于失重狀態(tài)

D.2s與3to時(shí)刻拉力F的功率相同

3.（4分）研究表明，中子女發(fā)生。衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子刀一。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的

0e

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的中子發(fā)生0衰變，其動(dòng)能為Ek。己知中子、質(zhì)子、電子的質(zhì)量

分別為mi、m2、m3,元電荷為e,真空中光速為c,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.質(zhì)子的動(dòng)量大小為m2c

B.中子衰變的核反應(yīng)式為:丘卜+?16+凡

C.電子和反中微子的總動(dòng)能為（m2+m3-mi）c2-Ek

_2u

D.質(zhì)子的圓周運(yùn)動(dòng)可等效成一個(gè)環(huán)形電流，其大小為一巳b

2兀m2

4.（4分）截至2020年11月，被稱為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行穩(wěn)定

可靠，發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過(guò)240顆，每自轉(zhuǎn)一周，就向外發(fā)射一次電磁脈沖信號(hào)，該中

子星的半徑為R,已知引力常量為6（）

A.該中子星的質(zhì)量

B.該中子星的第一宇宙速度

C.該中子星表面的重力加速度

D.該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度

5.（4分）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=4s時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2m

和xb=6m,質(zhì)點(diǎn)b從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象為圖乙。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該波沿+x方向傳播，波速為lm/s

B.t=4s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的速度沿+y方向

C.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為2m

D.質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為最大

6.（4分）如圖所示，一半圓形玻璃磚，C點(diǎn)為其圓心，折射后相交于圖中的P點(diǎn)，以下說(shuō)

法正確的是（）

A.b光從空氣射入玻璃，波長(zhǎng)變長(zhǎng)

B.真空中a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)

C.a光的頻率大于b光的頻率

D.若a、b光從同一介質(zhì)射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角較大

7.（4分）如圖所示，光滑水平地面上放有截面為工圓周的柱狀物體A,A在一個(gè)水平向左

4

的力F作用下緩慢地向左移動(dòng)少許，在這一過(guò)程中（）

A.墻面對(duì)B的彈力先減小后增大

B.A對(duì)B的彈力一直增大

C.F一直增大

D.A受到的地面的支持力不變

8.（4分）電荷量相等的四個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，0點(diǎn)是正方形的中心,

電場(chǎng)線分布如圖所示（）

A.正方形右下角電荷q帶正電

B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小

C.M、N、P三點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高

D.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在0點(diǎn)的電勢(shì)能小

9.（4分）如圖所示，甲球從0點(diǎn)以水平速度vi拋出，落在水平地面上的A點(diǎn)；乙球從0

點(diǎn)以水平速度V2拋出，落在水平地面上的B點(diǎn)，乙球與地面碰撞前后水平分速度不變，

反彈后恰好也落在A點(diǎn)。已知兩球質(zhì)量均為m,乙球落在B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向夾角為

60°,以水平地面為重力勢(shì)能零勢(shì)面，則下列說(shuō)法正確的是（)

A.甲球落在A點(diǎn)時(shí)速度與水平方向夾角為45°

B.甲乙拋出時(shí)速度之比V”V2=3：1

C.甲乙落地時(shí)速度之比為v甲：v△=?：1

D.甲乙拋出時(shí)機(jī)械能之比為EmE乙=3：1

10.（4分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在u=20&sinl00兀tV的交流電源上i=10Q

的電阻與變壓器原線圈并聯(lián).副線圈與阻值為R2=10。的電阻組成閉合回路，電流表為理

想電流表.已知電阻Ri消耗的電功率是R2消耗的電功率4倍，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為1A

B.電阻R2消耗的電功率為10W

C.電源輸出的功率為40W

D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為4：1

11.（4分）如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間的

距離L=lmi=6Q、R2=3Q,導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=1kg的金屬導(dǎo)體棒ab,棒的電阻r

=2Q。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用一拉力F沿水平方向向

左拉棒，使棒以一定的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)I中電流的平方1/隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像，導(dǎo)

軌的電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.5s末棒ab的速度大小為3m/s

B.5s內(nèi)Ri中產(chǎn)生的焦耳熱為1.0J

C.5s內(nèi)拉力F所做的功為7.65J

D.棒ab受到的安培力的大小與時(shí)間t的關(guān)系為F安=0.24亞荷二冰

二、非選擇題，共5題，共56分

12.（7分）某探究小組想利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D甲

所示，框架上裝有可上下移動(dòng)位置的光電門(mén)1和固定不動(dòng)的光電門(mén)2,零刻度線在上端,

可以測(cè)量出兩個(gè)光電門(mén)到零刻度線的距離，小鋼球的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度

線對(duì)齊。切斷電磁鐵線圈中的電流時(shí)，小鋼球由靜止釋放，與光電門(mén)連接的傳感器即可

測(cè)算出其速度大小VI和V2。小組成員保證光電門(mén)2的位置不變，多次改變光電門(mén)1的位

置，得到多組XI和VI的數(shù)據(jù)，建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線，得出圖線的斜率為

k。

f吊1MM小田|用引

01020

丙

（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球的直徑，如圖丙所示，該小鋼球的直徑是

mm。

（2）下面關(guān)于減小重力加速度的測(cè)量誤差的說(shuō)法中正確的是。

A.光電門(mén)1的位置盡可能靠近刻度尺零刻度

B.光電門(mén)1的位置不能太靠近光電門(mén)2

C.換用大小相同但密度較小的小塑料球完成此實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響

（3）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ胟表示）。

（4）撤掉光電門(mén)1,也能測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取？紤]到切斷電流時(shí)電磁鐵線圈中的磁

性不能馬上消失，利用X2和V2的數(shù)據(jù)測(cè)出的當(dāng)?shù)刂亓铀俣缺仍桨赶啾龋ㄟx

填“偏大”、“偏小”、“相等”）。

13.（9分）為了測(cè)一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻R,實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：

待測(cè)線圈L（阻值約為5C）；

電流表Ai（量程3.0A,內(nèi)阻n約為0.2。）；

電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻r2=1.0C）；

滑動(dòng)變阻器Ri（0?10。）；

電壓表V（3V量程，約為2k。）；

電阻箱R2（0?99.9。）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)E約為3V,內(nèi)阻很小）；

單刀單擲開(kāi)關(guān)Si、S2；

導(dǎo)線若干.

陽(yáng)(b)

（1）某實(shí)驗(yàn)小組按如圖（a）所示的電路測(cè)量線圈L的直流電阻RL。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

①按電路圖連接好電路，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Si、S2,滑動(dòng)變阻器Ri的滑片移動(dòng)（填“左”

或者“右“）端；

②閉合開(kāi)關(guān)Si、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片至適當(dāng)位置，記下電流表A2的示數(shù)為12,

電壓表V的示數(shù)為U,線圈L的直流電阻的測(cè)量值的計(jì)算式為RL=；

③測(cè)量完后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Si,其理由是。

（2）若只提供一個(gè)開(kāi)關(guān)Si,為避免自感現(xiàn)象對(duì)電表的影響，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為可以利

用兩個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱達(dá)到測(cè)量的目的。圖（b）,請(qǐng)根據(jù)你的設(shè)計(jì)，在方框中完成

電路圖。

四、解答題

14.（9分）如圖所示，一端封閉、一端開(kāi)口且粗細(xì)均勻的直角細(xì)玻璃管，在直角處用一段

水銀柱封閉了一定質(zhì)量的空氣，封閉端處于豎直狀態(tài)，直角處水銀柱的豎直部分與水平

部分長(zhǎng)度均為h=10cm。開(kāi)口端空氣柱的長(zhǎng)度h=10cm。保持溫度不變。以玻璃管的封

閉端為轉(zhuǎn)軸。將玻璃管在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)9=30°。管內(nèi)水根柱恰好到

達(dá)開(kāi)口端。已知大氣壓強(qiáng)為p=76cmHg。封閉端空氣柱的初始溫度ti=27℃。求：

（1）封閉端空氣柱的長(zhǎng)度Li；

（2）若保持封閉端處于豎直狀態(tài)，加熱封閉端空氣，當(dāng)管內(nèi)水根柱恰好到達(dá)開(kāi)口端時(shí)（結(jié)

果保留一位小數(shù)）。

15.（13分）如圖所示，光滑的水平面上，質(zhì)量為mi=lkg的平板小車以vo=5m/s的速度

向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)質(zhì)量為m2=4kg的鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從小車左端以vo=5m/s的速度向

右滑上平板小車，一段時(shí)間后小車將與右側(cè)足夠遠(yuǎn)的豎直墻壁發(fā)生碰撞（碰撞時(shí)間極短）,

碰撞前后小車速度大小不變，小車始終未從小車上掉下來(lái)，取重力加速度g=10m/s2。求:

（1）小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞前的速度大?。?/p>

（2）小車的最小長(zhǎng)度；

（3）小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞后運(yùn)動(dòng)的總路程（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

16.（18分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，x=L和y軸之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,在x軸上x(chóng)=-L處有一個(gè)粒子源（重力不計(jì)），粒子的質(zhì)量為

m、電荷量為+q,沿y軸負(fù)方向射出的粒子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，并且第一次和第二次

經(jīng)過(guò)y軸的位置相距竽■口求：

（1）粒子的初速度大小及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?/p>

（2）沿y軸正方向射出的粒子第二次經(jīng)過(guò)y軸的位置坐標(biāo)；

（3）沿與x軸負(fù)方向成45°角向上（圖示方向）射出的粒子第一次經(jīng)過(guò)y軸和第二次經(jīng)

過(guò)y軸的位置間的距離.

2021年湖北省高考物理壓軸試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題（每題4分，共44分。1-7為單選題，8-11為多選題，選對(duì)但不全得2分，選

錯(cuò)得0分）

1.（4分）下列說(shuō)法正確的是（）

A.由E=E可知，電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比，與電荷量成反比

q

B.由區(qū)=「1可知，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比

C.由F=BIL可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力，說(shuō)明此處一定無(wú)磁場(chǎng)

D.由R=U可知，導(dǎo)體中的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電流成反比

I

【解答】解：A、電場(chǎng)強(qiáng)度反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，故A錯(cuò)誤；

B、由電阻定律的表達(dá)式R=pL,電阻電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，故B正確；

S

C、公式F=BIL使用的條件是電流的方向與磁場(chǎng)垂直，不受安培力，故C錯(cuò)誤；

D、電阻的大小是由導(dǎo)體本身決定的，與電流無(wú)關(guān)；

故選：B。

2.（4分）如圖甲所示，靜止在水平面上重力為R）的物塊A受到豎直向上拉力F作用。F

與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。（）

Ff/?

,,，,—―----->w

圖甲0*2s4。

A.0-to時(shí)間內(nèi)拉力F對(duì)物體做的功不為零

B.2to時(shí)刻物塊速度最大

C.2to-3to時(shí)間內(nèi)物塊處于失重狀態(tài)

D.2to與3to時(shí)刻拉力F的功率相同

【解答】解：A、在0-to時(shí)間內(nèi)拉力F小于物體的重力，物體靜止不動(dòng)，故A錯(cuò)誤;

B、由乙圖可知2-3to時(shí)間內(nèi)，拉力大于重力，故在4to速度最大，故B錯(cuò)誤；

C、2t4-3to時(shí)間內(nèi)，拉力大于重力，處于超重狀態(tài)；

D、從t2-3to物塊向上做加速運(yùn)動(dòng)，由于拉力關(guān)于8to對(duì)稱，故加速度也是對(duì)稱的o-4to

和2t3-3to都做加速運(yùn)動(dòng)，在a-t圖象中，故根據(jù)a-t圖象可知在4to時(shí)刻速度為2t8時(shí)

刻速度的2倍，根據(jù)P=Fv可知2t4與3to時(shí)刻拉力F的功率相同，故D正確；

3.(4分)研究表明，中子%發(fā)生B衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子刀一。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的

0e

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的中子發(fā)生0衰變，其動(dòng)能為Ek。已知中子、質(zhì)子、電子的質(zhì)量

分別為mi、m2、m3,元電荷為e,真空中光速為c,則下列說(shuō)法正確的是()

A.質(zhì)子的動(dòng)量大小為m2c

B.中子衰變的核反應(yīng)式為:—；p+?ie+凡

C.電子和反中微子的總動(dòng)能為(m2+m3-mi)c2-Ek

D.質(zhì)子的圓周運(yùn)動(dòng)可等效成一個(gè)環(huán)形電流，其大小為一I以

2冗m2

【解答】解：A、質(zhì)子的速度小于C2C,應(yīng)為p=J,lUgEk；

B、根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知In-17e+0-.

06-10e

C、電子和反中微子的總動(dòng)能為(m3-m2-m3)c8-Ek,故C錯(cuò)誤；

2

D、質(zhì)子的圓周運(yùn)動(dòng)可等效成一個(gè)環(huán)形電流，則有qvB=m2J,質(zhì)子運(yùn)動(dòng)周期丁=空二且

rvT

2p

聯(lián)立解得1=一5一，故D正確。

2TTm6

故選：D。

4.(4分)截至2020年11月，被稱為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行穩(wěn)定

可靠，發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過(guò)240顆，每自轉(zhuǎn)一周，就向外發(fā)射一次電磁脈沖信號(hào)，該中

子星的半徑為R，己知引力常量為G()

A.該中子星的質(zhì)量

B.該中子星的第一宇宙速度

C.該中子星表面的重力加速度

D.該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度

【解答】解：ABC、如果知道繞中子星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期與軌道半徑，根據(jù)題意

僅知道中子星的自轉(zhuǎn)周期，無(wú)法求出中子星質(zhì)量，故ABC錯(cuò)誤；

D、該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度V=RG）=2箸。

故選：D。

5.（4分）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=4s時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2m

和xb=6m,質(zhì)點(diǎn)b從1=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象為圖乙。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該波沿+x方向傳播，波速為lm/s

B.t=4s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的速度沿+y方向

C.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為2m

D.質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為最大

【解答】解：A、由圖乙知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)方向沿y軸正方向］,則t=3s時(shí)刻點(diǎn)

b的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)平移法可知該波沿+x方向傳播，由圖乙知周期T=8s^-

O

=—m/s=1m/s；

8

B、該波沿+x方向傳播，t=4s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的速度沿-y方向；

C、質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)2s,質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)過(guò)的路程為振幅的2倍，故C錯(cuò)誤；

D、t=4s時(shí)刻點(diǎn)b的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向工時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b位于波峰，a,振動(dòng)步調(diào)完全相

6

反，速度為零。

故選：A?

6.（4分）如圖所示，一半圓形玻璃磚，C點(diǎn)為其圓心，折射后相交于圖中的P點(diǎn)，以下說(shuō)

法正確的是（）

A.b光從空氣射入玻璃，波長(zhǎng)變長(zhǎng)

B.真空中a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)

C.a光的頻率大于b光的頻率

D.若a、b光從同一介質(zhì)射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角較大

【解答】解：A、光在兩種介質(zhì)的界面處不改變光的頻率，即由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)￡

n

知，光的傳播速度變慢，波長(zhǎng)變短；

BC、由題分析可知，則b光的頻率高，在真空中，故BC錯(cuò)誤;

D、由sinC=-l.,a光的折射率小，故D正確。

故選：D。

7.（4分）如圖所示，光滑水平地面上放有截面為工圓周的柱狀物體A,A在一個(gè)水平向左

4

的力F作用下緩慢地向左移動(dòng)少許，在這一過(guò)程中（）

A.墻面對(duì)B的彈力先減小后增大

B.A對(duì)B的彈力一直增大

C.F一直增大

D.A受到的地面的支持力不變

【解答】解：AB、對(duì)B球受力分析、A球?qū)球的支持力N'和墻壁對(duì)B球的支持力N

當(dāng)A球向左移動(dòng)后，A球?qū)球的支持力N'的方向不斷變化

A球?qū)球的支持力N'和墻壁對(duì)B球的支持力N都在不斷減小，故AB錯(cuò)誤;

CD、由于A緩慢地向左移動(dòng)，A處于平衡狀態(tài)，A所受合力不變;

對(duì)A和B整體受力分析，受到總重力GN,推力F和墻壁的彈力N,如圖

根據(jù)平衡條件有：F=N,FN=G,

由于壁對(duì)B球的支持力N的不斷減小，則F不斷減小，故C錯(cuò)誤。

故選：D。

8.（4分）電荷量相等的四個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，0點(diǎn)是正方形的中心,

電場(chǎng)線分布如圖所示（）

A.正方形右下角電荷q帶正電

B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小

C.M、N、P三點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高

D.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小

【解答】解：A、根據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn)，順時(shí)針開(kāi)始，右下角電荷帶正電，故A正確；

B、根據(jù)電場(chǎng)線的疏密，M、N,故B錯(cuò)誤；

CD、正方向四邊的中垂面為等勢(shì)面并且電勢(shì)為零，O,N、P兩點(diǎn)更接近負(fù)電荷，所以三

點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高。

將負(fù)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到0點(diǎn)，電勢(shì)升高，電勢(shì)能減少，故C正確。

故選：AC。

9.（4分）如圖所示，甲球從0點(diǎn)以水平速度vi拋出，落在水平地面上的A點(diǎn)；乙球從0

點(diǎn)以水平速度V2拋出，落在水平地面上的B點(diǎn)，乙球與地面碰撞前后水平分速度不變，

反彈后恰好也落在A點(diǎn)。已知兩球質(zhì)量均為m,乙球落在B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向夾角為

60。，以水平地面為重力勢(shì)能零勢(shì)面，則下列說(shuō)法正確的是（）

________'退___________一

A.甲球落在A點(diǎn)時(shí)速度與水平方向夾角為45°

B.甲乙拋出時(shí)速度之比vi：V2=3：1

C.甲乙落地時(shí)速度之比為v甲：vi=V3：?

D.甲乙拋出時(shí)機(jī)械能之比為E甲：E乙=3：1

【解答】解：AB、乙球先做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱性可知，所以甲球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的水

平位移是乙球由O點(diǎn)到B點(diǎn)水平位移的3倍，乙球由O點(diǎn)到B點(diǎn)，所以時(shí)間相等，由O

點(diǎn)到A點(diǎn)的水平位移為3x33對(duì)乙球有：x=v2t,聯(lián)立解得：vi：V8=3：1,故B正確

V

乙球從O點(diǎn)到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，落在B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向夾角為60°tan80°=上，

v2

解得乙球與地面接觸時(shí)的豎直方向上的分速度為：落在A點(diǎn)時(shí)速度與水平

V,.

方向夾角為atand=」，聯(lián)立解得：a=30°；

V1

VCVO

C、甲球落地的速度為：v=T-v聯(lián)立解得：v叵：1；

D、設(shè)OA間的豎直高度為h,因?yàn)槭菕侒w運(yùn)動(dòng)只受重力，則拋出時(shí)刻的機(jī)械能和落地時(shí)

刻的機(jī)械能是相等的E=^mv2,把v甲和v乙代入得甲乙拋出時(shí)機(jī)械能之比為：E甲：E乙

=4：1,故D正確;

故選：BCDo

10.（4分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在u=20&sinl00兀tV的交流電源上i=10Q

的電阻與變壓器原線圈并聯(lián).副線圈與阻值為R2=10。的電阻組成閉合回路，電流表為理

想電流表.已知電阻Ri消耗的電功率是R2消耗的電功率4倍，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為1A

B.電阻R2消耗的電功率為10W

C.電源輸出的功率為40W

D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為4：1

【解答】解：AB、根據(jù)瞬時(shí)值表達(dá)式可知近V,則加在電阻R1兩端和原線圈上電壓的

有效值為u=2O^y=9ov>R4消耗的電功率：p,=1L=2$_W=4OWI消耗的電功率

5V21%10

是R5消耗的電功率4倍，則R2消耗的電功率是10W；

U2U

由：p_=—,可得：U2=iov,電流表的示數(shù)為：ic=—L=°°A=1A；

A

7R5，2R210

C、電源輸出的功率為：P=P6+P2=40W+10W=50W,故C錯(cuò)誤；

D、原、副線圈的匝數(shù)比為：

21L=￡1=20.=7,O

n2U2101

故選:AB.

11.（4分）如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間的

距離L=lmi=6。、R2=3Q,導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=lkg的金屬導(dǎo)體棒ab.棒的電阻r

=2Q。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=O.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用一拉力F沿水平方向向

左拉棒，使棒以一定的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)1中電流的平方1/隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像，導(dǎo)

軌的電阻不計(jì)?下列說(shuō)法正確的是（）

A.5s末棒ab的速度大小為3m/s

B.5s內(nèi)Ri中產(chǎn)生的焦耳熱為l.OJ

C.5s內(nèi)拉力F所做的功為7.65J

D.棒ab受到的安培力的大小與時(shí)間t的關(guān)系為F安=O.24{2+0.4tN

RR

【解答】解：A、外電阻總電阻R訃=_J_l_=g2A=6Q,

Rg+R26+3

由圖象得5s末的電流h=5.2A,R1R5并聯(lián)，故I總=3h=3.6A,

E=I總?(R外+r)=0.7X(2+2)V=8.4V

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv,解得：v=3m/s；

BC、圖線與時(shí)間軸包圍的“面積”為2,

2

故5s內(nèi)R2中產(chǎn)生的焦耳熱為QI=12R2t=0.15X6J=6.9J,

電路中總電熱Q?&=Qi+Q6+Qr=6Qi=6.4J,

金屬桿初始速度vo=_±

BL

其中Eo=［總《R外+r)=3l8?R外+r)=3X5/0.02x(8+2)V=1.8&V

解得：vo=7迎m/s

2

由能量守恒定律得：WF+W*=AEk,

又：飛，殳=Q強(qiáng)，解得：Wp=AEk+Q,s=—m(v2-V72)+Q總，

2

代入數(shù)據(jù)得WF=7.65J

故B錯(cuò)誤，C正確；

D、圖象方程：162=0.02+3.0043解得：11=0.7寸2+0.3tA,

R1R2并聯(lián)，故I/=311=0.742+0.3tA，

安培力：FfiL=0.24V2+2.4tN;故D正確；

故選：ACDo

二、非選擇題，共5題，共56分

12.（7分）某探究小組想利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D甲

所示，框架上裝有可上下移動(dòng)位置的光電門(mén)1和固定不動(dòng)的光電門(mén)2,零刻度線在上端,

可以測(cè)量出兩個(gè)光電門(mén)到零刻度線的距離，小鋼球的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度

線對(duì)齊。切斷電磁鐵線圈中的電流時(shí)，小鋼球由靜止釋放，與光電門(mén)連接的傳感器即可

測(cè)算出其速度大小vi和V2。小組成員保證光電門(mén)2的位置不變，多次改變光電門(mén)1的位

置，得到多組XI和vi的數(shù)據(jù)，建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線，得出圖線的斜率為

k。

刑度尺

汽油沖"中""卅

01020

丙

（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球的直徑，如圖丙所示，該小鋼球的直徑是5.70

mm。

（2）下面關(guān)于減小重力加速度的測(cè)量誤差的說(shuō)法中正確的是。

A.光電門(mén)1的位置盡可能靠近刻度尺零刻度

B.光電門(mén)1的位置不能太靠近光電門(mén)2

C.換用大小相同但密度較小的小塑料球完成此實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響

（3）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ胟表示）。

一2J

（4）撤掉光電門(mén)1,也能測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。考慮到切斷電流時(shí)電磁鐵線圈中的磁

性不能馬上消失，利用X2和V2的數(shù)據(jù)測(cè)出的當(dāng)?shù)刂亓铀俣缺仍桨赶啾绕。ㄟx

填“偏大”、“偏小”、“相等”）。

［解答］解：（1）20分度的游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm；則該游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5mm+7.05

X14mm=5.70mm,

（2）AB、若靠近刻度尺，靠近光電門(mén)2會(huì)影響高度差的測(cè)量，既不能靠近刻度尺零刻

度，故A錯(cuò)誤；

C、換用大小相同但密度較小的小塑料球完成此實(shí)驗(yàn)，受到的空氣的阻力對(duì)測(cè)量結(jié)果影響

較大。

故選:B

（3）根據(jù)速度-位移公式得，v2_y8=2g（x知道圖線的斜率k=2gK.

（4）考慮到切斷電流時(shí)電磁鐵線圈中的磁性不能馬上消失，則小球在開(kāi)始下落得階段仍

然受到磁力，所以利用X5和V2的數(shù)據(jù)測(cè)出的當(dāng)?shù)刂亓铀俣缺仍桨赶啾葧?huì)偏小。

故答案為：（1）5.70；

（2）B；

（3）21

2

（4）偏小.

13.（9分）為了測(cè)一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻R,實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：

待測(cè)線圈L（阻值約為5Q）；

電流表Ai（量程3.0A,內(nèi)阻n約為0.2。）；

電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻12=1.0。）；

滑動(dòng)變阻器R1（0?10。）；

電壓表V（3V量程，約為2kQ）；

電阻箱R2（0?99.9。）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)E約為3V,內(nèi)阻很小）；

單刀單擲開(kāi)關(guān)Si、S2;

導(dǎo)線若干。

RL

（1）某實(shí)驗(yàn)小組按如圖（a）所示的電路測(cè)量線圈L的直流電阻RL。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

①按電路圖連接好電路，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Si、S2,滑動(dòng)變阻器Ri的滑片移動(dòng)右（填“左”

或者“右“）端；

②閉合開(kāi)關(guān)Si、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片至適當(dāng)位置，記下電流表A2的示數(shù)為12,

電壓表V的示數(shù)為U,線圈L的直流電阻的測(cè)量值的計(jì)算式為RL=-U--r：

-12-

③測(cè)量完后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Si,其理由是防止自感現(xiàn)象損壞電壓表。

（2）若只提供一個(gè)開(kāi)關(guān)Si,為避免自感現(xiàn)象對(duì)電表的影響，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為可以利

用兩個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱達(dá)到測(cè)量的目的。圖（b）,請(qǐng)根據(jù)你的設(shè)計(jì)，在方框中完成

電路圖。

【解答】解：（1）①連接好電路后，由于滑動(dòng)變阻器采用限流式，即最右端；

②根據(jù)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和歐姆定律可得線圈L的直流電阻的測(cè)量值的計(jì)算式為：

瓦十一2

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為防止自感現(xiàn)象損壞電壓表，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S4,后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Si；

（2）由于待測(cè)線圈L的阻值約為5C,電源電動(dòng)勢(shì)為4V且=3白=7.6A。

R5

所以選電流表A2（量程4.6A,內(nèi)阻口=4.0。）測(cè)量待測(cè)線圈L的電流，由于只提供一個(gè)

開(kāi)關(guān)Si,為了防止測(cè)量自感系數(shù)很大的線圈斷電產(chǎn)生的大自感電流燒壞電太表，所以當(dāng)

開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí)，電流表與一個(gè)電阻箱串聯(lián)2;若電阻箱串聯(lián)在待測(cè)線圈L的支路上，會(huì)

使待測(cè)線圈L的支路的電流過(guò)小造成誤差；電阻箱并聯(lián)在待測(cè)線圈L兩端時(shí)，在干路上

串聯(lián)一個(gè)電流表Ai（量程5.0A,內(nèi)阻n約為2.2。）即可，所以電路如圖所示

故答案為：（1）右;(2)U.則由于斷電自感現(xiàn)象，電壓表會(huì)燒壞

四、解答題

14.(9分)如圖所示，一端封閉、一端開(kāi)口且粗細(xì)均勻的直角細(xì)玻璃管，在直角處用一段

水銀柱封閉了一定質(zhì)量的空氣，封閉端處于豎直狀態(tài)，直角處水銀柱的豎直部分與水平

部分長(zhǎng)度均為h=10cm。開(kāi)口端空氣柱的長(zhǎng)度h=10cm。保持溫度不變。以玻璃管的封

閉端為轉(zhuǎn)軸。將玻璃管在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)。=30°。管內(nèi)水根柱恰好到

達(dá)開(kāi)口端。已知大氣壓強(qiáng)為p=76cmHg。封閉端空氣柱的初始溫度ti=27℃。求：

(1)封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L1；

(2)若保持封閉端處于豎直狀態(tài)，加熱封閉端空氣，當(dāng)管內(nèi)水根柱恰好到達(dá)開(kāi)口端時(shí)(結(jié)

果保留一位小數(shù))。

【解答】解：(1)設(shè)細(xì)玻璃管的橫截面積為S,開(kāi)始時(shí)管內(nèi)封閉端氣體壓強(qiáng)為pi=po+h

旋轉(zhuǎn)后封閉端氣體壓強(qiáng)為p5—po-2hsin0；

由玻意耳定律有

p6LiS=p2(L5+h)S

代入數(shù)據(jù)解得Li=33cm

(2)開(kāi)始時(shí)封閉端氣體溫度Ti=t8+273K=(27+273)K=300K；

加熱后氣體的溫度為T(mén)=t+273K；

由理想氣體狀態(tài)方程得

PjLS_p3(L1+h)S

%一T

代入數(shù)據(jù)解得t七725c

答：(1)封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L8為33cm；

(2)此時(shí)管內(nèi)空氣柱的溫度t為72.5℃。

15.(13分)如圖所示，光滑的水平面上，質(zhì)量為mi=lkg的平板小車以vo=5m/s的速度

向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)質(zhì)量為m2=4kg的鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從小車左端以vo=5m/s的速度向

右滑上平板小車，一段時(shí)間后小車將與右側(cè)足夠遠(yuǎn)的豎直墻壁發(fā)生碰撞(碰撞時(shí)間極短),

碰撞前后小車速度大小不變，小車始終未從小車上掉下來(lái)，取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞前的速度大?。?/p>

(2)小車的最小長(zhǎng)度；

(3)小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞后運(yùn)動(dòng)的總路程(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

【解答】解：(1)設(shè)水平向右為正方向，小車與墻壁第一次碰撞時(shí)的速度為VI,此時(shí)二

者已經(jīng)共速；

由動(dòng)量守恒定律得：-miv6+m2V2=(m3+m2)vi

解得：V2=3m/s；

(2)設(shè)小車的最小長(zhǎng)度為L(zhǎng),最終小車和鐵塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。

由能量守恒定律得：+m)y2=nm2gL

解得：L=2.25m：

(3)設(shè)小車的加速度為a,小車第一次碰撞向左速度減為零時(shí)的位移大小為si,

由牛頓第二定律得：nni2g=m8a,解得：a=10m/s2

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：vd=2asi

解得：S3=0.45m

設(shè)木板與墻壁第n次碰撞后的速度為Vn,碰后的共同速為Vn+l,Vn+7同時(shí)也是第n+1