2021年遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高考物理模擬試卷（4月份）

2021年遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高考物理模擬試卷（4月份）

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1?7題只有一項(xiàng)

符合題目要求，每題4分；第8?10題有多項(xiàng)符合題目要求，每題6分，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。

1.（4分）在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、

控制變量法、極限思想法、微元法和建立物理模型法等。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法

的敘述正確的是（）

A.在物體本身的大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題影響非常小時(shí)，物體可簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的

點(diǎn)，這種方法叫極限思想法

B.根據(jù)功率的定義式，當(dāng)時(shí)間間隔非常小時(shí).，就可以用這一間隔內(nèi)的平均功率表示間隔

內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，這應(yīng)用了控制變量法

C.如果一個(gè)力的作用效果與另外兩個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就是那兩個(gè)力的合力。

這里采用了理想實(shí)驗(yàn)法

D.在推導(dǎo)彈簧彈力做功的表達(dá)式時(shí)，把整個(gè)做功過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看

作恒力做功，然后把各小段彈力所做的功相加，這里采用了微元法

2.（4分）地?cái)偨?jīng)濟(jì)是2020年下半年的熱門話題，擺地?cái)倿楹芏嘞聧徛毠ぬ峁┝嗽倬蜆I(yè)的

機(jī)會(huì)。某人想擺一個(gè)烤熱狗的小吃攤，設(shè)計(jì)原理如圖所示，兩根水平的平行金屬圓柱支

撐生熱狗，并對(duì)其進(jìn)行緩慢加熱，生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓柱體，熟熱狗

半徑較大，質(zhì)量不變，忽略摩擦。靜止的生熱狗烤成熟熱狗后（）

A.機(jī)械能不變

B.重力勢(shì)能不變

C.對(duì)單根金屬圓柱的壓力增大

D.對(duì)單根金屬圓柱的壓力減小

3.（4分）2021年3月1日最新刑法修正案生效，“高空拋物罪”正式入刑。為了驗(yàn)證高空

墜物的危害，某興趣小組學(xué)生將一顆雞蛋從第16層樓的落地窗下沿由靜止釋放，每層樓

的高度為3m,雞蛋落地后不反彈，與地面的作用時(shí)間為0.01So不考慮空氣阻力，則雞

蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖力約為其重力的（）

A.30倍B.100倍C.300倍D.1000倍

4.（4分）中國(guó)航天科技的發(fā)展一直穩(wěn)步向前，不斷的完成自我突破與創(chuàng)新。如圖是某次發(fā)

射載人宇宙飛船的過(guò)程，先將飛船發(fā)射到圓形軌道I上，然后在P點(diǎn)變軌到橢圓軌道H

上。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.飛船在軌道I上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度一定大于第一宇宙速度

B.飛船在軌道H上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度一定小于第一宇宙速度

C.飛船在軌道H上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)和從Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中，宇航員都處于完全失重狀

態(tài)

D.飛船從地球向上加速發(fā)射和減速返回地球的過(guò)程中，宇航員都處于超重狀態(tài)

5.（4分）目前，移動(dòng)和電信公司都升級(jí)了200M光纖入戶，網(wǎng)速更快，使用更方便，光纖

信號(hào)傳輸利用了光的全反射和折射原理，某種單色光在光纖中的傳播路徑如圖所示，經(jīng)

過(guò)全反射后從右端射出。若該介質(zhì)的折射率為工返，則關(guān)于a、p的大小，下列判斷正

3

確的是（）

A.a<60°B.a<30°C.p>30°D.p<30°

6.（4分）我國(guó)的特高壓直流輸電是中國(guó)在高端制造領(lǐng)域領(lǐng)先世界的一張“名片”，特別適

合遠(yuǎn)距離輸電。若直流高壓線掉到地上時(shí)，它就會(huì)向大地輸入電流，并且以高壓線與大

地接觸的那個(gè)位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢(shì)線同心圓，A、B、C、D是等

勢(shì)線上的四點(diǎn)。當(dāng)人走在地面上時(shí)，如果形成跨步電壓就會(huì)導(dǎo)致兩腳有電勢(shì)差而發(fā)生觸

電事故，則（）

A.電勢(shì)的大小為（pC<<PB=0D><PA

B.場(chǎng)強(qiáng)的大小為EA>EB=ED>EC

C.人從B沿著圓弧走到D會(huì)發(fā)生觸電

D.AB間距離等于2倍BC間距離

7.（4分）如圖所示為發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，其表面為對(duì)

應(yīng)圓心角為120°的圓弧面。M是圓柱形鐵芯，它與磁極柱面共軸，鐵芯上繞有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)

的單匝正方形線框，可繞與鐵芯共同的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極與鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布。

已知正方形線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其切割磁感線的邊的線速度大小為v,切割時(shí)切割邊所在位

置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為B,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv

B.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的變化周期為匹

2v

C.線框中產(chǎn)生的有效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為逅BLV

3

D.線框中產(chǎn)生的有效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2逅BLV

3

8.（6分）已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖1所示，一群處于n=3能級(jí)的氫原子，用其向低能級(jí)

躍遷過(guò)程中發(fā)出的光照射如圖2所示電路陰極K的金屬，只能測(cè)得1條電流隨電壓變化

的圖像如圖3所示。電子電荷量為1.6X10-1氣，則下列說(shuō)法正確的是（）

B.題述光電子能使處于n=3能級(jí)的氫原子電離.

C.若第三張圖中飽和電流為Io=1.6pA,則Is內(nèi)最少有1016個(gè)氫原子發(fā)生躍遷

D.當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，到達(dá)A極的光電子的動(dòng)能Ek23eV

9.（6分）如圖，一固定且足夠長(zhǎng)的斜面MN與水平面的夾角a=37°,斜面上有一質(zhì)量為

3m、上表面光滑且下端有擋板P的長(zhǎng)木板A沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度大小vo=lm/s。

現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊輕輕地放在長(zhǎng)木板上，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板P時(shí)（與擋板碰前

的瞬間），長(zhǎng)木板的速度剛好減為零，之后小滑塊與擋板發(fā)生第1次碰撞，以后每隔一段

時(shí)間，小滑塊就與擋板碰撞一次，小滑塊始終在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)。已知小滑塊與擋板的碰

撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下

列說(shuō)法正確的是（）

A.小滑塊在長(zhǎng)木板上下滑過(guò)程中，長(zhǎng)木板的加速度大小為2m/s2

B.小滑塊放在木板上的瞬間，其與P的距離為」。1r

C.小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s

D.小滑塊與擋板第2次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s

10.（6分）如圖所示，在水平地面上固定一個(gè)半徑為R的四分之一圓形軌道AB,軌道右

側(cè)固定一個(gè)傾角為30°的斜面，斜面頂端固定一大小可忽略的輕滑輪，輕滑輪與OB在

同一水平高度。一輕繩跨過(guò)定滑輪，左端與套在圓形軌道上質(zhì)量為m的小圓環(huán)相連，右

端與斜面上質(zhì)量為M的物塊相連。在圓形軌道底端A點(diǎn)靜止釋放小圓環(huán)，小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到

圖中P點(diǎn)時(shí)，輕繩與軌道相切，OP與OB夾角為60°；小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好

為零。忽略一切摩擦力阻力，小圓環(huán)和物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊離斜面底端足夠遠(yuǎn)，重

力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度為g

B.小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)后還能再次回到A點(diǎn)

C.小圓環(huán)到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，小圓環(huán)和物塊的速度之比為2：A/3

D.小圓環(huán)和物塊的質(zhì)量之比滿足也=三返

M2

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11.（6分）某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。

（1）將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s=

cm；

（2）已知滑塊及擋光條的質(zhì)量M,光電門1、2之間的距離s,測(cè)量擋光條的寬度d,記

錄擋光條通過(guò)光電門1和2所用的時(shí)間Ati和412,并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉

力F,已知重力加速度為g,為了完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理應(yīng)有的關(guān)系

式：;（用題目所給物理量表示）

（3）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足祛碼盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總

質(zhì)量？（填“是”或“否”）

12.（8分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。除待測(cè)電池組外,

還需使用的實(shí)驗(yàn)器材：靈敏電流表G,可變電阻Ri、R2，電壓表VI、V2.電流表Ai、

A2,開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。

(1)選擇合適的可變電阻Ri、R2后，按圖1所示電路圖連接好電路，將可變電阻Ri、

R2調(diào)到合適的阻值，閉合開(kāi)關(guān)S，反復(fù)調(diào)節(jié)可變電阻Ri、R2,直到電流表G的指針不偏

轉(zhuǎn)，電壓表V］和V2的示數(shù)之和記為Ui，電流表AI和A2的示數(shù)之和記為II。

(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，適當(dāng)調(diào)小可變電阻Ri的阻值，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)電流表G的指針發(fā)

生了偏轉(zhuǎn)，緩慢(選填“調(diào)大”或“調(diào)小”)可變電阻R2的阻值，直至電流表G

的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表Vi和V2的示數(shù)之和記為U2,電流表Ai和A2的示數(shù)之和記

為匕。

(3)重復(fù)(2)的步驟，記錄到多組數(shù)據(jù)(U3,13)、(U4,14)……

(4)實(shí)驗(yàn)完畢，整理器材。

(5)利用記錄的數(shù)據(jù)，作出U-I圖線如圖2所示，依據(jù)圖線可得電池組的內(nèi)阻r

為，電動(dòng)勢(shì)為。

(6)理論上該同學(xué)測(cè)得的電池組內(nèi)阻(選填“大于”“小于”或“等于")真實(shí)

13.(10分)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開(kāi)口、上部封閉的容器，外形與鐘

相似。潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要。為

計(jì)算方便，將潛水鐘簡(jiǎn)化為截面積為S、高度為h、開(kāi)口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘

由水面上方開(kāi)口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為p,重力加速

度大小為g,大氣壓強(qiáng)為po,H>>h,忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

①求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度1;

②保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣與圓筒中原有的空氣的質(zhì)

量比。

14.（12分）如圖所示，一個(gè)足夠長(zhǎng)的圓筒豎直固定，筒內(nèi)有一質(zhì)量為M的滑塊鎖定在距

圓筒頂端hi=5m處。現(xiàn)將一個(gè)直徑小于圓筒內(nèi)徑，質(zhì)量為m的小球，從圓筒頂端沿圓

筒中軸線由靜止釋放，小球與滑塊剛要碰撞時(shí)解除滑塊的鎖定，小球與滑塊發(fā)生彈性碰

撞后上升到最大高度處時(shí)，距圓筒頂端h2=3.2m。不計(jì)空氣阻力，已知滑塊與圓筒間的

滑動(dòng)摩擦力為f=7.2N,重力加速度g取10m/s2?

（1）求小球與滑塊的質(zhì)量之比處；

M

（2）若滑塊質(zhì)量為0.9kg,求小球與滑塊第一次碰撞與第二次碰撞的時(shí)間間隔t。

15.（18分）如圖甲所示，兩塊金屬板AB、CD平行正對(duì)放置，金屬板長(zhǎng)L=0.4m,板間距

離d=0.2m,極板CD接地，AB板上的電勢(shì)中隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示。金屬板外

有一區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1X1O_3T,方向垂直紙面向外。現(xiàn)有質(zhì)子

流以vo=lX105mzs的速度連續(xù)射入電場(chǎng)中（質(zhì)子緊貼著AB板射入且初速度方向與之平

行），質(zhì)子的比荷9=l（）8c/kg,在每個(gè)質(zhì)子通過(guò)電場(chǎng)的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視為恒定電

m

場(chǎng)，不考慮質(zhì)子與極板的碰撞，MN為經(jīng)過(guò)B、D點(diǎn)的虛線，求：

(1)t=0.05s時(shí)刻出發(fā)的質(zhì)子射出電場(chǎng)時(shí)離B點(diǎn)的距離X；

(2)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的所有質(zhì)子到MN的最大距離H；

(3)在CD右側(cè)放置一足夠大的質(zhì)子收集板，收集板初始緊貼著MN,若將其向下緩慢

平行移動(dòng)，在不同位置，質(zhì)子打到收集板的范圍長(zhǎng)度不一，該長(zhǎng)度的最大值Imax。

2021年遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高考物理模擬試卷（4月份）

參考答案與試題解析

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1?7題只有一項(xiàng)

符合題目要求，每題4分；第8?10題有多項(xiàng)符合題目要求，每題6分，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。

1.（4分）在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、

控制變量法、極限思想法、微元法和建立物理模型法等。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法

的敘述正確的是（）

A.在物體本身的大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題影響非常小時(shí)，物體可簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的

點(diǎn)，這種方法叫極限思想法

B.根據(jù)功率的定義式，當(dāng)時(shí)間間隔非常小時(shí)，就可以用這一間隔內(nèi)的平均功率表示間隔

內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，這應(yīng)用了控制變量法

C.如果一個(gè)力的作用效果與另外兩個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就是那兩個(gè)力的合力。

這里采用了理想實(shí)驗(yàn)法

D.在推導(dǎo)彈簧彈力做功的表達(dá)式時(shí)，把整個(gè)做功過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看

作恒力做功，然后把各小段彈力所做的功相加，這里采用了微元法

【分析】質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體在一定條件下的科學(xué)抽象，是采用了建立理想化的物理模型的

方法；

當(dāng)時(shí)間間隔非常小時(shí)，用這一間隔內(nèi)的平均功率表示間隔內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，這應(yīng)

用了極限思維法；

合力與分力是等效替代關(guān)系；

在推導(dǎo)彈簧彈力做功的表達(dá)式時(shí)，常常采用微元法.

【解答】解：A、質(zhì)點(diǎn)采用的科學(xué)方法為建立理想化的物理模型的方法，故A錯(cuò)誤：

B、為研究某一時(shí)刻或某一位置時(shí)的瞬時(shí)功率，根據(jù)功率的定義式，當(dāng)時(shí)間間隔非常小時(shí)，

就可以用這一間隔內(nèi)的平均功率表示間隔內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，這應(yīng)用了極限思維法,

故B錯(cuò)誤；

C、如果一個(gè)力的作用效果與另外兩個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就是那兩個(gè)力的合力。

這里采用了等效替代法，故C錯(cuò)誤；

D、在推導(dǎo)彈簧彈力做功的表達(dá)式時(shí)，把整個(gè)做功過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看

作恒力做功，然后把各小段彈力所做的功相加，這里采用了微元法，故D正確；

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】在高中物理學(xué)習(xí)中，我們會(huì)遇到多種不同的物理分析方法，這些方法對(duì)我們理

解物理有很大的幫助；故在理解概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，更要注意科學(xué)方法的積累與學(xué)習(xí).

2.（4分）地?cái)偨?jīng)濟(jì)是2020年下半年的熱門話題，擺地?cái)倿楹芏嘞聧徛毠ぬ峁┝嗽倬蜆I(yè)的

機(jī)會(huì)。某人想擺一個(gè)烤熱狗的小吃攤，設(shè)計(jì)原理如圖所示，兩根水平的平行金屬圓柱支

撐生熱狗，并對(duì)其進(jìn)行緩慢加熱，生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓柱體，熟熱狗

半徑較大，質(zhì)量不變，忽略摩擦。靜止的生熱狗烤成熟熱狗后（）

A.機(jī)械能不變

B.重力勢(shì)能不變

C.對(duì)單根金屬圓柱的壓力增大

D.對(duì)單根金屬圓柱的壓力減小

【分析】通過(guò)半徑變大分析重心變高，由此分析出重力勢(shì)能的變化情況、機(jī)械能的變化

情況，對(duì)熟熱狗受力分析利用受力平衡可分析出壓力的變化情況。

【解答】解：AB、熟熱狗半徑較大，生熱狗變熟后重心升高，重力勢(shì)能增大，機(jī)械能也

增大，故AB錯(cuò)誤；

CD、對(duì)熟熱狗受力分析，受到重力、兩邊金屬圓柱的支持力，如圖所示；

設(shè)支持力F與豎直方向夾角為。，由力的平衡知識(shí)可得：2Fcos6=G,解得：F=—^―；

2cos9

生熱狗變熟后，支持力F與豎直方向夾角。變小，cos。變大，F(xiàn)變小，根據(jù)牛頓第三定

律可知靜止的生熱狗烤成熟熱狗后對(duì)單根金屬圓柱的壓力減小，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

F

<F

【點(diǎn)評(píng)】本題考查共點(diǎn)力的平衡、重力勢(shì)能和機(jī)械能基本概念，解題關(guān)鍵要分析出重心

的變化，由此分析重力勢(shì)能、機(jī)械能的變化；涉及共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是能夠確定

研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成，然后建立平衡方程進(jìn)行

解答。

3.（4分）2021年3月1日最新刑法修正案生效，“高空拋物罪”正式入刑。為了驗(yàn)證高空

墜物的危害，某興趣小組學(xué)生將一顆雞蛋從第16層樓的落地窗下沿由靜止釋放，每層樓

的高度為3m,雞蛋落地后不反彈，與地面的作用時(shí)間為O.Olso不考慮空氣阻力，則雞

蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖力約為其重力的（）

A.30倍B.100倍C.300倍D.1000倍

【分析】雞蛋在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度-位移公式求解雞蛋落地時(shí)的速度大小,

雞蛋與地面作用過(guò)程中根據(jù)動(dòng)量定理求解地面和雞蛋之的作用力。

【解答】解：設(shè)雞蛋的質(zhì)量為m,雞蛋下落的高度h=15X3m,雞蛋在空中做自由落體

運(yùn)動(dòng)，雞蛋落地時(shí)的速度為：10X45m/s=30m/s；

落地過(guò)程中，令向下為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有：

（mg-F）t=0-mv

解得：F=?L+mg=_52lL.+mg?300mg,

t0.01

根據(jù)牛頓第三定律可知雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖力為：F'=F=300mg,故ABD錯(cuò)誤，C正

確。

故選：C。

【點(diǎn)評(píng)】解決該題需要掌握用定量定理求解平均作用力的方法，注意接觸過(guò)程的初末速

度的大小以及方向，在列方程前必須先規(guī)定正方向。

4.（4分）中國(guó)航天科技的發(fā)展一直穩(wěn)步向前，不斷的完成自我突破與創(chuàng)新。如圖是某次發(fā)

射載人宇宙飛船的過(guò)程，先將飛船發(fā)射到圓形軌道I上，然后在P點(diǎn)變軌到橢圓軌道n

上。下列說(shuō)法不正確的是（）

P

A.飛船在軌道I上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度一定大于第一宇宙速度

B.飛船在軌道II上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度一定小于第一宇宙速度

C.飛船在軌道H上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)和從Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中，宇航員都處于完全失重狀

D.飛船從地球向上加速發(fā)射和減速返回地球的過(guò)程中，宇航員都處于超重狀態(tài)

【分析】飛船做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心，由衛(wèi)星的速度公式分析飛船的

速度與宇宙速度的關(guān)系，飛船從軌道1轉(zhuǎn)移到軌道II上運(yùn)動(dòng)，必須在P點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火加速,

使其速度增大做離心運(yùn)動(dòng)。根據(jù)加速度分析宇航員的狀態(tài).

【解答】解：A、第一宇宙速度是物體在地球附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)衛(wèi)

星的線速度公式v=J近，知飛船在軌道I上的速度小于近地衛(wèi)星的速度，即小于第一

宇宙速度，故A錯(cuò)誤；

B、若飛船從軌道I［上的Q點(diǎn)變軌到圓軌道上必須加速，所以飛船在軌道H上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)

的速度一定小于Q點(diǎn)所在圓軌道的速度，而該圓軌道的速度小于第一宇宙速度，所以飛

船在軌道II上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度一定小于第一宇宙速度，故B正確；

C、船在軌道H上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)和從Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中，宇航員只受重力，所以處于

完全失重狀態(tài)，故C正確；

D、飛船從地球向上加速發(fā)射和減速返回地球的過(guò)程中，加速度向下，所以宇航員都處于

超重狀態(tài)，故D正確.

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】本題要知道飛船線速度公式v=種，可比較不同圓軌道的線速度大小，根據(jù)

離心運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析圓軌道與橢圓軌道速度的大小。

5.（4分）目前，移動(dòng)和電信公司都升級(jí)了200M光纖入戶，網(wǎng)速更快，使用更方便，光纖

信號(hào)傳輸利用了光的全反射和折射原理，某種單色光在光纖中的傳播路徑如圖所示，經(jīng)

過(guò)全反射后從右端射出。若該介質(zhì)的折射率為2返，則關(guān)于a、p的大小，下列判斷正

3

確的是（）

A.a<60°B.a<30°C.p>30°D.p<30°

【分析】根據(jù)全反射的條件和光的折射定律可判斷角度關(guān)系。

【解答】解：AB、根據(jù)全反射的條件可知，a>C,而

sinC=L=7^h=返，則C=60°,即a>60°,故AB錯(cuò)誤；

n2V3_2

3

CD、光線從端點(diǎn)能射出，則由折射定律可知：

sini_____—

sin（90°-P）

由圖可知，出射角i<90°

則解得：P>30°,故C正確，D錯(cuò)誤；

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是要掌握折射定律和全反射的條件，正確找到角度的取值范圍是關(guān)

鍵。

6.（4分）我國(guó)的特高壓直流輸電是中國(guó)在高端制造領(lǐng)域領(lǐng)先世界的一張“名片”，特別適

合遠(yuǎn)距離輸電。若直流高壓線掉到地上時(shí)，它就會(huì)向大地輸入電流，并且以高壓線與大

地接觸的那個(gè)位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢(shì)線同心圓，A、B、C、D是等

勢(shì)線上的四點(diǎn)。當(dāng)人走在地面上時(shí)，如果形成跨步電壓就會(huì)導(dǎo)致兩腳有電勢(shì)差而發(fā)生觸

電事故，則（）

A.電勢(shì)的大小為（pC<<PB=0D><PA

B.場(chǎng)強(qiáng)的大小為EA>EB=ED>EC

C.人從B沿著圓弧走到D會(huì)發(fā)生觸電

D.AB間距離等于2倍BC間距離

【分析】根據(jù)電流的方向結(jié)合等勢(shì)線的分布判斷電勢(shì)高低，根據(jù)等勢(shì)線的疏密程度判斷

場(chǎng)強(qiáng)大??；

根據(jù)電勢(shì)的分布情況分析跨步電壓?jiǎn)栴}；

根據(jù)定性判斷AB間距離和BC間距離的關(guān)系。

d

【解答】解：A、高壓線掉在地上時(shí)，它就會(huì)向大地輸入電流，圓心處的電勢(shì)最高，向外

越來(lái)越低，電勢(shì)的大小關(guān)系為<PA><PB=（PD><PC，故A錯(cuò)誤；

B、場(chǎng)強(qiáng)看等勢(shì)線的疏密，由圖可知場(chǎng)強(qiáng)的大小為EA>EB=ED>EC，故B正確；

C、B和D在同一條等勢(shì)線上，人從B沿著圓弧走到D不會(huì)發(fā)生觸電，故C錯(cuò)誤；

D、AB的平均場(chǎng)強(qiáng)大于BC的平均場(chǎng)強(qiáng)，AB的電勢(shì)差等于BC電勢(shì)差的二倍，根據(jù)

可以定性判斷出AB間距離小于2倍BC間的距離，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查等勢(shì)線和電場(chǎng)的性質(zhì)，是對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力考查。

7.（4分）如圖所示為發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，其表面為對(duì)

應(yīng)圓心角為120。的圓弧面.M是圓柱形鐵芯，它與磁極柱面共軸，鐵芯上繞有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)

的單匝正方形線框，可繞與鐵芯共同的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極與鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布。

已知正方形線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其切割磁感線的邊的線速度大小為v,切割時(shí)切割邊所在位

置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為B,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv

B.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的變化周期為四

2v

C.線框中產(chǎn)生的有效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為逅BLV

3

D.線框中產(chǎn)生的有效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為^^BLV

3

【分析】矩形線框始終與磁場(chǎng)平行，且勻速旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于兩導(dǎo)體棒始終勻速切割磁感線,

可以求出框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用時(shí)間就是線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電

流的變化周期，用丁=空二進(jìn)行計(jì)算；先求出產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)一周所用時(shí)間，再根

v

據(jù)電流的熱效應(yīng)求線框中產(chǎn)生的有效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

【解答】解：A、矩形線框始終與磁場(chǎng)平行，且勻速旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于兩導(dǎo)體棒始終勻速切割

磁感線，線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：Em=2BLv,故A錯(cuò)誤。

271?—

B、線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用時(shí)間就是線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的變化周期：T=--------乙=三,

vv

故B錯(cuò)誤。

CD、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)的圓心角：0=2X120°=240°

一個(gè)周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間：t=—之一-p=240

3603603

E22

根據(jù)電流的熱效應(yīng)：

R3R

解得：E=^BLV

故D正確，C錯(cuò)誤。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理，關(guān)鍵是根據(jù)線圈所處的磁場(chǎng)進(jìn)行分析以及

利用電流的熱效應(yīng)求電動(dòng)勢(shì)有效值。

8.（6分）已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖1所示，一群處于n=3能級(jí)的氫原子，用其向低能級(jí)

躍遷過(guò)程中發(fā)出的光照射如圖2所示電路陰極K的金屬，只能測(cè)得1條電流隨電壓變化

A.陰極金屬的逸出功為12.09eV

B.題述光電子能使處于n=3能級(jí)的氫原子電離.

C.若第三張圖中飽和電流為Io=1.6uA,則Is內(nèi)最少有IOS個(gè)氫原子發(fā)生躍遷

D.當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，到達(dá)A極的光電子的動(dòng)能Ek'3eV

【分析】由題意知只能測(cè)得1條電流隨電壓變化的圖像，說(shuō)明只有一種頻率的光產(chǎn)生光

電效應(yīng)，可判定是氫原子由第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，有能級(jí)躍遷知識(shí)可得對(duì)應(yīng)光子

的能量，由圖二可知光電子的最大初動(dòng)能，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hu-W?？捎?jì)算得

陰極金屬的逸出功；比較光電子的最大初動(dòng)能和使n=3能級(jí)的氫原子電離所需要的能的

大小關(guān)系，可知光電子能否使處于n=3能級(jí)的氫原子電離；由電流的定義可解當(dāng)飽和電

流為1.6uA時(shí)，Is有多少個(gè)光電子到達(dá)A極板，根據(jù)光電子數(shù)與光子數(shù)相等，則知1s

內(nèi)最少有多少個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到基態(tài)；由題意先判斷K、A極板間所加電壓為

正向電壓，則知到達(dá)A板的光電子的動(dòng)能一定大于等于3eV,

【解答】解：A.一群處于n=3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出3種不同頻率

的光，只能測(cè)得1條電流隨電壓變化的圖像，說(shuō)明只有一種頻率的光產(chǎn)生光電效應(yīng)，可

判定題中第三張圖對(duì)應(yīng)的光只能是氫原子由第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，對(duì)應(yīng)光子的能

量日=11u=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，且電

壓是L6V時(shí)，電流表示數(shù)為0,因此光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=L6eV,根據(jù)光電效應(yīng)

方程Ekm=hu-W。可計(jì)算得陰極金屬的逸出功Wo=lO.49eV,故A錯(cuò)誤；

B.光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=1.6eV>1.51eV,能使n=3能級(jí)的氫原子電離，故B正確；

C.由電流的定義有q=It=ne,解得n=10"，可知當(dāng)飽和電流為i.6uA時(shí)，Is有10於個(gè)

光電子到達(dá)A極板，又光電子數(shù)與光子數(shù)相等，則1s內(nèi)最少有1013個(gè)氫原子從n=3能

級(jí)躍遷到基態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)電壓表示數(shù)為3V,且有光電子到達(dá)A極時(shí)，說(shuō)明此時(shí)K、A極板間所加電壓為正向

電壓，則到達(dá)A板的光電子的動(dòng)能一定大于等于3eV,故D正確。

故選：BDo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查光電效應(yīng)及能級(jí)躍遷的相關(guān)知識(shí)，考查知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性，重點(diǎn)突出，

充分考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。

9.（6分）如圖，一固定且足夠長(zhǎng)的斜面MN與水平面的夾角a=37°,斜面上有一質(zhì)量為

3m、上表面光滑且下端有擋板P的長(zhǎng)木板A沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度大小vo=lm/s。

現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊輕輕地放在長(zhǎng)木板上，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板P時(shí)（與擋板碰前

的瞬間），長(zhǎng)木板的速度剛好減為零，之后小滑塊與擋板發(fā)生第1次碰撞，以后每隔一段

時(shí)間，小滑塊就與擋板碰撞一次，小滑塊始終在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)。已知小滑塊與擋板的碰

撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下

列說(shuō)法正確的是（）

A.小滑塊在長(zhǎng)木板上下滑過(guò)程中，長(zhǎng)木板的加速度大小為2m/s2

B.小滑塊放在木板上的瞬間，其與P的距離為工1r

16n

C.小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s

D.小滑塊與擋板第2次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s

【分析】長(zhǎng)木板勻速下滑時(shí)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件和摩擦力公式相結(jié)合求出動(dòng)摩

擦因數(shù)；小滑塊輕輕地放在長(zhǎng)木板上后，長(zhǎng)木板開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用牛頓第二

定律可以求出長(zhǎng)木板和小滑塊的加速度.小滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位

移公式和位移關(guān)系求小滑塊放在木板上的瞬間與P的距離；根據(jù)速度公式可以碰撞前瞬

間小滑塊的速度.碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守

恒定律可以求出碰撞后的速度；根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求解小滑塊與擋板第1次碰撞至第2

次碰撞的時(shí)間間隔，再求出第2次碰撞后的瞬間小滑塊的速度大小.

【解答】解：A、開(kāi)始長(zhǎng)木板勻速下滑時(shí)，由平衡條件得：

3mgsina=|1?3mgcosa，

代入數(shù)據(jù)解得：11=0.75

把小滑塊放上長(zhǎng)木板后，對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律得:

|i,4mgcosa-3mgsina=3ma,

代入數(shù)據(jù)解得：a=2m/s2,故A正確；

B、長(zhǎng)木板上表面光滑，碰撞前小滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，小

滑塊從放上長(zhǎng)木板到與擋板相撞的時(shí)間：t=16=Z=0.5s

a2

小滑塊放在木板上的瞬間，其與P的距離為：

1Vn

s=^-gsina*t9--^4

代入數(shù)據(jù)解得：s=0.5m,故B錯(cuò)誤；

C、設(shè)小滑塊與擋板第一次碰撞前小滑塊的速度為v,則：v=gsina*t=10X0.6X0.5m/s

=3m/s；

滑塊與擋板碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取沿斜面向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：

mv=mvi+3mv2.

由機(jī)械能守恒定律得：—mv2=Amv13mv22

222

代入數(shù)據(jù)解得：VI=-1.5nVs,V2=1.5m/s,即小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，小滑

塊的速度大小為故C正確；

D、碰撞后長(zhǎng)木板速度再次減為零的時(shí)間t'-Z1=A1S=0.75S,此時(shí)滑塊的速度為

a2

v'=vi+gsina?t',代入數(shù)據(jù)解得：v'=3m/s,方向沿斜面向下.

5+3

這個(gè)過(guò)程中小滑塊的位移x=3-------1'XQ.75m=-Lm,方向沿斜面向下，

2216

長(zhǎng)木板的位移x'=1_5.X0.75m=-Lm,故x'=x,兩者發(fā)生第2次碰撞，

2216

第2次相碰撞前的瞬間小滑塊的速度與第1次相碰撞前的速度相同，所以小滑塊與擋板

第2次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小仍為故D正確.

故選：ACD。

【點(diǎn)評(píng)】本題是一道力學(xué)綜合題，考查了動(dòng)量守恒定律、牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的

應(yīng)用，分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的前提與關(guān)鍵，要知道木塊和工件在斜面上的運(yùn)

動(dòng)規(guī)律，抓住碰撞的基本規(guī)律：動(dòng)量守恒定律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求

解，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁.

10.（6分）如圖所示，在水平地面上固定一個(gè)半徑為R的四分之一圓形軌道AB,軌道右

側(cè)固定一個(gè)傾角為30°的斜面，斜面頂端固定一大小可忽略的輕滑輪，輕滑輪與OB在

同一水平高度。一輕繩跨過(guò)定滑輪，左端與套在圓形軌道上質(zhì)量為m的小圓環(huán)相連，右

端與斜面上質(zhì)量為M的物塊相連。在圓形軌道底端A點(diǎn)靜止釋放小圓環(huán)，小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到

圖中P點(diǎn)時(shí)，輕繩與軌道相切，0P與0B夾角為60°；小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好

為零。忽略一切摩擦力阻力，小圓環(huán)和物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊離斜面底端足夠遠(yuǎn)，重

力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度為g

B.小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)后還能再次回到A點(diǎn)

C.小圓環(huán)到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，小圓環(huán)和物塊的速度之比為2：北

D.小圓環(huán)和物塊的質(zhì)量之比滿足處=三返

M2

【分析】小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)?，分析其受力情況，由牛頓第二定律求加速度，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中，系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，即可判斷出小環(huán)再次能夠達(dá)到A點(diǎn)，利用動(dòng)能定

理求得量質(zhì)量間的比值，根據(jù)速度的合成與分級(jí)求得小環(huán)在P點(diǎn)時(shí)的兩者的速度之比。

【解答】解：A、小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，小環(huán)受到豎直向下的重力，水平向右的拉力和圓環(huán)

對(duì)小環(huán)向左的支持力，豎直方向只受重力，根據(jù)牛頓第二定律可知mg=ma,解得a=g,

故A正確；

B、小環(huán)和物塊組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，機(jī)

械能守恒，當(dāng)小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，速度都為零，此后小環(huán)沿圓軌道向下運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能還是

守恒，組最終小環(huán)和物塊速度都減到零，故圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)后還能再次滑回A點(diǎn)，故B正

確；

C、小環(huán)在P點(diǎn)時(shí)，小環(huán)的速度方向沿繩的方向，根據(jù)速度的合成與分解可知，此時(shí)小圓

環(huán)和物塊的速度之比為1：1,故C錯(cuò)誤；

D、設(shè)輕滑輪的位置為C,由幾何關(guān)系可知OC=2R,AC=V5R,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)環(huán)

和物塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)能定理可知：-mgR-MgR（述-1）sin30°=0-0

解得：典=近二1,故D錯(cuò)誤；

M2

故選：ABo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律等知識(shí)點(diǎn)，注意點(diǎn)：小環(huán)和物塊沿

繩的方向的速度大小相等，而實(shí)際速度大小不一定相等，注意點(diǎn)容易出錯(cuò)。

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11.（6分）某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。

（1）將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實(shí)驗(yàn)器材，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s=

50.00cm；

（2）已知滑塊及擋光條的質(zhì)量M,光電門1、2之間的距離s,測(cè)量擋光條的寬度d,記

錄擋光條通過(guò)光電門1和2所用的時(shí)間和412,并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉

力E已知重力加速度為g,為了完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理應(yīng)有的關(guān)系式：Fs

d2d2（用題目所給物理量表示）

=LM（A）-AM（A）

-2—At22-Att—

（3）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足祛碼盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總

質(zhì)量？否（填“是”或“否”）

【分析】（1）根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，然后讀出兩光電門中心之間的距離。

（2）根據(jù)遮光條的寬度與遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間求出滑塊的速度，然后應(yīng)用動(dòng)能定理

求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式。

（3）滑塊受到的拉力可以由拉力傳感器測(cè)出，實(shí)驗(yàn)不需要滿足祛碼盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)

小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。

【解答】解：（1）由圖示刻度尺可知，其分度值是1mm,兩光電門中心之間的距離s=

70.30cm-20.30cm=50.00cm。

（2）很短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門時(shí)的速度分別為VI

=-T----，V2=-7----'

△t]△t2

2

對(duì)滑塊，由動(dòng)能定理得：Fs=lHv22即：Fs=lM(-A-)-AM(―d_)

22212At22△ti

2

(3)滑塊受到的拉力可以由拉力傳感器測(cè)出，實(shí)驗(yàn)不需要滿足祛碼盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)

小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。

故答案為：(1)50.00；(2)Fs=1M2-J_M2；(3)否。

2At22Att

【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是要了解光電門測(cè)量瞬時(shí)速度的原理，熟練掌握實(shí)中的研究對(duì)

象、實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程；對(duì)刻度尺讀數(shù)時(shí)，要先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線

要與刻度線垂直。

12.(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。除待測(cè)電池組外，

還需使用的實(shí)驗(yàn)器材：靈敏電流表G,可變電阻Ri、R2,電壓表VI、V2,電流表AI、

A2,開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。

(1)選擇合適的可變電阻Ri、R2后，按圖1所示電路圖連接好電路，將可變電阻Ri、

R2調(diào)到合適的阻值，閉合開(kāi)關(guān)S,反復(fù)調(diào)節(jié)可變電阻Ri、R2,直到電流表G的指針不偏

轉(zhuǎn)，電壓表Vi和V2的示數(shù)之和記為Ui，電流表AI和A2的示數(shù)之和記為11。

(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，適當(dāng)調(diào)小可變電阻Ri的阻值，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)電流表G的指針發(fā)

生了偏轉(zhuǎn)，緩慢調(diào)大(選填“調(diào)大”或“調(diào)小”)可變電阻R2的阻值，直至電流表

G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表Vi和V2的示數(shù)之和記為U2,電流表Ai和A2的示數(shù)之和

記為12。

(3)重復(fù)(2)的步驟，記錄到多組數(shù)據(jù)(U3,13)、(U4,14)……

(4)實(shí)驗(yàn)完畢，整理器材。

(5)利用記錄的數(shù)據(jù)，作出U-I圖線如圖2所示，依據(jù)圖線可得電池組的內(nèi)阻r為

士工?_，電動(dòng)勢(shì)為?

(6)理論上該同學(xué)測(cè)得的電池組內(nèi)阻等于(選填“大于”“小于”或“等于")真實(shí)

值。

圖1四2

【分析】（2）根據(jù)電橋的原理分析滑動(dòng)變阻器的變化方向；

（5）根據(jù)U-I圖象求出電源的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)；

（6）根據(jù)圖示電路圖與實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差。

【解答】解：（2）根據(jù)電橋的原理，當(dāng)G的示數(shù)為零時(shí)有：上=一匚，那么當(dāng)調(diào)小Ri

區(qū)2陽(yáng)2

時(shí),就要增大R2；

（5）兩個(gè)電流表之和是總電流即通過(guò)電源的電流I,兩個(gè)電壓表之和是路端電壓U,根

據(jù)閉合回路歐姆定律有：U=E-Ir,所以U-I圖象的斜率的絕對(duì)值是電源的內(nèi)阻r=|k|

二生，縱截距是電源電動(dòng)勢(shì)，所以E=b。

C

（6）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，即使考慮電表的內(nèi)阻，則總電流I仍是兩電流表之和，路端電壓是

兩電壓表之和，這樣電源的電流和路端電壓均是真實(shí)值，所以由斜率得到的內(nèi)阻的測(cè)量

值就等于真實(shí)值。

故答案為：（1）增大；（5）也二生、b；（6）等于

C

【點(diǎn)評(píng)】本題巧妙地把電橋的原理應(yīng)用到測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，避開(kāi)了由于

電表的內(nèi)阻而引起的系統(tǒng)誤差。要注意的是兩電流表之和是電源總電流，兩電壓表之和

是路端電壓，再利用圖象法求E和r。

13.（10分）潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開(kāi)口、上部封閉的容器，外形與鐘

相似。潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要。為

計(jì)算方便，將潛水鐘簡(jiǎn)化為截面積為S、高度為h、開(kāi)口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘

由水面上方開(kāi)口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為p,重力加速

度大小為g,大氣壓強(qiáng)為po,H>>h,忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

①求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度1；

②保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣與圓筒中原有的空氣的質(zhì)

量比。

【分析】①由玻意耳定律和液體壓強(qiáng)公式求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度1;

②保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，由玻意耳定律求得壓入的空氣在其壓強(qiáng)

為po時(shí)的體積，然后求出壓入的空氣與圓筒中原有的空氣的質(zhì)量比。

【解答】解：①設(shè)潛水鐘在水面上方和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為Vo和Vi，放

入水下后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為pi，由玻意耳定律得：

piVi=poV。

其中：Vo=hS,Vi=(h-1)S,pi=po+pg(H-1),H>>h>l,

解得：1=PgHh

PQ+PgH

②設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2；此時(shí)筒內(nèi)氣體的體積為Vo,這些氣體在其壓強(qiáng)

為P0時(shí)的體積為V3，由玻意耳定律有：

P2Vo=p()V3

其中：p2=po+pgH

設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為V,依題意：V=V3-Vo

SHh

解得：v=P-^

Po

壓入的空氣與圓筒中原有的空氣的質(zhì)量比：旦，=衛(wèi)圖

m0V0Po

答：①求入圓筒內(nèi)水的高度1是0吵一

P0+P

②保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，壓入的空氣與圓筒中原有的空氣的質(zhì)量

比是艮典。

Po

【點(diǎn)評(píng)】本題以潛水鐘是一種水下救生設(shè)備為背景考查了玻意耳定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)

用，根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，應(yīng)用玻意耳定律即可解題。

14.（12分）如圖所示，一個(gè)足夠長(zhǎng)的圓筒豎直固定，筒內(nèi)有一質(zhì)量為M的滑塊鎖定在距

圓筒頂端hi=5m處?，F(xiàn)將一個(gè)直徑小于圓筒內(nèi)徑，質(zhì)量為m的小球，從圓筒頂端沿圓

筒中軸線由靜止釋放，小球與滑塊剛要碰撞時(shí)解除滑塊的鎖定，小球與滑塊發(fā)生彈性碰

撞后上升到最大高度處時(shí)，距圓筒頂端h2=3.2m。不計(jì)空氣阻力，已知滑塊與圓筒間的

滑動(dòng)摩擦力為f=7.2N,重力加速度g取10m/s2o

（1）求小球與滑塊的質(zhì)量之比也；

M

（2）若滑塊質(zhì)量為0.9kg,求小球與滑塊第一次碰撞與第二次碰撞的時(shí)間間隔t。

m

nfh

J

M

【分析】（i）根據(jù)速度位移關(guān)系求解速度大小，根據(jù)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律求解;

（2）第一次碰后對(duì)滑塊根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，根據(jù)位移關(guān)系求解時(shí)間。

【解答】解：（1）設(shè)小球與滑塊碰撞前速度大小為vo,碰撞后速度大小為V],根據(jù)速度

位移關(guān)系可得：

vo2=2ghi

vi2=2g（hi-h2）

解得：vo=10m/s,vi=6m/s

設(shè)小球與滑塊碰撞后滑塊的速度為V2,取向下為正，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：

mvo=Mv2-mvi

根據(jù)能量守恒定律可得：—mvo2=AMV22+—mv?2

222

解得：—,V2=4m/s；

M4

(2)若滑塊質(zhì)量M=0.9kg,第一次碰后，對(duì)滑塊，由牛頓第二定律得：Mg-f=Ma

根據(jù)位移關(guān)系可得：v2t+Lat2=-vit+Lgt2

22

解得：t=2.5s；

答：(1)小球與滑塊的質(zhì)量之比㈣為1：4。

M

(2)若滑塊質(zhì)量為0.9kg,小球與滑塊第一次碰撞與第二次碰撞的時(shí)間間隔t為2.5s。

【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，對(duì)于動(dòng)量守恒定律，解答時(shí)

要首先確定一個(gè)正方向，利用碰撞前系統(tǒng)的動(dòng)量和碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)量相等列方程，再根

據(jù)能量關(guān)系列方程求解。

15.(18分)如圖甲所示，兩塊金屬板AB、CD平行正對(duì)放置，金屬板長(zhǎng)L=0.4m,板間距

離d=0.2m,極板CD