2022屆北京市海淀區(qū)高三（下）一模考試物理試題（解析版）

海淀區(qū)2021-2022學(xué)年第二學(xué)期期中練習(xí)

高三物理

2022.03

本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一

項。

1.以下現(xiàn)象不屬于衍射的是（）

A.白光經(jīng)過狹窄的單縫得到彩色圖樣B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣

C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清D.光照射不透明圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑

題答案】

【答案】B

【解析】

【詳解】A.白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，A錯誤；

B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的薄膜干涉現(xiàn)象，B正確；

C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清是光的衍射造成的，C錯誤；

D.白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑是光的衍射現(xiàn)象造成的，D錯誤。

故選B。

2.如圖所示為氨離子（He+）的能級圖，根據(jù)玻爾原子理論，關(guān)于氨離子能級躍遷，下列說法正確的是

()

nHe*EJeV

00?.........................0

6--------------------1.51

5--------------------2.18

4------------------3.40

3------------------6.04

2--------------------13.6

1------------------54.4

A.大量處于〃=3能級的氮離子，最多可輻射2種不同頻率的光子

B.從“=4向〃=3能級躍遷，需吸收2.64eV能量

C.處于〃=1能級的氫離子，可以吸收54.0eV的能量而發(fā)生電離

D.從〃=3躍遷到〃=2能級比從n=2躍遷到n=1能級輻射出的光子頻率低

【2題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】A.大量處于〃=3能級的氨離子，最多可輻射

C；=3

種不同頻率的光子，故A錯誤；

B.因為從〃=4向〃=3能級躍遷，是從高能級向低能級躍遷，要釋放能量，故B錯誤；

C.由圖可知，處于〃=1能級的氮離子要發(fā)生電離，需要吸收的能量應(yīng)滿足

AE>0-￡,=54.4eV

故C錯誤；

D.因為從〃=3躍遷到〃=2能級輻射的光子能量為

AE'=￡3-E2=7.56eV

而從n=2躍遷到n=1能級輻射的光子能量為

n

\E=E2-Ey=40.8eV

即從〃=3躍遷到〃=2能級比從〃=2躍遷到n=1能級輻射出的光子的能量小，又因為

s=hv

所以從"=3躍遷到〃=2能級比從〃=2躍遷到〃=1能級輻射出的光子頻率低，故D正確。

故選D。

3.陸游在詩作《村居山喜》中寫到“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴從物理視角分析詩詞中“花氣襲

人”的主要原因是（）

A.氣體分子之間存在著空隙B.氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運動

C.氣體分子之間存在著相互作用力D.氣體分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能

【3題答案】

【答案】B

【解析】

【詳解】從物理視角分析詩詞中“花氣襲人”的主要原因是氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故B正確,

ACD錯誤。

故選B。

4.如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)“開始，經(jīng)歷兩個狀態(tài)變化過程，先后到達(dá)狀態(tài)b和c

A.在a過程中氣體對外界做功B.在匕fc過程中氣體對外界做功

C.在過程中氣體的內(nèi)能逐漸變大D.在bfc過程中氣體的內(nèi)能逐漸變小

【4題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由圖可知，aTb過程中，氣體體積變小，故外界對氣體做功，A錯誤；

B.由圖可知，bfc的過程中，氣體體積變小，故外界對氣體做功，B錯誤；

C.根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程

T

可知，af。的過程中，0增大，產(chǎn)減小，7不一定變大，故內(nèi)能不一定增大，C錯誤；

D.根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程

T

可知，匕的過程中，p不變，，減小，則7變小，則氣體的內(nèi)能逐漸變小，D正確。

故選D。

5.傾角為a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為〃?的木塊靜止在斜面體上.下列結(jié)論正確的

是

A.木塊受到的摩擦力大小是機gcosa

B.木塊對斜面體的壓力大小是mgsina

C.桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinacosa

D.桌面對斜面體的支持力大小是（M+機）g

【5題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】試題分析：先對木塊m受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件求解支持力和靜摩

擦力；然后對M和m整體受力分析，受重力和支持力，二力平衡.

解：AB、先對木塊m受力分析，受重力mg、支持力N和靜摩擦力f,根據(jù)平衡條件，有：

f=mgsinO...O

N=mgcos0...D

故AB錯誤；

CD、對M和m整體受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面對斜面體的支持力為N=(M+m)g,

靜摩擦力為零，故C錯誤，D正確.

故選D.

【點評】本題關(guān)鍵靈活地選擇研究對象，運用隔離法和整體法結(jié)合求解比較簡單方便.

6.圖甲為一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在，=ls時刻的圖像，圖甲中某質(zhì)點的振動情況如圖乙所示。下

列說法正確的是()

A.圖乙可能為質(zhì)點上的振動圖像

B.該簡諧波的波速為0.3m/s

C.該時刻質(zhì)點K與Z,的速度、加速度都相同

D.質(zhì)點K再經(jīng)1s將沿x軸正方向移動到x=0.4m處

【6題答案】

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由題意知波向右傳播，由圖可得，=1S時刻質(zhì)點工在平衡位置，由上下坡法可知質(zhì)點2下一時

刻向下振動，故乙圖可能是質(zhì)點上的振動圖像，故A正確；

B.由圖可得

2=0.4m

T=2s

所以波速為

v=y=0.2m/s

故B錯誤；

C.由圖可知質(zhì)點K與工相差半個周期，所以兩者的速度、加速度等大、反向，故C錯誤;

D.因為每個質(zhì)點都在自己平衡位置周期性振動，不會隨波遷移，故D錯誤。

故選Ao

7.如圖所示，理想變壓器原線圈接在〃=UmSin(W+9)的交流電源上，副線圈接滑動變阻器7?和兩個阻

值相同的定值電阻&,電表均視為理想電表。滑動變阻器及的滑片P由。端向6端緩慢滑動過程中

A.電壓表Y的示數(shù)變大B.電壓表V?的示數(shù)變大

C.電流表A1的示數(shù)變大D.電流表A2的示數(shù)變大

【7題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】A.電壓表Vi的示數(shù)等于輸入電壓的有效值，是不變的，選項A錯誤；

B.電壓表V2的示數(shù)是由變壓器匝數(shù)比和初級電壓決定的，則V2示數(shù)也是不變的，選項B錯誤；

C.滑動變阻器R的滑片產(chǎn)由。端向6端緩慢滑動過程中，R接入電路的阻值變大，則次級總電阻變大，

次級電流減小，初級電流也減小，即電流表Ai示數(shù)減小，選項C錯誤；

D.因私電流減小，則&兩端電壓也減小，則并聯(lián)部分電壓變大，則電流表A2示數(shù)變大，選項D正確。

故選D。

8.在如圖所示平面內(nèi)，兩個帶等量正電的點電荷分別固定在工、8兩點，。為A8連線的中點，MN為

A6的垂直平分線，C、。兩點在上且OC=8。下列說法正確的是()

M

\c

I

I

N

A.。點的場強比C點的場強大B.C點的場強與。點的場強相同

C.。點的電勢比。點的電勢高D.電子在C點的電勢能比在。點的電勢能大

【8題答案】

【答案】C

【解析】

【詳解】A.兩個帶等量正電的點電荷在/、8中點產(chǎn)生的場強為零，而。點的場強不為零，故。點的場強

比C點的場強小，A錯誤；

B.根據(jù)對稱關(guān)系可知，C點的場強與。點的場強大小相等，但方向相反，B錯誤；

C.兩個帶等量正電的點電荷的中垂線的電場方向有。點指向遠(yuǎn)處，所以。點的電勢比。點的電勢高，C

正確；

D.根據(jù)對稱性可知，C點的電勢與。點的電勢相同，故電子在C點的電勢能與在。點的電勢能相等，D

錯誤。

故選Co

9.如圖所示，電路中電感線圈心的自感系數(shù)足夠大，且其直流電阻與定值電阻R的阻值相等。閉合開關(guān)

S,待電路達(dá)到穩(wěn)定后，燈泡正常發(fā)光，兩個支路中電流分別為人和右。下列說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)S至電路達(dá)到穩(wěn)定的過程中，燈泡中電流逐漸減小至L

B.閉合開關(guān)5,待電路達(dá)到穩(wěn)定后，兩支路中的電流人＞4

C.斷開開關(guān)S,燈泡中電流由4逐漸減小至零

D.斷開開關(guān)S,燈泡中電流由人逐漸減小至零

【9題答案】

【答案】C

【解析】

【詳解】A.閉合開關(guān)S至電路達(dá)到穩(wěn)定的過程中，由于線圈心產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，則燈泡中

電流逐漸增加至4，選項A錯誤；

B.因為L的直流電阻與定值電阻R的阻值相等，則上面的支路電阻較大，則閉合開關(guān)S,待電路達(dá)到穩(wěn)

定后，兩支路中的電流人＜八，選項B錯誤；

CD.斷開開關(guān)S,原來通過R的電流A立即消失，由于線圈L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，則會在燈

泡、線圈L以及燈泡中組成新的回路，即燈泡中電流由乙逐漸減小至零，選項C正確，D錯誤。

故選C。

10.在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強磁場，兩個相同的帶電粒子①和②在P點垂直磁場分別射入，兩

帶電粒子進(jìn)入磁場時的速度方向與x軸的夾角如圖所示,二者均恰好垂直于y軸射出磁場。不計帶電粒子

所受重力。根據(jù)上述信息可以判斷（）

A.帶電粒子①在磁場中運動的時間較長B.帶電粒子②在磁場中運動的時間較長

C.帶電粒子①在磁場中運動的速率較大D.帶電粒子②在磁場中運動的速率較大

【10題答案】

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.畫出粒子在磁場中的運動軌跡如圖;

兩粒子的周期

27rm

1二----------

qB

相同，粒子①轉(zhuǎn)過的角度

a=45。

粒子②轉(zhuǎn)過的角度

8=135。

根據(jù)

——T

可知帶電粒子②在磁場中運動的時間較長，選項A錯誤，B正確；

CD.由幾何關(guān)系可知，兩粒子在磁場中運動的半徑相等，均為收.而根據(jù)

V2

qvB=m—

可知

m

可知，兩粒子的速率相同，選項CD錯誤。

故選Bo

11.如圖所示為某實驗小組設(shè)計的兩個量程的電流表，已知表頭G的滿偏電流為4,定值電阻與、鳥的阻

值均等于表頭的內(nèi)阻。當(dāng)使用1和2兩個端點時，電流表的量程為乙，當(dāng)使用1和3兩個端點時，電流表

的量程為八。下列說法正確的是（)

A.A=2/g

B.4=3/g

C.若僅使R1阻值變小，則人和人均變大

D若僅使Rz阻值變小，則4和乙均變大

【11題答案】

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.設(shè)?=&=R$=R,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知

4(—/+公

4=4+--------------/c'------=34

4R

IRIR

/,=/,+**=/,,+4=1.5/

-&K+R$2R

選項AB錯誤;

CD.因為

4=4+上

則若僅使用阻值變小，則乙和人均變大；若僅使與阻值變小，則《減小，八變大，選項C正確，D錯

誤。

故選Co

12.如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計：較重的滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用兩勁度系

數(shù)相同的輕彈簧與框架連接；R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定聯(lián)接；兩個電池的電動勢均恒為E,

內(nèi)阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻

器的中間位置。已知滑動片與變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當(dāng)。端的電勢高于

b端時電壓表的指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將此加速度計固定在運動的物體上，物體沿彈簧方向運動。下列說

法正確的是（）

滑塊

1----------------------匕滑動片

A.當(dāng)物體向右加速時，電壓表的指針將向右偏B.電壓表的示數(shù)不變，說明物體做勻速直線運動

C.電壓表的示數(shù)增大，說明物體的速度一定增大D.電壓表表盤上各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的

【12題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】A.因為兩個電池的電動勢均恒為E,內(nèi)阻不計，所以滑動片在變阻器的中間位置時

外=%

當(dāng)物體向右加速時，具有向右的加速度，則滑片向左移動，則此時滑片右側(cè)電阻大于左側(cè)電阻，則右側(cè)分

壓多，故此時

夕“<%

由題意可知，此時電壓表的指針將向左偏，故A錯誤；

B.電壓表的示數(shù)不變，說明物體的加速度恒定，不一定是勻速直線運動，故B錯誤；

C.電壓表的示數(shù)增大，說明加速度增大，但是有可能減速運動，故C錯誤；

D.因為加速度恒定時，滑片位置不變，又因為滑動片與變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離

成正比，所以電壓表示數(shù)線性變化，電壓表表盤上各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的，故D正確。

故選D。

13.現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，它的基本原

理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，圖乙為真空室的俯視圖。當(dāng)電

磁鐵線圈通入如圖丙所示的正弦式交變電流時，可使電子在真空室中做加速圓周運動。以圖甲中所示電流

方向為正方向，不考慮相對論效應(yīng)，在每個周期7內(nèi)，電子能沿逆時針方向（俯視）做加速圓周運動的時

間為（）

【13題答案】

【答案】D

【解析】

【詳解】通電螺線管內(nèi)部的磁場與電流大小成正比，且變化的磁場產(chǎn)生電場。電子在真空室中沿逆時針方向

做加速圓周運動時，渦旋電場的方向應(yīng)沿著順時針方向，又洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力，根據(jù)左

手定則可知磁場方向應(yīng)豎直向上，根據(jù)右手螺旋定則可知，只有在0?工、牛?T時間內(nèi)磁感應(yīng)強度方向

豎直向上，其中0?1時間內(nèi)，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生渦旋電場沿著逆時針方向，不符合題意，學(xué)?T時

44

間內(nèi)，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生渦旋電場沿順時針方向，符合題意。

故選D。

14.“明啾(zhoujiu)激光脈沖放大技術(shù)”是高強度激光研究的重大技術(shù)創(chuàng)新和核心技術(shù)。如圖所示，該

技術(shù)原理可以簡化為：種子激光脈沖經(jīng)過單模光纖的色散作用，將時長為飛秒(KT%)脈寬的激光脈沖在

時間上進(jìn)行了展寬；展寬后的脈沖經(jīng)過激光增益介質(zhì)放大，充分提取了介質(zhì)的儲能；最后使用壓縮器將脈

沖寬度壓縮至接近最初的脈寬值。上述技術(shù)中的關(guān)鍵是“情啾”脈沖。種子激光脈沖包含有不同的頻率分

量，因此在單模光纖中，頻率高的部分和頻率低的部分傳播速度不同，這樣光脈沖在時間上就被逐漸拉

寬，形成脈沖前沿、后沿頻率不同的現(xiàn)象，宛如鳥兒發(fā)出的不同聲音。下列說法正確的是()

種子激光脈沖

A.展寬過程使脈沖各頻率分量的頻率都變小

B.在傳播方向上，“嗯啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率

C.若激光脈沖能量約為1J,則其峰值功率一定不能達(dá)到10I5W量級

D.通過“喟啾激光脈沖放大技術(shù)”獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量幾乎相同

【14題答案】

【答案】B

【解析】

【詳解】AD.正“喟啾”的頻率隨時間增加，展寬過程使脈沖各頻率分量的頻率都變大，所以通過“明啾

激光脈沖放大技術(shù)”獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量是不相同的，AD錯誤；

B.正“喟啾”的頻率隨時間增加，一個脈沖上升的前沿是低頻，下降的后沿是高頻，所以在傳播方向

上，“喟啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率，B正確；

C.激光器產(chǎn)生超短脈沖時長為l（）T5s，根據(jù)功率的定義有

P=y=1.OX1O'5W

C錯誤。

故選Bo

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等.例如：

（1）實驗儀器。現(xiàn)有一個阻值約為1000。的定值電阻，用多用電表測其電阻，應(yīng)選用歐姆表一

擋（選填“X10”或“X100”）；圖1為正在測量中的多用電表表盤，該電阻的阻值為。。

圖2

（2）實驗操作。某同學(xué)用如圖2所示裝置探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系。為完成實驗，設(shè)計的實驗步

驟如下（實驗中保證彈簧始終在彈性限度內(nèi)）：

A.將鐵架臺放在水平桌面上，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上；

B.將彈簧彈力大小尸（其數(shù)值等于彈簧下端所掛鉤碼的重力大?。┮约皩?yīng)的彈簧伸長量X（X=L-%）的

數(shù)據(jù)點，描在尸-X的坐標(biāo)系中，畫出彈力大小尸隨彈簧伸長量x變化的圖線；

C.觀察彈簧自由下垂時下端所到達(dá)的刻度位置，并記錄下端在刻度尺上的刻度4；

D.依次在彈簧下端掛上質(zhì)量均為加。的1個、2個、3個、4個……鉤碼，待鉤碼靜止后，分別記錄彈簧下

端所對應(yīng)的刻度L,然后取下鉤碼；

E.依據(jù)圖像，寫出彈簧彈力大小F與彈簧伸長量x的關(guān)系式，并解釋該關(guān)系式中常數(shù)的物理意義；

上述步驟按正確操作的先后順序應(yīng)為A、、E(填寫步驟的序號)。

(3)數(shù)據(jù)分析。在雙縫干涉實驗中，用紅色激光照射雙縫，在屏幕上形成雙縫干涉圖樣。若已知雙縫之

間的距離為0.30mm,測得雙縫到屏幕的距離為1.0m,第1條到第6條亮條紋中心的距離為10.50mm,

則紅光的波長為m(保留2位有效數(shù)字)。實驗中并未直接測量相鄰兩個亮條紋間的距離，而

是測量第1條到第6條亮條紋中心的距離，請分析說明這樣做的理由。

【15題答案】

【答案】1x1001.1100D.CDBE.6.3xlO-7□.若直接測量相鄰兩個亮條紋間的

距離，測量誤差較大，而測量第1條到第6條亮條紋中心的距離，然后再除以5,得到相鄰亮條紋間距的平

均值，測量誤差較小

【解析】

【詳解】(1)口］應(yīng)選用歐姆表x100擋位，這時指針停在刻度10。附近，指針處在表盤中間;區(qū)域，誤差

較小。

［2］電阻值為讀數(shù)乘以倍率，則該電阻的測量值為11()()。o

(2)［3］按正確操作的先后順序應(yīng)為A、C、D、B、E。

(3)［4］雙縫干涉實驗中，相鄰兩條兩條紋的間距為

Ax———A

d

整理得

.Ax-J

z=-------

L

其中

10.50…

AAx=-------mm=2.10mm

5

代入數(shù)據(jù)解得紅光的波長為

?=6.3xl0"m

［5］若直接測量相鄰兩個亮條紋間的距離，測量誤差較大，而測量第1條到第6條亮條紋中心的距離，然后

再除以5,得到相鄰亮條紋間距的平均值，測量誤差較小。

16.如圖1所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球碰撞前后的動量關(guān)系。圖1

中的o點為小球拋出點在記錄紙上的垂直投影。實驗時，先使4球多次從斜軌上位置尸靜止釋放，找到其

平均落地點的位置瓦然后，把半徑相同的8球靜置于水平軌道的末端，再將4球從斜軌上位置P靜止釋

放，與5球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復(fù)上述工球與8球相碰的過程，分別找到碰后/球和8

球落點的平均位置。和G用刻度尺測量出水平射程0D、OE、OF,測得/球的質(zhì)量為根A，8球的質(zhì)

量為"%。

P

（1）實驗中，通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度。

①實驗必須滿足的條件有。

A.兩球的質(zhì)量必須相等B.軌道末端必須水平

C.A球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放

②“通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”可行的依據(jù)是。

A.運動過程中，小球的機械能保持不變

B.平拋運動的下落高度一定，運動時間相同，水平射程與速度大小成正比

（2）當(dāng)滿足表達(dá)式時，即說明兩球碰撞中動量守恒；如果再滿足表達(dá)式時，則說明兩球的

碰撞為彈性碰撞。（用所測物理量表示）

（3）某同學(xué)在實驗時采用另一方案：使用半徑不變、質(zhì)量分別為'，縱、,相縱的8球。將工球三次

632

從斜軌上位置P靜止釋放，分別與三個質(zhì)量不同的3球相碰，用刻度尺分別測量出每次實驗中落點痕跡距

離。點的距離0。、OE、OF,記為%、乙、七。將三組數(shù)據(jù)標(biāo)在玉一X3圖中。從理論上分析，圖2中能

反映兩球相碰為彈性碰撞的是。

【16題答案】

【答案】n.BC##CB□.B222

□.mAOE=mAOD+mROF□.mAOE=mAOD+mBOF

□.A

【解析】

【詳解】(1)[1]A.為防止碰后小球N反彈，應(yīng)使4的質(zhì)量大于8的質(zhì)量，故A錯誤；

B.為保證小球做平拋運動，軌道末端必須水平，故B正確；

C.為保證小球/到軌道末端時的速度相等，力球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放，故C正確。

故選BC。

[2]小球做平拋運動的過程，有

,12

h=2gr

x=vt

整理得

發(fā)現(xiàn)，平拋運動的下落高度一定，運動時間相同，水平射程與速度大小成正比。

故選B

(2)[3]因為可用小球做平拋運動的水平射程來代替小球拋出時的速度，根據(jù)動量守恒有

〃久OE-mA0D+mBOF

[4]若碰撞過程為彈性碰撞，則機械能守恒，有

121212

匕+-WBV2

即

22

mAOE=mxOD+m^OF'

(3)[5]因為碰撞前，球4的速度不變，則球/單獨落地時的血一直不變。

根據(jù)

mAx2=mAX]+〃％尤3

222

=wX]

mKx2A+m3xy

整理得

因為三組數(shù)據(jù)中球8的質(zhì)量不同，故％一七圖像中，三個數(shù)據(jù)點與原點連線的斜率不同，且代入數(shù)據(jù)得斜

率分別為

,5,1,1

k.=——，k=—,k、=一

112-734

故選Ao

17.如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)

軌間距為，左端連接阻值為夫的電阻。電阻為廠的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距。在

平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌以速度v向右做勻速運動，運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且

接觸良好。設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長，不計導(dǎo)軌的電阻和空氣阻力。

(1)求導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流/的大小；

(2)求導(dǎo)體棒所受拉力廠的大小；

(3)通過公式推導(dǎo)驗證：在4時間內(nèi)，拉力對導(dǎo)體棒所做的功〃等于回路中產(chǎn)生的熱量0。

X.XX?XXXXX

XXXXXXXX

n_______B

XXX-X~~XXX

XrXXXXXX

XX""XX_X~~X

【17題答案】

【答案】(1)包上；(2)”"；(3)見解析

R+rR+r

【解析】

【詳解】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路歐姆定律可得，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為

,EBLv

R+rR+r

(2)導(dǎo)體棒勻速運動，所受拉力與安培力等大、反向，可得導(dǎo)體棒所受拉力大小為

F=B1L

聯(lián)立解得

2

「BI}V

F=-----

R+r

(3)在加時間內(nèi)，拉力對導(dǎo)體棒所做的功為

B2i3v2

W-Fs-F-vA?-------AZ

R+r

回路中產(chǎn)生的熱量為

22

2Bl}v

Q=〃(R+r)Ar=------\t

R+r

對比可得

W=Q

即在時間內(nèi)，拉力對導(dǎo)體棒所做的功田等于回路中產(chǎn)生的熱量。。

18.如圖所示，粗糙的水平面A6與光滑的豎直圓軌道8。在8點相切，圓軌道8co的半徑

R=0.4()m,。是軌道的最高點，一質(zhì)量加=L()kg可以看成質(zhì)點的物體靜止于水平面上的/點?，F(xiàn)用

F=7.0N的水平恒力作用在物體上，使它在水平面上做勻加速直線運動，當(dāng)物體到達(dá)B點時撤去力F,

之后物體沿圓軌道BC。運動，物體恰好能通過。點。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)〃=0.20,取重

力加速度g=10m/s2。求：

(1)物體通過D點時速度vD的大?。?/p>

(2)物體剛進(jìn)入圓軌道B點時所受支持力FN的大小；

(3)/與8之間的距離X。

B

【18題答案】

【答案】(1)2m/s；(2)60N；(3)2m

【解析】

【詳解】(1)物體恰好能通過。點，則

v

me=m—D

R

解得

vD==2m/s

(2)從5點到。點，由機械能守恒定律

1212

3~mS,2R+—

在8點

FN-mg=m±

K

解得

vB=2石m/s

FN=60N

(3)從4到8由動能定理可知

Fx-^mgx^^mvl

解得

x=2m

19.電荷的定向移動形成電流。已知電子質(zhì)量為〃7,元電荷為e。

(1)兩個截面不同的均勻銅棒接在電路中通以穩(wěn)恒電流，已知電子定向移動通過導(dǎo)體橫截面力形“成的

電流為求4時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面B的電子數(shù)N。

(2)真空中一對半徑均為用的圓形金屬板尸、0圓心正對平行放置，兩板距離為d,。板中心鍍有一層半

徑為4(&＜用)的圓形鋅金屬薄膜。。板受到紫外線持續(xù)照射后，鋅薄膜中的電子可吸收光的能量而逸

出。現(xiàn)將兩金屬板尸、。與兩端電壓UPQ可調(diào)的電源、靈敏電流計G連接成如圖2所示的電路。

已知單位時間內(nèi)從鋅薄膜中逸出的光電子數(shù)為〃、逸出時的最大動能為后.

,且光電子逸出的方向各不相同。忽略光電子的重力以及光電子之間的相互作用，不考慮平行板的邊緣效

應(yīng)，光照條件保持不變，只有鋅金屬薄膜發(fā)生光電效應(yīng)。

a.調(diào)整電源兩端電壓，使靈敏電流計示數(shù)恰好為零，求此時電壓

b.實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Up。大于或等于某一電壓值“時靈敏電流計示數(shù)始終為最大值/,“，求/，”和U,”。

C.保持R?不變，僅改變R1的大小，結(jié)合（2）a和（2）b的結(jié)論，在圖3中分別定性畫出當(dāng)K=27?2時/

【19題答案】

【答案】（l）N=〃A，=」Af；（2）a.Uc勺,b"

e

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)

可得單位時間通過導(dǎo)體橫截面A的電子數(shù)為

因為單位時間通過導(dǎo)體橫截面力的電子數(shù)與通過導(dǎo)體橫截面8的電子數(shù)相等

所以時間加內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面2的電子數(shù)為

N=〃西=」■△/?

（2）a.以具有最大動能且沿垂直金屬板運動的電子為研究對象，若其剛到達(dá)P板時速度剛好減小到0,

則不會有電子經(jīng)過靈敏電流計G,此為/為零的臨界情況，意味著

根據(jù)動能定理，光電子由Q板到P板的過程中，有

-eUc=0-Ekm

得

e

b.當(dāng)心0>0時，若從鋅膜邊緣平行Q板射出的動能最大的光電子做勻變速曲線（類平拋）運動，剛好能

到達(dá)P板邊緣時，則所有電子均能到達(dá)P板，此時電源兩端電壓為6,。設(shè)電子的初速度為丫、運動時間為

t,電流的最大值為

Im=ne

根據(jù)牛頓第二定律，光電子運動的加速度為

eU

a=—整

md

平行于金屬板方向的運動有

Ry-R1=vt

垂直于金屬板方向的運動有

1

d/——at2

2

光電子最大動能與初速度關(guān)系為

EFkm.1mv2

聯(lián)立可得

U=4屋幾

e（R「R2）2

c.結(jié)合上述結(jié)論，可定性畫出/隨4°變化的圖線如答下圖所示。

OUpQ

20.2021年5月，“天問一號”探測器成功在火星軟著陸，我國成為世界上第一個首次探測火星就實現(xiàn)

“繞、落、巡”三項任務(wù)的國家。

(1)為了簡化問題，可以認(rèn)為地球和火星在同一平面上繞太陽做勻速圓周運動，如圖1所示。已知地球

的公轉(zhuǎn)周期為(，火星的公轉(zhuǎn)周期為心。

a.已知地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為彳，求火星公轉(zhuǎn)軌道半徑2。

b.考慮到飛行時間和節(jié)省燃料，地球和火星處于圖1中相對位置時是在地球上發(fā)射火星探測器的最佳時

機，推導(dǎo)在地球上相鄰兩次發(fā)射火星探測器最佳時機的時間間隔△/o

(2)火星探測器在火星附近的工點減速后，被火星捕獲進(jìn)入了1號橢圓軌道，緊接著在8點進(jìn)行了一次

“遠(yuǎn)火點平面機動”，俗稱“側(cè)手翻”，即從與火星赤道平行的1