2021年湖南省長沙市天心區(qū)長郡中學(xué)高考物理二模試卷

2021年湖南省長沙市天心區(qū)長郡中學(xué)高考物理二模試卷

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合題目要求的.

1.（4分）下列說法正確的是（）

A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期

B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會發(fā)出光子

C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在

D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量

2.（4分）ETC是“電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)”的簡稱，常見于高速公路出入口，只要在車擋風(fēng)

玻璃上安裝一個打卡裝置，提高通行效率。如圖所示是一輛汽車通過ETC通道運(yùn)動過程

的“位移-時(shí)間”圖。其中0?ti和t3?U是直線，下列說法正確的是（）

A.0?ti汽車做勻加速直線運(yùn)動

B.ti?t2汽車做曲線運(yùn)動

C.t2?t3汽車做加速直線運(yùn)動

D.t]?t2和t2?t3汽車的加速度方向相同

3.（4分）利用電場可以使帶電粒子的運(yùn)動方向發(fā)生改變?，F(xiàn)使一群電荷量相同、質(zhì)量不同

的帶電粒子同時(shí)沿同一方向垂直射入同一勻強(qiáng)電場，經(jīng)相同時(shí)間速度的偏轉(zhuǎn)角相同，不

計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用（）

A.動能B.動量C.加速度D.速度

4.（4分）如圖所示，一圓環(huán)套在固定的傾斜光滑桿上，輕統(tǒng)繞過定滑輪與圓環(huán)相連，現(xiàn)用

力F緩慢拉動輕繩，圓環(huán)對桿的彈力大小為FN，在圓環(huán)從A沿桿向上運(yùn)動的過程中，下

列說法正確的是（）

A.F一直增大，F(xiàn)N先減小后增大

B.F一直增大，F(xiàn)N一直減小

C.F先減小后增大，F(xiàn)N一直增大

D.F先減小后增大，F(xiàn)N先減小后增大

5.（4分）在劉慈欣的科幻小說《帶上她的眼睛》里演繹了這樣一個故事：“落日六號”地

層飛船深入地球內(nèi)部進(jìn)行探險(xiǎn)，在航行中失事后下沉，最后船上只剩下一名年輕的女領(lǐng)

航員，且均勻球殼對殼內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的引力為零.若地球表面的重力加速度為g,不考慮地球自

轉(zhuǎn)的影響，該處的重力加速度大小為（）

A.0.25gB.0.5gC.2gD.4g

6.（4分）如圖，間距均為L的平行虛線M、N、R間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相

反的勻強(qiáng)磁場，長為L的be邊與虛線M垂直.現(xiàn)讓線框沿be方向以速度v勻速穿過磁場

區(qū)域，從c點(diǎn)經(jīng)過虛線M開始計(jì)時(shí)（）

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符

合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分.

7.（5分）如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點(diǎn)（正四面體是由四個全

等正三角形圍成的空間封閉圖形），所有棱長都為a?，F(xiàn)在A、B兩點(diǎn)分別固定電荷量分

別為均+q和-q的兩個點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）

A.C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同

B.C,D兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向不同

C.C、D兩點(diǎn)電勢相等

D.將一正電荷從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，電場力做正功

8.（5分）如圖所示，豎直平面內(nèi)固定兩根足夠長的細(xì)桿Li、L2,兩桿分離不接觸，且兩桿

間的距離忽略不計(jì)。兩個小球a、b（視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量均為mi上，b桿套在水平桿L2上,

a、b通過較鏈用長度為L的剛性輕桿連接，將a球從圖示位置由靜止釋放（輕桿與L2

桿夾角為45°）,不計(jì)一切摩擦，已知重力加速度為g。在此后的運(yùn)動過程中（）

A.a球和b球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.b球的速度為零時(shí)，a球的加速度大小一定等于g

C.b球的最大速度為J（2失）gL

D.a球的最大速度為誠怎

9.（5分）如圖所示，帶有四分之一光滑圓弧軌道的物塊A和滑塊B、C均靜止在光滑水平

地面上，物塊A的末端與水平地面相切。一滑塊D從物塊A的圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止

釋放，再與滑塊C碰撞又與C粘在一起向前運(yùn)動。已知物塊A和三個滑塊的質(zhì)量均為m,

物塊A的圓弧軌道半徑為R,則下列說法正確的是（）

A.滑塊D在圓弧軌道上滑動的過程中對物塊A做的功為0

B.與滑塊B碰撞前瞬間，滑塊D的速度大小為J就

C.滑塊D與滑塊B碰撞過程中損失的機(jī)械能為［mgR

D.滑塊B與滑塊C碰撞后的速度大小為返蒞

3

10.（5分）如圖所示，半徑為r=lm的兩塊完全相同的圓形金屬板上、下平行水平正對放

置，構(gòu)成平行板電容器o=O.5C,定值電陽R=19.5（10電容器的兩平行板之間的距離d

=60cm。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=%\此后o=O」m/s

26

的水平初速度向右彈射出帶負(fù)電的微粒，微粒的質(zhì)量m=2.5Xl（）8kg、電荷量q=10X

10-9Co取重力加速度g=10m/s2,不計(jì)電容器電場的邊緣效應(yīng)，不計(jì)帶電微粒的電荷對

電容器電場的影響，選接地點(diǎn)為零電勢點(diǎn)。則下面說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，1s內(nèi)通過定值電阻R的電荷量為7.5C

B.帶電微粒離開勻強(qiáng)電場所用的時(shí)間不可能等于10s

C.帶電微粒離開勻強(qiáng)電場的位置的電勢可能為-50V

D.帶電微粒在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的過程中，其電勢能的增加量可能等于5X1（/8J

三、非選擇題：共56分.第11至14題為必考題，每個試題考生都必須作答；第15至16題

為選考題，考生根據(jù)要求作答.（一）必考題：共43分.

11.（6分）為了驗(yàn)證動量守恒定律（探究碰撞中的不變量），某同學(xué)選取了兩個材質(zhì)相同、

體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

步驟1：在A、B的相撞面分別裝上橡皮泥，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；

步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長直水平槽。傾斜

槽和水平槽由一小段

圓弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺

數(shù)碼頻閃照相機(jī)；

步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開始頻閃

拍攝，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；

步驟4：多次重復(fù)步驟3,得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，將刻度尺緊靠照片放

置，如圖2所示。

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：p*叫格見；&H%見：入

晨葛同丁71黨方雷同靄;）資

W〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/7/7〃/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/A

圖2

（1）由圖分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置____0

①在P5、P6之間

②在P6處

③在P6、P7之間

（2）為了探究碰撞中動量是否守恒，需要直接測量或讀取的物理量是O

①A、B兩個滑塊的質(zhì)量mi和m2

②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度

③頻閃照相的周期

④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例

⑤照片上測得的S45、S56和S67、S78

⑥照片上測得的S34、S45、S56和S67、S78、S89

⑦滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)

寫出驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式。

12.（9分）為測量甲、乙金屬絲的電阻率，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）、（b）所示的兩種實(shí)

驗(yàn)方案

（1）小明先進(jìn)行了如圖（a）方案的測量;

①他首先利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測出甲、乙兩根不同金屬絲的直徑，示數(shù)分別

如圖（c）、圖（d）甲=mm、d乙=mm；

②實(shí)驗(yàn)過程中，小明先將甲金屬絲接入電路，并用米尺測出接入電路中的甲金屬絲的長

度l=50.00cm.閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片分別處于不同的位置，其中5組數(shù)據(jù)的

對應(yīng)點(diǎn)他已經(jīng)標(biāo)在如圖（e）所示的坐標(biāo)紙上，并在圖（e）畫出U—I圖線；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456

U/V0.901.201.501.802.102.40

I/A0.180.240.310.370.430.49

③該方案測得的甲金屬絲的電阻率p=Qm（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（2）小明又用如圖（b）方案測量乙金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)中他可以通過改變接線夾［即

圖（b）；

①實(shí)驗(yàn)操作步驟：

a.正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，閉合開關(guān)

b.讀出電流表的示數(shù)，記錄接線夾的位置

c.斷開開關(guān)，測出接入電路的金屬絲的長度

d.閉合開關(guān)，重復(fù)b、c的操作

②根據(jù)測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，繪出如圖（f）所示的關(guān)系圖線，若已測

得乙金屬絲的直徑為d,已知電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r.則乙金屬絲的電阻率

為;（寫出電阻率的計(jì)算式）

（3）電表的內(nèi)阻可能對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，圖（b）方案電阻率測量值（選

填“大于”“小于”或“等于"）真實(shí)值.

0I2cm

山汕州卅||川田山1

20

圖（c）圖（d）

圖（e）圖5

13.（14分）如圖所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，NAOB=37°,

圓弧的半徑R=0.5m；BD部分水平，長度為0.2m,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋

放，恰好能運(yùn)動到D點(diǎn).（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）求:

（1）為使物塊恰好運(yùn)動到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動到B點(diǎn)后，對它施加一豎直向下

的恒力F

（2）為使物塊運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)速度為零，也可先將BD部分以B為軸向上轉(zhuǎn)動一銳角0,

。應(yīng)為多大？（假設(shè)B處有一小段的弧線平滑連接，物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沒有能量損失）

（3）接上一問，求物塊在BD板上運(yùn)動的總路程.

14.（14分）放射性同位素電池具有工作時(shí)間長、可靠性高和體積小等優(yōu)點(diǎn)，是航天、深海、

醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要新型電源，也是我國近年重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種利用

放射性元素P衰變的電池，如圖1所示，在金屬球殼內(nèi)部的球心位置放有一小塊與球殼

絕緣的放射性物質(zhì)，已知單位時(shí)間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電子數(shù)為N,射出電子的最小

動能為E”最大動能為E2。在Ei和E2之間，任意相等的動能能量區(qū)間內(nèi)的電子數(shù)

相同。為了研究方便，假設(shè)所有射出的電子都是沿著球形結(jié)構(gòu)徑向運(yùn)動，a和b為接線柱。

（2）求a、b之間的最大電勢差Um，以及將a、b短接時(shí)回路中的電流I短：

（3）在a、b間接上負(fù)載時(shí)，兩極上的電壓為U,通過負(fù)載的電流為I。論證電流大小I

隨電壓U變化的關(guān)系；

（4）若電源的電流保持恒定且與負(fù)載電阻無關(guān)，則可稱之為恒流源。請分析負(fù)載電阻滿

足什么條件時(shí)該電源可視為恒流源。

（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明）

【物理一一選修3—3］（13分）

15.（5分）下列說法正確的是（)

A.布朗運(yùn)動是分子的無規(guī)則運(yùn)動

B.處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果

C.一輛空載的卡車停在水平地面上，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度

不變，若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體，則胎內(nèi)氣體向外界放熱

D.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鏡子夾一棉球，沾一些酒精，點(diǎn)燃,

在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在

皮膚上，其原因是當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)增大

E.一定質(zhì)量的理想氣體體積不變時(shí)，溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)容器的內(nèi)壁單位面積受到氣

體分子撞擊的次數(shù)越多

16.（8分）新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣（如圖），

在北方時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.2Xl（）7pa,溫度為7℃,長途運(yùn)輸?shù)轿錆h方艙醫(yī)院檢測

時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.26Xl（）7pa.在方艙醫(yī)院實(shí)際使用過程中，先用小鋼瓶（加抽氣

機(jī)）緩慢分裝，小鋼瓶體積為10L,分裝后每個小鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為4Xl（）5pa,要求大

鋼瓶內(nèi)壓強(qiáng)降到2X105Pa時(shí)就停止分裝.不計(jì)運(yùn)輸過程中和分裝過程中氧氣的泄漏，求：

①在武漢檢測時(shí)鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度？

②I一大鋼I瓶可分I裝多少小瓶供病人使用？

【物理——選修3—4】（13分）

17.關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說法中正確的是（）

A.簡諧機(jī)械波在給定的不同的均勻介質(zhì)中傳播中，振動的頻率不變

B.彈簧振子在四分之一個周期里運(yùn)動的路程一定等于一個振幅

C.“海市蜃樓”是光的全反射現(xiàn)象的結(jié)果

D.當(dāng)火車進(jìn)站時(shí)，車站上的觀察者聽到汽笛聲尖銳刺耳，是因?yàn)橛^察者接收到的波源頻

率大于波源發(fā)出的頻率

E.機(jī)械波能在真空中傳播

18.如圖所示，半徑為R的半圓形透明介質(zhì)放在水平地面上，一束單色光平行于底面AB

照射在圓弧面上的P點(diǎn)，P點(diǎn)到AB面的距離為?R,Q點(diǎn)到AB的距離為3R,照射到

55

地面上的C點(diǎn)（已知sinl6°=工，sin37°=3,sin53°=4）,求：

2555

①介質(zhì)對單色光的折射率；

②光線從P點(diǎn)折射后，照射到地面上的C點(diǎn)的時(shí)間。（結(jié)果用根號表示）

2021年湖南省長沙市天心區(qū)長郡中學(xué)高考物理二模試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

是符合題目要求的.

1.（4分）下列說法正確的是（）

A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期

B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會發(fā)出光子

C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在

D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量

【解答】解：A、半衰期的大小與元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無關(guān)，故A錯誤；

B、由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，故B正確；

C、盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在，故C錯誤；

D、原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量應(yīng)大于該原子核的質(zhì)量，質(zhì)量虧損。

故選：B。

2.（4分）ETC是“電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)”的簡稱，常見于高速公路出入口，只要在車擋風(fēng)

玻璃上安裝一個打卡裝置，提高通行效率。如圖所示是一輛汽車通過ETC通道運(yùn)動過程

的''位移-時(shí)間”圖。其中0?ti和t3?14是直線，下列說法正確的是（）

A.0?ti汽車做勻加速直線運(yùn)動

B.ti?t2汽車做曲線運(yùn)動

C.t2?t3汽車做加速直線運(yùn)動

D.t|~t2和t2~t3汽車的加速度方向相同

【解答】解：A、x-t圖像的斜率表示速度I內(nèi)圖像的斜率不變，說明汽車的速度不變,

故A錯誤；

B、位移-時(shí)間圖像只能表示直線運(yùn)動的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律I?t4汽車做直線運(yùn)動，

故B錯誤；

C、t2?t3內(nèi)圖像的斜率不斷增大，說明汽車的速度增大，故C正確；

D、t6?t2汽車做減速直線運(yùn)動，加速度方向與速度方向相反。t2?t2汽車做加速直線運(yùn)動,

加速度方向與速度方向相同，所以，口?t2和t4?t3汽車的加速度方向相反，故D錯誤。

故選：Co

3.（4分）利用電場可以使帶電粒子的運(yùn)動方向發(fā)生改變?，F(xiàn)使一群電荷量相同、質(zhì)量不同

的帶電粒子同時(shí)沿同一方向垂直射入同一勻強(qiáng)電場，經(jīng)相同時(shí)間速度的偏轉(zhuǎn)角相同，不

計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用（）

A.動能B.動量C.加速度D.速度

【解答】解：粒子的加速度：a=^

m

經(jīng)相同時(shí)間速度的偏轉(zhuǎn)角：tane=1耳=迫*=或。

v0v0mv4

從表達(dá)式可以看出，偏轉(zhuǎn)角僅與粒子的初動量有關(guān)，故ACD錯誤。

故選：B。

4.（4分）如圖所示，一圓環(huán)套在固定的傾斜光滑桿上，輕統(tǒng)繞過定滑輪與圓環(huán)相連，現(xiàn)用

力F緩慢拉動輕繩，圓環(huán)對桿的彈力大小為FN,在圓環(huán)從A沿桿向上運(yùn)動的過程中，下

列說法正確的是（）

A.F一直增大，F(xiàn)N先減小后增大

B.F一直增大，F(xiàn)N-"直減小

C.F先減小后增大，F(xiàn)N一直增大

D.F先減小后增大，F(xiàn)N先減小后增大

【解答】解：對圓環(huán)受力分析如圖所示,

N

8卜

A

G

圓環(huán)受到T、G、FN三個力的作用，其中題目所給F=T,三個力恰組成一個閉合的三角

形，支持力方向不變，三個力的動態(tài)分析圖如圖所示，拉力與豎直方向夾角越來越小，

FN一直減小，所以B正確；

故選：B。

5.（4分）在劉慈欣的科幻小說《帶上她的眼睛》里演繹了這樣一個故事：“落日六號”地

層飛船深入地球內(nèi)部進(jìn)行探險(xiǎn)，在航行中失事后下沉，最后船上只剩下一名年輕的女領(lǐng)

航員，且均勻球殼對殼內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的引力為零.若地球表面的重力加速度為g,不考慮地球自

轉(zhuǎn)的影響，該處的重力加速度大小為（）

A.0.25gB.0.5gC.2gD.4g

【解答】解：設(shè)地球的密度為p,則在地球表面：G粵=mg

R2

地球的質(zhì)量為j[=p■兀R3

聯(lián)立可得，地表重力加速度表達(dá)式為8卷兀pGR

由題意可知，地面以下深0.5R處的重力加速度相當(dāng)于半球?yàn)?.5R的球體表面的重力加

速度，即g'號兀PG?/R

對比可得g'=7.5g,故B正確。

故選：B,

6.（4分）如圖，間距均為L的平行虛線M、N、R間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相

反的勻強(qiáng)磁場，長為L的be邊與虛線M垂直.現(xiàn)讓線框沿be方向以速度v勻速穿過磁場

區(qū)域，從c點(diǎn)經(jīng)過虛線M開始計(jì)時(shí)（）

NR

x|??:

X；??:

I

X???:

II

XI???

II

X1???

【解答】解：C點(diǎn)由虛線M運(yùn)動到虛線N的過程中，導(dǎo)線切割的有效長度h=vt

F21u）524

感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針，根據(jù)電功率公式有p=_殳=^_

1RRR

c點(diǎn)由虛線N運(yùn)動到虛線R的過程中，導(dǎo)線切割的有效長度：12=2vt

F2Iv）224

電流方向沿順時(shí)針，根據(jù)電功率公式有=_4=^_g--4BV2.

「6RR=Rr

ab邊由虛線N運(yùn)動到虛線R的過程中，導(dǎo)線切割的有效長度l6=vt

電流方向沿逆時(shí)針，根據(jù)電功率公式有p=幺=91坦_=吧」^2,ABD錯誤。

3RRR

故選：Co

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符

合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分.

7.（5分）如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點(diǎn)（正四面體是由四個全

等正三角形圍成的空間封閉圖形），所有棱長都為a?，F(xiàn)在A、B兩點(diǎn)分別固定電荷量分

別為均+q和-q的兩個點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）

A.C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同

B.C,D兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向不同

C.C、D兩點(diǎn)電勢相等

D.將一正電荷從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，電場力做正功

【解答】解：ABC、由題，C、D在同一等勢面上，C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)都與等勢面垂直，

方向相同，場強(qiáng)大小相等、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)，故AC正確；

D、由題，C、D在同一等勢面上，將一正電荷從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，故D錯誤。

故選：AC,

8.（5分）如圖所示，豎直平面內(nèi)固定兩根足夠長的細(xì)桿Li、L2,兩桿分離不接觸，且兩桿

間的距離忽略不計(jì)。兩個小球a、b（視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量均為mi上，b桿套在水平桿L2上,

a、b通過錢鏈用長度為L的剛性輕桿連接，將a球從圖示位置由靜止釋放（輕桿與L2

桿夾角為45°）,不計(jì)一切摩擦，已知重力加速度為g。在此后的運(yùn)動過程中（）

A.a球和b球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.b球的速度為零時(shí)，a球的加速度大小一定等于g

C.b球的最大速度為后砌

【解答】解：A、a球和b球所組成的系統(tǒng)只有重力做功，故A正確

B、b球速度為0時(shí)2所在面，在豎直向只受重力作用，故B正確

C、當(dāng)a球運(yùn)動到兩桿的交點(diǎn)后再向下運(yùn)動L距離，a的速度為5bm，由機(jī)械能守恒得:

mg(L+^^L)=_L2

822mvbn

解得：Vbm=yj(6+y2)gL,故C正確

D、a球運(yùn)動到兩桿的交點(diǎn)處，此時(shí)a的速度為Va,由機(jī)械能守恒得:

唔="

得：=

但此后桿向下運(yùn)動，會再加速一段距離后達(dá)到一最大速度再減速到0環(huán)區(qū)，故D錯誤

故選：ABC0

9.（5分）如圖所示，帶有四分之一光滑圓弧軌道的物塊A和滑塊B、C均靜止在光滑水平

地面上，物塊A的末端與水平地面相切。一滑塊D從物塊A的圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止

釋放，再與滑塊C碰撞又與C粘在一起向前運(yùn)動。己知物塊A和三個滑塊的質(zhì)量均為m,

物塊A的圓弧軌道半徑為R,則下列說法正確的是（）

A.滑塊D在圓弧軌道上滑動的過程中對物塊A做的功為0

B.與滑塊B碰撞前瞬間，滑塊D的速度大小為J嬴

C.滑塊D與滑塊B碰撞過程中損失的機(jī)械能為LmgR

4

D.滑塊B與滑塊C碰撞后的速度大小為返

3

【解答】解:A、D在A上滑動時(shí)，且系統(tǒng)機(jī)械能守恒D-mvA,且mgR=lmVTs8+l6,

2D2A

兩式聯(lián)立解得A.D分離時(shí)的速度為VD=VA=J正，即A與D的速度大小相等，下滑過

程對A由動能定理得：W=lmv/,解得W=2，故A錯誤；

2A2

B、D與B碰撞前的速度即為A.D分離時(shí)D的速度大小，為J店；

C、D與B碰撞過程動量守恒D=（m+m）VB,則碰撞后B.D整體的速度大小為VB=YiR,

4

損失的機(jī)械能△E=/invD7-）vg[mgR：

D、B與C碰撞過程中，有（m+m）VB=（m+m+m）vc，則B與C碰撞后的速度大小為

vc=S,故D錯誤。

5

故選:BCo

10.（5分）如圖所示，半徑為r=lm的兩塊完全相同的圓形金屬板上、下平行水平正對放

置，構(gòu)成平行板電容器0=0.5。，定值電陽R=19.5Q。電容器的兩平行板之間的距離d

=60cm。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2旦T。此后o=O.lm/s

26

的水平初速度向右彈射出帶負(fù)電的微粒，微粒的質(zhì)量m=2.5Xl（/8kg、電荷量q=io義

10-9Co取重力加速度g=10m/s2,不計(jì)電容器電場的邊緣效應(yīng)，不計(jì)帶電微粒的電荷對

電容器電場的影響，選接地點(diǎn)為零電勢點(diǎn)。則下面說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，1s內(nèi)通過定值電阻R的電荷量為7.5C

B.帶電微粒離開勻強(qiáng)電場所用的時(shí)間不可能等于10s

C.帶電微粒離開勻強(qiáng)電場的位置的電勢可能為-50V

D.帶電微粒在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的過程中，其電勢能的增加量可能等于5X10-8J

【解答】解：A、電路穩(wěn)定后，所以通過定值電阻的電荷量為0；

B、電路穩(wěn)定后，所以微粒受到的靜電力F，u=q旦，解得F電=2.4X1（/7N,方向豎直向

d

±'8X10N=5.5X10-7N,方向豎直向下，tj=mg。當(dāng)磁場方向平行于初速度V8的方向時(shí)，

微粒做勻速直線運(yùn)動工，解得t=10s；

V。

mvn

C、當(dāng)磁場方向垂直于初速度方向和電場方向決定的平面向外時(shí)，軌跡半徑ri=—

qB

解得ri=23m。設(shè)微粒離開平行板時(shí)在豎直方向向上偏轉(zhuǎn)距離為d4,如圖所示，由幾何

5

關(guān)系可知（ri-di）4+J=解得di=0.8m,因?yàn)樯蠘O板電勢為Oi=-E（旦-di）解

1d8

得（pi=-25V,同理，微粒在平行板間向下偏轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動，在豎直方向向下偏轉(zhuǎn)

的距離也為d8，所以射出點(diǎn)的電勢年2=-旦（旦+d5）解得＜P2=-125V。所以，射出點(diǎn)

d2

的電勢可能為-50V。

D、若粒子在豎直向下方向偏轉(zhuǎn)距離為di=2.2m時(shí)，電場力做負(fù)功，亞電=-4旦必解得

d

W-2X10-8J,所以勺，故D正確。

故選：CD,

三、非選擇題：共56分.第11至14題為必考題，每個試題考生都必須作答；第15至16題

為選考題，考生根據(jù)要求作答.（一）必考題：共43分.

11.（6分）為了驗(yàn)證動量守恒定律（探究碰撞中的不變量），某同學(xué)選取了兩個材質(zhì)相同、

體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

步驟1：在A、B的相撞面分別裝上橡皮泥，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；

步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長直水平槽。傾斜

槽和水平槽由一小段

圓弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺

數(shù)碼頻閃照相機(jī)；

步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開始頻閃

拍攝，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；

步驟4：多次重復(fù)步驟3,得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，將刻度尺緊靠照片放

置，如圖2所示。

（1）由圖分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置

①在P5、P6之間

②在P6處

③在P6、P7之間

(2)為了探究碰撞中動量是否守恒，需要直接測量或讀取的物理量是①⑥。

①A、B兩個滑塊的質(zhì)量mi和m2

②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度

③頻閃照相的周期

④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例

⑤照片上測得的S45、S56和S67、S78

⑥照片上測得的S34、S45、S56和S67、S78、S89

⑦滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)

寫出驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式mi(S45+2S56-S34)=(mi+m2)(2S67+S78-S89)?

【解答】解：(1)由圖可知si2=3.00cm,S23=2.80cm,S34=4.60cm,S45=2.40cm,S56

—2.20cm,S67=8.60cm,S78=1.40cm,S89=L20cm，可知A、B相撞的位置在P6處。

(2)為了探究A、B相撞前后動量是否守恒，所以要測量Ai、ms和碰撞前后的速度。

設(shè)照相機(jī)拍攝時(shí)間間隔為T

P4處的速度為：V4=534+545

3T

P5處的速度為：V5=5■”:氈色

6T

S+2SS

因?yàn)閂5=j+v2所以A6處的速度為：V6=4556-34

22T

同理可得碰撞后AB在P5處的速度為：V6'=2S67+S78~S89

6T

若動量守恒則有：miV6=(m?+m2)V6'

整理得：ms(S45+2S56-S34)=(mi+m7)(2S67+S78-S89)

因此需要測量或讀取的物理量是：①⑥。

故答案為：(1)②；(2)①⑥、mi(S45+7S56-S34)=(mi+m2)(7S67+S78-S89)

12.(9分)為測量甲、乙金屬絲的電阻率，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖(a)、(b)所示的兩種實(shí)

驗(yàn)方案

(1)小明先進(jìn)行了如圖(a)方案的測量；

①他首先利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測出甲、乙兩根不同金屬絲的直徑，示數(shù)分別

如圖（c）、圖（d）中=1.75mm、d/.=0.548mm；

②實(shí)驗(yàn)過程中，小明先將甲金屬絲接入電路，并用米尺測出接入電路中的甲金屬絲的長

度l=50.00cm.閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片分別處于不同的位置，其中5組數(shù)據(jù)的

對應(yīng)點(diǎn)他已經(jīng)標(biāo)在如圖（e）所示的坐標(biāo)紙上，并在圖（e）畫出U-I圖線；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456

U/V0.901.201.501.802.102.40

I/A0.180.240.310.370.430.49

③該方案測得的甲金屬絲的電阻率。=2.3X10-5gm（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)

字）；

（2）小明又用如圖（b）方案測量乙金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)中他可以通過改變接線夾［即

圖（b）；

①實(shí)驗(yàn)操作步驟：

a.正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，閉合開關(guān)

b.讀出電流表的示數(shù)，記錄接線夾的位置

c.斷開開關(guān)，測出接入電路的金屬絲的長度

d.閉合開關(guān)，重復(fù)b、c的操作

②根據(jù)測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，繪出如圖（f）所示的關(guān)系圖線，若己測

得乙金屬絲的直徑為d,已知電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r.則乙金屬絲的電阻率為

兀E包上；（寫出電阻率的計(jì)算式）

4.

（3）電表的內(nèi)阻可能對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，圖（b）方案電阻率測量值等于（選填

“大于”“小于”或“等于"）真實(shí)值.

0

“卅1卅1■）■卅III用小停

020

圖（c）圖(d)

圖（e）圖5

【解答】解：（1）①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是：主尺的示數(shù)+游標(biāo)尺對齊的刻度X精確度;

螺旋測微器的讀數(shù)方法是：固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)X精確度；

甲圖中的游標(biāo)卡尺為20分度，精確度為0.05mm,

兩根金屬絲直徑的測量值分別為d甲=lmm+6.05X15mm=1.75mm；dz,=0.6mm+0.01X

4.6mm=0.548mm；

②通過觀察，沒標(biāo)出的是第三組數(shù)據(jù)，用直線將這些點(diǎn)連接起來即可；

，八

③由圖像可知根據(jù)Rx*等=4.80

根據(jù)RX=P94Pl

兀謂

23

5

解得p=4.14X（1.；黑,3）X4.8Q.x2.3X10~Q,n

（2）②由閉合電路的歐姆定律E=I（p—+r+R）=I（p-^-4T+R）

S%d2

即上二￡—i-+E

171d2EE

則上^=k

Kd4E

則pJE；2k

（3）圖（a）中電壓的測量值偏大，導(dǎo)致電阻測量值偏大；圖（b）中若考慮電流表內(nèi)阻,

則KL+r+R+%則電阻率的測量值不變.

2

IKdEE

2

故答案為：（1）①2.75；0.548；③2.2X10-5；（2）兀Edk；（3）等于

8

13.（14分）如圖所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，ZAOB=37°,

圓弧的半徑R=0.5m；BD部分水平，長度為0.2m,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋

放，恰好能運(yùn)動到D點(diǎn).（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：

（1）為使物塊恰好運(yùn)動到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動到B點(diǎn)后，對它施加一豎直向下

的恒力F

（2）為使物塊運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)速度為零，也可先將BD部分以B為軸向上轉(zhuǎn)動一銳角9,

。應(yīng)為多大？（假設(shè)B處有一小段的弧線平滑連接，物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沒有能量損失）

（3）接上一問，求物塊在BD板上運(yùn)動的總路程.

【解答】解：(1)設(shè)BD段長度為1,動摩擦因數(shù)為由根據(jù)動能定理：W.S=AEK

從A到D的過程中有：mgR(1-cos37°)-nmgl=O-5

從A到C恰好靜止的過程中有：mgR(l-cos37°)-HFN1-7-0

又BC段有：FN=F+mg

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：n=0.2F=10N

(2)右圖中，從A到C的過程中

mgR(l-cos370)-mg-^-sin9-M-FJJ^O-O

其中FN=mgcos0

聯(lián)立解得：0=37°

(3)物塊在C處速度減為零后，由于mgsinO>umgcos。物塊將會下滑，故物塊將做往

復(fù)運(yùn)動.根據(jù)能量守恒定律有：

mgR(7-cos370)=Q

而摩擦生熱為：Q=fs

f=nmgcosQ

代入數(shù)據(jù)解得物塊在BD板上的總路程為：s=0.25m

答：⑴F應(yīng)為10N；

(2)角應(yīng)為37°；

(3)物塊在BD板上的總路程s=0.25m.

14.(14分)放射性同位素電池具有工作時(shí)間長、可靠性高和體積小等優(yōu)點(diǎn)，是航天、深海、

醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要新型電源，也是我國近年重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種利用

放射性元素p衰變的電池，如圖1所示，在金屬球殼內(nèi)部的球心位置放有一小塊與球殼

絕緣的放射性物質(zhì)，已知單位時(shí)間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電子數(shù)為N,射出電子的最小

動能為E”最大動能為E2。在Ei和E2之間，任意相等的動能能量區(qū)間內(nèi)的電子數(shù)

相同。為了研究方便，假設(shè)所有射出的電子都是沿著球形結(jié)構(gòu)徑向運(yùn)動，a和b為接線柱。

（2）求a、b之間的最大電勢差Um，以及將a、b短接時(shí)回路中的電流I短；

（3）在a、b間接上負(fù)載時(shí)，兩極上的電壓為U,通過負(fù)載的電流為I。論證電流大小I

隨電壓U變化的關(guān)系；

（4）若電源的電流保持恒定且與負(fù)載電阻無關(guān)，則可稱之為恒流源。請分析負(fù)載電阻滿

足什么條件時(shí)該電源可視為恒流源。

（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明）

【解答】解：（1）0衰變的實(shí)質(zhì)是1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和8個電子，即其核反應(yīng)方

程為：n-H+e

（2）根據(jù)動能定理，則有：-eUm=0-E2

解得，a、b之間的最大電勢差為：u=±工

me

將a、b短接時(shí)所有逸出電子都能由球心處的放射源到達(dá)球殼短=Ne

（3）①在OVeUWEi時(shí)，，即5<UW—L時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)的電荷量為該電池可以供

e

給的最大電流

②在Ei〈eUVE8時(shí)，即與L<UV2時(shí)，這些電子決定了通過負(fù)載的電流（其余電子將

ee

在球心與球殼間往復(fù)運(yùn)動。

E6-eU

這些電子數(shù)與從放射性物質(zhì)飛出的總電子數(shù)之比為:

E2-El

因?yàn)閱挝粫r(shí)間發(fā)射的電子是按照能量均勻分布的，所以這時(shí)通過負(fù)載的電流r為:

E5-eU

I'=T1Ne=Ne

Eg2-PEl

F

③在eU=E8即U=_2時(shí)，電子將無法到達(dá)球殼。

e

綜合①②③的分析，可知I隨電壓U變化的伏安特性關(guān)系

(4)當(dāng)0<UW%>時(shí)，所有的電子都能夠飛到球殼上有：U=IR=NeR

e

解得：當(dāng)負(fù)載電阻滿足OVRW上!時(shí)，該電池是恒流源。

Ne2

答：(1)原子核是由質(zhì)子;H和中子;，B衰變的實(shí)質(zhì)是1個中子轉(zhuǎn)化為2個質(zhì)子和1個

電子；

(2)那么a、b之間的最大電勢差.、b短接時(shí)回路中的電流是Ne；

e

(3)在a、b間接上負(fù)載時(shí)，通過負(fù)載的電流為I,I與U關(guān)系的圖線如上圖所示；

(4)當(dāng)負(fù)載電阻滿足4VRW芻-時(shí)，該電池是恒流源。

Ne2

【物理一一選修3—3】(13分)

15.(5分)下列說法正確的是()

A.布朗運(yùn)動是分子的無規(guī)則運(yùn)動

B.處于完全失重的水滴呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果

C.一輛空載的卡車停在水平地面上，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度

不變，若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體，則胎內(nèi)氣體向外界放熱

D.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鏡子夾一棉球，沾一些酒精，點(diǎn)燃,

在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在

皮膚上，其原因是當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)增大

E.一定質(zhì)量的理想氣體體積不變時(shí)，溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)容器的內(nèi)壁單位面積受到氣

體分子撞擊的次數(shù)越多

【解答】解：A、布朗運(yùn)動是懸浮在液體(或氣體)中的固體小顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動，

故A錯誤；

B、處于完全失重的水滴呈球形，故B正確；

C、汽車在緩慢裝沙的過程中，而氣體溫度不變，外界對氣體做功，放出熱量；

D、把罐扣在皮膚上，體積不變，溫度不斷降低，由查理定律可知，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于

外界大氣壓，故D錯誤；

E、一定質(zhì)量的理想氣體體積不變時(shí)，溫度越高，則單位時(shí)間內(nèi)容器的內(nèi)壁單位面積受到

氣體分子撞擊的次數(shù)越多。

故選：BCE,

16.(8分)新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣(如圖)，

在北方時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.2Xl()7pa,溫度為rc,長途運(yùn)輸?shù)轿錆h方艙醫(yī)院檢測

時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.26Xl()7pa.在方艙醫(yī)院實(shí)際使用過程中，先用小鋼瓶(加抽氣

機(jī))緩慢分裝，小鋼