核心素養(yǎng)卷（01） 決勝2021年新高考物理核心素養(yǎng)卷（重慶專用）（解析版）

2021年重慶市新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（01）

一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一

項(xiàng)是符合題目要求的。

1.氫原子能級示意圖如圖所示，下列說法正確的是（）

n￡/eV

oo-----------------------------------------------0

4-----------------------------------------------0.85

3-----------------------------------------------1.51

2-----------------------------------------------3.4

1-13.6

A.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時(shí)，電勢能增大，其核外電子的動能減小

B.當(dāng)氫原子從n=4能級躍遷到n=2能級時(shí)，輻射出的光不能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應(yīng)

C.一群處于n=4能級的氯原子向低能級躍遷時(shí)，輻射出的光頻率最多有6種

D.用能量為9eV和4.6eV的兩種光同時(shí)照射大量的氫原子，有可能使處于基態(tài)的氫原子電離

【答案】C

【解析】A.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時(shí)，電勢能減小，其核外電子的動能增大，故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)氫原子從n=4能級躍遷到n=2能級時(shí)，輻射出的光子能量為2.55eV,能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)

生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可知有C：=6種，故C正確；

D.要使處于基態(tài)的氫原子電離，入射光子的能量必須大于13.6eV,故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.如圖所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，c為滑動變阻器的中點(diǎn)。用某種單色光照射光電管，將滑動變

阻器的滑片P移到中點(diǎn)處，此時(shí)電流表中有電流，則（）

A.將滑片P向。端移動，光電流將一直變大

B.將滑片尸向a端移動，光電子的最大初動能一定變大

C.將滑片P向6端移動，光電流將一直變小

D.將滑片尸向6端移動，光電子的最大初動能一定變小

【答案】C

【解析】A.將滑片P向。端移動，光電管所加電壓為正向電壓，光電流增大到飽和光電流后，將不再增

大。A錯(cuò)誤；

BD.根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與光電管兩端的電壓無關(guān)。BD錯(cuò)誤;

C.將滑片P向6端移動，光電管所加的電壓為反向電壓，所以光電流會一直減小。C正確。

故選C。

3.某戰(zhàn)士進(jìn)行投彈訓(xùn)練，他選擇了如圖所示的地形進(jìn)行訓(xùn)練，A8為一傾角為45。的斜面，A點(diǎn)離水平

面的高度為H,8OC是半徑為R的四分之一圓弧，。為圓心，其在B點(diǎn)與水平面相切，該戰(zhàn)士在A點(diǎn)

將手榴彈以初速度“水平拋出，手榴彈剛好落在3點(diǎn)，當(dāng)他在A點(diǎn)將手榴彈以初速度2%水平拋出時(shí)，

手榴彈落在。點(diǎn)。則下列說法正確的是（）

A.手榴彈落在8點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角為45。

B.圓弧半徑R可能小于”

C.手榴彈落在D點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角小于手榴彈落在B點(diǎn)時(shí)的夾角

D.如果手榴彈水平拋出時(shí)的速度合適，手榴彈可能正好落到。點(diǎn)

【答案】C

【解析】A.手榴彈運(yùn)動示意圖如圖所示

A

設(shè)手榴彈在3點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角為a，則

t,an?=—匕，=——2），=2°

%*

則

aw45。

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)手榴彈以初速度2%水平拋出時(shí)，設(shè)運(yùn)動軌跡與B點(diǎn)所在的水平面相交于E點(diǎn)，則手榴彈在后點(diǎn)的

水平位移為以初速度%水平拋出時(shí)水平位移的2倍，則班等于H，所以R一定大于H,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)手榴彈落到AB延長線上時(shí)速度與水平方向的夾角與手榴彈落到5點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角相

等，當(dāng)手榴彈落到。點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角小于落到AB延長線上時(shí)的夾角，也就小于落到B點(diǎn)時(shí)

的夾角，選項(xiàng)C正確；

D.由軌跡示意圖及以上分析可知，由于圓弧的遮擋，手榴彈不可能剛好落到C點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

X

4.質(zhì)量為1kg的物體以初速度以從固定斜面底端沖上斜面，物體在斜面上運(yùn)動過程中的一一，圖像如圖

t

所示（g=10m/s2）,下列說法正確的是（)

A.此斜面與水平面夾角為37°

B.2s內(nèi)該物體重力勢能變化的最大值為12.5J

C.該物體在斜面上運(yùn)動過程中機(jī)械能一定不守恒

D.該物體在斜面上運(yùn)動過程中合外力沖量為零

【答案】B

【解析】A.由x=『知

X1仁,c12

—=v0+—a/,v0=5m/s,a=5m/s-

由圖可知2秒內(nèi)物體的平均速度為0,知物體回到了出發(fā)點(diǎn)，說明斜面是光滑的，由“=gsin。得”30。,

A選項(xiàng)錯(cuò)誤;

B.初速度大小為5m/s,初動能為12.5J,重力勢能變化的最大值為初動能12.5J,所以B正確：

C.因斜面光滑只有重力做功，機(jī)械能守恒，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.物體在斜面上運(yùn)動過程中合外力沖量等于2nD選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選Be

5.L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面

的滑塊Q相連，如圖所示.若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計(jì)空氣阻力.則木板P的受力個(gè)數(shù)為

A.3B.4

C.5D.6

【答案】C

【解析】試題分析：P、Q一起沿斜面勻速下滑時(shí)，由于木板P上表面光滑，滑塊Q受到重力、P的支持

力和彈簧沿斜面向上的彈力.根據(jù)牛頓第三定律，物體Q必對物體P有壓力，同時(shí)彈簧對P也一定有向

下的彈力，因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的壓力和彈簧沿斜面向下的彈力，C

正確.

6.在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比勺：%=2：1，原線圈通過電流表和定值電阻K

連接M=20正?sinl(X)R(V)的交變電源，定值電阻用=6電流表、電壓表均為理想電表，則()

旦

A.電流表示數(shù)為1AB.電壓表示數(shù)為5V

C.電阻K的功率為1.6WD.電阻鳥的功率為3.2W

【答案】c

【解析】AB.由

?=2072-sinlOO^-r(V)

可知，輸入電壓的有效值為20V,JQU有

2ov=q+/溫

(其中5、S為原副線圈上的電壓值,/［、/2為原副線圈上的電流值)，根據(jù)公式

q_42_%_2

。24%1

且

R}=R2=10。

聯(lián)立可得

—8V

4=0.4A

即電壓表示數(shù)為8V,電流表的示數(shù)為0.4A,故AB錯(cuò)誤;

CD.Ri的功率為

/=i.6W

火2的功率為

￡=仇=6.4W

故C正確D錯(cuò)誤。

故選Co

7.如圖所示，正方形A8CD邊長為1.0m,區(qū)域內(nèi)有沿A￡＞方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為1.0xl(HN/C,

E為JCD的中點(diǎn)，有一比荷為2.0xl0-2c/kg的帶正電粒子在BE上,以初速度vo為10m/s垂直于電場射入,

不計(jì)粒子的重力，要使粒子擊中。點(diǎn)，則」BE上滿足要求的位置有（）

A.；-1;

D-Ec

A.0個(gè)B.1個(gè)C.2個(gè)D.3個(gè)

【答案】A

【解析】如圖所示

A:；）f

D'-

EF

設(shè)粒子下落高度為6,由幾何關(guān)系得

EF=-

2

粒子在電場中運(yùn)動的加速度為

7=^=200m/s2

m

由類平拋規(guī)律，豎直方向有

水平方向有

八uh

°-5+-=V

聯(lián)立解得

t-10s,h=10000m>lm

因此，上沒有滿足要求的位置。故BCD錯(cuò)，A對。

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)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，有錯(cuò)選的得0分.

8.2018年6月14日11時(shí)06分，探月工程嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”中繼星成為世界首顆成功進(jìn)入地月拉格朗

日4點(diǎn)的Hal。使命軌道的衛(wèi)星，為地月信息聯(lián)通搭建“天橋”.如圖所示，該4點(diǎn)位于地球與月球連線的

延長線上，“鵲橋”位于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動.已知地球、月球

和“鵲橋”的質(zhì)量分別為"e、/、〃?，地球和月球之間的平均距離為凡4點(diǎn)離月球的距離為x,不計(jì)“鵲

橋''對月球的影響，則（）

A.“鵲橋”的線速度大于月球的線速度

B.“鵲橋”的向心加速度小于月球的向心加速度

c.x滿足7^一中+

（R+x）

D.X滿足（:/+*=*（尺+X）

【答案】AC

【解析】A.根據(jù)題意可知，“鵲橋”與月球運(yùn)動的角速度相等，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的半徑比月球繞

地球轉(zhuǎn)動的半徑大，根據(jù)線速度。=/廠可知，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動的線

速度大，故A正確；

B.根據(jù)向心加速度0=可知，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速

度大，故B錯(cuò)誤；

CD.中繼衛(wèi)星的向心力由月球和地球引力的合力提供，則有

GMmGMm,

------+——r—=mco~(R+x)

(/?+%)-X

對月球而言，則有

GMe網(wǎng),

=M(D2R

R-m

兩式聯(lián)立可解得

啜(R+x)

(R+x『x'

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ACo

9.圓心為。、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場邊

緣上的A點(diǎn)有一粒子源，該粒子源可以在紙面內(nèi)向磁場中發(fā)射速度不同的同種帶電粒子，0A豎直，MN

與0A平行，且與圓周相切于8點(diǎn)，在MN的右側(cè)有方向水平向左的勻強(qiáng)電場。當(dāng)粒子的速度大小為%且

沿A。方向時(shí)，粒子剛好從8點(diǎn)離開磁場。不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）

A.粒子的比荷為士

BR

B.速率同為“的離子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間與入射方向有關(guān)

TCR

C.若粒子的速度大小為2%且沿A。方向時(shí)，粒子第一次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為丁

3%

粒子的速度大小為走為且方向沿紙面內(nèi)各個(gè)方向時(shí)，:的圓周上有粒子射出磁場

D.

2°3

【答案】AD

【解析】A.當(dāng)粒子的速度大小為“且沿4。方向時(shí)，設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動軌跡的圓心為a,運(yùn)動軌跡

如圖1所示，由幾何關(guān)系得粒子在磁場中運(yùn)動軌跡的半徑4=R,帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由

牛頓第二定律有

2

qv°B-m—

r\

解得

￡=A.

mBR

故A正確；

B.當(dāng)粒子的速度大小為%旦沿其他方向時(shí)，設(shè)粒子第一次由C點(diǎn)射出磁場，粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如

圖2所示，設(shè)粒子運(yùn)動軌跡的圓心為。2,軌跡所對圓心角為〃，由幾何關(guān)系可知OA。2c是一個(gè)菱形，所

以粒了?從。點(diǎn)離開磁場時(shí)的速度方向平行于電場方向，粒了?在電場中做勻變速直線運(yùn)動先減速到零乂反

向加速從C點(diǎn)再次進(jìn)入磁場，設(shè)再次進(jìn)入磁場后粒子運(yùn)動軌跡的圓心為Q,軌跡所對圓心角為名，由幾

何關(guān)系可得

a+a=九

速率為%的粒子在磁場中做完整圓周運(yùn)動的周期

_2TIR

1-----

%

所以速率為％的粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間

1.兀R

t=+t2=qT=—

2%

與粒子速度方向無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.粒子的速度大小為2%且沿A0方向進(jìn)入磁場時(shí)，由牛頓第二定律有

4v?

q-2v0B=tn--

解得此時(shí)粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑

r2=2R

此時(shí)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為

__2兀-_2RR

汨二工

粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡如圖3所示，由幾何關(guān)系有

R1，

tana--二一<一

r22：

所以

則粒子第一次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間

2a-TTIR

t=—T<—=——

263v0

故c錯(cuò)誤；

D.粒子的速度大小為3％時(shí)，粒子離開磁場的位置離A點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí)其運(yùn)動軌跡如圖4所示

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有

也月4V,'

qx——vB=m——

2n4

解得

由幾何關(guān)系有

sinP=*

解得

￡=60。

ZAOF=]20°

當(dāng)粒子入射速度方向沿紙面內(nèi)各個(gè)方向時(shí)，粒子離開磁場的位置在AF弧之間

12()。_1

360°--3

故D正確。

故選AD。

10.如圖，矩形導(dǎo)線線框水平固定放置，框中有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)線的

電阻分布均勻，ah=L,hc=2L,長度L的導(dǎo)線電阻為R。與線框材料相同，橫截面積也相同的導(dǎo)體棒MN

兩端搭接在ad和歷上，MN在水平外力F的作用下，從緊挨就處（與而不接觸）勻速運(yùn)動到cd附近。

MN與線框始終保持良好接觸，在運(yùn)動過程中（）

70

XXXX

XFxXX

XXXX

XXXX

A.導(dǎo)體棒MN中的電流方向由N到M

|At/|

B.導(dǎo)體棒MN兩端的電壓變化量與流經(jīng)它的電流變化量的絕對值之比上"先增大，后減小

|A7|

C.導(dǎo)體棒MN運(yùn)動到線框中點(diǎn)過程中，線框必出中電流功率先增大，后減小

D.導(dǎo)體棒MN運(yùn)動到線框中點(diǎn)過程中，通過MN的電荷量為二一

25R

【答案】AC

【解析】A.由右手定則知MN中的電流方向向上，A選項(xiàng)正確；

B.導(dǎo)體棒MN兩端的電壓變化量與電流變化量的比值等于導(dǎo)體棒MN的電阻，B選項(xiàng)錯(cuò)誤;

_RR

C.導(dǎo)體棒MN為電源，兩側(cè)的線框是并聯(lián)電阻，兩側(cè)電阻之和是定值，R并=J,當(dāng)兩側(cè)電阻相

&+電

等時(shí)，外電阻最大，根據(jù)當(dāng)內(nèi)電阻與外電阻相等時(shí)，輸出功率最大可知，MN運(yùn)動到線框中間的過程中

外電阻從0增大到1.5/?,線框abed中電流功率先增大，后減小，C選項(xiàng)正確；

D.導(dǎo)體棒MN為向右運(yùn)動過程中總電阻是變化的，不能用q=警計(jì)算通過MN棒的電荷量，D選

R

項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選ACo

M

d

XXXX

X/7XXX

XXXX

XXXX

b

N

三、非選擇題:共57分。第11?14題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第15?16題為選

考題，考生根據(jù)要求作答。

(-)必考題:共45分。

11.在用圖1所示單擺“測重力加速度''的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下：

圖1

a.取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上；

b.用米尺測量細(xì)線長度為/,/與小球半徑之和記為擺長；

c.緩慢拉動小球，使細(xì)線偏離豎直方向約為5。位置由靜止釋放小球；

d.用秒表記錄小球完成〃次全振動所用的總時(shí)間/,計(jì)算單擺周期T=」；

n

4乃2/

e.用公式■計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?/p>

f.改變細(xì)線長度，重復(fù)b、c、d、e步驟，進(jìn)行多次測量。

(1)在上述步驟中，錯(cuò)誤的是(寫出該步驟的字母)；改正后正確的應(yīng)該是：

(2)該同學(xué)為了減少誤差，利用上述未改正錯(cuò)誤測量中的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了/-72圖像，該圖像對應(yīng)

下圖中的________圖。

r-T1r

（3）在“用單擺測定重力加速度”的正確實(shí)驗(yàn)中，下列做法有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是

A.適當(dāng)加長擺線

B.質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的

C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大

D.當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動的周期

【答案】eg=2k；J+d）cAC

【解析】（1）擺線長度與擺球半徑之和是單擺的擺長，由實(shí)驗(yàn)步驟可知，步驟e錯(cuò)誤，則單擺擺長為

,,d

L=IT—

2

12J由單擺周期公式

TO"

T-27V—

u

解得重力加速度

4/（/+j_2/（2/+d）

g7272

（2）[3]根據(jù)

2/（2/+〃）

g

變形可得

/=￡72一4

4萬22

把擺線長度/作為擺長，當(dāng)7M）時(shí)/=4，則圖象在橫軸上有截距，由圖示圖象可知，C正確，ABD

2

錯(cuò)誤。

故選C。

（3）[4]A.適當(dāng)加長擺線可以使周期大些，減小擺長與周期的測量誤差，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確:

B.為減小阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較小的，故B錯(cuò)誤；

C.單擺在小擺角下的擺動為簡諧振動，單擺偏離平衡位置的角度不能太大，故C正確；

D.當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動的周期，

測量的偶然誤差較大，從而使實(shí)驗(yàn)誤差較大，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

12.小強(qiáng)同學(xué)要測一段粗細(xì)均勻的電阻絲的阻值，他先用多用電表粗測其電阻約為5。，隨后將其固定在

帶有刻度尺的木板上，準(zhǔn)備進(jìn)一步精確測量其電阻?，F(xiàn)有電源（電動勢E為3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)和導(dǎo)

線若干，以及下列器材：

A.電流表（量程0~3A,內(nèi)阻約0.025C）B.電流表（量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.125。）

C.電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約3k。）D,滑動變阻器（0~20C,額定電流2A）

E.滑動變阻器（0~100Q,額定電流1A）

（1）為減小誤差，且便于操作，在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選,滑動變阻器應(yīng)選（選填器材前的

字母）。

（2）如圖所示，是測量該電阻絲電阻的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，還有兩根導(dǎo)線沒有連

接，請用筆替代導(dǎo)線，補(bǔ)充完成。

（3）在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)調(diào)到最（選填“左''或"右"）端；閉合開關(guān)后，實(shí)驗(yàn)中電

壓表讀數(shù)的最小值_______（選填"大于零''或"等于零”）。

（4）若不計(jì)實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差，則下列說法正確的是。

A.測量值偏大，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電流表分壓

B.測量值偏小，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流

C.若已知電流表的內(nèi)阻，可計(jì)算出待測電阻的真實(shí)值

【答案】BD見解析左大于零BC

【解析】（1）口]回路中只接入待測電阻時(shí)，電流最大，且最大值

E3

/?=—=-A=0.6A

&5

因此選電流表B。

⑵由于本題采用的滑動變阻器的限流式接法，一般滑動變阻器的阻值是待測電阻的2?5倍調(diào)節(jié)起來比較

方便，故滑動變阻器選D。

(2)[3]由于測量小電阻，采用電流表的外接法，連接電路如圖所示

(3)[4]⑸限流接法的滑動變阻器在開關(guān)閉合前應(yīng)調(diào)到最左邊；使其接入電路的阻值最大，使回路中電壓表

和電流表示數(shù)都最小，起到保護(hù)電路的作用；但回路電流大于零，因此電壓表的示數(shù)大于零。

(4)⑹AB.由于采用電流表的外接，根據(jù)

R"

I

電壓表測量準(zhǔn)確，但由于電壓表的分流作用，使得電流表測量值偏大，從而電阻的測量值偏小，A錯(cuò)誤，

B正確；

C.電阻的測量值等于電壓表與待測電阻并聯(lián)之后的總電阻，如果知道電壓表內(nèi)阻可算出待測慢阻的真實(shí)

值，C正確。

故選BCo

13.如圖所示，水平地面上有質(zhì)量分別為1kg和4kg的物體A和8,兩者與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5,

非彈性輕繩連著一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧勁度系數(shù)公5N/m,繩一端固定且離B足夠遠(yuǎn)，另一端跨過光滑輕質(zhì)

滑輪與4相連，滑輪與8相連，初始時(shí)，輕繩水平，若物體A在水平向右的恒力尸=30N作用下開始運(yùn)

動了9m時(shí)，其速度達(dá)到最大，重力加速度g=10m/s2,求：

(1)當(dāng)4移動多少距離時(shí)B開始運(yùn)動；

(2)物體A運(yùn)動9m時(shí)，物體B因摩擦而產(chǎn)生的熱量；

(3)已知彈簧彈性勢能E產(chǎn);息2,求4的最大速度大小，此時(shí)B的速度大小。

3

【答案】(1)A移動了2m：(2)Q=40J；(3M=13j^m/s；vs=-V5m/s

【解析】(1)8受到的摩擦力為

E/B=〃m8g=0.5x4x1ON=20N

B開始運(yùn)動時(shí)

2FT=F/B=20N

FT=1ON

由F=kx,彈簧移動了x=2m,即此時(shí)A移動了2m

(2)4受到的摩擦力為

外1=4加八g=5N

A速度達(dá)到最大時(shí)有

F-FT-FfA=0

B=25N

由尸=履，彈簧移動了

x=5m

Jx=X4-x=9-5=4m

8移動了

XB=-4"2m

2

Q=E/BX8=20X2J=40J

(3)速度最大時(shí)

Ep=--fcr2=62.5J

2

對A

1、

FXA-FfAXA-w彈=萬mAVfC

對B

W彈一F/BXB—~8VB2

W.?=Ep

i%=136m/s

14.如圖，光滑水平導(dǎo)軌與光滑斜面底端平滑絕緣連接，兩導(dǎo)軌關(guān)于中心線。0,對稱，其中邊長為L的正

3

方形區(qū)域“仍”內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場/，長為2L、寬為:L的長方形區(qū)域dee”內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)

磁場II。質(zhì)量為，〃的金屬桿P置于斜面上，質(zhì)量為2,〃的金屬桿。置于4/和陽，之間的適當(dāng)位置，P桿由

靜止釋放后，第一次穿過磁場/的過程中，通過尸桿的電荷量為g；之后與桿發(fā)生正碰，碰后兩桿向相反

方向運(yùn)動，并各自始終勻速穿過兩側(cè)的磁場，兩桿在運(yùn)動過程中始終與中心線00'垂直。已知兩桿單位長

度的電阻均為，，P桿能再次滑上斜面的最大高度為〃，重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：

(1)磁場I、H的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8、B?；

(2)試通過計(jì)算分析兩桿的碰撞是否為彈性碰撞；

(3)P桿最初釋放時(shí)的高度。

A①=8后

平均電動勢

AO

△t

平均電流

，噬

4

通過P桿的電荷量

q=INt

解得片=等

4L

設(shè)碰后P、Q兩桿的速率分別為X、尺，碰撞后兩桿均能始終勻速穿過兩側(cè)的磁場，說明兩桿均不受安培

力作用，回路始終沒有感應(yīng)電流，而且兩桿必定同時(shí)進(jìn)入磁場，又同時(shí)穿出磁場，則

L_2L

匕’因

3/

BiLv；=B2—V2'

解得不=箸

⑵由（1）得因=2父，設(shè)碰前瞬間P桿的速率為四，由動量守恒定律得

mVj=-mv\+2mv2

碰撞過程中系統(tǒng)的動能變化

AE=mv^一；根（/）2-^2根（其『

得AE=0,故兩金屬桿的碰撞為彈性碰撞

（3）設(shè)P桿被釋放時(shí)的高度為H,第一次進(jìn)入磁場時(shí)的速度為的，沿斜面下滑的過程中有

碰后P桿再次滑上斜面的過程中，有

12,

~mv\=mgh

在P桿第一次穿過磁場I的過程中所用時(shí)間△I內(nèi)，根據(jù)動量定理可得

—ILBy-Nt=mv]-mv0

解得”=-L（生土+

2gl4/M）

（-）選考題:共12分。請考生從第15題和第16題中任選一題作答，若兩題都做，則按所做

的第一題記分。

15.[選修3-3]（12分）

（1）如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體?，F(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量

的沙土，忽略環(huán)境溫度的變化，在此過程中（）

A.單位時(shí)間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多

B.氣缸內(nèi)大量分子撞擊氣缸壁的平均作用力增大

C.氣缸內(nèi)大量分子的平均動能增大

D.氣體的內(nèi)能增大

【答案】A

【解析】A.溫度不變，氣體分子的平均動能不變，平均速率不變，等溫壓縮時(shí)，根據(jù)玻意耳定律得知，

壓強(qiáng)增大，則單位時(shí)間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多，故A正確；

B.氣缸內(nèi)封閉氣體被壓縮，體積減小，壓強(qiáng)增大，大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力增

大，大量分子撞擊氣缸壁的平均作用力卻不一定增大，故B錯(cuò)誤；

C.溫度不變，則氣缸內(nèi)分子平均動能保持不變，故C錯(cuò)誤；

D.金屬氣缸導(dǎo)熱性能良好，由于熱交換，氣缸內(nèi)封閉氣體溫度與環(huán)境溫度相同，向活塞上倒一定質(zhì)量的

沙土?xí)r氣體等溫壓縮，溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

（2）一圓柱形茶杯用杯蓋蓋緊，水平放在高溫消毒柜里進(jìn)行高溫消毒。開始時(shí)茶杯內(nèi)部封閉氣體的溫度

為室內(nèi)溫度4=27℃、壓強(qiáng)為外界大氣壓強(qiáng)“0=76cmHg,隨著柜內(nèi)溫度的升高，杯子逐漸漏氣，當(dāng)達(dá)

到最高溫度馬=127℃時(shí)杯內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)仍然為%,消毒完成后，經(jīng)足夠長時(shí)間，茶杯內(nèi)氣體的溫

度降為八=27℃。已知茶杯用杯蓋蓋緊后杯內(nèi)氣體的體積為V,假設(shè)溫度達(dá)到及后茶杯不再發(fā)生漏氣。

求：

（1）消毒后杯內(nèi)氣體的最終壓強(qiáng)；

（2）高溫消毒后杯內(nèi)氣體的質(zhì)量與消毒前杯內(nèi)氣體質(zhì)量之比。

.,Am3

【答案】（l）p=57cmHg；（2）—=-

m4

【解析】（1）杯內(nèi)氣體溫度從127℃降到27℃的過程中發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有

T2~T3

其中72=（273+127）K=400K,7'3=（273+27）K=300K

解得消毒后杯內(nèi)氣體的最終壓強(qiáng)

p=57cmHg

（2）杯內(nèi)氣體溫度從27℃升到127℃的過程中，假設(shè)氣體做等壓變化，則根據(jù)蓋一呂薩克定律有

V_K

7-石

其中Ti=(273+27)K=300K

解得

4

V,=-V

23

高溫消毒后杯內(nèi)氣體的質(zhì)量與消毒前杯內(nèi)氣體質(zhì)量之比為

△m_pV