2022年高考物理考前信息必刷卷4(新課標(biāo)卷)（解析版）

絕密★啟用前

2022年高考物理考前信息必刷卷（新課標(biāo)卷）

第四模擬

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮

擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要

求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。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。

14.如圖所示為某靜電場(chǎng)中x軸上各點(diǎn)電勢(shì)夕的分布圖，一個(gè)帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)。處?kù)o止釋放，僅在靜

電力作用下從坐標(biāo)原點(diǎn)。沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則（）

A.粒子一定帶負(fù)電

B.粒子在尤1與X3兩點(diǎn)的加速度相等

C.粒子從XI運(yùn)動(dòng)到無3,電勢(shì)能先減小后增大

D.粒子釋放后將在無軸正方向某一范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)

【答案】C

【解析】

A.由題圖可知，從尤i到％電勢(shì)逐漸降低，說明電場(chǎng)方向水平向右，粒子從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，受力與場(chǎng)

強(qiáng)方向相同，故帶正電，故A錯(cuò)誤。

B.由0—%圖像的斜率大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可知，在天與￡處，切線斜率不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,

故加速度不相等，故B錯(cuò)誤。

C.從再到X,電勢(shì)先降低后升高，粒子的電勢(shì)能先減小后增大，故c正;

D.從原點(diǎn)到尤軸正方向任意一點(diǎn)電勢(shì)差均不為零，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，速度一直向右，故D錯(cuò)誤。

故選C。

15.2021年1月21日，包括中國(guó)科研人員在內(nèi)的一支國(guó)際團(tuán)隊(duì)“拍攝”到了基于冷凍鏡斷層成像技術(shù)的新冠

病毒的3D影像測(cè)得新冠病毒的平均尺度是lOOnm,如圖所示。波長(zhǎng)為lOOnm的光，其光子動(dòng)量大小數(shù)量

級(jí)為（普朗克常量為6.63xlO3j.s）（）

A.10-25kg-m/sB.10~27kg-m/sC.10-29kg-m/sD.10-31kg-m/s

【答案】B

【解析】

根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式

2=A

P

解得

6.63x10-34

=6.63x10一"kg-m/s

100義10-9

所以B正確；ACD錯(cuò)誤；

故選B。

16.如圖，在豎直平面內(nèi)固定一光滑支架，支架左側(cè)為四分之一圓弧，。點(diǎn)為圓弧的圓心，。4、為半圓

弧的半徑，。8沿豎直方向，。為半圓弧上的一點(diǎn)，480口=60。，支架右側(cè)08c為一直角三角形，/OBC=60°,

支架左右兩側(cè)各放著質(zhì)量分別為血和他的服6小球，兩小球之間用一輕桿連接，當(dāng)兩球平衡時(shí)小球a恰

好位于〃點(diǎn)，輕桿處于水平方向。兩球均可看作質(zhì)點(diǎn)，則。、6兩個(gè)小球的質(zhì)量之比根1：%2為（）

A.1：3B.1：73C.1：2D.73：2

【答案】A

【解析】

對(duì)a、b兩個(gè)小球受力分析，如圖所示

AOFmC

a小球受重力mig.輕桿的彈力F和支架對(duì)小球a的彈力Fm,b小球受重力機(jī)2g、輕桿的彈力F和支架對(duì)

小球b的彈力FN2,/8OD=60。，根據(jù)幾何關(guān)系可得輕桿與。。的夾角為30°,重力mig與OD的夾角為60°,

支架對(duì)小球a的彈力Ki沿半徑方向，以。。和垂直于0。方向建立坐標(biāo)系，根據(jù)正交分解得

m1gsin60°=Fsin30°

05。為一直角三角形，ZOBC=60°,根據(jù)幾何關(guān)系可得輕桿與的夾角為30。，重力根2g與5C的夾角為

60°,沿8C方向和垂直于3C方向建立坐標(biāo)系，根據(jù)正交分解得

m2gcos60°=Fcos30°

兩式聯(lián)立解得

mi：根2=1：3

故選Ao

17.如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、尸。豎直放置，其寬度L=lm,一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)

軌平面，導(dǎo)軌的上端M與尸之間連接阻值為R=0.50Q的電阻，質(zhì)量為機(jī)=0.01kg、電阻為r=0.20。的金

屬棒"緊貼在導(dǎo)軌上?，F(xiàn)使金屬棒仍由靜止開始下滑，下滑過程中"始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好,

其下滑距離x與時(shí)間/的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的。4段為曲線，A8段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取8=

10m/s2（忽略棒運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響），則（）

A.通過金屬棒ab的電流方向由6到。

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度2為0.01T

C.金屬棒ab在開始的6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為3.465J

D.金屬棒仍在開始的3.5s內(nèi)通過的電荷量為2.8C

【答案】D

【解析】

A.由右手定則可知，中的感應(yīng)電流由。流向b,故A錯(cuò)誤;

B.由x-f圖像求得f=3.5s時(shí)金屬棒的速度為

Ax37.1-19.6

V=——m/s=7m/s

6.0-3.5

金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的安培力大小為F=BIL,而

I=工-

R+r

E=BLv

聯(lián)立解得

口B?九

F=-------

R+r

根據(jù)平衡條件得

F=mg

代入數(shù)據(jù)解得

B=0.1T

故B錯(cuò)誤；

C.金屬棒協(xié)在開始運(yùn)動(dòng)的6.0s內(nèi)，金屬棒的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能和電路產(chǎn)生的焦耳熱。

設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為。，根據(jù)能量守恒定律得

2

mgx2=—mv+Q

代入數(shù)據(jù)解得

Q=3.465J

則金屬棒"產(chǎn)生的焦耳熱為

Q,.=「Q=0.99J

R+r

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

-△①

E=----

At

感應(yīng)電流

R+r

電荷量

q=/A/

聯(lián)立解得

△①

q=------

R+r

又

AO=BLx

則電荷量為

BLx

q=------

R+r

由題圖可知金屬棒"在開始的3.5s內(nèi)的位移石=19.6m,代入數(shù)據(jù)解得

q=2.8C

故D正確。

故選D。

18.冬奧會(huì)上有一種女子單板滑雪U形池項(xiàng)目，如圖所示為U形池模型，池內(nèi)各處粗糙程度相同，其中

c為U形池兩側(cè)邊緣，且在同一水平面，6為U形池最低點(diǎn)。某運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)上方〃高的。點(diǎn)自由下落由

左側(cè)切線進(jìn)入池中，從右側(cè)切線飛出后上升至最高位置1點(diǎn)（相對(duì)c點(diǎn)高度為“）。不計(jì)空氣阻力，重力加

2

速度為g，則運(yùn)動(dòng)員（）

A.第一次經(jīng)過6點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)

B.第一次經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度大小為75熊

C.第一次從a到b與從6到c的過程中機(jī)械能損失相同

D.從d向下返回一定能越過a點(diǎn)再上升一定高度

【答案】D

【解析】

A.第一次經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)向心加速度向上，處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.從c到d,根據(jù)機(jī)械能守恒有

—1mv2=mg?—1.n

得

"=屈

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.由于從。到b與從6到。的平均速率不同，平均壓力大小不同，平均摩擦力大小不同，所以第一次從a

到6與從6到c的過程中損失的機(jī)械能不同，故C錯(cuò)誤；

h

D.從高/7處自由下落由左側(cè)進(jìn)入池中，從右側(cè)飛出后上升的最大高度為一，克服摩擦力做功為

2

%=gmgh

從d返回經(jīng)c到a的過程中平均速率小于從〃到c的平均速率，所以從c到Q的平均壓力和平均摩擦力都較

小，克服摩擦力做功也小于故從1返回一定能越過a點(diǎn)上升到一定高度，選項(xiàng)D正確。

故選D。

19.如圖甲所示，單匝矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞與磁場(chǎng)B垂直的軸O。，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線框電阻凡

轉(zhuǎn)動(dòng)周期T,穿過線框的磁通量。與時(shí)間f的關(guān)系圖，如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A.二時(shí)刻，線框平面與中性面垂直

2

B.感應(yīng)電流的有效值為

RT

T3

C.一到一T過程中，線框中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

44

r\2>FV2

D.線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中產(chǎn)生的熱量為m

RT

【答案】ABD

【解析】

A.工時(shí)刻，回路磁通量為零，則線框平面與中性面垂直，故A正確;

2

B.角速度

271

CD=——

T

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值

E=BSco=①

感應(yīng)電流

I4

R

有效值

=/=64

有0RT

故B正確;

T3

C.一到一T過程中，磁通量變化不是零，則平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故C錯(cuò)誤；

44

D.線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中產(chǎn)生的熱量為

,2萬之①?

Q=I^RT=￡

故D正確。

故選ABD。

20.如圖所示，滑塊尸套在光滑的水平軌道上（足夠長(zhǎng)），小球。通過長(zhǎng)L的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸。

連接，小球質(zhì)量為加、滑塊質(zhì)量為2W。小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞。軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，

開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度%,重力加速度取g,則小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速

度大小v和小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置與小球起始位置間的距離工分別為（）

P

A.v=df—2gLB.y=J片；也C.x=qD.x

【答案】BC

【解析】

AB.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為丫2,此時(shí)滑塊的速度為匕。在上升過程中，因系統(tǒng)在水平方向上不受外力

作用，水平方向的動(dòng)量守恒，以水平向右的方向?yàn)檎较颍?/p>

mv2—2mv1=0

在上升過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則

mv2mv2c2mv2

Q2x+mgL

F—F2

聯(lián)立可得

產(chǎn);4gL

A錯(cuò)誤，B正確。

CD.設(shè)沿桿方向小球向右運(yùn)動(dòng)的距離為§2?；瑝K向左運(yùn)動(dòng)的距離為母，由人船模型可知

ms2-2tnsi

又因?yàn)?/p>

$1+$2=2L

聯(lián)立可得

4L

S2=T

D錯(cuò)誤，C正確。

故選BC?

21.地球與月球的質(zhì)量比為81:1,半徑比為4:1,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的7倍，月球的

公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期相同約為27天，假設(shè)月球也有同步衛(wèi)星，下列判斷正確的是(取方=2.1)()

A.月球公轉(zhuǎn)的軌道半徑約是地球半徑的63倍

B.月球同步衛(wèi)星的軌道半徑約是月球半徑的58倍

C.月球同步衛(wèi)星線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度

D.兩相同的木塊分別靜止在地球、月球的水面上，兩木塊浸入水中深度相同

【答案】ABD

【解析】

A.設(shè)地球的質(zhì)量為陽，月球的質(zhì)量為力2,地球的半徑為月球的半徑為心,月球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為

&,地球自轉(zhuǎn)周期為乃，月球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)周期為不，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為相，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為n,

月球同步衛(wèi)星的軌道半徑為⑶根據(jù)萬有引力提供向心力可得

Gmm4%2

——安1=辦一廠叫

R；'T；3

解得

4/

有

解得

可得

故A正確；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力可得

Gn%m4zr2

r2

ri(

可得

R}=47?2

可得

至。58

故B正確;

C.設(shè)地球同步衛(wèi)星線速度為以，月球同步衛(wèi)星的速度為也,根據(jù)萬有引力提供向心力可得

Gmm

——y7—=

5ri

解得

又因?yàn)?/p>

故可知

工13

%

地球同步衛(wèi)星線速度大于月球同步衛(wèi)星的線速度，故C錯(cuò)誤；

D.兩相同的木塊分別靜止在地球、月球的水面上，可得浮力等于重力，根據(jù)阿基米德原理可得

「物匕勿g=夕液4g

可得

%_夕物可勿

一S一夕”

可知兩木塊浸入水中深度與星球表面的重力加速度無關(guān)，故深度相同，D正確；

故選ABD?

22.（6分）

某同學(xué)要較準(zhǔn)確地測(cè)量量程為0?3V、內(nèi)阻大約為3kQ的電壓表V的內(nèi)阻Rv。實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:

電流表A1（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1Q）；

電流表A2（量程0?1mA,內(nèi)阻約100D）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值100C,最大電流1.5A）；

電源E（電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻約0.50）；

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

（1）用上述器材，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖9所示的電路。在如圖所示電路中，電流表應(yīng)該選擇（填寫對(duì)

應(yīng)器材的符號(hào)）

（2）根據(jù)如圖所示的電路，多次測(cè)量得到電壓表和電流表的讀數(shù)為乙；J72；……用描點(diǎn)法作出

U-/圖象，利用數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算該U-/圖象的斜率為左，則該電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值%=。（用題

中所給字母表示）

（3）從實(shí)驗(yàn)原理上看，電壓表內(nèi)阻Rv的測(cè)量_________（填“有”或“無”）系統(tǒng)誤差。

【答案】&k無

【解析】

（1）電源電動(dòng)勢(shì)為3V,通過電壓表的最大電流約為1mA,所以電流表應(yīng)選擇量程為0?1mA的A2；

（2）根據(jù)歐姆定律可得

U=lRv

即

Rv=k

（3）該電路沒有由于儀器、測(cè)量原理而引起的系統(tǒng)誤差。

23.（9分）

一個(gè)物理學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置和頻閃相機(jī)（閃光頻率固定的連拍相機(jī)）來尋求碰撞中的不變量。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：用天平測(cè)出A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量“p>mfi）；

步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端保持水平，調(diào)整好頻閃相機(jī)的位置并固定；

步驟3：讓入射小球從斜槽上某一位置P由靜止釋放，小球離開斜槽后，用頻閃相機(jī)記錄下小球相鄰兩次閃

光時(shí)的位置，照片如圖乙所示；

步驟4：將被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從位置P由靜止開始釋放，使它們碰撞。兩小球離開斜槽后,

用頻閃相機(jī)記錄兩小球相鄰兩次閃光時(shí)的位置，照片如圖丙所示。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，他們猜想碰撞前后物體的

質(zhì)量和速度的乘積之和不變。

一…-i-i-i-i---4444-

IlliIItI1111

?T-r-r-r*?，-，-，-?一i-T-r-r

十—T-iI士卜卜

Tf-卜-卜YTT-t-+ITT-M-t-t

⑴實(shí)驗(yàn)中放在斜槽末端的小球是(選填"A”或"B”)。

(2)寫出該實(shí)驗(yàn)小組猜想結(jié)果的表達(dá)式________________(用“啊”、“祖B”、“x?！?、“m”、"七”、“％”、“馬”、

“為”中的量表示)。

(3)他們猜想本實(shí)驗(yàn)的碰撞或多或少總有機(jī)械能的損失，是非彈性碰撞，支持這一猜想的表達(dá)式為(用

“加4”、“外”、“飛”、“治”、“西”、“力”、“無2“、”2”中的量表示)。

【答案】BmAx0=mAxr+mBx2mAx1>mAxf+mBx^,

【解析】

(1)由碰撞理論可知，為使碰撞小球不被碰回應(yīng)使碰撞小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，所以放在斜槽末端

的小球是B。

(2)碰撞時(shí)應(yīng)有

%%=mAVl+mBV2

由平拋規(guī)律有

xo=vot,Xi=V]f,x2=v2t

代入上式可得

mAx0=mAxY+mBx2

即該實(shí)驗(yàn)小組猜想結(jié)果的表達(dá)式為

mAxQ=mAxY+mBx2

(3)若本實(shí)驗(yàn)的碰撞或多或少總有機(jī)械能的損失，則有

1~11212

+W

2wAvo->22BV2

代入%、%、%得

>mAxf+mBx1

24.(14分)

如圖所示，在光滑水平面上通過鎖定裝置固定一輛質(zhì)量M=2kg的小車，小車左邊部分為半徑尺=1.2m的

四分之一光滑圓弧軌道，軌道末端平滑連接一長(zhǎng)度L=2.85m的水平粗糙面，粗糙面右端是一擋板。有一

個(gè)質(zhì)量為〃?=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從小車左側(cè)圓弧軌道頂端A點(diǎn)靜止釋放，小物塊和小車在粗糙

區(qū)域的滑動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.08,小物塊與擋板的碰撞無機(jī)械能損失，重力加速度g=10m/s2,

(1)求小物塊滑到圓弧軌道末端時(shí)軌道對(duì)小物塊的支持力大小；

(2)若解除小車鎖定，讓小物塊由A點(diǎn)靜止釋放，求小物塊從圓弧末端到與右側(cè)擋板發(fā)生第一次碰撞經(jīng)歷

的時(shí)間；

(3)在(2)間的初始條件下，小物塊將與小車右端發(fā)生多次碰撞，求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車發(fā)生的位移。

A

【解析】

(1)小車被固定，小物塊下滑到最低點(diǎn)過程機(jī)械能守恒

12

mgR=—mv—0

在最低點(diǎn)，有

v2

N-ms=m—

R

解得

N=3〃zg=30N

(2)解除固定后，小車可以在光滑水平面上自由運(yùn)動(dòng)，小物塊和小車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)小

物塊剛滑上右側(cè)粗糙區(qū)域時(shí)候速度大小為電，小車速度大小為V2,

mv

mgR=~^~~2

mvx=MV2

代入數(shù)據(jù)解得

匕=4m/s,v2=2m/s

小物塊沖上粗糙面后，小物塊加速度大小為m,小車加速度大小為。2,由牛頓第二定律有

%=—=/ig=0.8m/s2（水平向左）

m

a,=—=—=0.4m/s2（水平向右）

-M2

當(dāng)小物塊和小車右側(cè)擋板發(fā)生碰撞時(shí)滿足

SM+S,“=工

即

112r

v^t—_ciyt2+v^t_5a2t=L

代入數(shù)據(jù)得

t=0.5s,r=9.5s（舍去）

故經(jīng)歷0.5s第一次和右側(cè)擋板發(fā)生碰撞；

（3）從小物塊滑下到最終相對(duì)小車靜止，物塊在小車粗糙面上滑動(dòng)的路程為

mgR=fimgs

解得

R匕

s=一=15m

s=nL+Ax

當(dāng)〃=5時(shí)，Ax=0.75m,即物塊將停在離開右側(cè)擋板0.75m處。

物塊相對(duì)小車停下時(shí)，小車也停止運(yùn)動(dòng)。

整個(gè)過程中，物塊相對(duì)小車發(fā)生位移為

x總-R+L-\x-3.3m

選取相和M為系統(tǒng)，由于水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)機(jī)水平向右發(fā)生位移大小為xi,M水平向左發(fā)生位移大小

為X2,可推得

mxx=MX2

又

%+%2=%總

求得

m..

x=--------x=l.lm

7M+ma&

方向水平向左。

25.(18分)

如圖甲所示，在光滑絕緣水平桌面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,在第H象限內(nèi)有平行于桌面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)

強(qiáng)方向與無軸負(fù)方向的夾角0=45。。在第HI象限垂直于桌面放置兩塊相互平行的平板Ci、C2,兩板間距為

di=L,板間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩板右端在y軸上，板Ci與x軸重合，在其左端緊貼桌面有一小孔

小孔/離坐標(biāo)原點(diǎn)。的距離為人在第IV象限垂直于x軸放置一塊平行于y軸的豎直平板C3,平板C3在x

軸上垂足為Q,垂足。與原點(diǎn)。相距4現(xiàn)將一質(zhì)量為加、帶電量為的小球從桌面上的尸點(diǎn)以初

速度w垂直于電場(chǎng)方向射出，剛好垂直Ci板穿過M孔進(jìn)入磁場(chǎng)。已知小球可視為質(zhì)點(diǎn)，尸點(diǎn)與小孔〃在

垂直電場(chǎng)方向上的距離為s,不考慮空氣阻力。

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??；

(2)要使帶電小球無碰撞地穿出磁場(chǎng)并打到平板C3上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍；

(3)若仁0時(shí)刻小球從/點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間周期性變化，取豎直向上為磁場(chǎng)的正方向，

如圖乙所示，磁場(chǎng)的變化周期丁=丁丁，小孔M離坐標(biāo)原點(diǎn)。的距離L=二一求小球從M點(diǎn)打在

3qB°qB0

平板C3上所用的時(shí)間。

C2甲乙

."心■.,lmvn_、v2mv7v2mv八、Wnm<2L

【答案】nn

(1)E=-；(2)-------^-<B<-................；(3)t=tx+t2=--------+-------

qsqL4qL6qB06v0

【解析】

(i)小球在第n象限內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

s=v”①

%tan0-at②

由牛頓第二定律有

qE=ma③

聯(lián)立①②③式解得

石=近④

qs

(2)設(shè)小球通過M點(diǎn)時(shí)的速度為v,由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

v=-^―=A/2V0⑤

cos，

小球垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖1所示。

X

圖1

由牛頓第二定律有

qvB-m—⑥

R

解得

⑦

5噎

小球剛好能打到。點(diǎn)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，設(shè)為8,此時(shí)小球的軌跡半徑為R,由幾何關(guān)系有

R._L-RX

L+6?2一R]R]

解得

4

Ry=-L⑨

7

久_7>/2mv0

⑩

4qL

小球剛好不與C2板相碰時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，設(shè)為B2,此時(shí)小球的軌跡半徑為由幾何關(guān)系有

Rz=di=L?

解得

-J2mvo

§2=

qL

綜合得磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍是

夜"飛二叱7及加%?

qL4qL

(3)小球進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為心，周期為7b,同(2)理有

v2

qvB0=m—

?

圾

271m

?

qB0

孔M離坐標(biāo)原點(diǎn)。的距離為

qB0

磁場(chǎng)的變化周期為

?

由以上分析可知小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖2所示，一個(gè)磁場(chǎng)周期內(nèi)小球在x軸方向的位移為

X=3R3?

圖2

即小球剛好垂直y軸方向離開磁場(chǎng)。?

所以小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

4=；3"+口3+；4”6qB0?

離開磁場(chǎng)到打在平板C3上所用的時(shí)間

h=—=—~?

v6%

小球從M點(diǎn)到打在平板C3上所用總時(shí)間為

1171772個(gè)2L…

6叫6%

（二）選考題：共15分。請(qǐng)考生從2道物理題中任選一題作，答。如果多做，則按所做的第一題計(jì)分。

33.【選修3-31（15分）

（1）（5分）

下列說法正確的是0（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分,

每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分）

A.在完全失重狀態(tài)下水滴呈現(xiàn)完美球形是由于液體表面張力作用的結(jié)果

B.空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)

C.晶體的各向異性是指沿不同方向其某些物理性質(zhì)不同

D.氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的

E.在恒溫水池中，小氣泡由底部緩慢上升的過程中，氣泡中的理想氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，吸收熱量

【答案】ACE

【解析】

A.在完全失重狀態(tài)下，由于液體表面張力的作用，水滴將呈現(xiàn)出完美的球形，故A正確；

B.空氣中的PM2.5是一種較大的顆粒物，不是分子，故B錯(cuò)誤；

C.晶體的各向異性是指沿不同方向其某些物理性質(zhì)不同，這是由分子的固定排列方式所引起的，故C正確;

D.氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)不停撞擊接觸物而產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤；

E.在恒溫水池中，小氣泡由底部緩慢上升的過程中，由于壓強(qiáng)減小而體積增大，氣泡中的氣體對(duì)外做了功;

氣泡中的理想氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸收了熱量，故E正確。

故選ACE。

（2）（10分）

某品牌汽車前輪胎，廠家建議的標(biāo)準(zhǔn)胎壓為240kpa。某人購(gòu)買該品牌汽車時(shí)，車外溫度顯示為27℃,胎

壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在儀表盤上顯示為2.40bar（2.4bar=240kpa）,車輛使用一段時(shí)間后保養(yǎng)汽車時(shí)，發(fā)現(xiàn)儀表

盤上顯示為2.20bar,此時(shí)，車外溫度顯示為2℃,車胎內(nèi)氣體可看作理想氣體，車胎內(nèi)體積可視為不變。

（1）試分析保養(yǎng)時(shí)，前輪胎是否有漏氣；

（2）若要使該車胎在保養(yǎng)時(shí)胎壓恢復(fù)到2.4bar,需要充入一定量的同種氣體，充氣過程中車胎內(nèi)溫度視為

不變，求充入氣體質(zhì)量和車胎內(nèi)原有氣體質(zhì)量之比。

【答案】（1）無破損漏氣；（2）1:11

【解析】

（1）車胎內(nèi)體積可視為不變，由查理定律得

Pi必

273+:273+L

代入數(shù)據(jù)可得

240=^

300275

解得

p2=220kPa=2.2bar

故前輪胎無破損漏氣的情況；

（2）設(shè)輪胎體積為V,充氣過程可理解為,壓強(qiáng)為P3=2.2bar,體積為匕的氣體，一次性壓縮為p=2.4bar,

體積為V的氣