湖南省長沙市某中學2021級高二年級下冊摸底考試物理試題含解析

湖南師大附中2021級高三摸底考試試卷物理

本試題卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，共8頁。時量75分鐘，滿分100

分。

第I卷

一、單項選擇題：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中，只有

一項是符合題目要求的。

1.2023年4月12日21時，中國有“人造太陽”之稱全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造新的

世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。下列關于核聚變的說法正確的是（）

A.核電站采用核聚變技術發(fā)電

B.任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個輕核結合成質量較大的原子核，核子的比結合能變大

D.兩個輕核結合成質量較大的原子核，生成核的質量大于兩輕核的質量之和

2.“笛音雷”是春節(jié)期間常放的一種鞭炮，其著火后一段時間內的速度一時間圖像如圖所示（取豎直向上

為正方向），其中。時刻為“笛音雷”起飛時刻、段是斜率大小為重力加速度g的直線。不計空氣阻

力，則關于“笛音雷"的運動，下列說法正確的是（）

B.4~。時間內“笛音雷”做自由落體運動

C.t0~ti時間內“笛音雷”的平均速度為］

D.今時間內“笛音雷”處于失重狀態(tài)

3.，，抖空竹”是中國傳統(tǒng)的體育活動之一，在我國有悠久的歷史，為國家級非物質文化遺產之一?，F(xiàn)將抖

空竹中的一個變化過程簡化成以下模型：輕繩系于兩根輕桿的端點位置，左、右手分別握住兩根輕桿的另

一端，一定質量的空竹架在彈性繩上。接下來做出如下動作，左手抬高的同時右手放低，使繩的兩個端點

勻速移動，其軌跡為豎直面內等腰梯形的兩個腰（梯形的上下底水平），如圖所示。則兩端點分別自A、C

兩點，沿A3、C。以同一速度勻速移動，忽略摩擦力及空氣阻力的影響，則運動過程中（）

B.左右兩邊繩的彈力不相等

C,左邊繩的彈力變大

D.右邊繩的彈力變小

4.如圖所示，地球和行星繞太陽做勻速圓周運動，地球和行星做勻速圓周運動的半徑小々之比為1：4,

不計地球和行星之間的相互影響，下列說法錯誤的是（）

A.行星繞太陽做圓周運動的周期為8年

4

B.由圖示位置開始計時，至少再經(jīng)過一年，地球、太陽和行星連線同一直線

7

C.地球和行星的線速度大小之比為1:2

D.經(jīng)過相同時間，地球、行星半徑掃過的面積之比為1:2

5.反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波，其振蕩原理與下述過

程類似。已知靜電場的方向平行于x軸，其電勢。隨x的分布如圖所示。一質量加=4.0xl（y20kg,電荷量

q=-4.0xl（y9c的帶負電的粒子從（一1,0）點由靜止開始，僅在電場力作用下在x軸上往返運動。貝N）

_￡,1

A.無軸左側電場強度Ei和右側電場強度E2的大小之比U=彳

B.粒子在-1cm?0.5cm區(qū)間運動過程中的電勢能先增加后減小

C.該粒子運動過程中電勢能變化量最大值為6.0xl0-8j

D.該粒子運動的周期7=3.0x10-6$

6.如圖甲豎直彈簧固定在水平地面上，一質量為根可視為質點的鐵球從距彈簧上端的。點靜止釋放，以

。點（即坐標原點）開始計時，鐵球所受的彈力尸的大小隨鐵球下落的位置坐標x的變化關系如圖乙所示，不

計空氣阻力，重力加速度取g。下列結論正確的是（）

A.彈簧彈性勢能最大值為加g（〃+2xo）

B.鐵球運動過程中最大動能機g/z+；機

C.當x=h時小球重力勢能與彈簧彈性勢能之和最小

D.鐵球壓縮彈簧過程中重力做功功率逐漸增大

二、多項選擇題：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中，有多

項符合題目要求，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.如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S,它發(fā)出的是兩種不同顏色的。光和b光，在水面上形成了

一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由小b兩種單色光所構成的復色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀單色

光區(qū)域，且為。光的顏色（見圖乙）。則下列說法正確的是（）

丁

甲

A.a光頻率大于6光的頻率

B.a光的折射率小于6光的折射率

C.。光在水中的傳播速度比b光大

D.a光在水中發(fā)生全反射的臨界角小于b光在水中發(fā)生全反射的臨界角

8.在如圖所示的電路中，輸入交變電壓的瞬時值M=22j!sinl00m（V）,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比

々：%=2:1,兩定值電阻與、&的阻值相同。在滑動變阻器的滑片P向上滑動一小段的過程中，飛、&

兩端電壓的變化量分別為AG、At/2,用的電功率的變化量為八勺。下列說法正確的是（）

A.&中電流的頻率是與中電流頻率的2倍

B.A[7,=-At7,

122

（At7.）2

C.AP.=

段

D.當滑片P移到最上端時，用兩端的電壓為4.4V

9.某同學將一乒乓球從距水平地面高力處的A點以速度%水平拋出，乒乓球運動過程中受到的空氣阻力始

終與速度成正比，方向始終與運動方向相反，落到水平地面上的8點時速度方向與水平地面的夾角為45。,

如圖所示。已知乒乓球從A點拋出時受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，重力加速度

大小為g。下列說法正確的是（）

A.乒乓球從A點運動到B點的過程中速度先減小后增大

B.乒乓球落到8點時的速度大小為上也

2

C.乒乓球的水平射程為RL

2g

一萬力）

D.乒乓球從A點運動到B點的時間為一+—

%2g

10.如圖所示，界線以下存在一個方向水平的磁場（垂直于紙面向里），取MN上一點。作為原點，豎

直向下建立y軸，磁場的磁感應強度8隨y坐標（以m為單位）的分布規(guī)律為8=l+y（T）。一邊長為L=1m、

質量為優(yōu)=0.1kg、電阻R=2C的正方形金屬框"cd從A/N上方靜止釋放，0.2s后金屬框的cd邊到達界線

MN,此時給金屬框施加一個豎直方向的外力代直至金屬框完全進入磁場時撤去該外力。已知金屬框在進

入磁場的過程中電流保持恒定，且金屬框運動過程中上下邊始終水平、左右邊始終豎直，g取10m/s2,下

列說法正確的是（）

A,金屬框進入磁場的過程中電流大小為1A

B.金屬框進入磁場的過程經(jīng)歷的時間為gs

C.金屬框進入磁場的過程中外力/做功為0.35J

D.金屬框完全進入磁場后繼續(xù)做加速運動，直到速度達到3m/s后不再加速

第n卷

三、實驗題（U題6分，12題9分）

11.圖甲為“探究加速度與物體所受合外力關系”的實驗裝置，實驗中所用小車的質量為重物的質量

為刃，實驗時改變重物的質量，記下測力計對應的讀數(shù)產。

輕質動滑輪

⑴實驗過程中，（填“需要”或“不需要”）滿足M.mo

（2）實驗過程中得到如圖乙所示的紙帶，已知所用交流電的頻率為50Hz。其中A、B、C、D、￡為五個計

數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有標出，根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，可求出小車加速度的大小為

m/s2。（計算結果保留三位有效數(shù)字）

（3）當重物質量合適時，小車做勻速運動，此時測力計的讀數(shù)為工。更換重物，用。表示小車的加速度，F(xiàn)

表示彈簧測力計的示數(shù)，下列描繪的a-歹關系圖像合理的為

12.在測定一組干電池電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：

A.電流表1（量程2mA,內阻6=50。）

B.電流表2（量程1A,內阻約10Q）

C.定值電阻&=2950。

D.滑動變阻器R（0?20。）

E.開關和導線若干

（1）某同學根據(jù)提供的器材設計電路來完成實驗，MN連接電流表1”或“電流表

2”），國連接另一電流表；

（2）該同學利用測出的實驗數(shù)據(jù)作出的/「右圖線（"為電流表1的示數(shù)，2為電流表2的示數(shù)，且人遠小

于右）如圖所示，則由圖線可得被測電池的電動勢石=V,內阻r=。。（以上結果皆保留

兩位有效數(shù)字）

四、解答題（13題12分，14題13分，15題16分）

13.一只籃球的體積為％,球內氣體的壓強為4,溫度為《?，F(xiàn)用打氣筒對籃球充入壓強為2p。、溫度

為"、體積為匕（大小未知）的氣體，使球內氣體壓強變?yōu)?p0,同時溫度升至1.5"。已知氣體內能U與

溫度的關系為U=kT（A為正常數(shù)），充氣過程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求

⑴充入氣體的體積K的大?。?/p>

（2）充氣過程中打氣筒對氣體做的功。

14.如圖所示，質量為根的小圓環(huán)A套在足夠長的光滑水平桿上，質量為3根的小球B通過長度為L的輕

繩與A連接，初始時輕繩處于水平伸直狀態(tài)，A、B均靜止，光滑水平地面上靜止有小球1和2,小球1

的質量為3加，小球2的質量為機，小球I位于A環(huán)正下方L處，某時刻釋放小球B,B到達最低點時輕繩

恰好斷裂，之后B在水平地面上向左運動，所有小球之間的碰撞均為彈性正碰，已知重力加速度為g,不

計空氣阻力，所有小球均可視為質點，求：

⑴輕繩斷裂時A、B各自的速度大??；

（2）輕繩所能承受的最大拉力；

⑶小球1與小球2第一次碰撞過程中，小球1對小球2的沖量大小。

21!

////////////7/////^//////////////

15.某離子實驗裝置的基本原理如圖甲所示。I區(qū)寬度為d,左邊界與x軸垂直交于坐標原點O,其內充滿

垂直于平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為為；II區(qū)寬度為L左邊界與x軸垂直交于。?點，

右邊界與x軸垂直交于Q點，其內充滿沿y軸負方向的勻強電場。測試板垂直無軸置于H區(qū)右邊界，其中

心C與。2點重合。從離子源不斷飄出電荷量為外質量為根的正離子，加速后沿X軸正方向過。點，依

次經(jīng)I區(qū)、II區(qū)，恰好到達測試板中心C。己知離子剛進入II區(qū)時速度方向與x軸正方向的夾角為。。忽

略離子間的相互作用，不計重力。

⑴求離子在I區(qū)中運動時速度的大小V;

⑵求n區(qū)內電場強度的大小E；

(3)保持上述條件不變，將II區(qū)分為左右兩部分，分別填充磁感應強度大小均為B(數(shù)值未知)方向相反且平

行y軸的勻強磁場，如圖乙所示。為使離子的運動軌跡與測試板相切于C點，需沿x軸移動測試板，求移

動后C到。?的距離S。

湖南師大附中2021級高三摸底考試試卷物理

本試題卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，共8頁。時量75分鐘，滿分100

分。

第I卷

一、單項選擇題：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中，只有

一項是符合題目要求的。

1.2023年4月12日21時，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造新的

世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。下列關于核聚變的說法正確的是（）

A.核電站采用核聚變技術發(fā)電

B.任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個輕核結合成質量較大的原子核，核子的比結合能變大

D.兩個輕核結合成質量較大的原子核，生成核的質量大于兩輕核的質量之和

【答案】C

【解析】

【詳解】A.核電站采用核裂變技術發(fā)電，故A錯誤；

B.自然界中最容易實現(xiàn)的聚變反應是氫的同位素-笊與旅的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故

B錯誤；

C.兩個輕核結合成質量較大核的過程中要釋放能量，核子的平均質量減小，所以核子的比結合能增

加，故C正確；

D.兩個輕核結合成質量較大的原子核，釋放能量，生成核的質量小于兩輕核的質量之和，故D錯誤。

故選C。

2.“笛音雷”是春節(jié)期間常放的一種鞭炮，其著火后一段時間內的速度一時間圖像如圖所示（取豎直向上

為正方向），其中"時刻為“笛音雷”起飛時刻、段是斜率大小為重力加速度g的直線。不計空氣阻

力，則關于“笛音雷”的運動，下列說法正確的是（）

丫2

匕

當

%

。彳01?2,3

A.“笛音雷”在弓時刻上升至最高點

B.4~。時間內“笛音雷”做自由落體運動

c.to~L時間內“笛音雷”的平均速度為］

D6~4時間內“笛音雷”處于失重狀態(tài)

【答案】D

【解析】

【詳解】A由圖可知，。時間內“笛音雷”的速度一直為正值，表明其速度方向始終向上，可知，“笛

音雷”在弓時刻并沒有上升至最高點，上升至最高點應該在％時刻之后，故A錯誤；

B.。時間內“笛音雷”速度方向向上，圖像斜率為一恒定的負值，表明4時間內“笛音雷"實際

上是在向上做豎直上拋運動，其加速度就是重力加速度g,故B錯誤；

C.將A、8用直線連起來，該直線代表勻加速直線運動，其平均速度為五，而線段與橫軸所圍的面積

2

大于AB曲線與橫軸所圍的面積，該面積表示位移，根據(jù)

-Ax

v=——

Ar

可知，直線代表的勻加速直線運動的平均速度大于A3曲線代表的變加速直線運動的平均速度，即1?L時

間內“笛音雷”的平均速度小于五，故c錯誤；

2

D.根據(jù)上述，4時間內“笛音雷”做豎直上拋運動，加速度方向豎直向下，“笛音雷”處于失重狀態(tài)，

故D正確。

故選D。

3.“抖空竹”是中國傳統(tǒng)的體育活動之一，在我國有悠久的歷史，為國家級非物質文化遺產之一?，F(xiàn)將抖

空竹中的一個變化過程簡化成以下模型：輕繩系于兩根輕桿的端點位置，左、右手分別握住兩根輕桿的另

一端，一定質量的空竹架在彈性繩上。接下來做出如下動作，左手抬高的同時右手放低，使繩的兩個端點

勻速移動，其軌跡為豎直面內等腰梯形的兩個腰（梯形的上下底水平），如圖所示。則兩端點分別自A、C

兩點，沿A3、以同一速度勻速移動，忽略摩擦力及空氣阻力的影響，則運動過程中（）

A.左右兩邊繩的彈力均不變

B.左右兩邊繩的彈力不相等

C.左邊繩的彈力變大

D.右邊繩的彈力變小

【答案】A

【解析】

【詳解】B.以空竹為研究對象進行受力分析，同一根繩子拉力處處相等，所以

耳=心

故B錯誤；

ACD,在水平方向空竹處于共點力平衡，設耳與水平方向的夾角為a,B與水平方向的夾角為萬

片cosa=F]cos§

所以

a=/3

所以兩根繩與豎直方向的夾角相等，為。，則

2耳cos0=mg

-

2cos9

兩端點移動的過程，兩端點在水平方向上的距離不變，所以彈力大小不變，故A正確，CD錯誤。

4.如圖所示，地球和行星繞太陽做勻速圓周運動，地球和行星做勻速圓周運動的半徑小々之比為1：4,

不計地球和行星之間的相互影響，下列說法錯誤的是（）

/一……、

/4計，?行星

//地4b誓/\

\'太陽J/

、X/

X、Z/

—J

A.行星繞太陽做圓周運動的周期為8年

4

B.由圖示位置開始計時，至少再經(jīng)過一年，地球、太陽和行星連線為同一直線

7

C.地球和行星的線速度大小之比為1:2

D.經(jīng)過相同時間，地球、行星半徑掃過的面積之比為1:2

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力有

GmM4萬2

—；—=mr——

/T2

可得周期

所以

因為地球公轉周期為1年，故行星公轉周期為8年，故A正確，不符合題意;

B.地球周期短，故當?shù)厍虮刃行嵌喙D半周時，地球、太陽和行星連線為同一直線，即

2乃2乃

周期

71_71_4

2萬2乃2乃2萬7年

北一落T-T

故B正確，不符合題意；

C.根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力有

mMV2

G下二m——

r

得線速度

可得

故c錯誤，符合題意;

D.行星與太陽連線掃過的面積

2萬t

《62T2t2

8=----7tr=———?7tr二-7tr

2萬2〃T

故

故D正確，不符合題意。

故選C。

5.反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波，其振蕩原理與下述過

程類似。已知靜電場的方向平行于％軸，其電勢9隨工的分布如圖所示。一質量M=4.0xl0-2()kg,電荷量

q=4.0xl0-9c的帶負電的粒子從(/,0)點由靜止開始，僅在電場力作用下在工軸上往返運動。貝lj()

A.x軸左側電場強度Ei和右側電場強度石2的大小之比U=7

B.粒子在-1cm?0.5cm區(qū)間運動過程中的電勢能先增加后減小

C.該粒子運動過程中電勢能變化量的最大值為6.0X10-8J

D.該粒子運動的周期T=3.0xl0-6s

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由電場強度與電勢差的關系可得

解得

&_%_0-5_1

E2%112

A正確；

B.粒子在-1cm?0.5cm過程中，電勢先增大后減小，根據(jù)公式

Ep=q(p

可得：帶負電粒子的電勢能先減小后增大，B錯誤；

C.根據(jù)電場力做功與電勢能變化關系可得

△Ep——qU

該粒子運動過程中電勢差取最大值時，電勢能變化量取最大值，即為

△Epmax=一qUmax=一(一4.0XlO.C)X20V=8X10力

C錯誤；

D.粒子在-1cm?0cm過程中，由牛頓第二定律和勻變速直線運動規(guī)律可得

E、q=may

El=5

%]

=1af2

X1~ll

粒子在0cm?0.5cm過程中，由牛頓第二定律和勻變速直線運動規(guī)律可得

E2q=ma2

_J_2

該粒子運動的周期

7=2&+芍）

聯(lián)立可得：T=3xlCf8s,D錯誤;

故選A?

6.如圖甲豎直彈簧固定在水平地面上，一質量為機可視為質點的鐵球從距彈簧上端耳的。點靜止釋放，以

。點（即坐標原點）開始計時，鐵球所受的彈力尸的大小隨鐵球下落的位置坐標尤的變化關系如圖乙所示，不

計空氣阻力，重力加速度取g。下列結論正確的是（）

A.彈簧彈性勢能最大值為，咫（/z+2xo）

B.鐵球運動過程中最大動能機g/z+；機

C.當x=h時小球重力勢能與彈簧彈性勢能之和最小

D.鐵球壓縮彈簧過程中重力做功功率逐漸增大

【答案】B

【解析】

【詳解】C.根據(jù)圖乙可知，當x=/z+刖時，小球的重力跟彈簧彈力平衡，此時小球速度最大，動能最

多，所以系統(tǒng)的勢能最少，故C錯誤；

D.小球剛接觸彈簧的一段時間內，重力大于彈簧彈力，小球加速下降，重力做功功率逐漸增大，重力與

彈簧彈力平衡后，由于慣性小球繼續(xù)向下運動，由于彈簧彈力大于重力，則小球減速下降，重力做功功率

逐漸減小，故D錯誤；

A.由圖像可知，/z+xo為平衡位置，此時彈簧壓縮量為無o。假如小球剛接觸彈簧時沒有速度，根據(jù)簡諧

運動的對稱性可知，彈簧的最大壓縮量為2加，而實際上小球剛接觸彈簧時有向下的速度，可知，彈簧的最

大壓縮量大于2xo,小球到達最低點的坐標大于力+2沖，所以彈簧彈性勢能的最大值大于7咫優(yōu)+2迎），故A

錯誤；

B.根據(jù)動能定理

77tg（丸+/）—gmgXo=石/

可得

Exmgh+gmgXo

故B正確。

故選D。

二、多項選擇題：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中，有多

項符合題目要求，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.如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S,它發(fā)出的是兩種不同顏色的。光和b光，在水面上形成了

一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由。、6兩種單色光所構成的復色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀單色

光區(qū)域，且為。光的顏色（見圖乙）。則下列說法正確的是（）

復色光區(qū)域

A.a光的頻率大于b光的頻率

B.a光的折射率小于。光的折射率

C.。光在水中的傳播速度比b光大

D.a光在水中發(fā)生全反射的臨界角小于b光在水中發(fā)生全反射的臨界角

【答案】BC

【解析】

【詳解】ABD.。光照射的面積較大，知。光的臨界角較大，根據(jù)

sinC=

知a光的折射率較小，根據(jù)光的折射率越小頻率也越小，可知。光的頻率小于6光的頻率，故AD錯誤，B

正確；

C.根據(jù)

v=—

n

可知知。光在水中傳播的速度較大，故C正確；

故選BC。

8.在如圖所示的電路中，輸入交變電壓的瞬時值"=220sinlOOw（V）,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比

4：%=2：1,兩定值電阻與、凡的阻值相同。在滑動變阻器的滑片P向上滑動一小段的過程中，與、4

兩端電壓的變化量分別為A。1、Af/2,&的電功率的變化量為下列說法正確的是（）

A.&中電流的頻率是與中電流頻率的2倍

B.A[7,=-At7,

122

（At7.）2

C.AP.=

段

D.當滑片P移到最上端時，用兩端的電壓為4.4V

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.變壓器改變的是交流電的電壓和電流，不改變頻率，A錯誤；

B.凡和&都是定值電阻，有

AU=MR

又由理想變壓器特點知原副線圈上的電流與匝數(shù)成反比，則有

A/.=-AL

122

可得

B正確；

C.設與兩端電壓分別為URI,URI',滑片上滑，副線圈電阻減小電流增大，原線圈電流增大，Ri兩端電壓

增大，知

△U—URI

其電功率的變化量為

及RK

c錯誤;

D.當滑片P移到最上端時，副線圈電阻只有&,設為凡將原副線圈及副線圈電路等效為原線圈的一個電

阻皮，由

日丁，I昔JL…

聯(lián)立可得

R=（七）2凡=4凡

n?

由閉合電路歐姆定律，對原線圈電路有

U=22V=IR.1+IR'=5IR1,=5UKI

可得用兩端的電壓為4.4V,D正確。

故選BD。

9.某同學將一乒乓球從距水平地面高力處的A點以速度%水平拋出，乒乓球運動過程中受到的空氣阻力始

終與速度成正比，方向始終與運動方向相反，落到水平地面上的2點時速度方向與水平地面的夾角為45。,

如圖所示。己知乒乓球從A點拋出時受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，重力加速度

大小為g。下列說法正確的是（）

A.乒乓球從A點運動到8點的過程中速度先減小后增大

B.乒乓球落到2點時的速度大小為Ylb

2

2

C.乒乓球的水平射程為萼

2g

hv

D.乒乓球從A點運動到B點的時間為一+—0

%2g

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.乒乓球從A點拋出時受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，則有

到8點時速度方向與水平地面的夾角為45。，則小球一直做減速運動，故A錯誤;

BCD.運用運配速法，配一速度，使其阻力與重力平衡，則可理解為豎直向下的勻速直線運動和斜向上的

的變加速直線運動，如圖所示

由圖知，落地點的速度為

斜向上45方向，根據(jù)牛頓第二定律有

(1----

m

累積可得

m

則有

^v^~vo

則有

.V：

x=scos4AC5=—

2g

豎直方向上有

其中

y=x

則有

h=Vot~i

解得

%2g

故BCD正確。

故選BCD。

10.如圖所示，界線MN以下存在一個方向水平的磁場（垂直于紙面向里），取上一點。作為原點，豎

直向下建立y軸，磁場的磁感應強度B隨y坐標（以m為單位）的分布規(guī)律為B=l+y（T）。一邊長為￡=lm、

質量為%=0.1kg、電阻R=2。的正方形金屬框abed從MN上方靜止釋放，0.2s后金屬框的cd邊到達界線

MN,此時給金屬框施加一個豎直方向的外力F,直至金屬框完全進入磁場時撤去該外力。己知金屬框在進

入磁場的過程中電流保持恒定，且金屬框運動過程中上下邊始終水平、左右邊始終豎直，g取10m/s2,下

列說法正確的是（

A,金屬框進入磁場的過程中電流大小為1A

2

B.金屬框進入磁場的過程經(jīng)歷的時間為gS

C.金屬框進入磁場的過程中外力廠做功為0.35J

D.金屬框完全進入磁場后繼續(xù)做加速運動，直到速度達到3m/s后不再加速

【答案】AC

【解析】

詳解】A.進入磁場前做自由落體運動，有

v0-gt-10x0.2m/s=2m/s

金屬框在進入磁場的過程中電流保持恒定，所以剛進入瞬間，感應電動勢公式，有

E=BLv0=lxlx2V=2V

則感應電流為

1=-

故A正確；

B.金屬框進入磁場的過程中，由安培力公式，有

G=3〃=(l+y)xlxlN=(l+y)N

剛進入瞬間，安培力為

E=1N

完全進入瞬間，安培力為

8=2N

所以安培力做的負功大小為

又因為安培力做的負功就等于回路中產生的焦耳熱，則

Q=fRt=W^

代入數(shù)據(jù)，得金屬框進入磁場的過程經(jīng)歷的時間為

t==—L——5s=0c

I-RFX2

故B錯誤；

C.完全進入瞬間，安培力為

完全進入磁場時，速度為

金屬框進入磁場的過程中，由動能定理，得

所以外力/做功

W=0.35J

故C正確；

D.金屬框完全進入磁場后，設勻速運動時的速度大小為M,上下兩邊切割磁感應線產生的感應電動勢為

E'=ABLv'

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

R

上下兩邊產生的安培力的合力為

FA=ABI'L

其中：AB=1T,根據(jù)平衡條件可得

FA^mg

聯(lián)立解得

V—2m/s

故D錯誤。

故選AC?

第n卷

三、實驗題（11題6分，12題9分）

11.圖甲為“探究加速度與物體所受合外力關系”的實驗裝置，實驗中所用小車的質量為重物的質量

為實驗時改變重物的質量，記下測力計對應的讀數(shù)產。

輕質動滑輪

⑴實驗過程中，（填“需要”或“不需要”）滿足Mm。

（2）實驗過程中得到如圖乙所示的紙帶，已知所用交流電的頻率為50Hz。其中A、B、C、D、E為五個計

數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有標出，根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，可求出小車加速度的大小為

m/s2?（計算結果保留三位有效數(shù)字）

（3）當重物質量合適時，小車做勻速運動，此時測力計的讀數(shù)為耳。更換重物，用。表示小車的加速度，F(xiàn)

表示彈簧測力計的示數(shù)，下列描繪的a-歹關系圖像合理的為o

【答案】①.不需要②.0.638③.D

【解析】

【詳解】（1）口］實驗中，細線對滑輪和小車的作用力通過測力計測量，不需要滿足M-m；

（2）［2］相鄰計數(shù)點間的時間間隔為

T=—=—s=0.1s

f50

根據(jù)逐差法可得小車的加速度為

^^22

a=F+XDE-?=2.67+3.32-1.40-2.04又=0,638m/s

（3）［3］小車勻速運動時有

2冗=/

當更換重物后，由牛頓第二定律有

2F—于=Ma

解得

可知函數(shù)為一次函數(shù)，圖像為一條傾斜直線，與橫軸交于一點。

故選D

12.在測定一組干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材:

A.電流表1（量程2mA,內阻彳=50。）

B.電流表2（量程1A,內阻約10Q）

C.定值電阻&=2950。

D.滑動變阻器R（0?20。）

E.開關和導線若干

⑴某同學根據(jù)提供的器材設計電路來完成實驗，連接.（選填“電流表1”或“電流表

2”），國連接另一電流表;

⑵該同學利用測出的實驗數(shù)據(jù)作出的/“2圖線（人為電流表1的示數(shù)，八為電流表2的示數(shù)，且人遠小

于右）如圖所示，則由圖線可得被測電池的電動勢E=V,內阻r=Qo（以上結果皆保留

兩位有效數(shù)字）

【解析】

【詳解】（1）口瞑。連接電流表測電路的電流，MN連接內阻已知的電流表相當于改裝了一只電壓表，故PQ

接電流表2,接電流表1。

⑵[2][3]由閉合電路歐姆定律

E=U+I2r=Il（R0+rl）+I2r

解得

4=1......-I.

4十64+「

結合圖像解得

E=4.5V

r=1.5Q

四、解答題（13題12分，14題13分，15題16分）

13.一只籃球的體積為％，球內氣體的壓強為以，溫度為"?，F(xiàn)用打氣筒對籃球充入壓強為2p。、溫度

為"、體積為匕（大小未知）的氣體，使球內氣體壓強變?yōu)?%，同時溫度升至L5"。已知氣體內能U與

溫度的關系為。=左7（%為正常數(shù)），充氣過程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求

（1）充入氣體的體積匕的大?。?/p>

（2）充氣過程中打氣筒對氣體做的功。

【答案】（DK=m；（2）w=Q+g左"

【解析】

【詳解】（1）充入氣體的體積為匕，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

Po%12°oK3°o%

""L5"

解得

（2）由于充氣過程中氣體向外放出。的熱量，根據(jù)熱力學第一定律有

AU=W+（-Q）

根據(jù)氣體內能U與溫度的關系表達式有

^U=k-1.5T0-kT0=^kT0

解得

W=Q+^kT0

14.如圖所示，質量為m的小圓環(huán)A套在足夠長的光滑水平桿上，質量為3機的小球B通過長度為L的輕

繩與A連接，初始時輕繩處于水平伸直狀態(tài)，A、B均靜止，光滑水平地面上靜止有小球1和2,小球1

的質量為3加，小球2的質量為山，小球1位于A環(huán)正下方L處，某時刻釋放小球B,B到達最低點時輕繩

恰好斷裂，之后B在水平地面上向左運動，所有小球之間的碰撞均為彈性正碰，已知重力加速度為g,不

計空氣阻力，所有小球均可視為質點，求：

(1)輕繩斷裂時A、B各自的速度大?。?/p>

(2)輕繩所能承受的最大拉力；

⑶小球1與小球2第一次碰撞過程中，小球1對小球2的沖量大小。

2II

////////////////////////

【答案】⑴以=￡1巫，vB=41巫；(2)27mg；(3)到運

A21324

【解析】

【詳解】(1)小球B開始釋放至輕繩斷裂，A、B組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，則有

mvA-3mvB=0

A、B組成的系統(tǒng)滿足機械能守恒，則有

1212

3mgL=-mvA+—x3mvB

聯(lián)立解得

_3屈—屈

VA=~~~，VB=~-

(2)B到達最低點時輕繩剛好斷裂，達到最大拉力，由向心力公式有

>3但=詠產

聯(lián)立解得輕繩所能承受的最大拉力為

T=Tlmg

(3)繩斷后，B球在水平地面向左運動與1號球碰撞，設碰后B球和1號球的速度分別為暝和％,由動量

守恒和能量守恒可得

；；：

3/nvB=3mVp+3mv0,x3mv1=*3mv+^-x3mv^

解得

喘=o,%=苧

1、2號球碰撞前后動量守恒和機械能守恒，則有

x

3mv0—3mvx+mv2,Jx3mVg~~3/nv^+gmv^

解得

屈3屈

v,=-----，%=------

'44

對2號球，由動量定理可得

112=mV2

解得小球1對小球2的沖量大小為

T_3md2gL

12―4

15.某離子實驗裝置的基本原理如圖甲所示。I區(qū)寬度為d,左邊界與無軸垂直交于坐標原點。，其內充滿

垂直于x0y平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為穌；II區(qū)寬度為L左邊界與x軸垂直交于J點，

右邊界與x軸垂直交于O?點，其內充滿沿y軸負方向的勻強電場。測試板垂直無軸置于II區(qū)右邊界，其中

心C與2點重合。從離子源不斷飄出電荷量為外質量為機的正離子，加速后沿x