2021年高考物理模擬考場仿真演練卷(課標全國卷)（解析版）

絕密★啟用前

2021年高考物理模擬考場仿真演練卷

第七模擬

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。

1.真空中一個靜止的鈾原子核音U經(jīng)一次a衰變后變成一個新核批核，衰變方程為皆Uf鎮(zhèn)Th+；He,

若聲U的半衰期為f,下列說法正確的是（）

A.錐核聲U的中子數(shù)比針核鎮(zhèn)Th多2個

B.發(fā)生核反應(yīng)后，產(chǎn)生的”Th由高能級向低能級躍遷，會釋放。射線

C.衰變前置U核的質(zhì)量等于衰變后記Th核的質(zhì)量與a粒子的質(zhì)量之和

D.經(jīng)過2/的時間，20個聲U核中有10個已經(jīng)發(fā)生了衰變

【答窠】A

【解析】A.由核反應(yīng)方程前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，鈾核ZU的中子數(shù)比社核”Th多2個，故A

正確：

B,發(fā)生核反應(yīng)后，產(chǎn)生的”Th由高能級向低能級躍遷時，發(fā)射的是丫射線，故B錯誤；

C.腎U核的衰變過程，存在質(zhì)量虧損，衰變后記Th核的質(zhì)量與a粒子的質(zhì)量之和小于衰變前丁U核的

質(zhì)量，故C錯誤；

D.半衰期是對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，故D錯誤。

故選Ao

2.新能源汽車己經(jīng)成為未來汽車發(fā)展的趨勢，2020年廣州車展期間中國車企推出一款國產(chǎn)新能源汽車。試

車員某次在水平路面上測試該車性能過程中，車上速度傳感器擬合出的速度隨時間變化圖像如圖所示，下

列說法正確（）

A.0?2.5s內(nèi)汽車的平均速度等于12.5m/s

R.0?2.5s內(nèi)汽車位移大小為31.25m

C.0?2.5s內(nèi)汽車座椅對試車員的作用力不斷減小

D.z=2.5s時，汽車加速度大小為lOm/s?

【答案】C

【解析】AB.若物體做勻加速運動時，在2.5s內(nèi)通過的位移為

x=—x2.5x25m=31.25m

2

由于汽車在0~2.5s內(nèi)做加速度減小的加速運動，汽車位移大31.25m,0?2.5s內(nèi)汽車的平均速度為

v=—>3L"m/s=12.5m/s

t2.5

故A、B錯誤；

C.在修圖象中，斜率代表加速度，故在0~2.5s時間內(nèi)，新能源汽車的加速度逐漸減小，由牛頓第二定律,

汽車座椅對試車員的作用力逐漸減小，故C正確；

D.若物體做勻加速直線運動，此時加速度大小為

Av25.2S/2

a=——=——m/s=10m/s

△t2.5

在UT圖象中，斜率代表加速度，由圖可知，新能源汽車的加速度逐漸減小，故/=2.5s時汽車加速度小于

10m/s2,故D錯誤。

故選C。

3.豎直面內(nèi)一半圓柱形的軌道中放置有兩根長為/的通電直導(dǎo)線，其截面如圖所示。。為半圓的圓心，導(dǎo)

線。固定在。點正下方的。處，且通有大小為/。、方向垂直紙面向里的電流“當導(dǎo)線匕中通入大小為乙、

方向垂直紙面向外的電流時，剛好能靜止在與。點等高的A處。將b導(dǎo)線放在。處，電流減小為人時，恰

好靜止。已知導(dǎo)線。中電流在其周圍某點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小為8=^^（k為大于零的常量，「為

該點到導(dǎo)線。的距離），NCQD=60。，則（）

A.導(dǎo)線。中的電流在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小是在A點的兩倍

B.導(dǎo)線b在A或D位置時對軌道的壓力可能大于其重力

C.導(dǎo)線匕在。處時兩導(dǎo)線間的安培力比導(dǎo)線b在A處時的大

D.導(dǎo)線b在A處的電流大小是其在。處的兩倍

【答案】D

【解析】A.設(shè)半圓的半徑為R,則A、C兩點間的距離為血R，導(dǎo)線。中電流在A點產(chǎn)生的磁場的磁感

應(yīng)強度大小為

￡=4

同理導(dǎo)線。中電流在。點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為

8,二T

?R

則

與

A錯誤;

B.對導(dǎo)線人受力分析可知，導(dǎo)線b受重力〃火、安培力尸和彈力4的作用，其受力分析如圖所示

設(shè)匕兩導(dǎo)線間的距離為4，由力三角形與幾何三角形相似可得

些=0=￡

R~R~d

解得

產(chǎn)N=庶

rd

F:不叫

B錯誤;

CD.當方導(dǎo)線在A處時，6導(dǎo)線受到的安培力大小為

R=B//=k怒坨咫

當6導(dǎo)線在O處時，b導(dǎo)線受到的安培力大小為

F2=B1I2l=k^-=mg

K

故有

Jo"

塞血

田

R

解得

2

C錯誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，傾角為。的斜面上有?無動力小車，小車里用細繩懸掛??個小球。當小車沿斜面向下加速滑

動時，懸線與垂直斜面06方向的夾角始終為a（a<6>）,則可求小車的底面與斜面間的動摩擦因數(shù)〃為

)

A.〃=tan。B.〃=tan(e-a)C.〃=sin(9-a)D.〃=tana

【答案】D

【解析】對小球受力分析如下

則有

Tcosa=mgcos0

mgsin。一Tsina=ma

對整體受力分析，根據(jù)牛頓第一定律有

。=gsin。-4gcos0

聯(lián)立解得

〃二tana

ABC錯誤，D正確。

故選D。

5.抗震救災(zāi)時，地面交通被阻斷，可用直升機向災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資。某次投放時，低空勻速水平飛行的直

升機，將一救災(zāi)物資相對直升機由靜止釋放，不考慮空氣阻力的影響，救災(zāi)物資投放后在空中運動的第1S內(nèi)

動量變化量為夕I、動能變化量為第2s內(nèi)動量變化量為32、動能變化量為妝2.則下列關(guān)系式正

確的是（）

A.A￡k2=AEkiB.=bp?,△紇2=3叫］

C.Az=2Ap2，皎2=34線1D.bp、=2A〃2，^2=4AEd

【答案】B

【解析】在平拋運動中，不考慮空氣阻力，其外力為重力，重力的沖量等于物體動量的改變量，滿足動量

定理

，喇二M

mgl?=Ap2

而％=弓=Is，故

△P\=%

第2s內(nèi)的動能變化量

=%一昂

據(jù)平拋運動的規(guī)律得

O=g4，ygG

而％=Is,t2=2s,故

限AA=Q1叫，=,1即，

蜴2=；m（4g2_g2）=；mg2

AEk2=3AEkl

故選B.

6.如圖，質(zhì)量分別為WA=2kg,WB=lkg的物體AB通過輕繩相連，輕繩搭在定滑輪上開始時A靜置于水平

桌面上，繩處于水平拉直狀態(tài)，B距地面的高度大于08,已知A與水平桌面的動摩擦因數(shù)〃=0.3,最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力，不考慮繩與滑輪的摩擦?，F(xiàn)將B由靜止釋放,則物體B運動至最低點的過程中（）

A.物體A會滑動

B.物體B的機械能守恒

C.物體A、B系統(tǒng)的機械能守恒

D.物體A、B系統(tǒng)的水平方向動量守恒

【答案】A

【解析】A.假設(shè)A不滑動，則當8運動到最低點時，繩子拉力大于具重力，對于A,具最大靜摩擦力為

f=〃〃7Ag=6Nv/WBg

故假設(shè)不成立，A在B運動至最低點前會滑動。A正確；

B.因為A會滑動，所以B的機械能會減少。B錯誤；

C.因為物體A克服摩擦力做功，所以物體A、B系統(tǒng)機械能不守恒。C錯誤；

D.在水平方向上，物體A、B系統(tǒng)受到摩擦力，合外力不為零，動量不守恒，D錯誤。

故選Ao

7.電吹風是常用的家用電器，一種電吹風的內(nèi)部電路如圖所示，圖中。、尻。、d為四個固定點?？蓜拥?/p>

扇形金屬觸片P可同時接觸兩個觸點。已知電吹風吹冷風時的輸入功率為60W,小風扇的額定電壓為60V,

正常工作時小風扇的輸出功率為52W,變壓器為理想變壓器，則（）

A.當扇形金屬觸片P與觸點c、d接觸時，電吹風吹熱風

B.當扇形金屬觸片P與觸點力接觸時，電吹風吹冷風

C.小風扇的內(nèi)阻為8c

D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為人=以

6

【答案】C

【解析】A.由電路知識可知，當扇形金屬觸片P與c、d接觸時，電吹風的加熱電路和吹風電路均沒有接

通，故此時電吹風處于停機狀態(tài)，選項A錯誤；

B.當扇形金屬觸片P與觸點4、力接觸時，電吹風的加熱電路和吹風電路均處于接通狀態(tài)，此時電吹風吹

熱風，選項B錯誤；

C.由于小風扇的額定電壓為60V,吹冷風時小風扇的輸入功率為60W,故小風扇正常工作時的電流為

/=—=1A

U

小風扇內(nèi)阻消耗的電功率為

A/>=60W-52W=8W

由小4/2「可得

r=8C

選項C正確；

D.由題意可知，變壓器原線圈兩端的電壓為220V,副線圈兩端的電壓為60V,故有

__H

丐53

選項D錯誤。

故選C。

8.如圖所示，一根內(nèi)壁粗糙且足夠長的絕緣圓管水平固定，圓管所在的空間有與圓管中軸線垂直的水平勻

強電場。圓管內(nèi)，質(zhì)量為機的帶電荷的小球，在水平向右拉力”的作用下沿管軸向右勻速運動，此時小球

3

所受電場力的大小為吆。如果撤去電場，為使小球仍沿管軸勻速向右運動，則拉力的大小應(yīng)等于（）

D.F。

【答案】C

【解析】有電場時小球?qū)A管的壓力為

=（〃2g

由平衡條件可得

kL5

FO=NFN=~^mg

有撤去電場后小球?qū)A管的壓力為

F'=mg

由平衡條件可得

4

F="\=P^g=-F0

所以C正確；ABD錯誤；

故選C。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得

4分，選對但不全的得2分，有選錯的得。分。

9.嫦娥工程分為三期，簡稱“繞、落、回”三步走。我國發(fā)射的“嫦娥三號''衛(wèi)星是嫦娥工程第二階段的登月

探測器，該衛(wèi)星先在距月球表面高度為〃的軌道上繞月球做周期為T的勻速圓周運動，再經(jīng)變軌后成功落

月。已知月球的半徑為凡引力常量為G,忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則以下說法正確的是（）

4/(/?+協(xié)3

A.物體在月球表面自由下落的加速度大小為

T2R2

B.“嫦娥三號”繞月球做勻速圓周運動時的線速度大小為學(xué)

C.月球的平均密度為嚕黑

D.在月球上發(fā)射月球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為竿厚

【答案】AC

【解析】A.在月球表面，重力等于萬有引力，則

Mm

fns=G—r

對于“嫦娥三號''繞月球做勻速圓周運動過程，由萬有引力提供向心力得

Mm4兀~

G-----=m——(K+/2)

(R+療T2

解得

4兀2(R+?

8=^f^~

故A正確:

B.“嫦娥三號”繞月球做勻速圓周運動,軌道半徑

則它繞月球做勻速圓周運動的速度大小

2n(R+r)

v=------------

故B錯誤;

C.由上式得月球的質(zhì)量

Ai—4冗2依+?3

GT2

4

而V=一?；?,可得月球的平均密度

3

3兀2(/?+力)3

P=---^―:-

GT2R3

故C正確;

D.設(shè)在月球上發(fā)射12星的最小發(fā)射速度為也則有

Mmv2

G—=in-

R2R

即

2n(R+r)[R+h

故D錯誤。

故選AC。

10.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧置于固定的光滑斜面上，下端固定在斜面上，彈簧原長時上端在。點，將一物

塊甲輕放在彈簧上端靜止釋放，甲下降至A點時速度最大，下降至最低點8時，加速度大小為|g,OB長

度為心換用另一質(zhì)量為機的物塊乙從距。點為L的C點靜止釋放，也恰好將彈簧壓縮至3點，不計空氣

阻力，彈簧在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g,0=37°,(sin37°=0.6)則()

A.彈簧最大彈性勢能為(〃zgLB.彈簧的勁度系數(shù)為?

DJLJ

927

C.乙在B處的加速度大小為一gD.乙的最大動能為一mgL

540

【答案】BCD

【解析】A.根據(jù)

m甲gLsin。=Epm

mgZLsinB=Epm

所以

m甲=2m

6

EPm=2mgLsin^=—mgL

選項A錯誤;

B.根據(jù)

kL-肛?漢sin0-m甲0.6g

則

2犯送sin。sin0T2mg

JV

LL5L

故選項B正確;

C.加速度

kL-mgsinO_9g_

一二"T"=I?“g

m5

故選項C正確。

D.根據(jù)

mgsin0=AAx；,mg,sin"%+著

解得:

選項D正確。

故選BCDo

11.如圖所示，一半圓形內(nèi)壁光滑的細管P。豎直放置，半徑為R,圓心為。，0P與水平方向的夾角為

。=37。,空間存在豎直方向的勻強電場（未畫出〔一百杼比細管內(nèi)杼略小的小球以初速度%=廊（#

為重力加速度）沿管的切線方向從尸點射入細管，小球從Q點離開時的速度為2場。已知小球的質(zhì)量為

〃1、帶電荷量為+g,sin37°=0.6o下列說法正確的是（）

A.電場強度的大小為黃

2q

B.小球在管內(nèi)先加速后減速

C.小球在管內(nèi)與圓心等高處受到的合力大小為隨

q

D.小球在細管內(nèi)運動過程中對細管的最大壓力為軍警

【答案】BD

【解析】A.小球從尸點運動到。點的過程中由動能定理有

[2]

(mg+Eq).2Rsin37。=-——mv1

22

解得

A錯誤；

B.電場力和重力的合力豎直向下，小球在管內(nèi)運動過程中合力先做正功后做負功，即先加速后減速，B正

確；

C.小球從P點運動到與圓心等高處的過程中由動能定理有

(mg+Eq)Rsin37°=—mvf--mvj

對小球受力分析有

_tnv\

R

此時小球受到的合力大小

尸合］=jF￡+(Eq+mgf=攣mg

C錯誤；

D.小球運動到最低點時對細管的壓力最大，小球從P點運動到最低點的過程由動能定理有

(mg+￡^)/?(sin37°+l)=—WV2--mv1

對小球受力分析有

Fz「mg_Eq=E

K

由牛頓第二定律有

解得

25〃7g

4

D正確。

故選BDo

12.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為義用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個〃匝的線圈連接，線圈置于方向豎

直向上的變化磁場B中，兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面（絕緣）靜止放置一個質(zhì)量為加、

電荷量為+4的小球，K斷開時傳感器上有示數(shù)（K斷開時兩極板電荷量為零），K閉合后傳感器上的示數(shù)

變?yōu)樵瓉淼囊话搿?重力加速度為g)則()

A.線圈中磁場B的變化情況為均勻增強

B.線圈中磁場8的變化情況均勻減弱

C.磁通量變化率肝A。二m篇gd

D.磁通量變化率?=嚶

△tZq

【答案】AC

【解析】AB.K閉合時傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，有平衡關(guān)系可知，電場力等于重力的一半，且恒

定不變，方向豎直向上，所以上方的金屬板帶負電，根據(jù)楞次定律可知，磁場正在均勻增強，故A正確，B

錯誤；

CD.卻題意可知

廠1

qE=-mg

又因為

口U口\(/>

E=—、U=n——

dAr

則

mgd

Ar2nq

故C正確，D錯誤。

故選AC.

三、非選擇題：共62分，第9?12題為必考題，每個試題考生都必須作答。第13?16題為選考題，考生

根據(jù)要求作答。

(-)必考題：共47分。

13.打點驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖所示。

（1）除圖示器材外，下列器材中，必需的一組是（只有一個選項符合要求，填選項前的符號）

A.直流電源及導(dǎo)線、天平及祛碼

B.直流電源及導(dǎo)線、刻度尺

C.交流電源（220V,50Hz）及導(dǎo)線、天平及祛碼

D.交流電源（220V,50Hz）及導(dǎo)線、刻度尺圖

（2）下圖中的紙帶是實驗過程中打點計時器打出的一條紙帶。打點計時器打下。點（中未標出）時，重錘

開始下落，。、b、。是打點計時器連續(xù)打下的3個點。刻度尺的刻線與。點對齊，b、c三個點所對刻度

如圖所示。打點計時器在打出b點時錘下落的高度hb=cm,下落的速度為%=m/s

（計算結(jié)果保留3位效數(shù)字）。

）fJf（

^TnTpfnpTTTnTnjnnTnnpnTTTTnpThTnnpmTnnjnnnnTpTTTpTnpTT4TTTTpmTnnj^

,51617181920212223242,

（3）某同學(xué)用上述方法測出各計數(shù)點到。點的距離人算出對應(yīng)的速度平方并作出/圖像，設(shè)當?shù)?/p>

重力加速度為g。下列說法正確的是o（填選項前的符號）

A.\^一力圖像一定過原點

B.若聲一力圖像是一條過原點的直線，則機械能一定守恒

C.若聲一力圖像是一條過原點的直線，則斜率等于g

D.若聲一力圖像是一條過原點的直線，則斜率略小于2g

【答案】D19.40（19.38~19.42）1.94（1.93~1.95）AD

【解析】（I）[I]電磁打點計時器需要的電源是交流電源；打點的時間間隔是0.02s,不需要秒表；驗證機械

能守恒定律的實驗可以不用測量重物的質(zhì)量，可以不要天平；測量長度要用到米尺。

故選D。

（2）[2]由圖可知，打點計時器在打出〃點時錘下落的高度版為19.40cm。

[3]用°、c兩點的平均速度代表b點的瞬時速度有

切一(23.45-15.70)x1。-…叱

vb--%-一--%

2T0.02x2

（3）⑷若機械能守恒則有

整理后有

v2=2gh

則若機械能守恒則逐一人的圖像是一條過原點，且斜率為2g的直線，但由于有空氣阻力以及紙帶和限位孔

之間有摩擦等，導(dǎo)致有實驗誤差，則該直線過原點，但斜率略小于2g。

故選ADo

14.某同學(xué)要測量舊手機內(nèi)鋰電池的電動勢和內(nèi)電阻?，F(xiàn)有如下實驗器材：

①鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V,允許最大放電電流為500mA）

②電壓表V（量程0~2V,內(nèi)阻為2.0kQJ

③電流表A（量程0~0.5A,內(nèi)阻約為0.5C）

④滑動變阻器用（0?20。，額定電流5A）

⑤滑動變阻器R?（0~1000C，額定電流1A）

⑥定值電阻段=500C

⑦定值電阻叫=2000。

⑧開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）他設(shè)計了電路圖如圖甲所示。為了能準確地進行測量，方便操作。實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是,

定值電阻是。（在空格內(nèi)填寫序號）

（2）該同學(xué)連接好電路后，通過改變滑動變阻器觸頭位置.，記錄下多組電壓表V和電流表A的示數(shù)U和/。

并作出U—/圖像，如圖乙所示。則該實驗中被測電源的電動勢石=V；內(nèi)阻r=。。（結(jié)果

保留三位有效數(shù)字）

UN

1.80

0

（3）該實驗中因電壓表和電流表的內(nèi)阻影響，造成實驗中被測電動勢的測量值與真實值相比，測量值

真實值。（填“大于”、“等于”或“小于”）

【答案】④⑦3.606.00小于

【解析】（1）[1]舊手機內(nèi)鋰電池的內(nèi)電阻較小，為了讓外電壓有明顯變化和方便實驗操作，則滑動變阻器

的總阻值盡量小點，故選④滑動變阻器R；

⑵電壓表V的量程2V且內(nèi)阻已知，而鋰電池的電動勢約為3.7V,則電壓表的量程夠，可串電阻改成大量

程的電壓表，有

2V

人=丁而（&+叫）=2.5V

2V

%=訴（凡+凡）=4V

2k。

故用電阻凡后的量程4V較合適，故定值電阻選⑦6=2000。；

（2）[3]⑷電壓表的量程改為原來的2倍，根據(jù)全電路的歐姆定律有

2U=E-Ir

則可得

Er.

U=------1

22

故有U-/圖像的斜率和縱截距可得

-3

220.60

解得

E=3.60V,r=6.00Q

（3）[5]本實驗采用伏安法的電流表內(nèi)接法測電源的電動勢和內(nèi)阻,因電壓表分流導(dǎo)致電流表測干路電流偏

小，作出測量圖像和真實圖像，如圖所示

15.如圖所示，質(zhì)量町=5.0kg的物體A靜止在水平面上，物體A與水平面間的動摩擦因數(shù)4=。?5,與

物體A的距離為“=2.5m處靜止著一質(zhì)量丐=17.5kg的物體B。從某時刻開始，給物體A施加一水平

向右、大小為尸=50.0N的恒力，使物體A由靜止開始做勻加速直線運動。之后與物體B發(fā)生正碰(碰撞

前的瞬間撤去恒力)，碰撞時間極短，碰撞后物體A被反彈，物體B沿水平面向右滑動x=0.5m后停止運

動，最終物體A、B相距s=0.9m。重力加速度g取lOm/sz,求：

⑴與物體B碰撞前、后的瞬間，物體A的速度大小；

(2)碰撞后的瞬間，物體B的速度大小；

(3)物體B與水平面間的動摩擦因數(shù)。

【答案】(l)5m/s,2m/s；(2)2m/s；(3)0.4

【解析】(1)由題意可知，物體A碰前向右做勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得

5-=5m/s2

q

町

其中

F.=必班g

由運動學(xué)公式可得，物體A碰前的速度為

匕=12%%=5m/s

物體A與物體B碰后，物體A反彈向左做勻減速直線運動，由牛頓第二定律可得

=旦=〃6=5曲

町

由運動學(xué)公式可得，物體A碰后的速度為

\\=42a2（s-x）=2m/s

(2)規(guī)定向右為正方向，對于物體A與物體B的碰撞過程，由動量守恒定律可得

相］匕=一犯匕'+〃與均

解得，碰撞后物體B的速度為

v2=2m/s

(3)碰撞后，物體B向右做勻減速直線運列，由牛頓第二定律可得

片2

%==4m/s

2x

又

42g

in.

解得

ju2=0.4

16.在一起交通事故中，貨車司機急剎車，車輪抱死后貨車沿直線撞向護墻后立即停止運動置于車廂中點

的一個小工具盒B(可視為質(zhì)點)在車停止運動前一直與車一起以相同的速度運動，車停止運動后開始相對

車廂底板向前滑動，撞到車廂前擋板后反彈B與車廂擋板碰撞無機械能損失，B最終停在車廂尾部邊緣。

警察斯查現(xiàn)場時測得車廂長GlOOm,查到汽車輪胎與地面之間的動摩擦因數(shù)為〃產(chǎn)0.7；警察根據(jù)路面留下

的擦痕測出車輪抱死后貨車運動的距離&=3.5m,為了測量B與車廂底板之間的動摩擦因數(shù)，警察用一根橡

筋吊起B(yǎng),平衡時橡筋伸長K=10.0cm,用該橡筋在車廂底板上水平緩慢拉動小盒，橡筋伸長為X2=8.0cm。

若橡筋產(chǎn)生的彈力大小與其伸長量成正比。取g=10m/s2,求：

(1)小盒與車廂之間的動摩擦因數(shù)4；

(2)輪胎抱死時車的速度大小。

護墻車頭

【答案】（1）0.80；（2）17m/s

【解析】（1）設(shè)小盒質(zhì)量為機，橡筋勁度系數(shù)為鼠則

kX[-mg

kx2=

聯(lián)立可解得

〃=0.80

（2）車停止運動前，由牛頓第二定律可得

4(M+m)g=(M+tn)a

設(shè)到護墻時的速度為也，則

對小盒，據(jù)動能定理可得

-//1wg(-L+L)=0--mv；

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得%-17m/s。

17.如圖甲，豎直平行放置的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌。、b（不計電阻），間距L=lm,導(dǎo)軌上端產(chǎn)、。兩

點間（尸、。連線水平）通過導(dǎo)線接有一阻值R=l。的定值電阻和電容為C=9F的電容器，正方形PQNM

區(qū)域及CD下方區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌平面向里的磁場，邊界MN與。。的間距為/?=2.2m,CO下方區(qū)域磁

場的磁感應(yīng)強度為穌=仃。質(zhì)量加=lkg、長也為L=lm、電阻不計的勻質(zhì)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接

觸良好，開始時僅閉合S-給導(dǎo)體棒一個合適的初速度%,讓其從磁場上邊界尸。連線處下落并開始計時,

導(dǎo)體標正好在PQW區(qū)域做勻速運動，PQNMI乂域磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖像如圖乙所示。乙時

刻，導(dǎo)體棒正好到達磁場的下邊界MN處，弓時刻到達。。處，運動過程中電容器始終未被擊穿,

g=10m/s2o求：

(1)導(dǎo)體棒在PQNM區(qū)域勻速運動的速度%和導(dǎo)體棒到達CO處的時刻馬；

(2)。時間內(nèi)回路生成的電能以及。?時間內(nèi)通過定值電阻R的電荷量4：

(3)若匕時刻后在導(dǎo)體棒上施加一大小為*N、方向豎直向上的外力為卜，導(dǎo)體棒運動至CO時撤去外

力，并斷開S1,閉合S2,試分析導(dǎo)體棒的運動狀態(tài)及從進入CD時刻起經(jīng)過1s電容器中儲存的能量。

圖甲

【答窠】(I)10m/s,0.3s：(2)5J，2C；(3)導(dǎo)體棒豎直向下做勻加速直線運動，4.5J

【解析】(1)0?％時間內(nèi)導(dǎo)體棒以速度％勻速下落，由法拉第電磁感應(yīng)定律有

E=B\L”

由閉合電路歐姆定律有

/一

R

導(dǎo)體棒所受安培力

F=BJL

由二力平衡可得

F-mg

代入4=IT解得

%=10m/s

由勻速運動規(guī)律有

八=—=0.1s

%

設(shè)加=G-小導(dǎo)體棒離開磁場后做勻加速直線運動有

〃=%Ar+gg(2V)2

代入數(shù)據(jù)解得

ZV=0.2s（另一解不合題意，舍去）

則

t2=0.3s

（2居~，2的運動過程中，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

感4

由圖乙可知

-B12-1_y__

——L=——T/s=5T/zs

Af-

r2-r,0.2//

則

35V

由閉合電路歐姆定律有

/速=-^-=5A

?R

的運動過程中，回路生成的電能

2=E^Ar=5J

由法拉第電磁感應(yīng)定律有

后1

Ar

0~4時間內(nèi)回路的磁通量的變化量為

AO),=BAS=

4~，2時間內(nèi)回路的磁通量的變化量為

22

A<I)2=ABXL=(B2-B1)L

0~4時間內(nèi)問路的磁通量的變化量

△①=AR+△①

代入己知條件得

Ad)=2Wb

由閉合電路歐姆定律有

由電沆的定義式有

(3)4時間后對導(dǎo)體棒由牛頓第二定律有

設(shè)導(dǎo)體棒運動至CO處時速度為叭對■導(dǎo)體棒從MN運動至。。的過程，由運動學(xué)公式有廿一喏=2必

則導(dǎo)體棒運動到8處時速度恰好為0,導(dǎo)棒的運動時間為

=工=0.44s

kd

故導(dǎo)體棒運動到CO處時，PQNM區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度已停止變化，導(dǎo)體棒通過CO后僅在重力和因動

生電動勢產(chǎn)生的安培力作用下運動，由牛頓第二定律得

mg—B(>iL=maf

效

A/

%=CAt7

△U=

聯(lián).立解得

加速度為恒量，所以導(dǎo)體棒豎直向下做勻加速直線運動，導(dǎo)體棒在CO處的速度為u=0,1s時間內(nèi)導(dǎo)體棒

運動的距離

3=—=0.5m

2

重力做的功

W=mgs=5J

導(dǎo)體棕的動能

線=駟4，）2=0.51

則1s時間內(nèi)電容器中儲存的能量為

Q=W-Ek=4.5J

（二）選考題：共15分。請考生從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分。

184物理——選修3-3］（15分）

（1）中午時車胎內(nèi)氣體（視為理想氣體）的溫度高于清晨時的溫度，若不考慮車胎體積的變化，則與清晨

相比，中午時車胎內(nèi)氣體分子的平均動能,車胎內(nèi)氣體分子在單位時間內(nèi)對車胎內(nèi)壁單位面積

的碰撞次數(shù)___________o（均選填“增大”、"減小”或"不變

【答案】增大增大

【解析】［1］當車胎內(nèi)氣體的溫度升高時，車胎內(nèi)氣體分子的平均動能增大。

⑵在分子數(shù)和體積不變的情況下，由于氣體分了的平均速率變大，氣體分子在單位時間內(nèi)對車胎內(nèi)壁單位

面積的碰撞次數(shù)增大。

（2）近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，距離地球12.5光年的位置有一顆類地行星——帶加登。星。它的地表有遼闊的

湖面，不過湖里不是液態(tài)的水，而是液態(tài)二氧化碳。假設(shè)該液態(tài)二氧化碳的密度為L2xl（）3kg/m3,湖面下

方2.0m的壓強為5.0xl（）6pa、下方5.0m處的壓強為7.7xl（）6pa。求：

（1）該行星表面的重力加速度九的大?。?/p>

（2）假設(shè)在該行星表面有一個開口向下、豎直靜止放置的導(dǎo)熱良好的均勻氣缸，氣缸深為40.0cm。其中

活塞橫截面積為25cm2,活塞質(zhì)量可忽略不計.當活塞下面懸掛一個質(zhì)量為400.0g的重物時，活塞恰好位

于氣缸口處；取下重物，將氣缸緩慢旋轉(zhuǎn)到豎直開口向上，然后把相同的重物放在活塞上，待穩(wěn)定后，活

塞到氣缸口的距離是多少.假設(shè)行星表面處的氣溫不變。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

【答案】（1）750m/s2：（2）21.8cm

【解析】（1）湖面下方2.0m的壓強為

Pi=Po+Pgc九

下方5.0m處的壓強為

〃2=Po+Pg也

代入數(shù)據(jù)解得

26

gc=750m/sp0=3.2xl0Pa

（2）氣缸開口向下時，有

/=%一些=3.2、1。6-幽變字=2.。><15

V=