2020-2021学年高考理综(物理)模拟试题及答案解析一

2020-2021学年高考理综(物理)模拟试题及答案解析一

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理） 模拟试卷 二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有一项 符合题目要求，第 19～21 题有多项符合题目要求．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有 选错的得 0 分． 1．下列叙述正确的是（ ） A．力、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位牛顿、米和秒就是基本单位 B．伽利略用 “月﹣地检验 ”证实了万有引力定律的正确性 C．法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点 D．牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量 2．如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置， M、N 为板间同一电场线上的 两点．一带电粒子（不计重力）以速度 vM 经过 M 点向下运动，一段时间后返回，以速度 vN 经过 N 点向上运动，全过程未与下板接触，则（ ） A．粒子一定带正电 B．电场线方向一定竖直向上 C． M 点的电势一定比 N 点的高 D．粒子在 N 点的电势能一定比在 M 点的大 3．闭合回路由电阻 R 与导线组成，其内部磁场大小按 B﹣t 图变化，方向如图，则回路中（ ） A．电流方向为顺时针方向 B．电流强度越来越大 C．磁通量的变化率恒定不变 D．产生的感应电动势越来越大 4．如图甲，匝数 n=2 的金属线圈（电阻不计）围成的面积为 10cm2 ，线圈与 R=2Ω的电阻连接， 置于竖直向上、均匀分布的磁场中．磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为 B． B﹣t 关系如图乙， 规定感应电流 i 从 a 经过 R 到 b 的方向为正方向．忽略线圈的自感影响．则下列 i﹣t 关系图正确 的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A． B． C． D． 5．如图所示， 一根细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q 上， Q 放在带小孔 （小 孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆） ．现使小球改到一个更高 一些的水平面上做匀速圆周运动（图中 P′位置） ，两次金属块 Q 都静止在桌面上的同一点，则后 一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ） A． Q 受到桌面的静摩擦力变大 B．小球 P 运动的角速度变小 C．细线所受的拉力变小 D．Q 受到桌面的支持力变大 6．2014 年 5 月 10 日天文爱好者迎来了 “土星冲日 ”的美丽天象． “土星冲日 ”是指土星和太阳正好 分处地球的两侧，三者几乎成一条直线．该天象每 378 天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方 向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息 可求出（ ） A．土星质量 B．地球质量 C．土星公转周期 D．土星和地球绕太阳公转速度之比 7．如图 xoy 平面为光滑水平面，现有一长为 d 宽为 L 的线框 MNPQ在外力 F 作用下，沿正 x 轴方 向以速度 v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度 B=B0cos x（式中 B0 为已知 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为 R0， t=0 时刻 NN 边恰好在 y 轴处，则 下列说法正确的是（ ） A．外力 F 为恒力 B． t=0 时，外力大小 F= C．通过线圈的瞬时电流 I= D．经过 t= ，线圈中产生的电热 Q= 8．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为 k，一端固定在倾角为 θ的斜面底端，另一 端与物块 A 连接；两物块 A、 B 质量均为 m，初始时均静止．现用平行于斜面向上的力 F 拉动物 块 B，使 B 做加速度为 a 的匀加速运动， A、B 两物块在开始一段时间内的 υ﹣t 关系分别对应图乙 中 A、B 图线 （t1 时刻 A、B 的图线相切， t2 时刻对应 A 图线的最高点） ，重力加速度为 g，则 （ ） A． t2 时刻，弹簧形变量为 0 B． t1 时刻，弹簧形变量为 C．从开始到 t2 时刻，拉力 F 逐渐增大 D．从开始到 t1 时刻，拉力 F 做的功比弹簧弹力做的功少 三、本卷包括必考题和选考题两部分．第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考生都应作答．第 33 题～第 40 题为选考题，考生根据要求作答．须用黑色签字笔在答题卡上规定的区域书写作答， 在试题卷上作答无效． （一）必考题（共 11 题，计 129 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 9．某同学利用如图（甲）所示的装置，探究弹簧弹力 F与伸长量 △ l 的关系，由实验绘出 F 与 △l 的关系图线如图（乙）所示，该弹簧劲度系数为 N/m． 10．某同学用如图（甲）所示的装置验证 “力的平行四边形定则 ”．用一木板竖直放在铁架台和轻 弹簧所在平面后．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容： ①如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O； ②卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧称将轻弹簧末端拉到同一位置 O，记录细绳 套 AO、BO 的 及两弹簧称相应的读数．图乙中 B 弹簧称的读数为 N； ③该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力 FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出 FA、 FB 的 合力 F′； ④已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力 F 如图丙所示，观察比较 F 和 F′，得出结论． 11．为测量一阻值约为 21Ω的电阻，可供选择的器材如下： 电流表 A1（量程 300mA，内阻约为 2Ω）； 电流表 A2（量程 l50mA，内阻约为 10Ω）； 电压表 V1（量程 lV，内阻 r=1000Ω）； 电压表 V2（量程 l5V，内阻约为 3000Ω）； 定值电阻 R0=1000Ω； 滑动变阻器 R1（最大阻值 5Ω）； 滑动变阻器 R2（最大阻值 l000Ω）； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 电源 E（电动势约为 4V，内阻 r 约为 1Ω）； 开关，导线若干． 为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的 ，电压表应选 ，电流表 应选 ，滑动变阻器应选 ．（均填器材代号） 根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图． 12．如图所示，在光滑的水平地面上，相距 L=10m 的 A、 B 两个小球均以 v0=10m/s 向右运动，随 后两球相继滑上倾角为 30°的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取 g=10m/s2．求： A 球滑 上斜坡后经过多长时间两球相遇． 13．如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点 O、半径为 R0 的圆形区域 Ⅰ内有方向垂直 xoy 平面向里的匀强磁场．一束质量为 m、电量为 q、动能为 E0 的带正电粒子从坐标为（ 0、R0） 的 A 点沿 y 负方向射入磁场区域 Ⅰ，粒子全部经过 x 轴上的 P 点，方向沿 x 轴正方向．当在环形 区域 Ⅱ加上方向垂直于 xoy 平面的匀强磁场时，上述粒子仍从 A 点沿 y 轴负方向射入区域 Ⅰ ，粒 子经过区域 Ⅱ后从 Q 点第 2 次射入区域 Ⅰ ，已知 OQ与 x 轴正方向成 60°．不计重力和粒子间的相 互作用．求： （1）区域 Ⅰ中磁感应强度 B1 的大小； （2）若要使所有的粒子均约束在区域内，则环形区域 Ⅱ中 B2 的大小、方向及环形半径 R 至少为 大； （3）粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过 A 点的运动周期． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 二.选修 3-3 14．下列说法正确的是（ ） A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢 B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力增大，斥力减小 C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 D．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 E．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 15．如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为 10kg，横截面积 50cm2 ，厚度不计．当温度 为 27℃ 时，活塞封闭的气柱长 10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的 缺口与大气相通． g 取 10m/s2 ，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变 ①将气缸倒过来放置，若温度上升到 127℃，此时气柱的长度为 20cm，求大气压强． ②分析说明上述过程气体是吸热还是放热． （选修 3-4 ） 16． 两列简谐横波的振幅都是 20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为 2Hz，沿 x 轴正方向 传播，虚线波沿 x 轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（ ） A．在相遇区域会发生干涉现象 B．实线波和虚线波的频率之比为 3：2 C．平衡位置为 x=6m 处的质点此刻速度为零 D．平衡位置为 x=8.5m 处的质点此刻位移 y＞ 20cm & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ E．从图示时刻起再经过 0.25s，平衡位置为 x=5m 处的质点的位移 y＜0 17．如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为 n= ，下表面镶有银反射面，一束单色光与界 面的夹角 θ═45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距 h=2.0cm 的光点 A 和 B．（图中未画出 A，B）． ①请在图中画出光路示意图； ②求玻璃砖的厚度 d． （选修 3-5 ）： 18．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物 理学史实的是（ ） A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说 C．卢瑟福通过对 α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型 D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的 E．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性 19．如图所示，一质量为 M、长为 l 的长方形木板 B 放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量 为 m 的小木块 A，m＜M．现以地面为参照系， 给 A 和 B 以大小相等、 方向相反的初速度 （如图） ， 使 A 开始向左运动、 B 开始向右运动，但最后 A 刚好没有滑离 B 板，以地为参照系． （1）若已知 A 和 B 的初速度大小为 v0，求它们最后的速度的大小和方向； （2）若初速度的大小未知，求小木块 A 向左运动到达的最远处（从地面上看）离出发点的距离． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 参考答案与试题解析 二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有一项 符合题目要求，第 19～21 题有多项符合题目要求．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有 选错的得 0 分． 1．下列叙述正确的是（ ） A．力、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位牛顿、米和秒就是基本单位 B．伽利略用 “月﹣地检验 ”证实了万有引力定律的正确性 C．法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点 D．牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量 【考点】物理学史． 【分析】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为 m、kg、 s，牛顿用 “月﹣地 “检验法验证了牛顿定律的正确性．再结合法拉第和牛顿的贡献进行答题． 【解答】解： A、 “力”不是基本物理量， “牛顿 ”也不是力学中的基本单位，故 A 错误； B、牛顿用 “月﹣地 “检验法验证了万有引力定律的正确性，故 B 错误； C、法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点，故 C正确； D、牛顿发现了万有引力定律，但没有给出引力常量，故 D 错误． 故选： C． 2．如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置， M、N 为板间同一电场线上的 两点．一带电粒子（不计重力）以速度 vM 经过 M 点向下运动，一段时间后返回，以速度 vN 经过 N 点向上运动，全过程未与下板接触，则（ ） A．粒子一定带正电 B．电场线方向一定竖直向上 C． M 点的电势一定比 N 点的高 D．粒子在 N 点的电势能一定比在 M 点的大 【考点】电势能；电势． 【分析】由粒子的运动情景可得出粒子受到的电场力的方向，由电场力做功的性质可得出电势能 及动能的变化． 【解答】解： A、 B、C：于带电粒子未与下板接触，可知粒子向下做的是减速运动，故电场力向 上；因粒子的电性与电场的方向都不知道，所以两个都不能判定．故 A 错误， B 错误， C 错误； D：粒子由 M 到 N 电场力做负功，动能减少，电势能增加，故 M 点的电势能小于 N 点的电势能， 故 D 正确． 故选： D 3．闭合回路由电阻 R 与导线组成，其内部磁场大小按 B﹣t 图变化，方向如图，则回路中（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．电流方向为顺时针方向 B．电流强度越来越大 C．磁通量的变化率恒定不变 D．产生的感应电动势越来越大 【考点】法拉第电磁感应定律；影响感应电动势大小的因素；楞次定律． 【分析】由 B﹣ t 图象可知磁感应强度的变化情况，则由磁通量的定义可知磁通量的变化率；再由 楞次定律可判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势． 【解答】解：由图象可知，磁感应随时间均匀增大，则由 ?=BS可知，磁通量随时间均匀增加，故 其变化率恒定不变，故 C正确； 由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故 A 正确； 由法拉第电磁感应定律可知， E= = S，故感应电动势保持不变，电流强度不变，故 BD 均 错； 故选 AC． 4．如图甲，匝数 n=2 的金属线圈（电阻不计）围成的面积为 10cm2 ，线圈与 R=2Ω的电阻连接， 置于竖直向上、均匀分布的磁场中．磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为 B． B﹣t 关系如图乙， 规定感应电流 i 从 a 经过 R 到 b 的方向为正方向．忽略线圈的自感影响．则下列 i﹣t 关系图正确 的是（ ） A． B． C． D． 【考点】楞次定律． 【分析】由右图可知 B 的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法 拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解答】解：由图可知， 0﹣2s 内，线圈中磁通量的变化率相同，故 0﹣2s 内电流的方向相同， 由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向； 同理可知， 2﹣5s 内电路中的电流为逆时针，为负方向， 由 E= 可得 E=S ，则知 0﹣2s 内电路中产生的感应电动势大小为： E1=2× =3×10﹣6V， 则电流大小为： I1= = A=1.5×10﹣6A； 同理 2s﹣5s 内， I2=1.5×10﹣6A．故 B 正确， ACD错误． 故选： B． 5．如图所示， 一根细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q 上， Q 放在带小孔 （小 孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆） ．现使小球改到一个更高 一些的水平面上做匀速圆周运动（图中 P′位置） ，两次金属块 Q 都静止在桌面上的同一点，则后 一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ） A． Q 受到桌面的静摩擦力变大 B．小球 P 运动的角速度变小 C．细线所受的拉力变小 D．Q 受到桌面的支持力变大 【考点】向心力． 【分析】金属块 Q 保持在桌面上静止，根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化．以 P 为研 究对象，根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化，判断 Q 受到桌面的静摩擦力的变化．由向心 力知识得出小球 P 运动的角速度、加速度与细线与竖直方向夹角的关系，再判断其变化 【解答】解：设细线与竖直方向的夹角为 θ，细线的拉力大小为 T，细线的长度为 L． P 球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有： T= ，mgtanθ=mω2Lsinθ， 得角速度 ω= ，使小球改到一个更高的水平面上作匀速圆周运动时， θ增大， cosθ减小，则得到细线拉力 T 增大，角速度 ω增大．故 B、C 错误． 对 Q 球，由平衡条件得知， Q 受到桌面的静摩擦力等于细线的拉力大小， Q 受到桌面的支持力等 于重力，则静摩擦力变大， Q 所受的支持力不变，故 A 正确， D 错误； 故选： A． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 6．2014 年 5 月 10 日天文爱好者迎来了 “土星冲日 ”的美丽天象． “土星冲日 ”是指土星和太阳正好 分处地球的两侧，三者几乎成一条直线．该天象每 378 天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方 向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息 可求出（ ） A．土星质量 B．地球质量 C．土星公转周期 D．土星和地球绕太阳公转速度之比 【考点】万有引力定律及其应用；开普勒定律． 【分析】地球和土星均绕太阳做圆周运动，靠万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和圆周运 动的运动公式列式分析可以求解的物理量． 【解答】解： A、 B、行星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程后，行星的质量 会约去，故无法求解行星的质量，故 AB均错误； C、“土星冲日 ”天象每 378 天发生一次， 即每经过 378 天地球多转动一圈， 根据 （ ﹣ ） t=2π可以求解土星公转周期，故 C 正确； D、知道土星和地球绕太阳的公转周期之比， 根据开普勒第三定律， 可以求解转动半径之比， 根据 v= 可以进一步求解土星和地球绕太阳公转速度之比，故 D 正确； 故选： CD． 7．如图 xoy 平面为光滑水平面，现有一长为 d 宽为 L 的线框 MNPQ在外力 F 作用下，沿正 x 轴方 向以速度 v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度 B=B0cos x（式中 B0 为已知 量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为 R0， t=0 时刻 NN 边恰好在 y 轴处，则 下列说法正确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．外力 F 为恒力 B． t=0 时，外力大小 F= C．通过线圈的瞬时电流 I= D．经过 t= ，线圈中产生的电热 Q= 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势． 【分析】由题意明确感应电动势的规律，根据导体切割磁感线规律和交流电有效值的计算方法可 求得电流及热量． 【解答】解： A、由于磁场是变化的，故切割产生的感应电动势也为变值，安培力也会变力；故要 保持其匀速运动，外力 F不能为恒力，故 A 错误； B、 t=0 时，左右两边的磁感应强度均为 B0，方向相反，则感应电动势 E=2B0LV，拉力等于安培力 即 F=2B0IL= ，故 B 错误； C、由于两边正好相隔半个周期，故产生的电动势方向相同，经过的位移为 vt；瞬时电动势 E=2B0Lvcos ，瞬时电流 I= ，故 C正确； D、由于瞬时电流成余弦规律变化，故可知感应电流的有效值 I= ，故产生的电热 Q=I2Rt= ，故 D 正确； 故选： CD． 8．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为 k，一端固定在倾角为 θ的斜面底端，另一 端与物块 A 连接；两物块 A、 B 质量均为 m，初始时均静止．现用平行于斜面向上的力 F 拉动物 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 块 B，使 B 做加速度为 a 的匀加速运动， A、B 两物块在开始一段时间内的 υ﹣t 关系分别对应图乙 中 A、B 图线 （t1 时刻 A、B 的图线相切， t2 时刻对应 A 图线的最高点） ，重力加速度为 g，则 （ ） A． t2 时刻，弹簧形变量为 0 B． t1 时刻，弹簧形变量为 C．从开始到 t2 时刻，拉力 F 逐渐增大 D．从开始到 t1 时刻，拉力 F 做的功比弹簧弹力做的功少 【考点】胡克定律；功能关系． 【分析】刚开始 AB 静止，则 F 弹=2mgsinθ，外力施加的瞬间，对 A 根据牛顿第二定律列式即可求 解 AB 间的弹力大小，由图知， t2 时刻 A 的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律 可以求出弹簧形变量， t1 时刻 A、B 开始分离，对 A 根据牛顿第二定律求出 t1 时刻弹簧的形变量， 并由牛顿第二定律分析拉力的变化情况．根据弹力等于重力沿斜面的分量求出初始位置的弹簧形 变量，再根据求出弹性势能，从而求出弹簧释放的弹性势能，根据动能定理求出拉力做的功，从 而求出从开始到 t1 时刻，拉力 F 做的功和弹簧释放的势能的关系． 【解答】解： A、由图知， t2 时刻 A 的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得： mgsinθ=kx， 则得： x= ，故 A 错误； B、由图读出， t1 时刻 A、 B开始分离，对 A根据牛顿第二定律： kx﹣mgsinθ=ma，则 x= ，故 B 正确． C、从开始到 t1 时刻， 对 AB 整体， 根据牛顿第二定律得： F+kx﹣2mgsin θ=2ma，得 F=2mgsinθ+2ma ﹣kx，x 减小，F 增大； t1 时刻到 t2 时刻， 对 B，由牛顿第二定律得： F﹣mgsinθ=ma，得 F=mgsinθ+ma， 可知 F 不变，故 C错误． D、由上知： t1 时刻 A、B 开始分离 ⋯① & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 开始时有： 2mgsinθ=kx0 ⋯② 从开始到 t1时刻，弹簧释放的势能 Ep= ﹣ ⋯③ 从开始到 t1时刻的过程中，根据动能定理得： WF+Ep﹣ 2mgsinθ（x0﹣x） = ⋯④ 2a（x0﹣x）=v1 2 ⋯⑤ 由 ①②③④⑤ 解得： WF﹣ Ep=﹣ ，所以拉力 F 做的功比弹簧释放的势能少， 故 D 正确． 故选： BD 三、本卷包括必考题和选考题两部分．第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考生都应作答．第 33 题～第 40 题为选考题，考生根据要求作答．须用黑色签字笔在答题卡上规定的区域书写作答， 在试题卷上作答无效． （一）必考题（共 11 题，计 129 分） 9．某同学利用如图（甲）所示的装置，探究弹簧弹力 F与伸长量 △ l 的关系，由实验绘出 F 与 △l 的关系图线如图（乙）所示，该弹簧劲度系数为 125 N/m． 【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系． 【分析】由胡克定律可知，弹簧的弹力 F 与弹簧的伸长量 △l 成正比，根据图象可以求出弹簧的劲 度系数． 【解答】解：弹簧的 F﹣△l 图象的斜率是弹簧的劲度系数， 由图象可知，弹簧的劲度系数： k= = =125N/m； 故答案为： 125． 10．某同学用如图（甲）所示的装置验证 “力的平行四边形定则 ”．用一木板竖直放在铁架台和轻 弹簧所在平面后．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ ①如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O； ②卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧称将轻弹簧末端拉到同一位置 O，记录细绳 套 AO、BO 的 方向 及两弹簧称相应的读数．图乙中 B 弹簧称的读数为 11.40 N； ③该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力 FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出 FA、 FB 的 合力 F′； ④已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力 F 如图丙所示，观察比较 F 和 F′，得出结论． 【考点】验证力的平行四边形定则． 【分析】本实验的目的是要验证平行四边形定则，故应通过平行四边形得出合力再与真实的合力 进行比较，理解实验的原理即可解答本题，弹簧秤读数时要注意估读． 【解答】解：根据验证平行四边形定则的实验原理要记录细绳套 AO、BO的方向和拉力大小，拉 力大小由弹簧秤读出，分度值为 0.1N，估读一位： 11.40N 作图如下： 故答案为：方向； 11.40 11．为测量一阻值约为 21Ω的电阻，可供选择的器材如下： 电流表 A1（量程 300mA，内阻约为 2Ω）； 电流表 A2（量程 l50mA，内阻约为 10Ω）； 电压表 V1（量程 lV，内阻 r=1000Ω）； 电压表 V2（量程 l5V，内阻约为 3000Ω）； 定值电阻 R0=1000Ω； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 滑动变阻器 R1（最大阻值 5Ω）； 滑动变阻器 R2（最大阻值 l000Ω）； 电源 E（电动势约为 4V，内阻 r 约为 1Ω）； 开关，导线若干． 为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的 ，电压表应选 V1 ，电流表应选 A2 ，滑动变阻器应选 R1 ．（均填器材代号） 根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图． 【考点】伏安法测电阻． 【分析】根据电源电动势选择电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的 前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器； 为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表 内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图． 【解答】解：电源电动势为 4V，直接使用电压表 V1 量程太小， 为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的 ，使用电压表 V2 量程又太大， 可以把电压表 V1与定值电阻 R0 串联，增大其量程进行实验，故电压表选择 V1， 待测电阻两端的电压不能超过 2V，最大电流不超过 100mA，所以电流表选 A2， 待测电阻的电压从零开始可以连续调节， 变阻器采用分压式接法， 为保证电路安全方便实验操作， 滑动变阻器应选 R1． 为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，由于待测电阻阻值接 近电流表内阻，所以采用电流表外接法． 如图所示： 故答案为： V1，A2，R1．电路图如图所示 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 12．如图所示，在光滑的水平地面上，相距 L=10m 的 A、 B 两个小球均以 v0=10m/s 向右运动，随 后两球相继滑上倾角为 30°的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取 g=10m/s2．求： A 球滑 上斜坡后经过多长时间两球相遇． 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 【分析】物体 A 到达斜面后做减速运动，利用牛顿第二定律求的加速度，求从物体 A到达斜面到 物体 B 到达斜面时所需时间，再利用通过运动学公式及牛顿第二定律即可求得相遇时间 【解答】解：设 A 球滑上斜坡后经过 t1时间 B 球再滑上斜坡，则有： A 球滑上斜坡后加速度 ，设此时 A 球向上运动的位移为 x，则 ， 此时 A 球速度 B 球滑上斜坡时，加速度与 A 相同，以 A 为参考系， B 相对于 A 以 做匀速运动，设再经过时间 t2 它们相遇，有： ， 则相遇时间 t=t1+t2=2.5s 答： A 球滑上斜坡后经过 2.5s 两球相遇． 13．如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点 O、半径为 R0 的圆形区域 Ⅰ内有方向垂直 xoy 平面向里的匀强磁场．一束质量为 m、电量为 q、动能为 E0 的带正电粒子从坐标为（ 0、R0） 的 A 点沿 y 负方向射入磁场区域 Ⅰ，粒子全部经过 x 轴上的 P 点，方向沿 x 轴正方向．当在环形 区域 Ⅱ加上方向垂直于 xoy 平面的匀强磁场时，上述粒子仍从 A 点沿 y 轴负方向射入区域 Ⅰ ，粒 子经过区域 Ⅱ后从 Q 点第 2 次射入区域 Ⅰ ，已知 OQ与 x 轴正方向成 60°．不计重力和粒子间的相 互作用．求： （1）区域 Ⅰ中磁感应强度 B1 的大小； （2）若要使所有的粒子均约束在区域内，则环形区域 Ⅱ中 B2 的大小、方向及环形半径 R 至少为 大； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （3）粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过 A 点的运动周期． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动． 【分析】 （1）粒子进入磁场 Ⅰ做圆周运动，由几何关系求出轨迹半径，由牛顿第二定律求解磁感 应强度 B1 的大小； （2）在环形区域 Ⅱ中，当粒子的运动轨迹与外圆相切，画出轨迹，由几何关系求解轨迹半径，再 求解 B2 的大小． （3）根据粒子运动的轨迹所对应的圆心角，再求解运动周期． 【解答】解： （1）设在区域 Ⅰ内轨迹圆半径为 r1=R0； r 1= 所以 （2）设粒子在区域 Ⅱ中的轨迹圆半径为 r2，部分轨迹如图， 由几何关系知： ， ， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 所以 ， 方向与 B1 相反，即垂直 xoy 平面向外； 由几何关系得： R=2r2+r2=3r2， 即 （3）轨迹从 A 点到 Q 点对应圆心角 θ=90°+60°=150°，要仍从 A 点沿 y 轴负方向射入，需满足； 150n=360m，m、 n 属于自然数，即取最小整数 m=5， n=12 ，其中 代入数据得： 答： （1）区域 Ⅰ中磁感应强度 B1 的大小为 ； （2）环形区域 Ⅱ中 B2 的大小为 、方向与 B1 相反，即垂直 xoy 平面向外；环形半径 R 至少 为 R0； （3）粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过 A 点的运动周期为 ． 二.选修 3-3 14．下列说法正确的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢 B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力增大，斥力减小 C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 D．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 E．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 【考点】 * 液晶；布朗运动； *相对湿度． 【分析】空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；分子间同时存 在着引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大；液晶具有液体的流动性，同时 具有晶体的各向异性特征；液体表面存在张力是分子力的表现，表面张力产生在液体表面层，它 的方向平行于液体表面，而非与液面垂直． 【解答】解： A、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故 A 正确； B、分子间同时存在着引力和斥力， 当分子间距增加时， 分子间的引力减小， 斥力减小， 故 B 错误； C、液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故 C正确； D、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，故 D 正确； E、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离， 分子间表现为引力， 液体表面存在张力， 它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直．故 E 错误． 故选： ACD 15．如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为 10kg，横截面积 50cm2 ，厚度不计．当温度 为 27℃ 时，活塞封闭的气柱长 10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的 缺口与大气相通． g 取 10m/s2 ，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变 ①将气缸倒过来放置，若温度上升到 127℃，此时气柱的长度为 20cm，求大气压强． ②分析说明上述过程气体是吸热还是放热． 【考点】理想气体的状态方程；封闭气体压强． 【分析】 ①求出气体的状态参量，然后应用理想气体状态方程求出压强． ②应用热力学第一定律分析答题． 【解答】解： ①气缸正立时，气体压强： p1=p0+ ， 气缸倒立时，气体压强： p2=p0﹣ ， 气体温度： T1=273+27=300K， T2=273+127=400K， 气体体积： V1=10×50=500cm3 ， V2=20×50=1000cm 3 ， 由理想气体状态方程得： = ，代入数据解得： p0=1×105Pa； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ ②在整个过程中，气体体积增大，气体对外做功， W＜0， 气体温度升高，气体内能增加， △U＞0， 由热力学第一定律： △U=W+Q可知， Q=△U﹣W＞0， 则气体要吸收热量； 答：①将气缸倒过来放置，若温度上升到 127℃，此时气柱的长度为 20cm，大气压强为 1×105Pa． ②上述过程气体是吸热． （选修 3-4 ） 16． 两列简谐横波的振幅都是 20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为 2Hz，沿 x 轴正方向 传播，虚线波沿 x 轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（ ） A．在相遇区域会发生干涉现象 B．实线波和虚线波的频率之比为 3：2 C．平衡位置为 x=6m 处的质点此刻速度为零 D．平衡位置为 x=8.5m 处的质点此刻位移 y＞ 20cm E．从图示时刻起再经过 0.25s，平衡位置为 x=5m 处的质点的位移 y＜0 【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象；波的干涉和衍射现象． 【分析】在均匀介质中两列波的波速相同，由 v=λf 得：波长与频率成反比．某时刻两列波的平衡 位置正好在 x=0 处重合，两列波的平衡位置的另一重合处到 x=0 处的距离应该是两列波的波长整 数倍 【解答】解： A、两列波波速相同，波长不同，根据 v=λf，频率不同，不能干涉，故 A 错误； B、两列波波速相同，波长分别为 4m、6m，为 2：3，根据根据 v=λf，频率比为 3：2，故 B 正确； C、平衡位置为 x=6m 处的质点此刻位移为零，两列波单独引起的速度不等，相反，故合速度不为 零，故 C错误； D、平衡位置为 x=8.5m 处的质点， 两列波单独引起的位移分别为 、 ，故合位移大于振幅 A， 故 D 正确； E、传播速度大小相同．实线波的频率为 2Hz，其周期为 0.5s，由图可知：虚线波的周期为 0.75s； 从图示时刻起再经过 0.25s，实线波在平衡位置为 x=5m 处于波谷，而虚线波也处于 y 轴上方，但 不在波峰处，所以质点的位移 y＜0，故 E 正确； 故选 BDE． 17．如图所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为 n= ，下表面镶有银反射面，一束单色光与界 面的夹角 θ═45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距 h=2.0cm 的光点 A 和 B．（图中未画出 A，B）． ①请在图中画出光路示意图； ②求玻璃砖的厚度 d． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【考点】光的折射定律． 【分析】光线斜射在表面镀反射膜的平行玻璃砖，反射光线在竖直光屏上出现光点 A，而折射光 线经反射后再折射在竖直光屏上出现光点 B，根据光学的几何关系可由 AB 两点间距确定 CE间距， 再由折射定律，得出折射角，最终算出玻璃砖的厚度． 【解答】解： （1）画出光路图如图． （2）设第一次折射时折射角为 θ1，则有 n= = 代入解得 θ1=30° 设第二次折射时折射角为 α，则有 解得 θ2=45° 由几何知识得： h=2dtanθ1，可知 AC 与 BE 平行． 则 d= = 答： ①画出光路示意图如图； ②玻璃砖的厚度 ． （选修 3-5 ）： 18．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物 理学史实的是（ ） A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ C．卢瑟福通过对 α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型 D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的 E．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性 【考点】物理学史． 【分析】此题是物理学史问题，关键要记住著名物理学家的主要贡献即可． 【解答】解： A、普朗克为了对于当时经典物理无法解释的 “紫外灾难 ”进行解释，第一次提出了能 量量子化理论，故 A 正确； B、爱因斯坦为了解释光电效应的规律，受普朗克量子理论的启发，提出了光子说，故 B 正确； C、卢瑟福通过对 α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故 C正确； D、贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核有复杂的结构，但没有发现质子和中子，故 D 错误； E、德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，故 E错误． 故选： ABC． 19．如图所示，一质量为 M、长为 l 的长方形木板 B 放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量 为 m 的小木块 A，m＜M．现以地面为参照系， 给 A 和 B 以大小相等、 方向相反的初速度 （如图） ， 使 A 开始向左运动、 B 开始向右运动，但最后 A 刚好没有滑离 B 板，以地为参照系． （1）若已知 A 和 B 的初速度大小为 v0，求它们最后的速度的大小和方向； （2）若初速度的大小未知，求小木块 A 向左运动到达的最远处（从地面上看）离出发点的距离． 【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 【分析】 （1）系统置于光滑水平面，其所受合外力为零，系统总动量守恒， A 最后刚好没有滑离 B 板，两者的速度相同，根据动量守恒定律即可求解； （2）恰好没有滑离，根据动能定理求出相对滑动产生的热量，向左运动到达最远处时速度为 0， 由动能定理列式，联立方程即可求解． 【解答】解： （1）A 刚好没有滑离 B 板时， VA=VB=V，A 在 B 的最左端，设向右为正方向，则有： MV0﹣mV0=（M+m）V 解得： ， 因 m＜M，则 V＞0，说明共同速度方向向右． （2）A、B 系统损失的机械能： 又： △E=μmgl 当 A 向左减速为零时，设 A 离出发点向左最远为 S，对 A 由动能定理有： 由上各式得： & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 答：（1）它们最后的速度大小为 ，速度方向向右． （2）小木块 A 向左运动到达的最远方（从地面上看）离出发点的距离为 ． & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 2016 年 6 月 22 日