2021年遼寧省沈陽二中高考物理四模試卷

2021年遼寧省沈陽二中高考物理四模試卷

一、選擇題：（本題共10個小題，在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一個選項符合

題目要求，每小題4分：第8-10題有多個選項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不

全的得3分，有選的得0分。）

1.（4分）在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家用放射性材料PuO2作為發(fā)電

能源為火星車供電。PuO2中的PU元素是238PU,具有天然放射性，下列說法正確的是

94

（）

A.天然放射現(xiàn)象說明原子內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的

B.238原子核發(fā)生a衰變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能變小

94PU

C.10個238pu原子核經(jīng)過87.7年后一定還會剩余5個

94

D.238pu原子核經(jīng)過一次a衰變質(zhì)量數(shù)減少4,核電荷數(shù)減少2

94

2.（4分）質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M的斜面體上，斜面體放在水平粗糙的地面上，m

和M均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且F由零逐漸增大的過程中，m和M仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。在此過

程中（）

A.斜面體對m的支持力可能保持不變

B.物體m受到的摩擦力一定增大

C.地面受到的壓力一定保持不變

D.地面對斜面體的摩擦力一定保持不變

3.（4分）“天問一號”火星探測器已經(jīng)被火星捕獲。若探測器在距離火星表面高為h的圓

形軌道上繞火星飛行，環(huán)繞n周飛行總時間為t,已知引力常量為G,則下列給出的火星

表面重力加速度g（忽略自轉(zhuǎn)）和平均密度p的表達(dá)式正確的是（）

=4兀2(R+h)3=3兀(R+h)3

A.

R2t2Gt2R3

4兀2n2（R+h）3=3兀n2（R+h）3

B.

gR2t2Gt2R3

4冗2t2（R+h）3八3Kt2（R+h）3

C.g'P=------~~

R2n2GnJRJ

4打2n2（R+h）3=3-（R+h-

D.

gR2t2Gt2R3

4.（4分）為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束

激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過0的法線成。角射入。CD為光學(xué)傳感器，則

下列說法正確的是（）

A.圖甲中若減小入射角0,則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小

B.圖甲中若減小入射角。到0°,則光線將全部從AB界面透射出去

C.該新材料的折射率n=1.25

D.該新材料的折射率nW

3

5.（4分）某形狀不規(guī)則的導(dǎo)體置于靜電場中，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體周圍出現(xiàn)了如圖所示

的電場分布，實線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點。下列說法正確的是（）

A.A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度

B.A點的電勢低于B點的電勢

C.將電子從A點移到B點，電勢能增加

D.將電子從A點移到B點，電場力做正功

6.（4分）軍事演習(xí)中，在M點的正上方離地H高處的藍(lán)軍飛機(jī)以水平速度V1投擲一顆炸

彈攻擊地面目標(biāo)，反應(yīng)靈敏的紅軍的地面高炮系統(tǒng)同時在M點右方地面上N點以速度

V2斜向左上方發(fā)射攔截炮彈，如圖所示，兩彈恰在M、N連線的中點正上方相遇爆炸。

若不計空氣阻力（）

MN

77777777777777777777777777/777.

A.初速度大小關(guān)系為vi>V2

B.攔截彈相對攻擊彈做勻速直線運(yùn)動

C.若沒有發(fā)射攔截炮彈，炸彈一定落在N點

D.兩彈相遇點一定在距離地面3H高度處

4

7.（4分）已知通電的長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流強(qiáng)度成

正比，與該位置到長直導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示，現(xiàn)有通有電流大小相同的兩根長

直導(dǎo)線分別固定在正方體的兩條邊dh和hg上，電流方向分別由d流向h、由h流向g,

則頂點a和e兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為（）

C.2：V2D,V2：V3

8.（6分）如圖甲所示，在某介質(zhì)的xOy平面內(nèi)有兩個相干波源Si和S2,波源Si的坐標(biāo)為

（0,0.15m）,其振動圖像如圖乙所示；波源S2的坐標(biāo)為（0,-0.15m）,其振動圖像如

圖丙所示。在x=0.4m處有一平行于y軸的直線，與x軸交于N點（0.4m,0.15m）。兩

波源發(fā)出的波的波長均為0.2m,則下列說法中正確的是（）

A.波源Si發(fā)出的波傳播到M點的時間為4s

B.波源S2發(fā)出的波傳播到M點為波峰時，波源Si發(fā)出的波傳播到M點為波谷

C.M點是振動加強(qiáng)點

D.N點是振動加強(qiáng)點

9.（6分）如圖1所示，質(zhì)量m=lkg的物塊放置在豎直固定的彈簧上方（未拴接），用力向

下壓物塊至某一位置，取該位置為物塊運(yùn)動的起始位置，物塊上升過程的a-x圖像如圖

2所示，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）

030403r/m

圖1圖2

A.物塊運(yùn)動過程的最大加速度大小為20m/s2

B.彈簧的勁度系數(shù)為25N/m

C.彈簧最大彈性勢能為4.5J

D.物塊離開彈簧時速度最大

10.（6分）如圖，足夠長的間距d=lm的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)

軌間存在一個寬度L=1m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，方向如圖所示。一根質(zhì)量ma=0.1kg、阻值

R=0.5Q的金屬棒a以初速度vo=4m/s從左端開始沿導(dǎo)軌滑動，穿過磁場區(qū)域后，與另

一根質(zhì)量mb=0.2kg、阻值R-0.511的靜止放置在導(dǎo)軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩

金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，則（）

M-i—j——『..飛|一N

A.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，做加速度減小的減速直線運(yùn)動

B.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，回路中有順時針方向的感應(yīng)電流

C.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為0.34375J

D.金屬棒a最終停在距磁場左邊界0.8m處

二、非選擇題：（本題共5個小題，共54分。）

11.（6分）某實驗小組同學(xué)利用下列器材做“研究合外力做功與動能變化的關(guān)系”實驗:

A.一端帶有滑輪和刻度尺的軌道

B.兩個光電計時器

C.安裝有擋光片的小車（質(zhì)量為M）

D.拴有細(xì)線的托盤（質(zhì)量為mo）

E.可以調(diào)節(jié)高度的平衡支架

F.一定數(shù)量的鉤碼

甲乙

某小組選用上述器材安裝實驗裝置如圖1所示，軌道上安裝了兩個光電門A、Bo實驗步

驟：

①調(diào)節(jié)兩個光電門中心的距離，記為L；

②調(diào)節(jié)軌道的傾角，輕推小車后，使小車?yán)^碼和托盤能沿軌道向下勻速經(jīng)過光電門

A、B；

③撤去一部分質(zhì)量為Am的鉤碼，讓小車仍沿軌道向下加速經(jīng)過光電門A、B,光電計時

器記錄小車通過A、B的時間分別為△口和atz；

④利用測得的數(shù)據(jù)求得合外力做功與動能變化的關(guān)系。

根據(jù)實驗過程，滑輪的摩擦力不計，回答以下問題：

（1）圖乙是用游標(biāo)卡尺測擋光片的寬度d,則€1=cm。

（2）小車和托盤、祛碼組成的系統(tǒng)加速從A到B過程中，合外力做的功W=；

系統(tǒng)動能的變化量的表達(dá)式△￡!<=（用測得的物理量的字母符號表示，g為己

知量）。通過實驗可得出：在誤差允許的范圍內(nèi)合外力所做的功等于系統(tǒng)動能的增量。

12.（8分）某學(xué)校課題研究小組為了撰寫關(guān)于未知材料電阻率的研究報告，設(shè)計了一個測

量電阻率（被測電阻絲的阻值約為25Q）的實驗方案

A.電流表G,內(nèi)阻Rg=120C,炳偏電流Im=3mA

B.電流表A,內(nèi)阻約為0.2Q,量程為0?0.6A

C.電阻箱Ro（0?9999。，額定電流為0.5A）

D.滑動變阻器R（最大阻值為5C,額定電流為1A）

E.干電池組（電動勢為3V,內(nèi)阻為0.05C）

F.一個開關(guān)和導(dǎo)線若干，刻度尺、螺旋測微器。

A/mA

圖1圖2

進(jìn)行了以下操作：

（1）把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用，最大測量電壓為3V,則電阻箱的阻

值應(yīng)調(diào)為Ro=0。

（2）請用改造完的電壓表設(shè)計一個測量電阻率的實驗電路，根據(jù)提供的器材和實驗需要,

請將圖中電路圖1補(bǔ)畫完整。

（3）某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)1234567

Ig/mA0.100.300.701.001.501.702.30

I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520

這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立Ig、I坐標(biāo)系，如圖2所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對

應(yīng)的4個坐標(biāo)點。請在圖中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點，接入電路部分的長度

約為50cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出該未知材料的電阻率約為ft-m(n=3.14,

結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

13.(10分)某科技小組自己動手制作了一個潛水艇模型。如圖所示，高壓氣瓶通過細(xì)管與

壓載水箱連接，水箱中有一厚度忽略不計的輕活塞(細(xì)管)通向外界，連接各部分的細(xì)

管容積不計。下沉前，高壓氣瓶中已充滿高壓氣體，活塞保持在壓載水箱最右側(cè)，潛水

艇下沉到水下h=10m處懸停。此時，通過遙控器將閥門K打開，剛好能夠?qū)狠d水箱

中的水全部排出時關(guān)閉閥門，在這個過程中潛水艇模型的豎直高度變化可以忽略。已知

壓載水箱的容積為6L,高壓氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)pi=1.0Xl()6pa,大氣壓強(qiáng)p()=1.0Xl()5pa,

水的密度p=1.0Xl()3kg/m3,g=10m/s2?若整個過程中氣體溫度不變，活塞與水箱的摩

擦力忽略不計，求：

(1)高壓氣瓶中氣體的末態(tài)壓強(qiáng)為大氣壓的多少倍？

(2)氣體膨脹過程是吸熱還是放熱？

14.(12分)在一種新的子母球表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B,從距地面高度

為3h和h的地方同時由靜止釋放，若B與地面發(fā)生碰撞后能原速率反彈，且A、B第一

次發(fā)生彈性碰撞后，且運(yùn)動過程中忽略空氣阻力的影響，求：

(1)A、B兩物體相碰時的位置距地面的距離？

(2)A、B兩物體的質(zhì)量之比是多少？

15.(18分)在如圖a所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，第三象限有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場

強(qiáng)大小為E=100V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙

面向外為正)。在第一象限的橫軸0M之間有一水平光滑絕緣薄板，粒子打到該板上會被

反彈(碰撞時間極短)，反彈前后水平分速度不變&=l()6c/kg的帶正電的粒子置于電場

m

中的A點，A點坐標(biāo)為(-5cm,-12.5cm)。將該粒子由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，

又通過y軸上的P點，求：

r■I/T.

p

_________________________(U

E

?OS............................J——1

4圖《?Sb

(1)該粒子經(jīng)過P點距O點的距離；

(2)經(jīng)過1=211乂102時，粒子與0點的水平距離；

5

(3)帶電粒子從進(jìn)入磁場開始計時到運(yùn)動至擋板所需的時間。

2021年遼寧省沈陽二中高考物理四模試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題：（本題共10個小題，在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一個選項符合

題目要求，每小題4分：第8-10題有多個選項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不

全的得3分，有選的得0分。）

1.（4分）在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家用放射性材料PuO2作為發(fā)電

能源為火星車供電。PuO2中的Pu元素是238pu,具有天然放射性，下列說法正確的是

94

（）

A.天然放射現(xiàn)象說明原子內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的

B.238U原子核發(fā)生a衰變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能變小

94P

C.10個238原子核經(jīng)過87.7年后一定還會剩余5個

94Pu

D.238pu原子核經(jīng)過一次a衰變質(zhì)量數(shù)減少4,核電荷數(shù)減少2

94

【解答】解：A、射線來自于原子核內(nèi)部，故A錯誤；

B、發(fā)生a衰變的過程中釋放能量器8pu原子核發(fā)生a衰變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能變

大；

C、半衰期是大量放射性原子衰變的統(tǒng)計規(guī)律238PU原子核沒有意義；

94

D、a粒子為氮核，質(zhì)量數(shù)為4,結(jié)合質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，238,核電荷數(shù)減

94

少2。

故選：D。

2.（4分）質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M的斜面體上，斜面體放在水平粗糙的地面上，m

和M均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且F由零逐漸增大的過程中，m和M仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。在此過

程中（）

A.斜面體對m的支持力可能保持不變

B.物體m受到的摩擦力一定增大

C.地面受到的壓力一定保持不變

D.地面對斜面體的摩擦力一定保持不變

【解答】解；AB,物體受到重力mg、斜面的支持力Ni（見圖，摩擦力不確定），

當(dāng)F=0時，物體受到的靜摩擦力大小為a=mgsin。，方向沿斜面向上i=mgcos。；

在F不為零時，斜面對物體的支持力Ni=mgcose+FsinO,所以支持力逐漸增大；

而對于靜摩擦力，

當(dāng)FcosOWmgsin。時，靜摩擦力隨F的增大而減小f5=mgsin0-Fcos6<mgsin9,

Fcos0>mgsin0時，靜摩擦力隨F的增大而增大；

CD、對于整體、地面的支持力N2、靜摩擦力自和水平推力F,

由平衡條件得：N8=（m+M）g,地面的摩擦力f2=F；

可見，當(dāng)F增大時

由牛頓第三定律得知，地面受到的壓力保持不變，故C正確。

故選：C?

(M+m)g

3.（4分）“天問一號”火星探測器已經(jīng)被火星捕獲。若探測器在距離火星表面高為h的圓

形軌道上繞火星飛行，環(huán)繞n周飛行總時間為t,已知引力常量為G,則下列給出的火星

表面重力加速度g（忽略自轉(zhuǎn)）和平均密度p的表達(dá)式正確的是（）

=4兀2爾+拉3二3兀(R+h)?

A.

R2t2Gt2R3

4兀2n2(R+h)3c3兀r?(R+h)3

B-g

R2t2一'P=-------G---t’nRS—

4兀2t2（R+h）337Tt*2（R+h）34*

c.g

R2n2Gn2R3

4兀2n2（R+h）3二3兀（R+h）?

D-g

R2t2Gt2R3

【解答】解：探測器和火星間的萬有引力提供向心力，則G,妨.（&L）7（R+h）主,

（R+h）2Tn

火星表面一物體與火星間的萬有引力等于重力，則G地1,聯(lián)立上述式子可得：g=

R2

4兀4n2（R+h）3

63

火星的密度P=旦，v=A3,聯(lián)立解得p=一3-口塞也）=故B正確。

V6Gt2R8

故選:B,

4.（4分）為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束

激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過。的法線成e角射入。CD為光學(xué)傳感器，則

A.圖甲中若減小入射角心則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小

B.圖甲中若減小入射角。到0°,則光線將全部從AB界面透射出去

C.該新材料的折射率n=1.25

D.該新材料的折射率門至

n3

【解答】解：A、若減小入射角。，根據(jù)折射定律知折射角也減小，故A錯誤;

B、圖甲中若減小入射角。到0°,只是反射角為零，故B錯誤；

CD、由圖乙可知，此時C=53°」_=——2^=125、D錯誤。

sinCsin530

故選：Co

5.（4分）某形狀不規(guī)則的導(dǎo)體置于靜電場中，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體周圍出現(xiàn)了如圖所示

的電場分布，實線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點。下列說法正確的是（）

A.A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度

B.A點的電勢低于B點的電勢

C.將電子從A點移到B點，電勢能增加

D.將電子從A點移到B點，電場力做正功

【解答】解：A、根據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)的相對大小，則A點的電場強(qiáng)度小于B點

的電場強(qiáng)度；

B、沿著電場線電勢逐漸降低，A點所在等勢線的電勢比B點所在等勢線的電勢高，故B

錯誤；

C、電子帶負(fù)電，在電勢低處電勢能大，電勢降低，故C正確；

D、將電子從A點移到B點，則電場力做負(fù)功。

故選：Co

6.（4分）軍事演習(xí)中，在M點的正上方離地H高處的藍(lán)軍飛機(jī)以水平速度”投擲一顆炸

彈攻擊地面目標(biāo)，反應(yīng)靈敏的紅軍的地面高炮系統(tǒng)同時在M點右方地面上N點以速度

V2斜向左上方發(fā)射攔截炮彈，如圖所示，兩彈恰在M、N連線的中點正上方相遇爆炸。

若不計空氣阻力（）

I

I

I

I

I

I

M：ZsN

777777777777777777777777777777.

A.初速度大小關(guān)系為vi>V2

B.攔截彈相對攻擊彈做勻速直線運(yùn)動

C.若沒有發(fā)射攔截炮彈，炸彈一定落在N點

D.兩彈相遇點一定在距離地面3H高度處

4

【解答】A、導(dǎo)彈和飛機(jī)在MN中線上相遇，又因為飛機(jī)與導(dǎo)彈的飛行時間一樣。而導(dǎo)

彈還具有豎直方向上的初速度1〈V2,故A錯誤

B、由于兩個導(dǎo)彈都只受到重力，兩個導(dǎo)彈的加速度大小相同且均為g。若取攻擊彈為參

考系，相對合外力為6。故B正確

C、導(dǎo)彈在空中相遇只能說明兩個導(dǎo)彈的末位置相同，所以攻擊彈不一定落在N點

D、根據(jù)題意只能求出兩個導(dǎo)彈的運(yùn)動時間相同，故而不能判斷準(zhǔn)確相遇位置

故選：B。

7.（4分）已知通電的長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流強(qiáng)度成

正比，與該位置到長直導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示，現(xiàn)有通有電流大小相同的兩根長

直導(dǎo)線分別固定在正方體的兩條邊dh和hg上，電流方向分別由d流向h、由h流向g,

則頂點a和e兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為（）

A.2：V3B.2C.2：近D.V2：M

【解答】解：設(shè)兩電流的大小為I,正方體的邊長為S3=kL，方向從a指向b如圖所示;

在e處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bl=k』，方向從e指向f；

hg導(dǎo)線上通過的電流在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3=kI二,方向垂直ha向下；

V2J

在e處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=kL,方向從e指向a；

S

由平行四邊形定則得：Ba=5fZkl,Be=J5kL,

VOCu

所以Ba：Be=&：2,ACD錯誤。

故選：Bo

8.(6分)如圖甲所示，在某介質(zhì)的xOy平面內(nèi)有兩個相干波源Si和S2,波源Si的坐標(biāo)為

(0,0.15m),其振動圖像如圖乙所示；波源S2的坐標(biāo)為(0,-0.15m),其振動圖像如

圖丙所示。在x=0.4m處有一平行于y軸的直線，與x軸交于N點(0.4m,0.15m)。兩

波源發(fā)出的波的波長均為0.2m,則下列說法中正確的是()

A.波源S1發(fā)出的波傳播到M點的時間為4s

B.波源S2發(fā)出的波傳播到M點為波峰時，波源Si發(fā)出的波傳播到M點為波谷

C.M點是振動加強(qiáng)點

D.N點是振動加強(qiáng)點

【解答】解：A.由圖可知，波的周期T=2s3「=&Am/s=0.7m/s

T2

波源Si發(fā)出的波傳播到M點的時間為：口=包=旦匚￡=4S；

v6.1

B.由題意可知，波源S8到M點距離為0.4m,根據(jù)幾何關(guān)系可得7到M點距離為0.5m,

兩波到M點的路程差為8.1m,即半個波長，兩波初始相位差半個周期?發(fā)出的波傳播到

M點為波峰時，波源S8發(fā)出的波傳播到M點為波峰，故B錯誤；

CD.根據(jù)以上分析可知，M為振動加強(qiáng)點，則為振動減弱點，D錯誤。

故選：AC?

9.（6分）如圖1所示，質(zhì)量m=lkg的物塊放置在豎直固定的彈簧上方（未拴接），用力向

下壓物塊至某一位置，取該位置為物塊運(yùn)動的起始位置，物塊上升過程的a-x圖像如圖

2所示，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）

圖1圖2

A.物塊運(yùn)動過程的最大加速度大小為20m/s2

B.彈簧的勁度系數(shù)為25N/m

C.彈簧最大彈性勢能為4.5J

D.物塊離開彈簧時速度最大

【解答】解：A、物塊離開彈簧時彈簧的彈力為零，加速度為g（對應(yīng)圖2中的x=0.2m）

mo當(dāng)x—0時，物塊的加速度最大——_°＞讓所以得am—5g—2X10m/s-=20m/s^,

g0.1

故A正確；

B、x=0.3m時物塊離開彈簧，此時a=8,解得k=100N/m；

C、x=0時，由牛頓第二定律得Fm-mg=mam,解得彈簧最大的彈力大小為Fm=3mg

=6XIX10N=30Nox由x=0fx=6.3m的過程卞X△xA?=^2xO.7J=

7八*2

4.5Jp=W=2.5J,故C正確；

D、從x=0fx=2.2m的過程，當(dāng)加速度為零時，故速度最大的時刻是x=0.5m的時刻,

故D錯誤；

故選：AC,

10.（6分）如圖，足夠長的間距d=lm的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)

軌間存在一個寬度L=lm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，方向如圖所示。一根質(zhì)量ma=0.1kg、阻值

R=0.5。的金屬棒a以初速度vo=4m/s從左端開始沿導(dǎo)軌滑動，穿過磁場區(qū)域后，與另

一根質(zhì)量mb=0.2kg、阻值R=0.5ft的靜止放置在導(dǎo)軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩

金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，則（）

M-r—1——r.."4I—N

A.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，做加速度減小的減速直線運(yùn)動

B.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，回路中有順時針方向的感應(yīng)電流

C.金屬棒a第一次穿過磁場的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為0.34375J

D.金屬棒a最終停在距磁場左邊界0.8m處

【解答】解：A、金屬棒a第一次穿過磁場時受到安培力的作用，由于速度減小，安培力

減小，故金屬棒a做加速度減小的減速直線運(yùn)動；

B、根據(jù)右手定則可知，故B錯誤；

C、設(shè)金屬棒a離開磁場的速度大小為v,對金屬棒a根據(jù)動量定理得：-Blav-rriavo

即Bd“△t_=mv（）-mv,其中v?△■（:，解得對金屬棒第一次離開磁場時速度:v=4.5m/s

2R

金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，電路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒a機(jī)械能的減

少量1282

”丫。方mv

代入數(shù)據(jù)得：Q=5.6875J

由于兩棒電阻相同，兩棒產(chǎn)生的焦耳熱相同卜=微々=?*0.6875J，故C錯誤；

D、規(guī)定向右為正方向，

根據(jù)動量守恒可得mav=mava+mbvb

222

根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：—mav=Amava+—mbVb

222

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得金屬棒a反彈的速度為：va=-4.5m/s

設(shè)金屬棒a最終停在距磁場左邊界x處，則從反彈進(jìn)入磁場到停下來的過程，對金屬棒a

BI'd?Z\t'=0-maVa

即El衛(wèi)一魚WL=-mva.其中Va=-6.5m/s

2R

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：x=0.4m,故D正確。

故選：ACDo

二、非選擇題：（本題共5個小題，共54分。）

11.（6分）某實驗小組同學(xué)利用下列器材做“研究合外力做功與動能變化的關(guān)系”實驗:

A.一端帶有滑輪和刻度尺的軌道

B.兩個光電計時器

C.安裝有擋光片的小車（質(zhì)量為M）

D.拴有細(xì)線的托盤（質(zhì)量為mo）

E.可以調(diào)節(jié)高度的平衡支架

F.一定數(shù)量的鉤碼

甲乙

某小組選用上述器材安裝實驗裝置如圖1所示，軌道上安裝了兩個光電門A、Bo實驗步

驟：

①調(diào)節(jié)兩個光電門中心的距離，記為L；

②調(diào)節(jié)軌道的傾角，輕推小車后，使小車?yán)^碼和托盤能沿軌道向下勻速經(jīng)過光電門

A、B；

③撤去一部分質(zhì)量為△!?的鉤碼，讓小車仍沿軌道向下加速經(jīng)過光電門A、B,光電計時

器記錄小車通過A、B的時間分別為△口和Atz；

④利用測得的數(shù)據(jù)求得合外力做功與動能變化的關(guān)系。

根據(jù)實驗過程，滑輪的摩擦力不計，回答以下問題：

（1）圖乙是用游標(biāo)卡尺測擋光片的寬度d,則4=0.735cm。

（2）小車和托盤、祛碼組成的系統(tǒng)加速從A到B過程中，合外力做的功W=AmgL；

系統(tǒng)動能的變化量的表達(dá)式△￡!<=小史也△史二

一2百22

（用測得的物理量的字母符號表示，g為已知量）。通過實驗可得出：在誤差允許的范圍

內(nèi)合外力所做的功等于系統(tǒng)動能的增量。

【解答】解：（1）此游標(biāo)卡尺的精度為工r1m=o.o51rl而游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀

數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)；

（2）根據(jù)實驗步驟，開始小車?yán)^碼和托盤沿軌道向下勻速運(yùn)動，那么此過程小車受

到的合力就是去掉的鉤碼Am的重力。

小車通過兩個光電門A、B的速度分別為VA=，VB=，去掉鉤碼△!!!后系

△t4△t2

統(tǒng)的總質(zhì)量為(M+m+mo-Am),所以系統(tǒng)通過兩個光電門時增加的動能△Ek=3

2

722

,可(M+m+mn-Am)di1

(M+m+mo-Am)(v9v》=--------n--------------〔)一1°

乙t、u3/、v4

(Mtm+IUJ-AIU)d262n2

故答案為：(1)0.735；(2)△mgL、--------2--------------[(f—)-(――)]

2石2石2

12.(8分)某學(xué)校課題研究小組為了撰寫關(guān)于未知材料電阻率的研究報告，設(shè)計了一個測

量電阻率(被測電阻絲的阻值約為25Q)的實驗方案

A.電流表G,內(nèi)阻Rg=120Q,滿偏電流Im=3mA

B.電流表A,內(nèi)阻約為0.2Q,量程為0?0.6A

C.電阻箱Ro(0?9999。，額定電流為0.5A)

D.滑動變阻器R(最大阻值為5C,額定電流為1A)

E.干電池組(電動勢為3V,內(nèi)阻為0.05。)

F.一個開關(guān)和導(dǎo)線若干，刻度尺、螺旋測微器。

/JmA

-?------92s

另1--'

圖1圖2

進(jìn)行了以下操作:

(1)把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用，最大測量電壓為3V,則電阻箱的阻

值應(yīng)調(diào)為Ro=88On?

(2)請用改造完的電壓表設(shè)計一個測量電阻率的實驗電路，根據(jù)提供的器材和實驗需要,

請將圖中電路圖1補(bǔ)畫完整。

(3)某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)1234567

Ig/mA0.100.300.701.001.501.702.30

I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520

這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立Ig、I坐標(biāo)系，如圖2所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對

應(yīng)的4個坐標(biāo)點。請在圖中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點，接入電路部分的長度

約為50cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出該未知材料的電阻率約為7.0X1060.m(爪=

3.14,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【解答】解：(1)根據(jù)歐姆定律得：Ro=--Rg=―3一(17200=880。.

Ig7.003

(2)由于待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)；由于可以直

接讀出流過改裝后電流表的電流，實驗電路圖如圖1所示；

(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，讓盡可能多的點過直線，根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)

描出的點作出圖象如圖2所示；

://mA

0

3。020a3皿。05。(>

圖2

通過待測電阻的電流為：lR=I-Ig,待測電阻兩端的電壓為：U=Ig(Rg+R7),

根據(jù)歐姆定律可知，電阻絲的電阻：R=」L

IR

根據(jù)電阻定律得：R=pL=p—4一

S71(A)2

整理得：Ig=——--阻^-------1

2

Kd(Rg+R0)+2PL

由圖示ig-1圖象可知，圖象的斜率k=---空L-----------=2-3X10~5

2

Kd(Rg+R5)+4PL°?56

代入數(shù)據(jù)解得:pQ7.5X106a.m

故答案為：(1)880；(2)電路圖如圖1所示；5.0X10-6(3.7X10-6?33X10-6)。

13.(10分)某科技小組自己動手制作了一個潛水艇模型。如圖所示，高壓氣瓶通過細(xì)管與

壓載水箱連接，水箱中有一厚度忽略不計的輕活塞(細(xì)管)通向外界，連接各部分的細(xì)

管容積不計。下沉前，高壓氣瓶中已充滿高壓氣體，活塞保持在壓載水箱最右側(cè)，潛水

艇下沉到水下h=10m處懸停。此時，通過遙控器將閥門K打開，剛好能夠?qū)狠d水箱

中的水全部排出時關(guān)閉閥門，在這個過程中潛水艇模型的豎直高度變化可以忽略。已知

壓載水箱的容積為6L,高壓氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)pi=1.0Xl()6pa,大氣壓強(qiáng)po=l.OXl()5pa,

水的密度p=1.0Xl()3kg/m3,g=10m/s2o若整個過程中氣體溫度不變，活塞與水箱的摩

擦力忽略不計，求：

(1)高壓氣瓶中氣體的末態(tài)壓強(qiáng)為大氣壓的多少倍？

(2)氣體膨脹過程是吸熱還是放熱？

6

【解答】解：(1)已知：pi=1.8X10Pa,Vi=3L,V2=6L

5

封閉氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)P4=po+pgh,代入數(shù)據(jù)解得：p2=2.0X10Pa

封閉氣體溫度不變，由玻意耳定律得：p4Vl=piV6+p2V2

代入數(shù)據(jù)解得：P2=4po

(2)氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變，氣體膨脹對外做功，

由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q可知：Q=4U-W=-W>6,氣體吸收熱量

答：(1)高壓氣瓶中氣體的末態(tài)壓強(qiáng)為大氣壓的4倍。

(2)氣體膨脹過程是吸熱.

14.(12分)在一種新的子母球表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B,從距地面高度

為3h和h的地方同時由靜止釋放，若B與地面發(fā)生碰撞后能原速率反彈，且A、B第一

次發(fā)生彈性碰撞后，且運(yùn)動過程中忽略空氣阻力的影響，求：

(1)A、B兩物體相碰時的位置距地面的距離？

(2)A、B兩物體的質(zhì)量之比是多少？

3h

【解答】解：（1）A、B靜止釋放后做自由落體運(yùn)動2=2gh,解得：vf砥

22

設(shè)B與地面碰撞后經(jīng)過時間t兩球相遇，貝U：2h=（vt+lgtlgt）

73

解得:

V

聯(lián)立解得A、B兩物體相碰時的位置距地面的距離:hB=vt4gt2=1h

37

（2）設(shè)A與B碰撞前兩者的速度大小為VA、VB，碰撞后速度大小為V'A