考場仿真卷10-2021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

第十模擬

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.核武器實驗會產生一些放射性微塵，微塵中問題最大的核素之一是鋸-90Sr),它的化學性質和鈣相

似，能被吸收到骨骼和牙齒里，它的半衰期為28.1年，由于P衰變會對人體健康造成影響。下列說法正確

的是()

A.￡射線是能量很高的電磁波

B.錮-90經過P衰變后形成的新核的電荷數(shù)減少1

C.錮-90含量減少到初始水平的6.25%需要112.4年

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，質量守恒、電荷數(shù)守恒

【答案】C

【解析】A.夕射線是電子流，不是電磁波，故A錯誤；

B.根據(jù)0衰變特點可知，鋸-90經過B衰變后形成的新核的電荷數(shù)增加1,故B錯誤；

C.由公式

1

28J

m-z/?0(—)

解得

f=112.4年

故C正確；

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，放出能量，發(fā)生質量虧損，則質量不守恒，故D錯誤。

故選C。

2.在筆直的公路上，勻速行駛的B車向正前方靜止的A車靠近，A車司機發(fā)現(xiàn)B車在靠近后，立即將汽

車啟動做勻加速運動，兩車運動的n-f圖象如圖所示，已知t=0時刻，A在B前方80m處，由圖象可知

A.A車啟動時，兩車相距25m

B.f=10s時，B車恰好追上A車

C.兩車不會相撞，最近距離為5m

D.5?15s內，A車的平均速度大于B車的

【答案】C

【解析】A.A車啟動時，8車已運動50m,此時兩車相距30m,選項A錯誤；

BC.r=10s時，A，8兩車速度相等，8車離A乍的距離

5'=80m-10xl0m+^X^m=5m

2

B尚未追上A，之后兩車間距擴大，故兩車的最小距離為5m,選項B錯誤，C正確:

D.5~15s內，兩車的平均速度均為10m/s,平均速度相等，選項D錯誤。

故選C。

3.在建筑工地上經常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便，把吊車簡化成如圖所示的模型，支撐硬桿

0P的一端裝有定滑輪，另一端固定在車體上，質量不計的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質量為機的物件緩慢上

升，不計定滑輪質量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）

A.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向豎直向下

B.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向一定沿著。尸方向

C.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小等于2mg

D.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小小于2/咫

【答案】D

【解析】AB.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向如圖中所示，即為尸看的方向,

故AB錯誤；

CD.質量為，〃的物件緩慢上升，可看成勻速運動，則尸="%，由菱形特點可得

F合—2Fsina—2mgsina<2mg

故C錯誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，足夠長的水平粗糙面與半徑為R的;圓弧在最低點C相連，兩個長分別為夜R和R的光滑

斜面AC和8c先后固定于,圓弧處，均與水平面在C點平滑連接，質量為機的滑塊1從斜面AC頂端由

4

靜止釋放,質量為2帆的滑塊2從斜面8C頂端由靜止釋放，兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則（）

A.滑塊1、2在C點時的動能之比為2：1

B.滑塊1、2運動到C點所用時間之比為1:1

C.滑塊1、2在C點時的動量大小之比為1:1

D.滑塊1、2在CD上滑行的最大距離之比為1:2

【答案】B

【解析】A.設1物體運動斜面的傾角為4,設2物體運動斜面的傾角為4，AC氏為gR、BC長為R,

由幾何關系可得4=45。，2=30°，則滑塊I、2釋放點與水平面之間的高度分別為

R

h->/27?sin45=R,h=Rsin30=—

ACoHC2

山機械能守恒定律可知，到達C點時具有的動能

R

Ekl=mgR,Ek2=2mgx—=mgR

則滑塊1、2在。點的動能之比為1:1,A錯誤;

B.對滑塊1,根據(jù)運動學知識可得

0R=ggsin45Ox彳

解得「2”

對滑塊2,根據(jù)運動學知識可得

R=萬gsin30°xtf

解得,2=2個；

則運動的時間之比為1:1，B正確;

C.由動能和動量的關系

p=y]2mEk

可知，在。點時滑塊1、2的動量大小之比為1：J5,C錯誤;

D.對滑塊運動的整個過程運用動能定理有

mgh-/.imgx=0-0

h

解得x=一,由此可知滑行的最大距離與高度成正比，即滑塊1、2在CD上滑行的最大距離之比為2:1,

D錯誤。

故選B。

5.如圖所示，為風洞游戲裝置的簡化示意圖，其中圓心角為37。的圓弧軌道A3豎直固定放置，與水平地

面相切于A點。游戲開始時，將質量為加的小球從A點沿水平方向以一定的速度釋放，小球經過8點后從

圓弧軌道以速度%飛出，一段時間后小球經過圖中C點（C點與8點等高）。已知小球運動過程中會受到

3

水平向右的風力，風力的大小恒為重力大小的一，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

4

A.在圓弧軌道上運動時，單位時間內小球速度的變化量相同

B.在空中運動時，單位時間內小球的動量變化量逐漸增大

C.小球從8點運動到C點，所需要的時間為發(fā)

5g

D.小球經過C點時，速度大小為強

2

【答案】C

【解析】A.小球在圓弧軌道上運動時，所受合外力不為恒力，所以在單位時間內小球速度的變化量也不相

同，A錯誤；

B.小球在空中運動時，所受合外力為恒力，由動量定理可知，小球在空中運動時單位時間內動量的變化量

相等，B錯誤；

C.小球在空中的受力與運動模型如圖所示

小球所受合外力方向與速度%方向垂直，

L5

F合=鏟

小球做類平拋運動，沿速度％的方向做勻速直線運動，與速度%垂直的方向做勻加速直線運動，把位移

分別沿％的方向和垂直%的方向分解，設從B點到C點運動時間為f,由類平拋運動的規(guī)律有

CD=%

BD=~at2

2

由幾何關系有

器=血53。

代入a=3，綜合解得

4

6%

5g

C正確；

D.由幾何關系有

Vc=M+3)2

可得

D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，在傾角6=30。的光滑斜面A3。上，有一小物塊P從a點沿斜面由靜止釋放，同時另一與物

塊P完全相同的小物塊Q在。點正上方的某一高度處以某一速度水平拋出，兩物塊恰好在斜面底端的。點

相碰，不計空氣阻力且兩物塊均可視為質點，物塊P、。碰撞前瞬間的動能之比為（）o

A.1:4B.9:64C.18:49D.16:67

【答案】D

【解析】設“、。間的距離為L，物塊產的運動時間為f,則有

1,

L=-^2sin300

設物塊。的初速度為%,P、。初始時的高度差為力，則有

vot=Leos30°

1

/z+￡sin30°=—g/92

解得

%邛」斗

根據(jù)能量守恒定律有

EkQ=g+mg(〃+Lsin30°)

EkP-mgLsin30°

可得

生

%67

故選D。

7.一條長為L的絕緣細線上端固定在。點，下端系一個質量為相帶電量為+q的小球，將它置于水平向右

的勻強電場中，小球靜止時細線與豎直線的夾角成6=37。。已知重力加速度為g,下列正確的是（）

A.剪斷細線，小球將做曲線運動

B.突然撤去電場的瞬間，繩子拉力變?yōu)榈?/p>

C.如果改變電場強度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，電場強度最小為警

5q

D.在A點給小球一個垂直于細線方向，大小至少為g瘋的速度，才.能使小球能在豎直平面內做完整的

圓周運動

【答案】D

【解析】A.剪斷細線，小球從靜止釋放，在恒定的重力及電場力作用下做勻加速直線運動，A錯誤;

B.突然撤去電場的瞬間，小球開始做圓周運動，由于初速度為零，沿繩方向滿足

4

T=mgcos370=—mg

B錯誤;

C.如圖所示

當電場力與拉力7、垂直時，電場力最小，場強最小，由平衡條件可得

sin37。=/

mg

解得電場強度最小值為

后=返

5q

C錯誤；

D.如圖所示A為等效最低點，8為等效最高點，要使小球在豎直平面內做完整的圓周運動，只要能過8點

即可，可得等效重力為

F=a5mg

cos37°4

在B點滿足

F=m-

L

從A到B由動能定理可得

-F-2L=^mvl-^mv\

聯(lián)立解得在A點的最小速度為

5

VA=T

D正確。

故選D。

8.半徑為R的內壁絕緣光滑的半圓筒如圖所示固定，在〃、氏c三點分別垂直于紙面放置三根等長的長直

導線（a、。兩點位于水平直徑兩端），導線a中通有垂直紙面向里、大小為人的恒定電流，導線c中電流方

向也垂直紙面向里，但大小未知。導線4、6固定，導線C處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互作用力，0c

kl

與0”的夾角為公60。0已知長直導線在距導線，?處產生磁場的磁感應強度大小為（%為常數(shù)，/為長

直導線中的電流），不考慮邊緣效應，則。中通過電流的大小和方向為（）

A.電流大小為八、方向垂直紙面向里

B.電流大小為百人、方向垂直紙面向里

C.電流大小為人、方向垂直紙面向外

D.電流大小為6人、方向垂直紙面向外

【答案】A

【解析】根據(jù)安培定則和左手定則可知a對c的安培力方向；根據(jù)導線c,處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互

作用力，畫出c,的受力示意圖，如圖所示

根據(jù)平衡狀態(tài)可知，8對c的作用力指向匕

Faccosa=FhccosB

根據(jù)安培定則和左手定則可知人中通過電流方向垂宜紙面向里，根據(jù)幾何關系可知ac之間距離為R,兒之

間距離由R，a=6,戶=30°,又

B/

r

Fjk^L

aR

F-k"/

反出R

解得

h~

故選A?

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0分。

9.“天問一號”火星探測器于2020年7月23日，在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，

如圖所示，設地球半徑為R,地球表面的重力加速度為go,“天問”一號在半徑為R的近地圓形軌道I上運

動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道H,到達軌道H的遠地點B時，再次點火進入軌道半徑為4R

的圓形軌道HI,繞地球做圓周運動，設“天問”一號質量保持不變。則()

A.“天問”一號在軌道I、HI上運行的周期之比為1：8

B.“天問”一號在軌道m(xù)的運行速率大于作7

C.“天問”一號在軌道I上的加速度小于在軌道HI上的加速度

D.“天問”一號在軌道I上的機械能小于在軌道HI上的機械能

【答案】AD

【解析】A.由開普勒第三定律得

W_(4.)3

下一T；

解得

豈=1

T28

故A正確；

B.“天問”一號在軌道HI運行時，由萬有引力提供向心力得

2

MmV

G------r二m——

(4R)24R

又

GM=g°RZ

聯(lián)立解得

故B錯誤；

C.根據(jù)公式

GMm

——；-=tna

r~

可知，半徑越大加速度越小，則“天問”一號在軌道I上的加速度大于在軌道W上的加速度。故C錯誤；

D.探測器在A、8點進入高軌道時，都進行了點火加速，機械能增加。則“天問”一號在軌道I上的機械能

小于在軌道ni上的機械能。故D正確。

故選AD。

10.如圖所示，一傾角為6=37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質量為M=2kg的長木板B沿著斜面

以速度vo=9m/s勻速下滑，現(xiàn)把質量為旭=lkg的鐵塊A輕輕放在長木板B的左端，鐵塊最終恰好沒有從長

木板上滑下。已知A與B之間、B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重

力加速度g=10m/s2,41137。=0.6,COS37G0.8,則下列判斷正確的是（）

A.動摩擦因數(shù)〃=0.5

B.鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/s

C.長木板的長度為2.25m

D.從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等于A、B之間摩擦產生

的熱量

【答案】BC

【解析】A.開始時長木板B沿著斜面以速度w>=9m/s勻速下滑，有

Mgsin37°=pMgcos37

解得

〃=0.75

A錯誤；

B.鐵塊A輕輕放在長木板B時有，根據(jù)牛頓第二定律有，對A分析有

/jmgcos37°+mgsin37°-maA

解得

=12m/s2,方向沿斜面向下

對B,根據(jù)牛頓第：定律有

::

4（A/+m）gcos37+f^mgcos370-Mgsin37=MaB

解得

2

aB=6m/s,方向沿斜面向上

鐵塊A和長木板B共速的時間為

解得

t-0.5s

鐵塊A和長木板B共速后，速度大小為

vJt.=aBt=6m/s

B正確；

C.鐵塊A和長木板B共速，一起沿斜面勻速下滑，則長木板的長度為

L^XK-XA=%；""爭=2.25m

C正確；

D.由能量守恒定律可知，從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等

于A、B之間摩擦產生的熱量與B與斜面之間摩擦產生的熱量和，D錯誤。

故選BC。

11.如圖所示，在磁感應強度B=J5T的勻強磁場中，矩形線框繞垂直于磁場的軸以恒定角速度cu-lOrad/s

轉動，線框電阻不計，匝數(shù)為10,面積為0.41淄，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線

圈接有一只燈泡L（規(guī)格為“4W100C"）和滑動變阻器，電流表視為理想交流電表.下列說法正確的是（）

A.若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時值表達式為e=40?cosl0f（V）

B.若燈泡正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為1:2

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則電流表示數(shù)增大

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則燈泡會變暗

【答案】AD

【解析】A.輸入電壓的最大值為

Ue=NBSa）=40V

在圖示位置穿過線框的磁通量為0,感應電動勢最大，若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時

值表達式為

e=40\/2coslO/（V）

A正確；

B.變壓器輸入電壓的有效值為S=40V,若燈泡正常發(fā)光，則

。2=7^=20丫

根據(jù)理想變壓器的變壓比得此時原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,B錯誤；

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則滑動變阻器接入電路的電阻變大，負載等效電阻變大，根據(jù)/2=/可

知，副線圈中電流變小，則原線圈中電流變小，即電流表示數(shù)變小，c錯誤；

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)理想變壓器的變壓比可知輸出電壓減小，所以

燈泡變暗，D正確；

故選ADo

12.如圖所示，邊長為/、電阻為R的正方形導線框沿x軸正方向運動。在外力F作用下以速度v勻速穿過

三個寬度均為/的勻強磁場區(qū)域］、n、in,已知三個區(qū)域中磁場的磁感應強度大小均為B,I、n、in區(qū)

域中的磁場方向分別為垂直紙面向里、向外和向里。若以磁感線垂直紙面向里時穿過線框的磁通量中為正,

產生的電流沿順時針方向的電動勢E為正，外力/向右為正，從線框剛進入磁場時開始計時，則下列反映

線框中的磁通量①、感應電動勢后、外力產和線框的電功率尸隨時間變化的圖象正確的是（）。

【答案】BC

【解析】在線框進入磁場區(qū)域I的過程中，穿過線框的磁通量

①=B/"ocf

所以在。?,時間內，磁通量①隨時間，均勻增加，由

V

E=Blv

可知在0~,時間內電動勢為定值，電流方向為逆時針，所以電動勢為負值，因感應電流

V

/一

R

故

o2,2

尸=&：=BII=------v

安R

在此段時間內也為定值，且方向向右，故為正，功率

P=I?R

同樣為定值。

/21

同理，在------時間內，中先逐漸減小到零再反向增大，電動勢E、電流/為正值且均變成原來的兩倍,

VV

外力尸、功率P變?yōu)樵瓉淼乃谋丁?/p>

在」213/時間內，中從負的最大逐漸減小到零再變?yōu)檎淖畲螅妱觿菔癁樨撝登沂??一/時間內電動勢

VVV

I21

的兩倍，外力和功率仍與-----時間內大小相同。

VV

在"~曳時間內，磁通量中逐漸減小，外力尸、功率P與0~,時間內大小相同，電動勢叮0?,時間內

VVVV

大小相同但方向相反。

故選BCo

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。

(一)必考題：共47分。

13.用如圖所示的裝置探究加速度與質量的關系，把右端帶有滑輪的長木板放在實驗桌上，小車的左端連

接穿過打點計時器的紙帶，右端連接細線，細線繞過定滑輪掛有托盤和祛碼，通過墊塊調節(jié)木板左端高度

平衡摩擦力。

(1)下列實驗操作中正確的有o

A.先釋放小車后接通電源

B.調整定滑輪使細線與長木板平行

C.平衡摩擦力時必須移去紙帶

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼

(2)某次實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，測得計數(shù)點1、2、3、4與0計數(shù)點間的距離分別為》=3.60cm、

X2=9.61cm、X3=18.01cm、X4=28.81cm。已知打點計時器打點周期為0.02s,相鄰計數(shù)點間有四個打點未畫出,

則小車的加速度a=m/s2(結果保留三位有效數(shù)字)。

(3)實驗中保持托盤和祛碼的總質量不變改變小車和車內沙子的總質量進行實驗打出紙帶，算出相應

的加速度〃，數(shù)據(jù)如下表所示請在圖丙中根據(jù)描出的點作出圖像;由圖像可得出的結論是

M

托盤和祛碼總質量為20g

a(w-s-2)2.401.991.431.251.110.770.620.480.24

M/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.80

—/(kg")16.6712.508.337.146.254.173.332.501.25

M

(4)某小組在實驗中作出工-M圖像如圖丁所示，圖像斜率的物理意義是；若圖像縱截距為從

a

斜率為大，則托盤和祛碼的總質量機=(用字母從匕表示)。

【答案】BD2.40(2.39-2.41均算對)合力一定時，當托盤和祛碼

的總質量遠小于小車和車內沙子的總質量M時，小車和車內沙子的加速度a與質量M成反比托盤和祛

碼的總重力的倒數(shù)-

K

【解析】(1)U]A.應先通電再釋放小車，A錯誤；

B.調整定滑輪使細線與長木板平行，以保證小車在運動過程中合力不變，B正確;

C.平衡摩擦力時必須連接紙帶，C錯誤；

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼，用小車重力分力來平衡摩擦力，D正確。

故選BD.,

(2)[2]小車的加速度

a=—~=2.40m/s2

0.22

(3)[3]圖像為

[4]合力一定時，當托盤和祛碼的總質量遠小于小車和車內沙子的總質量〃時，小車和車內沙子的加速度“

與質量用成反比。

(4)[5]根據(jù)牛頓第二定律可知，圖像斜率的物理意義是托盤和祛碼的總重力的倒數(shù)。

⑹當M=0時，有

m

b

根據(jù)斜率的含義有

1

mg

聯(lián)立解得

b

m--

k

14.測定干電池的電動勢和內阻的電路如圖(“)所示，MN為一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，定值

電阻&=1.2。。調節(jié)滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)/及對應的PN長度x,繪制出圖（6）所示

的。一/圖像。

U

圖（b）圖（c）

（1）由圖（6）求得電池的電動勢E=V（保留3位有效數(shù)字），內阻，=。（保

留2位有效數(shù)字）。

（2）實驗中因電表內阻的影響，電動勢測量值_______________（選填“大于”、“等于"或"小于”）真實值。

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可繪出圖（c）所示的圖像。若圖像斜率為上電阻絲橫截面積為S,則電阻絲的電

阻率。=，電表內阻對電阻率的測量______________（選填“有”或"沒有”）影響。

【答案】1.490.25小于kS沒有

【解析】（1）UH2J由閉合電路歐姆定律可知

U=E-I（什勒）

則可知圖b中的圖象與縱坐標間的交點表示電動勢，故￡=1.49V；

圖象的斜率表示（r+R。）,則

1.49-1.2

=1.45C

0.20

解得

l1.45-1.2=0.25。

（2）［3］由圖示可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值

偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U-/圖象如圖所示

UN

由圖象可知，電動勢測量值小于真實值。

（3）［4］根據(jù)歐姆定律可知，電阻

1S

則可知

kJ

S

解得

p=kS

⑸若考慮電流表的內阻，則

且=0因

IS*

則圖象的斜率不變，所以得出的電阻率沒有影響。

15.如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角230。，皮帶在電動機的帶動下，始終保持的=2m/s的速率運

行?，F(xiàn)把一質量為，"=10kg的工件（可看為質點）輕輕放在皮帶的底端，經時間1.9s,工件被傳送到〃=1.5m

的高處，取g=10m/s2。求:

（1）工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)；

（2）若動摩擦因數(shù)為傳送帶以vo=2m/s的速率逆時針運動，將此工件由傳送帶頂端輕輕放上，求其

5

由頂端運動到底端所需時間；（結果用無理式表示）

【答案】（1）〃=立；（2）i而一3

24

【解析】(1)先研究工件的運動情況，工件開始放上后，將受到皮帶給予的向上的動摩擦力的作用，作加

速度為a=(〃cose-sin6)g的勻加速運動.假設在時間t=1.9s內，工件一直作勻加速運動，且在1.9s末

剛好與皮帶達到共同速度，

則其位移

0+%0+2_,.、

S=-----=---------xl.9=L9n(m)

22

而其實際位移

S=-^=3.0(m)>S'

sin。

可見，工件一定是先做勻加速運動，然后動摩擦力變成了靜摩擦力，兩者相對靜止，工件做勻速運動則

9+(1.9-%)x%=3

2aa

解得Q=2.5(m/s2)

再代入

a=g(pcos0-sin0)

解得〃=亭

(2)工件放上傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度

mgsin30°+jumgcos30°.^.VJA/3

d,=-----------2------------=gsin?>0+jjgcos30no=5+——xlOx——=8m/s2

m52

當速度達到傳送帶速度經歷的位移

運動的時間

^=-=-5=0.255

1q8

繼續(xù)做勻加速直線運動的位移

X2=3-0.25m=2.75m

勻加速直線運動的加速度

。產鱉蛆吐〃蹩竺竺=gs山30。-〃gcos30。=5-且X10X近=2初?

m52

根據(jù)

2

X2=V0/2+-?2/2

2

得

2.75=2々+—X2X/2

22

解得與=半一1

則總時間

4

16.如圖所示，在一個長為s=23.5m的光滑水平臺面48co上，有一段寬度d=3.5m的粗糙而固定在平臺上

的某位置，一可視為質點的小物塊，以vo=4m/s的初速度從臺面左端沿中心軸線方向滑入，小物塊離開平臺

CQ邊時的速度為w=3m/s,重力加速度g取10m/s2。求：

(1)求小物塊與粗糙面的動摩擦因數(shù)心

(2)若粗糙面放在ABCO的最左邊并固定，求物塊從臺面48邊界運動到C。邊界的時間。

【答案】(1)0」;(2)7.7s

【解析】(1)小物塊在全程滑行過程中，由動能定理可知

2gd=；加片加片

解得

"=0.1

(2)小物塊在粗糙面上做勻減速運動，設用時間為力，由位移公式可得

代入數(shù)據(jù)得％=Is

離開粗糙面后做勻速運動，設時間為，2,則有

s-d23.5-3.520

----=--------s=一s

v,33

則總時間為

，總=4+，2=7.7S

17.如圖所示，平行光滑金屬導軌A4/和CG與水平地面之間的夾角均為仇兩導軌間距為L,A、C兩點

間連接有阻值為R的電阻，一根質量為，小電阻為r直導體棒EF跨在導軌上，兩端與導軌接觸良好。在邊

界ah和cd之間存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B,ab和cd與導軌垂直。將導體棒EF

從圖示位置由靜止釋放，EF進入磁場就開始勻速運動，穿過磁場過程中電阻R產生的熱量為Q。整個運動

過程中，導體棒EF與導軌始終垂直且接觸良好。除R和r之外，其余電阻不計，取重力加速度為g。

(1)求導體棒￡尸剛進入磁場時的速率；

(2)求磁場區(qū)域的寬度s：

(3)將磁感應強度變?yōu)?,仍讓導體棒EF從圖示位置由靜止釋放，若導體棒離開磁場前后瞬間的加速度

2

大小之比為1:2,求導體棒通過磁場的時間。

【答案】⑴匕=5?叫(R+r)。e,B2I}Q

mgRsin6B*2/?i2g2Rsin20

【解析】(1)設導體棒E尸剛進入磁場時的速率為口，根據(jù)E尸進入磁場后受力平衡可得

mgsin0=BIL

閉合電路歐姆定律得

E=l(R+r)

導體棒切割磁場產生的感應電動勢

E=BLv\

聯(lián)立解得

r)sin0

七一B-I}

(2)對導體棒穿過磁場的過程運用動能定理得

rngs*sinO-W安二0

根據(jù)電磁感應能量轉化關系得

0=白卬安

R+r

聯(lián)立解得

mgRsin0

(3)設導體棒EF穿出磁場時的速率為i，2,導體棒通過磁場的時間為r,根據(jù)牛頓第二定律可得，離開磁場前

圉4

mgsin。-----=ma

R+r

離開磁場后

mgsinO=m92a

聯(lián)立可得棒穿過磁場的速度變化量

mg(/?+r)sin

Av=v-v,=——-―號----

21B2l3

電流定義式

q=IZ

閉合電路歐姆定律

7=工

R+r

法拉第電磁感應定律

—△①

E-n----

△t

導體棒穿過磁場過程磁通量的變化量

△①

2

聯(lián)立可得導體棒進入磁場到勻速過程流過的電荷量

BLs

q-------

R+r

將導體棒穿過磁場的過程分成〃個時間極短的小過程，每個小過程的時間均為Ar,則

/?△t=t

因為△/極短，所以每個小過程的電流為定值，設其大小分別為/I,/2,h,...In,對應過程加速度大小分別

為0,S,43,…??；針對每一個小過程對導體棒運用定量定理可得

第1個小過程

B

=inax\t

第2個小過程

B

mgsin6?Af-萬氏加-maQ

第3個小過程

B

mgsin6?加-萬Ll3bt=ma3^t

第n個小過程

B

mgsin^?Af--LInAt=maQ

聯(lián)立可得

B

(△，+???+/〃△，)—a

mgsin011——￡/]+■m(^a]%%…+n△O

其中

/]△/+/)△￡+△/+.??+1n&=q

4Af+%△，+△，+…+and=AU

則有

B

mgsin0?t--Lq-m^v

聯(lián)立可得

2陽2g2Rside

（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）容積一定的密閉容器內有一定質量的理想氣體，在（、與兩種溫度下氣體分子的速率分布如圖所示，

其中溫度為（選填“7J或"5”）時對應氣體的內能較大；該氣體溫度由刀變化到心的過程必須

（選填“吸熱”或“放熱嘰

【答案】72吸熱

【解析】0]不同溫度下的分子速率分布曲線可知，分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”統(tǒng)計規(guī)律，溫度是

分子平均動能的標志，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，所以有

工

氣體的內能僅僅與氣體的溫度有關，所以交所對應的氣體內能較大；

[2]該氣體溫度由工變化到心的過程，溫度升高，內能增大，則應吸熱。

（2）負壓救護車是利用技術手段使車內氣壓始終低于外界大氣壓，從而讓空氣只能由車外流向車內，由清

潔區(qū)流向感染源區(qū)，再通過殺菌處理后排到車外，如圖甲所示。某同學找來了一個帶有壓力表、容積

Vo=lO.Odm3的鋼瓶，對保持鋼瓶內空氣壓強為負壓且保持不變進行了研究。他在鋼瓶上方安裝一個能調整

空氣流量的進氣孔，下方裝