2021年湖南省新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（03）

一、選擇題:本題共6小題，每小題4分，共24分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求

的。

1.下列說法中正確的是（）

A.a射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流

B.氫原子從a能級(jí)躍遷到b能級(jí)時(shí)輻射波長(zhǎng)為X1的光子，從b能級(jí)躍遷到c能級(jí)時(shí)吸收波長(zhǎng)為入2的光子,

已知入2,那么原子從a能級(jí)躍遷c能級(jí)時(shí)吸收波長(zhǎng)為丹-的光子

C.g5u的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的變化，它的半衰期可能變短

D.在光電效應(yīng)中，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比

【答案】B

【解析】A.在a射線、B射線、丫射線中，B射線是高速電子流。故A錯(cuò)誤；

B.氫原子的核外電子從a能級(jí)躍遷到b能級(jí)時(shí)輻射波長(zhǎng)為兀的光子，其能量值為

「he

E?b=y

從b能級(jí)躍遷到c能級(jí)時(shí)吸收波長(zhǎng)為入2的光子，其能量值為

「he

Ecb=丁

七

己知箱>九2,那么

Ea<Ec

原子從。能級(jí)躍遷C能級(jí)時(shí)吸收光子，其能量值為

E（a=Ech~Eab

且

l——he

e2

聯(lián)立可得波長(zhǎng)為

4一4

故B正確；

C.放射元素的半衰期不隨環(huán)境的變化而變化。故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程有；Ekm=/?y-Wo,其中的Wo為金屬的逸出功，可知光電子最大初動(dòng)能與光頻率為線

性函數(shù)，但不是成正比。故D錯(cuò)誤

故選B?

2.在冰壺比賽中，球員手持毛刷擦刷冰面，可以改變冰壺滑行時(shí)受到的阻力。如圖（a）所示，藍(lán)壺靜止

在圓形區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰。若碰撞前后兩壺的M圖象如圖（b）所

示。關(guān)于冰壺的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）

A.兩壺發(fā)生了彈性碰撞

B.藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)了4s停下

C.撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.275m

D.碰撞后藍(lán)壺的加速度大小為0.2m/s2

【答案】C

【解析】A.設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為v,由題圖可知碰前紅壺的速度為叫）=1.2m/s,碰后紅壺的速度為

耳=0.3m/s,取碰撞前紅壺的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒可得:

mvQ=mv'o+mv

解得：

v=0.9m/s

碰撞前兩壺的總動(dòng)能為:

1,

Emv

k\=~Q=0-72根

碰撞后兩壺的總動(dòng)能為:

12g根環(huán)2=0.45/n<

&2=—mv+E

2

所以兩壺碰撞為非彈性碰撞，故A錯(cuò)誤;

B.由碰前紅壺的速度圖象可知，紅壺的加速度大小為:

1.6-1.2

）m/s2=0.4m/s2

I

所以藍(lán)壺靜止的時(shí)刻為:

r=（—）s=4s

0.4

所以藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)了3s停下來，故B錯(cuò)誤;

C.速度圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,則碰后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為:

0.9x303x0.5

）m=1.275m

22

故C正確;

D.碰后藍(lán)壺的加速度為：

,,0-0區(qū),20/2

a=(--------)m/s=-0.3m/s

4-1

故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.如圖，光滑球體夾在豎直墻和斜面體之間保持靜止，斜面體質(zhì)量為相，傾角為37。，球體的質(zhì)量為3〃7,

已知sin37。=0.6,cos37°=0.8,則（

A.球?qū)π泵娴膲毫?/ng

B.墻對(duì)球的支持力為0.75mg

C.地面對(duì)斜面的支持力為3.75,咫

D.地面對(duì)斜面的摩擦力為2.25〃名

【答案】D

【解析】A.對(duì)球體受力分析如圖所示，則

3mg

Fi==3.75mg

cos370

則球?qū)π泵娴膲毫?.75成?，所以A錯(cuò);

B.墻對(duì)球的支持力為

Fi=mgtan370=2.25mg

所以B錯(cuò)；

CD.對(duì)整體受力分析如圖所示，地面對(duì)斜面體支持力為

N=(3m+m)g=4加g

地面對(duì)斜面體摩擦力為

f=F\=2.25mg

所以C錯(cuò)，D正確。

故選D。

4.一物塊從傾角。=37°、高為"=3切的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和機(jī)械能隨下滑高

度力的變化關(guān)系如圖中圖線I、H所示，重力加速度取10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8,以斜面底端

所在平面為零勢(shì)能參考平面，則（）

A.物塊的質(zhì)量為，"=10kg

B.物塊下滑過程中所受阻力大小為5N

C.物塊由斜面頂端滑到底端的過程中，合外力做的功為15J

D.物塊重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)，對(duì)應(yīng)物塊下滑的高度為1.25m

【答案】C

【解析】A.重力勢(shì)能”=2以2,以斜面底端所在平面為零勢(shì)能面，則圖線I的斜率的絕對(duì)值等于〃吆，

即

mg=1ON

解得物塊的質(zhì)量

m=1kg

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知

嗎=.機(jī)=用=及焉

解得

4=3N

故B錯(cuò)誤；

C.由圖像可知，物塊滑到斜面底端時(shí)的動(dòng)能為15J,根據(jù)動(dòng)能定理可知，物塊由斜面頂端滑到斜面底端的

過程中，合外力做的功為15J,故C正確；

D.以斜面底端所在平面為零勢(shì)能參考平面，設(shè)當(dāng)物塊重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)物塊所處高度為4,有

2

mgh}=^mv

物塊下滑的加速度為

_mgsin3-Ff

m

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

院2“也國(guó)

sin37

聯(lián)立解得

九=lm

所以物塊下滑高度為2m,故D錯(cuò)誤。

故選Co

5.如圖所示，圓形區(qū)域圓心為。，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為圓的直徑。從圓上的A點(diǎn)

沿A。方向，以相同的速度先后射入甲乙兩個(gè)粒子，甲粒子從M點(diǎn)離開磁場(chǎng)，乙粒子從N離開磁場(chǎng)，已知

NAON=60。，粒子重力不計(jì)，以下說法正確的是（）

A.甲粒子帶負(fù)電荷

B.甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑比乙小

C.乙粒子的比荷比甲大

D.乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比甲長(zhǎng)

【答案】C

【解析】A.甲粒子從M點(diǎn)離開磁場(chǎng)，說明其進(jìn)入磁場(chǎng)后向下偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用左手定則可以判定，甲粒子帶正

電，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)圓形區(qū)域的半徑為凡由幾何關(guān)系可解得甲粒子的運(yùn)動(dòng)半徑

峰=2R

乙粒子的運(yùn)動(dòng)半徑

即甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑比乙大，故B錯(cuò)誤;

C.由公式=得

里=±

mBr

由于入8是相同的，/?越小則比荷越大，故C正確；

D.由幾何關(guān)系可解得甲乙兩粒子的圓弧軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為60。和120°,所以各自的圓弧路程為

即甲粒子的運(yùn)動(dòng)路程更長(zhǎng)，由于二者速度相等，所以甲粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.真空中甲、乙兩點(diǎn)電荷分別固定于x軸的原點(diǎn)。和P點(diǎn),P點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示已知甲電荷量為＜7（＜/＞0）,

乙電荷量為。，以無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，則下列說法正確的是（）

甲乙

>

PX

A.若Q=4q,則4?處場(chǎng)強(qiáng)為零

B.若。=4q,則x=2d處電勢(shì)為零

C.若。=-4q,則X=（處場(chǎng)強(qiáng)為零

D.若Q=-4q,則42d處電勢(shì)小于零

【答案】D

【解析】AB.若。=4q,根據(jù)

解得：

d

r=x=—

3

處場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)正電荷周圍電勢(shì)均為正，故戶2d處電勢(shì)為正，故AB錯(cuò)誤；

CD.若。=-4q,根據(jù)疊加可知?jiǎng)tX處場(chǎng)強(qiáng)向右，不為零，若Q=-4q,則x=2d處電勢(shì)小于零，可將Q分

為p和-3q,q與-q組成等量異種電荷，根據(jù)電勢(shì)關(guān)系可知，42d處電勢(shì)小于零，-3q在42d處電勢(shì)小于零,

則若。=囪，則x=2d處電勢(shì)小于零，故C錯(cuò)誤D正確。

故選D。

二、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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求全

部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7.據(jù)人民日?qǐng)?bào)報(bào)道，“人造月亮”構(gòu)想有望在2022年初步實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)首顆“人造月亮'’將完成從發(fā)射、展開到

照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證并發(fā)射?！叭嗽煸铝痢睂⒉渴鹪诰嚯x地球500km以內(nèi)的低軌道上，可為城市提供夜

間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，貝『'人造月亮”在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)（）

A.“人造月亮”的線速度大于第一宇宙速度

B.“人造月亮”的向心力大于月球受到的向心力

C.“人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期小于月球繞地球運(yùn)行的周期

D.“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度

【答案】CD

【解析】A.萬有引力提供向心力

解得

第一宇宙速度為衛(wèi)星貼近地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小，“人造月亮”的軌道半徑大于地球半徑，所以“人

造月亮”的線速度小于第一宇宙速度，A錯(cuò)誤；

Mm

B.萬有引力戶=G]-提供向心力，因?yàn)椤叭嗽煸铝?’與月球的質(zhì)量關(guān)系未知，所以無法判斷二者向心力大

小，B錯(cuò)誤；

C.萬有引力提供向心力

解得

7=2乃、工

\GM

因?yàn)槿恕?lt;%，所以7k造<與，C正確；

D.萬有引力提供向心力

—Mm

G——=ma

r~

在地表，忽略地球自轉(zhuǎn)，萬有引力等于重力

—Mm

G《r=mg

人造衛(wèi)星的軌道半徑r大于地球半徑R,所以“人造月亮’'的向心加速度小于地球表面的重力加速度,D正確。

故選CD。

8.如圖，極限鐵籠飛車表演是用摩托車進(jìn)行的特技表演，表演者在半徑為R的球形鐵籠內(nèi)依靠摩托車高速

行駛完成高難度動(dòng)作。若某一表演者和摩托車的總質(zhì)量為相，表演者騎摩托車在鐵籠內(nèi)豎直直徑所在的圓

面上以速度大小v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，讓觀眾見證“讓摩托飛一會(huì)兒”的驚險(xiǎn)時(shí)刻，設(shè)鐵籠對(duì)摩托車的阻力與車

對(duì)鐵籠的壓力成正比，即/=%量，重力加速度為g,將表演者和摩托車視為質(zhì)點(diǎn)，則其（）

A.在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)對(duì)鐵籠的壓力差為6，〃g

B.從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中機(jī)械能增加了2mgR

C.從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中克服阻力做的功為

D.從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中摩托車牽引力做的功為2加（曲2+gR）

【答案】BC

【解析】A.表演者和摩托車在最低點(diǎn)時(shí)有

V2

N2—mg=m—

表演者和摩托車在最高點(diǎn)時(shí)有

9

V

N、+mg-m—

可知表演者和摩托車在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)對(duì)鐵籠的壓力差

AN=2mg

故A錯(cuò)誤：

B.表演者和摩托車從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率不變，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加2/ngR,

故從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中機(jī)械能增加2mgR,故B正確；

C.設(shè)表演者和摩托車從最低點(diǎn)逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，把右邊半個(gè)圓弧〃等分，即每一小段的長(zhǎng)為變，

n

在右側(cè)圓周下半部分任取一小段圓弧A,如圖

B

/r

嗎…7左m—+mgsin8-----

同理，在右側(cè)圓周上半部分與A對(duì)稱位置8有

,,,,,,TIR,(v2.八)nR

W值=kNR-------km-Fmgsint)-----

〃IR)n

根據(jù)對(duì)稱性可知，在上半圓周與下半圓周對(duì)稱點(diǎn)附近很小一段圓弧上的阻力做的功之和為

所以表演者和摩托車從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中克服阻力做的功為

,?v2TIRn,

=2km--------—=kmnv

1Rn2

故C正確;

根據(jù)能量守恒定律可知，從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中摩托車牽引力做的功為

Wr=W(+2mgR

2

WF=m^itkv+2gR)

故D錯(cuò)誤。

故選BC。

9.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為R的圓周上有一粒子源P,以相同的速率w在平行于圓周

面內(nèi)沿各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為機(jī)的帶電量為+<7的微粒，微?？梢缘竭_(dá)圓周上任意一個(gè)位置。比較到達(dá)圓上

各個(gè)位置的微粒，發(fā)現(xiàn)到達(dá)。點(diǎn)的微粒的動(dòng)能最小，從C點(diǎn)離開的微粒的機(jī)械能最大，已知NBOP=30。，

NAOQ=37。，取重力加速度為g,取最低點(diǎn)。所在水平面為零重力勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力及帶電微粒間的

相互作用。則()

A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為一，方向沿x軸負(fù)方向

3q

B.通過D點(diǎn)的微粒動(dòng)能為《機(jī)說+(2+))mgR

223

C.通過A點(diǎn)的微粒的動(dòng)能一定比通過B點(diǎn)的微粒的動(dòng)能大

D.通過C點(diǎn)的微粒的動(dòng)能一定比通過D點(diǎn)的微粒的動(dòng)能大

【答案】ABD

【解析】A.在C點(diǎn)微粒機(jī)械能最大，說明尸到C電場(chǎng)力做功最大，由數(shù)學(xué)關(guān)系知，過C點(diǎn)做圓的切線為

電場(chǎng)的等勢(shì)線,即電場(chǎng)力沿OC方向,因帶電粒子帶正電，場(chǎng)強(qiáng)方向沿0c方向,即沿x軸負(fù)方向；而在。

點(diǎn)微粒動(dòng)能最小，即重力、電場(chǎng)力的合力方向沿。。，則有

Eqtan37°=mg

F合sin37°=加g

解得

E=mg=47ng

qtan3703q

mg_5mg

合一sin37。-3

根據(jù)動(dòng)能定理

1

EKo-Eyj,=%

則有

E@=gmv：+mgR(l+cos30°)+EqRsin30=停+州+“

故AB正確；

CD.由于。點(diǎn)的微粒的動(dòng)能最小，把。。方向上的合力看成等效重力，由于A點(diǎn)比B點(diǎn)“高”，因此通過4

點(diǎn)的微粒的動(dòng)能一定比通過B點(diǎn)的微粒的動(dòng)能??；同理得通過C點(diǎn)的微粒的動(dòng)能一定比通過D點(diǎn)的微粒的

動(dòng)能大。故C錯(cuò)，D對(duì)。

故選ABD。

10.如圖所示，光滑圓形金屬導(dǎo)軌放置在絕緣水平面內(nèi)，圓心為。點(diǎn)，半徑為r,整個(gè)導(dǎo)軌均處在方向豎直

向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌和圓心分別通過導(dǎo)線與電阻吊和變壓器原線圈相連，變壓

器原、副線圈匝數(shù)分別為山、“2,副線圈與電阻R相連。長(zhǎng)度為7?的導(dǎo)體棒一端固定在通過。點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸上,

另一端與圓形導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒以。點(diǎn)為圓心，以大小為3的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知電阻凡

和&的阻值均為R,不計(jì)其他電阻，下列說法正確的是（）

A.電阻照兩端的電壓為立8戶口B.電阻R上消耗的電功率為874"一

44R

C.電阻&兩端的電壓為D.電阻A上消耗的電功率為零

2%

【答案】BD

19

【解析】A.當(dāng)導(dǎo)體棒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

2

1,

為直流電，電阻凡兩端的電壓為二B廠0，故A錯(cuò)誤；

2

B.電阻凡上消耗的電功率

E2B?戶療

rD——=----

N4R

故B正確；

CD.由于直流電不能通過變壓器，足兩端的電壓和電功率均為零，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BD。

三、非選擇題:共56分。第11?14題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答第15?16題為選考題，考生根據(jù)

要求作答。

(-)必考題:共43分。

12.某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:

I.先將光滑斜槽軌道的末端調(diào)至水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板立于靠近槽

口處，使小球。從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，撞到木板在記錄紙上留下壓痕。。

II.將木板向右平移適當(dāng)距離，再使小球。從原固定點(diǎn)由靜止釋放，撞到木板在記錄紙上留下壓痕。

III.把半徑相同的小球。)靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣，讓小球“仍從原固定點(diǎn)由靜止開始

滾下，與小球6相碰后，4球沿軌道反彈后返回，兩球撞在木板上留下壓痕。

將這些壓痕標(biāo)記為A、B、C,已知人球的壓痕為C。

(1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是(填選項(xiàng)前的字母)；

A.小球“、b的質(zhì)量，加、mh

B.小球a、b的半徑r

C.斜槽軌道末端到本板的水平距離x

D.記錄紙上。點(diǎn)到A、B、C的距離yi、”、然

⑵放上被碰小球6,兩球相碰后，小球。在圖中的壓痕點(diǎn)為(填“A”或“8”)；

(3)用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為。

【解析】設(shè)“單獨(dú)滾下經(jīng)過斜槽軌道末端的速度為h兩球碰撞后。、〃的速度分別為吃和以，由于碰

撞后?"球沿軌道反彈后?返回，若兩球碰撞動(dòng)量守恒，則

mVmV+m

a=aabVb

根據(jù)平拋規(guī)律得

v=-=x

化簡(jiǎn)可得

加"=也I

6匹亞

所以可知，本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是小球a、b的質(zhì)量〃?“、〃仍，以及紙上。點(diǎn)到4、B、C的距離yi、＞2、

聲。

故選ADo

(2)[2]由(1)中分析可知，放上被碰小球6,兩球相碰后，小球”在圖中的壓痕點(diǎn)為B。

(3)⑶由(1)中分析可知，用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為

13.某探究小組用如圖所示的電路測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)器材如下:

待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約2V)；

定值電阻飛)(阻值為2.0。)

定值電阻R1(阻值為4.5kQ)；

電阻箱R(最大阻值為99.99C)；

電流表G(量程為400gA,內(nèi)阻4=500Q)；

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

(1)電路圖中將定值電阻Ri和電流表G串聯(lián)，相當(dāng)于把電流表G改裝成了一個(gè)量程為V的電壓表；

(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，并記下電阻箱的阻值R和電流表G的示數(shù)/,若測(cè)得兩組數(shù)據(jù)分別為：

&=7.50。，I2=300的；6=2.50。，I3=200gA,則電源的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)阻為。(保

留兩位有效數(shù)字)；

(3)若認(rèn)為通過電源的電流等于通過電阻箱的電流，則對(duì)電源內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果(選填“較大”或“較

小”)。

【答案】22.10.50較小

【解析】(1)”]改裝后的電壓表量程

U=/(凡+k)=0.4xl(r3x5x103V=2V

⑵⑵⑶由閉合電路歐姆定律得

「，2(5+RJ]

E=/2(&+N)+~2(5+「)

E=N4+用+[+竺+叫A+r)

聯(lián)立解得

E=2.1V,r=0.50C

(3)[4]電源的U-1圖象如圖所示

山圖象可知，若不考慮電壓表的分流，電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真

實(shí)值

14.如圖所示，有一傾斜的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為6=30。，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,

接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R=3C,在導(dǎo)軌的中間矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為B=2T。一質(zhì)量為機(jī)=0.2kg、有效電阻為r=6C的導(dǎo)體棒從距磁場(chǎng)上邊緣"=2m處由靜止釋放，在磁

場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了一段距離加速度變?yōu)榱?，然后再運(yùn)動(dòng)一段距離離開磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度為4",整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程

中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持與導(dǎo)軌垂直。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，取g=10m/s2。求：

(1)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端的電壓Uo；

(2)導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)的過程中，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱。；

(3)求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到離開磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間％

【答案】(1)里V；(2)2J；(3)學(xué)s

31545

【解析】(1)導(dǎo)體棒從靜止下滑d的過程中，由動(dòng)能定理得

mgdsin6=gmv2

v=26m/s

運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，導(dǎo)體棒兩端電壓即路端電壓

R+r3

(2)當(dāng)加速度為零時(shí)，速度達(dá)到最大值Ui,由受力平衡

BIL=B"%.=mgsin?

R+r

v,=9m/s

由能量守恒定律，產(chǎn)生的總焦耳熱等于機(jī)械能減少量

2

Q&=4mgdsin6+；mv-gmvf

Q&

導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量

Q=Q&

R+r

(3)從開始運(yùn)動(dòng)到進(jìn)入磁場(chǎng)歷時(shí)h

d=；gsin"：

氈s

4

從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)歷時(shí)t2

(mgsin0-=m\v

R+r

『in電—等

mvt-mv

⑵2石

M=-------

2455

121

%=4+今=行

16.某電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出功率P與拉動(dòng)物體的速度v之間的關(guān)系如圖Q)所示?，F(xiàn)用該電動(dòng)機(jī)在水平地面

拉動(dòng)一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，運(yùn)動(dòng)過程中輕繩始終處在拉直狀態(tài)，且不可伸長(zhǎng)，如圖”)所示。已知物體

質(zhì)量,〃=lkg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)川=0.35,在出發(fā)點(diǎn)C左側(cè)s距離處另有長(zhǎng)為"=0.5m的粗糙材料鋪

設(shè)的地面AB段，物體與AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(12=0.45(g取lOm/s?)?

(1)若s足夠長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)功率為2W時(shí)，物體在地面能達(dá)到的最大速度是多少;

(2)若啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，物體在C點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好達(dá)到O.5m/s,則BC間的距離s是多

少？物體能通過A8段嗎？如果不能，停在何處?

a

AB|C

ds

(a)(b)

4

【答案】(1)—m/s；(2)O.25m,不能，物體最后停在A8中點(diǎn)位置

7

【解析】(1)電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)物體后，物體速度最大時(shí)，加速度為零，則水平方向所受拉力F等于摩擦力

Fi=/i=Jui?ig=3.5N

根據(jù)

P=FlV,n

有

%

耳7

(2)當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度小于0.5m/s時(shí)，繩子對(duì)物體的拉力為恒力，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力

—=4N

V

由牛頓第二定律得

F-f\=nia\

解得

tzi=0.5m/s2

由

2q

得8c間的距離s=0.25nio

物體過B點(diǎn)后

力=〃2，"g=4.5N

做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度不會(huì)大于0.5m/s,拉力仍為恒力，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)

F-f2=ma2

解得

%=-0.5m/s2

物體滑行

0—vL八_d

x=------=0.25cm=—

2a22

則物體不能通過AB段，物體最后停在AB中點(diǎn)位置。

（二）選考題:共13分。請(qǐng)考生從兩道中任選一題作答。如果多做，則按第一題計(jì)分。

17.[物理選修3-3]

（1）.制作泡菜時(shí)把干凈的新鮮蔬菜放在低濃度的鹽水中腌制一段時(shí)間，鹽就會(huì)進(jìn)入蔬菜，再經(jīng)乳酸菌發(fā)

酵，用干濕泡溫度計(jì)監(jiān)控濕度，一段時(shí)間后就制成了有特殊風(fēng)味的腌制品。則下列說法正確的是（）

A.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性

B.在腌制過程中，有的鹽分子進(jìn)入蔬菜內(nèi)，這屬于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

C.如果讓腌制蔬菜的鹽水溫度升高，鹽分子進(jìn)入蔬菜的速度就會(huì)加快

D.鹽水溫度升高，每個(gè)鹽分子運(yùn)動(dòng)的速率都會(huì)增大

E.若發(fā)現(xiàn)干濕泡溫度計(jì)兩邊刻度的讀數(shù)差正在變大，說明空氣相對(duì)濕度正在變大

【答案】ABC

【解析】A.晶體具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，食鹽屬于晶體，因此食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間

上的周期性，A正確；

B.由于分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在腌制過程中，有的鹽分子進(jìn)入蔬菜內(nèi)，也有鹽分子從蔬菜里面出

來，這屬于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，B正確；

C.鹽水溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，鹽分子進(jìn)入蔬菜的速度就會(huì)加快，C正確；

D.鹽水溫度升高，絕大多數(shù)鹽分子的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)增大，但也有個(gè)別鹽分子的運(yùn)動(dòng)速率減小，D錯(cuò)誤；

E.空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，干濕泡溫度計(jì)中兩

只溫度計(jì)的讀數(shù)相差越小，E錯(cuò)誤。

故選ABC。

（2）.由于溫室氣體排放日益增多，溫室效應(yīng)增強(qiáng)，中國(guó)近海區(qū)域海水表面平均溫度相對(duì)于1958年上升

了約1攝氏度，溫度更高的海水，分