Page18二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家做出了貢獻(xiàn)，他們的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和所采用的科學(xué)方法推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步，以下說法正確的是（）A.牛頓利用輕重不同的物體捆綁在一起后下落與單個(gè)物體分別下落時(shí)快慢的比較推理，推翻了亞里士多德重的物體下落快、輕的物體下落慢的結(jié)論B.元電荷e的數(shù)值為，最早由法國(guó)物理學(xué)家湯姆遜通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出C.卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)，測(cè)出了萬有引力常量，這使用了微小作用放大法D.開普勒利用行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并通過“月-地檢驗(yàn)”，得出了萬有引力定律【答案】C【解析】【詳解】A．伽利略利用輕重不同的物體捆綁在一起后下落與單個(gè)物體分別下落時(shí)快慢的比較推理，推翻了亞里士多德重的物體下落快、輕的物體下落慢的結(jié)論，故A錯(cuò)誤；B．元電荷e的數(shù)值為，最早由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出，故B錯(cuò)誤；C．卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)，測(cè)出了萬有引力常量，這使用了微小作用放大法，故C正確；D．牛頓利用行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并通過“月-地檢驗(yàn)”，得出了萬有引力定律，故D錯(cuò)誤。故選C．2.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為6.0V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中的電阻為0.5Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω，閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，理想電流表的示數(shù)為1.0A，則以下判斷中正確的是（）A.電源輸出的功率為6W B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為5WC.電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為0.5W D.電源的效率為50%【答案】C【解析】【詳解】ABC．電動(dòng)機(jī)兩端電壓電動(dòng)機(jī)的輸入功率電動(dòng)機(jī)的熱功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率AB錯(cuò)誤，C正確；D．電源的輸出功率電源的總功率電源的效率D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，物塊A套在光滑水平桿上，連接物塊A的輕質(zhì)細(xì)線與水平桿間所成夾角為，細(xì)線跨過同一高度上的兩光滑定滑輪與質(zhì)量相等的物塊B相連，定滑輪頂部離水平桿距離為h=0.2m，現(xiàn)將物塊B由靜止釋放，物塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不計(jì)空氣阻力，則（）A.物塊A與物塊B速度大小始終相等B.物塊B下降過程中，重力始終大于細(xì)線拉力C.當(dāng)物塊A經(jīng)過左側(cè)滑輪正下方時(shí)，物塊B的速度最大D.物塊A能達(dá)到的最大速度為1m/s【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)關(guān)聯(lián)速度得所以二者的速度大小不相等。A錯(cuò)誤；B．但細(xì)線與桿垂直時(shí)，則根據(jù)選項(xiàng)A可知，物塊B的速度為零，所以B會(huì)經(jīng)歷減速過程，則重力會(huì)小于細(xì)線拉力。B錯(cuò)誤；C．當(dāng)物塊A經(jīng)過左側(cè)滑輪正下方時(shí)，細(xì)線與桿垂直，物塊B的速度為零。C錯(cuò)誤；D．當(dāng)物塊A經(jīng)過左側(cè)滑輪正下方時(shí)，物塊A的速度最大，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得解得D正確。故選D。4.如圖所示，在水平天花板下方固定一光滑小定滑輪O，在定滑輪的正下方C處固定一帶正電的點(diǎn)電荷，不帶電的小球A與帶正電的小球B通過跨過定滑輪的絕緣輕繩相連，開始時(shí)系統(tǒng)在圖示位置靜止，。若B球所帶的電荷量緩慢減少（未減為零），在B球到達(dá)O點(diǎn)正下方前，下列說法正確的是（）A.A球的質(zhì)量等于B球的質(zhì)量B.此過程中，A球始終保持靜止?fàn)顟B(tài)C.此過程中，點(diǎn)電荷對(duì)B球的庫侖力不變D.此過程中，滑輪受到輕繩的作用力逐漸減小【答案】B【解析】【詳解】A．開始時(shí)，B球受力如圖所示，由幾何關(guān)系知而則A錯(cuò)誤；BC．假設(shè)此過程中A球保持靜止?fàn)顟B(tài)，由于B球所帶的電荷量緩慢減少，B球緩慢下擺，受力平衡，根據(jù)三角形相似原理有由于、OC、T均不變，則OB不變，假設(shè)成立，BC逐漸減小，庫侖力F逐漸減小，B正確，C錯(cuò)誤；D．由于輕繩拉力T不變，逐漸減小，輕繩OA，OB的拉力的合力逐漸增大，即滑輪受到輕繩的作用力逐漸增大，D錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2（v2>v1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。就上述過程，下列說法中正確的是（）A.滑塊返回傳送帶右端的速率為v2B.此過程中傳送帶對(duì)滑塊做功為C.此過程中電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做功為D.此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為【答案】D【解析】【詳解】A．傳送帶足夠長(zhǎng)，由于，滑塊向左減速運(yùn)動(dòng)速度為零之后，先在滑動(dòng)摩擦力的作用下向右加速，當(dāng)速度增大到等于傳送帶速度時(shí)，與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，有，故A錯(cuò)誤；B．此過程中只有傳送帶對(duì)滑塊做功，根據(jù)動(dòng)能定理得故B錯(cuò)誤；D．設(shè)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1，位移大小為x1，則摩擦力對(duì)滑塊做功又摩擦力做功等于滑塊動(dòng)能的減小，即滑塊向左運(yùn)動(dòng)過程中傳送帶的位移大小摩擦力對(duì)傳送帶做功聯(lián)立以上式子解得設(shè)滑塊向右勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2，位移大小為x3，則摩擦力對(duì)滑塊做功滑塊向右勻加速過程中傳送帶的位移大小滑塊相對(duì)傳送帶的總路程滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量大小故D正確；C．全過程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做的功故C錯(cuò)誤。故選D。6.2021年5月15日，“天問一號(hào)”探測(cè)器成功著陸火星。圖為“天問一號(hào)”探測(cè)器經(jīng)過多次變軌后登陸火星的理想軌跡示意圖，其中軌道I、III為橢圓，軌道II為圓，不計(jì)探測(cè)器變軌時(shí)質(zhì)量的變化，萬有引力常量為G，則（）A.探測(cè)器在軌道I的運(yùn)行周期小于在軌道II的運(yùn)行周期B.探測(cè)器在軌道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”C.若已知軌道II的周期和軌道半徑，則可以求出火星質(zhì)量D.探測(cè)器在軌道I上O點(diǎn)的速度小于軌道II上O點(diǎn)的速度【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律所以故A錯(cuò)誤；B．由于萬有引力提供向心力，即所以故B正確；C．由于萬有引力提供向心力，即所以若已知軌道II的周期和軌道半徑，則可以求出火星質(zhì)量，故C正確；D．探測(cè)器在軌道I上O點(diǎn)點(diǎn)火減速變軌到軌道II，所以探測(cè)器在軌道I上O點(diǎn)的速度大于軌道II上O點(diǎn)的速度，故D錯(cuò)誤。故選BC。7.一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）射入一點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖實(shí)線所示，圖中虛線是同心圓弧，表示電場(chǎng)中的等勢(shì)面，下列判斷正確的是（）A.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能B.粒子在b點(diǎn)的速率一定大于在a點(diǎn)的速率C.粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的動(dòng)能相等D.粒子在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力【答案】AC【解析】【詳解】D．該電場(chǎng)為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，粒子在點(diǎn)距離點(diǎn)電荷更近，因此粒子在點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大于在點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，D錯(cuò)誤；AB．粒子運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線，受力的方向指向軌跡凹側(cè)，因此該粒子受到向外的斥力，從到的運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，故粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，粒子在b點(diǎn)的速率一定小于在a點(diǎn)的速率，A正確，B錯(cuò)誤；C．由于處于同一等勢(shì)面上，從到過程中，電場(chǎng)力做功為零，因此粒子在點(diǎn)和點(diǎn)的動(dòng)能相等，C正確。故選AC。8.如圖所示，豎直平面內(nèi)有固定的光滑絕緣圓形軌道，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于軌道平面水平向左，分別為軌道上的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，是軌道上與圓心等高的點(diǎn)。質(zhì)量為、電荷量為的帶正電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）在軌道內(nèi)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為，電場(chǎng)強(qiáng)度大小，則下列說法正確的是（）A.小球在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能最小位置在之間，且此處小球的電勢(shì)能最大B.小球在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能最小的位置在點(diǎn)C.小球經(jīng)過兩點(diǎn)時(shí)所受軌道彈力大小差值為D.小球經(jīng)過兩點(diǎn)時(shí)所受軌道彈力大小的差值為【答案】BC【解析】【詳解】本題考查帶電物體在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)只處于重力場(chǎng)中時(shí)，最高點(diǎn)、最低點(diǎn)是比較好確定的，本題小球處于重力與電場(chǎng)力的復(fù)合場(chǎng)中，合力不沿豎直方向，所以“等效最高點(diǎn)”與“等效最低點(diǎn)”的位置就發(fā)生了變化，是平行于合力方向的直徑與圓的兩個(gè)交點(diǎn)，在最高點(diǎn)的動(dòng)能最小，最低點(diǎn)的動(dòng)能最大，要想恰好完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)必須恰好滿足重力與電場(chǎng)力的合力提供向心力?！窘獯稹緼．設(shè)小球所受重力與電場(chǎng)力的合力與方向的夾角為，則有故等效最低點(diǎn)在之間，等效最高點(diǎn)在之間。根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，小球在等效最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，小球從運(yùn)動(dòng)的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故小球電勢(shì)能最大的位置在點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．小球在軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中，總能量守恒，小球在點(diǎn)的電勢(shì)能最大，故小球在點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最小，故B正確；CD．設(shè)圓形軌道的半徑為，在點(diǎn)有在點(diǎn)有根據(jù)動(dòng)能定理，小球從運(yùn)動(dòng)到有聯(lián)立解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共129分。9.驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.（1）本實(shí)驗(yàn)中___________（填“需要”或“不需要”）滿足砝碼盤和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.（2）A組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，保持小車的質(zhì)量M不變，僅改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m，得到多組加速度大小a和對(duì)應(yīng)力傳感器的示數(shù)F，作出a-F圖像如圖乙所示，圖像未過原點(diǎn)的原因是____________.（3）B組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，正確補(bǔ)償阻力后，保持砝碼盤中的砝碼質(zhì)量m0不變，僅改變小車的質(zhì)量M，測(cè)得多組加速度大小a和對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量M，作出圖像如圖丙所示，圖像的縱截距為，則砝碼盤和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為___________（用字母b、m0表示，滑輪均光滑，細(xì)繩質(zhì)量不計(jì)）.【答案】①.不需要②.補(bǔ)償阻力過度③.【解析】【詳解】（1）[1]小車所受合外力為細(xì)繩拉力，由力傳感器測(cè)出，故不需要滿足砝碼盤和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。（2）[2]對(duì)小車有作出a-F圖像如題圖乙所示，圖像未過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度或木板抬得太高.（3）[3]根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)小車有對(duì)砝碼、砝碼盤和動(dòng)滑輪有整理得即解得.10.某款比亞迪新能源汽車，采用的是若干節(jié)磷酸鐵鋰電池組合而成。從相關(guān)資料查得，該電池的型號(hào)為18650，電動(dòng)勢(shì)在之間，且電池的內(nèi)阻應(yīng)該很小。為驗(yàn)證并測(cè)量一節(jié)18650磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，小李同學(xué)找到一量程為3mA的電流表A和兩個(gè)精密電阻箱、，以及一個(gè)阻值的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖（a）的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）測(cè)電流表A的內(nèi)阻，斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)的阻值，使電流表A滿偏；保持的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)，當(dāng)?shù)淖柚?0.00Ω時(shí)，A的示數(shù)為2.00mA；忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，則A的內(nèi)阻為_____Ω。（2）擴(kuò)大電流表的量程，將與A并聯(lián)組成電流表，其量程為A的100倍，則的阻值應(yīng)調(diào)為_____Ω。（3）測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。按（2）中的要求正確調(diào)節(jié)后保持S2閉合，再閉合S1，多次改變的阻值，記錄A的示數(shù)與相應(yīng)的值，作出圖線如圖（b）所示；由圖可求得：_____V，_____Ω。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（4）器材選擇，已知兩精密電阻箱的最大阻值分別是：①99.99Ω、②9999.99Ω，則應(yīng)選用的是_____（選填“①”或“②”）?！敬鸢浮竣?10.00②.0.10③.3.60④.0.02⑤.②【解析】【詳解】（1）[1]由于忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，則有其中，，解得（2）[2]擴(kuò)大電流表的量程，將與A并聯(lián)組成電流表，其量程為A的100倍，則有解得（3）[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可得結(jié)合圖像可得解得把圖像中數(shù)據(jù)，代入方程可解得（4）[5]電流表滿偏時(shí)，電路總電阻為由于電源內(nèi)阻、定值電阻、電流表內(nèi)阻都比較小，故應(yīng)選用的是②。11.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第I象限存在沿y軸負(fù)方向的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y軸負(fù)半軸上的某處固定著一點(diǎn)電荷（設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)與點(diǎn)電荷電場(chǎng)以x軸為界互不影響）。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成角射入第IV象限，此后在點(diǎn)電荷作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出，OP=8R。不計(jì)粒子重力，靜電力常量為k，已知，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)固定x軸下側(cè)平面內(nèi)的點(diǎn)電荷電量Q?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【詳解】(1)設(shè)粒子過N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有解得粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理有聯(lián)立解得(2)設(shè)帶電粒在第四象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)半徑為r，由幾何關(guān)系得：解得：由牛頓第二定律有聯(lián)立解得12.如圖所示，一滑板的上表面由長(zhǎng)度為的水平部分和半徑為的四分之一光滑圓弧組成，滑板靜止于光滑的水平地面上。物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于滑板上面的A點(diǎn)，物體與滑板水平部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為，一根長(zhǎng)度、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，一端固定于點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為的小球，小球位于最低點(diǎn)時(shí)與物體處于同一高度并恰好接觸?，F(xiàn)將小球拉至與同一高度（細(xì)線處于水平拉直狀態(tài)），然后由靜止釋放，小球向下擺動(dòng)并與物體發(fā)生彈性碰撞（碰撞時(shí)間極短），設(shè)物體的質(zhì)量為，滑板的質(zhì)量為。（1）求小球與物體碰撞前瞬間細(xì)線對(duì)小球拉力的大??；（2）若物體在滑板上向左運(yùn)動(dòng)從點(diǎn)飛出，求飛出后相對(duì)點(diǎn)的最大高度；（3）要使物體在相對(duì)滑板反向運(yùn)動(dòng)過程中，相對(duì)地面有向右運(yùn)動(dòng)的速度，求的取值范圍?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小球Q在下落過程中機(jī)械能守恒，因此有在最低點(diǎn)對(duì)小球Q由牛頓第二定律有解得（2）小球Q和物體P發(fā)生彈性碰撞，則由機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律有，解得物體和滑塊組成系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，有由能量守恒定律可得解得（3）要求物體P有相對(duì)地面向右的速度，說明物體P要滑到曲面上再返回運(yùn)動(dòng)，物體P相對(duì)滑板N反方向運(yùn)動(dòng)過程中，可以知道當(dāng)再次回到B點(diǎn)時(shí)兩者的速度最大，此時(shí)物體P有向右運(yùn)動(dòng)的速度即可，因此規(guī)定向左為正方向，再次回到B時(shí)水平方向動(dòng)量守恒定律可得由能量守恒定律可得聯(lián)立可得方程因物體要經(jīng)過B點(diǎn)，因此要求判別式大于零，速度向右說明要小于零，則有即滿足不等式又有聯(lián)立可得?[選修3-4]13.一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖甲所示，P、Q、A為該橫波上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，各自的縱坐標(biāo)位置分別為，-2m，0m．從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是___________．A.該波波速是25m/s，傳播方向沿x正方向B.若此波在同一介質(zhì)中能與另一列簡(jiǎn)諧橫波發(fā)生穩(wěn)定干涉，則另一列波的頻率為1.25HzC.若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定比20m大很多D.從該時(shí)刻起，再經(jīng)過0.7s質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為E.從該時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)Q將比質(zhì)點(diǎn)P先回到平衡位置【答案】ABD【解析】【分析】由振動(dòng)圖像和波的圖像讀出波長(zhǎng)和周期，然后求解波速；根據(jù)A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像判斷波的傳播方向；當(dāng)兩列波的頻率相等時(shí)才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象．當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)更小時(shí)才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．根據(jù)0.7s內(nèi)波向右傳播的距離確定P點(diǎn)的位置，從而確定P點(diǎn)通過的路程.【詳解】由振動(dòng)圖像可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向下振動(dòng)，可知波傳播方向沿x正方向，由圖可知λ=20m，T=0.8s，則波速為，選項(xiàng)A正確；因該波的頻率f=1/T=1.25Hz，若此波在同一介質(zhì)中能與另一列簡(jiǎn)諧橫波發(fā)生穩(wěn)定干涉，則另一列波的頻率為1.25Hz，選項(xiàng)B正確；若該波