2021-2022學(xué)年北京市西城區(qū)高三（上）期末物理模擬試卷（1）一．選擇題（共12小題，滿分36分，每小題3分）1．（3分）一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在5個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持靜止，若同時(shí)撤去其中大小分別為3N和9N的兩個(gè)力，其余的力保持不變，則其加速度大小可能是（）A．5m/s2 B．7m/s2 C．2m/s2 D．1m/s22．（3分）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，如圖乙所示為介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置位于x＝3.5m。下列說(shuō)法正確的是（）A．這列波的傳播速度可能是20m/s B．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 C．t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q正通過(guò)平衡位置向上振動(dòng) D．t＝0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度3．（3分）如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓為220V的正弦交流電，開關(guān)S接1時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為11：1，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω，電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說(shuō)法中正確的有（）A．變壓器輸入功率與輸出功率之比為11：1 B．1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器上產(chǎn)生的熱量為40J C．僅將S從1撥到2，電流表示數(shù)減小 D．僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，兩電表示數(shù)均減小4．（3分）2020年7月23日，中國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，開啟了火星探測(cè)之旅。已知火星的直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期與地球很接近，但公轉(zhuǎn)周期是地球的兩倍。由以上信息判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．火星的表面重力加速度約為地球的0.8倍 B．火星的第一宇宙速度約為3.7km/s C．火星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸約為地球的2倍 D．火星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球的5．（3分）利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)傾斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升，斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3．根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，下列判斷正確的是（）A．小球沿右側(cè)斜面上升的高度與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān) B．小球沿右側(cè)斜面上升的高度與斜面的粗糙程度有關(guān) C．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小 D．如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)6．（3分）一個(gè)物體在F1＝5N、F2＝7N和F3三個(gè)恒力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若撤去F1，則物體受到的合力大小（）A．可能是9N B．可能是20N C．可能是1N D．一定是5N7．（3分）靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力F的作用，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．0﹣4s內(nèi)物體的位移為零 B．0﹣4s內(nèi)拉力對(duì)物體做功為零 C．4s末物體的速度為零 D．0﹣2s和2s﹣4s內(nèi)的加速度方向相反8．（3分）下列關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法，不正確的是（）A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面 B．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直 C．在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，一定不受電場(chǎng)力作用，所以電場(chǎng)力做功為零 D．點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面9．（3分）三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角形，在導(dǎo)線中通過(guò)的電流均為I，方向如圖所示，a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的角平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等，將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3，下列說(shuō)法正確的是（）A．B1＝B2＜B3 B．B1＝B2＝B3 C．a(chǎn)和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 D．a(chǎn)處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里10．（3分）如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11：7 B．圖中u＝5 C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1：2 D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是18：2511．（3分）如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v1＝2v2，在先后兩種情況下（）A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為E1：E2＝2：3 B．線圈中的感應(yīng)電流之比為I1：I2＝1：2 C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2＝2：1 D．通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1：q2＝1：212．（3分）2020年12月19日，重1731克的嫦娥五號(hào)任務(wù)月球樣品正式交接。我國(guó)首次地外天體樣品儲(chǔ)存、分析和研究工作拉開序幕，將開展月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電樣品礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)。對(duì)礦粉分離的過(guò)程中，下列表述正確的是（）A．電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功 B．帶正電的礦粉落在右側(cè) C．帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大 D．帶正電的礦粉電勢(shì)能變大二．多選題（共4小題，滿分12分，每小題3分）13．（3分）如圖所示，兩同學(xué)共同研究運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律，一同學(xué)沿刻度尺向右在紙面上勻速移動(dòng)筆尖畫線，另一同學(xué)推動(dòng)刻度尺緊貼紙面豎直向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中刻度尺保持水平、關(guān)于筆尖的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線 B．筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線 C．筆尖在任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移相同 D．筆尖在任意兩個(gè)相等時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同14．（3分）如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)。一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電離子）沿垂直于磁場(chǎng)的方向噴入磁場(chǎng)。把P、Q與電阻R相連接。下列說(shuō)法正確的是（）A．Q板的電勢(shì)低于P板的電勢(shì) B．Q板的電勢(shì)高于P板的電勢(shì) C．R中有由a向b方向的電流 D．R中有由b向a方向的電流15．（3分）某同學(xué)從電子市場(chǎng)購(gòu)買一款手機(jī)電池板如圖所示，他根據(jù)電池板上的標(biāo)識(shí)，所做判斷正確的是（）A．該電池的電動(dòng)勢(shì)為4.2V B．該電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V C．該電池一次可以提供的最大電能為8.4×103J D．該電池一次可以提供的最大電能為2.664×104J16．（3分）兩位科學(xué)家因?yàn)樵阢y河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他們對(duì)一顆靠近銀河系中心的恒星S2的位置變化進(jìn)行了持續(xù)觀測(cè)，記錄到的S2的橢圓軌道如圖所示。圖中O為橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，橢圓偏心率（離心率）約為0.87。P、Q分別為軌道的遠(yuǎn)銀心點(diǎn)和近銀心點(diǎn)，Q與O的距離約為120AU（太陽(yáng)到地球的距離為1AU），S2的運(yùn)行周期約為16年。假設(shè)S2的運(yùn)動(dòng)軌跡主要受銀河系中心致密天體的萬(wàn)有引力影響，根據(jù)上述數(shù)據(jù)及日常的天文知識(shí)，可以推出（）A．S2與銀河系中心致密天體的質(zhì)量之比 B．銀河系中心致密天體與太陽(yáng)的質(zhì)量之比 C．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的速度大小之比 D．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的加速度大小之比三．解答題（共5小題，滿分52分）17．（9分）航天員進(jìn)行超重訓(xùn)練的加速度一般在5g（g為自由落體加速度，取10m/s2），持續(xù)時(shí)間為2～3s，我國(guó)航天員已能做到在8g狀況下持續(xù)40s?，F(xiàn)假設(shè)訓(xùn)練裝置的加速度為6g，如果在該裝置中有一條繩子系著1kg的物體，則：（1）當(dāng)該裝置的加速度豎直向上時(shí)，繩子受到的拉力有多大？（2）當(dāng)該裝置的加速度豎直向下時(shí)，繩子受到的拉力有多大？18．（9分）帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比（）叫做比荷。比荷的測(cè)定對(duì)研究帶電粒子的組成和結(jié)構(gòu)具有重大意義。利用質(zhì)譜儀可以測(cè)量帶電粒子的比荷。如圖所示為一種質(zhì)譜儀的原理示意圖。某帶電粒子從容器A下方的小孔飄入加速電場(chǎng)（其初速度可視為零），之后自O(shè)點(diǎn)沿著與磁場(chǎng)邊界垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上的P點(diǎn)。忽略重力的影響。當(dāng)加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，O點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)。（1）請(qǐng)你說(shuō)該帶電粒子帶正電還是帶負(fù)電。（2）求該帶電粒子的比荷。19．（10分）如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，ab邊與磁場(chǎng)邊界平行。線框在向右的拉力作用下以速度v勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至cd邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，求：（1）金屬線框中的感應(yīng)電流I的大小和方向；（2）金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）安培力的沖量大小I安。20．（12分）一汽車的額定功率為80kW，在水平公路上行駛時(shí)，最大速率可達(dá)20m/s，汽車質(zhì)量為2000kg，若汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力恒定，加速度為2m/s2，求：（1）汽車所受阻力為多大；（2）汽車勻加速行駛的最長(zhǎng)時(shí)間是多少；（3）若汽車功率達(dá)到最大值后，一直保持恒定功率行駛，則汽車從開始運(yùn)動(dòng)后的半分鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少。21．（12分）利用碰撞做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲，儀器按要求安裝好后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄下重錘位置和各次實(shí)驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的位置，設(shè)小球質(zhì)量分別為m1、m2，且m1＝2m2，小球間的碰撞是彈性碰撞。（1）下列實(shí)驗(yàn)操作和要求正確的是；A．小球每次從同一高度靜止釋放，并記下釋放點(diǎn)到水平軌道的豎直距離hB．傾斜軌道必須光滑C．如果實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有測(cè)量?jī)尚∏虻木唧w質(zhì)量，也可以完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證D．斜槽末端的切線必須水平，以保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等（2）某次實(shí)驗(yàn)，由于沒(méi)有區(qū)分兩個(gè)小球的質(zhì)量，將一個(gè)小球放在槽口，另一小球從某位置靜止釋放，發(fā)現(xiàn)碰撞后，入射小球直接從槽口飛出，則入射小球的質(zhì)量為；（“m1”或“m2”）（3）圖乙是小球多次落點(diǎn)N的痕跡，由此可確定其落點(diǎn)的平均位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為cm（4）實(shí)驗(yàn)正確操作后，用刻度尺測(cè)量三段長(zhǎng)度分別為＝s1，＝s2，＝s3，在誤差允許的范圍內(nèi)，只需驗(yàn)證（用題目中所給的物理量表示），表明碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。

2021-2022學(xué)年北京市西城區(qū)高三（上）期末物理模擬試卷（1）參考答案與試題解析一．選擇題（共12小題，滿分36分，每小題3分）1．（3分）一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在5個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持靜止，若同時(shí)撤去其中大小分別為3N和9N的兩個(gè)力，其余的力保持不變，則其加速度大小可能是（）A．5m/s2 B．7m/s2 C．2m/s2 D．1m/s2【解答】解：大小分別為3N和9N的兩個(gè)力的合力大小范圍為6N≤F2≤12N物體在5個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持靜止，若同時(shí)撤去其中大小分別為3N和9N的兩個(gè)力后，則剩余三個(gè)力的合力大小范圍為6N≤F3≤12N；根據(jù)牛頓第二定律可得，物體的加速度大小范圍為3m/s2≤a≤6m/s2故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。2．（3分）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，如圖乙所示為介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置位于x＝3.5m。下列說(shuō)法正確的是（）A．這列波的傳播速度可能是20m/s B．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 C．t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q正通過(guò)平衡位置向上振動(dòng) D．t＝0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度【解答】解：A、由圖甲可知這列波的波長(zhǎng)λ＝4m，由圖乙可知周期為T＝0.4s，則這列波的傳播速度為：v＝＝m/s＝10m/s，故A錯(cuò)誤；B、由乙圖可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向向上，在圖甲中，由波形的平移法可知，這列波沿x軸正方向傳播，故B錯(cuò)誤；C、這列波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q速度方向向下，因t＝0.1s＝時(shí)，可知，t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q正在平衡位置下方向上振動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向向上，質(zhì)點(diǎn)Q速度方向向下，因t＝0.7s＝1T，則t＝0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷，質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置與波峰之間，質(zhì)點(diǎn)P的位移比質(zhì)點(diǎn)Q的大，結(jié)合a＝﹣知質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度，故D正確。故選：D。3．（3分）如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓為220V的正弦交流電，開關(guān)S接1時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為11：1，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω，電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說(shuō)法中正確的有（）A．變壓器輸入功率與輸出功率之比為11：1 B．1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器上產(chǎn)生的熱量為40J C．僅將S從1撥到2，電流表示數(shù)減小 D．僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，兩電表示數(shù)均減小【解答】解：A、根據(jù)理想變壓器的特點(diǎn)可知，變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1：1，故A錯(cuò)誤；B、原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為U2＝U1＝＝20V，則1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝＝×60J＝2400J，故B錯(cuò)誤；C、若只將S從1撥到2，副線圈的電壓減小，副線圈電流減小，原線圈電流即電流表的示數(shù)減小，故C正確；D、將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，接入電路中的阻值變大，電流表的讀數(shù)變小，但對(duì)原、副線圈兩端的電壓無(wú)影響，即電壓表的讀數(shù)不變，故D錯(cuò)誤；故選：C。4．（3分）2020年7月23日，中國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，開啟了火星探測(cè)之旅。已知火星的直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期與地球很接近，但公轉(zhuǎn)周期是地球的兩倍。由以上信息判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．火星的表面重力加速度約為地球的0.8倍 B．火星的第一宇宙速度約為3.7km/s C．火星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸約為地球的2倍 D．火星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球的【解答】解：A、設(shè)星球的質(zhì)量為M，半徑為R，星球表面重力加速度為g，根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力得mg＝G，得g＝則火星表面與地球表面重力加速度之比：＝＝×22＝≈0.44，則火星的表面重力加速度約為地球的0.44倍，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)mg＝m得星球的第一宇宙速度為v＝，則火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比：＝＝≈0.47，則火星的第一宇宙速度為v火＝0.47v地＝0.47×7.9km/s≈3.7km/s，故B正確；C、根據(jù)開普勒第三定律＝k得火星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸與地球公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸之比：＝＝＝，即火星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球的倍，故C錯(cuò)誤；D、星球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期等于星球的自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，得G＝mr，得星球同步衛(wèi)星的軌道半徑：r＝，因?yàn)榛鹦堑淖赞D(zhuǎn)周期與地球接近，則火星的同步衛(wèi)星軌道半徑與地球的同步衛(wèi)星軌道半徑之比：＝＝，故D錯(cuò)誤。故選：B。5．（3分）利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)傾斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升，斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3．根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，下列判斷正確的是（）A．小球沿右側(cè)斜面上升的高度與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān) B．小球沿右側(cè)斜面上升的高度與斜面的粗糙程度有關(guān) C．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小 D．如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)【解答】解：A、小球在下滑過(guò)程由于摩擦阻力的存在導(dǎo)致機(jī)械能有損耗，質(zhì)量越大，損耗越大，所以小球沿右側(cè)斜面上升的高度與小球的質(zhì)量有關(guān)，故A錯(cuò)誤。B、粗糙程度逐漸降低則損耗的機(jī)械能越小，上升的高度越高，則可知小球沿右側(cè)斜面上升的高度與斜面的粗糙程度有關(guān)，故B正確。C、如果小球受到的力一定，則質(zhì)量越大，它的加速度越小是牛頓第二定律的結(jié)論，與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。D、通過(guò)推理和假想，如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)，得不出靜止的結(jié)論，故D錯(cuò)誤。故選：B。6．（3分）一個(gè)物體在F1＝5N、F2＝7N和F3三個(gè)恒力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若撤去F1，則物體受到的合力大?。ǎ〢．可能是9N B．可能是20N C．可能是1N D．一定是5N【解答】解：有一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到三個(gè)力的作用，這三個(gè)力一定是平衡力，如果突然撤去F1，剩余的兩個(gè)力的合力與撤去的力等值、反向、共線，所以大小一定是5N，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D。7．（3分）靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力F的作用，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．0﹣4s內(nèi)物體的位移為零 B．0﹣4s內(nèi)拉力對(duì)物體做功為零 C．4s末物體的速度為零 D．0﹣2s和2s﹣4s內(nèi)的加速度方向相反【解答】解：ABC、由F﹣t圖可知，物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，利用動(dòng)量定理可知：物體在4s末的速度為零，由此可知在0～4s內(nèi)拉力對(duì)物體做功為零，故A錯(cuò)誤，BC正確；D、由圖像可知，在0～2s內(nèi)和2～4s內(nèi)拉力的方向相反，根據(jù)牛頓第二定律可知，0﹣2s和2s﹣4s內(nèi)的加速度方向相反，故D正確。本題選不正確的，故選：A。8．（3分）下列關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法，不正確的是（）A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面 B．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直 C．在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，一定不受電場(chǎng)力作用，所以電場(chǎng)力做功為零 D．點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面【解答】解：A、等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)可以知道勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是相互平行的垂直于電場(chǎng)線的一簇平面，故A正確；B、電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面，等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直，故B正確；C、等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，故沿著等勢(shì)面移動(dòng)點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向一直垂直，電場(chǎng)力不做功，故C錯(cuò)誤；D、等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)可以知道孤立點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為圓心的一簇球面，不等距，內(nèi)密外疏，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選：C。9．（3分）三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角形，在導(dǎo)線中通過(guò)的電流均為I，方向如圖所示，a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的角平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等，將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3，下列說(shuō)法正確的是（）A．B1＝B2＜B3 B．B1＝B2＝B3 C．a(chǎn)和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 D．a(chǎn)處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里【解答】解：AB、由題意可知，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于三條通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)在此處疊加而成，總效果垂直紙面向外，而b點(diǎn)與a點(diǎn)有相同的情況，有兩根相互抵消，則由第三根產(chǎn)生磁場(chǎng)，即為垂直紙面向外，三根導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相同，同向相加，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、由圖可知，根據(jù)右手螺旋定則可得，a、b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，故CD錯(cuò)誤。故選：A。10．（3分）如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11：7 B．圖中u＝5 C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1：2 D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是18：25【解答】解：AB、根據(jù)電源的U﹣I圖線知兩電源的電動(dòng)勢(shì)相等，E1＝E2＝10.5V，內(nèi)阻等于圖象斜率的絕對(duì)值，分別為r1＝||＝＝，r2＝||＝Ω，則r1：r2＝11：7，故A正確；B、圖中u對(duì)應(yīng)的電流為I2＝6A，電源2的內(nèi)電壓U2r＝I2r2＝6×V＝V，則路端電壓為U2＝E﹣U2r＝10.5V﹣V＝V＝4.8V，故B錯(cuò)誤；C、燈泡伏安特性曲線與電源外特性曲線的交點(diǎn)即為燈泡與電源連接時(shí)的工作狀態(tài)，則小燈泡與電源1連接時(shí)電壓為U1＝3V，電流為I1＝5A，小燈泡消耗的功率為P1＝U1I1＝3×5W＝15W，小燈泡的電阻R1＝＝Ω＝0.6Ω；小燈泡與電源2連接時(shí)電壓為U2＝4.8V，電流為I2＝6A，小燈泡消耗的功率為P2＝U2I2＝4.8×6W＝28.8W，小燈泡的電阻R2＝＝Ω＝0.8Ω；因此，P1：P2＝15：28.8＝25：48，R1：R2＝0.6：0.8＝3：4，故CD錯(cuò)誤。故選：A。11．（3分）如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v1＝2v2，在先后兩種情況下（）A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為E1：E2＝2：3 B．線圈中的感應(yīng)電流之比為I1：I2＝1：2 C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2＝2：1 D．通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1：q2＝1：2【解答】解：A、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv，由于v1＝2v2，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為：E1：E2＝2：1，故A錯(cuò)誤；B、感應(yīng)電流為：I＝，由于E1：E2＝2：1，則感應(yīng)電流之比為：I1：I2＝2：1，故B錯(cuò)誤；C、線框穿出磁場(chǎng)的時(shí)間為：t＝，由于v1＝2v2，則有：t1：t2＝1：2，產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝I2Rt，則焦耳熱之比：，故C正確；D、通過(guò)線圈某截面的電荷量為：q＝I△t＝△t＝△t＝，由于B、S、R都相等，則通過(guò)某截面的電荷量之比為1：1，故D錯(cuò)誤；故選：C。12．（3分）2020年12月19日，重1731克的嫦娥五號(hào)任務(wù)月球樣品正式交接。我國(guó)首次地外天體樣品儲(chǔ)存、分析和研究工作拉開序幕，將開展月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電樣品礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)。對(duì)礦粉分離的過(guò)程中，下列表述正確的是（）A．電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功 B．帶正電的礦粉落在右側(cè) C．帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大 D．帶正電的礦粉電勢(shì)能變大【解答】解：A、無(wú)論礦粉帶什么電，在水平方向上都會(huì)在電場(chǎng)力的作用下沿電場(chǎng)力的方向偏移，電場(chǎng)力的方向與位移方向相同，則電場(chǎng)力礦粉做正功，故A正確；B、由圖可知，礦料分選器內(nèi)的電場(chǎng)方向水平向左，帶正電的礦粉受到水平向左的電場(chǎng)力，所以會(huì)向左偏轉(zhuǎn)，落到左側(cè)，故B錯(cuò)誤；C、帶負(fù)電的礦粉所受的電場(chǎng)力水平向右，電場(chǎng)力對(duì)帶負(fù)電的礦粉做正功，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；D、帶正電的礦粉所受的電場(chǎng)力水平向左，帶正電的礦粉受到的電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤；故選：A。二．多選題（共4小題，滿分12分，每小題3分）13．（3分）如圖所示，兩同學(xué)共同研究運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律，一同學(xué)沿刻度尺向右在紙面上勻速移動(dòng)筆尖畫線，另一同學(xué)推動(dòng)刻度尺緊貼紙面豎直向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中刻度尺保持水平、關(guān)于筆尖的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線 B．筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線 C．筆尖在任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移相同 D．筆尖在任意兩個(gè)相等時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同【解答】解：AB、把筆尖的實(shí)際運(yùn)動(dòng)分解成沿直尺向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此得知筆尖的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是一條曲線（拋物線的一部分），筆尖做類平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；C、筆尖做類平拋運(yùn)動(dòng)，在任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)，水平方向的位移差相等，但合位移逐漸變大，所以筆尖在任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移不相同，故C錯(cuò)誤；D、筆尖的加速度不變，根據(jù)公式△v＝a△t，可知筆尖在任意兩個(gè)相等時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同，故D正確。故選：BD。14．（3分）如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)。一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電離子）沿垂直于磁場(chǎng)的方向噴入磁場(chǎng)。把P、Q與電阻R相連接。下列說(shuō)法正確的是（）A．Q板的電勢(shì)低于P板的電勢(shì) B．Q板的電勢(shì)高于P板的電勢(shì) C．R中有由a向b方向的電流 D．R中有由b向a方向的電流【解答】解：AB、由圖可知，磁場(chǎng)方向由N極指向S極，等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，正電荷向上偏，打在上極板上，負(fù)電荷向下偏，打在下極板上。所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則P板的電勢(shì)高于Q板的電勢(shì)，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、由于P板電勢(shì)高，故R中存在由a到b的電流，故D錯(cuò)誤，C正確。故選：AC。15．（3分）某同學(xué)從電子市場(chǎng)購(gòu)買一款手機(jī)電池板如圖所示，他根據(jù)電池板上的標(biāo)識(shí)，所做判斷正確的是（）A．該電池的電動(dòng)勢(shì)為4.2V B．該電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V C．該電池一次可以提供的最大電能為8.4×103J D．該電池一次可以提供的最大電能為2.664×104J【解答】解：AB、由圖可知，電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V；充電電壓為4.2V；故A錯(cuò)誤；B正確；CD、由圖可知，該電源的電量為q＝2000mA?h＝2000×3.6C＝7200C；則最大電能W＝UIt＝Uq＝3.7×7200J＝2.664×104J；故C錯(cuò)誤；D正確；故選：BD。16．（3分）兩位科學(xué)家因?yàn)樵阢y河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他們對(duì)一顆靠近銀河系中心的恒星S2的位置變化進(jìn)行了持續(xù)觀測(cè)，記錄到的S2的橢圓軌道如圖所示。圖中O為橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，橢圓偏心率（離心率）約為0.87。P、Q分別為軌道的遠(yuǎn)銀心點(diǎn)和近銀心點(diǎn)，Q與O的距離約為120AU（太陽(yáng)到地球的距離為1AU），S2的運(yùn)行周期約為16年。假設(shè)S2的運(yùn)動(dòng)軌跡主要受銀河系中心致密天體的萬(wàn)有引力影響，根據(jù)上述數(shù)據(jù)及日常的天文知識(shí)，可以推出（）A．S2與銀河系中心致密天體的質(zhì)量之比 B．銀河系中心致密天體與太陽(yáng)的質(zhì)量之比 C．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的速度大小之比 D．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的加速度大小之比【解答】解：A、設(shè)橢圓的長(zhǎng)軸為2a，兩焦點(diǎn)間的距離為2c，則偏心率為0.87＝＝由題知，Q與O的距離約為120AU，即a﹣c＝120AU由此可求出a、c，由于S2是繞致密天體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知無(wú)法求出S2與銀河系中心致密天體的質(zhì)量之比，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)開普勒第三定律有＝k，式中k是與中心天體的質(zhì)量M有關(guān)的常量，且與M成正比，所以，對(duì)S2是繞致密天體運(yùn)動(dòng)，有＝k致∝M致對(duì)地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，有＝k太∝M太兩式相比，可得＝因S2的半長(zhǎng)軸為a，周期TS2、日地之間的距離r地、地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期T地都已知，故由上式可以求出銀河系中心致密天體與太陽(yáng)的質(zhì)量之比，故B正確；C、根據(jù)開普勒第二定律有vP（a+c）＝vQ（a﹣c），則＝，因a、c可以求出，則可以求出S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的速度大小之比，故C正確；D、S2不管是在P點(diǎn)，還是在Q點(diǎn)，都只受致密天體的萬(wàn)有引力作用，根據(jù)牛頓第二定律得G＝ma解得a＝因?yàn)镻點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為a+c，Q點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為a﹣c，則S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的加速度大小之比＝因a、c可以求出，則S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的加速度大小之比可以求出，故D正確。故選：BCD。三．解答題（共5小題，滿分52分）17．（9分）航天員進(jìn)行超重訓(xùn)練的加速度一般在5g（g為自由落體加速度，取10m/s2），持續(xù)時(shí)間為2～3s，我國(guó)航天員已能做到在8g狀況下持續(xù)40s?，F(xiàn)假設(shè)訓(xùn)練裝置的加速度為6g，如果在該裝置中有一條繩子系著1kg的物體，則：（1）當(dāng)該裝置的加速度豎直向上時(shí)，繩子受到的拉力有多大？（2）當(dāng)該裝置的加速度豎直向下時(shí)，繩子受到的拉力有多大？【解答】解：（1）加速度豎直向上時(shí)，由牛頓第二定律得：F﹣mg＝ma由題意知a＝6g聯(lián)立解得：F＝70N由牛頓第三定律知繩子受到的拉力為70N（2）加速度豎直向下時(shí)，由牛頓第二定律得：mg﹣T＝ma由題意知a＝6g聯(lián)立解得：F＝50N由牛頓第三定律知繩子受到的拉力為50N答：（1）當(dāng)該裝置的加速度豎直向上時(shí)，繩子受到的拉力為70N；（2）當(dāng)該裝置的加速度豎直向下時(shí)，繩子受到的拉力為50N。18．（9分）帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比（）叫做比荷。比荷的測(cè)定對(duì)研究帶電粒子的組成和結(jié)構(gòu)具有重大意義。利用質(zhì)譜儀可以測(cè)量帶電粒子的比荷。如圖所示為一種質(zhì)譜儀的原理示意圖。某帶電粒子從容器A下方的小孔飄入加速電場(chǎng)（其初速度可視為零），之后自O(shè)點(diǎn)沿著與磁場(chǎng)邊界垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上的P點(diǎn)。忽略重力的影響。當(dāng)加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，O點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)。（1）請(qǐng)你說(shuō)該帶電粒子帶正電還是帶負(fù)電。（2）求該帶電粒子的比荷。【解答】解：（1）因?yàn)榱Ｗ釉诖艌?chǎng)中向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。（2）帶電粒子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力即由題知R＝解得帶電粒子的比荷為＝。答：（1）該帶電粒子帶正電。（2）該帶電粒子的比荷為。19．（10分）如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，ab邊與磁場(chǎng)邊界平行。線框在向右的拉力作用下以速度v勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至cd邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，求：（1）金屬線框中的感應(yīng)電流I的大小和方向；（2）金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）安培力的沖量大小I安?！窘獯稹拷猓海?）ab邊切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則可判斷，電流方向沿adcba（或逆時(shí)針?lè)较颍└鶕?jù)閉合電路歐姆定律可得：I＝＝；（2）根據(jù)焦耳定律可得：Q＝I2Rt其中：t＝代入解得：Q＝；（3）ab邊受安培力為：FA＝BIL＝安培力的沖量大小為I安＝FAt＝×＝。答：（1）金屬線框中的感應(yīng)電流I的大小為，方向沿adcba；（2）金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱為；（3）安培力的沖量大小為。20．（12分）一汽車的額定功率為80kW，在水平公路上行駛時(shí)，最大速率可達(dá)20m/s，汽車質(zhì)量為2000kg，若汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力恒定，加速度為2m/s2，求：（1）汽車所受阻力為多大；（2）汽車勻加速行駛的最長(zhǎng)時(shí)間是多少；（3）若汽車功率達(dá)到最大值后，一直保持恒定功率行駛，則汽車從開始運(yùn)動(dòng)后的半分鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少?！窘獯稹拷猓海?）單牽引力等于阻力時(shí)，汽車速度達(dá)到醉的，根據(jù)P＝fv可得v＝（2）在勻加速階段，根據(jù)牛頓第二定律可得F﹣f＝ma，解得F＝f+ma＝8000N勻加速到最大速度時(shí)，汽車達(dá)到額定功率，則根據(jù)v＝at可得t＝（3）在勻加速階段通過(guò)的位移為，牽引力做功達(dá)到額定功率后，汽車在額定功率下運(yùn)動(dòng)，則做功為故汽車從開始運(yùn)動(dòng)后的半分鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功答：（1）汽車所受阻力為4000N；（2）汽車勻加速行駛的最