絕密★考試結(jié)束前2022屆高三下學(xué)期開學(xué)摸底考試卷A（河北專用）物理注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上．2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號．回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效．3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．(滿分100分)選擇題部分一、單項選擇題：(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。)1．2020年3月15日中國散裂中子源(CSNS)利用中子成像技術(shù)幫助中國科技大學(xué)進(jìn)行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運動的科研裝置。下列關(guān)于中子研究的說法中正確的是()。A.α粒子轟擊N，產(chǎn)生O，并同時產(chǎn)生中子BU經(jīng)過4次α衰變，2次β衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)少了10個C.γ射線實質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療D.核電站可通過“慢化劑”控制中子數(shù)目來控制核反應(yīng)的速度【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，α粒子轟擊N，生成O，并產(chǎn)生了質(zhì)子，A項錯誤；每發(fā)生一次α衰變，核子的質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，所以中子數(shù)少2，每發(fā)生一次β衰變一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，所以中子數(shù)少1，所以經(jīng)過4次α衰變，2次β衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)少4×2+2×1=10，B項正確；γ射線實質(zhì)是電磁波，不是中子流，C項錯誤；核電站通過鎘棒控制中子數(shù)目來控制核反應(yīng)的速度，慢化劑是用來使中子減速的，D項錯誤；故選B。2．某同學(xué)在練習(xí)投籃時將籃球從同一位置斜向上拋出，其中有兩次籃球垂直撞在豎直放置的籃板上，運動軌跡如圖所示，不計空氣阻力，關(guān)于這兩次籃球從拋出到撞擊籃板的過程()A.兩次在空中運動的時間相等B.兩次拋出時的速度相等C.第1次拋出時速度的水平分量小D.第2次拋出時速度的豎直分量大【答案】C【解析】將籃球的運動反向處理，即為平拋運動.由題圖可知，第2次運動過程中的高度較小，所以運動時間較短，故A錯誤.平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，第2次運動過程中的高度較小，故第2次拋出時速度的豎直分量較小，故D錯誤.平拋運動在水平方向是勻速直線運動，水平射程相等，由x＝v0t可知，第2次拋出時水平分速度較大，第1次拋出時水平分速度較小，故C正確.水平分速度第2次大，豎直分速度第1次大，根據(jù)速度的合成可知，兩次拋出時的速度大小關(guān)系不能確定，故B錯誤；故選C。3．我國科學(xué)家為解決“玉兔號”月球車長時間處于黑夜工作的需要，研制了一種小型核能電池，將核反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，需要的功率并不大，但要便于防護(hù)其產(chǎn)生的核輻射.請據(jù)此猜測“玉兔號”所用核能電池有可能采納的核反應(yīng)方程是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(238,95)Am＋eq\o\al(0,－1)eD.eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n【答案】C【解析】A項中反應(yīng)是輕核聚變，反應(yīng)劇烈，至今可控聚變反應(yīng)還處于各種實驗研究階段，故A項不合題意；B項中反應(yīng)是重核裂變，雖然實現(xiàn)了人工控制，但因反應(yīng)劇烈，防護(hù)要求高還不能小型化，故B項不合題意；C項中反應(yīng)是人工放射性同位素的衰變反應(yīng)，是小型核能電池主要采用的反應(yīng)方式，故C項符合題意；D項中反應(yīng)是人工核反應(yīng)，需要高能α粒子，故D項不合題意；故選C。4．2017年9月，我國控制“天舟一號”飛船離軌，使它進(jìn)入大氣層燒毀，殘骸墜入南太平洋一處號稱“航天器墳場”的遠(yuǎn)離大陸的深海區(qū)．在受控墜落前，“天舟一號”在距離地面380km的圓軌道上飛行，則下列說法中正確的是()A．在軌運行時，“天舟一號”的線速度大于第一宇宙速度B．在軌運行時，“天舟一號”的角速度小于同步衛(wèi)星的角速度C．受控墜落時，應(yīng)通過“反推”實現(xiàn)制動離軌D．“天舟一號”離軌后，在進(jìn)入大氣層前，運行速度不斷減小【答案】C【解析】第一宇宙速度是環(huán)繞地球圓軌道運行的衛(wèi)星的最大速度，則“天舟一號”在軌運行時的線速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤；在軌運行時，“天舟一號”的運行半徑小于同步衛(wèi)星的運行半徑，根據(jù)ω＝eq\r(\f(GM,r3))可知，其角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，選項B錯誤；受控墜落時要先減速，讓前部的推進(jìn)器點火，通過“反推”實現(xiàn)制動離軌，選項C正確；“天舟一號”離軌后，在進(jìn)入大氣層前，運行半徑逐漸減小，地球的引力做正功，則運行速度不斷增大，選項D錯誤；故選C。5．磁流體發(fā)電機的原理如圖所示．將一束等離子體連續(xù)以速度v垂直于磁場方向噴入磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，可在相距為d、面積為S的兩平行金屬板間產(chǎn)生電壓．現(xiàn)把上、下板和電阻R連接，上、下板等效為直流電源的兩極．等離子體穩(wěn)定時在兩極板間均勻分布，電阻率為ρ.忽略邊緣效應(yīng)及離子的重力，下列說法正確的是()A．上板為正極，a、b兩端電壓U＝BdvB．上板為負(fù)極，a、b兩端電壓U＝eq\f(Bd2vρS,RS＋ρd)C．上板為正極，a、b兩端電壓U＝eq\f(BdvRS,RS＋ρd)D．上板為負(fù)極，a、b兩端電壓U＝eq\f(BdvRS,Rd＋ρS)【答案】C【解析】根據(jù)左手定則可知，等離子體射入兩極板之間時，正離子偏向a板，負(fù)離子偏向b板，即上板為正極；穩(wěn)定時滿足eq\f(U′,d)q＝Bqv，解得U′＝Bdv；根據(jù)電阻定律可知兩極板間的電阻為r＝eq\f(ρd,S)，根據(jù)閉合電路歐姆定律：I＝eq\f(U′,R＋r)，a、b兩端電壓U＝IR，聯(lián)立解得U＝eq\f(BdvRS,RS＋ρd)；故選C。6．如圖所示，有一圓弧形的槽ABC，槽底B放在水平地面上，槽的兩側(cè)A、C與光滑斜坡aa′、bb′分別相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，距水平地面高度為h.一質(zhì)量為m的小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b處后沿斜坡bb′向上滑行，到達(dá)的最高處距水平面ab的高度為h，若槽內(nèi)的動摩擦因數(shù)處處相同，不考慮空氣阻力，且重力加速度為g，則()A．小物塊第一次從a處運動到b處的過程中克服摩擦力做功mghB．小物塊第一次經(jīng)過B點時的動能等于2.5mghC．小物塊第二次運動到a處時速度為零D．經(jīng)過足夠長的時間后，小物塊最終一定停在B處【答案】A【解析】由同種元在第一次運動過程中，小物塊克服摩擦力做功，根據(jù)動能定理可知mgh－Wf＝0－0，解得Wf＝mgh，故A正確；因為小物塊從右側(cè)到最低點的過程中對軌道的壓力較大，所受的摩擦力較大，所以小物塊從右側(cè)到最低點的過程中克服摩擦力做的功Wf1>eq\f(1,2)Wf＝eq\f(1,2)mgh，設(shè)小物塊第1次通過最低點的速度為v，從自由滑下到最低點的過程，由動能定理得3mgh－Wf1＝Ek－0，解得Ek<2.5mgh，故B錯誤；由于在AC段，小物塊與軌道間有摩擦力，故小物塊在某一位置的速度大小要減小，故與軌道間的摩擦力減小，第二次在AC段運動時克服摩擦力做功比第一次要少，故第二次到達(dá)a(A)點時，有一定的速度，故C錯誤；由于在AC段存在摩擦力，故小物塊在B點兩側(cè)某一位置可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D錯誤；故選A。7．如圖所示，傾角為θ的平行金屬導(dǎo)軌寬度為L，電阻不計，底端接有阻值為R的定值電阻，處在與導(dǎo)軌平面垂直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．有一質(zhì)量為m，電阻為r，長度也為L的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，它與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌底部以初速度v0沖上導(dǎo)軌，上滑的最大距離為s，返回到初位置時的速度為v.下列說法正確的是()A．在上滑過程中，通過電阻R上的電荷量為eq\f(BLs,R)B．導(dǎo)體棒在上滑過程中所用時間為eq\f(2s,v0)C．導(dǎo)體棒從開始運動到回到底端，回路產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2D．導(dǎo)體棒在上滑過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱大于下滑過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱【答案】D【解析】在上滑過程中，通過電阻R上的電荷量q＝eq\f(NΔΦ,R＋r)＝eq\f(BΔS,R＋r)＝eq\f(BLs,R＋r)，故A錯誤；導(dǎo)體棒從開始到滑到最大高度的過程中做減速運動，隨著速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，所受的安培力減小，加速度減小，做加速度逐漸減小的變減速運動，平均速度不等于eq\f(v0,2)，則所用時間不等于eq\f(s,\f(v0,2))＝eq\f(2s,v0)，故B錯誤；根據(jù)能量守恒定律知，導(dǎo)體棒從開始運動到回到底端，回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2－2μmgscosθ，故C錯誤；由于導(dǎo)體棒的機械能不斷減少，所以下滑與上滑經(jīng)過同一位置時，上滑時速度大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，導(dǎo)體棒受到的安培力大，所以上滑過程安培力的平均值大，而兩個過程通過的位移大小相等，所以上滑時導(dǎo)體棒克服安培力做功多，導(dǎo)體棒在上滑過程中整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱多，則導(dǎo)體棒在上滑過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱也多，故D正確，故選D。二、多項選擇題：(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。)8．一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW、輸出電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V，60W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()A．T1原、副線圈電流分別為103A和20AB．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VC．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D．有6×104盞燈泡(220V，60W)正常發(fā)光【答案】ABD【解析】遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，在升壓變壓器原線圈中有P＝U1I1，故得原線圈中電流為103A，在遠(yuǎn)距離輸電線路中由ΔP＝Ieq\o\al(2,線)R線得T1副線圈中電流為20A，故選項A正確；在遠(yuǎn)距離輸電線路中由P＝U2I2和I線＝I2得U2＝2×105V，由ΔU＝I線R線，ΔU＝U2－U3可得T2原線圈電壓為1.8×105V，由于燈泡能正常發(fā)光，故T2副線圈電壓為220V，故選項B正確；由變壓器變壓特點知變壓比與匝數(shù)成正比，故可得T1變壓比為1∶50，而T2的變壓比為9000∶11，故選項C錯誤；正常發(fā)光時每盞燈的功率為60W，由90%P＝NP額，可得N＝6×104盞；故選ABD。9．如圖所示為賽車場的一個水平“梨形”賽道，兩個彎道分別為半徑R＝90m的大圓弧和r＝40m的小圓弧，直道與彎道相切.大、小圓弧圓心O、O′距離L＝100m.賽車沿彎道路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍.假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動，在彎道上做勻速圓周運動.要使賽車不打滑，繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大，重力加速度g取10m/s2，π＝3.14)，則賽車()A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為5.63m/s2D.通過小圓弧彎道的時間為5.58s【答案】AB【解析】如圖所示，設(shè)直道分別為AB和CD段，作BE平行OO′，根據(jù)幾何知識可得BE＝100m，AE＝50m，AB＝50eq\r(3)m，賽車在大圓弧彎道上做勻速圓周運動，設(shè)在大圓弧彎道上各處速度為vA，根據(jù)牛頓第二定律，2.25mg＝meq\f(vA2,R)，可得vA＝45m/s，設(shè)在小圓弧彎道上各處速度為vB，由2.25mg＝meq\f(vB2,r)，可得vB＝30m/s，vC＝vB<vA＝vD，繞過小圓弧彎道后加速，A、B選項正確；根據(jù)運動學(xué)公式a＝eq\f(vA2－vB2,2lAB)≈6.50m/s2，C選項錯誤；通過小圓弧彎道的時間為t＝eq\f(1,3)×eq\f(2πr,vB)≈2.79s，D選項錯誤；故選AB。10．如圖所示，豎直平面內(nèi)有固定的半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，勻強電場的方向平行于軌道平面水平向左，P、Q分別為軌道上的最高點、最低點，M、N是軌道上與圓心O等高的點．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點)在軌道內(nèi)運動，已知重力加速度為g，電場強度E＝eq\f(3mg,4q)，要使小球能沿軌道做完整的圓周運動，則下列說法正確的是()A．小球在軌道上運動時，動能最小的位置，電勢能最大B．小球在軌道上運動時，機械能最大的位置一定在M點C．小球過Q、P點時所受軌道彈力大小的差值為6mgD．小球過Q、P點時所受軌道彈力大小的差值為7.5mg【答案】BC【解析】根據(jù)等效場知識可得，電場力與重力的合力大小為mg等＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\f(5,4)mg，故等效重力加速度為g等＝eq\f(5,4)g，如圖所示，tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(3,4)，即θ＝37°，若小球剛好能通過C點關(guān)于圓心O對稱的D點，那么小球就能做完整的圓周運動．小球在D點時的動能最小，但D點并非是其電勢能最大的位置，小球電勢能最大的位置在N點，選項A錯誤；小球在軌道上運動的過程中遵守能量守恒定律，小球在軌道上M點的電勢能最小，機械能最大，選項B正確；小球過Q點和P點時，由牛頓第二定律可得FQ－mg＝meq\f(vQ2,R)，F(xiàn)P＋mg＝meq\f(vP2,R)，小球從Q點到P點，由動能定理可得－2mgR＝eq\f(1,2)mvP2－eq\f(1,2)mvQ2，聯(lián)立解得FQ－FP＝6mg，選項C正確，D錯誤；故選BC。非選擇題部分非選擇題：（共54分。第11～14題為必考題，每個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。）（一）必考題：（共42分。）11．(8分)導(dǎo)電玻璃是制造LCD的主要材料之一，為測量導(dǎo)電玻璃的電阻率，某小組同學(xué)選取了一個長度為L的圓柱體導(dǎo)電玻璃器件，上面標(biāo)有“3V，L”的字樣，主要步驟如下，完成下列問題．(1)首先用螺旋測微器測量導(dǎo)電玻璃的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則直徑d＝________mm.(2)然后用歐姆表×100擋粗測該導(dǎo)電玻璃的電阻，表盤指針位置如圖乙所示，則導(dǎo)電玻璃的電阻約為________Ω.(3)為精確測量Rx在額定電壓時的阻值，且要求測量時電表的讀數(shù)不小于其量程的eq\f(1,3)，滑動變阻器便于調(diào)節(jié)，他們根據(jù)下面提供的器材，設(shè)計了一個方案，請在虛線框中畫出電路圖，標(biāo)出所選器材對應(yīng)的電學(xué)符號．A．電流表A1(量程為60mA，內(nèi)阻RA1約為3Ω)B．電流表A2(量程為2mA，內(nèi)阻RA2＝15Ω)C．定值電阻R1＝747ΩD．定值電阻R2＝1985ΩE．滑動變阻器R(0～20Ω)F．電壓表V(量程為10V，內(nèi)阻RV＝1kΩ)G．蓄電池E(電動勢為12V，內(nèi)阻很小)H．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干(4)由以上實驗可測得該導(dǎo)電玻璃電阻率值ρ＝________(用字母表示，可能用到的字母有長度L、直徑d、電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，電壓表讀數(shù)U，電阻值RA1、RA2、RV、R1、R2)．【答案】(1)1.990(1分)(2)500(1分)(3)見解析圖(3分)(4)eq\f(πd2I2R2＋RA2,4L\f(U,RV)－I2)(3分)【解析】(1)螺旋測微器的固定刻度為1.5mm，可動刻度為49.0×0.01mm＝0.490mm，所以最終讀數(shù)為1.5mm＋0.490mm＝1.990mm(1.989～1.991mm均正確)(2)表盤的讀數(shù)為5，所以導(dǎo)電玻璃的電阻約為5×100Ω＝500Ω.(3)電源的電動勢為12V，電壓表的量程為10V，滑動變阻器的電阻為20Ω，由于滑動變阻器的電阻與待測電阻的電阻值差不多，若串聯(lián)使用調(diào)節(jié)的范圍太小，所以滑動變阻器選擇分壓式接法；流過待測電阻的電流約為：I＝eq\f(3,500)A＝0.006A＝6mA，兩電壓表量程均不合適；同時由于電壓表量程為10V，遠(yuǎn)大于待測電阻的額定電壓3V，故常規(guī)方法不能正常測量，所以考慮用電流表改裝成電壓表使用，同時電壓表量程為10V，內(nèi)阻RV＝1kΩ，故滿偏電流為10mA，符合要求，故將電壓表充當(dāng)電流表使用，電流表A2與R2串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用，改裝后量程為4V，可以使用，由于改裝后電表電阻已知，故內(nèi)外接法均可，故電路圖如圖所示．(4)根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，待測電阻中的電流：I＝eq\f(U,RV)－I2，電壓：Ux＝I2(R2＋RA2)，由歐姆定律可知電阻：Rx＝eq\f(Ux,I)，根據(jù)電阻定律可知：R＝ρeq\f(L,S)，而截面積：S＝πeq\f(d2,4)，聯(lián)立解得ρ＝eq\f(πd2I2R2＋RA2,4L\f(U,RV)－I2).12．(7分)利用氣墊導(dǎo)軌“驗證機械能守恒定律”，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度v，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．(1)某次實驗測得傾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk＝________________，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機械能守恒；(用題中所給字母表示)(2)按上述實驗方法，某同學(xué)改變A、B間的距離，得到滑塊到B點時對應(yīng)的速度，作出v2－d圖象如圖乙所示，并測得M＝m，則重力加速度g＝________m/s2.【答案】(1)eq\f(M＋mb2,2t2)(3分)(m－eq\f(M,2))gd(3分)(2)9.6(1分)【解析】(1)滑塊到達(dá)B處時的速度v＝eq\f(b,t)，則系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(M＋mb2,2t2).系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝mgd－Mgdsin30°＝(m－eq\f(M,2))gd.(2)根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有eq\f(1,2)(M＋m)v2＝(m－eq\f(M,2))gd，則v2＝eq\f(2m－Mgd,M＋m)，題圖乙圖線的斜率k＝eq\f(2m－M,M＋m)g＝eq\f(2.4,0.5)m/s2＝4.8m/s2，又M＝m，解得g＝9.6m/s2.13．(11分)如圖甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，可抽象為圖乙所示的模型．傾角為45°的直軌道AB、半徑R＝10m的光滑豎直圓軌道和傾角為37°的直軌道EF，分別通過水平光滑銜接軌道BC、C′E平滑連接，另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接，EG間的水平距離l＝40m．現(xiàn)有質(zhì)量m＝500kg的過山車，從高h(yuǎn)＝40m處的A點由靜止下滑，經(jīng)BCDC′EF最終停在G點．過山車與軌道AB、EF間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.2，與減速直軌道FG間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.75.過山車可視為質(zhì)點，運動中不脫離軌道，g取10m/s2.求：(1)過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大??；(2)過山車運動至圓軌道最高點D時對軌道的作用力大?。?3)減速直軌道FG的長度x.(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)【答案】(1)8eq\r(10)m/s(3分)(2)7×103N(5分)(3)30m(3分)【解析】(1)設(shè)過山車在C點的速度大小為vC，由動能定理得mgh－μ1mgcos45°·eq\f(h,sin45°)＝eq\f(1,2)mvC2(2分)代入數(shù)據(jù)得vC＝8eq\r(10)m/s(1分)(2)設(shè)過山車在D點速度大小為vD，由動能定理得mg(h－2R)－μ1mgcos45°·eq\f(h,sin45°)＝eq\f(1,2)mvD2(2分)F＋mg＝meq\f(v\o\al(D2),R)，解得F＝7×103N(2分)由牛頓第三定律知，過山車在D點對軌道的作用力大小為7×103N(1分)(3)全程應(yīng)用動能定理mg[h－(l－x)tan37°]－μ1mgcos45°·eq\f(h,sin45°)－μ1mgcos37°·eq\f(l－x,cos37°)－μ2mgx＝0(2分)解得x＝30m.(1分)14．(16分)如圖所示，在光滑的水平桌面上，水平放置的粗糙直線軌道AB與水平放置的光滑圓弧軌道BCD相切于B點，整個軌道位于水平桌面內(nèi)，圓心角∠BOC＝37°，線段OC垂直于OD，圓弧軌道半徑為R，直線軌道AB長為L＝5R.整個軌道處于電場強度為E的勻強電場中，電場強度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直線OD.現(xiàn)有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小物塊P從A點無初速度釋放，小物塊P與AB之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，忽略空氣阻力．求：(1)小物塊第一次通過C點時對軌道的壓力大小FNC1；(2)小物塊第一次通過D點后離開D點的最大距離；(3)小物塊在直線軌道AB上運動的總路程．【答案】(1)5.4qE(7分)(2)eq\f(6,5)R(6分)(3)15R(3分)【解析】(1)設(shè)小物塊第一次到達(dá)C點時的速度大小為vC1，根據(jù)動能定理有qE[Lsin37°＋R(1－cos37°)]－μqELcos37°＝eq\f(1,2)mvC12－0(2分)解得vC1＝eq\r(\f(22qER,5m))(1分)在C點根據(jù)向心力公式得FNC1′－qE＝eq\f(mvC12,R)(2分)解得FNC1′＝5.4qE(1分)根據(jù)牛頓第三定律得FNC1＝5.4qE.(1分)(2)設(shè)小物塊第一次到達(dá)D點時的速度大小為vD1，根據(jù)動能定理有qE(Lsin37°－Rcos37°)－μqELcos37°＝eq\f(1,2)mvD12－0(2分)解得vD1＝eq\r(\f(12qER,5m))(1分)小物塊第一次到達(dá)D點后先以速度vD1逆著電場方向做勻減速直線運動，設(shè)運動的最大距離為xm，根據(jù)動能定理得－qExm＝0－eq\f(1,2)mvD12(2分)解得xm＝eq\f(6,5)R.(1分)(3)分析可知小物塊最終會在圓弧軌道上做往復(fù)運動，到達(dá)B點的速度恰好為零時，動能和電勢能之和不再減?。O(shè)小物塊在直線軌道AB上運動的總路程為s，則根據(jù)功能關(guān)系得qELsin37°＝μqEscos37°(2分)解得s＝eq\f(Ltan37°,μ)＝15R.(1分)（二）選考題：（共12分。請考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對應(yīng)的題號右側(cè)方框涂黑，按所涂題號進(jìn)行評分；多涂、多答，按所涂的首題進(jìn)行評分；不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評分。）15．(2分)某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度(選填“高于”、“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度(選填“大于”、“小于”或“等于”)外界空氣的密度。

【答案】低于(1分)大于(1分)【解析】】整個過程中，容器中的空氣絕熱膨脹，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，容器和活塞絕熱，即Q為零，可得內(nèi)能減小，溫度降低。容器中空氣溫度低于外界溫度，但壓強與外界相同，則容器中空氣的密度大于外界空氣的密度。16．(4分)一同學(xué)制造了一個便攜氣壓千斤頂，其結(jié)構(gòu)如圖所示，直立圓筒型汽缸導(dǎo)熱良好，長度為L0，活塞橫截面積為S，活塞通過連桿與上方的頂托相連接，連桿長度大于L0，在汽缸內(nèi)距缸底eq\f(L0,3)處有固定限位裝置AB，以避免活塞運動到缸底.開始活塞位于汽缸頂端，現(xiàn)將重力為3p0S的物體放在頂托上，已知大氣壓強為p0，活塞、連桿及頂托重力忽略不計，求：(1)穩(wěn)定后活塞下降的高度；(2)為使重物升高到原位置，需用氣泵加入多大體積的壓強為p0的氣體.【答案】(1)eq\f(2,3)L0(2分)(2)3L0S(2分)【解析】(1)取密封氣體為研究對象，初態(tài)壓強為p0，體積為L0S假設(shè)沒有限位裝置AB，末態(tài)時壓強為p，氣體長度為L，則p＝p0＋eq\f(3p0S,S)＝4p0由等溫變化有：p0L0S＝pLS(1分)解得：L＝eq\f(L0,4)因eq\f(L0,4)<eq\f(L0,3)，故活塞停在限位裝置處，活塞下降高度為eq\f(2L0,3).(1分)(2)以活塞回到初始位置時的氣體為研究對象，氣體發(fā)生等溫變化，則有4