2021年北京市首師大附中高考物理模擬試卷

2021年北京市首師大附中高考物理模擬試卷

一、選擇題（共14小題，每小題3分，滿分42分）

1.（3分）下列說法不正確的是（）

A.伽利略對小球在斜面上做勻加速直線運動的結(jié)論進(jìn)行合理外推，認(rèn)為自由下落的小球

的運動也是勻加速運動，而且所有物體下落時的加速度都是一樣的

B.牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們之間距離的關(guān)系，在實驗室里通過幾個鉛球之

間萬有引力的測量，比較準(zhǔn)確地得出了引力常量G的數(shù)值

C.庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，通過實驗研究，確認(rèn)了真空中兩個靜止點電荷之間的相互

作用力與它們的電荷量及它們的距離的關(guān)系

D.愛因斯坦認(rèn)為光不僅在發(fā)射和接收時能量是一份一份的，而且光本身就是有一個個不

可分割的能量子組成的，這些能量子后來稱為光子

2.（3分）日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機引起世界對安全利用核能的關(guān)注.泄漏的污染物

中含有|3'1和137cs.⑶I發(fā)生衰變時會釋放P射線；137cs發(fā)生衰變時會釋放Y射線，

過量的射線對人體組織有破壞作用.核泄漏一旦發(fā)生，應(yīng)盡量避免污染物的擴散.下列

說法正確的是（）

A.丫射線電離作用很強

B.0射線是高速電子流

C.目前世界上運行的核電站均采用核聚變

D.可以通過降低溫度減小污染物的半衰期，從而減小危害

3.（3分）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，P、Q、R、S

是波形上的四個質(zhì)點，其中速度為正、加速度為負(fù)的質(zhì)點是（）

A.光從空氣進(jìn)入水中后波長變大

B.康普頓效應(yīng)表明光子具有動量

C.自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光

D.在真空中傳播的光是橫波，在空氣中傳播的光是縱波

5.（3分）如圖所示為兩列頻率、振幅相同的水波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰,

A.質(zhì)點M的振動始終是加強的

B.質(zhì)點M的位移有時為0

C.質(zhì)點M的位移始終最大

D.質(zhì)點N保持靜止

6.（3分）對于一定質(zhì)量的某種理想氣體，N表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子次

數(shù)，貝U（）

A.當(dāng)體積減小時，溫度一定升高

B.當(dāng)溫度降低時，一定向外界放熱

C.氣體壓強是由氣體分子之間的斥力引起的

D.當(dāng)壓強不變而體積和溫度變化時，N必定變化

7.（3分）在教室門與地面間縫隙處塞緊一個木楔（側(cè)面如圖所示），能把門卡住不易被風(fēng)

吹動。下列分析正確的是（）

木楔頂角。很小

A.門不易被風(fēng)吹動的原因是因為風(fēng)力太小

B.門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大

C.門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大

D.塞在門下縫隙處的木楔，其頂角。無論多大都能將門卡住

8.（3分）對處于如圖所示時刻的LC振蕩電路，下列說法正確的是（)

A.電容器正在放電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能

B.電容器正在充電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能

C.電容器正在放電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能

D.電容器正在充電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能

9.（3分）如圖2所示的交流電路中，燈Li、L2和L3均發(fā)光，如果保持交變電源兩端電壓

的有效值不變，但頻率減小（）

A.燈Li、L2均變亮，燈L3變暗

B.燈Li、L2、L3均變暗

C.燈Li不變，燈L2變暗，燈L3變亮

D.燈L1不變，燈L2變亮，燈L3變暗

10.（3分）如圖所示，兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計

相連，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，下面的操作中將

使靜電計指針張角變大的是（）

A.僅將M板向上平移

B.僅將M板向右平移

C.僅在M、N之間插入云母板

D.僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸

11.（3分）應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.如圖

所示，將一花瓶置于桌面上的桌布上，花瓶發(fā)生了平移，但最終并沒有滑出桌面.這是

大家熟悉的慣性演示實驗.若花瓶、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等（）

A.桌布對花瓶摩擦力的方向向左

B.花瓶在桌布上的滑動時間和在桌面上滑動的時間的相等

C.桌布對花瓶摩擦力的沖量與桌面對花瓶摩擦力的沖量相同

D.若增大水平拉力，更快地將桌布拉出，則花瓶可能滑出桌面

12.（3分）如圖所示，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小B隨

時間t的變化關(guān)系為B=Bo+kt,其中Bo、k為正的常數(shù)。在此區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個

半徑為r的圓環(huán)形內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管，將一電荷量為q的帶正電小球在管內(nèi)由靜止釋

放，不考慮帶電小球在運動過程中產(chǎn)生的磁場（）

A.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qkm

B.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qknr

C.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qknJ

D.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qkirJ

13.（3分）勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于高真空中

的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U.若A

處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的

影響。則下列說法正確的是（)

A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2irRf

B.質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比

C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1：加

D.不改變磁感應(yīng)強度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能加速a粒子

14.（3分）兩個相距很近的等量異種點電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子。設(shè)相距為1,電荷量

分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子，如圖所示。取二者連線方向為y軸方向，建立

如圖所示的xOy坐標(biāo)系，p點距坐標(biāo)原點O的距離為r設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電勢為

零，p點的電勢為年，其中只有一個是合理的。你可能不會求解p點的電勢（p,但是你可

以通過一定的物理分析，（P的合理表達(dá)式應(yīng)為（)

人kqlsin^kqrcos8

A.0^------B.

I2

kqlcos8kqlsinB

C.0-D.4)=

r2r2

二、解答題（共6小題，滿分58分）

15.（7分）圖甲中是“驗證力的平行四邊形定則”實驗使用的部分器材，其中A為固定橡

皮筋的圖釘，0為橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點

PP

F1-3.3NFi=3.IN'公?3.8N

F2=2.3N

F-3.2N

IN

乙B

（1）某同學(xué)進(jìn)行的實驗操作步驟如下：

a.在桌上放一塊木板，用圖釘把白紙釘在木板上；

b.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端0點拴上兩條細(xì)繩，

細(xì)繩的另一端系有繩套；

c.將兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點0到達(dá)某一位置Pi

和F2、兩根細(xì)繩的方向；

d.只用一個彈簧測力計通過細(xì)繩套拉橡皮條，使結(jié)點O到達(dá)任一位置，并記錄彈簧測力

計的示數(shù)F、一根細(xì)繩的方向；

e.取下白紙，按選好的標(biāo)度用鉛筆和刻度尺作出拉力F的圖示；按同一標(biāo)度作出兩個拉

力Fi和F2的圖示，并以Fi和F2為鄰邊作平行四邊形，畫出它們所夾的對角線F'；

f.比較F'和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。

（1）上述操作步驟存在錯誤的是（選填步驟前的序號）。請在橫線上寫出正確的操

作方法；

（2）其他兩位同學(xué)正確完成了上述a到d各步驟后，分別取下做好標(biāo)記的白紙A、B,

如圖4-5乙所示。其中：（選填"A”或"B”）

（3）從白紙A中的標(biāo)記可知，該同學(xué)在完成步驟c后，若要保持結(jié)點0仍然與P點重

合且F1方向不變，同時增大Fi、F2的夾角，則F1的大小將（選填“增大”、“減小”

或“不變”）

（4）在上述步驟f中，需要驗證的是。（選填“F”或“F'”）

16.（11分）在“測定金屬的電阻率”實驗中，

（1）利用螺旋測微器測量合金絲的直徑d。某次測量時，螺旋測微器的示數(shù)如圖1所示,

則該合金絲直徑的測量值d=mm。

（2）若測出合金絲長度為L,直徑為d,電阻為Ro（用上述字母和通用數(shù)學(xué)

符號表示）

（3）按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rxo實驗中除開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供

下列器材：

A.待測合金絲Rx（接入電路部分的阻值約5。）

B.電源（電動勢4V,內(nèi)阻不計）

C.電流表（0?3A,內(nèi)阻約0.01Q）

D.電流表（0?0.6A,內(nèi)阻約0.2。）

E.靈敏電流計G（滿偏電流Ig為200|JA,內(nèi)阻rg為500。）

F.滑動變阻器（o-ion,允許通過的最大電流1A）

G.滑動變阻器（0~100。，允許通過的最大電流0.3A）

H.電阻箱Ro（0-99999.9。）

為了測量準(zhǔn)確、調(diào)節(jié)方便，實驗中電流表應(yīng)選,滑動變阻器應(yīng)選。

（均填寫儀器前的字母）

（4）按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rx,開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P

置于端（選填"a”或"b”）。

（5）甲同學(xué)按照圖2電路圖正確連接好電路，將電阻箱接入電路的阻值調(diào)為Ro=14500。，

改變滑動變阻器接入電路的電阻值，進(jìn)行多次實驗，畫出了靈敏電流計⑹的示數(shù)IG和電

流表?的示數(shù)IA的關(guān)系圖線如圖3所示。由此可知，合金絲接入電路的電阻測量值Rx

=。（保留兩位有效數(shù)字）。

圖1

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二

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三

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00.100.200.300.400.500.604A

圖3

17.(92022年冬奧會將在北京舉行，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.如圖所

示，質(zhì)量m=60kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始勻加速滑下，滑道AB

的長度L=72m,與水平方向的夾角0=37°.為了改變運動員的運動方向，其中最低點

C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧.運動員到達(dá)最低點C的速度vc=25m/s,取g=10m/s2,

sin370=0.6,cos370=0.8.求：

(1)運動員下滑時加速度a的大小：

(2)運動員到達(dá)助滑道末端B時速度VB的大?。?/p>

(3)若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑R至

少應(yīng)為多大.

18.(9分)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，經(jīng)過一系列過程，在離月球

表面高為h處懸停，探測器自由下落，落到月球表面時的速度大小為v,月球半徑為R,

h<<R

(1)月球表面的重力加速度go；

(2)月球的質(zhì)量M；

(3)假如你站在月球表面，將某小球水平拋出，你會發(fā)現(xiàn)，小球落回到月球表面的落點

就越遠(yuǎn)。所以，可以設(shè)想，小球就不再落回月球表面，它將繞月球做半徑為R的勻速圓

周運動1至少為多大？

19.(10分)許多電磁現(xiàn)象可以用力的觀點來分析，也可以用動量、能量等觀點來分析和解

釋.

(1)如圖1所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L,磁感應(yīng)強度為

B.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，導(dǎo)體棒從

靜止開始沿導(dǎo)軌向右運動.

a.當(dāng)導(dǎo)體棒運動的速度為v時，求其加速度a的大??；

b.已知導(dǎo)體棒從靜止到速度達(dá)到穩(wěn)定所經(jīng)歷的時間為t,求這段時間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體棒某一

橫截面的電荷量q.

(2)在如圖2所示的閉合電路中，設(shè)電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,其余電阻不計，電

路中的電流為L請你根據(jù)電動勢的定義并結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律證明：1=工.

R+r

20.(12分)物體中的原子總是在不停地做熱運動，原子熱運動越激烈，物體溫度越高，溫

度就越低。所以，只要降低原子運動速度，使其減速，從而降低了物體溫度。

使原子減速的物理過程可以簡化為如下情況：如圖所示，某原子的動量大小為po.將一

束激光(即大量具有相同動量的光子流)沿與原子運動的相反方向照射原子，原子每吸

收一個動量大小為pi的光子后自身不穩(wěn)定，又立即發(fā)射一個動量大小為P2的光子，原子

通過不斷吸收和發(fā)射光子而減速。(已知pi、p2均遠(yuǎn)小于po,普朗克常量為h,忽略原子

受重力的影響)

(1)若動量大小為po的原子在吸收一個光子后，又向自身運動方向發(fā)射一個光子，求

原子發(fā)射光子后動量p的大?。?/p>

(2)從長時間來看，該原子不斷吸收和發(fā)射光子,且向各個方向發(fā)射光子的概率相同o.求

動量大小為po的原子在減速到零的過程中，原子與光子發(fā)生“吸收-發(fā)射”這一相互作

用所需要的次數(shù)n和原子受到的平均作用力f的大小;

（3）根據(jù)量子理論，原子只能在吸收或發(fā)射特定頻率的光子時，發(fā)生能級躍遷并同時伴

隨動量的變化。此外，即光源與觀察者相對靠近時，觀察者接收到的光頻率會增大，這

一頻率的“偏移量”會隨著兩者相對速度的變化而變化。

a.為使該原子能夠吸收相向運動的激光光子，請定性判斷激光光子的頻率v和原子發(fā)生

躍遷時的能量變化4E與h的比值之間應(yīng)有怎樣的大小關(guān)系;

b.若某種氣態(tài)物質(zhì)中含有大量做熱運動的原子，為使該物質(zhì)能夠持續(xù)降溫，可同時使用

6個頻率可調(diào)的激光光源，簡要論述這樣做的合理性與可行性。

原子2激光

Go二

2021年北京市首師大附中高考物理模擬試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題（共14小題，每小題3分，滿分42分）

1.（3分）下列說法不正確的是（）

A.伽利略對小球在斜面上做勻加速直線運動的結(jié)論進(jìn)行合理外推，認(rèn)為自由下落的小球

的運動也是勻加速運動，而且所有物體下落時的加速度都是一樣的

B.牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們之間距離的關(guān)系，在實驗室里通過幾個鉛球之

間萬有引力的測量，比較準(zhǔn)確地得出了引力常量G的數(shù)值

C.庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，通過實驗研究，確認(rèn)了真空中兩個靜止點電荷之間的相互

作用力與它們的電荷量及它們的距離的關(guān)系

D.愛因斯坦認(rèn)為光不僅在發(fā)射和接收時能量是一份一份的，而且光本身就是有一個個不

可分割的能量子組成的，這些能量子后來稱為光子

【解答】解：A、伽利略對小球沿斜面運動的實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，小球沿斜面運動的加速

度將增大，小球沿斜面滾下的運動就越接近自由落體運動，小球沿斜面滾下的運動就是

自由落體運動，則自由落體運動也是勻加速直線運動，故A正確；

B、牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們之間距離的關(guān)系，比較準(zhǔn)確地得出了引力常量

G的數(shù)值；

C、庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，確認(rèn)了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與它們的

電荷量及它們的距離的關(guān)系，故C正確：

D、在對光電效應(yīng)的研究中，而且光本身就是有一個個不可分割的能量子組成的，故D

正確。

本題選擇不正確的，

故選：Bo

2.（3分）日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機引起世界對安全利用核能的關(guān)注.泄漏的污染物

中含有1311和137cs.⑶I發(fā)生衰變時會釋放P射線；137cs發(fā)生衰變時會釋放Y射線，

過量的射線對人體組織有破壞作用.核泄漏一旦發(fā)生，應(yīng)盡量避免污染物的擴散.下列

說法正確的是（）

A.丫射線電離作用很強

B.B射線是高速電子流

C.目前世界上運行的核電站均采用核聚變

D.可以通過降低溫度減小污染物的半衰期，從而減小危害

【解答】解：A、三種射線中，故A錯誤。

B、0射線是高速的電子流。

C、目前世界上運行的核電站均采用核裂變。

D、半衰期的大小與溫度，由原子核內(nèi)部因素決定。

故選：B。

3.（3分）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，P、Q、R、S

是波形上的四個質(zhì)點，其中速度為正、加速度為負(fù)的質(zhì)點是（）

A.PB.QC.RD.S

【解答】解：沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，根據(jù)平移法可知、Q,

由a=-旦知各點的加速度與位移方向相反，

m

速度為正、加速度為負(fù)的質(zhì)點是P質(zhì)點，BCD錯誤。

故選：A。

4.（3分）以下說法正確的是（）

A.光從空氣進(jìn)入水中后波長變大

B.康普頓效應(yīng)表明光子具有動量

C.自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光

D.在真空中傳播的光是橫波，在空氣中傳播的光是縱波

【解答】解：A、光從空氣進(jìn)入水中后頻率不變，由v=；\f,故A錯誤；

B、康普頓效應(yīng)表明光子具有動量，故B正確；

C、只有沿著偏振片透振方向振動的光才能通過偏振片，偏振光經(jīng)過一個偏振片后不會還

原為自然光；

D、在真空中傳播的光是橫波，故D錯誤.

故選：B?

5.（3分）如圖所示為兩列頻率、振幅相同的水波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰,

虛線表示波谷。下列說法錯誤的是（）

A.質(zhì)點M的振動始終是加強的

B.質(zhì)點M的位移有時為0

C.質(zhì)點M的位移始終最大

D.質(zhì)點N保持靜止

【解答】解：A、M點是波峰與波峰相遇點，即是加強點，故A正確：

BC>M點是振動加強點，質(zhì)點也在做簡諧運動，故B正確：

D、質(zhì)點N是波峰與波谷相遇點，因兩列波振幅相同，保持靜止。

本題選擇說法錯誤的，

故選：C?

6.（3分）對于一定質(zhì)量的某種理想氣體，N表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子次

數(shù)，貝U（）

A.當(dāng)體積減小時，溫度一定升高

B.當(dāng)溫度降低時，一定向外界放熱

C.氣體壓強是由氣體分子之間的斥力引起的

D.當(dāng)壓強不變而體積和溫度變化時，N必定變化

【解答】解：A.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，當(dāng)體積減小時，故A錯誤；

B.當(dāng)溫度降低時，氣體的內(nèi)能減小，所以不一定向外界放熱：

C.氣體壓強是由氣體分子對器壁的持續(xù)頻繁碰撞產(chǎn)生的，故C錯誤；

D.若氣體的溫度變化，分子的平均動能變化，必須改變氣體的體積，才能保持氣體的壓

強不變，N必定變化。

故選：D。

7.（3分）在教室門與地面間縫隙處塞緊一個木楔（側(cè)面如圖所示），能把門卡住不易被風(fēng)

吹動。下列分析正確的是（）

木楔頂角6很小

A.門不易被風(fēng)吹動的原因是因為風(fēng)力太小

B.門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大

C.門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大

D.塞在門下縫隙處的木楔，其頂角。無論多大都能將門卡住

【解答】解：A、門不易被風(fēng)吹動的原因是最大靜摩擦力隨著推力增大而增大；

BCD、對木楔受力分析、支持力，如圖所示：

豎直方向：N=FcosO+mg,

水平方向:f=Fsin0,

最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，為：fmax=uN=u（Fcos0+mg）,

考慮摩擦自鎖情況：不管多大的力F均滿足fmax》f,即"（Fcose+mg）NFsin。，

由于m很小，故只要Retan。即可，故很容易滿足自鎖條件，BD錯誤：

8.（3分）對處于如圖所示時刻的LC振蕩電路，下列說法正確的是（）

A.電容器正在放電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能

B.電容器正在充電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能

C.電容器正在放電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能

D.電容器正在充電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能

【解答】解：圖示時刻極板中電場方向向上，電容器下極板帶正電，知電容器在充電,

電容器上的電荷量正在增大，故D正確。

故選：D。

9.（3分）如圖2所示的交流電路中，燈Li、L2和L3均發(fā)光，如果保持交變電源兩端電壓

的有效值不變，但頻率減?。ǎ?/p>

A.燈Li、L2均變亮，燈L3變暗

B.燈Li、L2、L3均變暗

C.燈Li不變，燈L2變暗，燈L3變亮

D.燈Li不變，燈L2變亮，燈L3變暗

【解答】解：輸入的交流的頻率減小，對電阻R沒影響，Li燈亮度不變；電感線圈特點

是通低頻阻高頻，則電感的阻礙作用減小2燈的亮度變亮；電容器的特點是通高頻阻低

頻，則電容器的阻礙作用增大6燈更暗一些。故ABC錯誤

故選：D。

10.（3分）如圖所示，兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計

相連，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，下面的操作中將

使靜電計指針張角變大的是（）

A.僅將M板向上平移

B.僅將M板向右平移

C.僅在M、N之間插入云母板

D.僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸

【解答】解：A、向M板向上平移時，則由C=W—,電容器的電容C減小,

4兀kd

則由c=&■可知，則U增大，故A正確；

u

B、將M板向右移動，由決定式可得，同理可知指針張角變小；

C、在MN之間插入云母板時，則由電容器的決定式可知電容C增大，故指針張角減??；

D、M、N之間插入金屬板且不和M,相當(dāng)減小了板間距離，電容C增大，U減小，故D

錯誤；

故選：A?

11.（3分）應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.如圖

所示，將一花瓶置于桌面上的桌布上，花瓶發(fā)生了平移，但最終并沒有滑出桌面.這是

大家熟悉的慣性演示實驗.若花瓶、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等（）

A.桌布對花瓶摩擦力的方向向左

B.花瓶在桌布上的滑動時間和在桌面上滑動的時間的相等

C.桌布對花瓶摩擦力的沖量與桌面對花瓶摩擦力的沖量相同

D.若增大水平拉力，更快地將桌布拉出，則花瓶可能滑出桌面

【解答】解：A、花瓶相對于桌布向左運動，故A錯誤。

B、設(shè)花瓶在桌布上和桌面上運動時加速度大小分別為ai和a2,花瓶在桌布上的滑動時

間和在桌面上滑動的時間分別為t2和t2.花瓶剛離開桌布時速度為V。

花瓶在桌布上運動時，根據(jù)牛頓第二定律得nmg=mai,由運動學(xué)公式v=a5ti。

花瓶在桌面上運動時，根據(jù)牛頓第二定律得nmg=ma2,由運動學(xué)公式v=a3t2。

由上可得ai=as,ti=t2.故B正確。

C、花瓶在桌布上運動時，由動量定理得l7=mv-0.花瓶在桌面上運動時，由動量定理

得12=3-mv,則12=-11.所以桌布對花瓶摩擦力的沖量與桌面對花瓶摩擦力的沖量不

同，故C錯誤。

D、若增大水平拉力，花瓶在桌布上運動的時間縮短3ti,知花瓶獲得的速度減小，在桌

面上滑行的距離縮短，故D錯誤。

故選：B?

12.（3分）如圖所示，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小B隨

時間t的變化關(guān)系為B=Bo+kt,其中Bo、k為正的常數(shù)。在此區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個

半徑為r的圓環(huán)形內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管，將一電荷量為q的帶正電小球在管內(nèi)由靜止釋

放，不考慮帶電小球在運動過程中產(chǎn)生的磁場（)

A.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qkm

B.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qkm

C.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qkn/

D.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qkTiF

【解答】解：由題意可知，如圖所示的磁場在均勻增加時，那么正電荷在電場力作用下,

根據(jù)動能定理，轉(zhuǎn)動一周過程中，則為W=qU=q穿兀=22,故C正確，ABD錯誤，

故選：Co

13.（3分）勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于高真空中

的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U.若A

處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的

影響。則下列說法正確的是（）

B

A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過如Rf

B,質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比

C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1：V2

D.不改變磁感應(yīng)強度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能加速a粒子

【解答】解：A、質(zhì)子出回旋加速器的速度最大，則V=22LL所以最大速度不超過如Rf；

T

6228

B、根據(jù)qvB=mP3E,則最大動能Ekm=3mv7=口BR,與加速的電壓無關(guān)；

Rm22m

C、粒子在加速電場中做勻加速運動，根據(jù)動能定理nqU=12,知:懺叫面,質(zhì)子

第6次和第2次經(jīng)過D形盒狹縫的速度比為1：V5y-＞可知爺，則半徑比為1：

D、根據(jù)qvB=mE~~2電=6nRf2工工，f與比荷有關(guān)，故不可以加速。

RTBqf

故選：A,

14.（3分）兩個相距很近的等量異種點電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子。設(shè)相距為1,電荷量

分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子，如圖所示。取二者連線方向為y軸方向，建立

如圖所示的xOy坐標(biāo)系，p點距坐標(biāo)原點0的距離為r設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電勢為

零，p點的電勢為隼，其中只有一個是合理的。你可能不會求解p點的電勢（p,但是你可

以通過一定的物理分析，＜p的合理表達(dá)式應(yīng)為（）

A.0=kqlsine_B.Q=kqrcos8

r12

不小

rkqlcos8nkqlsin8

【解答】解：若夾角0=90°,則P點位于檢驗電荷從無窮遠(yuǎn)沿x軸移動到O點的過程

中，則x軸上的電勢處處為0,

可見AD錯誤，因離O點越遠(yuǎn)，故r應(yīng)在分母上，C正確。

故選：C。

二、解答題（共6小題，滿分58分）

15.（7分）圖甲中是“驗證力的平行四邊形定則”實驗使用的部分器材，其中A為固定橡

皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點

P

Fi=3.IN'公-3.8N

F-3.2N

TN

乙B

（1）某同學(xué)進(jìn)行的實驗操作步驟如下:

a.在桌上放一塊木板，用圖釘把白紙釘在木板上;

b.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端0點拴上兩條細(xì)繩，

細(xì)繩的另一端系有繩套；

c.將兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點0到達(dá)某一位置Pi

和F2、兩根細(xì)繩的方向；

d.只用一個彈簧測力計通過細(xì)繩套拉橡皮條，使結(jié)點O到達(dá)任一位置，并記錄彈簧測力

計的示數(shù)F、一根細(xì)繩的方向；

e.取下白紙，按選好的標(biāo)度用鉛筆和刻度尺作出拉力F的圖示；按同一標(biāo)度作出兩個拉

力Fi和F2的圖示，并以Fi和F2為鄰邊作平行四邊形，畫出它們所夾的對角線F'；

f.比較F'和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。

（1）上述操作步驟存在錯誤的是d（選填步驟前的序號）。請在橫線上寫出正確的操

作方法；

把橡皮條和繩套的結(jié)點拉到0位置；

（2）其他兩位同學(xué)正確完成了上述a到d各步驟后，分別取下做好標(biāo)記的白紙A、B,

如圖4-5乙所示。其中A；（選填"A”或"B”）

（3）從白紙A中的標(biāo)記可知，該同學(xué)在完成步驟c后，若要保持結(jié)點O仍然與P點重

合且F1方向不變，同時增大Fi、F2的夾角，則F1的大小將增大（選填“增大”、“減

小”或“不變”）

（4）在上述步驟f中，需要驗證的是F'。（選填"F”或“F'”）

【解答】解：（1）上述操作步驟存在錯誤的是d。正確的操作方法：把橡皮條和繩套的結(jié)

點拉到O位置；

（2）A圖中記錄力方向的點距離0點較遠(yuǎn)，有利于減小確定力方向時產(chǎn)生的誤差；

（3）保持結(jié)點0仍然與P點重合，則兩個力的合力不變，同時增大Fi、F3的夾角，則

Fi的大小將增大；

（4）在上述步驟中，因F是兩個力合力的實際測量值，則若發(fā)現(xiàn)力F'的誤差過大。

故答案為：（1）d,把橡皮條和繩套的結(jié)點拉到。位置（2）A（3）增大（4）F'。

16.（11分）在“測定金屬的電阻率”實驗中，

（1）利用螺旋測微器測量合金絲的直徑d。某次測量時，螺旋測微器的示數(shù)如圖1所示,

則該合金絲直徑的測量值d=1.170mm。

（2）若測出合金絲長度為L,直徑為d,電阻為R三心a2。（用上述字母和通用數(shù)

—4L—

學(xué)符號表示）

（3）按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rxo實驗中除開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供

下列器材：

A.待測合金絲Rx（接入電路部分的阻值約5Q）

B.電源（電動勢4V,內(nèi)阻不計）

C.電流表（0?3A,內(nèi)阻約0.01Q）

D.電流表（0?0.6A,內(nèi)阻約0.2。）

E.靈敏電流計G（滿偏電流Ig為200|JA,內(nèi)阻rg為500。）

F.滑動變阻器（0?10。，允許通過的最大電流1A）

G.滑動變阻器（0~100。，允許通過的最大電流0.3A）

H.電阻箱Ro（0?99999.9Q）

為了測量準(zhǔn)確、調(diào)節(jié)方便，實驗中電流表應(yīng)選D,滑動變阻器應(yīng)選F。（均填寫

儀器前的字母）

（4）按圖2所示的電路圖測量合金絲的電阻Rx,開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P

置于端（選填"a”或"b”）。

（5）甲同學(xué)按照圖2電路圖正確連接好電路，將電阻箱接入電路的阻值調(diào)為Ro=145OOC,

改變滑動變阻器接入電路的電阻值，進(jìn)行多次實驗，畫出了靈敏電流計⑥的示數(shù)IG和電

流表⑥的示數(shù)IA的關(guān)系圖線如圖3所示。由此可知，合金絲接入電路的電阻測量值Rx

=4.5fl（保留兩位有效數(shù)字）。

圖1圖2

圖3

【解答】解：（1）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：d=lmm+17.0X7.01mm=1.170mm；

62

（2）合金絲的電阻：R-0—,其中S=irr2=3兀42，解得電阻率：p=2LA_d_；

HS44L

（3）電路最大電流約為：I=U=3A=0.3A；為方便實驗操作滑動變阻器應(yīng)選擇F；

R5

（4）由圖2所示電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法;

（5）根據(jù)圖2所示電路，由歐姆定律可知x=%=-=

IA

150X10-8乂（14500+500）^=25。

0.5,

故答案為：（1）1.170；（2）兀Rd；F.（4）bo

4L

17.（9分）2022年冬奧會將在北京舉行，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.如圖所

示，質(zhì)量m=60kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始勻加速滑下，滑道AB

的長度L=72m,與水平方向的夾角。=37°.為了改變運動員的運動方向，其中最低點

C處附近是一段以0為圓心的圓弧.運動員到達(dá)最低點C的速度vc=25m/s,取g=lOmH,

sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

（1）運動員下滑時加速度a的大??；

（2）運動員到達(dá)助滑道末端B時速度VB的大小；

（3）若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑R至

少應(yīng)為多大.

【解答】解：（1）由牛頓第二定律有：mgsina-f=ma

代入數(shù)據(jù)得a=gsina-工=10X0.6-2①m/s4

m60

（2）由運動學(xué)公式有v2=2aL

代入數(shù)據(jù)得VB=V6aL=V2X4X72=24

（3）設(shè)運動員在C點所受的支持力為FN,由牛頓第二定律有

5

vc

FN-mg=m——

R

由運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，取FN=6mg

4

代入數(shù)據(jù)得R=%>=23_2=12.5m.

5g50

答：

（1）運動員下滑時加速度a的大小為4m/s?；

（2）運動員到達(dá)助滑道末端B時速度VB的大小為24m/s；

（3）若運動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點所在圓弧的半徑R至

少應(yīng)為12.8m.

18.（9分）我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，經(jīng)過一系列過程，在離月球

表面高為h處懸停，探測器自由下落，落到月球表面時的速度大小為v,月球半徑為R,

h<<R

(1)月球表面的重力加速度go；

(2)月球的質(zhì)量M；

(3)假如你站在月球表面，將某小球水平拋出，你會發(fā)現(xiàn)，小球落回到月球表面的落點

就越遠(yuǎn)。所以，可以設(shè)想，小球就不再落回月球表面，它將繞月球做半徑為R的勻速圓

周運動1至少為多大？

【解答】解：(1)根據(jù)自由落體運動規(guī)律得：

v2=2g4h

2

解得重力加速度為：go=J

4h

(2)在月球表面，設(shè)探測器的質(zhì)量為m。

由萬有引力等于重力得：G^=mgo

R2

8p2

解得月球質(zhì)量為：M=B-

2hG

(3)設(shè)小球質(zhì)量為m',拋出時的速度V3即為小球做圓周運動的環(huán)繞速度。

,3

由萬有引力提供向心力得：G嗎_=m'IL

R2R

解得小球速度至少為：vi=丫底

2

答：(1)月球表面的重力加速度g3是轉(zhuǎn)。

42

(2)月球的質(zhì)量M是工AP-；

2hG_

(3)這個拋出速度V3至少為v停。

19.(10分)許多電磁現(xiàn)象可以用力的觀點來分析，也可以用動量、能量等觀點來分析和解

釋.

(1)如圖1所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L,磁感應(yīng)強度為

B.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，導(dǎo)體棒從

靜止開始沿導(dǎo)軌向右運動.

a.當(dāng)導(dǎo)體棒運動的速度為v時，求其加速度a的大小；

b.已知導(dǎo)體棒從靜止到速度達(dá)到穩(wěn)定所經(jīng)歷的時間為t,求這段時間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體棒某一

橫截面的電荷量q.

(2)在如圖2所示的閉合電路中，設(shè)電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,其余電阻不計，電

路中的電流為I.請你根據(jù)電動勢的定義并結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律證明：

R+r

圖2

【解答】解：(1)a.當(dāng)導(dǎo)體棒運動的速度為v時

電流為：1=—之②

R+r

導(dǎo)體棒所受的安培力為F&=BIL③

根據(jù)牛頓第二定律可得：豆④

m

22

聯(lián)立①②③④式可得：a=￡_馬L三⑤

mm(R+r)

b.設(shè)導(dǎo)體棒運動穩(wěn)定的速度為Vm,令⑤式中的a=6,V=Vnn

可得：vm=F(R+M⑥

B2L2

設(shè)某段極