2021屆全國百師聯(lián)盟新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（十三）物理

2021屆全國百師聯(lián)盟新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（十三）

物理

★?？荚図樌?/p>

注意事項(xiàng)：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請(qǐng)先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個(gè)小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無效。如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號(hào)在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

第I卷（選擇題40分）

一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分。共40分。其中1-6小題為單選題，7-10小題

為多選題。）

1.我國自主研制的絞吸挖泥船“天鰻號(hào)”達(dá)到世界先進(jìn)水平.若某段工作時(shí)間內(nèi)，“天鰥號(hào)”

的泥泵輸出功率恒為IxlO^kW，排泥量為L(zhǎng)4m3/s，排泥管的橫截面積為0.7n?，則泥泵

對(duì)排泥管內(nèi)泥漿的推力為（）

A.5X106NB.2X107NC.2X109ND.

5X109N

【答案】A

【解析】

【詳解】設(shè)排泥的流量為0,t時(shí)間內(nèi)排泥的長(zhǎng)度為：

VQt1.4°

%=—=—=——t=2t

SS0.7

輸出的功：

W=Pt

排泥的功:

W=Fx

輸出的功都用于排泥，則解得：

F=5xlO6N

故A正確，BCD錯(cuò)誤.

2.打印機(jī)正常情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到“每次只進(jìn)一張紙”，進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所

示，設(shè)圖中剛好有20張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為加，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)最上面

的第1張紙向右運(yùn)動(dòng)搓紙輪與紙張之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為從，紙張與紙張之間紙張與底部摩擦

片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃2,工作時(shí)搓紙輪給第1張紙壓力大小為正打印機(jī)正常工作時(shí)，

下列說法正確的是（）

A.第2張紙受到第1張紙的摩擦力方向向左

B.第10張紙與第11張之間的摩擦力大小為例（尸+1°mg）

C.第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為0

D.要做到“每次只進(jìn)一張紙”，應(yīng)要求從〉〃2

【答案】D

【解析】

【分析】

第1張紙受到滑動(dòng)摩擦力，從第2張紙往下的紙張均受靜摩擦力，根據(jù)整體法受力分析解決

問題.

【詳解】A.第1張紙相對(duì)第二張紙向右運(yùn)動(dòng)，所以給第2張紙的摩擦力方向水平向右，故A

錯(cuò)誤；

B.將第2到10張紙為整體，第1張紙對(duì)第2張紙的摩擦力大?。?/p>

/=〃2（'咫+尸）

第10張紙與第11張紙之間為靜摩擦力，所以第10張紙與第11張之間的摩擦力大小為:

/=〃2（Mg+F）

故B錯(cuò)誤；

C.將第2到第20張紙作為整體受力分析可知，第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為靜摩擦力,

大小不為零，故C錯(cuò)誤；

D.第1張紙下表面受到第2張紙施加的滑動(dòng)摩擦力：

/'=售（，"g+F）

要將紙一張一張進(jìn)入就需要滿足：

通常情況下尸mg,所以M>〃2,故D正確.

【點(diǎn)睛】多個(gè)物體共加速度（加速度為0時(shí)，即靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)），優(yōu)先考慮整體法的應(yīng)

用.

3.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，則下列說法正確的是

A.若己知可見光的光子能量范圍為1.61、3.10eV,則處于第4能級(jí)狀態(tài)的氫原子，發(fā)射光的

譜線在可見光范圍內(nèi)的有2條

B.當(dāng)氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，氫原子的電勢(shì)能增加，電子的動(dòng)能增加

C.處于第3能級(jí)狀態(tài)的氫原子，發(fā)射出的三種波長(zhǎng)分別為儲(chǔ)、“、（X1>X2>X3）的三

條譜線，則入1=入2+入3

D.若處于第2能級(jí)狀態(tài)的氫原子發(fā)射出的光能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從第5能級(jí)躍遷

到第2能級(jí)時(shí)發(fā)射出的光也一定能使此金屬板發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】A

【解析】

【詳解】A.從〃N躍遷到n=l能級(jí)時(shí)放出的光子能量為-0.85+13.60eV=12.75eV；不在可

見光范圍之內(nèi)，從k4能級(jí)躍遷到/產(chǎn)2能級(jí)時(shí)輻射的光子能量-0.85+3.41eV=2.55eV；在

可見光范圍，從rp\能級(jí)躍遷到/7=3能級(jí)時(shí)輻射的光子能量-0.85+1.51eV=0.66eV,不在

可見光光子能量范圍之內(nèi)；從爐3能級(jí)躍遷到77=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子能量為

-1.51+3.40eV=l.89eV,在可見光范圍之內(nèi)；從〃=2能級(jí)躍遷到爐1能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子能

量為-3.40+13.60=10.2eV,不在可見光范圍之內(nèi)，故則處于第4能級(jí)狀態(tài)的氫原子，發(fā)射

光的譜線在可見光范圍內(nèi)的有2條，A正確；

B.氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，軌道半徑減小，原子能量減小，向外輻射光

子.根據(jù)

,e2v2

K—=m—

rr

知軌道半徑越小，動(dòng)能越大，知電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

444

即為

4=2^

14+4

C錯(cuò)誤；

D.因?yàn)閺牡?能級(jí)躍遷到第2能級(jí)時(shí)發(fā)射出的光的頻率小于處于第2能級(jí)狀態(tài)的氫原子發(fā)射

出的光的頻率，故不一定發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤；

故選Ao

考點(diǎn)：考查了氫原子躍遷

【名師點(diǎn)睛】所有的難題實(shí)際都是又一個(gè)一個(gè)的簡(jiǎn)單的題目復(fù)合而成的，所以在學(xué)習(xí)中不能

好高萼遠(yuǎn)，貪大貪難，解決了基礎(chǔ)題，拔高題也就迎刃而解了.

4.如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1,原線圈一側(cè)接一輸出電壓恒為，的正弦交

流電源，電阻石、尼、及、兄的阻值相等.下列說法正確的是()

B.S斷開時(shí)，用消耗的電功率等于用的2倍

C.S閉合后，R、鳳、石消耗的電功率相同

D.S閉合后，石兩端電壓比S閉合前的更小

【答案】C

【解析】

A、S斷開時(shí)，設(shè)原線圈的電流為根據(jù)變壓器知識(shí)課知，2=26，而4=/毋+2。2,

。2=/,-ZR,可得/1_402_9,故A錯(cuò)誤.B、由P=/我可知4=4=9,

9Rq一可一1打k4

故B錯(cuò)誤.D、S閉合后，U|=/；R+2U；,°；=/；.”，聯(lián)立可知/；=">/1,故口錯(cuò)誤.（；、

27/?

因而并聯(lián)電路分流可知=//?=?=/：，可得吊、后、用三個(gè)電阻流過的電流

相同，可知三電阻的功率相同，C正確.故選C.

【點(diǎn)睛】本題考查變壓器規(guī)律的應(yīng)用，要注意明確變壓器的輸入電壓不是電源的輸出電壓，

而是電阻電壓與變壓器輸入電壓之和等于電源的電壓，要根據(jù)變壓比和變流比結(jié)合來解決這

類問題.

5.如圖是德國物理學(xué)家史特恩設(shè)計(jì)的最早測(cè)定氣體分子速率的示意圖.M、N是兩個(gè)共軸圓筒

的橫截面，外筒N的半徑為此內(nèi)筒的半徑比"小得多，可忽略不計(jì).筒的兩端封閉，兩筒之

間抽成真空，兩筒以相同角速度。繞其中心軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng).M筒開有與轉(zhuǎn)軸平行的狹縫S,

且不斷沿半徑方向向外射出速率分別為b和介的分子，分子到達(dá)N筒后被吸附，如果樂明

摩保持不變，。取某合適值，則以下結(jié)論中正確的是（）

H

A.當(dāng)N〃2時(shí)（n為正整數(shù)），分子落在不同的狹條上

V；V2co

RR2乃

B-當(dāng)彳+工=〃"時(shí)（n為正整數(shù)），分子落在同一個(gè)狹條上

C.只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，N筒上到處都落有分子

D.分子不可能落在N筒上某兩處且與S平行的狹條上

【答案】A

【解析】

微粒從M到N運(yùn)動(dòng)時(shí)間,對(duì)應(yīng)N筒轉(zhuǎn)過角度。=創(chuàng)=紗，即如果以vi射出時(shí);轉(zhuǎn)

VV

過角度：a=切=——,如果以vz射出時(shí)，轉(zhuǎn)過角度：o2=（ot=—,只要9打不是

匕彩

相差2n的整數(shù)倍，即當(dāng)‘一3?！?2時(shí)（n為正整數(shù)），分子落在不同的兩處與S平行的

匕v2（0

RR2萬

狹條上，故A正確，D錯(cuò)誤；若相差2n的整數(shù)倍，則落在一處，即當(dāng)------=〃一時(shí)（n

V]v2co

為正整數(shù)），分子落在同一個(gè)狹條上.故B錯(cuò)誤；若微粒運(yùn)動(dòng)時(shí)間為N筒轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍，

微粒只能到達(dá)N筒上固定的位置，因此，故C錯(cuò)誤.故選A

點(diǎn)睛：解答此題一定明確微粒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與N筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等，在此基礎(chǔ)上分別以0、V2

射出時(shí)來討論微粒落到N筒上的可能位置.

6.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)以。為圓心、半徑為彳的圓，電場(chǎng)方向與圓所在平面平行，

圓上有三點(diǎn)從B、C,其中/與C的連線為直徑，/4=30°。有兩個(gè)完全相同的帶正電粒子，

帶電量均為9（9>0），以相同的初動(dòng)能區(qū)從/點(diǎn)先后沿不同方向拋出，它們分別運(yùn)動(dòng)到氏C

兩點(diǎn)。若粒子運(yùn)動(dòng)到8、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為國=2及、&=3及，不計(jì)粒子的重力和粒子間

的相互作用，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

E

A.-4kc星D線

qR3qR3qR

【答案】D

【解析】

【詳解】從4點(diǎn)到6點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有：qU,B=2&-々=&

從1點(diǎn)到C點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有：qUAc=3Ek-Ek=2Ek

所以UAC=2UAB

做出等勢(shì)面和電場(chǎng)線如圖所示:

則從4點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有：qEd=qE\AD\=Ek,即gE'普=Ek

解得E=冬恒

3qR

選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

7.在星球A上將一小物塊P豎直向上拋出，P的速度的二次方/與位移x間的關(guān)系如圖中實(shí)

線所示；在另一星球5上用另一小物塊。完成同樣的過程，。的V?一x關(guān)系如圖中虛線所

示.已知A的半徑是B的半徑的工，若兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體（球的體積公式為

3

4

V=-^r3,〃為球的半徑），兩星球上均沒有空氣，不考慮兩星球的自轉(zhuǎn)，貝M）

A.A表面的重力加速度是3表面的重力加速度的9倍

B.P拋出后落回原處的時(shí)間是。拋出后落回原處的時(shí)間的4

C.A的密度是8的密度的9倍

D.A的第一宇宙速度是B的第一宇宙速度的&倍

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)據(jù)速度位移關(guān)系公式得：/=2gx知：圖象中的斜率A=2g,

所以對(duì)星球4其斜率

k2

A=-=gA

%

其表面重力加速度

3年

8A=-~，

同理得：

kBb=r=2OgB8

3M

得

g,=宜

SB/

6%

所以

魚=9

SB

故A正確；

B.產(chǎn)物體拋出后落回到原處的時(shí)間

t.=2、回、述^

g.3%

同理，Q物體拋出后回到原處的時(shí)間

8B%

故

[7

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)重力和萬有引力相等，即

GMm

mg=R2

解得：

例,

G

球體的密度

絲二「二上

VG士兀R34兀GR

3

則

P&_3gA4兀GRB一27

PB4%G/?A3gzi

故C錯(cuò)誤;

D.據(jù)第一宇宙速度公式

得：

%=叵=6

%Jg囚

故D正確；

8.如圖所示，小車板面上的物體質(zhì)量為m=8kg,它被一根水平方向上拉伸了的彈簧拉住而靜止

在小車上，這時(shí)彈簧的彈力為6N.現(xiàn)沿水平向右的方向?qū)π≤囀┮宰饔昧?，使小車由靜止開

始運(yùn)動(dòng)起來，運(yùn)動(dòng)中加速度由零逐漸增大到隨即以lm/一的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng).下

列說法中正確的是（）

A.物體與小車始終保持相對(duì)靜止，彈簧對(duì)物體的作用力始終沒有發(fā)生變化

B.物體受到的摩擦力先減小、后增大，先向左、后向右

C.當(dāng)小車加速度(向右)為0.75m//時(shí)，物體不受摩擦力作用

I).小車以Im/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受到的摩擦力為8N

【答案】ABC

【解析】

【詳解】物體靜止不動(dòng)時(shí)、水平方向彈簧彈力和向左的靜摩擦力二力平衡有：Ff=F*6N；物

體隨小車一起向右加速，當(dāng)靜摩擦力為零時(shí)有F和=mai，解得：a^O.75m/s2；當(dāng)向右的加速度

大于0.75m/s2時(shí)，靜摩擦力開始向右，當(dāng)靜摩擦力向右且達(dá)到6N時(shí)有：FW+Ff=ma2,解得：

2

a2=l.5m/s,方向向右.

A、由于小車的加速度Im/s2<1.5m/s2,故物體與小車始終保持相對(duì)靜止，彈簧伸長(zhǎng)量不變，

故彈力不變，故A正確.

B、開始時(shí)，由于彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，物體有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故此時(shí)靜摩擦力方向向左，大

小為6N；當(dāng)加速度等于0.75m//時(shí)，靜摩擦力為零；當(dāng)加速度大于0.75m/s2時(shí)，彈簧的彈力

不能滿足物體的向右加速運(yùn)動(dòng)了，物體相對(duì)小車有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)的摩擦力方向向右,

隨著向右加速度的增大而增大，故物體受到的摩擦力先減小、后增大，先向左、后向右，故B、

C正確.

D、小車以Im/J的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律可知物體受到的合外力

為8N,因F彈=6N,所以靜摩擦力Fr=2N,故D錯(cuò)誤.

故選：A、B、C.

9.如圖所示，用跨過光滑滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩將小船沿直線拖向岸邊，已知拖動(dòng)細(xì)繩的電動(dòng)機(jī)功

率恒為R電動(dòng)機(jī)卷繞繩子的輪子的半徑R=25cm,輪子邊緣的向心加速度與時(shí)間滿足

a=[2(2+J5)廳，小船的質(zhì)量機(jī)=3kg,小船受到阻力大小恒為/=10x(G+1)N,小船

經(jīng)過4點(diǎn)時(shí)速度大小%=2gm/s，滑輪與水面豎直高度1.5m,則()

A.小船過8點(diǎn)時(shí)速度為4m/s

B.小船從4點(diǎn)到6點(diǎn)的時(shí)間為（及+l）s

C.電動(dòng)機(jī)功率P=50W

D.小船過6點(diǎn)時(shí)的加速度為25四一2（）6+5m/S?

6

【答案】AD

【解析】

2

【詳解】AB.由。=上得，沿繩子方向上的速度為:

R

v=JaR=(2+V5)t

小船經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)沿繩方向上速度為:

QnoG

v,=vora.y3O°=—v0

小船經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)沿繩方向上的速度為:

6

v2-VBCOS45°=vB

作出沿繩速度的「力圖象，直線的斜率為:

72V3

------UR----------%

22。=2+0

A到B圖象與橫軸所夾面積即為沿繩的位移:

.212.°”(2一揚(yáng)〃

聯(lián)立可解得：V/i—4m/s；f—(5/2—1)s

選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

C.小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理有:

Pt-fs=

由幾何知識(shí)可知：

$=（6-1）h

聯(lián)立可解得：

P=50（72+1）W

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.小船在B處，由牛頓第二定律得：

P

-----------cos450-f=ntaR

VBCOS45°

解得：

250-206+5,2

aB-----------------m/s

選項(xiàng)D正確。

故選AD。

10.如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌/C、/!〃固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有一質(zhì)量為小的導(dǎo)體棒以初速度%從某位置開始在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)，

最終恰好靜止在4點(diǎn)。在運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終構(gòu)成等邊三角形回路，且通過/點(diǎn)

的總電荷量為（7。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻值恒為總其余電阻不計(jì)，則（）

A.該過程中導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為為時(shí)，回路中感應(yīng)電流小于初始時(shí)的一半

2

C.開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為處

B

D.該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為:加詔

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.由法拉第電磁感應(yīng)定律可得導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv,其感應(yīng)電流大小

為

,EBlv

I=-=---

RR

安培力大小為

由牛頓第二定律可知，導(dǎo)體棒將做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.由/=等可知，當(dāng)速度減為g%時(shí)，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度/也將變小，故其感應(yīng)電流小于初始時(shí)

的一半，選項(xiàng)B正確；

C.由于在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的過程中，通過導(dǎo)體棒的總電荷量為＜7,而q=7&,1=-,E=紗，

△0=8$以上各式聯(lián)立可得S=8—,選項(xiàng)C正確；

B

D.由能量守恒定律可知，該過程中，導(dǎo)體棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為接觸電阻產(chǎn)生的熱量，故

1,

Q=—mv（y',選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選BCo

第II卷（非選擇題70分）

二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共18分。）

11.如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰

撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂

線所指的位置0。接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2,讓小球1從斜槽上月點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可

能小圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置8讓小球1從4點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)

多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置以RN離。點(diǎn)的距離，即線段〃伙0P、

QV的長(zhǎng)度。

①對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是

A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B,斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端必須水平

D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量

②上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段〃以0P、公'的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有；

A.A,8兩點(diǎn)間的高度差九

B.4點(diǎn)離地面的高度加

C.小球1和小球2的質(zhì)量陽、nk

D.小球1和小球2的半徑r

③當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式(用所測(cè)物理量的字母表示)時(shí)，即說明兩球碰撞

遵守動(dòng)量守恒定律.如果還滿足表達(dá)式(用所測(cè)物理量的字母表示)時(shí)，即說

明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失；

④完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖所示.在水平槽末端與水平地

面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜

止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)獷、*、M。用刻

度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到〃、/>'、M三點(diǎn)的距離分別為h、h、則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)

量守恒的表達(dá)式為________一(用所測(cè)物理量的字母表示)。

?入射小球

球

-u__力、

【答案】(1).ACD(2).C⑶.g?OP=叫OM+%ON(4).

222

■(OP)=m}-(OM)+/?,?(ON)(5).如""=勿|"+皿

【解析】

【詳解】①[1]A.從相同的位置落下，保證小球1每次到達(dá)軌道末端的速度相同，A正確：

B.現(xiàn)實(shí)中不存在絕對(duì)光滑的軌道，B錯(cuò)誤；

C.為了保證兩小球能夠發(fā)生對(duì)心碰撞且碰后做平拋運(yùn)動(dòng)，所以軌道末端必須水平，C正確：

D.為了保證1小球碰后不反彈，所以小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量，D正確。

故選ACD；

②③[2][3]小球碰撞滿足動(dòng)量守恒定律：

犯%=mrvl+m,v2

小球飛出軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間由高度決定：

人”

水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：

0P

%二7

0M

V丁

ON

彩

聯(lián)立方程：叫OP^m]OM+m2ON,所以還需要測(cè)量的物理量為兩小球的質(zhì)量，C正確,

ABD錯(cuò)誤；

[4]若能量守恒，根據(jù)能量守恒定律：

121212

/町%=5町w+/和嶺

聯(lián)立方程：W1■(0P)2=町?(0M)2+"h-(ON)2；

④[5]小球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜面的傾角為分解位移：

Icos0=vt

Isin0=^gt2

消去時(shí)間，解得：V-V7-.M--COS0,根據(jù)題意，代入動(dòng)量守恒方程中得：

V2sme

州瓜=州a+m2M。

12.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)

中所受的安培力，來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給

出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R

為電阻箱：④為電流表；S為開關(guān).此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線.

(1)在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖.

(2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①按圖接線.

②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量

nii?

③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D_；然

后讀出，并用天平稱出一.

④用米尺測(cè)量.

(3)用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=.

(4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感

應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里.

【答案】(1).(1)如圖所示

(2).重新處于平衡狀態(tài)(3).電流表的示數(shù)I

叫一

(4).此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量叱(5).D的底邊長(zhǎng)度L(6).(7).m>m.

IL2

【解析】

【詳解】(1)口］如圖所示

(2)[2][3][4]③重新處于平衡狀態(tài)；讀出電流表的示數(shù)/；此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量和；④D的底邊

長(zhǎng)度上

(3)(4)[5][6]開關(guān)S斷開時(shí)，D中無電流，D不受安培力，此時(shí)D所受重力//的密S閉

合后，D中有電流，左右兩邊所受合力為0,D所受合力等于底邊所受的安培力，如果用＞0，

有

德受mig+BIL

則安培力方向向下，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向外；如果他〈的，有

m>g=nixg-BIL

則安培力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向里；綜上所述，則

D-

II

三、解答題(本大題共3小題，共52分。寫出必要的文字說明與步驟。)

13.圖a為自動(dòng)感應(yīng)門，門框上沿中央安裝有傳感器，當(dāng)人或物體與傳感器的水平距離小于或

等于某個(gè)設(shè)定值(可稱為水平感應(yīng)距離)時(shí)，中間兩扇門分別向左右平移，當(dāng)人或物體與傳

感器的距離大于設(shè)定值時(shí)，門將自動(dòng)關(guān)閉.圖b為感應(yīng)門的俯視圖，A為傳感器位置，虛線圓

是傳感器的感應(yīng)范圍，已知每扇門的寬度為d,最大移動(dòng)速度為%,若門開啟時(shí)先勻加速運(yùn)動(dòng)

而后立即以大小相等的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，每扇門完全開啟時(shí)的速度剛好為零，移動(dòng)的最大

距離為d,不計(jì)門及門框的厚度.

(1)求門開啟時(shí)做加速和減速運(yùn)動(dòng)的加速度大??；

(2)若人以%的速度沿圖中虛線S走向感應(yīng)門，要求人到達(dá)門框時(shí)左右門同時(shí)各自移動(dòng)日的距

離，那么設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離/應(yīng)為多少？

⑶若以⑵感應(yīng)距離設(shè)計(jì)感應(yīng)門，欲搬運(yùn)寬為子的物體（厚度不計(jì)），并使物體中間沿虛

線S垂直地勻速通過該門（如圖C）,物體的移動(dòng)速度不能超過多少？

【解析】

試題分析：（1）作出每扇門開啟過程中的速度圖象，根據(jù)圖象求出加速度；（2）人只要在門

打開4的時(shí)間內(nèi)到達(dá)門框處即可安全通過，由此求出設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離；（3）為滿

2

7

足寬為一”的物體通過門，根據(jù)題意分析門所做的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式求解.

4

（1）依題意每扇門開啟過程中的速度圖象如圖所示：

設(shè)門全部開啟所用的時(shí)間為片,由圖可得

由速度時(shí)間關(guān)系得：％=）

2

聯(lián)立解得：4=至

d

（2）要使單扇門打開幺，需要的時(shí)間為

22

人只要在t時(shí)間內(nèi)到達(dá)門框處即可安全通過，所以人到門的距離為/=%，

聯(lián)立解得：l=d

77

⑶依題意寬為心的物體移到門框過程中，每扇門至少要移動(dòng)廠的距離，每扇門的運(yùn)動(dòng)

各經(jīng)歷兩個(gè)階段：開始以加速度a運(yùn)動(dòng)4=弓的距離，速度達(dá)到%,所用時(shí)間為而

713

后又做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)減速時(shí)間為與，門又動(dòng)了S2=7d--4二弓4的距離

828

由勻變速運(yùn)動(dòng)公式，得：&=卬2-gs；

d3d

解得：弓=丁和馬=丁(不合題意舍去)

2%2%

73d

要使每扇門打開一d所用的時(shí)間為乙+%=丁

82%

I2

故物體移動(dòng)速度不能超過丫=------=三％

【點(diǎn)睛】抓住本題的關(guān)鍵，就是會(huì)根據(jù)題意作出每扇門的速度時(shí)間圖象，并且知道速度時(shí)間

圖象的考點(diǎn)，即斜率表示加速度，與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，最后根據(jù)題目意思分析門

框的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，得出門框的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，由此進(jìn)行列式求解.

14.如圖甲所示，有一裝置由傾斜軌道AB、水平軌道BC、豎直臺(tái)階CD和足夠長(zhǎng)的水平直軌道

DE組成，表面處處光滑，且AB段與BC段通過一小圓弧(未畫出)平滑相接.有一小球用輕

繩豎直懸掛在C點(diǎn)的正上方，小球與BC平面相切但無擠壓.緊靠臺(tái)階右側(cè)停放著一輛小車，

車的上表面水平與B點(diǎn)等高且右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點(diǎn)，其中PQ段是粗糙

的，Q點(diǎn)右側(cè)表面光滑.現(xiàn)將一個(gè)滑塊從傾斜軌道的頂端A處自由釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)與小球發(fā)

生正碰，然后從小車左端P點(diǎn)滑上小車.碰撞之后小球在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩受到的

拉力如圖乙所示.已知滑塊、小球和小車的質(zhì)量分別為nn=3kg、m2=lkg和ni3=6kg,AB軌道頂

端A點(diǎn)距BC段的高度為h=0.8m,PQ段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.4m,輕繩的長(zhǎng)度為R=0.5m.滑塊、小球

均可視為質(zhì)點(diǎn).取g=10m/s)求：

(1)滑塊到達(dá)BC軌道上時(shí)的速度大小.

(2)滑塊與小球碰后瞬間小球的速度大小.

(3)要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則滑塊與PQ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u應(yīng)在

什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

【答案】(1)v=4ms(2)v'=6m's(3)-<u<-

063

【解析】

試題分析：（1）設(shè)滑塊與小球碰撞前瞬間速度為％,由機(jī)械能守恒，

有=；叫片①

得V。=4m/s

（2）設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v,由圖乙可知小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的拉力F=22N

2

由牛頓第二定律，有尸+加遇=氣[②

設(shè)小球碰撞后瞬間速度為由機(jī)械能守恒，有;加2M2/+2，%gR③

聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)，解得v'=6m，s

（3）滑塊與小球碰撞過程滿足動(dòng)量守恒：肛%=町匕+/〃2M④

得碰撞后叫的速度V1=2m