考場仿真卷10-2021年高考物理模擬考場仿真演練卷(課標全國卷)（解析版）

絕密★啟用前

2021年高考物理模擬考場仿真演練卷

第十模擬

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。

1.核武器實驗會產(chǎn)生一些放射性微塵，微塵中問題最大的核素之一是鋸-90Sr),它的化學性質(zhì)和鈣相

似，能被吸收到骨骼和牙齒里，它的半衰期為28.1年，由于P衰變會對人體健康造成影響。下列說法正確

的是()

A.￡射線是能量很高的電磁波

B.錮-90經(jīng)過P衰變后形成的新核的電荷數(shù)減少1

C.錮-90含量減少到初始水平的6.25%需要112.4年

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，質(zhì)量守恒、電荷數(shù)守恒

【答案】C

【解析】A.夕射線是電子流，不是電磁波，故A錯誤；

B.根據(jù)0衰變特點可知，鋸-90經(jīng)過B衰變后形成的新核的電荷數(shù)增加1,故B錯誤；

C.由公式

1

28J

m-z/?0(—)

解得

f=112.4年

故C正確；

D.核武器實驗涉及的核反應過程中，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，則質(zhì)量不守恒，故D錯誤。

故選C。

2.在筆直的公路上，勻速行駛的B車向正前方靜止的A車靠近，A車司機發(fā)現(xiàn)B車在靠近后，立即將汽

車啟動做勻加速運動，兩車運動的n-f圖象如圖所示，已知t=0時刻，A在B前方80m處，由圖象可知

A.A車啟動時，兩車相距25m

B.f=10s時，B車恰好追上A車

C.兩車不會相撞，最近距離為5m

D.5?15s內(nèi)，A車的平均速度大于B車的

【答案】C

【解析】A.A車啟動時，8車已運動50m,此時兩車相距30m,選項A錯誤；

BC.r=10s時，A，8兩車速度相等，8車離A乍的距離

5'=80m-10xl0m+^X^m=5m

2

B尚未追上A，之后兩車間距擴大，故兩車的最小距離為5m,選項B錯誤，C正確:

D.5~15s內(nèi)，兩車的平均速度均為10m/s,平均速度相等，選項D錯誤。

故選C。

3.在建筑工地上經(jīng)常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便，把吊車簡化成如圖所示的模型，支撐硬桿

0P的一端裝有定滑輪，另一端固定在車體上，質(zhì)量不計的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質(zhì)量為機的物件緩慢上

升，不計定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）

A.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向豎直向下

B.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向一定沿著。尸方向

C.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小等于2mg

D.鋼絲繩索對定滑輪的作用力大小小于2/咫

【答案】D

【解析】AB.鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向如圖中所示，即為尸看的方向,

故AB錯誤；

CD.質(zhì)量為，〃的物件緩慢上升，可看成勻速運動，則尸="%，由菱形特點可得

F合—2Fsina—2mgsina<2mg

故C錯誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，足夠長的水平粗糙面與半徑為R的;圓弧在最低點C相連，兩個長分別為夜R和R的光滑

斜面AC和8c先后固定于,圓弧處，均與水平面在C點平滑連接，質(zhì)量為機的滑塊1從斜面AC頂端由

4

靜止釋放,質(zhì)量為2帆的滑塊2從斜面8C頂端由靜止釋放，兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則（）

A.滑塊1、2在C點時的動能之比為2：1

B.滑塊1、2運動到C點所用時間之比為1:1

C.滑塊1、2在C點時的動量大小之比為1:1

D.滑塊1、2在CD上滑行的最大距離之比為1:2

【答案】B

【解析】A.設1物體運動斜面的傾角為4,設2物體運動斜面的傾角為4，AC氏為gR、BC長為R,

由幾何關系可得4=45。，2=30°，則滑塊I、2釋放點與水平面之間的高度分別為

R

h->/27?sin45=R,h=Rsin30=—

ACoHC2

山機械能守恒定律可知，到達C點時具有的動能

R

Ekl=mgR,Ek2=2mgx—=mgR

則滑塊1、2在。點的動能之比為1:1,A錯誤;

B.對滑塊1,根據(jù)運動學知識可得

0R=ggsin45Ox彳

解得「2”

對滑塊2,根據(jù)運動學知識可得

R=萬gsin30°xtf

解得,2=2個；

則運動的時間之比為1:1，B正確;

C.由動能和動量的關系

p=y]2mEk

可知，在。點時滑塊1、2的動量大小之比為1：J5,C錯誤;

D.對滑塊運動的整個過程運用動能定理有

mgh-/.imgx=0-0

h

解得x=一,由此可知滑行的最大距離與高度成正比，即滑塊1、2在CD上滑行的最大距離之比為2:1,

D錯誤。

故選B。

5.如圖所示，為風洞游戲裝置的簡化示意圖，其中圓心角為37。的圓弧軌道A3豎直固定放置，與水平地

面相切于A點。游戲開始時，將質(zhì)量為加的小球從A點沿水平方向以一定的速度釋放，小球經(jīng)過8點后從

圓弧軌道以速度%飛出，一段時間后小球經(jīng)過圖中C點（C點與8點等高）。已知小球運動過程中會受到

3

水平向右的風力，風力的大小恒為重力大小的一，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

4

A.在圓弧軌道上運動時，單位時間內(nèi)小球速度的變化量相同

B.在空中運動時，單位時間內(nèi)小球的動量變化量逐漸增大

C.小球從8點運動到C點，所需要的時間為發(fā)

5g

D.小球經(jīng)過C點時，速度大小為強

2

【答案】C

【解析】A.小球在圓弧軌道上運動時，所受合外力不為恒力，所以在單位時間內(nèi)小球速度的變化量也不相

同，A錯誤；

B.小球在空中運動時，所受合外力為恒力，由動量定理可知，小球在空中運動時單位時間內(nèi)動量的變化量

相等，B錯誤；

C.小球在空中的受力與運動模型如圖所示

小球所受合外力方向與速度%方向垂直，

L5

F合=鏟

小球做類平拋運動，沿速度％的方向做勻速直線運動，與速度%垂直的方向做勻加速直線運動，把位移

分別沿％的方向和垂直%的方向分解，設從B點到C點運動時間為f,由類平拋運動的規(guī)律有

CD=%

BD=~at2

2

由幾何關系有

器=血53。

代入a=3，綜合解得

4

6%

5g

C正確；

D.由幾何關系有

Vc=M+3)2

可得

D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，在傾角6=30。的光滑斜面A3。上，有一小物塊P從a點沿斜面由靜止釋放，同時另一與物

塊P完全相同的小物塊Q在。點正上方的某一高度處以某一速度水平拋出，兩物塊恰好在斜面底端的。點

相碰，不計空氣阻力且兩物塊均可視為質(zhì)點，物塊P、。碰撞前瞬間的動能之比為（）o

A.1:4B.9:64C.18:49D.16:67

【答案】D

【解析】設“、。間的距離為L，物塊產(chǎn)的運動時間為f,則有

1,

L=-^2sin300

設物塊。的初速度為%,P、。初始時的高度差為力，則有

vot=Leos30°

1

/z+￡sin30°=—g/92

解得

%邛」斗

根據(jù)能量守恒定律有

EkQ=g+mg(〃+Lsin30°)

EkP-mgLsin30°

可得

生

%67

故選D。

7.一條長為L的絕緣細線上端固定在。點，下端系一個質(zhì)量為相帶電量為+q的小球，將它置于水平向右

的勻強電場中，小球靜止時細線與豎直線的夾角成6=37。。已知重力加速度為g,下列正確的是（）

A.剪斷細線，小球?qū)⒆銮€運動

B.突然撤去電場的瞬間，繩子拉力變?yōu)榈?/p>

C.如果改變電場強度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，電場強度最小為警

5q

D.在A點給小球一個垂直于細線方向，大小至少為g瘋的速度，才.能使小球能在豎直平面內(nèi)做完整的

圓周運動

【答案】D

【解析】A.剪斷細線，小球從靜止釋放，在恒定的重力及電場力作用下做勻加速直線運動，A錯誤;

B.突然撤去電場的瞬間，小球開始做圓周運動，由于初速度為零，沿繩方向滿足

4

T=mgcos370=—mg

B錯誤;

C.如圖所示

當電場力與拉力7、垂直時，電場力最小，場強最小，由平衡條件可得

sin37。=/

mg

解得電場強度最小值為

后=返

5q

C錯誤；

D.如圖所示A為等效最低點，8為等效最高點，要使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，只要能過8點

即可，可得等效重力為

F=a5mg

cos37°4

在B點滿足

F=m-

L

從A到B由動能定理可得

-F-2L=^mvl-^mv\

聯(lián)立解得在A點的最小速度為

5

VA=T

D正確。

故選D。

8.半徑為R的內(nèi)壁絕緣光滑的半圓筒如圖所示固定，在〃、氏c三點分別垂直于紙面放置三根等長的長直

導線（a、。兩點位于水平直徑兩端），導線a中通有垂直紙面向里、大小為人的恒定電流，導線c中電流方

向也垂直紙面向里，但大小未知。導線4、6固定，導線C處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互作用力，0c

kl

與0”的夾角為公60。0已知長直導線在距導線，?處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小為（%為常數(shù)，/為長

直導線中的電流），不考慮邊緣效應，則。中通過電流的大小和方向為（）

A.電流大小為八、方向垂直紙面向里

B.電流大小為百人、方向垂直紙面向里

C.電流大小為人、方向垂直紙面向外

D.電流大小為6人、方向垂直紙面向外

【答案】A

【解析】根據(jù)安培定則和左手定則可知a對c的安培力方向；根據(jù)導線c,處于靜止狀態(tài)，且與筒壁間無相互

作用力，畫出c,的受力示意圖，如圖所示

根據(jù)平衡狀態(tài)可知，8對c的作用力指向匕

Faccosa=FhccosB

根據(jù)安培定則和左手定則可知人中通過電流方向垂宜紙面向里，根據(jù)幾何關系可知ac之間距離為R,兒之

間距離由R，a=6,戶=30°,又

B/

r

Fjk^L

aR

F-k"/

反出R

解得

h~

故選A?

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得

4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.“天問一號”火星探測器于2020年7月23日，在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，

如圖所示，設地球半徑為R,地球表面的重力加速度為go,“天問”一號在半徑為R的近地圓形軌道I上運

動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道H,到達軌道H的遠地點B時，再次點火進入軌道半徑為4R

的圓形軌道HI,繞地球做圓周運動，設“天問”一號質(zhì)量保持不變。則()

A.“天問”一號在軌道I、HI上運行的周期之比為1：8

B.“天問”一號在軌道m(xù)的運行速率大于作7

C.“天問”一號在軌道I上的加速度小于在軌道HI上的加速度

D.“天問”一號在軌道I上的機械能小于在軌道HI上的機械能

【答案】AD

【解析】A.由開普勒第三定律得

W_(4.)3

下一T；

解得

豈=1

T28

故A正確；

B.“天問”一號在軌道HI運行時，由萬有引力提供向心力得

2

MmV

G------r二m——

(4R)24R

又

GM=g°RZ

聯(lián)立解得

故B錯誤；

C.根據(jù)公式

GMm

——；-=tna

r~

可知，半徑越大加速度越小，則“天問”一號在軌道I上的加速度大于在軌道W上的加速度。故C錯誤；

D.探測器在A、8點進入高軌道時，都進行了點火加速，機械能增加。則“天問”一號在軌道I上的機械能

小于在軌道ni上的機械能。故D正確。

故選AD。

10.如圖所示，一傾角為6=37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量為M=2kg的長木板B沿著斜面

以速度vo=9m/s勻速下滑，現(xiàn)把質(zhì)量為旭=lkg的鐵塊A輕輕放在長木板B的左端，鐵塊最終恰好沒有從長

木板上滑下。已知A與B之間、B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重

力加速度g=10m/s2,41137。=0.6,COS37G0.8,則下列判斷正確的是（）

A.動摩擦因數(shù)〃=0.5

B.鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/s

C.長木板的長度為2.25m

D.從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等于A、B之間摩擦產(chǎn)生

的熱量

【答案】BC

【解析】A.開始時長木板B沿著斜面以速度w>=9m/s勻速下滑，有

Mgsin37°=pMgcos37

解得

〃=0.75

A錯誤；

B.鐵塊A輕輕放在長木板B時有，根據(jù)牛頓第二定律有，對A分析有

/jmgcos37°+mgsin37°-maA

解得

=12m/s2,方向沿斜面向下

對B,根據(jù)牛頓第：定律有

::

4（A/+m）gcos37+f^mgcos370-Mgsin37=MaB

解得

2

aB=6m/s,方向沿斜面向上

鐵塊A和長木板B共速的時間為

解得

t-0.5s

鐵塊A和長木板B共速后，速度大小為

vJt.=aBt=6m/s

B正確；

C.鐵塊A和長木板B共速，一起沿斜面勻速下滑，則長木板的長度為

L^XK-XA=%；""爭=2.25m

C正確；

D.由能量守恒定律可知，從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等

于A、B之間摩擦產(chǎn)生的熱量與B與斜面之間摩擦產(chǎn)生的熱量和，D錯誤。

故選BC。

11.如圖所示，在磁感應強度B=J5T的勻強磁場中，矩形線框繞垂直于磁場的軸以恒定角速度cu-lOrad/s

轉(zhuǎn)動，線框電阻不計，匝數(shù)為10,面積為0.41淄，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線

圈接有一只燈泡L（規(guī)格為“4W100C"）和滑動變阻器，電流表視為理想交流電表.下列說法正確的是（）

A.若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時值表達式為e=40?cosl0f（V）

B.若燈泡正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為1:2

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則電流表示數(shù)增大

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則燈泡會變暗

【答案】AD

【解析】A.輸入電壓的最大值為

Ue=NBSa）=40V

在圖示位置穿過線框的磁通量為0,感應電動勢最大，若從圖示位置開始計時，則線框中感應電動勢的瞬時

值表達式為

e=40\/2coslO/（V）

A正確；

B.變壓器輸入電壓的有效值為S=40V,若燈泡正常發(fā)光，則

。2=7^=20丫

根據(jù)理想變壓器的變壓比得此時原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,B錯誤；

C.若將滑動變阻器滑片向上移動，則滑動變阻器接入電路的電阻變大，負載等效電阻變大，根據(jù)/2=/可

知，副線圈中電流變小，則原線圈中電流變小，即電流表示數(shù)變小，c錯誤；

D.若將自耦變壓器觸頭向下滑動，則副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)理想變壓器的變壓比可知輸出電壓減小，所以

燈泡變暗，D正確；

故選ADo

12.如圖所示，邊長為/、電阻為R的正方形導線框沿x軸正方向運動。在外力F作用下以速度v勻速穿過

三個寬度均為/的勻強磁場區(qū)域］、n、in,已知三個區(qū)域中磁場的磁感應強度大小均為B,I、n、in區(qū)

域中的磁場方向分別為垂直紙面向里、向外和向里。若以磁感線垂直紙面向里時穿過線框的磁通量中為正,

產(chǎn)生的電流沿順時針方向的電動勢E為正，外力/向右為正，從線框剛進入磁場時開始計時，則下列反映

線框中的磁通量①、感應電動勢后、外力產(chǎn)和線框的電功率尸隨時間變化的圖象正確的是（）。

【答案】BC

【解析】在線框進入磁場區(qū)域I的過程中，穿過線框的磁通量

①=B/"ocf

所以在。?,時間內(nèi)，磁通量①隨時間，均勻增加，由

V

E=Blv

可知在0~,時間內(nèi)電動勢為定值，電流方向為逆時針，所以電動勢為負值，因感應電流

V

/一

R

故

o2,2

尸=&：=BII=------v

安R

在此段時間內(nèi)也為定值，且方向向右，故為正，功率

P=I?R

同樣為定值。

/21

同理，在------時間內(nèi)，中先逐漸減小到零再反向增大，電動勢E、電流/為正值且均變成原來的兩倍,

VV

外力尸、功率P變?yōu)樵瓉淼乃谋丁?/p>

在」213/時間內(nèi)，中從負的最大逐漸減小到零再變?yōu)檎淖畲?，電動勢石為負值且??一/時間內(nèi)電動勢

VVV

I21

的兩倍，外力和功率仍與-----時間內(nèi)大小相同。

VV

在"~曳時間內(nèi)，磁通量中逐漸減小，外力尸、功率P與0~,時間內(nèi)大小相同，電動勢叮0?,時間內(nèi)

VVVV

大小相同但方向相反。

故選BCo

三、非選擇題：共62分，第9?12題為必考題，每個試題考生都必須作答。第13?16題為選考題，考生

根據(jù)要求作答。

(一)必考題：共47分。

13.用如圖所示的裝置探究加速度與質(zhì)量的關系，把右端帶有滑輪的長木板放在實驗桌上，小車的左端連

接穿過打點計時器的紙帶，右端連接細線，細線繞過定滑輪掛有托盤和祛碼，通過墊塊調(diào)節(jié)木板左端高度

平衡摩擦力。

(1)下列實驗操作中正確的有o

A.先釋放小車后接通電源

B.調(diào)整定滑輪使細線與長木板平行

C.平衡摩擦力時必須移去紙帶

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼

(2)某次實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，測得計數(shù)點1、2、3、4與0計數(shù)點間的距離分別為》=3.60cm、

X2=9.61cm、X3=18.01cm、X4=28.81cm。已知打點計時器打點周期為0.02s,相鄰計數(shù)點間有四個打點未畫出,

則小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)實驗中保持托盤和祛碼的總質(zhì)量不變改變小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量進行實驗打出紙帶，算出相應

的加速度〃，數(shù)據(jù)如下表所示請在圖丙中根據(jù)描出的點作出圖像;由圖像可得出的結(jié)論是

M

托盤和祛碼總質(zhì)量為20g

a(w-s-2)2.401.991.431.251.110.770.620.480.24

M/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.80

—/(kg")16.6712.508.337.146.254.173.332.501.25

M

(4)某小組在實驗中作出工-M圖像如圖丁所示，圖像斜率的物理意義是；若圖像縱截距為從

a

斜率為大，則托盤和祛碼的總質(zhì)量機=(用字母從匕表示)。

【答案】BD2.40(2.39-2.41均算對)合力一定時，當托盤和祛碼

的總質(zhì)量遠小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M時，小車和車內(nèi)沙子的加速度a與質(zhì)量M成反比托盤和祛

碼的總重力的倒數(shù)-

K

【解析】(1)U]A.應先通電再釋放小車，A錯誤；

B.調(diào)整定滑輪使細線與長木板平行，以保證小車在運動過程中合力不變，B正確;

C.平衡摩擦力時必須連接紙帶，C錯誤；

D.平衡摩擦力時必須移去托盤和祛碼，用小車重力分力來平衡摩擦力，D正確。

故選BD.,

(2)[2]小車的加速度

a=—~=2.40m/s2

0.22

(3)[3]圖像為

[4]合力一定時，當托盤和祛碼的總質(zhì)量遠小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量〃時，小車和車內(nèi)沙子的加速度“

與質(zhì)量用成反比。

(4)[5]根據(jù)牛頓第二定律可知，圖像斜率的物理意義是托盤和祛碼的總重力的倒數(shù)。

⑹當M=0時，有

m

b

根據(jù)斜率的含義有

1

mg

聯(lián)立解得

b

m--

k

14.測定干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖(“)所示，MN為一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，定值

電阻&=1.2。。調(diào)節(jié)滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)/及對應的PN長度x,繪制出圖（6）所示

的。一/圖像。

U

圖（b）圖（c）

（1）由圖（6）求得電池的電動勢E=V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)阻，=。（保

留2位有效數(shù)字）。

（2）實驗中因電表內(nèi)阻的影響，電動勢測量值_______________（選填“大于”、“等于"或"小于”）真實值。

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可繪出圖（c）所示的圖像。若圖像斜率為上電阻絲橫截面積為S,則電阻絲的電

阻率。=，電表內(nèi)阻對電阻率的測量______________（選填“有”或"沒有”）影響。

【答案】1.490.25小于kS沒有

【解析】（1）UH2J由閉合電路歐姆定律可知

U=E-I（什勒）

則可知圖b中的圖象與縱坐標間的交點表示電動勢，故￡=1.49V；

圖象的斜率表示（r+R。）,則

1.49-1.2

=1.45C

0.20

解得

l1.45-1.2=0.25。

（2）［3］由圖示可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值

偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U-/圖象如圖所示

UN

由圖象可知，電動勢測量值小于真實值。

（3）［4］根據(jù)歐姆定律可知，電阻

1S

則可知

kJ

S

解得

p=kS

⑸若考慮電流表的內(nèi)阻，則

且=0因

IS*

則圖象的斜率不變，所以得出的電阻率沒有影響。

15.如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角230。，皮帶在電動機的帶動下，始終保持的=2m/s的速率運

行?，F(xiàn)把一質(zhì)量為，"=10kg的工件（可看為質(zhì)點）輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間1.9s,工件被傳送到〃=1.5m

的高處，取g=10m/s2。求:

（1）工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)；

（2）若動摩擦因數(shù)為傳送帶以vo=2m/s的速率逆時針運動，將此工件由傳送帶頂端輕輕放上，求其

5

由頂端運動到底端所需時間；（結(jié)果用無理式表示）

【答案】（1）〃=立；（2）i而一3

24

【解析】(1)先研究工件的運動情況，工件開始放上后，將受到皮帶給予的向上的動摩擦力的作用，作加

速度為a=(〃cose-sin6)g的勻加速運動.假設在時間t=1.9s內(nèi)，工件一直作勻加速運動，且在1.9s末

剛好與皮帶達到共同速度，

則其位移

0+%0+2_,.、

S=-----=---------xl.9=L9n(m)

22

而其實際位移

S=-^=3.0(m)>S'

sin。

可見，工件一定是先做勻加速運動，然后動摩擦力變成了靜摩擦力，兩者相對靜止，工件做勻速運動則

9+(1.9-%)x%=3

2aa

解得Q=2.5(m/s2)

再代入

a=g(pcos0-sin0)

解得〃=亭

(2)工件放上傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度

mgsin30°+jumgcos30°.^.VJA/3

d,=-----------2------------=gsin?>0+jjgcos30no=5+——xlOx——=8m/s2

m52

當速度達到傳送帶速度經(jīng)歷的位移

運動的時間

^=-=-5=0.255

1q8

繼續(xù)做勻加速直線運動的位移

X2=3-0.25m=2.75m

勻加速直線運動的加速度

。產(chǎn)鱉蛆吐〃蹩竺竺=gs山30。-〃gcos30。=5-且X10X近=2初?

m52

根據(jù)

2

X2=V0/2+-?2/2

2

得

2.75=2々+—X2X/2

22

解得與=半一1

則總時間

4

16.如圖所示，在一個長為s=23.5m的光滑水平臺面48co上，有一段寬度d=3.5m的粗糙而固定在平臺上

的某位置，一可視為質(zhì)點的小物塊，以vo=4m/s的初速度從臺面左端沿中心軸線方向滑入，小物塊離開平臺

CQ邊時的速度為w=3m/s,重力加速度g取10m/s2。求：

(1)求小物塊與粗糙面的動摩擦因數(shù)心

(2)若粗糙面放在ABCO的最左邊并固定，求物塊從臺面48邊界運動到C。邊界的時間。

【答案】(1)0」;(2)7.7s

【解析】(1)小物塊在全程滑行過程中，由動能定理可知

2gd=；加片加片

解得

"=0.1

(2)小物塊在粗糙面上做勻減速運動，設用時間為力，由位移公式可得

代入數(shù)據(jù)得％=Is

離開粗糙面后做勻速運動，設時間為，2,則有

s-d23.5-3.520

----=--------s=一s

v,33

則總時間為

，總=4+，2=7.7S

17.如圖所示，平行光滑金屬導軌A4/和CG與水平地面之間的夾角均為仇兩導軌間距為L,A、C兩點

間連接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為，小電阻為r直導體棒EF跨在導軌上，兩端與導軌接觸良好。在邊

界ah和cd之間存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B,ab和cd與導軌垂直。將導體棒EF

從圖示位置由靜止釋放，EF進入磁場就開始勻速運動，穿過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為Q。整個運動

過程中，導體棒EF與導軌始終垂直且接觸良好。除R和r之外，其余電阻不計，取重力加速度為g。

(1)求導體棒￡尸剛進入磁場時的速率；

(2)求磁場區(qū)域的寬度s：

(3)將磁感應強度變?yōu)?,仍讓導體棒EF從圖示位置由靜止釋放，若導體棒離開磁場前后瞬間的加速度

2

大小之比為1:2,求導體棒通過磁場的時間。

【答案】⑴匕=5?叫(R+r)。e,B2I}Q

mgRsin6B*2/?i2g2Rsin20

【解析】(1)設導體棒E尸剛進入磁場時的速率為口，根據(jù)E尸進入磁場后受力平衡可得

mgsin0=BIL

閉合電路歐姆定律得

E=l(R+r)

導體棒切割磁場產(chǎn)生的感應電動勢

E=BLv\

聯(lián)立解得

r)sin0

七一B-I}

(2)對導體棒穿過磁場的過程運用動能定理得

rngs*sinO-W安二0

根據(jù)電磁感應能量轉(zhuǎn)化關系得

0=白卬安

R+r

聯(lián)立解得

mgRsin0

(3)設導體棒EF穿出磁場時的速率為i，2,導體棒通過磁場的時間為r,根據(jù)牛頓第二定律可得，離開磁場前

圉4

mgsin。-----=ma

R+r

離開磁場后

mgsinO=m92a

聯(lián)立可得棒穿過磁場的速度變化量

mg(/?+r)sin

Av=v-v,=——-―號----

21B2l3

電流定義式

q=IZ

閉合電路歐姆定律

7=工

R+r

法拉第電磁感應定律

—△①

E-n----

△t

導體棒穿過磁場過程磁通量的變化量

△①

2

聯(lián)立可得導體棒進入磁場到勻速過程流過的電荷量

BLs

q-------

R+r

將導體棒穿過磁場的過程分成〃個時間極短的小過程，每個小過程的時間均為Ar,則

/?△t=t

因為△/極短，所以每個小過程的電流為定值，設其大小分別為/I,/2,h,...In,對應過程加速度大小分別

為0,S,43,…小；針對每一個小過程對導體棒運用定量定理可得

第1個小過程

B

=inax\t

第2個小過程

B

mgsin6?Af-萬氏加-maQ

第3個小過程

B

mgsin6?加-萬Ll3bt=ma3^t

第n個小過程

B

mgsin^?Af--LInAt=maQ

聯(lián)立可得

B

(△，+???+/〃△，)—a

mgsin011——￡/]+■m(^a]%%…+n△O

其中

/]△/+/)△￡+△/+.??+1n&=q

4Af+%△，+△，+…+and=AU

則有

B

mgsin0?t--Lq-m^v

聯(lián)立可得

2陽2g2Rside

（二）選考題：共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

184物理---選修3-3]（15分）

（1）容積一定的密閉容器內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，在（、與兩種溫度下氣體分子的速率分布如圖所示，

其中溫度為（選填“7J或"5”）時對應氣體的內(nèi)能較大；該氣體溫度由刀變化到心的過程必須

（選填“吸熱”或“放熱嘰

【答案】72吸熱

【解析】0]不同溫度下的分子速率分布曲線可知，分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”統(tǒng)計規(guī)律，溫度是

分子平均動能的標志，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，所以有

工

氣體的內(nèi)能僅僅與氣體的溫度有關，所以交所對應的氣體內(nèi)能較大；

[2]該氣體溫度由工變化到心的過程，溫度升高，內(nèi)能增大，則應吸熱。

（2）負壓救護車是利用技術手段使車內(nèi)氣壓始終低于外界大氣壓，從而讓空氣只能由車外流向車內(nèi)，由清

潔區(qū)流向感染源區(qū)，再通過殺菌處理后排到車外，如圖甲所示。某同學找來了一個帶有壓力表、容積

Vo=lO.Odm3的鋼瓶，對保持鋼瓶內(nèi)空氣壓強為負壓且保持不變進行了研究。他在鋼瓶上方安裝一個能調(diào)整

空氣流量的進氣孔，下方裝