湖南省長(zhǎng)沙市某中學(xué)2021級(jí)高二年級(jí)下冊(cè)摸底考試物理試題含解析

湖南師大附中2021級(jí)高三摸底考試試卷物理

本試題卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，共8頁(yè)。時(shí)量75分鐘，滿(mǎn)分100

分。

第I卷

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.2023年4月12日21時(shí)，中國(guó)有“人造太陽(yáng)”之稱(chēng)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造新的

世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。下列關(guān)于核聚變的說(shuō)法正確的是（）

A.核電站采用核聚變技術(shù)發(fā)電

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能變大

D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，生成核的質(zhì)量大于兩輕核的質(zhì)量之和

2.“笛音雷”是春節(jié)期間常放的一種鞭炮，其著火后一段時(shí)間內(nèi)的速度一時(shí)間圖像如圖所示（取豎直向上

為正方向），其中。時(shí)刻為“笛音雷”起飛時(shí)刻、段是斜率大小為重力加速度g的直線(xiàn)。不計(jì)空氣阻

力，則關(guān)于“笛音雷"的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

B.4~。時(shí)間內(nèi)“笛音雷”做自由落體運(yùn)動(dòng)

C.t0~ti時(shí)間內(nèi)“笛音雷”的平均速度為］

D.今時(shí)間內(nèi)“笛音雷”處于失重狀態(tài)

3.，，抖空竹”是中國(guó)傳統(tǒng)的體育活動(dòng)之一，在我國(guó)有悠久的歷史，為國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一?，F(xiàn)將抖

空竹中的一個(gè)變化過(guò)程簡(jiǎn)化成以下模型：輕繩系于兩根輕桿的端點(diǎn)位置，左、右手分別握住兩根輕桿的另

一端，一定質(zhì)量的空竹架在彈性繩上。接下來(lái)做出如下動(dòng)作，左手抬高的同時(shí)右手放低，使繩的兩個(gè)端點(diǎn)

勻速移動(dòng)，其軌跡為豎直面內(nèi)等腰梯形的兩個(gè)腰（梯形的上下底水平），如圖所示。則兩端點(diǎn)分別自A、C

兩點(diǎn)，沿A3、C。以同一速度勻速移動(dòng)，忽略摩擦力及空氣阻力的影響，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）

B.左右兩邊繩的彈力不相等

C,左邊繩的彈力變大

D.右邊繩的彈力變小

4.如圖所示，地球和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球和行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小々之比為1：4,

不計(jì)地球和行星之間的相互影響，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為8年

4

B.由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，至少再經(jīng)過(guò)一年，地球、太陽(yáng)和行星連線(xiàn)同一直線(xiàn)

7

C.地球和行星的線(xiàn)速度大小之比為1:2

D.經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，地球、行星半徑掃過(guò)的面積之比為1:2

5.反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)

程類(lèi)似。已知靜電場(chǎng)的方向平行于x軸，其電勢(shì)。隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量加=4.0xl（y20kg,電荷量

q=-4.0xl（y9c的帶負(fù)電的粒子從（一1,0）點(diǎn)由靜止開(kāi)始，僅在電場(chǎng)力作用下在x軸上往返運(yùn)動(dòng)。貝N）

_￡,1

A.無(wú)軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度Ei和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小之比U=彳

B.粒子在-1cm?0.5cm區(qū)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能先增加后減小

C.該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能變化量最大值為6.0xl0-8j

D.該粒子運(yùn)動(dòng)的周期7=3.0x10-6$

6.如圖甲豎直彈簧固定在水平地面上，一質(zhì)量為根可視為質(zhì)點(diǎn)的鐵球從距彈簧上端的。點(diǎn)靜止釋放，以

。點(diǎn)（即坐標(biāo)原點(diǎn)）開(kāi)始計(jì)時(shí)，鐵球所受的彈力尸的大小隨鐵球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，不

計(jì)空氣阻力，重力加速度取g。下列結(jié)論正確的是（）

A.彈簧彈性勢(shì)能最大值為加g（〃+2xo）

B.鐵球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能機(jī)g/z+；機(jī)

C.當(dāng)x=h時(shí)小球重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和最小

D.鐵球壓縮彈簧過(guò)程中重力做功功率逐漸增大

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7.如圖甲所示，在平靜的水面下有一個(gè)點(diǎn)光源S,它發(fā)出的是兩種不同顏色的。光和b光，在水面上形成了

一個(gè)被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由小b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀單色

光區(qū)域，且為。光的顏色（見(jiàn)圖乙）。則下列說(shuō)法正確的是（）

丁

甲

A.a光頻率大于6光的頻率

B.a光的折射率小于6光的折射率

C.。光在水中的傳播速度比b光大

D.a光在水中發(fā)生全反射的臨界角小于b光在水中發(fā)生全反射的臨界角

8.在如圖所示的電路中，輸入交變電壓的瞬時(shí)值M=22j!sinl00m（V）,理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比

々：%=2:1,兩定值電阻與、&的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)一小段的過(guò)程中，飛、&

兩端電壓的變化量分別為AG、At/2,用的電功率的變化量為八勺。下列說(shuō)法正確的是（）

A.&中電流的頻率是與中電流頻率的2倍

B.A[7,=-At7,

122

（At7.）2

C.AP.=

段

D.當(dāng)滑片P移到最上端時(shí)，用兩端的電壓為4.4V

9.某同學(xué)將一乒乓球從距水平地面高力處的A點(diǎn)以速度%水平拋出，乒乓球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力始

終與速度成正比，方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，落到水平地面上的8點(diǎn)時(shí)速度方向與水平地面的夾角為45。,

如圖所示。已知乒乓球從A點(diǎn)拋出時(shí)受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，重力加速度

大小為g。下列說(shuō)法正確的是（）

A.乒乓球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中速度先減小后增大

B.乒乓球落到8點(diǎn)時(shí)的速度大小為上也

2

C.乒乓球的水平射程為RL

2g

一萬(wàn)力）

D.乒乓球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為一+—

%2g

10.如圖所示，界線(xiàn)以下存在一個(gè)方向水平的磁場(chǎng)（垂直于紙面向里），取MN上一點(diǎn)。作為原點(diǎn)，豎

直向下建立y軸，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨y坐標(biāo)（以m為單位）的分布規(guī)律為8=l+y（T）。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m、

質(zhì)量為優(yōu)=0.1kg、電阻R=2C的正方形金屬框"cd從A/N上方靜止釋放，0.2s后金屬框的cd邊到達(dá)界線(xiàn)

MN,此時(shí)給金屬框施加一個(gè)豎直方向的外力代直至金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去該外力。已知金屬框在進(jìn)

入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流保持恒定，且金屬框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上下邊始終水平、左右邊始終豎直，g取10m/s2,下

列說(shuō)法正確的是（）

A,金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流大小為1A

B.金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為gs

C.金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中外力/做功為0.35J

D.金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，直到速度達(dá)到3m/s后不再加速

第n卷

三、實(shí)驗(yàn)題（U題6分，12題9分）

11.圖甲為“探究加速度與物體所受合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中所用小車(chē)的質(zhì)量為重物的質(zhì)量

為刃，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變重物的質(zhì)量，記下測(cè)力計(jì)對(duì)應(yīng)的讀數(shù)產(chǎn)。

輕質(zhì)動(dòng)滑輪

⑴實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，（填“需要”或“不需要”）滿(mǎn)足M.mo

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到如圖乙所示的紙帶，已知所用交流電的頻率為50Hz。其中A、B、C、D、￡為五個(gè)計(jì)

數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，可求出小車(chē)加速度的大小為

m/s2。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）當(dāng)重物質(zhì)量合適時(shí)，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為工。更換重物，用。表示小車(chē)的加速度，F(xiàn)

表示彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，下列描繪的a-歹關(guān)系圖像合理的為

12.在測(cè)定一組干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：

A.電流表1（量程2mA,內(nèi)阻6=50。）

B.電流表2（量程1A,內(nèi)阻約10Q）

C.定值電阻&=2950。

D.滑動(dòng)變阻器R（0?20。）

E.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干

（1）某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計(jì)電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，MN連接電流表1”或“電流表

2”），國(guó)連接另一電流表；

（2）該同學(xué)利用測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的/「右圖線(xiàn)（"為電流表1的示數(shù)，2為電流表2的示數(shù)，且人遠(yuǎn)小

于右）如圖所示，則由圖線(xiàn)可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)石=V,內(nèi)阻r=。。（以上結(jié)果皆保留

兩位有效數(shù)字）

四、解答題（13題12分，14題13分，15題16分）

13.一只籃球的體積為％,球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為4,溫度為《?，F(xiàn)用打氣筒對(duì)籃球充入壓強(qiáng)為2p。、溫度

為"、體積為匕（大小未知）的氣體，使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?p0,同時(shí)溫度升至1.5"。已知?dú)怏w內(nèi)能U與

溫度的關(guān)系為U=kT（A為正常數(shù)），充氣過(guò)程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求

⑴充入氣體的體積K的大小；

（2）充氣過(guò)程中打氣筒對(duì)氣體做的功。

14.如圖所示，質(zhì)量為根的小圓環(huán)A套在足夠長(zhǎng)的光滑水平桿上，質(zhì)量為3根的小球B通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕

繩與A連接，初始時(shí)輕繩處于水平伸直狀態(tài)，A、B均靜止，光滑水平地面上靜止有小球1和2,小球1

的質(zhì)量為3加，小球2的質(zhì)量為機(jī)，小球I位于A(yíng)環(huán)正下方L處，某時(shí)刻釋放小球B,B到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)輕繩

恰好斷裂，之后B在水平地面上向左運(yùn)動(dòng)，所有小球之間的碰撞均為彈性正碰，已知重力加速度為g,不

計(jì)空氣阻力，所有小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

⑴輕繩斷裂時(shí)A、B各自的速度大?。?/p>

（2）輕繩所能承受的最大拉力；

⑶小球1與小球2第一次碰撞過(guò)程中，小球1對(duì)小球2的沖量大小。

21!

////////////7/////^//////////////

15.某離子實(shí)驗(yàn)裝置的基本原理如圖甲所示。I區(qū)寬度為d,左邊界與x軸垂直交于坐標(biāo)原點(diǎn)O,其內(nèi)充滿(mǎn)

垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為為；II區(qū)寬度為L(zhǎng)左邊界與x軸垂直交于。?點(diǎn)，

右邊界與x軸垂直交于Q點(diǎn)，其內(nèi)充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。測(cè)試板垂直無(wú)軸置于H區(qū)右邊界，其中

心C與。2點(diǎn)重合。從離子源不斷飄出電荷量為外質(zhì)量為根的正離子，加速后沿X軸正方向過(guò)。點(diǎn)，依

次經(jīng)I區(qū)、II區(qū)，恰好到達(dá)測(cè)試板中心C。己知離子剛進(jìn)入II區(qū)時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為。。忽

略離子間的相互作用，不計(jì)重力。

⑴求離子在I區(qū)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小V;

⑵求n區(qū)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；

(3)保持上述條件不變，將II區(qū)分為左右兩部分，分別填充磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B(數(shù)值未知)方向相反且平

行y軸的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖乙所示。為使離子的運(yùn)動(dòng)軌跡與測(cè)試板相切于C點(diǎn)，需沿x軸移動(dòng)測(cè)試板，求移

動(dòng)后C到。?的距離S。

湖南師大附中2021級(jí)高三摸底考試試卷物理

本試題卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，共8頁(yè)。時(shí)量75分鐘，滿(mǎn)分100

分。

第I卷

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.2023年4月12日21時(shí)，中國(guó)有“人造太陽(yáng)”之稱(chēng)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造新的

世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。下列關(guān)于核聚變的說(shuō)法正確的是（）

A.核電站采用核聚變技術(shù)發(fā)電

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能變大

D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，生成核的質(zhì)量大于兩輕核的質(zhì)量之和

【答案】C

【解析】

【詳解】A.核電站采用核裂變技術(shù)發(fā)電，故A錯(cuò)誤；

B.自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素-笊與旅的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故

B錯(cuò)誤；

C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大核的過(guò)程中要釋放能量，核子的平均質(zhì)量減小，所以核子的比結(jié)合能增

加，故C正確；

D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，釋放能量，生成核的質(zhì)量小于兩輕核的質(zhì)量之和，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.“笛音雷”是春節(jié)期間常放的一種鞭炮，其著火后一段時(shí)間內(nèi)的速度一時(shí)間圖像如圖所示（取豎直向上

為正方向），其中"時(shí)刻為“笛音雷”起飛時(shí)刻、段是斜率大小為重力加速度g的直線(xiàn)。不計(jì)空氣阻

力，則關(guān)于“笛音雷”的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

丫2

匕

當(dāng)

%

。彳01?2,3

A.“笛音雷”在弓時(shí)刻上升至最高點(diǎn)

B.4~。時(shí)間內(nèi)“笛音雷”做自由落體運(yùn)動(dòng)

c.to~L時(shí)間內(nèi)“笛音雷”的平均速度為］

D6~4時(shí)間內(nèi)“笛音雷”處于失重狀態(tài)

【答案】D

【解析】

【詳解】A由圖可知，。時(shí)間內(nèi)“笛音雷”的速度一直為正值，表明其速度方向始終向上，可知，“笛

音雷”在弓時(shí)刻并沒(méi)有上升至最高點(diǎn)，上升至最高點(diǎn)應(yīng)該在％時(shí)刻之后，故A錯(cuò)誤；

B.。時(shí)間內(nèi)“笛音雷”速度方向向上，圖像斜率為一恒定的負(fù)值，表明4時(shí)間內(nèi)“笛音雷"實(shí)際

上是在向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，其加速度就是重力加速度g,故B錯(cuò)誤；

C.將A、8用直線(xiàn)連起來(lái)，該直線(xiàn)代表勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其平均速度為五，而線(xiàn)段與橫軸所圍的面積

2

大于A(yíng)B曲線(xiàn)與橫軸所圍的面積，該面積表示位移，根據(jù)

-Ax

v=——

Ar

可知，直線(xiàn)代表的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度大于A(yíng)3曲線(xiàn)代表的變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度，即1?L時(shí)

間內(nèi)“笛音雷”的平均速度小于五，故c錯(cuò)誤；

2

D.根據(jù)上述，4時(shí)間內(nèi)“笛音雷”做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向下，“笛音雷”處于失重狀態(tài)，

故D正確。

故選D。

3.“抖空竹”是中國(guó)傳統(tǒng)的體育活動(dòng)之一，在我國(guó)有悠久的歷史，為國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一?，F(xiàn)將抖

空竹中的一個(gè)變化過(guò)程簡(jiǎn)化成以下模型：輕繩系于兩根輕桿的端點(diǎn)位置，左、右手分別握住兩根輕桿的另

一端，一定質(zhì)量的空竹架在彈性繩上。接下來(lái)做出如下動(dòng)作，左手抬高的同時(shí)右手放低，使繩的兩個(gè)端點(diǎn)

勻速移動(dòng)，其軌跡為豎直面內(nèi)等腰梯形的兩個(gè)腰（梯形的上下底水平），如圖所示。則兩端點(diǎn)分別自A、C

兩點(diǎn)，沿A3、以同一速度勻速移動(dòng)，忽略摩擦力及空氣阻力的影響，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）

A.左右兩邊繩的彈力均不變

B.左右兩邊繩的彈力不相等

C.左邊繩的彈力變大

D.右邊繩的彈力變小

【答案】A

【解析】

【詳解】B.以空竹為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，同一根繩子拉力處處相等，所以

耳=心

故B錯(cuò)誤；

ACD,在水平方向空竹處于共點(diǎn)力平衡，設(shè)耳與水平方向的夾角為a,B與水平方向的夾角為萬(wàn)

片cosa=F]cos§

所以

a=/3

所以?xún)筛K與豎直方向的夾角相等，為。，則

2耳cos0=mg

-

2cos9

兩端點(diǎn)移動(dòng)的過(guò)程，兩端點(diǎn)在水平方向上的距離不變，所以彈力大小不變，故A正確，CD錯(cuò)誤。

4.如圖所示，地球和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球和行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小々之比為1：4,

不計(jì)地球和行星之間的相互影響，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

/一……、

/4計(jì)，?行星

//地4b誓/\

\'太陽(yáng)J/

、X/

X、Z/

—J

A.行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為8年

4

B.由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，至少再經(jīng)過(guò)一年，地球、太陽(yáng)和行星連線(xiàn)為同一直線(xiàn)

7

C.地球和行星的線(xiàn)速度大小之比為1:2

D.經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，地球、行星半徑掃過(guò)的面積之比為1:2

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有

GmM4萬(wàn)2

—；—=mr——

/T2

可得周期

所以

因?yàn)榈厍蚬D(zhuǎn)周期為1年，故行星公轉(zhuǎn)周期為8年，故A正確，不符合題意;

B.地球周期短，故當(dāng)?shù)厍虮刃行嵌喙D(zhuǎn)半周時(shí)，地球、太陽(yáng)和行星連線(xiàn)為同一直線(xiàn)，即

2乃2乃

周期

71_71_4

2萬(wàn)2乃2乃2萬(wàn)7年

北一落T-T

故B正確，不符合題意；

C.根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有

mMV2

G下二m——

r

得線(xiàn)速度

可得

故c錯(cuò)誤，符合題意;

D.行星與太陽(yáng)連線(xiàn)掃過(guò)的面積

2萬(wàn)t

《62T2t2

8=----7tr=———?7tr二-7tr

2萬(wàn)2〃T

故

故D正確，不符合題意。

故選C。

5.反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)

程類(lèi)似。已知靜電場(chǎng)的方向平行于％軸，其電勢(shì)9隨工的分布如圖所示。一質(zhì)量M=4.0xl0-2()kg,電荷量

q=4.0xl0-9c的帶負(fù)電的粒子從(/,0)點(diǎn)由靜止開(kāi)始，僅在電場(chǎng)力作用下在工軸上往返運(yùn)動(dòng)。貝lj()

A.x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度Ei和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度石2的大小之比U=7

B.粒子在-1cm?0.5cm區(qū)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能先增加后減小

C.該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能變化量的最大值為6.0X10-8J

D.該粒子運(yùn)動(dòng)的周期T=3.0xl0-6s

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系可得

解得

&_%_0-5_1

E2%112

A正確；

B.粒子在-1cm?0.5cm過(guò)程中，電勢(shì)先增大后減小，根據(jù)公式

Ep=q(p

可得：帶負(fù)電粒子的電勢(shì)能先減小后增大，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系可得

△Ep——qU

該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)差取最大值時(shí)，電勢(shì)能變化量取最大值，即為

△Epmax=一qUmax=一(一4.0XlO.C)X20V=8X10力

C錯(cuò)誤；

D.粒子在-1cm?0cm過(guò)程中，由牛頓第二定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得

E、q=may

El=5

%]

=1af2

X1~ll

粒子在0cm?0.5cm過(guò)程中，由牛頓第二定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得

E2q=ma2

_J_2

該粒子運(yùn)動(dòng)的周期

7=2&+芍）

聯(lián)立可得：T=3xlCf8s,D錯(cuò)誤;

故選A?

6.如圖甲豎直彈簧固定在水平地面上，一質(zhì)量為機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn)的鐵球從距彈簧上端耳的。點(diǎn)靜止釋放，以

。點(diǎn)（即坐標(biāo)原點(diǎn)）開(kāi)始計(jì)時(shí)，鐵球所受的彈力尸的大小隨鐵球下落的位置坐標(biāo)尤的變化關(guān)系如圖乙所示，不

計(jì)空氣阻力，重力加速度取g。下列結(jié)論正確的是（）

A.彈簧彈性勢(shì)能最大值為，咫（/z+2xo）

B.鐵球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能機(jī)g/z+；機(jī)

C.當(dāng)x=h時(shí)小球重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和最小

D.鐵球壓縮彈簧過(guò)程中重力做功功率逐漸增大

【答案】B

【解析】

【詳解】C.根據(jù)圖乙可知，當(dāng)x=/z+刖時(shí)，小球的重力跟彈簧彈力平衡，此時(shí)小球速度最大，動(dòng)能最

多，所以系統(tǒng)的勢(shì)能最少，故C錯(cuò)誤；

D.小球剛接觸彈簧的一段時(shí)間內(nèi)，重力大于彈簧彈力，小球加速下降，重力做功功率逐漸增大，重力與

彈簧彈力平衡后，由于慣性小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，由于彈簧彈力大于重力，則小球減速下降，重力做功功率

逐漸減小，故D錯(cuò)誤；

A.由圖像可知，/z+xo為平衡位置，此時(shí)彈簧壓縮量為無(wú)o。假如小球剛接觸彈簧時(shí)沒(méi)有速度，根據(jù)簡(jiǎn)諧

運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知，彈簧的最大壓縮量為2加，而實(shí)際上小球剛接觸彈簧時(shí)有向下的速度，可知，彈簧的最

大壓縮量大于2xo,小球到達(dá)最低點(diǎn)的坐標(biāo)大于力+2沖，所以彈簧彈性勢(shì)能的最大值大于7咫優(yōu)+2迎），故A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)動(dòng)能定理

77tg（丸+/）—gmgXo=石/

可得

Exmgh+gmgXo

故B正確。

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7.如圖甲所示，在平靜的水面下有一個(gè)點(diǎn)光源S,它發(fā)出的是兩種不同顏色的。光和b光，在水面上形成了

一個(gè)被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由。、6兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀單色

光區(qū)域，且為。光的顏色（見(jiàn)圖乙）。則下列說(shuō)法正確的是（）

復(fù)色光區(qū)域

A.a光的頻率大于b光的頻率

B.a光的折射率小于。光的折射率

C.。光在水中的傳播速度比b光大

D.a光在水中發(fā)生全反射的臨界角小于b光在水中發(fā)生全反射的臨界角

【答案】BC

【解析】

【詳解】ABD.。光照射的面積較大，知。光的臨界角較大，根據(jù)

sinC=

知a光的折射率較小，根據(jù)光的折射率越小頻率也越小，可知。光的頻率小于6光的頻率，故AD錯(cuò)誤，B

正確；

C.根據(jù)

v=—

n

可知知。光在水中傳播的速度較大，故C正確；

故選BC。

8.在如圖所示的電路中，輸入交變電壓的瞬時(shí)值"=220sinlOOw（V）,理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比

4：%=2：1,兩定值電阻與、凡的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)一小段的過(guò)程中，與、4

兩端電壓的變化量分別為A。1、Af/2,&的電功率的變化量為下列說(shuō)法正確的是（）

A.&中電流的頻率是與中電流頻率的2倍

B.A[7,=-At7,

122

（At7.）2

C.AP.=

段

D.當(dāng)滑片P移到最上端時(shí)，用兩端的電壓為4.4V

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.變壓器改變的是交流電的電壓和電流，不改變頻率，A錯(cuò)誤；

B.凡和&都是定值電阻，有

AU=MR

又由理想變壓器特點(diǎn)知原副線(xiàn)圈上的電流與匝數(shù)成反比，則有

A/.=-AL

122

可得

B正確；

C.設(shè)與兩端電壓分別為URI,URI',滑片上滑，副線(xiàn)圈電阻減小電流增大，原線(xiàn)圈電流增大，Ri兩端電壓

增大，知

△U—URI

其電功率的變化量為

及RK

c錯(cuò)誤;

D.當(dāng)滑片P移到最上端時(shí)，副線(xiàn)圈電阻只有&,設(shè)為凡將原副線(xiàn)圈及副線(xiàn)圈電路等效為原線(xiàn)圈的一個(gè)電

阻皮，由

日丁，I昔JL…

聯(lián)立可得

R=（七）2凡=4凡

n?

由閉合電路歐姆定律，對(duì)原線(xiàn)圈電路有

U=22V=IR.1+IR'=5IR1,=5UKI

可得用兩端的電壓為4.4V,D正確。

故選BD。

9.某同學(xué)將一乒乓球從距水平地面高力處的A點(diǎn)以速度%水平拋出，乒乓球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力始

終與速度成正比，方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，落到水平地面上的2點(diǎn)時(shí)速度方向與水平地面的夾角為45。,

如圖所示。己知乒乓球從A點(diǎn)拋出時(shí)受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，重力加速度

大小為g。下列說(shuō)法正確的是（）

A.乒乓球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)的過(guò)程中速度先減小后增大

B.乒乓球落到2點(diǎn)時(shí)的速度大小為Ylb

2

2

C.乒乓球的水平射程為萼

2g

hv

D.乒乓球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為一+—0

%2g

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.乒乓球從A點(diǎn)拋出時(shí)受到的空氣阻力最大，最大值恰好等于自身受到的重力，則有

到8點(diǎn)時(shí)速度方向與水平地面的夾角為45。，則小球一直做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤;

BCD.運(yùn)用運(yùn)配速法，配一速度，使其阻力與重力平衡，則可理解為豎直向下的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和斜向上的

的變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖所示

由圖知，落地點(diǎn)的速度為

斜向上45方向，根據(jù)牛頓第二定律有

(1----

m

累積可得

m

則有

^v^~vo

則有

.V：

x=scos4AC5=—

2g

豎直方向上有

其中

y=x

則有

h=Vot~i

解得

%2g

故BCD正確。

故選BCD。

10.如圖所示，界線(xiàn)MN以下存在一個(gè)方向水平的磁場(chǎng)（垂直于紙面向里），取上一點(diǎn)。作為原點(diǎn)，豎

直向下建立y軸，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨y坐標(biāo)（以m為單位）的分布規(guī)律為B=l+y（T）。一邊長(zhǎng)為￡=lm、

質(zhì)量為%=0.1kg、電阻R=2。的正方形金屬框abed從MN上方靜止釋放，0.2s后金屬框的cd邊到達(dá)界線(xiàn)

MN,此時(shí)給金屬框施加一個(gè)豎直方向的外力F,直至金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去該外力。己知金屬框在進(jìn)

入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流保持恒定，且金屬框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上下邊始終水平、左右邊始終豎直，g取10m/s2,下

列說(shuō)法正確的是（

A,金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流大小為1A

2

B.金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為gS

C.金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中外力廠(chǎng)做功為0.35J

D.金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，直到速度達(dá)到3m/s后不再加速

【答案】AC

【解析】

詳解】A.進(jìn)入磁場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有

v0-gt-10x0.2m/s=2m/s

金屬框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流保持恒定，所以剛進(jìn)入瞬間，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式，有

E=BLv0=lxlx2V=2V

則感應(yīng)電流為

1=-

故A正確；

B.金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，由安培力公式，有

G=3〃=(l+y)xlxlN=(l+y)N

剛進(jìn)入瞬間，安培力為

E=1N

完全進(jìn)入瞬間，安培力為

8=2N

所以安培力做的負(fù)功大小為

又因?yàn)榘才嗔ψ龅呢?fù)功就等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，則

Q=fRt=W^

代入數(shù)據(jù)，得金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為

t==—L——5s=0c

I-RFX2

故B錯(cuò)誤；

C.完全進(jìn)入瞬間，安培力為

完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度為

金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理，得

所以外力/做功

W=0.35J

故C正確；

D.金屬框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為M,上下兩邊切割磁感應(yīng)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E'=ABLv'

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

R

上下兩邊產(chǎn)生的安培力的合力為

FA=ABI'L

其中：AB=1T,根據(jù)平衡條件可得

FA^mg

聯(lián)立解得

V—2m/s

故D錯(cuò)誤。

故選AC?

第n卷

三、實(shí)驗(yàn)題（11題6分，12題9分）

11.圖甲為“探究加速度與物體所受合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中所用小車(chē)的質(zhì)量為重物的質(zhì)量

為實(shí)驗(yàn)時(shí)改變重物的質(zhì)量，記下測(cè)力計(jì)對(duì)應(yīng)的讀數(shù)產(chǎn)。

輕質(zhì)動(dòng)滑輪

⑴實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，（填“需要”或“不需要”）滿(mǎn)足Mm。

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到如圖乙所示的紙帶，已知所用交流電的頻率為50Hz。其中A、B、C、D、E為五個(gè)計(jì)

數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，可求出小車(chē)加速度的大小為

m/s2?（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）當(dāng)重物質(zhì)量合適時(shí)，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為耳。更換重物，用。表示小車(chē)的加速度，F(xiàn)

表示彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，下列描繪的a-歹關(guān)系圖像合理的為o

【答案】①.不需要②.0.638③.D

【解析】

【詳解】（1）口］實(shí)驗(yàn)中，細(xì)線(xiàn)對(duì)滑輪和小車(chē)的作用力通過(guò)測(cè)力計(jì)測(cè)量，不需要滿(mǎn)足M-m；

（2）［2］相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

T=—=—s=0.1s

f50

根據(jù)逐差法可得小車(chē)的加速度為

^^22

a=F+XDE-?=2.67+3.32-1.40-2.04又=0,638m/s

（3）［3］小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有

2冗=/

當(dāng)更換重物后，由牛頓第二定律有

2F—于=Ma

解得

可知函數(shù)為一次函數(shù)，圖像為一條傾斜直線(xiàn)，與橫軸交于一點(diǎn)。

故選D

12.在測(cè)定一組干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材:

A.電流表1（量程2mA,內(nèi)阻彳=50。）

B.電流表2（量程1A,內(nèi)阻約10Q）

C.定值電阻&=2950。

D.滑動(dòng)變阻器R（0?20。）

E.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干

⑴某同學(xué)根據(jù)提供的器材設(shè)計(jì)電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，連接.（選填“電流表1”或“電流表

2”），國(guó)連接另一電流表;

⑵該同學(xué)利用測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的/“2圖線(xiàn)（人為電流表1的示數(shù)，八為電流表2的示數(shù)，且人遠(yuǎn)小

于右）如圖所示，則由圖線(xiàn)可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Qo（以上結(jié)果皆保留

兩位有效數(shù)字）

【解析】

【詳解】（1）口瞑。連接電流表測(cè)電路的電流，MN連接內(nèi)阻已知的電流表相當(dāng)于改裝了一只電壓表，故PQ

接電流表2,接電流表1。

⑵[2][3]由閉合電路歐姆定律

E=U+I2r=Il（R0+rl）+I2r

解得

4=1......-I.

4十64+「

結(jié)合圖像解得

E=4.5V

r=1.5Q

四、解答題（13題12分，14題13分，15題16分）

13.一只籃球的體積為％，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為以，溫度為"?，F(xiàn)用打氣筒對(duì)籃球充入壓強(qiáng)為2p。、溫度

為"、體積為匕（大小未知）的氣體，使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?%，同時(shí)溫度升至L5"。已知?dú)怏w內(nèi)能U與

溫度的關(guān)系為。=左7（%為正常數(shù)），充氣過(guò)程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求

（1）充入氣體的體積匕的大??；

（2）充氣過(guò)程中打氣筒對(duì)氣體做的功。

【答案】（DK=m；（2）w=Q+g左"

【解析】

【詳解】（1）充入氣體的體積為匕，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

Po%12°oK3°o%

""L5"

解得

（2）由于充氣過(guò)程中氣體向外放出。的熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

AU=W+（-Q）

根據(jù)氣體內(nèi)能U與溫度的關(guān)系表達(dá)式有

^U=k-1.5T0-kT0=^kT0

解得

W=Q+^kT0

14.如圖所示，質(zhì)量為m的小圓環(huán)A套在足夠長(zhǎng)的光滑水平桿上，質(zhì)量為3機(jī)的小球B通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕

繩與A連接，初始時(shí)輕繩處于水平伸直狀態(tài)，A、B均靜止，光滑水平地面上靜止有小球1和2,小球1

的質(zhì)量為3加，小球2的質(zhì)量為山，小球1位于A(yíng)環(huán)正下方L處，某時(shí)刻釋放小球B,B到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)輕繩

恰好斷裂，之后B在水平地面上向左運(yùn)動(dòng)，所有小球之間的碰撞均為彈性正碰，已知重力加速度為g,不

計(jì)空氣阻力，所有小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

(1)輕繩斷裂時(shí)A、B各自的速度大??；

(2)輕繩所能承受的最大拉力；

⑶小球1與小球2第一次碰撞過(guò)程中，小球1對(duì)小球2的沖量大小。

2II

////////////////////////

【答案】⑴以=￡1巫，vB=41巫；(2)27mg；(3)到運(yùn)

A21324

【解析】

【詳解】(1)小球B開(kāi)始釋放至輕繩斷裂，A、B組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則有

mvA-3mvB=0

A、B組成的系統(tǒng)滿(mǎn)足機(jī)械能守恒，則有

1212

3mgL=-mvA+—x3mvB

聯(lián)立解得

_3屈—屈

VA=~~~，VB=~-

(2)B到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)輕繩剛好斷裂，達(dá)到最大拉力，由向心力公式有

>3但=詠產(chǎn)

聯(lián)立解得輕繩所能承受的最大拉力為

T=Tlmg

(3)繩斷后，B球在水平地面向左運(yùn)動(dòng)與1號(hào)球碰撞，設(shè)碰后B球和1號(hào)球的速度分別為暝和％,由動(dòng)量

守恒和能量守恒可得

；；：

3/nvB=3mVp+3mv0,x3mv1=*3mv+^-x3mv^

解得

喘=o,%=苧

1、2號(hào)球碰撞前后動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，則有

x

3mv0—3mvx+mv2,Jx3mVg~~3/nv^+gmv^

解得

屈3屈

v,=-----，%=------

'44

對(duì)2號(hào)球，由動(dòng)量定理可得

112=mV2

解得小球1對(duì)小球2的沖量大小為

T_3md2gL

12―4

15.某離子實(shí)驗(yàn)裝置的基本原理如圖甲所示。I區(qū)寬度為d,左邊界與無(wú)軸垂直交于坐標(biāo)原點(diǎn)。，其內(nèi)充滿(mǎn)

垂直于x0y平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為穌；II區(qū)寬度為L(zhǎng)左邊界與x軸垂直交于J點(diǎn)，

右邊界與x軸垂直交于O?點(diǎn)，其內(nèi)充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。測(cè)試板垂直無(wú)軸置于II區(qū)右邊界，其中

心C與2點(diǎn)重合。從離子源不斷飄出電荷量為外質(zhì)量為機(jī)的正離子，加速后沿x