2021-2022学年上海中学高三（下）期中物理试卷

2021-2022学年上海中学高三（下）期中物理试卷试题数：20，总分：1001.（单选题，3分）单位为焦耳每米（J/m）的物理量是（）A.电场强度B.动能C.功D.力2.（单选题，3分）下列说法正确的是（）A.泊松亮斑是光的干涉现象B.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理C.肥皂泡泡在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象D.杨氏双缝干涉实验中减小双缝间距，干涉条纹间距变小3.（单选题，3分）一个物体的各个部分都受到重力作用，我们可以认为各个部分受到的重力集中作用于重心。这里用到的物理方法是（）A.控制变量法B.等效替代法C.理想模型法D.微小量放大法4.（单选题，3分）下列叙述中符合物理学史实的是（）A.伽利略发现了单摆的周期公式B.奥斯特发现了电流的磁效应C.库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D.牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论5.（单选题，3分）工人用水平力F推动箱子在粗糙的水平地面上运动，下列说法正确的是（）A.如果箱子做匀速直线运动，F一定对物体做正功B.如果箱子做匀速直线运动，F一定对箱子不做功C.如果箱子做减速直线运动，F一定对箱子做负功D.如果箱子做加速直线运动，F可能对物体不做功6.（单选题，3分）小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，R0为定值电阻。下列分析正确的是（）A.水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动B.如果选择电压表，电表示数变小反映水量减小C.如果选择电流表，电表示数变大反映水量减小D.如果选择电流表，R0可以在水太少时保护电路7.（单选题，3分）以下现象与原子核内部变化有关的是（）A.α粒子散射B.光电效应C.天然放射性现象D.X光透视8.（单选题，3分）某同学手握绳子的一端，上下挥动，绳上产生波。则当该同学手运动的频率加快时，绳波的（）

A.波长不变B.波长变大C.波速不变D.波速变大9.（单选题，4分）艺术课上，老师将学生们的剪纸作品进行展出时，用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，下列关于各物体的受力情况正确的是（）A.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力10.（单选题，4分）已知斜向上沿某一固定方向扔出沙包的水平射程s与初速度v0和重力加速度g关系可以写为，式中k、α、β均为无单位的常数。若沙包的初速度变为原来的两倍，那么水平射程与原来的比值是（）A.B.2C.D.411.（单选题，4分）为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示，从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势φ和转过的角度θ，可以用此数据绘制φ-θ图，当半径r分别取r0、2r0、3r0时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在θ=θ0时达到最大值，最大值分别为φ0、2φ0、3φ0，下列说法正确的是（）A.曲线①对应的r取值为r0B.坐标原点O的电场强度为0C.电场强度的大小为D.半径为r0的圆周上，电势为0的位置只有一处12.（单选题，4分）如图所示，粗糙程度均匀的斜面体M放在水平面上，弹簧的一端固定在斜面顶端，另一端与放在斜面上的粗糙滑块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。将滑块下拉一段距离后静止释放，滑块沿斜面向上运动至最高点过程，斜面体保持静止。则该过程地面对斜面体M的摩擦力Ff与时间t的关系图象正确是（）A.B.C.D.13.（填空题，4分）历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是___，万有引力常量G=6.67×10-11___（填写国际单位）．14.（填空题，4分）一只汽车轮胎，充足气时的气体体积1.0m3，压强为2.7×105Pa。汽车装载货物后，轮胎形变，气体体积减小到0.9m3。可知每秒撞击单位面积轮胎内壁的气体分子数___（选填“增加”、“减小”或“不变”），轮胎内气体压强为___Pa。15.（填空题，4分）如图，悬挂的甲物体的细绳拴牢在一根不可伸长的轻质细绳上O点；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙物体质量分布为2kg、1kg，系统保持静止，O点右侧绳与竖直方向夹角α=60°，则左侧绳与竖直方向夹角β=___°。A．对乙施加外力使乙缓缓下降，B．对乙施加外力使乙缓缓上升，A、B两个情况中甲、乙和地球系统的机械能增加的有___（选填A、B或无）。16.（填空题，4分）如图，已知电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻r=1Ω，电源的总功率为40W，电源输出功率为36W，则R3的阻值为___Ω，电源的电动势为___V。17.（填空题，4分）如图1，五个完全一样的象棋棋子整齐叠放在水平桌面上，各接触面水平且动摩擦因数相等、最大静摩擦因数等于动摩擦因数。最下面的5号子左端与地面P点重合。现在给中间的3号子施加一个水平向右的恒力F。小白认为F作用一段时间后，五个棋子的位置情况可能如图2所示。你认为小白的判断___（选填“合理”或“不合理”），理由为___。18.（问答题，12分）（1）（单项选择）关于“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验，下列说法正确的有___。

A．推拉活塞时，动作要快，以免漏气

B．推拉活塞时，不可以用手握住整个注射器

C．每次推拉活塞改变气体体积后，要迅速记录压强以防读数变化

D．必须测量所封闭气体质量

（2）用DIS电流传感器测电源电动势和内电阻的实验中，使用的实验器材有：

A．待测电源（电动势E小于3V，内阻r约1.5Ω）；

B．DIS实验系统（电流传感器、数据采集器、计算机）；

C．开关K；

D．导线若干；

E．定值电阻R0=1Ω；

F.电阻箱R（0～9999Ω）。

A．通过调节电阻箱，改变外电路电阻R外，由电流传感器得到相应电流值I，以R外为横坐标，I为纵坐标，由计算机拟合得到的I-R外图像为___。

B．为了求得E和r，通过“变换坐标，化曲为直”，将图线变为直线。如图所示，图中纵坐标表示___。由图像可得电动势E=___V，内阻r=___Ω。

19.（问答题，12分）某科幻小说片段如下“碎片从爆炸点到阵列一角直线飞行了约50秒钟，当它到达阵列一角时，速度已经达到31.7公里/秒。这时它处于阵列外围，距处于矩形这一角的第一艘战舰“无限边疆”号160公里。碎片没有从那里掠过阵列，而是拐了一个60°的锐角（如图所示），速度丝毫未减，直冲“无限边疆”号而来。在它用2秒左右的时间完成转向后，计算机居然把对碎片的二级警报又降到了三级。”

根据材料完成以下问题，重力加速度g取10m/s2。

（1）假设“碎片”由爆炸点静止开始运动，请估算其直线加速段的平均加速度大小a1；

（2）估算“碎片”完成锐角转向过程的平均加速度大小a2；

（3）飞行器的最大推力和飞行器的重量（在地球表面）之比，称为飞行器的推重比。将“碎片”视作飞行器，假设其在最大推力作用下做匀速圆周运动完成该锐角转向过程，估算“碎片”飞行器的推重比。20.（问答题，16分）如图，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角为等大的锐角。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上NQ处；ef棒垂直MN放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（已知μ＜tanα＜1），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。整个装置在竖直向上的匀强磁场中（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。导轨和ab棒的电阻不计，ef棒的阻值为2R，静摩擦因数与动摩擦因数相等。忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。

（1）ab棒以垂直于NQ、水平向右的速度运动时，电阻R上的感应电流方向如何？

（2）若给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的初速度v0在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量Q。

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v在水平导轨上向右匀速运动，求其经过NQ位置时ef棒所受安培力的大小FA；

（4）若ab棒以垂直于NQ的速度v在水平导轨上向右匀速运动，在其经过NQ位置时迅速取走小立柱1和2并开始计时。已知在最初的一段运动过程中ef棒保持静止，求满足条件的最强磁场的磁感应强度Bm。

2021-2022学年上海中学高三（下）期中物理试卷参考答案与试题解析试题数：20，总分：1001.（单选题，3分）单位为焦耳每米（J/m）的物理量是（）A.电场强度B.动能C.功D.力【正确答案】：D【解析】：根据物理量关系推导各单位，电场强度单位N/C或V/m，动能和功的单位J，力的单位N或J/m。

【解答】：解：A.电场强度单位为N/C或V/m，故A错误；

BC.动能和功的单位都是J或N•m，故BC错误；

D.力的单位是N，也可以根据公式导出单位J/m，故D正确。

故选：D。

【点评】：国际单位制中，有基本单位和导出单位，有的单位为了纪念物理学家用名字命名，比如功和能的单位：J，也可由各物理量之间关系推导，如W=Fs=Pt，即1J=1N•m=1W•s。2.（单选题，3分）下列说法正确的是（）A.泊松亮斑是光的干涉现象B.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理C.肥皂泡泡在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象D.杨氏双缝干涉实验中减小双缝间距，干涉条纹间距变小【正确答案】：B【解析】：泊松亮斑是光的衍射现象；增透膜和肥皂泡泡的彩色条纹是利用光的干涉现象；根据双缝干涉公式判断。

【解答】：解：A.泊松亮斑是光的衍射现象，故A错误；

B.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，故B正确；

C.肥皂泡泡在阳光下呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故C错误；

D.杨氏双缝干涉实验中减小双缝间距，根据Δx=可知干涉条纹间距变大，故D错误。

故选：B。

【点评】：考查光的干涉、衍射、双缝干涉公式，掌握常见的光学现象即可．3.（单选题，3分）一个物体的各个部分都受到重力作用，我们可以认为各个部分受到的重力集中作用于重心。这里用到的物理方法是（）A.控制变量法B.等效替代法C.理想模型法D.微小量放大法【正确答案】：B【解析】：地球附近的物体都受到地球的吸引--由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的作用点叫重心。

【解答】：解：一个物体的各个部分都受到重力作用，我们可以认为各个部分受到的重力集中作用于重心，所以重心是重力的等效作用点，这里用到的物理方法是等效替代法。故B正确，ACD错误。

故选：B。

【点评】：深入理解重心概念是解答此题的关键。4.（单选题，3分）下列叙述中符合物理学史实的是（）A.伽利略发现了单摆的周期公式B.奥斯特发现了电流的磁效应C.库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D.牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论【正确答案】：B【解析】：伽利略发现了单摆的等时性，并得出了单摆的周期公式；法拉第发现了电磁感应现象；库仑通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律；伽利略通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论．

【解答】：解：A、伽利略发现了单摆的等时性，惠更斯得出了单摆的周期公式；故A错误；

B、奥斯特发现了电生磁，即提出了电流的磁效应；故B正确；

C、库仑首先通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律；牛顿得出了万有引力定律，故C错误；

D、伽利略通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论。故D错误。

故选：B。

【点评】：该题考查了伽利略、奥斯特、库仑、等人在物理学的贡献，属于基础题目．对这些知识点要牢记，避免失分．5.（单选题，3分）工人用水平力F推动箱子在粗糙的水平地面上运动，下列说法正确的是（）A.如果箱子做匀速直线运动，F一定对物体做正功B.如果箱子做匀速直线运动，F一定对箱子不做功C.如果箱子做减速直线运动，F一定对箱子做负功D.如果箱子做加速直线运动，F可能对物体不做功【正确答案】：A【解析】：根据物体的运动性质明确拉力方向与运动方向间的关系，再根据功的公式即可明确拉力做功情况．

【解答】：解：AB、物体做匀速直线运动，拉力一定与运动方向相同，故F对物体做正功，故A正确，B错误；

C、减速运动时，F可能与运动方向相反，也可能相同，则相同时拉力做正功，相反时，拉力做负功，故C错误；

D、如果物体做加速运动，则拉力一定与运动方向相同，则F一定做正功，故D错误。

故选：A。

【点评】：本题考查功的计算，要注意明确正功和负功的意义，明确力与运动方向夹角为锐角时力做正功，夹角为钝角时力做负功．6.（单选题，3分）小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，R0为定值电阻。下列分析正确的是（）A.水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动B.如果选择电压表，电表示数变小反映水量减小C.如果选择电流表，电表示数变大反映水量减小D.如果选择电流表，R0可以在水太少时保护电路【正确答案】：B【解析】：根据水量变化分析滑动变阻器的变化，根据闭合电路欧姆定律可分析判断。

【解答】：解：A.根据装置，当水量增加时，弹簧压缩量增大，滑片下移，故A错误；

B.若电表为电压表，电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值，示数变小，说明滑片上移，水量减少，故B正确；

C.若电表为电流表，滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路，滑片以下部分电阻与R0串联，若示数变大，则滑动变阻器滑片下移，水量增多，故C错误；

D.若选择电流表，在水太少时体现不出R0的作用，但在水太多时，变阻器接入电路的阻值就会很小，电路中的电流太大，如果没有R0可能会烧坏电源和电流表，所以R0是在水太多时保护电路，故D错误。

故选：B。

【点评】：本题考查闭合电路的欧姆定律，解题关键掌握电路动态变化分析问题，按局部→整体→局部的思路进行分析。7.（单选题，3分）以下现象与原子核内部变化有关的是（）A.α粒子散射B.光电效应C.天然放射性现象D.X光透视【正确答案】：C【解析】：α粒子散射现象是用α粒子打到金箔上，受到原子核的库仑斥力而发生偏折的现象；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出；天然放射现象是原子核内部自发的放射出α粒子或电子的现象；X射线是核外电子受到激发后产生的。

【解答】：解：A、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；

B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；

C、天然放射现象是原子核内部发生变化，自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内质子数，中子数发生变化，故C正确；

D、阴极射线打到金属上从金属中发出X射线，是核外电子逸出，未产生新核，故D错误。

故选：C。

【点评】：本题考查这几种物理现象的本质，内容简单，只要加强记忆就能顺利解决，故应加强对基本知识的积累。8.（单选题，3分）某同学手握绳子的一端，上下挥动，绳上产生波。则当该同学手运动的频率加快时，绳波的（）

A.波长不变B.波长变大C.波速不变D.波速变大【正确答案】：C【解析】：明确波的性质，知道波速是由介质的性质决定的，与波长和频率无关。

【解答】：解：波在同种介质的传播速度是相同的，根据可知波长变小；

故ABD错误，C正确；

故选：C。

【点评】：本题关键要抓住波速是由介质决定，保持不变，再由波速公式分析频率的变化情况。9.（单选题，4分）艺术课上，老师将学生们的剪纸作品进行展出时，用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，下列关于各物体的受力情况正确的是（）A.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力【正确答案】：C【解析】：明确弹力和摩擦力的性质，从而分析各力产生原因，同时根据摩擦力的性质确定摩擦力的方向，根据共点力的平衡条件分析摩擦力的大小。

【解答】：解：A．磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的，故A错误；

D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力，故D错误；

C.设剪纸的重力大小为G1，磁铁的重力大小为G2，对磁铁分析，根据平衡条件以及牛顿第三定律可知磁铁对剪纸的摩擦力大小为f2=G2

对磁铁和剪纸整体分析，可知黑板对剪纸的摩擦力大小为

f1=G1+G2＞f2

故C正确；

B.根据平衡条件可知黑板对剪纸的压力大小等于磁铁对剪纸的压力大小，均设为N，则黑板对剪纸的作用力大小为

F1=

磁铁对剪纸的作用力大小为

F2=＜F1

故B错误。

故选：C。

【点评】：本题考查摩擦力和弹力的性质，要注意明确弹力和摩擦力产生的条件，同时掌握判断摩擦力大小和方向的方向。10.（单选题，4分）已知斜向上沿某一固定方向扔出沙包的水平射程s与初速度v0和重力加速度g关系可以写为，式中k、α、β均为无单位的常数。若沙包的初速度变为原来的两倍，那么水平射程与原来的比值是（）A.B.2C.D.4【正确答案】：D【解析】：根据沙包做抛体运动，竖直放向求得运动时间，水平方求得射程，根据题干表达式可分析该题。

【解答】：解：设初速度与水平方向夹角为θ，

竖直方向根据物体做竖直上抛运动；vy=v0sinθ

并且根据运动的对称性可知，沙包在空中的运动时间

t=2=，

水平方向做匀速直线运动，vx=v0cosθ

即水平射程s=vxt==，

由上式可知，中的α=2，所以若沙包的初速度变为原来的两倍，那么水平射程与原来的比值是22=4倍，故ABC错误，D正确。

故选：D。

【点评】：该题考查学生对斜抛运动的掌握，要明确分析斜抛运动的方法，题目难度适中。11.（单选题，4分）为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示，从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势φ和转过的角度θ，可以用此数据绘制φ-θ图，当半径r分别取r0、2r0、3r0时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在θ=θ0时达到最大值，最大值分别为φ0、2φ0、3φ0，下列说法正确的是（）A.曲线①对应的r取值为r0B.坐标原点O的电场强度为0C.电场强度的大小为D.半径为r0的圆周上，电势为0的位置只有一处【正确答案】：C【解析】：根据题目中的描述得出电势的最大值及对应的半径；

根据对称性结合场强的计算公式得出场强的大小；

根据图像分析出电势为零的位置的数量。

【解答】：解：A.由题目所给信息可知，三条曲线均在θ=θ0时，电势最大，如图所示

可见半径越大，电势的最大值越大，图线①对应半径为3r0，故A错误；

BC.由于沿电场方向电势降低，故电场方向由上图中的电势最大位置指向电势最小位置，由对称性可知，半径为r0对应的电势最小值为-φ0，故电场的电场强度为

故C正确，B错误；

D.由φ-θ图像可知，半径为r0的圆周上，电势为0的位置有两处，故D错误；

故选：C。

【点评】：本题主要考查了场强的相关应用，根据图像结合对称性和场强的定义式即可完成分析。12.（单选题，4分）如图所示，粗糙程度均匀的斜面体M放在水平面上，弹簧的一端固定在斜面顶端，另一端与放在斜面上的粗糙滑块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。将滑块下拉一段距离后静止释放，滑块沿斜面向上运动至最高点过程，斜面体保持静止。则该过程地面对斜面体M的摩擦力Ff与时间t的关系图象正确是（）A.B.C.D.【正确答案】：A【解析】：物块对斜面的压力N1等于物块重力垂直于斜面的分力．斜面体处于静止，分析受力，作出力图，由平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系．

【解答】：解：设斜面的倾角为θ。

物块对斜面的压力N1等于物块重力垂直于斜面的分力，

即N1=mgcosθ。

以斜面体为研究对象，作出力图如图

地面对斜面体的摩擦力f'=N1sinθ+（f-F）cosθ=mgsinθcosθ+μmg（cosθ）2-Fcosθ。

因为μ、m，θ不变，弹簧弹力大小、方向均改变，且不是均匀变化。

故选：A。

【点评】：本题关键抓住物块对斜面的压力不变，不要被物块的运动迷惑．13.（填空题，4分）历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是___，万有引力常量G=6.67×10-11___（填写国际单位）．【正确答案】：[1]卡文迪许;[2]N•m2/kg2【解析】：历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，根据物理公式可求得常量的单位．

【解答】：解：牛顿发现了万有引力，并没有测出引力常量，历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是英国科学家卡文迪许；

根据万有引力定律可知，F=G，G=，由公式可知，G的单位为：N•m2/kg2；

故答案为：卡文迪许，N•m2/kg2

【点评】：本题考查万有引力定律内容以及对应的物理学史，对于物理学史要与物理学其他知识一同学习，这也是考查内容之一，要求能牢记．14.（填空题，4分）一只汽车轮胎，充足气时的气体体积1.0m3，压强为2.7×105Pa。汽车装载货物后，轮胎形变，气体体积减小到0.9m3。可知每秒撞击单位面积轮胎内壁的气体分子数___（选填“增加”、“减小”或“不变”），轮胎内气体压强为___Pa。【正确答案】：[1]增加;[2]3×105【解析】：可认为温度不变，由理想气体状态方程可以求解出体积减小后的压强，在根据压强的微观解释原理，温度不变情况下体积减小，气体压强一定会增大。

【解答】：解：在同温度情况下，气体体积减小，气体密度增大，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增加，则气体压强增加

该变化过程可视为等温变化，由理想气体状态方程：PV=nRT

有：P1V1=P2V2=nRT，其中：P1=2.7×105Pa，V1=1m3，V2=0.9m3

解出：P2=3×105Pa

答：增加，3×105

【点评】：该题为理想气体状态方程的基础应用，需要学生能从题目中提取出所隐含的温度不变的条件，利用等温变化列出对应方程进行求解。其次，还需要学生能从本质上认识到气体压强产生的原理，才能真正理解每秒撞击单位面积器壁的气体分子个数的变化规律。15.（填空题，4分）如图，悬挂的甲物体的细绳拴牢在一根不可伸长的轻质细绳上O点；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙物体质量分布为2kg、1kg，系统保持静止，O点右侧绳与竖直方向夹角α=60°，则左侧绳与竖直方向夹角β=___°。A．对乙施加外力使乙缓缓下降，B．对乙施加外力使乙缓缓上升，A、B两个情况中甲、乙和地球系统的机械能增加的有___（选填A、B或无）。【正确答案】：[1]30;[2]AB【解析】：对O点进行受力分析，依据平衡条件，结合力的平行四边形定则，及三角函数，列式即可求解；也可以根据作图法进行求解，外力做正功时系统机械能增加。

【解答】：解：设甲的质量为2m，乙的质量为m=1kg

对O点进行受力分析，下面绳子的拉力2mg，右边绳子的拉力mg，左边绳子的拉力F，如图所示：

因处于静止状态，依据力的平行四边形定则，则有：

竖直方向：mgcosα+Fcosβ=2mg

水平方向：mgsinα=Fsinβ

联立上式，解得：tanβ=，则β=30°；

对系统分析可知无论乙上升还是下降，外力对系统做正功，所以系统的机械能增加。

故答案为：30；AB

【点评】：本题主要是考查共点力的平衡与机械能守恒，掌握力的平行四边形定则的内容，注意三角函数的正确列式，本题由于夹角是不特殊值，直接计算增加题目的难度，可通过特殊值代入法，即可求解。16.（填空题，4分）如图，已知电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻r=1Ω，电源的总功率为40W，电源输出功率为36W，则R3的阻值为___Ω，电源的电动势为___V。【正确答案】：[1]6.6;[2]20【解析】：用电源的总功率减去输出功率即为电源内电阻上消耗的热功率；根据电源的热功率的公式P=12r可以求得电路的总电流的大小；根据总功率P总=EI，可以求得电源的电动势的大小；先求出并联部分的电阻的大小，在根据闭合电路欧姆定律可以求得R3的电阻．

【解答】：解：电源内阻消耗的功率为

Pr=P总-P出=40W-36W=4W

由

Pr=I2r

解得

I=2A

由P总=EI

解得：E=20V

外电路总电阻

R总=+R3

由闭合电路欧姆定律有

E=I（R总+r）

代入数据联立得

R3=6.6Ω

故答案为：6.6，20

【点评】：本题就是对电阻的串并联和闭合电路欧姆定律的考查，题目比较简单，在计算的时候注意电源的总功率的求法即可。17.（填空题，4分）如图1，五个完全一样的象棋棋子整齐叠放在水平桌面上，各接触面水平且动摩擦因数相等、最大静摩擦因数等于动摩擦因数。最下面的5号子左端与地面P点重合。现在给中间的3号子施加一个水平向右的恒力F。小白认为F作用一段时间后，五个棋子的位置情况可能如图2所示。你认为小白的判断___（选填“合理”或“不合理”），理由为___。【正确答案】：[1]不合理;[2]3对4的最大摩擦力小于4、5接触面最大摩擦力【解析】：棋子能否发生相对滑动，确定能否达到接触面间的最大静摩擦力，5对4的最大静摩擦力大于3对4的最大静摩擦力，故4不会与5发生相对滑动

【解答】：解：设每个棋子质量为m，摩擦因数为μ，3对4的最大摩擦力为3μmg，4、5接触面最大摩擦力为4μmg，所以棋子4与棋子5之间不会有相对滑动；所以小白的判断不合理。

答：不合理、3对4的最大摩擦力小于4、5接触面最大摩擦力

【点评】：本题考查最大静摩擦力与静摩擦力的关系，注意研究对象的合理选取以及对静摩擦力的理解，对于摩擦力的临界问题有一定难度。18.（问答题，12分）（1）（单项选择）关于“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验，下列说法正确的有___。

A．推拉活塞时，动作要快，以免漏气

B．推拉活塞时，不可以用手握住整个注射器

C．每次推拉活塞改变气体体积后，要迅速记录压强以防读数变化

D．必须测量所封闭气体质量

（2）用DIS电流传感器测电源电动势和内电阻的实验中，使用的实验器材有：

A．待测电源（电动势E小于3V，内阻r约1.5Ω）；

B．DIS实验系统（电流传感器、数据采集器、计算机）；

C．开关K；

D．导线若干；

E．定值电阻R0=1Ω；

F.电阻箱R（0～9999Ω）。

A．通过调节电阻箱，改变外电路电阻R外，由电流传感器得到相应电流值I，以R外为横坐标，I为纵坐标，由计算机拟合得到的I-R外图像为___。

B．为了求得E和r，通过“变换坐标，化曲为直”，将图线变为直线。如图所示，图中纵坐标表示___。由图像可得电动势E=___V，内阻r=___Ω。

【正确答案】：B;C;;2;1【解析】：（1）实验需要控制气体的温度与质量不变，根据实验注意事项分析答题。

（2）A、根据闭合电路欧姆定律，求出I与R外的函数关系式，通过函数关系来判断I-R外的图象；

B、根据闭合电路欧姆定律，求出图像的函数关系式，结合图象的横截距及斜率来求电源电动势和内阻。

【解答】：解：（1）A、为控制气体温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A错误；

B、为控制气体温度不变，推拉活塞时，不可以用手握住整个注射器，故B正确；

C、为保持气体温度不变，每次推拉活塞改变气体体积后，要等气体稳定后在记录压强，故C错误；

D、只要控制气体质量不变即可，不必测量所封闭气体质量，故D错误。

故选：B。

（2）A、由闭合电路的欧姆定律得：I=，I与R外+r成反比，I-R外图像是C。

B、根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R外+r），整理得：=R外+

R外与r是常数，则与R外是线性关系，-R外图像是直线，由图示图像可知，图像的斜率k==V-1，图像纵轴截距b==0.5A-1，

解得，电源电动势E=2V，内阻r=1Ω。

故答案为：（1）B；（2）A、C；B、；2；1。

【点评】：（1）本题考查“玻意耳定律”实验，实验要控制气体温度与气体质量保持不变，知道实验原理与实验注意事项是解题的前提。

（2）本题考查了测定电源的电动势和内阻的实验，要注意闭合电路欧姆定律的数据处理的方法，特别是求图象的表达式时，要注意灵活应用闭合电路欧姆定律。19.（问答题，12分）某科幻小说片段如下“碎片从爆炸点到阵列一角直线飞行了约50秒钟，当它到达阵列一角时，速度已经达到31.7公里/秒。这时它处于阵列外围，距处于矩形这一角的第一艘战舰“无限边疆”号160公里。碎片没有从那里掠过阵列，而是拐了一个60°的锐角（如图所示），速度丝毫未减，直冲“无限边疆”号而来。在它用2秒左右的时间完成转向后，计算机居然把对碎片的二级警报又降到了三级。”

根据材料完成以下问题，重力加速度g取10m/s2。

（1）假设“碎片”由爆炸点静止开始运动，请估算其直线加速段的平均加速度大小a1；

（2）估算“碎片”完成锐角转向过程的平均加速度大小a2；

（3）飞行器的最大推力和飞行器的重量（在地球表面）之比，称为飞行器的推重比。将“碎片”视作飞行器，假设其在最大推力作用下做匀速圆周运动完成该锐角转向过程，估算“碎片”飞行器的推重比。【正确答案】：

【解析】：（1）根据匀变速直线运动规律解答；

（2）根据运动的合成与分解解得速度变化量从而解得加速度；

（3）根据牛顿第二定律可解得。

【解答】：（1）“碎片“在直线加速段的平均加速度大小为a1==m/s2=634m/s2

（2）由题意，根据三角形法则可知“碎片”完成锐角转向过程的速度变化量大小为

Δv=v

所以“碎片”完成锐角转向过程的平均加速度大小为

a2==m/s2=27500m/s2

（3）设“碎片””飞行器做匀速圆周运动的周期为T，根据几何关系可知“碎片“完成该锐角转向过程中转过的圆心角为120°，则

t'=T=2s

解得

T=6s

最大推力提供向心力，根据牛顿第二定律有

F=m=mv

代入数据解得“碎片“飞行器的推重比为：=

答：（1）直线加速段的平均加速度大小为634m/s2；

（2）“碎片”完成锐角转向过程的平均加速度大小为27500m/s2；

（3）“碎片”飞行器的推重比为。

【点评】：本题考查牛顿第二定律的应用，解题关键掌握“碎片”运动状态的分析。20.（问答题，16分）如图，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P