2021-2022学年山东省济宁市高三（上）期末物理模拟试卷（一）【附答案】

2021-2022学年山东省济宁市高三（上）期末物理模拟试卷（一）

一.选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）

1.（3分）如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能

沿直线飞过此区域（不计离子重力）（）

A.不管离子带何种电，电场的方向都向下

B.离子所带电荷的电性，决定了电场的方向

C.若增大离子电量，离子将向下偏转

D.若增大离子电量，离子将向上偏转

2.（3分）如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Q,Ro=lQ,两次调节滑动变阻器Ri

（最大阻值为1011）的滑动触头分别使Ri和Ro有最大功率，则两次Ri的阻值分别为

（）

A.5Q,3QB.3Q,OilC.5Q,OftD.30,3Q

3.（3分）某国学将一从形状为长方体的橡皮（可视为质点）放在一块乒乓球拍上，握住球

拍，保证球拍水平，以一定角速度3在竖直面内做匀速圆周运动，运动过程橡皮与球拍

始终保持对静止。如图为运动过程橡皮经过的4个位置，A为最高点，B、D为圆心等高

点，C为最低点，运动半径为R,重力加速度为g,不考虑空气阻力。则（）

A.橡皮经过A、C位置均处于超重状态

B.若橡皮不能通过最高点A

C.橡皮在B、D位置需要的向心力相同

D.若增大3,B、C、D位置球拍对橡皮的作用力均增大

4.（3分）公路上行驶的甲乙两辆汽车的位移x-时间t图像如图中直线a和曲线b所示，t

时刻直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（）

A.甲车做匀变速直线运动

B.乙车做曲线运动

C.t时刻，甲乙两车速度相等

D.前t秒内，甲乙两车的位移相等

5.（3分）用电阻率为p、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为r的圆环，垂直圆环面

的磁场充满其内接正方形，t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时

间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=2to的时间内（）

23

Or

A.圆环中产生的热量为P兀t

BrS

B.圆环中的感应电流大小为一5n-----

4兀Pt0

C.圆环中始终没有感应电流产生

D.圆环中有先顺时针再逆时针的感应电流

6.（3分）北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子

王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。如图所示是

嫦娥五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭

圆轨道。轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道

3的远月点。则下列说法中不正确的是（）

A.卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期

B.卫星在轨道2经过B点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率

C.卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度

D.卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上A点所具有的机械能

7.（3分）在图甲、乙中两点电荷电荷量相等，丙、丁中通电导线电流大小相等，竖直虚线

为两点电荷、两通电导线的中垂线，。为连线的中点。下列说法正确的是（）

出甲用乙图内1ST

A.图甲和图丁中，在连线和中垂线上，O点的场强和磁感应强度都最小

B.图甲和图丁中，在连线和中垂线上,关于0点对称的两点场强和磁感应强度都相等

C.图乙和图丙中，在连线和中垂线上，O点的场强和磁感应强度都最大

D.图乙和图丙中，在连线和中垂线上关于0点对称的两点场强相等磁感应强度不相等

8.（3分）卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在若

干年的运行时间中，卫星高度会发生变化（可达15km之多），利用离子推进器可以对卫

星进行轨道高度、姿态的调整。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，己知B、

C之间加有恒定电压U,正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子

束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便，假定离子推进器在

太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为（）

AH（'I）

■

2_________

A.JLB.JI—c.V2UTID.Vun

2.TI2JI

二.多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）

9.（4分）如图所示，倾角8=30°的斜面体A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶

端的轻质小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b,整个装置处于静止状态。现给

物块b施加一个水平向右的力F,使b缓慢移动直到轻绳与竖直方向成30°角，这一过

程中斜面体和小物块a均静止（不计绳与滑轮间的摩擦），对此过程说法正确的（）

A.b受到绳的拉力逐渐增大

B.水平拉力F逐渐增大

C.小物块a受到的摩擦力一定先增大再减小

D.斜面体对地面的摩擦力增大

10.（4分）如图所示，斜面倾角为。，位于斜面底端A正上方的小球以不同的初速度vo正

对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经历的时间为t,重力加速度为g,则下列说法正

确的是（）

B.若小球垂直击中斜面，则1=一^―

gtan0

2vntan6

C.若小球恰能击中斜面中点，则1=—----------

g

D.无论小球怎样到达斜面，运动时间均相等

II.（4分）如图所示，在水平向左的匀强电场中，一小球质量为m,电荷量为-q,用绝缘

轻绳（不伸缩）悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角。=30°绳

长为L,OD水平，OC竖直。在D点给小球适当的初速度使其绕O点做圆周运动，下列

说法正确的是（）

•・

A.匀强电场的场强大小为返喧

3q

B.小球在C点时的重力势能最小

C.小球在C点时动能最大

D.小球从D运动到A的过程中电势能先增大后减小

12.（4分）如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的正方形线框ABCD,线框的BC

边和磁场的边界都与斜面底边平行，斜面倾角为9«线框从图示位置开始沿光滑斜面向

下滑动，中途穿过垂直于斜面向外、有理想边界的匀强磁场区域，磁感应强度为Bo从

线框BC边刚进入磁场开始计时，线框的速度随时间变化的图象如图所示，to时刻线框刚

好完全穿出磁场。由图可知，以下表述正确的是（）

A.线框穿越磁场的过程中所受的安培力一直沿斜面向上

B.线框的BC边进入磁场瞬间BC两点的电势差为BLvo

C.线框AD边穿出磁场瞬间线框的速度为1ngRsin.

B2L2

32p2•2Ri

D.O-to时间内线框中产生的焦耳热为2mgLsin0-型旦旦引，一工心心

三.实验题（共6小题，满分60分）

13.（6分）某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲

所示，框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴

一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离；框架水平部分

用电磁铁吸住一个质量为m的小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对

齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小钢球由静止释放，当小钢球先后经过两个光电门时,

与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小V!和V2。小组成员保证光电门2的位置不

变，多次改变光电门1的位置,得到多组XI和VI的数据，建立如图乙所示的坐标系并描

点连线，得出图线的斜率为k。

甲乙

丙

（1）用20分度的游标卡尺测量小钢球的直径，如图丙所示，该小钢球的直径是

mm。

（2）下面关于减小重力加速度的测量误差的说法中正确的是。

A.光电门1的位置尽可能靠近刻度尺零刻度

B.光电门1的位置不能太靠近光电门2

C.换用大小相同但密度较小的小塑料球完成此实验，对测量结果没有影响

（3）当地的重力加速度为（用k表示）。

（4）撤掉光电门1,也能测出当地的重力加速度。考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁

性不能马上消失，利用X2和V2的数据测出的当地重力加速度比原方案相比（选

填“偏大”、“偏小”、“相等

14.（8分）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的

电阻。

oM（闭会开大）o%＜用介开

图3图4

（1）该同学先用欧姆表“XI”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数

是Q。

（2）除电源（电动势3.0V,内阻不计）、电压表（量程0〜3V,内阻约3k。）、开关、导

线若干外，还提供如下实验器材：

A.电流表（量程0〜0.6A,内阻约0.1。）

B.电流表（量程0〜3.0A,内阻约0.02。）

C.滑动变阻器（最大阻值1（）。，额定电流2A）

D.滑动变阻器（最大阻值IkQ,额定电流0.5A）

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用o

（选填实验器材前对应的字母）

（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据，并在坐标

图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线，根据图线得出该金属丝电阻R=

C（结果保留小数点后两位）。

（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定

值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为

什么随时间呈现这样的变化。

15.（8分）十字路口，绿灯亮时，一辆汽车以2m/s2的加速度开始启动的瞬间，一辆以6m/s

的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过。求：

（1）汽车追上自行车的时间及追上自行车时汽车的瞬时速度大小;

（2）汽车在追上自行车前与自行车的最远距离。

16.（8分）如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上，物体A被

水平速度为vo=4OOm/s的子弹击中，子弹嵌在其中（打击时间极短），并随物体A一起

向右压缩轻质弹簧。已知物体A的质量是mi=0.99kg,B的质量是m2=lkg,子弹的质

量是mo=O.Olkg。求：

（1）物体A获得的最大速度vi；

（2）求从子弹作用物体A到弹簧压缩最短这一过程中整个系统损失的机械能和弹簧最大

弹性势能。

Vn__

〃庐CTPWMAB

17.（14分）生产流水线可以提高劳动效率，如图是某工厂生产流水线的水平传输装置的俯

视图，它由在同一水平面的传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到

传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘表面，随其做半径R=2.0m的圆周运动（与

转盘无相对滑动），到C处被取走装箱。已知A、B的距离L=8.0m,物品与传送带间的

动摩擦因数因=0.2,传送带的传输速度和转盘上与转轴O相距为R处的线速度均为v

=2.0m/s,取g=10m/s2,问：

（1）物品从A处运动到B处的时间t多大？

（2）若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的

动摩擦因数卬至少为多大？

（3）若物品的质量为1.0kg,每输送一个物品从A到C,该流水线为此至少多做多少功？

18.（16分）在如图所示的平面直角坐标系中，x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强

电场，场强的大小为E=Mxi（）4v/m。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应

强度的大小为B=1X1O-21。把一个比荷为3=2X108C/kg的正电荷从y轴上坐标为(0,

m

1)的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计，求

(1)电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；

(2)电荷在磁场中的偏转半径；

(3)电荷第三次到达x轴上的位置。

2021-2022学年山东省济宁市高三（上）期末物理模拟试卷（一）

参考答案与试题解析

一.选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）

1.（3分）如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能

沿直线飞过此区域（不计离子重力）（）

A.不管离子带何种电，电场的方向都向下

B.离子所带电荷的电性，决定了电场的方向

C.若增大离子电量，离子将向下偏转

D.若增大离子电量，离子将向上偏转

【解答】解：AB、在不计重力的情况下，离子在复合场中沿水平直线运动，则有：qE=

qvB,若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，所以电场强度的方向向下；若

带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，所以电场强度的方向向下，故A正确，B

错误。

CD、由qE=qvB知：v=A,离子的速度与电荷自身无关，故增大离子电量，离子受力

B

仍平衡，继续沿直线运动，故CD错误；

故选：Ao

2.（3分）如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Q,Ro=lQ,两次调节滑动变阻器Ri

（最大阻值为10。）的滑动触头分别使R1和R。有最大功率，则两次R1的阻值分别为

A.50,3QB.30,0£1C.5Q,onD.3Q,3C

【解答】解：设外电阻为R外，电源的输出功率为:P出=/R外=（舟）2%卜=

E2

R外与+2r

2

根据数学知识可得：R外=三_时分母最小，电源的输出功率最大，止匕时有R%=r；

R外

所以当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大。

①当R1有最大功率时，可将电源内电阻视为r+Ro,所以当Ri=Ro+r=m+4fl=5fl时，

R1消耗的功率最大；

②当R0有最大功率时，根据P=l2Ro可知，当电流最大时，Ro消耗的电功率最大，所以

当Ri=0时电路的电流最大，Ro消耗的电功率最大。

故C正确、ABD错误。

故选：C»

3.（3分）某国学将一从形状为长方体的橡皮（可视为质点）放在一块乒乓球拍上，握住球

拍，保证球拍水平，以一定角速度3在竖直面内做匀速圆周运动，运动过程橡皮与球拍

始终保持对静止。如图为运动过程橡皮经过的4个位置，A为最高点，B、D为圆心等高

点，C为最低点，运动半径为R,重力加速度为g,不考虑空气阻力。则（）

A.橡皮经过A、C位置均处于超重状态

B.若3V源，橡皮不能通过最高点A

C.橡皮在B、D位置需要的向心力相同

D.若增大3,B、C、D位置球拍对橡皮的作用力均增大

【解答】解：A、橡皮经过A位置，加速度向下指向圆心，故橡皮失重，橡皮处于C位

置，加速度向上指向圆心，处于超重状态，故A错误；

B、橡皮在最高点受重力以及球拍的支持力，mg-F-mRw2,当支持力为0时，橡皮有

最大角速度3=A，若3（强橡皮能通过最高点A,故B错误；

C、橡皮在B、D位置需要的向心力由摩擦力提供，他们大小相同，方向相反，故C错误;

D、若增大3,B、D位置球拍对橡皮的摩擦力增大,C位置由牛顿第二定律F-mg=mR32,

3增大则F增大，故D正确。

故选：D。

4.（3分）公路上行驶的甲乙两辆汽车的位移x-时间t图像如图中直线a和曲线b所示，t

时刻直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（）

B.乙车做曲线运动

C.t时刻,甲乙两车速度相等

D.前t秒内，甲乙两车的位移相等

【解答】解：A、根据x-t图像的斜率表示速度，知甲车的图像是倾斜的直线，说明甲

车的速度保持不变，做匀速直线运动，故A错误；

B、x-t图像只能表示直线运动中位移与时间的关系，所以乙车做直线运动，故B错误;

C、t时刻，两图像的斜率相等，说明甲乙两车速度相等，故C正确；

D、根据位移等于纵坐标的变化量，知前t秒内，甲车的位移小于乙车的位移，故D错

块'C。

故选：Co

5.（3分）用电阻率为p、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为r的圆环，垂直圆环面

的磁场充满其内接正方形，t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时

间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=2to的时间内（）

图（a）图(6)

A.圆环中产生的热量为一

P兀

圆环中的感应电流大小为一BgrS

B.

4打Pt0

C.圆环中始终没有感应电流产生

D.圆环中有先顺时针再逆时针的感应电流

【解答】解：B、由电阻定律可知，圆环的电阻R=p9P等

由几何知识可知，圆环内接正方向的边长a=&r,

△①

由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：E

等S色产X（心注挈

2

r

2B0

Rt。BrS

由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流1="=—o故B错误;

打

RP2rp7Tt0

"I-

BrS

A、由焦耳定律可知，圆环产生的热量；Q=12Rt=（_0一）2乂丝上工X2to=

P冗均S

2

4sBo

pnto

CD、由图（b）所示图象可知，穿过闭合圆环的磁通量不断变化，圆环中产生感应电流;

0〜to,磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度减小，通过线圈的磁通量也减小，根据楞次

定律可得感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，垂直纸面向里，由右手螺旋定则

可判断感应电流方向为顺时针，to-2to,磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度增大，通

过线圈的磁通里也增大，根据楞次定律可得感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,

垂直纸面向里，由右手螺旋定则可判断感应电流方向为顺时针，所以圆环中的感应电流

方向始终顺时针，故D错误。

故选：Ao

6.（3分）北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子

王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。如图所示是

嫦娥五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭

圆轨道。轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道

3的远月点。则下列说法中不正确的是（）

A.卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期

B.卫星在轨道2经过B点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率

C.卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度

D.卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上A点所具有的机械能

3

【解答】解：A、根据开普勒第三定律』=k,轨道2的半长轴小于轨道3的半长轴，

丁2

故卫星在轨道2的周期小于在轨道3的周期，故A错误；

B.B点速度小于同高度处圆周运动的速度，根据“越高越慢”可以判断得出，故B正确;

C.在A点根据牛顿第二定律有G粤=ma，得a=G』:故卫星在同一点的加速度相等，

故C正确；

D.由于“嫦娥五号”要由轨道2变轨到轨道3,必须在A点加速，机械能增加，所以“嫦

娥五号”在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，故D正确。

本题选不正确的。

故选：Ao

7.（3分）在图甲、乙中两点电荷电荷量相等，丙、丁中通电导线电流大小相等，竖直虚线

为两点电荷、两通电导线的中垂线，0为连线的中点。下列说法正确的是（）

e0.—才..®o..®

出甲用乙图画1ST

A.图甲和图丁中，在连线和中垂线上，O点的场强和磁感应强度都最小

B.图甲和图丁中，在连线和中垂线上，关于O点对称的两点场强和磁感应强度都相等

C.图乙和图丙中，在连线和中垂线上，。点的场强和磁感应强度都最大

D.图乙和图丙中，在连线和中垂线上关于0点对称的两点场强相等磁感应强度不相等

【解答】解：A.在图甲中根据场强公式E=X§,以及等量同种点电荷场强的合成可以

2

r

知道0点场强为零；在图丁中根据右手定则以及场强的合成可以知道0点磁感应强度为

零，都是最小的，故A正确；

B、图甲和图丁中，在连线和中垂线上，关于0点对称的两点场强和磁感应强度只是大

小相等，但是方向不同，故B错误；

C、在图乙中，在中垂线上O点场强最大，但是在连线上0点场强最小；在图丙中，中

垂线上，O点的磁感应强度都最大，故C错误；

D、根据场强的合成，可以知道在图乙和图丙中，在连线和中垂线上关于0点对称的两

点场强和磁感应强度大小相等，方向相同，故D错误.

故选：A。

8.（3分）卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在若

干年的运行时间中，卫星高度会发生变化（可达15km之多），利用离子推进器可以对卫

星进行轨道高度、姿态的调整。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，已知B、

C之间加有恒定电压U,正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子

束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为L为研究问题方便，假定离子推进器在

太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为（）

AH（I）

A.去B.C,V2UTID.Vuu

【解答】解：以t时间内喷射的离子为研究对象，根据动量定理得

Ft=Jtv

对单位时间内喷出的离子，根据动能定理得

qU=/jv2

又q=I7=I

联立解得F=V2U.TI

根据牛顿第三定律知推进器获得的推力大小F'=F=亚而'，故ABD错误，C正确。

故选：Co

多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）

9.（4分）如图所示，倾角。=30°的斜面体A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶

端的轻质小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b,整个装置处于静止状态。现给

物块b施加一个水平向右的力F,使b缓慢移动直到轻绳与竖直方向成30°角，这一过

程中斜面体和小物块a均静止（不计绳与滑轮间的摩擦），对此过程说法正确的（）

A.b受到绳的拉力逐渐增大

B.水平拉力F逐渐增大

C.小物块a受到的摩擦力一定先增大再减小

D.斜面体对地面的摩擦力增大

【解答】解：AB、以物块b为研究对象，物块b受到拉力F、轻绳的拉力T和重力作用,

物块b受力平衡，利用平行四边形法则作图如图1所示：

图1

设绳与竖直方向的夹角为a,b缓慢离开直到与竖直方向成30°的过程中，a变大，根据

图象可知，T逐渐增大，F逐渐增大，故AB正确；

C、由于两物块的质量均为m,则开始轻绳的拉力大小为mg,所以开始a受到的摩擦力

方向沿斜面向下。对a受力分析，如图所示：

fng

图2

沿斜面方向根据平衡条件可得初状态的摩擦力大小为：f=T-mgsin30°=lmg,方向向

2

下；当T增大时，f增大，故C错误;

D、以整体为研究对象，水平地面对斜面体A的静摩擦力与F等大反向，故水平地面对

斜面体A始终有水平向左的静摩擦力且逐渐变大，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面

的摩擦力逐渐增大，故D正确。

故选：ABDo

10.（4分）如图所示，斜面倾角为。，位于斜面底端A正上方的小球以不同的初速度vo正

对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经历的时间为3重力加速度为g,则下列说法正

确的是（）

若小球以最小位移到达斜面，则1=-?12

A.

gtan3

B.若小球垂直击中斜面，则

gtanB

若小球恰能击中斜面中点，WOt=2V°tan9

C.

g

D.无论小球怎样到达斜面，运动时间均相等

【解答】解：A、小球以最小位移到达斜面，可知小球的位移方向与斜面垂直，如图1

Yvnt2vn2vn

所示，根据几何关系有：=~解得运动的时间：t=——故

y±gt2gtgtan6

A正确;

B、若小球垂直击中斜面，速度方向与斜面垂直，如图2所示，根据平行四边形定则得:

tane=2^=l0,解得：i="0,故B正确;

vygtgtan9

c、若小球恰能击中斜面中点，可知位移方向与水平方向的夹角为e,如图3所示，根据

平行四边形定则得：tanO=X=2解得：1=叫「&118,故c正确；

xvot2v0g

D、平抛运动的时间由高度决定，落在斜面上不同位置，下降的高度不同，运动的时间不

同，故D错误。

故选：ABCo

CcJoB

图3

11.（4分）如图所示，在水平向左的匀强电场中，一小球质量为m,电荷量为-q,用绝缘

轻绳（不伸缩）悬于。点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角8=30°绳

长为L,OD水平，OC竖直。在D点给小球适当的初速度使其绕O点做圆周运动，下列

说法正确的是（）

A.匀强电场的场强大小为返喧

3q

B.小球在C点时的重力势能最小

C.小球在C点时动能最大

D.小球从D运动到A的过程中电势能先增大后减小

【解答】解：A、小球在A点平衡时，根据平衡条件得：qE=mgtane,解得：E=^g,

3q

故A正确：

BC、小球在竖直平面内做圆周运动时，C点为最低点，故物体在C点的重力势能最小，

A点为等效最低点，动能最大，故B正确，C错误；

D、小球从D到A过程，电场力做正功，电势能减小，故D错误；

故选：ABo

12.（4分）如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的正方形线框ABCD,线框的BC

边和磁场的边界都与斜面底边平行，斜面倾角为00线框从图示位置开始沿光滑斜面向

下滑动，中途穿过垂直于斜面向外、有理想边界的匀强磁场区域，磁感应强度为B。从

线框BC边刚进入磁场开始计时，线框的速度随时间变化的图象如图所示，to时刻线框刚

好完全穿出磁场。由图可知，以下表述正确的是（）

A.线框穿越磁场的过程中所受的安培力一直沿斜面向上

B.线框的BC边进入磁场瞬间BC两点的电势差为BLvo

C.线框AD边穿出磁场瞬间线框的速度为1r1gRsin°

B2L2

32p2.2a1

2

D.O~to时间内线框中产生的焦耳热为2mgLsin9-小户二百号-------i-Amvo

2B4L2

【解答】解：A、根据楞次定律的另一种描述“来拒去留”可知，安培力的方向总是阻碍

线框相对于磁场运动，所以线框穿越磁场的过程中所受的安培力一直沿斜面向上，故A

正确；

B、线框的BC边进入磁场瞬间产生的感应电动势为E=BLvo,BC两点的电势差等于路

端电压，根据右手定则可知B点为高电势，则有：UBC=2BLVO,故B错误；

4

C、根据图乙可知线框AD边穿出磁场前已经匀速，根据平衡条件可得：mgsinO=BIL=

一氏,解得线框AD边穿出磁场瞬间线框的速度为v=1ngRs-8,故c正确；

RB2L2

2

D、根据功能关系可得0〜to时间内线框中产生的焦耳热为Q=2mgLsinO+JLmv（）2--mv

22

32P2・2a1

=2mgLsin0-~'=4n-------+_Lmvo2,故D正确。

2B4L2

故选：ACD。

三.实验题（共6小题，满分60分）

I3.（6分）某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲

所示，框架上装有可上下移动位置的光电门I和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴

一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离；框架水平部分

用电磁铁吸住一个质量为m的小钢球，小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对

齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小钢球由静止释放，当小钢球先后经过两个光电门时,

与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小V!和V2。小组成员保证光电门2的位置不

变，多次改变光电门I的位置，得到多组XI和vi的数据，建立如图乙所示的坐标系并描

点连线，得出图线的斜率为k。

刑度尺

。

XI

应

丙

（1）用20分度的游标卡尺测量小钢球的直径，如图丙所示，该小钢球的直径是5.70

mm。

（2）下面关于减小重力加速度的测量误差的说法中正确的是B。

A.光电门1的位置尽可能靠近刻度尺零刻度

B.光电门1的位置不能太靠近光电门2

C.换用大小相同但密度较小的小塑料球完成此实验，对测量结果没有影响

（3）当地的重力加速度为上心（用k表示）。

-2

（4）撤掉光电门1,也能测出当地的重力加速度。考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁

性不能马上消失，利用X2和V2的数据测出的当地重力加速度比原方案相比偏小（选

填“偏大”、“偏小”、“相等”）。

【解答】解：（1）20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm；则该游标卡尺的读数为5mm+0.05

X14mm=5.70mm,

（2）AB、若靠近刻度尺，会影响铁球经过光电门1的时间，靠近光电门2会影响高度

差的测量，所以为了减小重力加速度的测量误差，既不能靠近刻度尺零刻度，也不能太

靠近光电门2,故A错误，B正确；

C、换用大小相同但密度较小的小塑料球完成此实验，塑料球的密度小，受到的空气的阻

力对测量结果影响较大，故C错误。

故选：B

22＞

(3)根据速度-位移公式得,v2-v1=2g(x2-x1)知道图线的斜率k=2g,则重

力加速度gj.

(4)考虑到切断电流时电磁铁线圈中的磁性不能马上消失，则小球在开始下落得阶段仍

然受到磁力，因此下落得加速度会小于重力加速度，所以利用X2和V2的数据测出的当地

重力加速度比原方案相比会偏小。

故答案为：(1)5.70；

(2)B；

(3)工k；

2

(4)偏小.

14.(8分)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的

电阻。

O%(闭介开大)OG〈闭介开工)

图3图4

(1)该同学先用欧姆表“XI”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数

是66。

(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0〜3V,内阻约3kQ)、开关、导

线若干外，还提供如下实验器材：

A.电流表（量程0〜0.6A,内阻约0.1。）

B.电流表（量程0〜3.0A,内阻约0.02Q）

C.滑动变阻器（最大阻值10。，额定电流2A）

D.滑动变阻器（最大阻值1k。，额定电流0.5A）

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用A,滑动变阻器应选用C.（选

填实验器材前对应的字母）

（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据，并在坐标

图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线，根据图线得出该金属丝电阻R=

5.80fl（结果保留小数点后两位）。

（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定

值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为

什么随时间呈现这样的变化。

【解答】解：（1）欧姆表刻度值为6,挡位为“XI”，则读数为：6X1Q=6Q；（欧姆表

刻度不均匀，用其粗测电阻值，可以不估读。）

（2）电源电动势为3.0V,电压表量程最大值为3V,则流过待测金属丝的最大电流约为旦A

6

=0.5A,故电流表应选择量程0〜0.6A的，故电流表应选用A；

待测金属丝的电阻约为6。，对于最大阻值10Q和IkQ的两个滑动变阻器，为了调节方

便，应选择最大值为10。的滑动变阻器，故滑动变阻器应选用C；

（3）该金属丝的U-I图像为：

UN

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.10.2030.40.5//A

答图I

作出的图线为直线，则金属丝的电阻保持不变，图线经过原点，为使相对误差较小，取I、

U的值较大的点（0.5A、2.9V）,则R=&iQ=5.80Q；

0.5

（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而变大，刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，

电流较大；随着灯丝温度升高，灯丝电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热

平衡时，温度保持不变，电阻不变，电流保持不变。

故答案为：（1）6；（2）A；C；（3）如答图1；5.80；（4）由于灯丝的电阻随温度的升高

而变大，刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，灯

丝电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度保持不变，电阻不变,

电流保持不变。

15.（8分）十字路口，绿灯亮时，一辆汽车以2m/s2的加速度开始启动的瞬间，一辆以6m/s

的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过。求：

（1）汽车追上自行车的时间及追上自行车时汽车的瞬时速度大小；

（2）汽车在追上自行车前与自行车的最远距离。

【解答】解：（1）已知汽车的加速度a=2m/s2,自行车的速度v=6m/s

设汽车追上自行车的时间为t,汽车追上自行车两者位移相等，有

2

vt=Aat

2

解得t=6s.

故追上自行车时汽车的瞬时速度为v汽=煎=2/6m/s=12m/s

（2）当汽车和自行车速度相等时，两者相距最远，设所经过的时间为t'。

则v=at'

得t'=—=—s=3s

a2

此时自行车的位移xi=vt'=6X3m=18m

汽车的位移X2=2at'2=—X2X32m=9m

22

故汽车在追上自行车前与自行车的最远距离s=Z\x=xi-X2=18m-9m=9m

答：（1）汽车追上自行车的时间为6s,追上自行车时汽车的瞬时速度大小是12m/s；

（2）汽车在追上自行车前与自行车的最远距离是9m。

16.（8分）如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上，物体A被

水平速度为vo=4OOm/s的子弹击中，子弹嵌在其中（打击时间极短），并随物体A一起

向右压缩轻质弹簧。已知物体A的质量是mi=0.99kg,B的质量是m2=lkg,子弹的质

量是mo=O.Olkg»求：

（1）物体A获得的最大速度vi；

(2)求从子弹作用物体A到弹簧压缩最短这一过程中整个系统损失的机械能和弹簧最大

弹性势能。

【解答】解：(1)子弹击中物体A的过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒

定律得:movo=(mo+mi)vi,

代入数据解得：VI=4171/8

⑵子弹击中A过程，由能量守恒定律得：|moV2=1(mo+mi)v^E

代入数据解得，系统损失的机械能：△E=792J,

当A、B速度相等时弹簧的压缩量最大，弹簧弹性势能最大，设A、B的共同速度为v,

子弹、A、B组成的系统动量守