2021届北京八十中高考物理三模试卷附答案详解

2021届北京八十中高考物理三模试卷

单选题（本大题共13小题，共39.0分）

1.如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。

一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为方向与ab成30。角时，恰好从b

点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab

方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（）

2.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，三条

曲线所对应的温度分别为70、7团、g,贝女）

A.7®>>T.

B.7g<Tg<70

c.=r团

D.TQ<Ta,T0>Ta

3.如图所示，扇形40B为透明柱状介质的横截面，圆心角乙4OB=60°,

两束平行于角平分线OM的单色光a和b由04面射入介质，经04面折

射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B,以下说

法正确的是（）

A.该介质对a光的折射率为延

3

B.a光的折射光线不能在4B面发生全反射

C.在同一介质中，a光的光速大于b光的光速

D.用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距

4.物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步。

彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到流向

远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头

接收的回波信号频率会升高。利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助

医生判定血流的方向、流速的大小和性质。

计算机辅助X射线断层摄影，简称C7。工作时X射线束对人体的某一部分按一定厚度的层

面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收。由于人体各种组织的疏密程度不同，检测器接

收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变。

根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是

A.彩超工作时利用了多普勒效应

B.CT工作时利用了波的衍射现象

C.彩超和C7工作时向人体发射的波都是纵波

D.彩超和C7工作时都向人体发射的波都是电磁波

5.在修建铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图c所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、

外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时火车的速度大小为，下列说法中正确的是（）

„2

A.该弯道的半径R=巳

9

B.当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变

C.当火车速率大于。时，外轨将受到轮缘的挤压

D.当火车速率小于"时，外轨将受到轮缘的挤压

6.2018年4月15日，中国国际小家电展览会在广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用电器的额定

电压和我国是不同的，例如美国家用电器不能直接接到220U的照明电路上，可以接到交变电压

是u=100或siril207rt（匕）的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的,

下列说法正确的是（）

A.用电压表测该电压其示数为110立V

B.电流方向每秒改变60次

C.交流电的频率为60Hz,当t=0.1s时u=110V2V

D.将该电压加在110。的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W

7.某金属导线的电阻率为p,电阻为R,现将它均匀拉长到面积为原来的一半，那么该导线的电阻

率和电阻分别变为（）

A.p和4RB.4P和4RC.16P和16RD.p和16R

8.人造卫星在环绕地球做圆周运动时，卫星中物体处于完全失重状态是指（）

A.不受地球重力，而只受向心力的作用

B.失重状态是指物体失去地球的重力作用

C.对支持它的物体的压力或拉力为零

D.受到地球引力和离心力的合力为零

9.如图所示，P为匀强磁场中一点，某放射性元素的原子核静止在P点，XXXX

A

该原子核发生衰变后，放出一个氢核（2He）和一个新核，它们速度方向XX

与磁场垂直，其轨迹均为圆弧，半径之比为45：1,重力、阻力和氢核

与新核间的库仑力均不计。下列说法正确的是（）X/v<xz

A.放射性元素原子核的电荷数是90

B.可能的衰变方程为裂He一箱He+4He

C.氯核和新核动量比是1：45

D.衰变前核的质量等于衰变后氮核和新核的总质量

10.如图所示，电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器两金属板水平放rtr'lL,1

置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静J

止状态，G为灵敏电流计.则以下说法正确的是（）—1_LJ

A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流

B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流

C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流

D.在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过

11.请阅读下述文字，完成第12题、第13题。汽车在水平路面转弯和在倾斜路面转弯的情景分别如

图甲、乙所示。倾斜路面外高内低，即当车向右转弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些。

设某质量为m的汽车，分别在两种路面转弯时速度大小均为。，转弯轨迹均可视为半径为R的圆

弧。

甲乙

这辆汽车在倾斜路面转弯时，向心力恰好由重力和支持力的合力提供。关于倾斜路面与水平面间夹

角。，下列关系式正确的是（）

”2D1,2p

A.s讥”而B.sin0=-C.tand=-D,tand=-

XXrX.-

12.如图所示，由导体棒ab和矩形线框cd4组成的“10”图案在匀强磁场中一a

XXX

起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时x、X」X

bAIff

XXX

间均匀增大，则下列说法正确的是（）

A.导体棒的a端电势比b端电势高，电势差（/她在逐渐增大

B.导体棒的a端电势比b端电势低，电势差打匕在逐渐增大

C.线框中cdef有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大

D.线框中cdef有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大

13.关于电磁场、电磁波、电磁波谱，下列说法中正确的是（）

A.电磁波是纵波

B.变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场

C.X射线比无线电波更容易发生明显衍射现象

D.紫外线有显著的热效应，可用其测温

二、多选题（本大题共1小题，共3.0分）

14.下列四个物理量中属于用比值法定义的有（）

A.电容C=9B.电流/=£

UK

C.磁感应强度B=£D•点电荷的电场强度”当

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15.某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度

与力的关系，实验装置如图甲所示。

打点计

隹臂壁纸带

「1__

甲

（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中的数据可得小车

的加速度。为m/s2o小车经过8点时的速度大小m/so

(2)平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做运动。

(3)实验小组得出加速度和力的关系如图所示，直线没有经过坐标原点的原因______。

16.物理兴趣小组要测量一段合金丝的长度，为了消除电流表内阻带来的测量误差，他们选择合适

的实验器材，设计如图(砌所示的电路(A。是阻值已知的定值电阻)，不但完成了对合金丝长度的

测量，而且测出了电流表的内阻，主要步骤如下，在横线上填写合适的答案.

(1)用螺旋测微器测量该合金丝直径d,如图(b)所示，则直径d=mm.

(2)把滑动变阻器的滑动片调到最右端，闭合工、S2,调节滑动片到合适位置，记下匕、吟、力的读

数外U2,小

(3),调节滑动片到另一合适位置，记下的读数电流表的读数/2.

(4)计算电流表内阻的表达式为弓=(用上述已知物理量和实验测得的物理量表示)

(5)已知合金丝的电阻率为p,计算合金丝的长度L的表达式是L=(用上述已知物理量和实验测

得的物理量表示).

四、简答题(本大题共2小题，共22.0分)

17.如图所示，将两个质量均为小的小球用两根长度均为I的绝缘细线相连悬挂于0点，a球O

带正电，带电量为q,b球不带电。重力加速度为g,小球可视为质点。

①若在纸面内加一个水平向右的匀强电场，使悬线0a向右偏离竖直方向30。角，且整个装通

置处于平衡状态，则该匀强电场的场强大小为;

②若让b球带负电，带电量也为q,开始时细线仍处于拉直状态，加上①中的电场后，整

bd

个

装置从图示位置到达新的平衡位置的过程中，系统的电势能变化量为。

(不考虑两球间的库仑力)

18.质量m=3xlO6kg的火车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动过程

中受到的阻力大小恒定，经过t=l(Ps后达到最大行驶速度〃=20m/s,此时司机发现前方s=

4000m处的轨道旁有市体塌方，便立即紧急刹车，这时附加的制动力为Fi=9x1。4"结果列

车正好到达轨道毁坏处停下.试求：

(1)列车在行驶过程中所受的阻力大小.

(2)列车的额定功率.

(3)列车从开始运动到停下所经过的总路程.

五、计算题(本大题共2小题，共18.0分)

19.如图所示，有一倾角。=30。足够长的平行金属导轨，导轨上端连接阻值R=20的电阻，理想电

压表接在电阻两端，一个质量zn=0.1kg的金属杆ab垂直跨接在导轨上。在两导轨间存在方向

垂直于导轨平面向上的匀强磁场。t=0时刻，ab杆在沿斜面向下的拉力F作用下由静止开始沿

导轨向下运动，t=1,5s时杆的速度〃=4m/s,整个过程中电压表的示数U随时间的变化如图乙

所示。导轨、金属杆的电阻不计，已知时杆和导轨间的动摩擦因数四=1，g=10m/s2o求：

(1)第1.5s末ab杆受到的安培力的大小、ab杆受到沿斜面的拉力F的大小；

(2)第1s内时杆克服摩擦力所做的功为多大？

(3)若3s末撤去拉力F,ab杆再经过1s停止运动，求撤去拉力尸后，ab杆沿斜面下滑的位移。

20.如图所示，在距离水平地面足够高处有一长为L=2m的传送带，传送带的速度"及=4m/s。现

将m=1kg的物体(可视为质点)轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数〃=

0.1,电动机带动皮带将物体从左侧运送到右侧，物体从右侧滑出后立即受到水平向左的恒力尸=

10N作用，整个过程空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2.求：

(1)物体刚放上传送带时，物体的加速度的大小？

(2)物体从左侧运送到传送带右侧过程中，摩擦产生的热量Q?

(3)物体从传送带右侧滑出后的最小动能讥及此时距离传送带右侧滑出点多远？(已知疯=1414,

百=1.732，b=2.236，V10=3.162)

.—P

k.L...."

niiiiiiiiuHiiiiiiiniiiiuini

参考答案及解析

1.答案：B

解析：试题分析：第一次在磁场中的圆周运动的弧长所对的圆心角是60。，由1=也可知，两次圆

Bq

周运动周期，所以第二次在磁场中的圆周运动的弧长所对的圆心角也是60。，所以两次圆周运动半径:

由可得：因此选。

R2=^RVBqv=T^8

考点：带电粒子在磁场中运动

2.答案：B

解析：解：根据麦克斯韦分布规律可知，气体的温度越高，速率大的分子所占的比例越大，所以I

的温度最低，皿的温度最高，即跖<7®<7团，故B正确，AC。错误。

故选：B。

温度是分子的平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大；大量的分子的速率的分布规律满

足麦克斯韦分布的规律。

该题考查图/O）表示"处单位速率区间内的分子数百分率与所对应的温度个关系，其实质是考查麦克

斯韦分布规律，掌握其特点即可解答。

3.答案：B

解析：

根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式n=^求解折射率;

sinr

由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射；

再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小。

本题考查光的折射及光的干射等内容，要求能熟练应用折射定律并掌握光的波长、频率及波速间公

式的应用。

A、结合光路图，由几何知识可知，a光入射角i=60。，折射角r=30。，根据折射定律得a光的折射

率为〃=四=驾=百，故A错误；

sinrsin30°

B、由几何知识求出a光线在M点的入射角i'=30°,sini'=0.5,临界角的正弦为sinC=i=->sini',

n3

即有i'<C,故折射光线中恰好射到M点的a光线不能发生全反射，故B正确；

C、由图可知，a光的折射率要大于b光，由u可知，a光的光速小于b光的光速，故C错误；

。、因a光的折射率大，频率大，故a光的波长小于b光，由=可知，用同一装置进行双缝干涉

a

实验，a光的条纹间距小于匕光的条纹间距，故。错误；

故选：B。

4.答案：A

解析：

本题考察物理学中相关物理名称在生活的应用。

彩超是利用超声波的穿透性强和多普勒效应工作的，C7是利用x射线的穿透性强成像的，超声波是

机械波，x射线是电磁波。

4根据题目的描述可以知道，彩超工作利用的是超声波的多普勒效应，故A正确；

8.CT工作利用的是X射线穿透不同组织后的强度不同，与衍射无关，故B错误；

C.CT是横波，彩超工作时向人体发射的波是纵波，故C错误；

。.彩超发射的是超声波，超声波是机械波：C7发射的是X射线，X射线是电磁波，故O错误。

故选Ao

5.答案：C

解析：解：4、火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面

的倾角为。，

根据牛顿第二定律得：

V2

mgtanO=m—

解得：R=_j，故A错误；

gtanG

8、根据牛顿第二定律得：

V2

mgtand=m-

解得：v=yfgRtand,与质量无关，故8错误；

C、若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨。

故C正确；

。、若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内

轨。故。错误。

故选：C0

火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力。若速度

大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，

重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力。

解决本题的关键知道火车拐弯时对内外轨均无压力，此时靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向

心力。

6.答案：D

解析：解：4、由交变电压是〃=100后sinl207rt（V）,可知，3=120〃，因T=了，交流电压周期

7=高=4，频率为/=60Hz,正弦式交变电流的最大值为5=110夜以交流电的有效值为

U=110V,故电压表测该电压其示数为110U,故A错误；

B、在一个周期内电流改变2次，故1s内改变的次数120次，故B错误；

C、交流电的频率为60Hz,当t=0.1s时u=100或sinl207rx0.1V=0,故C错误；

D、将该电压加在110。的电阻两端，则该电阻消耗的功率为P=^=皿勿=110小，故。正确；

R110

故选：D。

通过图象判断出周期和最大值，判断出角速度，即可判断出交流电的瞬时表达式，正弦式交流电的

最大值和有效值满足应关系，电阻消耗的功率要用电压的有效值。

本题主要考查了正弦交流电的四值问题，关键是抓住图象，从图象中抓取有用信息即可。

7.答案：A

解析：解：电阻R=p（,现将它均匀拉长到面积为原来的一半，其材料和体积均不变，长度为原来

的2倍；由于导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的4倍，

即4R,由于电阻率受温度的影响，因温度不变，所以电阻率也不变。故BCZ）错误，A正确。

故选：4。

在电阻丝温度不变的条件下，电阻R=p5的影响因素是材料（电阻率）、长度、横截面积，当导线被

拉长后，长度变长的同时，横截面积变小，但导体的整个体积不变。

本题考查了影响电阻大小的因素，关键要知道导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比。电阻率

不受温度影响的材料，可以制成标准电阻。

8.答案：C

解析：解：AB.卫星中物体处于完全失重状态，只受重力，重力提供其绕地球做匀速圆周运动的向

心力，故A错误，B错误；

C、人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，内部物体对支持它的物体的压力或拉力为

零，故C正确；

。、卫星中物体只受重力，没有离心力，故。错误；

故选：C

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，内部物体都是只受重力，所以在这种环境中

已无法用天平称量物体的质量.

本题考查了学生对超重失重现象的理解，明确向心力是效果力，没有离心力，基础题目.

9.答案:B

解析：解：C、由于放出的氮核($He)和新核过程，系统的动量守恒，则有：0=加尔。资一根新。新

所以氯核和新核动量比是1：1,故C错误；

AB,由于放出的氮核GHe)和新核在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有

Bqv=mg解得：R嗡

则它们的轨道半径与它们所带的电荷数成反比，所以子=3=卷=卷，则新核所带的电荷数为90,

q新&氮4590

由于核反应过程电荷数，质量数守恒，则放射性元素原子核的电荷数是92,

所以可能的衰变方程为：裂He-箝He+加e,故4错误，B正确；

。、因为衰变过程有能量释放，根据爱因斯坦的质能方程可知，衰变前核的质量大于衰变后氮核和

新核的总质量，故。错误；

故选：Bo

衰变是，新核和反冲核动量守恒；两粒子在磁场中运动受洛伦兹力，做匀速圆周运动，半径之比等

于电量之比；核反应方程式满足质量数守恒和电荷守恒，衰变过程有能量损失，衰变之前的质量大

于衰变之后的质量。

本题是原子核衰变与匀速圆周运动的问题的综合，涉及到等电荷守恒定律、质量数守恒定律、动量

守恒定律、牛顿第二定律等内容，原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子

在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用。

10.答案:A

解析：

电容器与电阻R、电阻夫2相并联后与右串联，滑片移动，根据电路串并联知识和闭合电路欧姆定律

得到导致电容器两端电压变化情况，最终判断油滴受力变化和运动情况.

本题是电路动态分析问题，关键是理清电路，根据路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到各个部分

电路电流和电压的变化.

A、C、粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻/?2相并联后与飞串联，

滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压为：U=E-/(r+R[),

故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速；电容器充电，故电流从b到a,

故A正确，C错误；

B、在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程刚好与选项A相反，故B错误；

D、在将S断开后，电容器通过电阻与滑动变阻器放电，电量减为零，电流沿a至b,故。错误；

故选：Ao

11.答案：C

解析：解：车转弯时，由重力和支持力的合力恰好向心力，如图所示。

根据牛顿第二定律/：

V2/：

mgtanO=m—/।

解得Um。',故C正确，ABO错误。

故选：C»~T

汽车转弯时视为匀速圆周运动时，由重力和支持力的合力恰好提供向心力，/

,nS'

摩擦力为零，根据牛顿第二定律列式求解即可确定夹角大小。

本题考查生活中的圆周运动问题，关键找到向心力来源，正确受力分析，然后根据牛顿第二定律列

式求解即可。

12.答案：A

解析：解：4、B、导体棒由a向b运动，由右手定则可知a端电势高于b端；由后=BZV可知，当B增

大时电势差增大，故A正确，3错误；

C、。、由于8增大，则通过线框中的磁通量增大，则由楞次定律可知，线框中有逆时针方向的电流，

由于8是均匀增大的，同磁通量也是均匀增加的，故由法拉第电磁感应定律可知，电流大小保持不变，

故C£＞错误；

故选：A。

导体在磁场中运动而切割磁感线，由楞次定律可判断电路中电流的方向；而导体断开时虽不能产生

感应电流，但能产生感应电动势，由右手定则即可判断感应电动势的高低.

当导线断开时，导线中没有感应电流但是会产生感应电动势：感应电动势的方向可由右手定则判断，

四指指向的方向为高电势的方向.

13.答案:B

解析：解：力、电磁波是横波，变化的电场与变化磁场相互垂直，故A错误；

8、根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，而变化有均匀变化

与非均匀变化，故8正确；

C、X射线比无线电波的波长短，则衍射现象不明显，故C错误；

。、紫外线的显著作用是化学作用，红外线的显著作用是热作用，故。错误。

故选：B。

电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成

电磁波；电磁波本身就是一种物质，且是横波；X射线比无线电波的波长短，衍射现象不明显；紫外

线的显著作用是化学作用。

解决本题的关键知道电磁波的产生原理，以及知道电磁波的类型；对于这些基本知识要熟练掌握并

能正确应用。

14.答案：AC

解析：解：4、电容的定义式C=与中，C与两板间的电量Q及两板间的电势差U无关，由电容器本身

决定，属于比值法定义，故A正确；

B、/与U成正比，与R成反比，不属于比值法定义，故B错误；

C、磁感应强度的定义式B="中，B与尸、几无关，由磁场本身决定，属于比值法定义，故C正确；

。、点电荷的电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以该式不属于比值定义法。

故。错误。

故选：AC.

所谓比值法定义，就是用两个物理量的比值来定义一个新的物理量。比值法定义的基本特点是被定

义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，与定义所用的物理量无关。

电学中用比值法定义的物理量有：电场强度、磁感应强度、电阻、电容等等，注意它们均是由本身

的性质决定的，和定义它们的物理量无关。

15.答案：0.1950.101匀速平衡摩擦过度

解析：解：(1)根据△x=aT2,运用逐差法得:

XBD—x°B0.0404—0.0163—0.0163

a=---------=m/s2=0.195m/s2

4724x0.12

因为匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段时间的平均速度，所以

Xnn0.0404

%=万=4x0Am/s=0101m/s

(2)本实验是利用重力的沿斜面向下的分量平衡摩擦力，所以平衡摩擦力时，让小车不受拉力时应做

匀速运动。

(3)由图线可知，F等于零时，a不为零，可知图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，

故答案为：(1)0.1950.101

(2)匀速;

(3)平衡摩擦过度。

(1)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度。利用匀变速直线运动

中间时刻的速度等于该段时间的平均速度求出B点速度。

(2)平衡摩擦力时•，小车应做匀速运动。

(3)根据尸等于零，加速度不为零，分析图象不过原点的原因。

正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所

测数据等，会起到事半功倍的效果。

16.答案：0.806；闭合S”断开S?；V2；a,]1_/?o；号"(中-"2/力)

解析：解：(1)由图示螺旋测微器可知，合金丝的直径：d=0.5mm4-30.6x0.01mm=0.806mm.

(3)闭合S]、断开S2,调节滑动片到另一合适位置，记下，2的读数3,电流表的读数，2.

(4)由欧姆定律可知：9+则电流表内阻：以=空一岛；

(5)由欧姆定律可知：rA+R0+R=^,合金丝电阻：R=£一"冷，

由电阻定律得：R=P，P志，解得，合金丝的长度：乙=攀吟—血冷)；

故答案为：(1)0.806；(3)闭合Si、断开S2；V2i(3)罕一Ro；(5)等(自一空).

(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.

(3)根据图示电路图与实验步骤分析答题.

(4)根据实验步骤与测量的量应用欧姆定律求出电流表内阻.

(5)应用串联电路特点与欧姆定律求出合金丝的电阻，然后应用电阻定律求出合金丝的长度.

本题考查了螺旋测微器读数、实验步骤、欧姆定律的应用；要掌握常用器材的使用及读数方法，螺

旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；分析清楚电路

结构、根据实验步骤应用串联电路特点与欧姆定律、电阻定律即可解题.

17•答案：哥噤mgl

解析：解：(1)以两个小球整体为研究对象，分析受力：在重力、拉力与电场力共同作用下处于平衡

状态，如图所示。

根据平衡条件得：qE=2mgtan30°

解得，£=2也

3q

(2)以两个小球组成的整体为研究对象，水平方向受到两个电场力，矢量和为零。竖直方向受到总重

力，根据平衡条件得知，细线。a的拉力必定在竖直方向，所以细线。a的方向必须是竖直的。再以小

球b为研究对象，由于带负电，该小球受到的电场力方向水平向左，则细线ab向左偏离竖直方向，如

图。

设平衡时细线ab与竖直方向的夹角为0,则有:

qE2V3

tan0

mg

则得：sin。吟

由于电场力对b球做正功，对Q球不做功，则系统的电势能减小,

电场力对b球做功为：W=qElsinO=^-mgl•呼=

故电势能减小量为：△Ep=W=^^-mgl

故答案为：智,^mgl

(1)以两个小球整体为研究对象，分析受力：在重力、拉力与电场力共同作用下处于平衡状态，由平

衡条件可求出电场力大小与拉力大小，从而可算出电场强度的大小。

(2)对系统根据平衡条件分析oa细线与竖直方向的夹角，再对b球研究得到ab细线与竖直方向的夹角,

即可判断电场力做功正负，并求出电场力做功的大小，得到电势能的变化量。

对研究对象进行受力分析后，由平衡条件和功能关系列式，从而算出结果。

18.答案：解：⑴依题意可求刹车时列车的加速度a=2=0.05m/s2

由牛顿第二定律，得号+R=ma

代入数据可求得/=>=6x104/V

(2)列车的额定功率为

4

P=F总V=/yV=6xIOx20W=1.2x1061V

(3)对列车运动全过程由动能定理有Pt-FfS1=0

代入数据可求得Si=1.4x104m=14km

答：(1)列车在行驶过程中所受的阻力大小为6XIO，7

(2)列车的额定功率为1.2x106W

(3)列车从开始运动到停下所经过的总路程14km.

解析：研究刹车过程，由运动学公式求得刹车的加速度，再有牛顿第二定律求解阻力.

火车的额定功率可以根据「新=/为求得.

从静止开始运动到静止的过程中运用动能定理求得经过的路程.

题为机车启动问题，注意当牵引力等于阻力时速度达到最大值，该题难度适中.

19.答案：解：(1)由题意可知，t=1.5s时金属杆的速度"=4m/s,

由图乙所示图象可知，t=1.5s时U=4U,

感应电动势：E=U=BLv

解得：BL=lT-m

由欧姆定律可知，感应电流：

U4

I=-=-A=2A

R2

金属杆受到的安培力：F安培=BIL=1x2N=2N

由图乙所示图象可知，在1-2s内U=不变,金属杆沿导轨向下做匀速直线运动，由平衡条件得：

F+mgsind=F安培+pmgcos。

代入数据解得：F=2.25N

(2)由图乙所示图象可知，在0-ls内U=均匀增大，

由题意可知t=1.5s时v=4m/s,由图乙所示图象可知，1-2s内U不变，金属杆做匀速直线运动,

则t=1s时〃=4m/s

金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，

金属杆的加速度：a==^m/s2~4m/s2

金属棒的位移：x=jat2=1x4xl2m=2m

第Is内金属杆帅克服摩擦力做功:

Wf=nmgcosO•x=-x0.1x10x---x2/=1.5/

22

(3)由图乙所示图象可知，t=3s时=

感应电动势U'=BL'

代入数据解得：%=与6/s

撤去拉力后直到金属杆停在运动过程，对金属杆，由动量定理得:

mgsind-t—^mgcosd-t—BILt=0—mv1

代入数据解得：x=\m

答：(1)第1.5s末ab杆受到的安培力的大小是2N,帅杆受到沿斜面的拉力尸的大小是2.25N；

(2)第1s内防杆克服摩擦力所做的功为1.5J；

(3)若3s末撤去拉力F,ab杆再经过1s停止运动，撤去拉力产后，时杆沿斜面下滑的位移是;血。

解析：(1)由图示图象求出t=1.5s时的感应电动势，由E=U=8八求出BL的大小，应用安培力公

式求出金属杆受到的安培力，应用平衡条件可以求出拉力大小。

(2)根据图乙所示图象求出金属杆的加速度，应用运动学公式求出金属杆的位移，应用功的计算公式

求出克服摩擦力做的功。

(3)由图示图象求出感应电动势，应用U=8。求出金属杆的速度，对金属杆应用动量定理可以求出

撤去拉力后的位移。

本题是电磁感应与电路、力学相结合的一道综合题，分析清楚图示图象与金属杆的运动过程是解题

的前提与关键，应用平衡条件、动量定理等知识解题。

20.答案：解：(1)对物体受力分析，由牛顿第二定律有卬ng