2021年北京朝阳区高三年级下册高考物理二模试卷（含详解）

朝阳区2021届高三年级二模考试物理试卷2021.5

（考试时间90分钟满分100分）

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1.将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是

A.万有引力B.库仑力C.核力D.分子力

2.关于气体压强的说法，下列选项正确的是

A.气体对容器的压强源于气体分子的热运动

B.气体对容器的压强源于气体分子受到重力作用

C.气体分子密集程度增大，气体压强一定增大

D.气体分子平均动能增大，气体压强一定增大

3.利用如图所示装置做光电效应实验，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出。若要使光电子

的最大初动能增大，下列选项正确的是

B.仅换用频率更大的光

C.仅增大入射光的强度D.仅增大A、K极板间电压

4.某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动，下列选项正确的是

振幅为10cmB.周期为2s

C.片Is时，质点的速度为负的最大值D.u3s时，质点的加速度为正的最大值

5.关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是

A.将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙

B.利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格

C.测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可D.若油酸未完全散开，会使测出的分子

直径偏小

6.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学

观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间

距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是

灯泡凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒像屏

1-1

fl;斗口

U,测量头

仅将滤光片向右移动靠近单缝

B.仅将单缝与双缝的位置互换

C.仅将红色滤光片换成绿色滤光片D.仅将单缝向左移动少许

7.如图所示，用AC、CO两根轻绳将物块悬于水平轻杆8c的下方，其中8为光滑转轴，C为结

点，轻杆8C始终保持水平，重物静止不动。已知物块质量为相，重力加速度为g。设AC、CO绳的拉力

C.若4点上移，则FAC变大D.若A点下移，则变大

8.在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为〃滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开

关，将滑动变阻器的滑片P由。端向。端滑动的过程中，下列选项正确的是

A.电压表的示数变大B.电流表的示数变大

C.电源的效率变大D.滑动变阻器消耗功率变大

9.如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的

过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是

A.磁体做匀加速直线运动

B.磁体的机械能守恒

C.磁体动能的增加量小于重力势能的减少量

D.铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和

10.国产大飞机C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于

2017年5月5日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为60m/s,竖直分速度为

6m/s,己知在此后的Imin内，飞机在水平方向做加速度为2m*的匀加速直线运动，竖直方向做加速度

为0.2m/s2的匀加速直线运动。关于这Imin内飞机的运动与受力情况，下列选项正确的是

A.飞机受到的合力竖直向上B.飞机的运动轨迹

为曲线

C.前20s内，飞机上升的高度为120mD.前20s内，飞机水平方向的平均速度为80m/s

11.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L的通电导线，磁场方向垂直

于导线。设单住垮度导线中有〃个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q,它们沿导线定向移动的平均

速率为丫。下列选项正确的是

XXXXBx

()0

XIXXXIX

“~A.导线中的电流大小为地0B.这段导线受到的安培

力大小为nLqvB

C.沿导线方向电场的电场强度大小为D.导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为供8

12.利用如图I所示的实验粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，内部截面

积为S。管内塞有潮湿的小棉球，其质量为瓶，与B端的距离为X。实验者从玻璃管的A端均匀吹气，棉

球从8端飞出，落地点为C。测得C点与B端的水平距离为/,棉球下落高度为人多次改变x,测出对

应的/,画出Bx的图像如图2所示，图线的斜率为鼠不计棉球与管壁的摩擦，不计空气阻力。下列选

项正确的是A.实验中小棉球在玻璃管中做匀速运动

B.获取图2中各组数据时可以改变每次吹气的压强

C.由题中数据可求得小棉球到达8端的速度为。目

D.由于人吹气使小棉球两侧产生的压强差为飒

4hS

13.实验室有一个变压器，一侧

线圈的标记为200匝，另一侧线圈匝数无标记，小明对它进行了实验探究。他用200匝的线圈作为原线

圈，用匝数未知(记为N)的线圈作为副线圈，如图1所示，分别测量不同输入电压对应的输出电压，

测量结果如表1所示；将原副线圈互换，如图2所示，重复上述操作，测量结果如表2所示。实验过程

中电源、电压表均正常工作。

表2

第1组第2组第3组第4组

输入电压t7i(V)4.01.9输入电压U|'(V)8.26.1

输出电压s(v)8.03.7输出电压S'(V)3.22.3

电压比Ui/S0.500.51电压比UilUi2.562.65

分析表中数据，以下推理正确的是

A.若线圈的200匝标识是准确的，则匝数N多于400匝

B.按图1实验时变压器没有损耗，按图2实验时变压器有损耗

C.按图1实验时两侧线圈中电流频率相同，按图2实验时频率不同

D.若使用直流电源进行以上实验，能够较好的得到幺=七

14.在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的尤、y两个方向上分别研究。如图质量为“

的弹性薄片沿倾斜方向落到足够大水平弹性面上，碰前瞬间速度为加方向与水平方向夹角a=30。。薄片

与弹性面间的动摩擦因数〃=0.5。不计空气阻力，碰撞过程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后竖直方向

的速度大小保持不变，并且在运动过程中始终没有旋转。下列选项正确的是

“A.薄片第1次碰后离开水平面瞬间，速度方向与水平面间夹角仍为

30°

B.薄片每次与水平面碰撞过程中，受到的冲量均相等

C.薄片在与水平面多次碰撞后，最终将静止在水平面上

D.薄片与水平面碰撞两次后，水平位移将不再增加

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.(8分)某同学借助图I所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调

木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮

泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运

动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为

50Hz,得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。

橡皮泥

小车打点计时器

'Lil/i力2,13.75,11.401（cm）、图［图20）图2中的数据有A8、BC、

CD、四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选段，计算两车碰撞后的速度大小应选

段。

（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4炮，小车2的质量为0.2kg,根据纸带数据，碰前两小车的

总动量是0.685炮・向$,碰后两小车的总动量是炮•m/s。（结果保留三位有效数字）

（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是。

A.实验中小车1必须从静止释放

B.若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证

C.上述实验装置不能验证弹性碰撞规律

16.（10分）（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在

如图1所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为50V,则读数应为V；一次测量电阻，记

录的读数为1600C,则所选倍率为（选填“、1，”仪10，“仪100”或“*1广）。

50000^A-V-Q4

2500Q/V（2）在上一间用多用电表测量完电阻后，需要继续测量

一个阻值约为13c的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选

择正确的操作并按正确顺序写出序号o

①将红表笔和黑表笔接触

②把选择开关旋转到“x1”位置

③把选择开关旋转到“X10”位置

④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点

（3）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。有一块满偏电流为50|JA、内阻为

800。的小量程电流表，现要将它改装成0~1mA、0~10mA两个量程的电流档，某同学设计了如图2、图3所

示的两个电路。在图2所示的电路中用—R2（选填“〉”或“<”）；从保护表头的角度，请你分析说明图2、

图3哪种设计更合理：。

图317.(9分)

2021年3月，在自由式滑雪世锦赛中，我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下

滑行的一段过程，简化为小物块沿斜面下滑的过程，如图所示。已知物块质量为“与斜面间的动摩擦

因数为〃，斜面倾角为仇重力加速度为g,不计空气阻力。

(1)在图中画出物块的受力示意图;

(2)求物块沿斜面下滑的加速度大小〃；

求物块沿斜面下滑的速度大小为v时，重力的瞬时功率匕

18.(9分)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距为L一端与阻值为R的电

阻相连。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为瓦一根质量为，”的金属棒置于导轨

上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。仁0时金属棒以初速度w沿导轨向右运动，不计空气阻

力，不计导轨及金属棒的电阻。求：

(1)六。时金属棒产生的感应电动势大小E；

(2)=0时金属棒所受安培力的大小F；

(3)U0之后的整个运动过程中电阻R产生的热量。。

19.(10分)北京时间2020年12月2日4时53分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体

完成了月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为如它将从着陆器上发射，离开月面。已知月球

质量为M,表面重力加速度为g,引力常量为G,忽略月球的自转。

(1)求月球的半径R；

(2)月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部

向下喷出而获得动力，如图所示。已知喷口横截面积为S,喷出气体的密度为p,若发射之初上升器加速

度大小为m方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小也

（3）不计其它作用力时，上升器绕月飞行可认为是上升器与月球在彼此的万有引力作用下，绕二者

连线上的某一点。做匀速圆周运动。若认为在0点有一静止的“等效月球”，替代月球对上升器的作用，

上升器绕“等效月球”做匀速圆周运动，周期不变。求“等效月球”的质量“。二

20.（12分）静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发

的电场称为感生电场。

（1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为+。，半径为上静电力常量为

k%r(r<R)

晨距球心r处电场强度的大小分布满足如下关系：E

a.将电荷量为q的试探电荷放在距离带电球球心2R

处，求其受到的静电力大小F；

b.在图2坐标系中画出E-r图像，并借助该图像求出带电球的球心与球面间的电势差

（2）如图3所示，在纸面内以。为圆心、半径为。的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁

感应强度8的大小随时间均匀增加，变化率为讥该变化磁场激发感生电场，距圆心r处的电场强度大小

k/、

-r（r<a）

分布满足如下关系：E=；

履1,、、

通俗解析：朝阳区2021届高三年级二模考试物理试卷2021.5

（考试时间90分钟满分100分）

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1.将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是

A.万有引力B.库仑力C.核力D.分子力

【答案】C

【解析】将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是核力，选项C正确。

2.关于气体压强的说法，下列选项正确的是

A.气体对容器的压强源于气体分子的热运动

B.气体对容器的压强源于气体分子受到重力作用

C.气体分子密集程度增大，气体压强一定增大

D.气体分子平均动能增大，气体压强一定增大

【答案】A

【解析】关于气体压强，其本质是源于气体分子的热运动，不是分子的重力，选项A正确，B错

误；气体分子密集程度增大，但是如果气体的温度降低，则其压强也不一定增大，选项C错误：气体分

子平均动能增大，但是如果气体的密集程度减小，那么气体压强也不一定增大，选项D错误。

3.利用如图所示装置做光电效应实验，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出。若要使光电子

B.仅换用频率更大的光

C.仅增大入射光的强度D.仅增大A、K极板间电压

【答案】B

【解析】根据光电效应方程：hv-W=Ekm,要使光电子的最大初动能以m增大，则应该使其频率增

大，即换用频率更大的光照射，选项B正确，ACD错误。

4.某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动，下列选项正确的是

振幅为10cmB.周期为2s

C.kls时，质点的速度为负的最大值D.片3s时，质点的加速度为正的最大值

【答案】D

【解析】由图像可知，振幅就是偏离平衡位置的最大距离，大小为5cm,选项A错误；周期是4s,

选项B错误；/=ls时，质点的回复力向下，故加速度为负的最大值，速度为0,选项C错误；u3s时,

质点的回复力向上，故它的加速度为正的最大值，选项D正确。

5.关于“用油膜法估测油酸分子大小''的实验，下列选项正确的是

A.将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙

B.利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格

C.测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可

D.若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小

【答案】A

【解析】将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，选项A正确；利用画有油膜轮廓

的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足半格的方格，大于半格的方格算一个方格，选项B错误：

测一滴油酸酒精溶液的体积时，需要用积累法测量，即测1m/中有多少滴油酸，或50滴油酸的总体

积，然后再计算得出一滴油酸的体积即可，这样可以减小测量的误差，选项C错误；若油酸未完全散

开，测出的面积会减小，根据公式口=丫用，则会使测出的分子直径偏大，选项D错误。

6.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学

观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间

距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是

B.仅将单缝与双缝的位置互换

C.仅将红色滤光片换成绿色滤光片D.仅将单缝向左移动少许

【答案】C

【解析】他如果想让条纹间距变窄，根据△户人入，则需要减小L、X,增大d；故仅将滤光片向右

d

移动靠近单缝是不可以的，选项A错误；仅将单缝与双缝的位置互换也不可以，选项B错误；仅将红色

滤光片换成绿色滤光片，波长变小，选项C正确；仅将单缝向左移动少许，条纹间距不受影响，选项D

错误。

7.如图所示，用AC、CD两根轻绳将物块悬于水平轻杆8c的下方，其中B为光滑转轴，C为结

点，轻杆BC始终保持水平，重物静止不动。已知物块质量为相匚，重力加速度为g。设AC、CD绳的拉力

D

分别为FAC、FCD。下列选项正确的是ri

A.FAC>mgB.FCD>mg

C.若A点上移，则变大D.若A点下移，则尸8变大

【答案】A

【解析】对C点受力分析得，该点受CD线的竖直向下的拉力，受AC的斜向上的拉力及BC杆对它

的支持力，三力平衡，则FAC最大，选项A正确；&D=mg不变，选项BD错误；若A点上移，则9变

大，但是尸CD不变，故尸AC减小，也可以从表达式尸AC=」^-来看，sin。变大，则尸AC减小，选项C错

sin。

误

。

》FBC<^

8.在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r,滑

动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P由a端向》端滑动的过程中，下列选项正

确的是

电压表的示数变大B.电流表的示数变大

C.电源的效率变大D.滑动变阻器消耗功率变大

【答案】B

【解析】图中滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测电源的路端电压，电流表测电路中的电流，当

滑片P由“端向。端滑动的过程中，变阻器的阻值减小，故电源的外电阻减小，所以路端电压减小，电

压表的示数减小，选项A错误；根据欧姆定律可知，电路中的总电阻减小，故电路中的电流增大，选项

B正确；电源的效率口=勺迪="=口，因为路端电压减小，故电源的效率变小，选项C错误；看测动

P&ElE

变阻器消耗的电功率时，可以把定值电阻归到内阻上去，则电源的内电阻为2r,因为当变阻器的电阻等

于电源内电阻时，它消耗的电功率才最大，故当变阻器的阻值最大时，它消耗的电功率最大，而当变阻

器的阻值减小时，它消耗的电功率就会减小了，选项D错误。9.如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，

小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计

空气阻力。下列选项正确的是

A.磁体做匀加速直线运动

B.磁体的机械能守恒

C.磁体动能的增加量小于重力势能的减少量

D.铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和

【答案】C

【解析】磁体穿过铝管的过程中，铝管会产生感应电流，这个电流乂会产生安培力阻碍磁体的下

降，这就是电磁阻尼现象，这个安培力与电流的大小有关，而电流又与磁体下落的速度有关，所以磁体

下落的加速度与其速度有关，磁体是由静止速度变大的，故加速度也会变化，磁体不做匀加速直线运

动，选项A错误；

磁体的重力势能减小，转化为磁体的动能和铝管的热能，故磁体的机械能不守恒，选项B错误；磁

体动能的增加量小于重力势能的减少量，选项C正确；

刚开始下落时，磁体的做加速向下运动，故整体的加速度是向下的，即支持力小于重力，也就是压

力小于重力，待速度大到一定的程度后，安培力等于重力，磁体在铝管中匀速下降时，磁体与铝块整体

力平衡，则铝管对桌面的压力就等于铝管和磁体的重力之和了，看来不可能压力小于铝管和磁体的重力

之和，选项D错误。

10.国产大飞机C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于

2017年5月5日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为60m/s,竖直分速度为

6m/s,已知在此后的Imin内，飞机在水平方向做加速度为Zm/s?的匀加速直线运动，竖直方向做加速度

为0.2m/s2的匀加速直线运动。关于这Imin内飞机的运动与受力情况，下列选项正确的是

A.飞机受到的合力竖直向上B.飞机的运动轨迹

为曲线

C.前20s内，飞机上升的高度为120mD.前20s内，飞机水平方向的平均速度为80m/s

【答案】D【解析】由于飞机在竖直、水平方向上都有加速度，说明飞机的合加速度不是竖直方向,

故合力也不是竖直方向，选项A错误;

v6

在有加速度之前，速度与水平方向的夹角为0,则SnO=」=—=0.1；有加速度时，加速度与水

匕6°

平方向的夹角为B,贝hanB=&=22=0.1；说明9=B,所以飞机的运动轨迹是宜线运动，选项B错

氏2

误；

2

前20s内，飞机上升的高度为y=vv/+—(1^=6X20+—X0.2X20m=160m,选项C错误；

,22

12

*匕，+//11

前20s内，飞机水平方向的平均速度为C=7=------j——=vt+-a/=(60+-X2X

20)m/s=80m/s,选项D正确。

11.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为〃的通电导线，磁场方向垂直

于导线。设单像号厚导线中有〃个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q,它们沿导线定向移动的平均

速率为丫。下列选项正确的是

XXXXBx

()0

XIXXXIX

“~A.导线中的电流大小为〃切UB.这段导线受到的安培

力大小为nLqvB

C.沿导线方向电场的电场强度大小为由D.导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为"8

【答案】B

【解析】导线中的电流大小为1=组=工"=也=〃/，选项A错误；这段导线受到的安培力大小

ttt

为F&=BIL=nLqvB,选项B正确；沿导线方向电场的电场强度大小为E=—,U为导线的两端电压，它的

大小不等于i，8,只有在速度选择器中的电场强度才是E=vB,选项C错误；导线中每个自由电荷受到的

平均阻力的方向是沿导线方向的，而伏8是洛伦兹力，该力的方向与导线中自由电荷的运动方向是垂直

的关系，二者不相等，选项D错误。

12.利用如图1所示的实验粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，内部截面

积为S。管内塞有潮湿的小棉球，其质量为%与B端的距离为X。实验者从玻璃管的4端均匀吹气，棉

球从B端飞出，落地点为C。测得C点与B端的水平距离为/,棉球下落高度为瓦多次改变x,测出对

应的/,画出的图像如图2所示，图线的斜率为鼠不计棉球与管壁的摩擦，不计空气阻力。下列选

项正确的是

A.实验中小棉球在玻璃管中做匀速运动B.获取图2中各组数据时可以改变每次吹气的压强

C.由题中数据可求得小棉球到达B端的速度为/楞

D.由于人吹气使小棉球两侧产生的压强差为崛

4hS

图1

【答案】D

【解析】若不计棉球与管壁的摩擦,人吹棉球时，气体给棉球一个力，故棉球做加速运动，选项A

错误;

设人吹气的压强为p,则球的加速度。=£=公，棉球到B的速度%2=2以=区回，棉球做平抛运

mmm

动，则/=1W,整理得/2=±必H可见［4图线的斜率仁士出，所以吹气的压强对图线的斜

2gmgm

率是有影响的，故获取图2中各组数据时不能改变每次吹气的压强，选项B错误;

由/=忖，后;可得，小棉球到达8端的速度为

，选项C错误;

由上式斜率公依色可得,

,选项D正确。

gtn4/?S

13.实验室有一个变压器，一侧线圈的标记为200匝，另一侧线圈匝数无标记，小明对它进行了实

验探究。他用200匝的线圈作为原线圈，用匝数未知（记为N）的线圈作为副线圈，如图1所示，分别

测量不同输入电压对应的输出电压，测量结果如表1所示；将原副线圈互换，如图2所示，重复上述操

作，测量结果如表2所示。实验过程中电源、电压表均正常工作。

输入5输入

图2表1

表2

第1组第2组第3组第4组

输入电压U\（V）4.01.9输入电压t/r（v）8.26.1

输出电压U2（V）8.03.7输出电压Ui（V）3.22.3

，,

电压比U|/S0.500.51电压比Ui/u22.562.65

分析表中数据，以下推理正确的是

A.若线圈的200匝标识是准确的，则匝数N多于400匝

B.按图1实验时变压器没有损耗，按图2实验时变压器有损耗

C.按图1实验时两侧线圈中电流频率相同，按图2实验时频率不同

D.若使用直流电源进行以上实验，能够较好的得到幺=支

【答案】A

【解析】若线圈的200匝标识是准确的，表1看出，由第一组实验得"=理，故N=400,再由第

U2N

二组实验得5=迎，故N=392.1；表2看出，由第3组实验得以=2-,故N=512,同理第4组得

U2Nu：200

N=530,说明匝数N多于400匝，选项A正确：

图1、图2实验时各自两组实验的电压比值是不同的，说明变压器是有损耗的，电压不同，损耗不

同，选项B错误；

变压器不会改变交流电的频率，图I和图2实验时两侧线圈中电流频率均相同，选项C错误：

若使用直流电源进行以上实验，由于直流电不变，故不能在另一个线圈上发生电磁感应，故s=o，

U2'=0,选项D错误。

14.在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。如图质量为〃？

的弹性薄片沿倾斜方向落到足够大水平弹性面上，碰前瞬间速度为如方向与水平方向夹角a=30。。薄片

与弹性面间的动摩擦因数〃=0.5。不计空气阻力，碰撞过程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后竖直方向

的速度大小保持不变，并且在运动过程中始终没有旋转。下列选项正确的是

.薄片第1次碰后离开水平面瞬间，速度方向与水平面间夹角仍为

30°

B.薄片每次与水平面碰撞过程中，受到的冲量均相等

C.薄片在与水平面多次碰撞后，最终将静止在水平面上

D.薄片与水平面碰撞两次后，水平位移将不再增加

【答案】D

【解析】设薄片第一次与地面相碰的时间为△/,在竖直方向y上，受支持力FN的作用，利用动量定

理：FNAr=mx2vosina：在水平方向上，受摩擦力户RFN的作用，利用动量定理得：-

।

vocosa）,故解得vi.x=vocosa-2pvosina=vo（—-一—）»设反弹后速度与水平方向夹角为0,则

--二:sm3。。cc>mn30。,故薄片第1次碰后离开水平面瞬间，速度方向与水平面间夹角大于

%cos300-2〃%sin300

30°,选项A错误;

薄片每次与水平面碰撞过程中，速度与水平方向的夹角会变化，故动量的变化量不同，根据动量定

理，受到的冲量也不相等，选项B错误：

薄片经过第一次碰撞后，反弹做斜抛运动，再次落到地面上第二次碰撞时，设碰撞时间为△,，由题

意可得，竖直方向仍是速度的大小不变，方向改变，FNAf=mx2vosina；水平方向仍然受摩擦力的作用，

故-"N、'=m（吟3）,解得也产乎即薄片与水平面碰撞第2次后，薄片水平方向的速度反

向，所以水平位移将不再增加，它向左运动，然后摩擦力的方向向右，多次这样的重复，最后水平方向

的速度会减为0，而竖直方向的速度大小不变，故最终薄片将在竖直方向上下运动，选项C错误，D正

确。

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.（8分）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调

木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮

泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运

动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为

50Hz,得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上.

BCDE\

17.12j113.75，11.40」（cm）图1图2（］）图2中的数据有AB、BC、

CD、OE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选段，计算两车碰撞后的速度大小应选

段。

（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4侬，小车2的质量为0.2粒，根据纸带数据，碰前两小车的

总动量是0.685忠•m/s,碰后两小车的总动量是Zg-m/s。（结果保留三位有效数字）

（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是o

A.实验中小车1必须从静止释放

B.若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证C.上述实验装置不能验证弹性碰撞规律

【答案】（8分）（I）BC：DE（4分）：（2）0.684（2分）；（3）C（2分）.

【解析】（1）通过观察纸带上点迹可知，BC段和DE段的点迹是均匀的，所以这两段的运动是匀

速直线运动，BC段速度大，DE段速度小，故BC段是碰前的，DE段是碰后的；

1140x10~2

(2)碰后两小车的总动量是(rrn+m2)xDE=(0.4+0.2)-----------也•m/s=0.684Zgm/s；

O.k0.1s

（3）由于木板已经平衡了摩擦力，小车1静止放上去后它不具有动量，不行，选项A错误;

若小车1前端没贴橡皮泥，碰后小车2和1会分离，小车2的速度没办法测出，故会影响实验验

证，选项B错误；

发生弹性碰撞时，两个物体要分开，由于一个打点计时器不能同时测两个速度不同物体的速度，故

上述实验装置不能验证弹性碰撞规律，选项C正确。

16.（10分）（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在

如图1所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为50V,则读数应为V:一次测量电阻，记

录的读数为1600。，则所选倍率为（选填“><1"“'10”“'100”或'a柒”）。

15lo3

n1Tl

叱域我电

500^VA-V-Q《

25OOQ/V

17.（9分）

2021年3月，在自由式滑雪世锦赛中，我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下

滑行的一段过程，简化为小物块沿斜面下滑的过程，如图所示。已知物块质量为根，与斜面间的动摩擦

（4）求物块沿斜面下滑的加速度大小公

（5）求物块沿斜面下滑的速度大小为v时，重力的瞬时功率P。

(2)由牛顿第二定律mgsin0-fimgcos0=ma

得a=gsin，-figcosd（3分）

（3）由功率的表达式有尸=，〃gvsin6（3分）

18.（9分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距为3一端与阻值为R的电

阻相连。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为瓦一根质量为机的金属棒置于导轨

上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。时金属棒以初速度w沿导轨向右运动，不计空气阻

力，不计导轨及金属棒的电阻。求：

B

6IXXXXT

R—►%L

TXXXX

I±（1）片0时金属棒产生的感应电动势大小E；

（2）匚0时金属棒所受安培力的大小F；

（3）U0之后的整个运动过程中电阻R产生的热量

【答案】（9分）（1）E=BLv0；（2）F=；（3）Q=诏。

【解析】（1）由法拉第电磁感应定律得E=BLv0（3分）

（2）由闭合电路欧姆定律I=%

R

及F=BIL

得尸=竺&_（3分）

R

（3）由功能关系Q=（3分）

20.（10分）北京时间2020年12月2日4时53分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体

完成了月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为如它将从着陆器上发射，离开月面。已知月球

质量为表面重力加速度为g,引力常量为G,忽略月球的自转。

（1）求月球的半径R;

（2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部

向下喷出而获得动力，如图所示。已知喷口横截面积为S,喷出气体的密度为p,若发射之初上升器加速

度大小为小方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小也

（