2021年湖南省长沙市长郡十五校联考高考物理一模试卷

2021年湖南省长沙市长郡十五校联考高考物理一模试卷

1.近代物理和相应技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式推动了人类文明

与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是（）

A.若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效

应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光有可能使该金属发生光电

效应

B.查德威克预言了中子的存在，卢瑟福通过实验发现了中子

C.玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念

D.针（俄8p°）是氢（丝2Rn）的衰变产物之一，故针（j*Po）的比结合能大于氢（泰2R”）

的比结合能

2.湖南衡阳的西渡至界牌公路（简称西界公路）已于2019年12月27日全线通车，这

将极大的促进当地的经济社会发展，如图所示。西界公路某一段道路实行区间测速,

平均速率的高限为70km",交管部门在这段区间的两端各置一个自动计时点，用

来确定两端点间的平均速率是否超限。有一辆汽车驶入这段长为4.2km的区间，该

车司机注意到通过第一个计时点时的瞬时速率为66km/h,汽车匀加速行驶36s后

瞬时速率达到74km",紧接着以此速率行驶60s,然后匀减速行驶。将汽车视为

质点，为使该车在这个区测速段的平均速率不超过高限70/on/h,该车通过第二个

计时点时的最大瞬时速率为（）

A.60km/hB.62km/hC.66km/hD.68km/h

3.如图所示，有一带正电粒子沿着x轴正方向运动在与

与42间只受到电场力F（x）作用，若不计该带电粒子\

的重力，电势W（x）与位置X关系为抛物线，其中沏处

01x»

为抛物线最低点。如果规定电场力沿x轴正方向为正，

在下列选项中，可定性反映该带电粒子在与与小之间所受电场力F0）与位置x的关

系的是（）

4.如图所示，在），0z平面的环形金属线圈以坐标系原点。为

中心，X。），平面为水平面，地球磁场指向+y方向。位于原

点。处的小磁针，可绕z轴在xOy平面内自由转动，环形

线圈中的电流为2A时，磁针与+x轴的夹角为37。。已知

环形电流环心处的磁感应强度与环形电流强度成正比，则

为使磁针与+无轴的夹角变为45。，环形线圈中的电流应该

调整为多大（）（已知s讥37。=0.6,cos37°=0.8）

A.1AB.1.54C.2A

5.如图所示电路中，电源电动势E=24乙恒定内阻r=

40,定值电阻凡=80,定值电阻％=120,定值电

阻/?3=30。若在C、。间连接一个可调电阻R,调

节范围为30至150,下列选项中正确的是（）

A.在调节范围内，若R=3。,R上的功率最大

B.在调节范围内，若R=15。，R上的功率最大

C.在调节范围内，若R=150,R上的功率最小

D.在调节范围内，若R=90,R上的功率最大

6.2021年2月5日，我国首个火星探测器“天问一号”传

回了火星照片，如图所示。多年以后，小明作为一位火

星移民，于太阳光直射赤道的某天晚上，在火星赤道上

某处仰望天空。某时，他在西边的地平线附近恰能看到

一颗火星人造卫星出现，之后极快地变暗而看不到了，

他记下此时正是火星上日落后约4小时5分。后来小明得知这是我国火星基地发射

的一颗绕火星自西向东运动的周期为T的探测卫星，查阅资料得知火星自西向东自

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转且周期约为24小时30分，已知万有引力常量为G。根据以上信息，分析可得火

星密度的表达式为（）

67TC8百7TD.察

3GT2GT2*3GT2

7.如图所示，阻值为R的电阻串联于光滑的等边三角形水

平导轨OPQ上，导轨在。点断开。磁感应强度为8、

方向竖直向下、宽度为d的条形磁场区域与P。平行，

质量为〃，的导体棒接在劲度系数为％的弹簧的一端，弹

簧的另一端固定。导体棒始终与PQ平行，且与导轨保

持良好接触，弹簧无伸长时，导体棒停于M处。现将导

体棒拉至N处后自由释放，若M至顶点O,以及M、N到磁场边沿的距离均为",

导轨和导体棒的阻值忽略不计，已知弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系式为Ep=

则（）

A.导体棒释放后，第一次穿越条形磁场区域过程中，导体棒两端的电势差的绝对

值大于电阻R两端电压

B.从导体棒第一次进入磁场至最后一次离开磁场的时间，回路中的平均电流为0,

电流的有效值不为0

C.导体棒释放后，第一次穿越条形磁场区域过程中，电阻R中通过的电荷量为q=

28d2

3R

D.整个过程中，导体棒克服安培力做的功为W=4.5kd2

8.解放军西部战区陆军在海拔4000m的青藏高原演练拔点作战。如图所示，装甲车

在水平地面上沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为1.8m。在车正前方

竖直立一块高为2m的长方形靶，其底边与地面接触当装甲车以速度20m/s运动到

枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为

800僧/s。在子弹射出的同时，装甲车开始减速运动，行进2807n后停下装甲车停

下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹。不计空气阻力，子弹看成质点，重力加

速度g=10m/s2。则L为多大时，靶上只有一个弹孔（）

A.482mB.558mC.666mD.777m

9.如图，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球4、8质量分别为〃八

为待定系数）。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,

与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞中无机械能损失重力加速度为g。关于各种

情况下k的取值，下列各项中正确的是（）

A.若0<k<0.2,则小球B第一次碰后就能够运动到圆轨道的最高点

B.若0.2<fc<1,则小球B第一次碰后将会在某处脱离圆轨道

C.若k>1,小球8不可能脱轨

D.若％=3,小球A和小球2将在圆轨道的最低点发生第二次碰撞

10.如图所示，MN、PQ为光滑水平面上的两条平行虚线，两虚线间的距离等于乩一

根长度为2d的轻绳绕过一个动滑轮，绳的一端固定在上的A点，另一端固定

在P。上的B点，B点在虚线上的投影点与A点的距离等于4光滑水平面上

有一被动滑轮所带的钩子钩住的物体，初始时，对物体施加一与虚线PQ平行的恒

力使之处于平衡状态。现在，保留a,额外再对物体施加一与虚线PQ垂直的

力尸2,下列说法正确的是（）

A.若尸2=河，稳定后两部分绳子间的夹角较初始时小

B.若尸2=6&，稳定后两部分绳子间的夹角较初始时大

C.若尸2=&,稳定后绳子的张力大小较初始时不变

D.若尸2=a,稳定后绳子张力大小为初始时的旧倍

11.在高一年级举行的一次实验设计与操作比赛中，要求测量木块和木板之间的动摩擦

因数。实验室提供的可能用到的器材只有：带滑轮的长木板一条、不同质量的方形

木块两个、祛码1盒、米尺、水平尺、天平、不可伸长的细绳一根。某小组的实验

安装如图所示。请根据实验器材及要求回答下列问题：

（1）实验中，下列哪些做法是正确的：。

A.必须测量竖直悬挂的木块质量与放置在木板上面的木块质量小2

A在细绳拉直的情况下让两木块由静止释放，这之前必须测量竖直悬挂木块释放时

其底部到地面的距离h,在这之后必须测量放置在木板上面的木块从开始滑动到停

止的距离X

C.在细绳拉直的情况下让两木块由静止释放，但不能让竖直悬挂的木块落地，在离

地还有一定距离处用手压住木板上的木块使两木块停止运动，然后测量此时木板上

的木块离开出发点的距离与

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D释放后，长木板上的木块应该先在拉力作用下加速，绳子松弛后自然滑行停下,

不要碰到滑轮

(2)请合理利用第(1)问中出现的物理量符号，推导出放置在长木板上的木块和长木

板之间的动摩擦因数表达式为。

(3)本实验在操作完全规范的情况下，也会有系统误差，其导致真实值总是比测量

值______(填“大”或“小”)。

12.某同学要测量一较长金属丝的电阻率，他的实验步骤如下:

图1图2

(1)用螺旋测微器在金属丝不同部位测量截面直径D,以平均值方作为金属丝直径的

测量值，其中一次测量螺旋测微器示数如图1所示，由图可知这次测量的直径为

(2)利用悬垂法测金属丝的长度，细线系在金属丝上待用调节天平至工作状态，烧

杯内盛适量水，放在天平的左盘，右盘加祛码机使天平平衡，将金属丝悬没于水中，

在右盘增加祛码使天平重新平衡，改变烧杯中水量，重复一次，取两次差量的

平均作为被金属丝排开的水的质量△%;已知水的密度为Po,则金属丝长度的表达

式L=»

(3)刮去金属丝两端绝缘漆并焊上导线，按图2连接电路，闭合开关Si、S2,调节

电阻箱至检流计示数为零，记下电阻箱示数(电源内阻均不计)

(4)将%与R在电路中位置互换，闭合开关£、S2,重新调节电阻箱至检流计示数

为零，记下电阻箱示数7?2,测出各量后，计算金属丝电阻率的公式是(其中

金属丝的长度用心表示)；若某次测量中D=0.400mm，△m=3.80g,水的密度为

3

p0=1.00g/cm,%=2.00,R2=12.5。，则这根金属丝的电阻率的数值为

H-m(计算结果保留两位有效数字)。

13.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=20gN/C，同时

存在着垂直纸面向里的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=4To

有一带正电的小球，质量m=4x10-6何,，电荷量q=2x10-6c,正在图示的竖

直面内向某方向做匀速直线运动，取g=10m/s2,回答下列问题：

(1)求出小球做匀速直线运动的速度的大小和方向：

(2)当小球经过P点时,撤去原匀强电场而改加另一个电场(不计电场变化的影响)使

得小球做匀速圆周运动，求此新电场的场强大小和方向及小球经多长时间第一次到

达与尸点相同的高度；

(3)当小球经过P点时，撤去原匀强磁场(不计磁场变化的影响)，求小球运动到与P

点等高处时的水平位移。

«xXXXXX

XPXXXXX£

XXXXXX

14.高一年级物理兴趣小组研究物体在约束条件下的运动，设计了如图所示的方案。一

根符合胡克定律的弹性轻绳一端系于01点，并绕过位于。2处的光滑小圆环，另一端

连接一个质量为m的小球，小球穿在一根倾斜放置的直杆上,直杆倾角为a=37°,

弹性轻绳的自然长度恰好与。1。2之间距离相等，。2与直杆之间的垂直距离为"，小

球与直杆间的动摩擦因数为0.5,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，最初用手捉

住小球使其位于直杆上的。点,。点在。2的正下方,此时弹性绳的张力大小为2〃名。

某时刻释放小球，不计空气阻力，重力加速度为g。$讥37。=0.6,cos37。=0.8。

求：

(1)小球从释放直至运动到最高点过程中的加速度”与位移x的关系式；

(2)小球运动过程中具有最大动能时的位置坐标和此时的动能以W

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（3）小球向上到达最远处后应该给小球一个多大的沿杆向下的瞬时速度v使其恰好

回到。点。

15.在某一带有活塞的密闭容器内质量为10g的理想气体在27T时的p-1/图线为图中

的曲线乙。若X为此容器内充满质量为10g的该理想气体在温度为327。（：时的曲线;

丫为此容器内充满20g该理想气体在温度为27n时的曲线。分子平均动能与热力学

温度关系为或=手，％是一个常数：理想气体状态方程pV=nR7,〃为气体物质

的量，R为理想气体常数。下列说法中哪些是正确的。（）

A.X、丫均为曲线丙

B.X为曲线丙，y为曲线丁

C.在同一体积时，气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，X曲线代

表的气体较y曲线代表的气体多

D.在同一压强时，气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，X曲线代

表的气体较y曲线代表的气体少

E.曲线X与曲线y代表的气体在相同体积时，温度均加热至1200K,则压强之比

为1：2

16.如图所示，圆柱形气缸内用活塞封闭了一定质量的理想

气体、气缸的高度为/、缸内的底面积为S,重力为G.弹

簧下端固定在桌面上，上端连接活塞，活塞所在的平面

始终水平。当热力学温度为7。时，缸内气体高为0.51,已

知大气压强为Po,不计活塞摩擦及活塞与缸体的摩擦。

现缓慢升温至活塞刚要脱离气缸，求:

(1)此时缸内气体的温度；

(2)该过程缸内气体对气缸的压力所做的功；

(3)若该过程缸内气体吸收热量为Q,则缸内气体内能增加量为多少？

17.如图所示，在某均匀介质中的一条直线上有两个振源A、B,相距6m,C点在A、

B的中间位置。t=0时，A、B以相同的频率开始振动，且都只振动一个周期，振

幅也相同，图甲为A的振动图象，乙为B的振动图象。G=0.3s时，A产生的向右

传播的波与B产生的向左传播的波在C点相遇，则下列说法正确的是()

甲乙

A.两列波的频率都是0.2Hz

B.两列波在A、8间的传播速度大小为10m/s

C.两列波的波长都是4加

D.在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点

E.tz=0-7s时，8经过平衡位置且振动方向向下

18.如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同，截面为:圆周，一

半径均为R,对接成半圆，一光束从A点垂直射入甲中，=|弥、

乙)

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^R,在8点恰好发生全反射，从乙介质。点(图中未画出)射出时，出射光线与8。

连线间夹角为15。,已知光在真空中的速度为c,求：

(1)乙介质的折射率；

(2)光由8到。传播的时间。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：A、氢原子从能级n=6跃迁至n=1时辐射的光子能量大于从n=6跃迁至

n=2辐射的光子能量，故A错误；

8、卢瑟福预言了中子的存在，查德威克发现了中子，故8错误；

C、玻尔理论只成功解释了氢原子光谱规律，故C错误；

。、衰变产物的新核更稳定，比结合能更大，故。正确。

故选：D。

入射光光子的能量大于金属的逸出功时，发生光电效应；根据物理学史和物理学家的主

要贡献分析；玻尔理论只能解释氢原子光谱；核反应的生成物的比结合能大于反应物的

比结合能。

本题考查能级跃迁、光电效应以及科学家的主要贡献，熟记相关知识即可解答。

2.【答案】B

【解析】解：若区间限速段平均速率恰为5=70km"，则全程历时t=:蔡公0.06/1

66

汽车匀加速口=36s的路程为的=W之匕即Xi=(；"x0.01)fcm=0.7km

接下来60s即±2-/八内的路程为亚=v2t2x2=v2t2=74xfcm=|^fcm

oUou3U

在J=t-—12即=(0.06—0.01—分九=卷八内，产生的路程*3=x-X1—X2=

(4.2—0.06—/cm

又因为％3=殁与3,即H而1=(＞卢)km/九•"

解得%=62km//i,故8正确，AC。错误。

故选：B。

将上述运动简化为直线运动，分为三个阶段，匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，以

整个过程平均速率恰好为70km/九的情况加以处理。利用匀变速直线运动的平均速度等

于初末速度矢量和的一半，对第一阶段和第三阶段加以处理即可。

本题解答时利用了速度、时间、位移之间的关系，若是从加速度的角度进行处理则会将

问题复杂化，造成事倍功半。本题给我们的启发是应用运动学公式时，必须合理筛选，

不可随意使用。另外本题还采用了临界方法解题，此方法对处理极值问题，应用比较普

遍。

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3.【答案】3

【解析】解：只有当FQ）与X关系为一次函数关系时，由皿=尸工，电场力累积做功W

与位置x关系为抛物线（二次函数），由勿=-AEp,电势能与。）与位置x关系为抛物

线，由Ep=<pq,电势,（X）与位置x关系为抛物线，结合尸正方向与x正方向相同，当

正电荷从打向右方向运动时电势降低，则电势能变小，说明电场力做正功，即电场力方

向为正，同理，当正电荷从与向&方向运动时，电场力方向为负，故A正确，BCD错

误；

故选：4。

只有当F（x）与x关系为一次函数关系时，电场力累积做功W与位置x关系为抛物线（二

次函数），电势能Ep（x）与位置x关系为抛物线，电势“（X）与位置x关系为抛物线。

本题考查电场力做功、电势、电势能相关知识，以及图像的分析，要求具有较高的分析

推理能力。要注重一次函数到二次函数的转变。

4.【答案】B

【解析】解：根据题意：Bxltan37°=By,Bx2tan45°=By

解得,=*即"a%=134。

故选：B。

根据题意地球磁场大小方向不变，当电流大小发生改变时

利用三角函数关系列出两次电流产生的磁感应强度与地球

磁场的磁感应强度关系，即可。

本题考查磁感应强度的合成，注意利用地球磁场不变列式求解.

5.【答案】D

【解析】解：设/?2两端的电压为4,根据串并联电路的特点知，电阻R两端的电压:

D

UR=T-7-^2,

K十K3

/?3、R、三个电阻的并联电阻

_-2（R3+R）_12X（3+R）_36+12R

R并

R2+R3+R12+3+/?1S+R

根据串并联电路的特点知，&两端的电压

D36+12R

R并厂

15+R_x24=l^

--------E=—：36+12/?

Ri+R并+r8+-■+4R+9

1S+R

则R两端的电压:

JJ_R12(R+3)_12R

UR=X----------=f

KR+3R+9R+9

R上的功率：

p—欧—(技产—144

味_7_~T~~理花’

ABD、当/?=号时，即R=90时，R上的功率有最大值，故AB错误，。正确；

C、将R=30代入R+J解得：R+^=30；

RR

将R=150代入R+荣解得：R=20.4,

可知R=150,R上的功率不是最小，故C错误。

故选：D。

根据串并联电路的特点，结合串联电路中电压之比等于电阻比得出R上的电压表达式,

根据功率公式求出R上功率的表达式，通过数学知识求解极值。

本题考查了功率的计算问题，通过串并联电路的特点以及功率公式得出R上消耗功率的

表达式是解决本题的关键。

6.【答案】C

【解析】解：火星自转周期为24小时30分，日落后4小时5分，则此时卫星相对于日

落转过的角度为6。。，如图，由图知：*cos30。,

设火星的质量为M,卫星的质量为m,根据万有引力提供向心力可得：G鬻=m(y)2r,

M

密度与体积的关系式：p=3谒，

联立解得：p=见驾，故A3。错误，C正确。

尸3GT2

故选：Co

根据观察到卫星的时刻与火星自转的周期，求出卫星轨道半径的大小，然后结合万有引

力提供向心力即可求出。

解决本题的关键要明确卫星的运动模型，知道由万有引力提供其圆周运动向心力.

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7.【答案】AC

【解析】解：A、导体棒释放后，第一次穿越条形磁场区域过程中，有效切割长度两端

间的电势差绝对值等于电阻R两端的电压，但是导体棒在闭合电路外还有一部分在切割

磁感线，可知导体棒两端的电势差绝对值大于电阻R两端的电压，故A正确；

B、根据法拉第电磁感应定律得：，=£=丝=脸，导体棒最初在磁场左侧，最后在磁

RtRtR

场右侧，因此ASRO,故740，故B错误；

C、通过电阻R的电荷量：。=}=¥丝=¥直端日_/筵丝)=辿坂2,故C

1R八22J3R

正确；

。、导体棒最后在磁场右侧与。之间来回运动，根据能量守恒知，弹性势能的减小量等

于回路产生的热量，导体棒克服安培力做功等于回路产生的热量，即W=：/c(3d)2-

|/cd2=4kd2,故£)错误。

故选：AC»

导体棒切割产生感应电动势，金属棒两端的电势差大于有效切割长度两端间的电势差；

根据法拉第电磁感应定律，结合磁通量的变化量得出回路中的平均电流；根据法拉第电

磁感应定律和闭合电路欧姆定律以及电流的定义式求出通过电阻R的电荷量；根据能量

守恒定律求出回路中产生的热量，从而得出导体棒克服安培力做功的大小。

本题考查了电磁感应与电路、功能的综合运用，知道导体棒最终的运动规律是解决本题

的关键，以及掌握电量的经验表达式勺=兀,，并能灵活运用.

总

8.【答案】BC

【解析】解:子弹飞行时间t=后■=J爷s=0.6s,第一发子弹恰好落在靶子底部时，

其水平射程X[=(y0+v)t=(800+20)x0.6m=492m；

第二发子弹恰好落在靶子底部时，其水平射程外=vot=800x0.6m=480m,为只留

一个弹孔，则/<L<x2+280m

即492m<L<760m,故选：BC。

子弹做平抛运动，靶上只有一个弹孔，说明第一颗子弹没有击中靶，第二颗子弹能够击

中靶，根据平抛运动规律求解心的范围。

解决本题的关键知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线

运动，以及分运动与合运动具有等时性。

9.【答案】ACD

【解析】解：A下滑到最低点的过程中，根据动能定理得：

解得A与8碰撞前的速度为=/9，

碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，根据动量守恒定理得：mv0=mvA+kmvB,

根据机械能守恒定律得：|mvo=lmvA

联立解得：如=曙，%=£脚。

8恰运动至轨道顶点，根据机械能守恒定律得：|kmvl=kmg-2/?+1kmv2,

2

小球8能恰好通过最高点，则有：mg=m^,

解得：v=yf~gR

联立各式代入数据解得：k=出一1*0.265:

5

A、由上分析可知，当kW0.265时，8球可运动至轨道最高点，故A正确；

B、当0.265<k<l时，B脱轨，而k>0.2,不一定脱轨，故B错误；

C、若k=l,两球发生弹性碰撞，由于两球质量相等，速度交换，B球恰能运动到四分

之一圆弧轨道，所以若k>1,小球运动不到四分之一圆弧轨道处速度减为零，又返回，

所以小球B不可能脱轨，故C正确；

。、若k=3时，vB=^yj2gR,vA=~^2gR,两球速度大小相等，方向相反，经过相

同的时间会同时回到最低点，所以两球会在最低点发生第二次碰撞，故。正确。

故选：ACDo

根据动能定理求出A与B碰撞前的速度大小，结合动量守恒定量和机械能守恒定律求出

碰撞后A、B的速度大小，抓住小球B恰好通过最高点的速度，求出k值的大小，然后

分析小球能否通过最高点；当两球质量相等时，发生弹性碰撞后速度交换，小球8恰好

运动到四分之一圆弧轨道处，也不会发生脱离；当k=3时，求出A、8两球第一次碰撞

后的速度大小，再确定发生第二次碰撞的位置。

本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律与圆周运动的综合运用，知道弹性碰撞的特

点，即动量守恒、机械能守恒；在本题中要注意小球不脱离轨道有两种情况：1、越过

最高点，2、不越过四分之一圆弧轨道。

10.【答案】BD

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A

【解析】解：4、设初始时，两段轻绳夹角为0,张

力为G，sin；枭得9=60。。2roeos：=F「得

70=四f1，若尸2=逅0，由图1可知:sin?=?=

u3123122d

v2dcosi5。＞工,得。＞60。，故A错误；

2d2

B、若yWF,由图2可知：si吟=父=立铲兄

得%＞60°,故B正确;

CD,若五2=6，由图3可知：27cos45。=鱼a,得7=&,故!=百，故C错误，D

10

正确。

故选：BD。

根据力的平衡条件，结合几何关系判断力的关系及夹角的变化。

本题要注意画图分析力与夹角的关系，充分利用对称的特点判断关系。

m^h

11.【答案】ABD小

m1x+m2x-m1h

【解析】解:(1)从释放至木块Mi落地标=2ah

以与租2两木块为研究对象，利用牛顿第二定律，有

mig-47712g

a=-----------

m1+m2

绳子松后机2滑行至停下。2-v2=-2优(％-h)

以加2木块为研究对象，利用牛顿第二定律，有

,

m2a=Rm2g

联立可得〃=

m1x+m2X-m1h

故须测量租1、血2、h、x,

故选：ABD。

(2)由(1)知〃=<>

m1x+m2x-m1h

(3)因为空气阻力，滑轮有质量等因素导致x变小，故4周>〃谆。

故答案为：(1)2BD；

(2z)——；

、m1x+m2x-m1h

⑶小。

(1)根据运动学公式，结合牛顿第二定律，求出动摩擦因数的表达式，分析所需量即可；

(2)由(1)中推导结果可知动摩擦因数的表达式；

(3)分析实验过程中的阻力影响，可以知道测量值和真实值关系。

本题考查测量木块和木板之间的动摩擦因数，在实验时，要弄清实验原理，根据实验原

理来确定需要测量量，进而达到实验目的。

12.【答案】0.397^^o=2.1x10-8

Po冗D2L4L

【解析】解：(1)螺旋测微器固定刻度读数为0,可动刻度读数为0.01mmx39.7=

0.397mm,则直径D=0.01mmx39.7=0.397mm

(2)悬没于水中，右盘需增加祛码质量△为。

说明左盘中浮力为△mg

则4mg=pogV

又广立“

4

解得L=

PQTCD2

(4)由题意知,=言，故及=病用

又&=p~^~

喈)Z

解得=益

产4L

-8

代入数据：p=2.1X10/2-mo

故答案为：(1)0.397,(2)至空，(4)0=空色匹，2.1x10-8

p^nD2'Ji4L

(1)螺旋测微器固定刻度最小分度为1mm,可动刻度每一分度表示O.Olrmn,由固定刻度

读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分。

(2)根据受力平衡求解金属丝的长度；

(4)根据闭合电路欧姆定律求解电阻表达式，然后求解电阻率表达式即可。

本题考查的是测量某金属丝的电阻率的实验，同时考查了螺旋测微器读数、欧姆定律、

第16页，共23页

电阻定律等，内容较多但难度不大。

13.【答案】解：⑴对小球进行受力分析，如图1所示，则tan。=翳，Bqvsind=mg,

(2)换新电场后E'q=mg

得E'=20N/C,方向竖直向上

由图2知s=17rr=vt

得刎=叱

(3)撤去磁场后，竖直方向匀减速至。后，再匀加速下落。〃二竺黄，Eq=ma,x=

r/2

vsin30°t4-|axt

得％=20V3mo

答：(1)小球做匀速直线运动的速度u=lOm/s,方向与水平方向成60。斜向右上方；

(2)新电场的场强为20N/C,方向竖直向上，小球经得t=|兀s第一次到达与P点相同的

高度；

(3)当小球经过P点时，撤去原匀强磁场(不计磁场变化的影响)，求小球运动到与尸点

等高处时的水平位移为20百瓶

【解析】(1)小球做匀速直线运动时，受力平衡，根据平衡条件结合几何关系列式求解

即可；

(2)小球做匀速圆周运动，合力等于洛伦兹力，故电场力等于重力，根据圆周运动公式

求解即可；

(3)撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，小球

在竖直方向上做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的基本公式列式求解即可。

解决该题关键是在在小球做匀速直线运动时正确分析洛伦兹力的方向，知道撤去磁场后

小球的运动情况是类平抛运动，会将其合运动分解到水平和竖直方向进行研究。

14.【答案】解：释放小球后，当小球运动至弹性轻绳与Ox成。角(图中。点)时

x方向：Tcos9—f—mgsin370=ma(1),其中：T=②，f=fiN③

垂直杆方向:TsinO=N+mgcos37°(4)

初始：To=2mg=⑤

几何关系，此过程中的位移，x=⑥

由①②③④⑤⑥得a=0.2g-祟⑦

(2)具有最大的动能时，将a=0代入⑦得位置坐标：x=\d(8)

从释放后的a—x关系知a随x线性变化，则F台=血。随x线性变化。

被释放时劭=0.2g⑨

由动能定理和变力做功得％竽[d=Ekm⑩

由⑨⑩得%n=专mgd⑪

(3)由⑦式知，a随x线性变化，则加速度为零的位置前后，其加速度、速度等随x具有

对称性，

所以当小球到达最远处时，a=—0.2g,得：x=^d@

由最远处给小球沿杆向下的初速度后，若恰能到达。点，就也能再次返回最远处。

对往返过程由能量守恒得：1mv2=/x2x如⑬

由②③④⑤得/=0.4mg⑭

由⑫⑬⑭得u=

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答：（1）小球从释放直至运动到最高点过程中的加速度a与位移x的关系式为a=0.2g-

（2）小球运动过程中具有最大动能时的位置坐标为5和此时的动能为去mgd；

ooU

（3）给沿杆向下的瞬时速度为?。

【解析】（1）沿运动与垂直运动两个方向建立坐标系，垂直运动方向用牛顿第二定律、

垂直运动方向用平衡条件列方程，通过弹力F=k△x中的形变量△x把力与小球的位移

x联系起来，找到。与x的关系；

（2）小球加速度为零时具有最大动能；

（3）用能量守恒定律求解给小球的瞬时速度。

本题考查了力学的综合性应用，此题的难点在于：（1）要知道小球的位移与弹性轻绳的

形变量有关系；（2）力随位移均匀变化时，其平均力为1=空；（3）此题中“随x均匀

变化，加速度为零的位置前后，其加速度、速度等随x具有对称性。

15.【答案】ADE

【解析】解：AB,曲线乙对应的是质量为10g的理想气体在27汽时的p-P图线，即T乙=

（273+27）K=300K,

曲线X对应的是质量为10g的该理想气体在温度为327。（：时的p-IZ图线，即=（273+

327）K=600K,

则可知：物质的量吸=九乙，热力学温度％=27］，由理想气体状态方程pV=

可得到：PxVx=2p乙V乙,

令Px=P乙，则有右=2%,故在p-lZ图像中，纵轴坐标值相同时（同压强下），X曲线

横轴坐标值（体积）为乙曲线的横轴坐标值的2倍，由图可知X曲线为丙曲线；

同理：曲线丫对应的是质量为20g该理想气体在温度为27冤时的p-U图线，

则可知：物质的量ny=27iz，热力学温度Ty=7z=300K,由理想气体状态方程pl/=

nRT,可得到：Py%=2p乙曝，

故在p-V图像中，纵轴坐标值相同时，/曲线横轴坐标值为乙曲线的横轴坐标值的2

倍，则y曲线也为丙曲线，故A正确，B错误；

C、由以上分析知X、丫均为曲线丙，两曲线代表的气体在同一体积时，气体压强相等，

而各自的温度为：Tx=600K,TY=300K,故X曲线代表的气体较丫曲线代表的气体

分子平均动能大，则气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，X曲线代表的

气体较y曲线代表的气体少，故c错误；

D、在同一压强时，Tx=600K,TY=300K,X曲线代表的气体较丫曲线代表的气体分

子平均动能大，则气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，X曲线代表的气

体较y曲线代表的气体少，故力正确；

E、曲线X与曲线y代表的气体在相同体积时，温度均加热至1200K,即温度相同，而

物质的量关系为：2nx=7ly,

根据理想气体状态方程pV=TIRT,可知py=2px，即Px：Py=1：2,故E正确。

故选：ADE.

分别确定X、丫曲线与曲线乙所代表的气体的状态参量的关系，依据理想气体状态方程

pV=nR7(注意物质的量〃这个因素)，确定对应的曲线；封闭气体压强是由气体分子撞

击器壁产生的，压强的大小微观上由单位面枳上分子撞击的平均作用力与分子在单位时

间内撞击容器壁上单位面积的次数决定，而分子撞击的平均作用力又与分子平均动能有

关；依据理想气体状态方程pU=nR7,确定X、丫曲线所代表的气体的状态参量V、〃、

7的关系，推导出压强之比。

本题给出了理想气体状态方程表达式=考查此方程的应用，有所不同的就是

多了物质的量这个因素，解题时要注意考虑物质的量的不同。需要重点掌握封闭气体压

强的微观意义，熟知其微观决定因素与宏观状态参量的联系。

16.【答案】解：(1)缸内气体做等压变化，设慢升温至活塞刚要脱离气缸时温度为T，

由盖一吕萨克定律得：嘿=提解得：T=2T0

101

(2)对气缸，由平衡条件得：G+p0S=pS

气体对气缸的压力所做的功：W=Fx=pSQ-0.5。

解得：3=经誓

(3)由热力学第一定律得：△(/=