2021年山东省烟台市高考物理适应性练习试卷（一）

2021年山东省烟台市高考物理适应性练习试卷（一）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求的。

1.（3分）下列说法中正确的是（）

A.电磁波是一种物质

B.万有引力定律和牛顿运动定律都是自然界普遍适用的规律

C.中等大小的原子核的结合能最大，原子核最稳定

D.宏观物体和微观粒子的能量都是量子化的

2.（3分）无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机

与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速运动，救援物资受到与运动

方向相反的空气阻力作用，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后比改变前

（）

A.绳子的张力变小

B.救援物资受到的空气阻力变小

C.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大

D.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小不变

3.（3分）在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出

其他物理量的单位。以下的推导关系中正确的是（）

A.lPa=lkgTn«s_2B.IT=lN.nw-um_2

C.lJ=lNTn-s-1D.lN=lV<nn1

4.（3分）如图所示为一小型发电站的输电示意图，升压变压器副线圈两端的电压u=

25（h/5sinlOOm（V）,降压变压器原副线圈匝数比为ni：n2=5：1,为使“20V10W”的

灯泡L正常发光，需要在降压变压器副线圈串联一个电阻R（图中未画出）（)

C.59.6。D.79.6。

5.（3分）如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。将摆

线拉开一较小幅度，沿着垂直于摆动的方向以速度0匀速拖动木板，得到喷在木板上的

墨汁图样如图乙所示，墨汁图样与木板边缘交点P、Q恰好是振动最大位置处，已知重

力加速度为g（）

甲乙

2T2

A._B._

25H2L225兀2V2

c25gL2D.25gy2

16兀2V216H2L2

6.（3分）一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x的变

化关系如图所示，则粒子在从XI向X3运动的过程中，下列说法中正确的是（）

A.在XI处粒子速度最大B.在X2处粒子加速度最大

C.在X3处电势最高D.在X2处电势为零

7.（3分）2020年7月23日我国用“长征五号”大型运载火箭发射首枚火星探测器“天问

一号"，“天问一号”火星探测将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这

在人类火星探测史上开创了先河。2021年2月24日，进入停泊轨道，为着陆做准备。若

停泊轨道的近火点高度为a、远火点高度为b,已知引力常量为G,火星半径为R（）

A4兀2（a+b+R）3兀(a+b+R)

GT22GT2

c4冗2Q+b+2R）3兀2(a+b+2R)3

GT2

8.（3分）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭

在内壁光滑的圆柱形气缸中，此时气柱长度为1,现使气缸底部绕竖直轴由静止开始转动,

当气缸转动的角速度为31时，气柱长度为21,当气缸转动的角速度为32时，气柱长度

为31,若外界大气压不变I与32的比值为（）

co

3

A.3：2&B.2我：3C.2：3D.3：2

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有

多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.（4分）如图所示，由四条细杆构成的平行四边形轨道abed的ab边与水平方向夹角为30°,

ad边与水平方向的夹角为60°（图中未画出）从a点同时由静止释放，分别沿路径abc

和adc下滑，则下列说法中正确的是（）

A.小圆环P先到达竖直线MN

B.小圆环P、Q同时到达竖直线MN

C.小圆环Q先到达c点

D.小圆环P、Q同时到达c点

10.（4分）如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线

均过圆心。点，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线

中分别通有大小相等的电流工，k为常量，r为该点到导线的距离（）

r

--—、、E

/；：、

，'/•\

-一—-T-

M\/0：/N

\Z

。_____，F

A.若两根导线中电流同向，则。点磁感应强度为零

B.若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度相等

C.若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相等

D.无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等

11.（4分）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化的p

-V图像如图所示，则下列说法中正确的是（）

A.由A到B过程，气体的内能一直保持不变

B.由A到B过程，气体吸收了225J的热量

C.A、B、C三个状态，C状态气体分子的平均速率最大

D.C状态任一气体分子的速率比B状态任一气体分子的速率都要大

12.（4分）如图所示，竖直面内固定一足够长的竖直光滑平行金属导轨，导轨上端接有一

个定值电阻R，一质量为m、电阻不计的金属棒可紧贴导轨自由滑动。现让金属棒由静

止下滑，不计导轨电阻和空气阻力，加速度大小a与速度大小V、流过的电荷量q与位移

x的关系图像中正确的有（）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）某兴趣小组设计了如图甲所示的实验来探究加速度与力的关系。用M表示小车

质量，m表示沙和沙桶的质量，滑轮和细线质量不计。

弹黄测力计打点

（1）该小组按照图甲安装好实验器材后，设计了如下的实验步骤：

①用天平测出小车的质量M

②将空的沙桶和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，用天平测出沙和沙桶

的质量m

④小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，记录弹簧测力计的示数

⑤根据打出的纸带计算小车加速度的大小

⑥改变桶中沙子的质量，重复③④⑤

以上操作不必要或有错误的步骤是（选填步骤序号）

（2）图乙为某次实验中打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数

点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出xi=2.10cm,X2=3.62cm,X5=8.12cm,X6

=9.60cm。则小车加速度大小a=m/s2（结果保留两位有效数字）。

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直

线，图线的斜率为k,则小车的质量为o（用题中给定的字母符号表示）。

14.（8分）某实验小组欲测定一硅光电池的电动势和内电阻，可供选择的实验器材如下：

待测硅光电池E（电动势约为1.3V,内阻约为100C）；

直流电流表Ai（量程0〜12mA,内阻为50C）；

直流电流表A2（量程0〜24mA,内阻为5Q）；

电压表Vi（量程0〜3V,内阻约为3kQ）：

电压表V2（量程0〜1.5V,内阻约为1.5k。）；

滑动变阻器Ri（最大电阻200C,额定电流0.1A）；

滑动变阻器R2（最大电阻20。，额定电流1A）；

开关S、导线若干。

Hi—<-

旺光电池

..V"

（i）为了完成上述实验，电流表应选

（选填所给器材的符号）。

（2）请在图甲虚线框中将实验电路图补充完整。

（3）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的U-I图像。则该硅光

电池的电动势为V,内阻为（结果均保留三位有效数字）

（4）已知某非线性元件的伏安特性曲线如图丙所示，将该元件与所测硅光电池组成闭合

回路，则该电池的效率为%。（结果保留两位有效数字）

15.（7分）如图所示，一个三棱镜DEF-DEF的横截面为直角三角形，A、B、C分别为三

条棱的中点，ZACB=90°,该三棱镜材料的折射率n=J§,开始时入射点为A点，当

入射光线以一定的速度始终保持与DFFD面平行向上移动o=l（）-2m/s由A点向C点运

动，不计光线在棱镜内的多次反射。求：

（1）从EFFE面射出的光线的折射角；

（2）从DFFD面射出的光线与该面交点的运动速度V。

E'

16.(9分)为了提高潜艇的隐蔽性，就需要降低潜艇的噪音，而采用电磁推进器代替螺旋

桨推进器是降低潜艇噪音的一个发展方向。图甲是某种电磁推进器式潜艇的示意图，每

组由6个完全相同的、相互独立的直线通道推进器构成，每个直线通道推进器的内部结

构如图乙所示，通道中abed-efgh的长方体空间内存在由电阻不计的励磁线圈产生的匀

强磁场，磁感应强度大小为B=6T,abed和efgh是两块与周围其他材料绝缘的金属板，

当两金属板与专用直流电源相连后，设电流只存在于磁场区域。设海水原来是静止的，

当两组推进器都开启o=15m/s的恒定速度前进时，海水在出口处的速度为v=

715m/s5W«不计专用直流电源的内阻及导线电阻，已知海水密度pm=l.OXl()3kg/m3,

lad=lae~0.3m,lab~0.4m,、15s87。求：

甲乙

(1)每个直线通道推进器两金属板间的电流大小；

(2)专用直流电源对12个推进器提供的总功率。(结果保留两位有效数字)

17.(14分)动车组列车由一节或若干节动力车厢与无动力车厢构成，根据不同用途和型号

进行编组，再通过挂接形成整列列车，由于车钩缓冲系统搭载了我国研制的超大容量能

量吸收设备，可以有效吸收挂接过程中损失的动能，共有n节车厢。为了测试碰撞性能,

动力车厢置于编组区外，其余车厢在编组区内依次排列，车厢之间间隙均为L,所有车

厢与铁轨之间的动摩擦因数均为心现在使动力车厢以某一初速度平稳运行，车头到达

编组区立即关闭发动机。重力加速度为g

(1)设动力车厢与第二节车厢挂接前瞬间动能为E,试求挂接后的动能以及挂接过程中

损失的动能；

(2)第(n-1)节车厢挂接以后继续滑行1(1<L)静止下来；

(3)在(2)的条件下，若能量吸收设备可以吸收由于挂接损失的动能的n倍(0<n<l)

提示：在解题中可能用到公式产+22+32+……+n2=n(n+l)(2n+l)

6

18.(16分)如图所示xoy坐标系，在y>0空间存在场强为E,方向沿y轴正向的匀强电

场，垂直于xoy平面向里的匀强磁场。P点位于y轴上，距离原点0的距离为OP=h(q

>0)的带电粒子，从P点以垂直于y轴的初速度射出

(1)若带电粒子飞出后经过x轴上的D点，然后进入磁场区域，运动一周后又回到P

点；

(2)在(1)的条件下，求出相应vo的大小；

(3)若带电粒子经过在电场和磁场中的运动，最终能击中与O相距为d的D点，试讨

2021年山东省烟台市高考物理适应性练习试卷（一）

参考答案与试题解析

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求的。

1.（3分）下列说法中正确的是（）

A.电磁波是一种物质

B.万有引力定律和牛顿运动定律都是自然界普遍适用的规律

C.中等大小的原子核的结合能最大，原子核最稳定

D.宏观物体和微观粒子的能量都是量子化的

【解答】解：A.电磁波是一种物质，故A正确；

B.万有引力定律是自然界普遍适用的规律，牛顿运动定律只适用于宏观低速物体；

C中等大小的原子核的比结合能最大，原子核最稳定；

D.微观粒子能量是量子化的，每一个粒子的能量是一份一份的，而宏观物体是由大量微

粒组成的，故D错误。

故选：Ao

2.（3分）无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机

与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速运动，救援物资受到与运动

方向相反的空气阻力作用，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后比改变前

A.绳子的张力变小

B.救援物资受到的空气阻力变小

C.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大

D.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小不变

【解答】解：AB.设细绳与竖直方向夹角为6,对应急救援物资受力分析如图所示:

则水平方向：f=Tsin。

竖直方向：Tcos0=mg

则当绳子与竖直方向的夹角变大时，cosO变小，sin。变大，故AB错误；

CD.由三力平衡可知，无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，故

C正确。

故选：Co

3.（3分）在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出

其他物理量的单位。以下的推导关系中正确的是（）

A.lPa=lkgTirs_2B.lT=lNPVi・m-2

C.lJ=lN・nrs7D.lN=lVCm”

【解答】解：A、根据P=E』1=lkg・mLs-2,故A错误；

Slm8

B、根据B=j_y_可知磁感应强度的单位：1T=I1皿1mi,故B错误；

ILR4V-m

C、根据W=Fx知功的单位：5J=lN・m；

D、根据F=qE和E=U”,故D正确。

d

故选：D。

4.（3分）如图所示为一小型发电站的输电示意图，升压变压器副线圈两端的电压u=

250圾sinlOOnt（V）,降压变压器原副线圈匝数比为ni：n2=5：1,为使“20V10W”的

灯泡L正常发光，需要在降压变压器副线圈串联一个电阻R（图中未画出）（)

C.59.6QD.79.6。

【解答】解：降压变压器副线圈的电流大小为:

l2=—=-i^-A=0-2A,

U20

根据：可得:

12nl

降压变压器副线圈的电流大小：1|=畏_12=1*0.4人=0.1人，

\5

则输电线上损失的电压为：△U=l8r=O.lX10V=4V,

升压变压器副线圈两端电压的最大值：Em=25O&V,

E

升压变压器副线圈两端电压的有效值：E有效=Y=250V

V2

降压变压器原线圈两端的电压为：U7=E”效-△1；=(250-1)V=249V

TT

根据_L=_L可得

网n2

U3=49.8V

在降压变压器副线圈串联一个电阻R,根据串联电路电流处处相等

-一比=比

R%

解得：R=59.5ft«

故选：Co

5.(3分)如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。将摆

线拉开一较小幅度，沿着垂直于摆动的方向以速度O匀速拖动木板，得到喷在木板上的

墨汁图样如图乙所示，墨汁图样与木板边缘交点P、Q恰好是振动最大位置处，已知重

力加速度为g()

2T2

A.一B.—-----

25H2L225兀2V2

C25gL2D.25g/

16兀2V216H2L2

【解答】解：由图乙可知，该单摆恰好摆动2.5个周期,

故满足

2V_

单摆周期公式为T=2兀,

联立解得该单摆的等效摆长为

1=吊

故B正确，ACD错误。

故选：B,

6.（3分）一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x的变

化关系如图所示，则粒子在从XI向X3运动的过程中，下列说法中正确的是（）

A.在网处粒子速度最大B.在X2处粒子加速度最大

C.在X3处电势最高D.在X2处电势为零

【解答】解：A、带负电粒子只在电场力作用下运动。所以粒子在从XI向X3运动的过程

中，在X2处的电势能最小，所以动能最大，故A错误。

B、根据电场力做功与电势能的关系：

W=-△Ep=EpO-EP

解得：

EP=-W+Ep（）=-Fx+Ep2

即图像中的斜率表示电场力大小，在X2处图像的斜率为零，所以粒子加速度为零。

C、根据Ep=q（p可知，负电荷在电势低的地方电势能大，由图像知3处的电势能最小，

所以在X8处电势最高，故C正确。

E

D、根据公式＜p=上，在X2处电势不为零，故D错误。

q

故选：C。

7.（3分）2020年7月23日我国用“长征五号”大型运载火箭发射首枚火星探测器“天问

一号"，“天问一号”火星探测将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这

在人类火星探测史上开创了先河。2021年2月24EI,进入停泊轨道，为着陆做准备。若

停泊轨道的近火点高度为a、远火点高度为b,已知引力常量为G,火星半径为R（）

4兀2Q+b+R)3兀2(a+b+R)3

GT22GT2

4冗2Q+b+2R)3兀2(a+b+2R)3

GT22GT2

【解答】解：已知椭圆轨道的半长轴为r=*（a+b+7R），

8

根据万有引力提供向心力可得：驷=1np空_

rT

2\3

联立解得火星的质量乂=冗（/也：3R）故D正确。

2GT6

故选：D。

8.（3分）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭

在内壁光滑的圆柱形气缸中，此时气柱长度为1,现使气缸底部绕竖直轴由静止开始转动,

当气缸转动的角速度为31时，气柱长度为21,当气缸转动的角速度为32时，气柱长度

为31,若外界大气压不变I与32的比值为（）

（1）

।

A.3：25/2B.2A/2：3C.2：3D.3：2

【解答】解：活塞随气缸一起做匀速圆周运动，大气压力与气缸内被封闭气体压力的合

力提供向心力，

设大气压强为P0,活塞的横截面积为S,角速度为31时气缸内气体的压强为p6,角速度

为32时气缸内气体的压强为p2,

设活塞的质量为m,对活塞4S-piS=m3jx2LpoS-p4S=ma）22X3h

气体温度不变，对气缸内气体（）XlS=piX21S,poXlS=p2X81S

解得：31：32=6：2y,故A正确。

故选：A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有

多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.（4分）如图所示，由四条细杆构成的平行四边形轨道abed的ab边与水平方向夹角为30°,

ad边与水平方向的夹角为60°（图中未画出）从a点同时由静止释放，分别沿路径abc

和adc下滑，则下列说法中正确的是（）

A.小圆环P先到达竖直线MN

B.小圆环P、Q同时到达竖直线MN

C.小圆环Q先到达c点

D.小圆环P、Q同时到达c点

【解答】解：AB、设倾斜轨道与水平面的夹角为0,轨道水平投影长度为x,根据牛顿

第二定律可知：mgsinQ=ma

运动的位移为：L=―^―

cos6

根据运动学公式有：

联立解得：__4x_

Vssin28

由于P环从a到b,Q环从a到d,则所用时间相同，故A错误；

CD、在下滑过程中，机械能守恒，到达c点之前，由于从a到c两种路径的距离相同，

先到到c点，D错误；

故选：BCo

10.（4分）如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线

均过圆心O点，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线

中分别通有大小相等的电流工，k为常量，r为该点到导线的距离（）

r

--—、、E

/

//•\

/

人―———————T・1JK

M\/。：：N

\Z'

XZ

G、〜___『F

A.若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度为零

B.若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度相等

C.若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相等

D.无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等

【解答】解：AB、若两根导线中电流均向内，它们在O点磁感应强度恰好等大，故O

点合磁感应强度为零，E、F两点磁感应强度如图1所示

E

M\IN

G"

®M2

图i

故E、F两点的合磁感应强度大小相等，故A正确;

C、设M中电流向内，分别在E,可知E,故C正确;

图6

D、若M,分别在E,

图3

则E、G两点的合磁感应强度大小相等，以此类推，E、F、G三点的磁感应强度大小都

相等；

故选：ACDo

11.（4分）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化的p

-V图像如图所示，则下列说法中正确的是（）

A.由A到B过程，气体的内能一直保持不变

B.由A到B过程，气体吸收了225J的热量

C.A、B、C三个状态，C状态气体分子的平均速率最大

D.C状态任一气体分子的速率比B状态任一气体分子的速率都要大

【解答】解：A、由图示图象可知，由理想气体状态方程迎，气体的温度T先升高后降

T

低，故A错误;

B、p-V图象与坐标轴围成图形的面积等于气体做的功，从A到B过程气体体积变大工

2

X（8.5+3）X106X（2-1）Xl（）3j=一225J,由图示图象可知，PAVA=PBVB,由理想

气体状态方程包=（：可知：TA=TB,从A到B过程气体的内能不变，△1）=（）,气体吸

T

收的热量是225J；

C、由图示图象可知：PAVA=PBVB<PCVC,由理想气体状态方程m=C可知：TA=TB

T

VTc,温度是分子平均动能的标志，因此在状态C分子的平均动能最大，故C正确；

D、C状态气体分子的平均速率大于B状态的分子平均速率，故D错误。

故选：BC。

12.（4分）如图所示，竖直面内固定一足够长的竖直光滑平行金属导轨，导轨上端接有一

个定值电阻R,一质量为m、电阻不计的金属棒可紧贴导轨自由滑动。现让金属棒由静

止下滑，不计导轨电阻和空气阻力，加速度大小a与速度大小V、流过的电荷量q与位移

x的关系图像中正确的有（）

R

XX

XX

【解答】解：设磁感应强度为B、导轨的宽度为L。

2282

AB、金属棒下滑过程中，其中1=匹_殳L工，a-v图象的斜率为-殳_—；当导体棒

RmRmR

匀速运动时加速度为零、B错误；

CD、根据电荷量的计算公式可得：q=，Et=&^=%，qr图象的斜率为也，故

RRRR

C错误。

故选：ADo

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）某兴趣小组设计了如图甲所示的实验来探究加速度与力的关系。用M表示小车

质量，m表示沙和沙桶的质量，滑轮和细线质量不计。

L打点

纸带

（i）该小组按照图甲安装好实验器材后，设计了如下的实验步骤:

①用天平测出小车的质量M

②将空的沙桶和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，用天平测出沙和沙桶

的质量m

④小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，记录弹簧测力计的示数

⑤根据打出的纸带计算小车加速度的大小

⑥改变桶中沙子的质量，重复③④⑤

以上操作不必要或有错误的步骤是②③（选填步骤序号）

（2）图乙为某次实验中打出的一条纸带，0、I、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数

点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出xi=2.10cm,X2=3.62cm,X5=8.12cm,X6

=9.60cm。则小车加速度大小a=1.5m/s?（结果保留两位有效数字）。

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直

线，图线的斜率为k,则小车的质量为_2_。（用题中给定的字母符号表示）.

-k-

【解答】解：（1）②将纸带安装好，长木板一端垫高，平衡摩擦力；③在桶中加适量的

沙子，因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量。

（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为T=0.1s,小车加速度大小为：a=

（xfi+xfi）-（x,+x9）

---：----------------,X5=8.12cm=0.0812m，X3=9.60cm=0.096m，X4=2.10cm=

4T2

0.0210m,X5=3.62cm=0.0362m,代入数据解得：a=5.5m/s2o

（3）由牛顿第二定律可得7F=Ma,则a=2F2，则小车的质量为M=3。

MMk

故答案为：（1）②③（2）1.5（3）&。

k

14.（8分）某实验小组欲测定一硅光电池的电动势和内电阻，可供选择的实验器材如下:

待测硅光电池E（电动势约为1.3V,内阻约为100ft）；

直流电流表Ai（量程0〜12mA,内阻为50C）；

直流电流表A2（量程0〜24mA,内阻为5。）；

电压表Vi（量程0〜3V,内阻约为3kQ）；

电压表V2（量程0〜1.5V,内阻约为1.5k。）；

滑动变阻器Ri（最大电阻200C,额定电流0.1A）；

滑动变阻器R2（最大电阻20Q,额定电流1A）；

开关S、导线若干.

Hi—

些光电池

甲

（1）为了完成上述实验，电流表应选.A1

填所给器材的符号）。

（2）请在图甲虚线框中将实验电路图补充完整。

（3）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出J'如图乙所示的U-I图像。则该硅光

电池的电动势为1.20V,内阻为100（结果均保留三位有效数字）

（4）已知某非线性元件的伏安特性曲线如图丙所示，将该元件与所测硅光电池组成闭合

回路，则该电池的效率为38%。(结果保留两位有效数字)

【解答】解：(1)由闭合电路的欧姆定律可知，电路最大电流约为：1=旦旦3,电流

r100

表应选择A3;

电池电动势约为1.3V,电压表应选择V3；电池内阻约为1OOC,为测多组实验数据滑动

变阻器应选择R1。

(2)电压表测路端电压，电流表测干路电流，相对于电源电流表应采用内接法；

4t光电池

图1

(3)根据图1所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：U=E-I(r+RA5),

由图乙所示图象可知，硅光电池的电动势E=1.20VAI="=一一£1

Al。…1r-3

由题意可知，电流表Ai的内阻：RA4=50Q,解得；

(4)硅光电池与原件组成闭合电路，由闭合电路的欧姆定律可知,

在图丙所示坐标系内作出硅光电池的U-I图象如图所2示，

SWI000/mA

由图2所示图象可知，原件两端电压U=6.45V,

P输出，X100%=UI0.45义io。％Q38%

该电池的效率U=

P心aEI1.20

故答案为：(1)A2；V2；R1；(2)实验电路图如图7所示；(3)1.20；(4)38。

15.(7分)如图所示，一个三棱镜DEF-DEF的横截面为直角三角形，A、B、C分别为三

条棱的中点，ZACB=90°,该三棱镜材料的折射率1!=«,开始时入射点为A点，当

入射光线以一定的速度始终保持与DFFD面平行向上移动o=l（）2m/s由A点向C点运

动，不计光线在棱镜内的多次反射。求：

（1）从EFFE面射出的光线的折射角；

（2）从DFFD面射出的光线与该面交点的运动速度V。

【解答】解：（1）设光线从M点入射时，经折射后恰好射向B点1,折射角为02,由折

射定律n='I”且，因日=60。所以。6=30°,在AM范围内入射时3,则。3=08+30°

sin82

=60°,sinO3=Ya>sinC=Ya,由几何关系知，从BC边射出的光线的折射角为6

43

（2）在MC范围内入射时，经折射后在BC边上的入射角为你，05=90°-08=60°,

在BC边上发生全反射，全反射后的光线垂直于AB边，则BN=BC・sin30°,有

BCtanWO——BCsin30——，解得v=vocos30°102m/s

（2）从DFFD面射出的光线与该面交点的运动速度为返X102m/So

2

16.（9分）为了提高潜艇的隐蔽性，就需要降低潜艇的噪音，而采用电磁推进器代替螺旋

桨推进器是降低潜艇噪音的一个发展方向。图甲是某种电磁推进器式潜艇的示意图，每

组由6个完全相同的、相互独立的直线通道推进器构成，每个直线通道推进器的内部结

构如图乙所示，通道中abed-efgh的长方体空间内存在由电阻不计的励磁线圈产生的匀

强磁场，磁感应强度大小为B=6T,abed和efgh是两块与周围其他材料绝缘的金属板，

当两金属板与专用直流电源相连后，设电流只存在于磁场区域。设海水原来是静止的，

当两组推进器都开启o=15m/s的恒定速度前进时，海水在出口处的速度为v=

775m/s5Wo不计专用直流电源的内阻及导线电阻，已知海水密度pm=l.OXl()3kg/m3,

lad—lae~0.3m,lab—0.4m,yj1523.87。求：

(1)每个直线通道推进器两金属板间的电流大小；

(2)专用直流电源对12个推进器提供的总功率。(结果保留两位有效数字)

【解答】解：(1)牵引力的功率P=Fvo

每组由6个完全相同的、相互独立的直线通道推进器构成，牵引力：F=12BIlae

解得：I=4.0X1()3A；

(2)一个长方体内部海水的电阻R=p」^_,

1ab1ad

代入数据解得：R=3.5C

海水的发热功率：PI=12I7R,代入数据解得：PI=6.2X106W

单位时间内通过一个推进器的海水的质量：m=pmlablaeV

28

单位时间内海水动能的增加量：P2=12xAmv,解得：P4=4.2X10W

2

专用直流电源提供的总功率：P.S=P+Pl+P2

解得:P,S=6.4X106WO

答：(1)每个直线通道推进器两金属板间的电流大小为2.0X1()3A；

6

(2)专用直流电源对12个推进器提供的总功率为7.4X10Wo

17.(14分)动车组列车由一节或若干节动力车厢与无动力车厢构成，根据不同用途和型号

进行编组，再通过挂接形成整列列车，由于车钩缓冲系统搭载了我国研制的超大容量能

量吸收设备，可以有效吸收挂接过程中损失的动能，共有n节车厢。为了测试碰撞性能,

动力车厢置于编组区外，其余车厢在编组区内依次排列，车厢之间间隙均为L,所有车

厢与铁轨之间的动摩擦因数均为小现在使动力车厢以某一初速度平稳运行，车头到达

编组区立即关闭发动机。重力加速度为g

（1）设动力车厢与第二节车厢挂接前瞬间动能为E,试求挂接后的动能以及挂接过程中

损失的动能;

（2）第（n-1）节车厢挂接以后继续滑行1（KL）静止下来;

（3）在（2）的条件下，若能量吸收设备可以吸收由于挂接损失的动能的n倍（0<n<l）

提示：在解题中可能用到公式「+22+32+……+n2=n（n+D（2n+l）

6

【解答】解：（1）设挂接前瞬间车厢1的速度为vo,车厢4的速度为0,挂接后共同速

度为VI,

则挂接前的动能：E=lmv2@

挂接过程动量守恒，取向右为正方向0=2mv3②

挂接后系统动能为：Eo=±-・2mv；③

①②③联立得：Eo=］四

损失的动能：△£=£-£（）

由①②③④式联立得：

8

（2）设车厢1关闭发动机前速度为Vio,则其动能Eo=2mv2

210

车厢6滑行距离L,1、2挂接前的瞬间6-nmgL⑦

1、2车厢挂接后的瞬前

E20=—Eif=—E

22

⑧

在1、2车厢共同滑行距离L,系统剩余动能为

E2f=E20-2|imgL=—(EAEO--^mgL

285

2、8车厢挂接后的瞬间

E30=N—R=—p=—(—pL)

2+7/2%82-2"2'"嗯

在1、2、6车厢共同滑行距离L,系统剩余动能为

222

E3f=E3O-3nmgL=2-Eo(1+2+5)^mgL

oO

依次类推，在第(n-2)与(n-4)车厢挂接前的瞬间

2242

E<n-2>f=-i-E--A-(l+7+3+«+(n-2))nmgL=-^-E-二聚曲F.「1ngL

n-4un-5n-2u2

(n-2)与(n-1)车厢挂接后的瞬间，系统剩余动能为：

n-21.(n-2)(6n-3)

E<n-3)0=M-mgL

n-4E(w2)fn-7*。6

由题意(n-8)与(n-1)车厢挂接后还可继续滑行距离1(0<l<L)后静止，因而有

E<n-8>0=(n-1)pingl

由⑥③④得车厢7关闭发动机前速度大小

vio=J")鲁:立L+2(n-6)1)(n-l)k

(3)整个过程中克服摩擦力所做的功为

W=|imgL+|i2mgL+|i6mgL+・+ii(n-2)mgL+n(n-1)mgl=(-11'-'.TI)(n-l)|img

2+

在整个过程中仅仅由于挂接