《附5套模拟卷》山西省长治市2021届第三次新高考模拟考试物理试卷含解析.pdf

山 西 省 长 治 市 2021届 第 三 次 新 高 考 模 拟 考 试 物 理 试 卷 一、单 项 选 择 题：本 题 共 6 小 题，每 小 题 5 分，共 3 0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 31.如 图 所 示，质 量 为 50kg的 同 学 在 做 仰 卧 起 坐 运 动.若 该 同 学 上 半 身 的 质 量 约 为 全 身 质 量 的,，她 在 Im in内 做 了 5 0个 仰 卧 起 坐，每 次 上 半 身 重 心 上 升 的 距 离 均 为 0.3 m,则 她 克 服 重 力 做 的 功 W 和 相 应 的 功 A.W=4500J P=75W B.W=450J P=7.5WC.W=3600J P=60W D.W=360J P=6W【答 案】A【解 析】【详 解】,3 3每 次 上 半 身 重 心 上 升 的 距 离 均 为 0.3 m,则 她 每 一 次 克 服 重 力 做 的 功：W=1 mgh=-x50 x 10 x0.3=90 J；1分 钟 内 克 服 重 力 所 做 的 功：W,e=50W=50 x90=4500J；相 应 的 功 率 约 为：2=%=竺 叩=7 5 W,故 At 60正 确，BCD错 误，故 选 A.2.如 图 所 示，一 质 量 为 m 的 重 物，在 塔 吊 电 动 机 的 拉 力 下，由 静 止 开 始 向 上 以 加 速 度 外 做 匀 加 速 直 线 运 动，当 重 物 上 升 到 高 度 h、重 物 速 度 为 匕 时 塔 吊 电 动 机 功 率 达 到 额 定 功 率 兄，此 时 立 刻 控 制 电 动 机 使 重 物 做 加 速 度 大 小 为 生 的 匀 减 速 直 线 运 动 直 到 速 度 减 到 零，重 力 加 速 度 为 g，不 计 一 切 摩 擦，关 于 此 过 程 的 说 法 正 确 的 是（）A.重 物 匀 减 速 阶 段 电 动 机 提 供 的 牵 引 力 大 小 为 Mg+生）B.重 物 匀 加 速 阶 段 电 动 机 提 供 的 牵 引 力 大 小 为 口 C.计 算 重 物 匀 加 速 阶 段 所 用 时 间 的 方 程 为 用-m g h=g m v；D.假 设 竖 直 方 向 足 够 长，若 塔 吊 电 动 机 以 额 定 功 率 4 启 动，速 度 匕 就 是 其 能 达 到 的 最 大 速 度【答 案】B【解 析】【分 析】【详 解】A.根 据 牛 顿 第 二 定 律，重 物 匀 减 速 阶 段 mg-F2=ma2玛=m(g-&)A 错 误；B.重 物 在 匀 加 速 阶 段 4=耳 匕 B正 确;c.匀 加 速 阶 段 电 动 机 功 率 逐 渐 增 大，不 满 足 用 mg/i=选 项 C 错 误;D.假 设 竖 直 方 向 足 够 长，若 塔 吊 电 动 机 以 额 定 功 率 玲 启 动，能 达 到 的 最 大 速 度 v mmg选 项 D 错 误。故 选 B。3.某 同 学 手 持 篮 球 站 在 罚 球 线 上，在 裁 判 员 示 意 后 将 球 斜 向 上 抛 出，篮 球 刚 好 落 入 篮 筐。从 手 持 篮 球 到 篮 球 刚 好 落 入 篮 筐 的 过 程 中，已 知 空 气 阻 力 做 功 为 W r,重 力 做 功 为 WG,投 篮 时 该 同 学 对 篮 球 做 功 为 W。篮 球 可 视 为 质 点。则 在 此 过 程 中 A.篮 球 在 出 手 时 刻 的 机 械 能 最 大 B.篮 球 机 械 能 的 增 量 为 WG-WFC.篮 球 动 能 的 增 量 为 W+WG-WfD.篮 球 重 力 势 能 的 增 量 为 W-WG+Wf【答 案】A【解 析】【详 解】A.由 于 篮 球 有 空 气 阻 力 做 功，则 篮 球 在 出 手 时 刻 的 机 械 能 最 大，选 项 A 正 确；B.篮 球 机 械 能 的 增 量 等 于 阻 力 做 功，即 为-W r,选 项 B 错 误；C.根 据 动 能 定 理 可 知，篮 球 动 能 的 增 量 等 于 合 外 力 的 功，即 为-WG-W”选 项 C 错 误；D.篮 球 重 力 势 能 的 增 量 等 于 克 服 重 力 做 功，即 为-WG,选 项 D 错 误。4.如 图，两 个 小 球 分 别 被 两 根 长 度 不 同 的 细 绳 悬 于 等 高 的 悬 点，现 将 细 绳 拉 至 水 平 后 由 静 止 释 放 小 球,当 两 小 球 通 过 最 低 点 时，两 球 一 定 有 相 同 的（），O-91 I IA.速 度 B.角 速 度 C.加 速 度 D.机 械 能【答 案】C【解 析】试 题 分 析：根 据 动 能 定 理 得：m gL=1m v2,解 得：U=J 冠，因 为 L 不 等.所 以 速 度 不 等，故 A 错 误;2B、根 据”=匕 解 得：a=2 g,所 以 两 球 加 速 度 相 等，又 a=L o?,所 以 角 速 度 不 等，故 B 错 误 C 正 确；因 L为 两 球 的 质 量 关 系 未 知，初 始 位 置 它 们 的 重 力 势 能 不 一 定 相 等，所 以 在 最 低 点，两 球 的 机 械 能 不 一 定 相 等,故 D 错 误；故 选 C.考 点：动 能 定 理；向 心 加 速 度.【名 师 点 睛】此 题 考 查 了 动 能 定 理 的 应 用 以 及 向 心 加 速 度 及 角 速 度 的 知 识；解 决 本 题 的 关 键 掌 握 动 能 定 理 和 机 械 能 守 恒 定 律，知 道 摆 球 在 最 低 点 靠 合 力 提 供 做 圆 周 运 动 的 向 心 力，列 的 式 子 即 可 解 答：此 题 是 基 础 题，意 在 考 查 基 础 知 识 的 应 用.5.2019年 11月 2 3日，我 国 在 西 昌 卫 星 发 射 中 心 用 长 征 三 号 乙 运 载 火 箭，以“一 箭 双 星”方 式 成 功 发 射 第 五 十、五 十 一 颗 北 斗 导 航 卫 星。如 图 所 示 的 a、b、c 为 中 国 北 斗 卫 星 导 航 系 统 中 的 三 颗 轨 道 为 圆 的 卫 星。a 是 地 球 同 步 卫 星，b 是 轨 道 半 径 与 卫 星 a 相 同 的 卫 星，c 是 轨 道 半 径 介 于 近 地 卫 星 和 同 步 卫 星 之 间 的 卫 星。下 列 关 于 这 些 北 斗 导 航 卫 星 的 说 法，正 确 的 是（）A.卫 星 a 的 运 行 速 度 大 于 第 一 宇 宙 速 度 B.卫 星 a 的 向 心 加 速 度 大 于 卫 星 c 的 向 心 加 速 度 C.卫 星 b 可 以 长 期“悬 停”于 北 京 正 上 空 D.卫 星 b 的 运 行 周 期 与 地 球 的 自 转 周 期 相 同【答 案】D【解 析】【分 析】【详 解】A.第 一 宇 宙 速 度 是 近 地 卫 星 的 运 行 速 度，根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 c Mm v2G=mr r得 卫 星 a 的 轨 道 半 径 大 于 地 球 半 径，则 卫 星 a 的 运 行 速 度 小 于 第 一 宇 宙 速 度，故 A 错 误；B.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 _ MmG=tna得 GM卫 星 a 的 轨 道 半 径 大 于 卫 星 c 的 轨 道 半 径，故 卫 星 a 的 向 心 加 速 度 小 于 卫 星 c 的 向 心 加 速 度，故 B 错 误;C.卫 星 b 不 是 同 步 卫 星，不 能 与 地 面 相 对 静 止，不 能“悬 停”在 北 京 上 空，故 C 错 误；D.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 Mm 2n 2G-1r=双 万）r得 T=2兀 GM卫 星 a、b 的 轨 道 半 径 相 等，则 周 期 相 等，卫 星 a 是 同 步 卫 星，运 行 周 期 与 地 球 自 转 周 期 相 同，则 卫 星 b的 运 行 周 期 与 地 球 自 转 周 期 相 同，故 D 正 确。故 选 D。6.如 图，理 想 变 压 器 原、副 线 圈 匝 数 之 比 为 1：2,原 线 圈 与 固 定 电 阻 R i串 联 后，接 入 输 出 电 压 有 效 值 恒 定 的 正 弦 交 流 电 源。副 线 圈 电 路 中 负 载 电 阻 为 可 变 电 阻 R2,A、V 是 理 想 电 表。当 R2=2RI时，电 流 表 的 读 数 为 1 A,电 压 表 的 读 数 为 4 V,则（）B.电 源 输 出 功 率 为 4WC.当 R2=8。时，变 压 器 输 出 功 率 最 大 D.当 R2=8。时，电 压 表 的 读 数 为 3V【答 案】C【解 析】【详 解】A.当 R2=2RI时，电 流 表 的 读 数 为 1 A,电 压 表 的 读 数 为 4 V,所 以 R2=4Q,RI=2C,理 想 变 压 器 原、副 线 圈 匝 数 之 比 为 1：2,根 据 电 压 与 匝 数 成 正 比 得 原 线 圈 电 压 是 U 1=2V,根 据 电 流 与 匝 数 成 反 比 得 原 线 圈 电 流 是 h=2 A,所 以 电 源 输 出 电 压 为 U=Ui+IiRi=2+2x2=6V故 A 错 误；B.电 源 输 出 功 率 为 P=UIi=12W故 B错 误；U2 n，C.根 据 欧 姆 定 律 得 副 线 圈 电 流 为 黄，所 以 原 线 圈 电 流 是 2 h，所 以 6=2如+与 变 压 器 输 出 的 功 率 _ 144R,_ 1442=胃=（4+8）2=的+6一 旦 9所 以 当 R2=8C时，变 压 器 输 出 的 功 率 P2最 大，即 为 一 W,故 C 正 确;2D.当 R2=8C时，U2=6 V,即 电 压 表 的 读 数 为 6 V,故 D 错 误。故 选 C。二、多 项 选 择 题：本 题 共 6 小 题，每 小 题 5 分，共 3 0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 5 分，选 对 但 不 全 的 得 3 分，有 选 错 的 得 0 分 7.下 列 说 法 正 确 的 是（）A.同 种 物 质 可 能 以 晶 体 和 非 晶 体 两 种 不 同 的 形 态 出 现 B.在 阳 光 照 射 下 的 教 室 里，眼 睛 看 到 空 气 中 尘 埃 的 运 动 就 是 布 朗 运 动 C.在 任 何 自 然 过 程 中，一 个 孤 立 系 统 的 总 埔 不 会 减 小 D.打 气 筒 给 自 行 车 打 气 时，要 用 力 才 能 将 空 气 压 缩，说 明 空 气 分 子 之 间 存 在 着 斥 力 E.气 体 向 真 空 的 自 由 膨 胀 是 不 可 逆 的【答 案】ACE【解 析】【详 解】A.同 种 物 质 可 能 以 晶 体 和 非 晶 体 两 种 不 同 的 形 态 出 现，如 金 刚 石 与 石 墨，故 A 正 确.B.布 朗 运 动 是 微 小 粒 子 表 现 出 的 无 规 则 运 动，肉 眼 不 可 见，故 B 错 误.C.在 任 何 自 然 过 程 中，一 个 孤 立 系 统 的 总 燧 不 会 减 小，这 是 增 加 原 理，故 C 正 确.D.打 气 筒 给 自 行 车 打 气 时，要 用 力 才 能 将 空 气 压 缩，是 要 克 服 大 气 压 力 做 功，故 D 错 误.E.气 体 向 真 空 自 由 膨 胀 遵 守 热 力 学 第 二 定 律，具 有 方 向 性，故 E 正 确 8.2019年 1月 1 1日 1 时 11分，我 国 在 西 昌 卫 星 发 射 中 心 用 长 征 三 号 乙 运 载 火 箭，成 功 将“中 星 2D”卫 星 发 射 升 空，卫 星 顺 利 进 入 预 定 轨 道。该 卫 星 可 为 全 国 广 播 电 台、电 视 台 等 机 构 提 供 广 播 电 视 及 宽 带 多 媒 体 等 传 输 任 务。若 已 知“中 星 2D”的 运 行 轨 道 距 离 地 面 高 度 h、运 行 周 期 T、地 球 的 半 径 R,引 力 常 量 G,根 据 以 上 信 息 可 求 出（）A.地 球 的 质 量 B.“中 星 2D”的 质 量 C.“中 星 2D”运 行 时 的 动 能 D.“中 星 2D”运 行 时 的 加 速 度 大 小【答 案】AD【解 析】【详 解】A B.根 据 G（二；）2=一（系）2（R+/?）可 得 M=4%2(R+/Z)3GT2但 是 不 能 求 解 m,选 项 A 正 确，B 错 误；C.“中 星 2D”的 质 量 未 知，则 不 能 求 解 其 运 行 时 的 动 能，选 项 C 错 误;c MmD-根 据 G有 后=”可 得 GMa=-（R+九）2可 求 解“中 星 2D”运 行 时 的 加 速 度 大 小，选 项 D 正 确；故 选 AD,9.如 图 所 示，生 产 车 间 有 两 个 相 互 垂 直 且 等 高 的 水 平 传 送 带 甲 和 乙，甲 的 速 度 为 v。，小 工 件 离 开 甲 前 与 甲 的 速 度 相 同，并 平 稳 地 传 到 乙 上，工 件 与 乙 之 间 的 动 摩 擦 因 数 为 小 乙 的 宽 度 足 够 大，重 力 加 速 度 为 g,则 A.若 乙 的 速 度 为 vo,工 件 在 乙 上 侧 向（垂 直 于 乙 的 运 动 方 向）滑 过 的 距 离 s=42 g B.若 乙 的 速 度 为 2v,工 件 从 滑 上 乙 到 在 乙 上 侧 向 滑 动 停 止 所 用 的 时 间 不 变 C.若 乙 的 速 度 为 2vo,工 件 在 乙 上 刚 停 止 侧 向 滑 动 时 的 速 度 大 小 v=2%D.保 持 乙 的 速 度 2Vo不 变,当 工 件 在 乙 上 刚 停 止 滑 动 时，下 一 只 工 件 恰 好 传 到 乙 上，如 此 反 复.若 每 个 工 件 的 质 量 均 为 m,除 工 件 与 传 送 带 之 间 摩 擦 外，其 他 能 量 损 耗 均 不 计，驱 动 乙 的 电 动 机 的 平 均 输 出 功 率-4石 P=mgpvo【答 案】CD【解 析】根 据 牛 顿 第 二 定 律，11mg=ma,得 a=）i g,摩 擦 力 与 侧 向 的 夹 角 为 45。，侧 向 加 速 度 大 小 为,根 据-2 a x s=l-v/,解 得：s=Y 2喧，故 A 错 误；2 4 g沿 传 送 带 乙 方 向 的 加 速 度 a v=Y 2 n g,达 到 传 送 带 乙 的 速 度 所 需 时 间，=2%，与 传 送 带 乙 的 速 度 有 关，2ay故 时 间 发 生 变 化，故 B错 误；设 t=l时 刻 摩 擦 力 与 侧 向 的 夹 角 为 仇 侧 向、纵 向 加 速 度 大 小 分 别 为 a、ay,avAvv则 很 小 的 A t时 间 内，侧 向、纵 向 的 速 度 增 量 v、=a C t,vv=avA t,解 得-=3 7。.且?匕 v V v-Av由 题 意 知，=tanOt,则 一:=-L=t a n 0,所 以 摩 擦 力 方 向 保 持 不 变，则 当 V x，=l时，v j=l,匕 v,匕 一 匕 即 v=2 v i.故 C 正 确；工 件 在 乙 上 滑 动 时 侧 向 位 移 为 x,沿 乙 方 向 的 位 移 为 y,由 题 意 知，ax=ngcos0,_ 2v0ay=1igsinO,在 侧 向 上-2axs=l v”在 纵 向 上，2ayy=（2vi）2-l;工 件 滑 动 时 间，一，乙 前 进 的 距 离 ayy.=2 v it.工 件 相 对 乙 的 位 移 L=J x 2+（y-y）2,则 系 统 摩 擦 生 热 Q=n m gL,依 据 功 能 关 系，则 电 动 机 191做 功：W=-m（2v0）-+-v（；+2-W-4J5由 P=7,解 得=一 一/%.故 D 正 确；故 选 CD.点 睛：本 题 考 查 工 件 在 传 送 带 上 的 相 对 运 动 问 题，关 键 将 工 件 的 运 动 分 解 为 沿 传 送 带 方 向 和 垂 直 传 送 带 方 向，结 合 牛 顿 第 二 定 律 和 运 动 学 公 式 进 行 求 解.1 0.带 电 粒 子 只 在 电 场 力 作 用 下 沿 直 线 运 动，其 动 能 Ek随 位 移 x 变 化 图 线 如 图 所 示，其 中 a、b、c 为 粒 子 运 动 中 所 经 过 的 三 点，且 ab=bc,a b段 为 直 线，b e段 为 曲 线。则 下 面 判 断 正 确 的 是（）A.a、b、c 三 点 电 场 强 度 大 小 关 系 为 E“EbEcB.粒 子 在 a、b、c 三 点 受 到 的 电 场 力 大 小 关 系 为 Fa=FbKC.a、b、c 三 点 电 势 大 小 关 系 为 q）aqb（p cD.a b间 电 势 差 的 绝 对 值 大 于 b e间 电 势 差 的 绝 对 值【答 案】BD【解 析】【分 析】【详 解】A B.粒 子 仅 在 电 场 力 作 用 下 运 动，根 据 动 能 定 理 F x=可 知 图 线 斜 率 表 示 电 场 力，可 得 出 F=Fb Fc根 电 场 强 度 的 定 义 式 q可 知 电 场 强 度 的 大 小 关 系 与=片 耳 A 错 误，B 正 确；C D.根 据 qU=AEk可 知 耳 必 因 粒 子 电 性 未 知，所 以 1%|而 a、b、c 三 点 电 势 无 法 大 小 确 定，C 错 误，D 正 确。故 选 BDo1 1.如 图 所 示，两 条 足 够 长 的 光 滑 平 行 金 属 导 轨 竖 直 放 置，两 导 轨 上 端 接 有 电 阻 R（其 余 电 阻 不 计），虚 线 MM，和 NN，之 间 有 垂 直 于 导 轨 平 面 向 外 的 匀 强 磁 场，磁 场 的 磁 感 应 强 度 为 B”虚 线 NN，和 PP，之 间 也 有 垂 直 于 导 轨 平 面 向 外 的 匀 强 磁 场，磁 场 的 磁 感 应 强 度 为 B2（B）B2）O 现 将 质 量 为 m 的 金 属 杆 a b,从 MM，上 方 某 处 由 静 止 释 放，金 属 杆 在 下 落 的 过 程 中 与 导 轨 保 持 良 好 接 触，且 始 终 保 持 水 平，已 知 a b棒 到 达 NN，和 PP，之 前 已 经 匀 速 运 动。则 a b棒 从 MM，运 动 到 PP，这 段 时 间 内 的 v-t图 可 能 正 确 的 是（）【答 案】BC【解 析】【分 析】【详 解】A.若 第 一 阶 段 匀 速，则 B汪 vme：=-.R冲 入 第 二 磁 场 以 后 B vme-R则 金 属 棒 会 做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 加 速 运 动，所 以 选 项 A 错 误;B.若 刚 进 入 第 一 磁 场 时 速 度 过 大，则 由%窄 一 脸 则 金 属 棒 做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 减 速 运 动，直 到 匀 速；冲 入 第 二 磁 场 以 后 会 加 速，做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 变 加 速 运 动 性 质 为 加 速，所 以 选 项 B 正 确;CD.若 刚 进 入 第 一 磁 场 时 速 度 过 小，则 由1（核%=一（，g-4）m R则 金 属 棒 做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 加 速 运 动，直 到 匀 速；冲 入 第 二 磁 场 以 后 会 加 速，做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 变 加 速 运 动 性 质 为 加 速，所 以 选 项 C 正 确，D 错 误；故 选 BC,1 2.关 于 热 现 象，下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A.对 于 一 定 质 量 的 理 想 气 体，当 分 子 间 的 平 均 距 离 变 大 时，压 强 不 一 定 变 小 B.气 体 吸 热 后 温 度 一 定 升 高 C.气 体 温 度 每 升 高 1K所 吸 收 的 热 量 与 气 体 经 历 的 过 程 有 关 D.质 量 和 温 度 都 相 同 的 气 体，内 能 一 定 相 同 E.自 然 发 生 的 热 传 递 过 程 是 向 着 分 子 热 运 动 无 序 性 增 大 的 方 向 进 行 的【答 案】ACE【解 析】【详 解】A.对 于 一 定 质 量 的 理 想 气 体，当 分 子 间 的 平 均 距 离 变 大 时，气 体 体 积 变 大，但 气 体 的 温 度 可 能 也 变 大，压 强 不 一 定 变 小，A 正 确；B.根 据 热 力 学 定 律，气 体 吸 热 后 如 果 对 外 做 功，则 温 度 不 一 定 升 高，B 错 误；C.气 体 温 度 升 高 过 程 吸 收 的 热 量 要 根 据 气 体 升 温 过 程 是 否 伴 随 做 功 来 决 定，C 正 确；D.气 体 的 内 能 由 物 质 的 量、温 度 决 定，质 量 和 温 度 都 相 同 的 气 体，内 能 可 能 不 同，D 错 误；E.根 据 热 力 学 第 二 定 律 可 知，自 然 发 生 的 热 传 递 过 程 是 向 着 分 子 热 运 动 无 序 性 增 大 的 方 向 进 行 的，E 正 确。故 选 ACEo三、实 验 题:共 2 小 题，每 题 8 分，共 16分 1 3.频 闪 摄 影 是 研 究 物 体 运 动 常 用 的 实 验 手 段。在 暗 室 中，照 相 机 的 快 门 处 于 常 开 状 态，频 闪 仪 每 隔 一 定 时 间 发 出 一 次 短 暂 的 强 烈 闪 光，照 亮 运 动 的 物 体，于 是 胶 片 上 记 录 了 物 体 在 几 个 闪 光 时 刻 的 位 置。如 图 所 示 是 物 体 下 落 时 的 频 闪 照 片 示 意 图，已 知 频 闪 仪 每 隔 0.0 4 s闪 光 一 次，当 地 重 力 加 速 度 大 小 为 9.80m/s2,照 片 中 的 数 字 是 竖 直 放 置 的 刻 度 尺 的 读 数，单 位 是 厘 米。利 用 上 述 信 息 可 以 求 出：物 体 下 落 至 3 点 时 速 度 大 小 为 m/s（结 果 保 留 3 位 有 效 数 字），实 验 中 物 体 由 3 点 下 落 至。点，动 能 的 增 加 量 约 为 重 力 势 能 减 少 量 的（结 果 保 留 2 位 有 效 数 字）。3.20 A7.10 12.50 19.40【答 案】1.16 9597均 正 确【解 析】【详 解】1根 据 公 式 可 得=空 笆 山 6mzs1 1 三 2T2同 理 可 得 v=v=v=BC+CD=i.5375m/s。；2T物 体 有 B 到 C 过 程 中，动 能 增 加 量 为 重 力 势 能 的 减 少 量 为 AEp=mg Ah=mg-BC动 能 的 增 加 量 约 为 重 力 势 能 减 少 量 的 S x l0 0%=9 7%14.用 如 图 所 示 装 置 探 究 钩 码 和 小 车（含 祛 码）组 成 的 系 统 的“功 能 关 系”实 验 中，小 车 碰 到 制 动 挡 板 时,钩 码 尚 未 到 达 地 面。（1）平 衡 摩 擦 力 时，（填“要”或“不 要”）挂 上 钩 码;（2汝 口 图 乙 是 某 次 实 验 中 打 出 纸 带 的 一 部 分，O、A、B、C 为 4 个 相 邻 的 计 数 点，相 邻 的 两 个 计 数 点 之 间 还 有 4 个 打 出 的 点 没 有 画 出，所 用 交 流 电 源 的 频 率 为 50Hz通 过 测 量，可 知 打 点 计 时 器 打 B 点 时 小 车 的 速度 大 小 为 m/s(结 果 保 留 两 位 有 效 数 字)：(3)某 同 学 经 过 认 真、规 范 的 操 作，得 到 一 条 点 迹 清 晰 的 纸 带，他 把 小 车 开 始 运 动 时 打 下 的 点 记 为 O,再 依 次 在 纸 带 上 取 等 时 间 间 隔 的 1、2、3、4、5、6 等 多 个 计 数 点，可 获 得 各 计 数 点 到 o 的 距 离 S,及 打 下 各 计 数 点 时 小 车 的 瞬 时 速 度 V。如 图 丙 是 根 据 这 些 实 验 数 据 绘 出 的 丫 2_$图 象，已 知 此 次 实 验 中 钩 码 的 总 质 量 为 0.1 5 k g,小 车 中 祛 码 的 总 质 量 为 0.5 0 k g,取 重 力 加 速 度 g=1 0 m/s 2,根 据 功 能 关 系 由 图 象 可 知 小 车 的 质 量 为 kg(结 果 保 留 两 位 有 效 数 字)；(4)研 究 实 验 数 据 发 现，钩 码 重 力 做 的 功 总 略 大 于 系 统 总 动 能 的 增 量，其 原 因 可 能 是。A.钩 码 的 重 力 大 于 细 线 的 拉 力 B.未 完 全 平 衡 摩 擦 力 C.在 接 通 电 源 的 同 时 释 放 了 小 车 D.交 流 电 源 的 实 际 频 率 大 于 50Hz【答 案】不 要 0.72 0.85 BD【解 析】【分 析】【详 解】(1)口.小 车 下 滑 时 受 到 重 力、细 线 的 拉 力、支 持 力 和 摩 擦 力 作 用，为 了 在 实 验 中 能 够 把 细 线 对 小 车 的 拉 力 视 为 小 车 的 合 外 力，则 应 该 用 重 力 的 下 滑 分 力 来 平 衡 摩 擦 力，在 平 衡 摩 擦 力 时，不 挂 钩 码，但 要 连 接 纸 带。(2)2.相 邻 的 两 个 计 数 点 之 间 还 有 4 个 打 出 的 点 没 有 画 出，计 数 点 间 的 时 间 间 隔 为 T=0.02x5s=0.1s根 据 匀 变 速 直 线 运 动 的 规 律 可 知，一 段 时 间 内 的 平 均 速 度 等 于 中 间 时 刻 的 瞬 时 速 度，打 B 点 的 速 度 为 v=x 10 2 m/s=0.72m/sB 2T 2x0.1(3)3.设 钩 码 的 质 量 为 m,小 车 的 质 量 为 M,小 车 中 祛 码 的 质 量 为 m，对 系 统，由 动 能 定 理 得 mgx=C M+m+m)v2整 理 得 2 _ 2mgxv2-x图 象 的 斜 率,2mg 0.50.2k=-2-=-m/sm+mr+A/0.25解 得 M=0.85kgo(4)4.A.钩 码 的 重 力 大 于 细 线 的 拉 力，不 影 响 钩 码 重 力 做 系 统 做 的 功，故 A 错 误;B.长 木 板 的 右 端 垫 起 的 高 度 过 低，未 完 全 平 衡 摩 擦 力 时，则 摩 擦 力 做 负 功，系 统 总 动 能 的 增 量 小 于 钩 码 重 力 做 的 功，故 B 正 确；C.接 通 电 源 的 同 时 释 放 了 小 车，只 会 使 得 纸 带 上 一 部 分 点 不 稳 定，不 影 响 做 功 与 动 能 的 增 量，故 C 错 误;D.交 流 电 源 的 实 际 频 率 大 于 5 0 H z,如 果 代 入 速 度 公 式 的 周 期 为 0.0 2 s,比 真 实 的 周 期 大，则 求 出 来 的 速 度 偏 小，则 动 能 偏 小，故 D 正 确。故 选 BD四、解 答 题：本 题 共 3 题，每 题 8 分，共 2 4分 1 5.如 图 所 示，在 直 角 坐 标 xO y平 面 内，第 一、二 象 限 有 平 行 y 轴 的 匀 强 电 场，第 三、四 象 限 有 垂 直 坐 标 平 面 的 匀 强 电 磁 场。一 质 量 为 m、电 荷 量 为 q 的 正 电 粒 子，从 坐 标 原 点 O 以 大 小 为 v o,方 向 与 x 轴 正 方 向 成 3 7 的 速 度 沿 坐 标 平 面 射 入 第 一 象 限，粒 子 第 一 次 回 到 x 轴 时，经 过 x 轴 上 的 P 点(图 中 未 标 出),已 知 电 场 强 度 大 小 为 E,粒 子 重 力 不 计，sin37=0.6,cos37=0.8 求 p 点 的 坐 标；(2)若 粒 子 经 磁 场 偏 转 后，第 二 次 回 到 x 轴 的 位 置 与 坐 标 原 点。的 距 离 为 O P的 一 半，求 磁 场 的 磁 感 应 强 度 大 小 和 方 向。【答 案】(1)(寸 2 4 m4*,n 5E 5E0)；(2)B=丁,方 向 垂 直 坐 标 平 面 向 外；B=,方 向 垂 直 坐 标 平 面 向 外 25 Eq 2%6%【解 析】【详 解】(1)由 运 动 的 独 立 性 可 知,粒 子 运 动 可 以 看 成 沿 y 轴 向 上 先 做 匀 减 速 后 做 匀 加 速 直 线 运 动 和 x 轴 匀 速 直 线 运 动 合 成 的。设 回 到 x 轴 过 程 所 需 要 的 时 间 为 t,y 轴：vy=vosin37加 速 度 m时 间 ax 轴：匕=V QCOS37,x=vxt联 立 上 式，可 解 得24/WV Q25 Eg即 P 点 的 坐 标 为 2 4 m v 3、（-0）25 Eq(2)第 二 次 回 到 x 轴 的 位 置 与 坐 标 原 点 O 的 距 离 为 O P的 一 半，满 足 题 意 得 有 两 种 情 况。回 到 x 轴 时 在 O 点 右 侧。如 图 所 示，由 几 何 关 系，可 知 轨 迹 半 径 代 扁 7喂 二 集 由 Dmv；解 得:B曦 方 向 垂 直 坐 标 平 面 向 外;回 到 x 轴 时 在。点 左 侧，如 图 所 示，由 几 何 关 系，可 知 轨 迹 半 径（X+-）0 A 2由 口 m vo“2解 得:8=更 6%方 向 垂 直 坐 标 平 面 向 外1 6.人 们 对 电 场 的 认 识 是 不 断 丰 富 的，麦 克 斯 韦 经 典 电 磁 场 理 论 指 出，除 静 止 电 荷 产 生 的 静 电 场 外，变 化 的 磁 场 还 会 产 生 感 生 电 场。静 电 场 和 感 生 电 场 既 有 相 似 之 处，又 有 区 别。电 子 质 量 为“，电 荷 量 为 请 分 析 以 下 问 题。如 图 1所 示，在 金 属 丝 和 金 属 板 之 间 加 以 电 压 U,金 属 丝 和 金 属 板 之 间 会 产 生 静 电 场，金 属 丝 发 射 出 的 电 子 在 静 电 场 中 加 速 后，从 金 属 板 的 小 孔 穿 出。忽 略 电 子 刚 刚 离 开 金 属 丝 时 的 速 度，求 电 子 穿 出 金 属 板 时 的 速 度 大 小 V；(2)电 子 感 应 加 速 器 是 利 用 感 生 电 场 加 速 电 子 的 装 置，其 基 本 原 理 如 图 2 所 示。上 图 为 侧 视 图，S、N 为 电 磁 铁 的 两 个 磁 极，磁 极 之 间 有 一 环 形 真 空 室，下 图 为 真 空 室 的 俯 视 图。电 磁 铁 线 圈 中 电 流 发 生 变 化 时，产 生 的 感 生 电 场 可 以 使 电 子 在 真 空 室 中 加 速 运 动。a.如 果 电 子 做 半 径 不 变 的 变 加 速 圆 周 运 动。已 知 电 子 运 动 轨 迹 半 径 为 R,电 子 轨 迹 所 在 处 的 感 生 电 场 的 场 强 大 小 恒 为,方 向 沿 轨 迹 切 线 方 向。求 初 速 为 0 的 电 子 经 时 间，获 得 的 动 能 线 及 此 时 电 子 所 在 位 置 的 磁 感 应 强 度 大 小 B;b.在 静 电 场 中，由 于 静 电 力 做 的 功 与 电 荷 运 动 的 路 径 无 关，电 荷 在 静 电 场 中 具 有 电 势 能，电 场 中 某 点 的 电 荷 的 电 势 能 与 它 的 电 荷 量 的 比 值,势 概 念。金 属 丝 上 金 属 板 十 T Q-。U。+图 1叫 做 这 一 点 的 电 势。试 分 析 说 明 对 加 速 电 子 的 感 生 电 场 是 否 可 以 引 入 电,V 真 空 室 小 厂、电 子 轨 迹 o7s电 子 枪【答 案】(1)v=2eU e2E2r _ 4 日 于 有 匕.；(2)a.Ek-.-,B=；b.不 能 m-eK【解 析】【分 析】【详 解】电 子 在 电 场 中 加 速，由 动 能 定 理 e U-m v22解 得(2)a.电 子 受 到 一 直 沿 切 线 方 向 的 电 场 力 而 不 断 加 速，由 牛 顿 第 二 定 律 eE-m a由 匀 变 速 直 线 运 动 规 律，经 过 时 间 t,获 得 速 度 v=a t动 能 1 2E,-m vA 2联 立 以 上 各 式，可 得=e2E2t2E.-2m电 子 受 到 一 直 指 向 圆 心 的 洛 伦 兹 力 而 不 断 改 变 速 度 的 方 向 Fr=evB洛 伦 兹 力 充 当 向 心 力 2厂 V*,F=m R联 立 可 得 B嗯 b.假 设 电 场 恒 定，电 子 顺 时 针 转 一 周，电 场 力 做 负 功，电 势 能 减 少；电 子 逆 时 针 转 一 周，电 场 力 做 正 功,电 势 能 增 加。可 以 看 出，同 样 的 起 点 和 终 点，电 场 力 的 做 功 不 同，说 明 电 场 力 做 功 不 是 与 路 径 无 关，进 而 同 一 点 的 电 势 能 不 是 不 变 的。因 此 对 加 速 电 子 的 感 生 电 场，是 不 能 引 入 电 势 概 念 的。1 7.牛 顿 说：“我 们 必 须 普 遍 地 承 认，一 切 物 体，不 论 是 什 么，都 被 赋 予 了 相 互 引 力 的 原 理”.任 何 两 个 物 体 间 存 在 的 相 互 作 用 的 引 力，都 可 以 用 万 有 引 力 定 律 与 产 6 号 磬 计 算，而 且 任 何 两 个 物 体 之 间 都 存 在 引 力 势 能，若 规 定 物 体 处 于 无 穷 远 处 时 的 势 能 为 零，则 二 者 之 间 引 力 势 能 的 大 小 为 E=-G四%，其 中 nu、rm2为 两 个 物 体 的 质 量，r 为 两 个 质 点 间 的 距 离(对 于 质 量 分 布 均 匀 的 球 体，指 的 是 两 个 球 心 之 间 的 距 离)，G 为 引 力 常 量.设 有 一 个 质 量 分 布 均 匀 的 星 球，质 量 为 M,半 径 为 R.(1)该 星 球 的 第 一 宇 宙 速 度 是 多 少？(2)为 了 描 述 电 场 的 强 弱，引 入 了 电 场 强 度 的 概 念，请 写 出 电 场 强 度 的 定 义 式.类 比 电 场 强 度 的 定 义，请 在 引 力 场 中 建 立“引 力 场 强 度”的 概 念，并 计 算 该 星 球 表 面 处 的 引 力 场 强 度 是 多 大？(3)该 星 球 的 第 二 宇 宙 速 度 是 多 少？(4)如 图 所 示 是 一 个 均 匀 带 电 实 心 球 的 剖 面 图，其 总 电 荷 量 为+Q(该 带 电 实 心 球 可 看 作 电 荷 集 中 在 球 心 处 的 点 电 荷)，半 径 为 R,P 为 球 外 一 点，与 球 心 间 的 距 离 为 r,静 电 力 常 量 为 k.现 将 一 个 点 电 荷-q(该 点 电 荷 对 实 心 球 周 围 电 场 的 影 响 可 以 忽 略)从 球 面 附 近 移 动 到 P 点，请 参 考 引 力 势 能 的 概 念，求 电