湖南省湘东九校2021-2022学年高二下学期物理期末联考试卷.pdf

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1、湖 南 省 湘 东 九 校 2021-2022学 年 高 二 下 学 期 物 理 期 末 联 考 试 卷 阅 卷 人-、单 选 题（共 6题；共 12分）得 分 1.（2 分）北 京 时 间 2022年 3 月 2 3日 15时 4 4分，“天 宫 课 堂”第 二 课 开 讲，地 面 主 课 堂 设 在 中 国 科 技 馆，分 课 堂 分 别 设 在 西 藏 拉 萨 和 新 疆 乌 鲁 木 齐，“天 宫 课 堂 在 距 地 面 约 400公 里 的 中 国 空 间 站 中 国 空 间 站 的 运 动 可 视 为 匀 速 圆 周 运 动，每 9 0分 钟 绕 地 球 一 周，航 天 员 翟 志

2、刚、王 亚 平、叶 光 富 三 位“太 空 教 师”讲 了 一 堂 精 彩 的 太 空 科 普 课。这 场 充 满 奇 思 妙 想 的 太 空 授 课，让 科 学 的 种 子 在 亿 万 青 少 年 的 心 里 生 根 发 芽，如 图 为 课 堂 截 图，据 以 上 信 息，下 列 说 法 不 正 确 的 是（）A.信 息 中 的 北 京 时 间 2022年 3 月 2 3日 15时 4 4分 指 的 是 时 刻 B.中 国 空 间 站 绕 地 球 飞 行 时，空 间 站 里 的“太 空 教 师”处 于 平 衡 状 态 C.中 国 空 间 站 绕 地 球 飞 行 一 周 时，以 地 心 为 参

3、 考 系，位 移 为 零 D.“太 空 教 师”处 于 完 全 失 重 状 态，但 仍 受 地 球 引 力 作 用【答 案】B【解 析】【解 答】A.信 息 中 的 北 京 时 间 2022年 3 月 2 3日 15时 4 4分 指 的 是 时 刻，A 正 确，不 符 合 题 意；B.中 国 空 间 站 绕 地 球 飞 行 时，空 间 站 里 的“太 空 教 师”做 匀 速 圆 周 运 动，具 有 向 心 加 速 度，并 非 处 于 平 衡 状 态，B错 误，符 合 题 意；C.中 国 空 间 站 绕 地 球 飞 行 一 周 时，以 地 心 为 参 考 系，位 移 为 零，C 正 确，不 符

4、合 题 意；D.“太 空 教 师”处 于 完 全 失 重 状 态，此 时 所 受 地 球 引 力 全 部 提 供 向 心 力，D 正 确，不 符 合 题 意。故 答 案 为：B【分 析】开 讲 时 间 属 于 时 刻；空 间 站 的 讲 师 处 于 完 全 失 重 状 态，仍 受 到 地 球 的 引 力；以 地 球 为 参 考 系，空 间 站 运 行 一 周 的 位 移 等 于 0。2.（2分）在 水 平 面 上 固 定 了 三 个 点 电 荷，分 别 放 在 等 腰 梯 形 的 三 个 顶 点 上，AB AD=DC=1BC=L，电 量 关 系 及 电 性 如 图 所 示，静 电 力 常 数

5、为 k。E点 的 场 强 大 小 为（)A.0 B.绘 C,D,婴 Z?L2 L【答 案】C【解 析】【解 答】连 接 A E,如 下 图 所 示 则 A 点 的 点 电 荷 在 E 点 产 生 的 场 强 大 小 为 服=螺 则 B 点 的 点 电 荷 在 E 点 产 生 的 场 强 为 Ep=螺，方 向 水 平 向 左 L则 c 点 的 点 电 荷 在 E 点 产 生 的 场 强 为 Ec=婴，方 向 水 平 向 右 LB、C 两 处 点 电 荷 的 电 场 强 度 之 和 为“。=与，方 向 水 平 向 右 L乙 根 据 平 行 四 边 形 定 则，则 有 E 点 的 场 强 大 小 为

6、 E=娶 故 答 案 为：Co【分 析】利 用 点 电 荷 的 场 强 公 式 结 合 场 强 的 叠 加 可 以 求 出 E 点 电 场 强 度 的 大 小。3.（2分）两 位 同 学 为 了 测 一 个 内 部 不 规 则 容 器 的 容 积，设 计 了 一 个 实 验，在 容 器 上 插 入 一 根 两 端 开 口 的 玻 璃 管，接 口 用 蜡 密 封，如 图 所 示。玻 璃 管 内 部 横 截 面 积 S=0.2C M2,管 内 一 静 止 水 银 柱 封 闭 着 长 为 Li=5cni的 空 气 柱，水 银 柱 长 为 L=4 c m,此 时 外 界 温 度 为 7=27。&现 把

7、 容 器 浸 入 温 度 为 72=47。（：的 热 水 中，水 银 柱 静 止 时，下 方 的 空 气 柱 长 度 变 为 人=8.7 c m,实 验 时 大 气 压 为 76cmHg不 变。根 据 以 上 数 据 可 以 估 算 出 容 器 的 容 积 约 为（）A.5cm3B.7cm3C.10cm3D.12cm3【答 案】C【解 析】【解 答】设 容 器 的 容 积 为 V,由 气 体 的 等 压 变 化 可 知*=*省 口+5x0.2 _ K+0.2X8.7“273+27-273+47解 得 V=10.1cm3故 答 案 为：Co【分 析】利 用 气 体 的 等 压 变 化 可 以 求

8、 出 容 器 容 积 的 大 小。4.（2分）如 图 甲 所 示，每 年 夏 季，我 国 多 地 会 出 现 日 晕 现 象，日 晕 是 日 光 通 过 卷 层 云 时，受 到 冰 晶 的 折 射 或 反 射 形 成 的。如 图 乙 所 示 为 一 束 太 阳 光 射 到 六 角 形 冰 晶 上 时 的 光 路 图，a、b 为 其 折 射 出 的 光 线 中 的 两 种 单 色 光，下 列 说 法 正 确 的 是（）甲 乙 A.a 光 的 频 率 比 b 光 的 频 率 小 B.在 冰 晶 中，b 光 的 传 播 速 度 较 大 C.用 同 一 装 置 做 双 缝 干 涉 实 验 时，b 光

9、条 纹 间 距 更 大 D.从 同 种 玻 璃 中 射 入 空 气 发 生 全 反 射 时，a 光 的 临 界 角 较 小【答 案】A【解 析】【解 答】A.由 题 图 可 知 a 光 的 偏 折 程 度 比 b 光 的 偏 折 程 度 小，根 据 棱 镜 色 散 规 律 可 知 a 光 的 波 长 比 b 光 的 波 长 大，a 光 的 频 率 比 b 光 的 频 率 小，A 符 合 题 意；B.易 知 冰 晶 对 b 光 的 折 射 率 比 对 a 光 的 折 射 率 大，根 据 v=可 知 在 冰 晶 中，b 光 的 传 播 速 度 较 小，B 不 符 合 题 意；C.根 据=九 b 光

10、 波 长 小，则 b 光 条 纹 间 距 更 小，C 不 符 合 题 意；D.同 种 玻 璃 对 a 光 的 折 射 率 比 对 b 光 的 折 射 率 小，根 据 sinC=工 可 知 从 同 种 玻 璃 中 射 入 空 气 发 生 全 n反 射 时，a 光 的 临 界 角 较 大，D 不 符 合 题 意。故 答 案 为：Ao【分 析】利 用 光 的 折 射 角 可 以 比 较 折 射 率 的 大 小，利 用 折 射 率 的 大 小 可 以 比 较 光 的 频 率 大 小；利 用 折 射 率 的 大 小 可 以 比 较 光 传 播 速 度 的 大 小；利 用 光 的 频 率 可 以 比 较

11、光 的 波 长，进 而 比 较 干 涉 条 纹 间 距 的 大 小；利 用 折 射 率 的 大 小 可 以 比 较 全 反 射 临 界 角 的 大 小。5.（2分）如 图 甲 所 示 是 一 小 型 交 流 发 电 机 的 供 电 原 理 图，两 磁 极 N、S 间 的 磁 场 可 视 为 水 平 方 向 的 匀 强 磁 场，理 想 变 压 器 原、副 线 圈 分 别 与 发 电 机 和 节 能 灯 连 接，节 能 灯 上 标 有“2.5乙 0.75UZ”字 样 且 正 常 发 光。从 某 时 刻 开 始 计 时，发 电 机 输 出 端 的 电 流 随 时 间 变 化 的 图 像 如 图 乙

12、所 示，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.t=0.01s时，发 电 机 内 线 圈 平 面 与 磁 场 方 向 垂 直 B.电 路 中 的 电 流 方 向 每 秒 钟 改 变 2 5次 C.变 压 器 原、副 线 圈 匝 数 之 比 为 10：1D.若 把 小 灯 泡 换 成 一 量 程 足 够 的 电 压 表，交 流 发 电 机 转 速 加 倍，则 电 压 表 读 数 也 加 倍【答 案】D【解 析】【解 答】A.t=0.01s时，线 圈 中 感 应 电 流 最 大，此 时 发 电 机 内 线 圈 平 面 与 中 性 面 垂 直，与 磁 场 方 向 平 行，A 不 符 合 题 意；B

13、.电 路 中 电 流 的 周 期 为 0.0 4 s,每 个 周 期 电 流 方 向 改 变 2 次，所 以 每 秒 改 变 5 0次，B 不 符 合 题 意；C.变 压 器 原 线 圈 电 流 有 效 值 为/i=驾=3A变 压 器 副 线 圈 电 流 等 于 节 能 灯 的 额 定 电 流，为 七=%=0.3/4所 以 变 压 器 原、副 线 圈 匝 数 之 比 为 晟=#=白 C 不 符 合 题 意；D.交 流 发 电 机 输 出 电 压 峰 值 为=NBS3交 流 发 电 机 转 速 加 倍，则 em加 倍，原 线 圈 电 压 有 效 值 加 倍，副 线 圈 电 压 有 效 值 加 倍

14、，电 压 表 读 数 也 加 倍，D 符 合 题 意。故 答 案 为：D o【分 析 1 当 线 圈 感 应 电 流 最 大 时，线 圈 与 磁 感 线 方 向 平 行；已 知 周 期 的 大 小，结 合 一 个 周 期 内 电 流 方 向 改 变 2 次 可 以 判 别 电 流 方 向 改 变 的 次 数；利 用 电 流 的 峰 值 可 以 求 出 原 线 圈 电 流 的 有 效 值，结 合 电 功 率 的 表 达 式 可 以 求 出 副 线 圈 的 电 流，结 合 电 流 之 比 可 以 求 出 匝 数 之 比；利 用 电 动 势 的 表 达 式 可 以 判 别 转 速 加 倍 时 电 动

15、 势 和 电 压 都 加 倍。6.（2分）如 图 所 示，在 光 滑 的 绝 缘 水 平 面 上 有 一 正 方 形 线 框 a b e d,线 框 由 均 匀 电 阻 丝 制 成，边 长 为 L,总 电 阻 值 为 r。两 条 平 行 虚 线 之 间 存 在 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 大 小 为 B,磁 场 方 向 竖 直 向 下。线 框 abed在 外 力 作 用 下 沿 垂 直 于 c d方 向 以 速 度 v 匀 速 进 入 磁 场，速 度 方 向 与 磁 场 边 界 成 45。角，则 当 对 角 线 a c刚 进 入 磁 场 时（）A.线 框 产 生 的 感 应 电 动 势

16、 为 2 7C.线 框 所 受 外 力 大 小 为 歹 L?Y【答 案】DB.a c两 端 的 电 压 为 BLvD.线 框 中 的 感 应 电 流 为 华【解 析】【解 答】A.线 框 切 割 磁 感 线 时，有 效 长 度 为 L,所 以 电 动 势 为 BLv,A 不 符 合 题 意;D.电 流 等 于 5=牛 D 符 合 题 意;c.外 力 与 安 培 力 相 等，而 安 培 力 的 有 效 长 度 为 我 心 所 以 尸=1 6r方 向 与 边 界 垂 直 向 上，c 不 符 合 题 意；B.而 a c两 端 的 电 压 为 线 框 abc在 电 路 中 等 效 电 阻 的 电 压，

17、所 以 U=B 不 符 合 题 意。故 答 案 为：Do【分 析】利 用 动 生 电 动 势 的 表 达 式 可 以 求 出 电 动 势 的 大 小；利 用 欧 姆 定 律 可 以 求 出 电 流 的 大 小；利 用 平 衡 方 程 结 合 安 培 力 的 大 小 可 以 求 出 外 力 的 大 小；利 用 分 压 关 系 可 以 求 出 路 端 电 压 的 大 小。阅 卷 人-二、多 选 题（共 4 题；共 8 分）得 分 7.（2分）如 图 所 示，天 花 板 上 用 细 线 悬 挂 一 个 质 量 为 M 的 小 球，处 于 静 止 状 态。一 颗 高 速 子 弹 射 入 小 球 中，并

18、 停 留 在 小 球 中，射 入 时 间 极 短，然 后 从 最 低 点 摆 到 最 大 摆 角 处。下 列 说 法 正 确 的 是 A.从 子 弹 射 向 小 球 到 一 起 摆 到 最 大 摆 角 处 整 个 过 程 中，子 弹 与 小 球 组 成 的 系 统 水 平 方 向 动 量 守 恒 B.从 子 弹 射 向 小 球 到 一 起 摆 到 最 大 摆 角 处 整 个 过 程 中，子 弹 与 小 球 组 成 的 系 统 机 械 能 守 恒 C.子 弹 射 入 小 球 的 过 程 中，子 弹 与 小 球 组 成 的 系 统 水 平 方 向 动 量 守 恒 D.子 弹 与 小 球 作 用 完

19、 成 后，一 起 摆 到 最 大 摆 角 的 过 程 中，小 球、子 弹 及 地 球 所 构 成 的 系 统 机 械 能 守 恒【答 案】C.D【解 析】【解 答】A.子 弹 射 入 小 球 的 瞬 间 系 统 的 动 量 守 恒，可 在 整 个 过 程 中 子 弹 与 小 球 组 成 的 系 统 水 平 方 向 动 量 不 守 恒，A 不 符 合 题 意；B.子 弹 打 入 小 球 时 有 能 量 损 失，所 以 子 弹 与 小 球 组 成 系 统 的 机 械 能 不 守 恒，B 不 符 合 题 意;C.子 弹 射 入 小 球 的 瞬 间 运 动 中，子 弹 与 小 球 组 成 的 系 统

20、水 平 方 向 动 量 守 恒，C 符 合 题 意；D.子 弹 与 小 球 作 用 完 成 后，一 起 摆 到 最 大 摆 角 的 过 程 中，只 有 重 力 做 功，因 此 小 球、子 弹 及 地 球 所 构 成 的 系 统 机 械 能 守 恒，D 符 合 题 意。故 答 案 为：CDo【分 析】子 弹 射 入 小 球 瞬 时 系 统 动 量 守 恒，在 整 个 过 程 中 系 统 水 平 方 向 动 量 不 守 恒；子 弹 射 入 小 球 时 有 能 量 损 失 系 统 机 械 能 不 守 恒；子 弹 与 小 球 作 用 后 一 起 摆 动 的 过 程 中 机 械 能 守 恒。8.（2分）

21、1970年 4 月 2 4日，我 国 第 一 颗 人 造 卫 星“东 方 红 一 号”发 射 成 功，开 创 了 中 国 航 天 史 的 新 纪 元。科 学 家 钱 学 森 做 出 特 殊 贡 献，被 誉 为“中 国 航 天 之 父 目 前 我 国 在 轨 人 造 地 球 卫 星 有 上 千 颗 了。某 颗 地 球 同 步 卫 星 A 与 另 一 颗 地 球 中 轨 道 赤 道 卫 星 B,都 在 轨 且 正 常 运 行，B 卫 星 的 周 期 是 A卫 星 周 期 的 一 半。某 时 刻 B 卫 星 在 A 卫 星 的 正 下 方。则（）A.A 的 线 速 度 比 B 的 大 B.至 少 要

22、 经 过 2 4小 时，B 才 能 再 次 经 过 A 的 正 下 方 C.A 距 地 心 的 距 离 是 B 距 地 心 的 距 离 的 游 倍 D.B 卫 星 向 运 动 的 正 前 方 喷 气，可 使 B 变 轨，从 而 运 动 到 A 的 轨 道 上【答 案】B,C【解 析】【解 答】C.A 卫 星 的 周 期 大 于 B 卫 星 的 周 期，所 以 A 的 轨 道 半 径 大 于 B 的 轨 道 半 径，由 开 3幺 24R-T3旦 28R-T=解 得/?4：RB=V4：1C 符 合 题 意;A.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力=皿 肉 R可 得 R=347r2由 于 B

23、卫 星 的 周 期 是 A 卫 星 周 期 的 一 半，则 B 卫 星 圆 周 运 动 的 半 径 小 于 A 卫 星 圆 周 运 动 的 半 径，根 据 I7=GM-R-可 知，A 的 线 速 度 小 于 B 的 线 速 度，A 不 符 合 题 意;B.A 是 同 步 卫 星，相 对 地 面 静 止，而 B 的 周 期 为 A 的 一 半，B 比 A 要 多 运 动 1周 才 能 再 次 来 到 A的 正 下 方,27rx At=7-x At+2n所 以 B 在 a=24小 时 后 恰 好 经 过 A 的 正 下 方，B 符 合 题 意;D.B 只 能 向 后 喷 气 加 速 才 能 增 加

24、 轨 道 半 径，从 而 可 能 进 入 A 的 轨 道，D 不 符 合 题 意。故 答 案 为：BCo【分 析】利 用 开 普 勒 第 三 定 律 结 合 周 期 的 大 小 可 以 求 出 轨 道 半 径 的 大 小；利 用 引 力 提 供 向 心 力 结 合 半 径 的 大 小 可 以 比 较 线 速 度 的 大 小；利 用 运 动 的 周 期 结 合 转 动 的 角 度 可 以 求 出 B 运 动 到 A 正 下 方 的 时 间；B 要 进 入 A 的 轨 道 时 半 径 增 大 要 加 速 才 能 进 行 离 心 运 动。9.(2分)如 图 所 示，实 线 是 一 列 简 谐 横 波

25、 在 t=0时 刻 的 波 形 图，M 是 平 衡 位 置 距 0 点 5 m 的 质 点，虚 线 是 0.2s后 的 波 形 图，已 知 此 波 的 周 期 大 于 0.2s。下 列 说 法 中 正 确 的 是()A.该 波 遇 到 长 度 为 3 m 的 障 碍 物 时 将 会 发 生 明 显 衍 射 现 象 B.波 速 可 能 为 20m/sC.该 波 的 周 期 可 能 为 0.6sD.若 波 速 为 15m/s,00.2s内，质 点 M 运 动 的 路 程 为 60cm【答 案】A,D【解 析】【解 答】A.该 波 的 波 长 为 4 m,大 于 3 m,该 波 遇 到 长 度 为

26、3 m 的 障 碍 物 时 会 发 生 明 显 衍 射 现 象，A 符 合 题 意；C.若 波 向 右 传 播 0.2=(n+)T.(n=0)解 得 7右=03s若 波 向 左 传 播 0.2=(n+3 T 左(n=0)解 得 7左 7 0.27sC 不 符 合 题 意；B.若 波 向 右 传 播 V右=4右 黯 L 2,3-)解 得 v方=4花 1 m/s(九=0)所 以 D右=5m”A若 波 向 左 传 播 u左=仁 丁 左=舒(n=0，1，2,3.)解 得=4苣 3 m/s(n=0)所 以 左=15m/sB 不 符 合 题 意；D.若 波 速 为 15m/s,波 向 左 传 播，00.2

27、s时 间 间 隔 等 于 打，质 点 M 运 动 的 路 程 为 s=34=3 x20cm=60cmD 符 合 题 意。故 答 案 为：A D。【分 析】利 用 波 长 的 大 小 可 以 判 别 发 生 明 显 衍 射 现 象 的 障 碍 物 尺 寸 大 小；利 用 波 传 播 的 时 间 可 以 求 出 周 期 的 表 达 式，结 合 波 长 的 大 小 可 以 求 出 波 速 的 大 小；利 用 波 速 的 大 小 可 以 判 别 波 的 传 播 方 向 及 周 期 的 大 小，利 用 振 动 的 时 间 可 以 求 出 质 点 运 动 的 路 程。10.(2分)如 图 所 示，一 轻

28、弹 簧 一 端 固 定 在 倾 角 为 53。的 光 滑 斜 面 的 底 端，另 一 端 拴 住 质 量 为 Mp=2kg的 物 块 P,Q 为 一 质 量 为 MQ=4kg的 重 物，Q 与 P 接 触 但 不 粘 连。弹 簧 的 劲 度 系 数 k=lOON/m,系 统 处 于 静 止 状 态。现 给 Q 施 加 一 个 方 向 沿 斜 面 向 上 的 力 F,使 它 从 静 止 开 始 沿 斜 面 向 上 做 匀 加 速 运 动，加 速 度 为 a 且 大 小 未 知,已 知 在 前 0.2s时 间 内 F 为 变 力，0.2s以 后 F 为 恒 力，已 知 sin53=0.8,g=10

29、m/s2,贝 U()oB.力 F 的 最 小 值 Fmin=48NC.力 F 的 最 大 值 Fmax=64N D.Q 与 P 分 离 时 的 弹 簧 弹 力 F=28N【答 案】A,B,C【解 析】【解 答】AD.F 刚 作 用 时，弹 簧 弹 力 等 于 P、Q 的 整 体 重 力 的 分 力(Mp+MQ)gsin53。=kxr当 P 与 Q 分 离 时，弹 簧 的 形 变 量 为 型=巧-；就 2对 P 分 析 有 2 Mpgsin53=MPa解 得 a=8m/s1 2（1）（1分）通 过 比 较 两 小 车 的 位 移 来 比 较 两 小 车 的 加 速 度 大 小 是 否 可 行？（

30、选 填“可 行”或“不 可 行（2）（1分）已 知 两 小 车 质 量 均 为 5 0 0 g,实 验 数 据 如 表 中 所 示。实 验 次 数 小 车 拉 力 F/N 位 移 x/cm弹 簧 弹 力 为 F=kx2=32NA符 合 题 意，D 不 符 合 题 意；B.刚 作 用 时 F 最 小，P、Q 整 体 分 析 有 Fmin-（MP+MQ）gsin53。+kxl=（MP+MQ）a解 得 Fmin=48NB 符 合 题 意；C.分 离 时 F 最 大，对 Q 分 析 有 Fmax-MQgsin53。=MQa解 得 Fmax=64NC 符 合 题 意。故 答 案 为：ABC【分 析】利

31、用 整 体 的 平 衡 方 程 可 以 求 出 弹 簧 形 变 量 的 大 小，结 合 位 移 公 式 可 以 求 出 分 离 时 的 形 变 量 大 小；结 合 牛 顿 第 二 定 律 可 以 求 出 加 速 度 和 弹 簧 弹 力 的 大 小；利 用 整 体 的 牛 顿 第 二 定 律 可 以 求 出 F的 最 小 值；利 用 分 离 时 的 牛 顿 第 二 定 律 可 以 求 出 F 的 最 大 值。阅 卷 人 一 三、实 验 题（共 2题；共 7 分）得 分 11.（3 分）某 小 组 通 过 测 量 两 辆 小 车 在 相 同 时 间 内 通 过 的 位 移 来 比 较 它 们 的

32、加 速 度，进 而 探 究 加 速 度 与 力 的 关 系，实 验 装 置 如 图 所 示。将 轨 道 分 上 下 双 层 排 列，两 小 车 尾 部 的 刹 车 线 由 后 面 的 刹 车 系 统 同 时 控 制，能 使 小 车 同 时 立 即 停 下 来。通 过 改 变 槽 码 盘 中 的 槽 码 来 改 变 拉 力 的 大 小。（小 车 与 轨 道 间 摩 擦 很 小，可 忽 略 不 计）1中 0.1 22.3乙 0.2 43.52中 0.2 29.0乙 0.3 43.03甲 0.3 41.0乙 0.1 55.4分 析 表 中 数 据，你 能 得 到 的 结 论 是：。（3）（1分）如

33、果 还 要 利 用 上 述 装 置 进 行“探 究 加 速 度 与 质 量 的 关 系”实 验，实 验 条 件 应 调 整【答 案】（1）可 行（2）质 量 一 定 时，加 速 度 与 拉 力 成 正 比（3）槽 码 盘 中 的 槽 码 数 相 等（即 拉 力 相 等），通 过 改 变 小 车 中 的 槽 码 的 多 少 来 改 变 质 量 的 大 小【解 析】【解 答】（1）可 行，小 车 运 动 时 间 相 等，根 据=写 _可 得 2x2 a2（2）由 表 格 数 据 可 知，同 组 实 验，在 误 差 允 许 范 围 内，拉 力 之 比 与 位 移 之 比 相 同，则 芸=,（3）还

34、要 利 用 上 述 装 置 进 行“探 究 加 速 度 与 质 量 的 关 系”实 验，要 保 持 拉 力 不 变，改 变 小 车 质 量，故 应 保 持 槽 码 盘 中 的 槽 码 不 变，改 变 小 车 质 量。【分 析】（1）利 用 小 车 的 位 移 公 式 结 合 运 动 时 间 相 等 可 以 得 出 位 移 之 比 等 于 加 速 度 之 比；（2）利 用 表 格 数 据 可 以 得 出 质 量 一 定 时，加 速 度 与 拉 力 成 正 比；（3）当 拉 力 相 等 时，可 以 通 过 改 变 槽 内 的 槽 码 来 改 变 小 车 的 质 量 大 小。12.（4 分）酒 驾

35、严 重 危 害 了 公 共 交 通 安 全，打 击 酒 驾 现 象 已 成 为 日 常。如 题 图 甲 为 交 警 使 用 的 某 种 酒 精 检 测 仪，核 心 部 件 为 酒 精 气 体 传 感 器，其 电 阻 与 酒 精 气 体 浓 度 x 的 关 系 如 图 乙 所 示。甲 出/。（1）（2 分）某 同 学 自 行 设 计 了 简 易 酒 精 检 测 仪，如 图 丙 所 示，用 到 的 器 材 有 酒 精 气 体 传 感 器%、电 源（电 动 势 为 9.0叭 内 阻 未 知）、电 流 表（满 偏 电 流 为 1 0 0 n M,内 阻 为 9.5。），闭 合 开 关，周 围 无 酒

36、精 气 体，发 现 电 流 表 刚 好 满 偏，则 电 源 内 阻 为。；用 该 仪 器（选 填“能，“不 能”）检 测 酒 驾；L20L,0Y丙 丁 驾 驶 员 状 态 非 酒 驾 酒 驾 酒 精 气 体 浓 度 标 准（mg/mL）小 于 0.2 大 于 或 者 等 于 0.2检 测 器 状 态 只 有 绿 灯 亮 绿 灯 红 灯 都 亮（2）（2 分）另 一 位 同 学 查 阅 酒 精 检 测 仪 说 明 书 时 看 到 题 表，他 根 据 自 己 的 理 解 将 酒 精 检 测 仪 的 内 部 电 路 简 化 为 题 图 丁。只 有 绿 灯 亮 表 示 被 测 试 者 非 酒 驾，红

37、绿 灯 一 起 亮 表 示 被 测 试 者 酒 驾。图 丁 中 电 源 电 动 势 为 9.0V,内 阻 不 计，a 为 定 值 电 阻，为 酒 精 气 体 传 感 器，人、心 2是 彩 色 小 灯 泡，颜 色 一 红 一 绿，小 灯 泡 电 压 达 到 0.71/才 会 发 光，则 红 灯 为（选 填“人、功”），当 红 灯 刚 亮 时 通 过 其 的 电 流 为 A（保 留 两 位 有 效 数 字）。【答 案】（1）0.5；不 能（2）Li；0.28【解 析】【解 答】（1）电 流 表 刚 好 满 偏，则 电 流 表 两 端 电 压 为 力=1RA=0.95U此 时 周 围 无 酒 精 气

38、 体，则 Ri取 80C,其 两 端 电 压 为 由=/%=8V则 电 源 内 阻 为 r=E二=os。当 无 酒 精 气 体 时，R i电 阻 最 大，此 时 电 流 表 刚 好 满 偏，若 有 酒 精 气 体 时，R i电 阻 变 小，电 路 中 电 流 变 大，超 过 电 流 表 的 最 大 量 程，所 以 不 能 检 测 酒 驾。（2）颜 色 一 红 一 绿，小 灯 泡 电 压 达 到 0.7U才 会 发 光，所 以 亮 绿 灯 的 小 灯 泡 需 要 保 证 两 端 的 电 压 一 直 大 于 等 于 0.7 V,如 果 与 R i接 在 一 起，R i在 测 量 酒 驾 的 时 候

39、 电 阻 会 发 生 改 变，初 始 电 阻 大 时 应 当 不 让 小 灯 泡 亮，等 电 阻 变 小 让 小 灯 泡 亮，这 样 才 可 以 查 出 酒 驾，所 以 一 直 亮 绿 灯 的 小 灯 泡 应 当 与 定 值 电 阻 接 在 一 起，这 样 无 论 R i如 何 变 化，都 不 会 影 响 小 灯 泡 是 否 亮，且 与 定 值 电 阻 接 在 一 起 也 会 保 证 绿 灯 一 直 亮，所 以 L2是 绿 灯，L t是 红 灯。当 酒 精 浓 度 达 到 0.2mg/mL时，L i会 变 亮，此 时 L i两 端 电 压 为 0.7 V,已 知 电 源 电 动 势 为 9 V

40、,则 Ri两 端 电 压 为 8.3 V,根 据 图 乙 可 知 R i的 电 阻 为 3 0 C,则 当 红 灯 亮 时，通 过 其 电 流 为 人=雒=联 4 a0.2871【分 析】（1）利 用 电 流 表 满 偏 可 以 求 出 电 阻 两 端 的 电 压 大 小，结 合 欧 姆 定 律 可 以 求 出 电 流 表 的 电 压 大 小，结 合 闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律 可 以 求 出 内 阻 的 大 小；由 于 当 有 酒 精 时，电 阻 会 减 小 会 导 致 电 流 表 超 过 量 程，所 以 不 能 检 测 酒 驾；（2）由 于 灯 泡 的 工 作 电 压 要 大 于

41、0.7 V,所 以 接 在 R 1时，当 测 量 酒 驾 时 会 导 致 灯 泡 的 电 压 变 小 所 以 不 能 发 亮，所 以 绿 灯 只 能 与 定 值 电 阻 串 联；利 用 欧 姆 定 律 可 以 求 出 通 过 红 灯 的 电 流 大 小。阅 卷 人 四、解 答 题（共 3 题；共 4 5分）得 分 13.（15分）某 兴 趣 小 组 设 计 了 一 款 智 能 弹 跳 游 戏，简 化 模 型 如 图 所 示，有 一 长 为 L（已 知 量）的 空 心 上 下 无 底 的 圆 筒，圆 筒 顶 端 固 定 了 一 个 智 能 主 控 装 置（未 画 出），可 以 自 动 检 测 弹

42、 性 小 球 运 动 过 程 中 的 运 动 物 理 量 和 对 小 球 施 加 的 特 定 作 用 力，圆 筒 轴 线 上 与 筒 顶 端 等 高 处 有 一 弹 性 小 球，现 让 小 球 和 圆 筒 同 时 由 静 止 自 由 落 下，圆 筒 与 小 球 间 无 相 互 作 用 力，圆 筒 碰 地 后 立 即 竖 直 锁 住 让 它 停 止 运 动，小 球 碰 地 后 的 反 弹 速 率 为 落 地 时 速 率 的 等 倍，小 球 与 地 面 的 碰 撞 时 间 极 短，可 看 作 瞬 间 反 弹，运 动 过 程 中 圆 筒 的 轴 线 始 终 位 于 竖 直 方 向，若 小 球 第 一

43、 次 反 弹 上 升 到 最 高 点 时 刚 好 与 圆 筒 上 端 平 齐，则 智 能 主 控 装 置 就 会 进 行 智 能 识 别，提 示 游 戏 成 功。若 某 次 圆 筒 的 下 端 距 水 平 地 面 为 某 一 高 度 静 止 释 放，按 上 述 要 求 完 成 实 验，刚 好 提 示 游 戏 成 功，已 知 重 力 加 速 度 为 g,不 计 空 气 阻 力，求：（1）（5 分）在 游 戏 成 功 的 情 况 下，圆 筒 释 放 时 下 端 距 水 平 面 的 高 度 H；（2）（5 分）在 游 戏 成 功 的 情 况 下，小 球 从 释 放 到 第 一 次 落 地 所 经 历

44、 的 时 间 t；（3）（5 分）另 一 次 弹 跳 实 验，若 小 球 和 圆 筒 同 时 由 静 止 释 放 的 同 时，智 能 主 控 装 置 自 动 对 弹 性 小 球 产 生 一 个 竖 直 向 下 的 恒 力，将 小 球 快 速 向 下 弹 出，检 测 到 小 球 向 下 弹 出 的 加 速 度 大 小 为 5g,小 球 弹 出 过 程 中 圆 筒 刚 好 悬 停 不 动，求 圆 筒 与 智 能 主 控 装 置 的 总 质 量 M 与 小 球 质 量 m 的 比 值【答 案】（1）解：由/=2gh得 2g（H+L）=v2反 弹 后 速 度%=等 9vj=2gL4 72gL=5/解

45、得 q（2）解：设 小 球 从 释 放 到 第 一 次 落 地 的 时 间 为 t则 有 H+L=gt25Lt=h（3）解：设 智 能 主 控 装 置 对 小 球 施 加 的 力 的 大 小 为 F,则 圆 筒 受 到 的 反 作 用 力 也 为 F,对 圆 筒 F=Mg对 小 球 F+mg=m x 5g解 得 以=4m【解 析】【分 析】（1）小 球 反 弹 向 上 做 竖 直 上 抛 运 动，利 用 速 度 位 移 公 式 可 以 求 出 反 弹 后 的 速 度，结 合 反 弹 前 的 速 度 位 移 公 式 可 以 求 出 圆 筒 释 放 时 下 端 距 离 水 平 面 的 高 度；（2

46、）小 球 下 落 过 程 中，利 用 位 移 公 式 可 以 求 出 运 动 的 时 间；（3）圆 筒 处 于 悬 停，利 用 圆 筒 的 平 衡 方 程 结 合 小 球 的 牛 顿 第 二 定 律 可 以 求 出 两 者 质 量 之 比。14.（15分）2021年 5 月 28日 凌 晨，中 科 院 合 肥 物 质 科 学 研 究 院 的 全 超 导 托 卡 马 克 核 聚 变 实 验 装 置（如 图）创 造 新 的 世 界 纪 录，向 核 聚 变 能 源 应 用 迈 出 了 重 要 的 一 步。现 有 一 个 控 制 粒 子 运 动 的 简 化 模 型，如 图 所 示，同 一 平 面 内

47、存 在 两 同 心 圆 形 边 界，圆 心 在 O 点，半 径 分 别 为=Im、R2=2m,中 间 圆 形 区 域 内 没 有 磁 场，只 有 环 形 区 域 内 分 布 着 方 向 垂 直 于 纸 面 向 里、磁 感 应 强 度 大 小 为 B=0.4T的 匀 强 磁 场。在 圆 心。点 有 一 可 看 成 质 点 的 粒 子 源，只 在 与 磁 场 垂 直 的 平 面 内 朝 各 个 方 向 源 源 不 断 地 放 出 相 同 种 类 的 带 正 电 的 粒 子，各 粒 子 的 速 度 大 小 不 一 定 相 同，不 计 粒 子 重 力、粒 子 间 的 相 互 作 用 和 粒 子 间 碰

48、 撞，不 考 虑 相 对 论 效 应，粒 子 比 荷 3=2xl（）8cg。（1）（5 分）沿 垂 直 纸 面 向 里 方 向 看，粒 子 进 入 磁 场 后 是 顺 时 针 方 向 运 动 还 是 逆 时 针 方 向 运 动；若 某 个 粒 子 的 速 度 大 小 巧=1,6 x 107m/s,则 该 粒 子 进 入 环 形 磁 场 区 域 后，在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 ri多 大：（2）（5 分）若 刚 好 没 有 粒 子 穿 出 环 形 磁 场 的 外 圆 形 边 界，求 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 最 大 速 度；（3）（5 分）若 有 大 量 这 样 相 同

49、 的 粒 子 源 分 布 在 以 O 为 圆 心，以;七 为 半 径 的 圆 形 区 域 内（图 中 未 画 出），所 有 粒 子 源 射 出 粒 子 的 速 度 方 向 都 只 分 布 在 与 磁 场 垂 直 的 平 面 内，要 使 粒 子 源 放 出 的 所 有 粒 子 都 不 能 穿 出 外 部 圆 形 磁 场 边 界，若 磁 感 应 强 度 B=0.4T不 变，则 粒 子 源 放 射 的 粒 子 最 大 速 度 不 能 超 过 多 少？【答 案】（1）解：由 左 手 定 则，粒 子 进 入 磁 场 后 沿 逆 时 针 方 向 运 动；设 该 粒 子 在 磁 场 中 做 圆 周 运 动

50、的 半 径 为 1，对 该 粒 子=当 得=黄 解 得 该 粒 子 的 轨 道 半 径 勺=0.2m（2）解：由 对 称 性 可 知，只 要 第 一 次 在 磁 场 中 运 动 不 会 穿 出 磁 场 外 边 界，以 后 就 不 会 穿 出。若 粒 子 刚 好 不 能 穿 出 外 圆 形 边 界，设 其 轨 道 半 径 为 技，则 有 几 何 关 系（如 左 下 图）：Rl+rl=（R2-r2）2解 得 上=0.75m有 qv2B=得 也=曙 解 得 W=6.0 x 107m/s（3）解：同 理，由 对 称 性 可 知，只 要 第 一 次 在 磁 场 中 运 动 不 会 穿 出 磁 场 外 边