2021届河北省唐山市高三高考一模考试物理试题及答案.pdf

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1、唐山市2021年普通高中学业水平选择性考试第一次模拟演练物理注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共6小题，每小题4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 .氢原子吸收一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确 的 是()A.电子绕核旋转轨道半径增大 B.电子的动能会增大C.氢原子的电势能减小 D.氢原子的能级减小2 .如图所示，A B C D

2、 为倾角为3 0 正方形斜面，其中A B 与底边D C 平行、B C 与 A D 平行。斜面上一质量为1 k g 的物块，在斜面内施加平行于A B 向左的拉力F,物块恰好沿斜面对角线B D 匀速下滑。下列叙述正确的(g=1 0 m/s2)()A.物块受到摩擦力的方向平行于A D 沿斜面向上B.水平向左外力大小等于5 百 NC.滑动摩擦力的大小等于5 ND.物块与斜面间的动摩擦因数为迈33.如图所示，水平地面固定半径为5 n l 的四分之一圆弧A B C,0为圆心。在圆心0右侧同一水平线上某点水平向左抛出一个小球，可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D 点,D点到水平地面的高度为2 m,取 g=1

3、0 m/s 2,则小球的抛出速度是()卜乎oB38V153D.平4 .如图所示，在平直公路上行驶的箱式货车内，用轻绳A O、B 0 在 0点悬挂质量为5 k g 的重物，轻绳A 0、B 0 与车顶部夹角分别为3 0、6 0。在汽车加速行驶过程中，为保持重物悬挂在0点位置不动，重力加速度为g,箱式货车的最大加速度（）BA.2半c V-.2-D.#,g5 .如图所示，水平向右的匀强电场，电场强度大小为4QA、B、C、D是电场中一条电场线上相邻且间距均为R的四个点，在 D点固定正点电荷Q。现使一个带负电的粒子从A点以某一速度向右运动，粒子经过的各点电势6、粒子的速度V、电势能反及机械能E 变化正确的

4、（不计带负电粒子的重力及对电场的影响）6.假设在月球表面将物体以某速度竖直上抛，经过时间t物体落回地面，上升的最大高度为h。已知月球半径为R、万有引力常量为G,不计一切阻力。则月球的密度为（）37rh 6兀h 6h 87rhA.-z-B.-z-C.-D.-z-4Rt2 GRt2 G 兀 Rt?3GRt2二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7 .如图所示，理想变压器的初级线圈连接电压恒定的交流电源，初、次级线圈均接入阻值为R的负载电阻。当电键S断开时，与初级线圈连接的电压表明的示数为U

5、”与次级线圈连接的电压表的示数为U 2,则以下判断中正确的是（）U2A.电键断开时，初级线圈中的输入电流为一、U2Ru2+u2B.交 流 电 源 电 压 为-aC.电键闭合时，电压表明的示数减小D.电键闭合时，交流电源输出功率减小Y8.A、B两物体沿同一直线同向运动，0时刻开始计时，A、B两物体的一一f图像如下图所示，己知在t=10st时A、B在同一位置，根据图像信息，下列正确的是（）A.B做匀加速直线运动，加速度大小为lm/sB.t=6s时，A在前、B在后，B正在追赶AC.A、B在零时刻相距30mD.在OlOs内A、B之间的最大距离为49m9.如图所示，质量为0.妹g的四分之一圆弧轨道静止在

6、光滑水平面，右侧有固定在竖直平面内的光滑半圆轨道，半径为0.4m,下端与水平面相切。现在将质量为0.2kg可视为质点的小球，从图中A点静止释放，小球离开圆弧轨道后恰好能通过半圆轨道的最高点，重力加速度为lOm/s2,不计一切阻力。下列说法正确的（）A mA.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统动量守恒B.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统机械能守恒C.小球通过半圆轨道D点时，对轨道的压力大小为4ND.小球与圆弧轨道分离时，圆弧轨道的位移为0.5m1 0.如图，直角三角形0AC区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，/A=30、OC边长为L,在C点有放射源S,可以向磁场内各个方向发射速率为V。的

7、同种带正电的粒子，粒子的比荷为K。S2发射的粒子有一可以穿过0A边界，0A含在边界以内，不计重力、及粒子之间的相互影响。则（）3A.磁感应强度大小 一2 KLB.磁感应强度大小忆C.0A上粒子出射区域长度为 LD.0A上粒子出射区域长度为工2三、非选择题：共52分。第114题为必考题，每个试题考生都必须作答。第1516题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。1 1.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。1.0 2 0 3.0 4 0 5.0 6.0 7.0 m五（1）关于该实验的操作，下

8、列 说 法 正 确 的 是。A.必须用天平测出砂和砂桶的质量B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C.应当先释放小车，再接通电源D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为5 0H z,相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2,（计算结果保留三位有效数字）由实验得 到 小 车 的 加 速 度 a与力传感器示数F 的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力F k N o1 2.新能源汽车是汽车发展的主流方向，如 图（a）为车载动力电池组中一块电池，其技术参数是额定容量约 1 2

9、0 A h,额定电压约3.3 V,内阻约0.03 Q。现有一块该型号的旧电池，某研究小组用如图（b）所示电路测量该电池的电动势和内阻，其中电流表量程为1 00m A、内阻为9Q；定值电阻R.=1 Q。测得的数据如下表所示。图(a)图(b)次数12345R (Q )0.94.27.31 0.81 4.1I o (m A)1 005 03 42 52 0(1)实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是；(2)利用测得的数据在坐标纸上作出R 和;的图像，其 中 I 表示干路电流；(3)由图像可知，该 电 池 的 电 动 势 =V,内阻厂 Q。1 3 .如图所示，固定斜面倾角为。，小物块A 和 B 的质

10、量分别为2 m 和 m,与斜面之间的动摩擦因数分别为人 和 M 2 O 开始时小物块B 恰好静止在距离斜面顶端X。处，此时小物块B 所受摩擦力为最大静摩擦力。小物块A 从斜面顶端由静止释放，一段时间后与物块B 发生弹性正碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A 与 B均可视为质点，求：(1)物块A 与 B 发生碰撞后物块B 的速度；(2)若物块A 与 B 在斜面上只能发生一次碰撞，斜面长度应小于多少？1 4 .如图所示为一研究导体棒在磁场中运动 装置。两平行光滑金属轨道倾角为3 0 ,导轨间距d=l m。导轨上端通过单刀双掷开关可以分别与1、2相连，其 中 1 连接光电管，2连接一个电容C=0.2

11、5 F 的电容器。两平行导轨间存在着垂直于轨道平面向上的匀强有界磁场，磁感应强度B=I T,磁场长度D E=l m o 现利用光电管把光信号转换为电信号，A 和 K分别是光电管的阳极和阴极，电源电压为U。用发光功率为P的激光器发出频率为U的光全部照射在K上，开关与1 接通，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为临，普朗克常量为h,电子电荷量为e。初始时导体棒恰好能静止在磁场上边缘D处，导体棒垂直导轨放置，各处电阻均不计，重力加速度取1 0m/s2求：(1)光电子到达A 时的最大动能Ek”；(答案用字母表示)(2)假设每个入射的光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A,激光器发光功率P=1

12、 3.2 6w,v=6.4 X 1 0 H z,H=6.63 X 1 0 3 1J S.e=1.6X 1 0 1 9C,求导体棒的质量 m；(3)把开关快速搬到位置2,导体棒向下运动起来，在运动过程中始终与导轨垂直，求导体棒运动到E处时的速度大小。激光B（二）选考题：共9分。请考生从2道题中任选一题作答，并 用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂,按本选考题的首题进行评分。1 5 .2 0 2 0 年抗击新冠病毒已成为常态。如图为某学校所用手持3 L 消毒喷雾壶结构图，某同学装入1.5 1.水后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动

13、手柄打气2 0 次，每次打入气体体积相同，压强均为l O P a。从较高层教室窗口释放一软细塑料管并连接置于地面的喷壶嘴，接着打开喷水阀门，壶内水沿塑料软管上升停止上升时管内水面与壶内水面的高度差为1 0 m。测出塑料软管每米容纳水V=2 0 m l,不考虑环境温度的变化和壶内喷水管的体积，g=1 0 m/s2o求加压2 0 次后壶内的气体压强为多少。1 6.某种光学元件由两种不同透明物质I 和 I I 制成，其横截面如图所示，0为 A B 中点，Z B A C=3 0 ,半圆形透明物质I 的半径为R,一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿P 0 方向射入，折射至A C 面时恰好发生全发射，再从B

14、 C 边上的Q点垂直射出B C 边，真空中光速为c,光从P 传到Q所用时间求：（结果c可用根式表示）（1）该透明物质n 对该光的折射率窕；（2）该透明物质H 对该光的折射率唐山市2021年普通高中学业水平选择性考试第一次模拟演练物理(解析版)注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共6小题，每小题4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 .氢

15、原子吸收一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是()A.电子绕核旋转的轨道半径增大 B.电子的动能会增大C.氢原子的电势能减小 D.氢原子的能级减小答案：A解：氢原子吸收一个光子后，由玻尔理论可知，由低能级跃迁到高能级，电子绕核旋转的轨道半径增大，电子的动能减小，氢原子的电势能增大，氢原子的能级增大。故选A o2 .如图所示，A B C D 为倾角为3 0。的正方形斜面，其中A B 与底边D C 平行、B C 与 A D 平行。斜面上一质量为1 k g 的物块，在斜面内施加平行于A B 向左的拉力F,物块恰好沿斜面对角线B D 匀速下滑。下列叙述正确的(g=1 0 m/s2)()A.物块受到

16、摩擦力的方向平行于A D 沿斜面向上B.水平向左的外力大小等于5 6NC.滑动摩擦力的大小等于5ND.物块与斜面间的动摩擦因数为迈3答案：D解：A.物块受到摩擦力的方向沿着D B 斜向上，A错误;B.水平向左的外力大小等于F=mg s i n 3 0 -t a n 4 5 =5 NB错误；C.滑动摩擦力的大小等于f=7（s i n3 O ）2+F2=V2 F =5 V 2 NC错误；D.物块与斜面间的动摩擦因数为/一 f _ 5 V 2 _ V 6u -f=FN mg cos 3 0 31 U X2D正确。故选D。3.如图所示，水平地面固定半径为5m的四分之一圆弧ABC,0为圆心。在圆心0右侧

17、同一水平线上某点水平向左抛出一个小球，可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点,D点到水平地面的高度为2m,取gEOm/d,则小球的抛出速度是（）答案：C4 7 1 53解：小球在竖直方向做自由落体运动，则竖直分速度vv=2 x l 0 x（5-2）m/s =2 V 1 5 m/5垂直击中D点，速度反向延长线过圆心，如图所示根据几何关系，则有s i n 6 =3R 5解得。=3 7 则在D点，分解速度可得=&s t a n 3 7 0 3故选C o4.如图所示，在平直公路上行驶的箱式货车内，用轻绳A O、B 0 在 0点悬挂质量为5 k g 的重物，轻绳A 0、B 0 与车顶部夹角分别为3 0、6

18、 0。在汽车加速行驶过程中，为保持重物悬挂在0点位置不动，重力加速度为g,箱式货车的最大加速度（）答案：BV.-2D.氐解：对小球受力分析可得FA s i n 3 0 +FB s i n 6 0 =m gFB C O S 6 0 -FA C O S 3 0 =m a联立解得整理得G 2耳 m g-FA=m a当 FFO时，a取得最大值百故选B。5.如图所示，水平向右的匀强电场，电场强度大小为女QA、B、C、D 是电场中一条电场线上相邻且间距均为R 的四个点，在 D 点固定正点电荷Q。现使一个带负电的粒子从A 点以某一速度向右运动，粒子经过的 各 点 电 势 粒 子 的 速 度 V、电势能屏及机

19、械能E 变化正确的（不计带负电粒子的重力及对电场的影响）解：A.点电荷Q 在 C 点的场强大小为女QR2,C 点的合场强为零，所以从A 到 C 两点的合场强水平向右，则从 A 到 C 电势降低，C 点到D 点的合场强方向向左，从 C 点到D 点电势增大，故 A 错误;BCD.因为在A C 之间，负电荷受力方向向左，所以从A 点到C 点，电场力对负电荷做负功，速度减小，动能减小，电势能增大，从 C 点到D,负电荷受力方向向右，电场力对负电荷做正功，速度增加，动能增加，电势能减少，故机械能先减少后增大，故 C 正确，BD错误。故选C。6.假设在月球表面将物体以某速度竖直上抛，经过时间t 物体落回地

20、面，上升的最大高度为h。已知月球半径为R、万有引力常量为G,不计一切阻力。则月球的密度为（）八 3/rh n 671/1 八 6h n 8兀 h4Rr GR?G兀 RF 3GRt2答案：C解：由自由落体公式得h=-2设月球质量为M,月球表面质量为m 的物体所受重力Mmm gG 设月球体积为VV=-TTR33则 月球密度为Mp =V联立以上各式得6 P-TGTTRJ故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共 2 4 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6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。7.如图所示，理想变压器的初级线圈连接电压恒定的交流电源，初、次级

21、线圈均接入阻值为R 的负载电阻。当电键S 断开时，与初级线圈连接的电压表明的示数为U”与次级线圈连接的电压表1 的 示 数 为 则 以下判断中正确的是（）U1A.电键断开时，初 级 线 圈 中 的 输 入 电 流 为 U2Ru2+U2B.交流电源的电压为工Gc.电键闭合时，电压表明的示数减小D.电键闭合时，交流电源输出功率减小答案：BC解：A.设初级线圈中的电流为L,理想变压器原副线圈功率相等，可得7化简可得，4=7?，A 错误;U、RB.原线圈中电阻R 两端电压为U2U=1.R=q故交流电源的电压为U=U+U=U+U2QB正确；C.电键闭合时，副线圈电阻减小，电流增大，原线圈电流随之增大，原

22、线圈所接电阻R两端电压增大，原线圈电压减小，即电压表明的示数减小，C正确；D.电键闭合时，交流电源输出功率尸=。乙，由于电流增大，功率增大，D错误。故选BCoX8.A、B两物体沿同一直线同向运动，0 时刻开始计时，A、B两物体的一一f 图像如下图所示，已知在t=10st时 A、B在同一位置，根据图像信息，下列正确的是（）A.B做匀加速直线运动，加速度大小为lm/sB.t=6s时，A在前、B在后，B正在追赶AC.A、B在零时刻相距30mD.在 0、10s内A、B之间的最大距离为49m答 案:BD解：A.由匀变速直线运动的位移公式1 2_ =%/+at可得x 17=%+”对比B物体的图线可知L=2

23、 m zs2=lm/s22 10-6由相似三角形可知，图线与纵轴的交点坐标为4 m/s,即初速度为=4 m/s,加速度a=2m/s2,B物体做匀加速直线运动，A 错误；C.对比A 物体的图线可知，A 物体做匀速直线运动，速度为v=10m/s,在 t=10s时 A、B 的位移分别为xA=vt=00mxB=+g at=140m此时到达同一位置，故在0 时刻，A 在 B 前 40m处，C 错误;B.t=6s时，由C 中位移公式可得，A、B 位移均为60m,故 A 在前、B 在后，B 正在追赶A,B 正确;D.当 A、B 速度相等时，相距最远，%+at=v代入数据可得，=3 s,由C 中位移公式可得，

24、A、B 的位移分别为30m、21m,故此时的距离为Ax=40m+30m-2 lm=49mD 正确。故选BD。9.如图所示，质量为0.4kg的四分之一圆弧轨道静止在光滑水平面，右侧有固定在竖直平面内的光滑半圆轨道，半径为0.4m,下端与水平面相切。现在将质量为0.2kg可视为质点的小球，从图中A 点静止释放，小球离开圆弧轨道后恰好能通过半圆轨道的最高点，重力加速度为lOm/s不计一切阻力。下列说法正确的（）A.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统动量守恒B.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统机械能守恒C.小球通过半圆轨道D 点时，对轨道的压力大小为4ND.小球与圆弧轨道分离时，圆弧轨道的位移为0.5m答案：B

25、D解：A.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统竖直方向合力不为零，故系统动量不守恒，故 A 错误;B.小球沿圆弧轨道下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故 B 正确；C.小球离开圆弧轨道后恰好能通过半圆轨道的最高点，在半圆轨道的最高点Vmg-mR从D点到最高点mv2=-mgR在D点vn2N=3 2g=6N根据牛顿第三定律可知，对轨道的压力大小为6 N,故C错误；D.小球与圆弧轨道分离，由水平方向动量守恒得叫,=MVM由系统机械能守恒得m1 2 1 2sRM-fnv,+-M vM其中1 mv2 1 mv2 =-2cm gRc2 2且吟=Mx”,xm+xM M解得XM=0.5m故D正确。故选BDo1

26、0.如图，直角三角形OAC区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，N A=30、0C边长为L,在C点有放射源S,可以向磁场内各个方向发射速率为V。的同种带正电的粒子，粒子的比荷为K。S2发射的粒子有可以穿过0A边界，0A含在边界以内，不计重力、及粒子之间的相互影响。则（）AA.磁 感 应 强度大小$一2KLB.磁感应强度大小也KLC.0A上粒子出射区域长度为LD.0A上粒子出射区域长度为人2答案：BC2解：S发射的粒子有一可以穿过0A边界，根据左手定则可知，当入射角与0C夹角为3 0 的粒子刚好从03点射出，根据几何关系可知，粒子运动半径为R=L根据洛伦兹力提供向心力，则有2qv

27、oB=i喙解得人KL则沿CA方向入射粒子运动最远，半径为L,从0A上射出，故0A上粒子出射区域长度为L。故选BC。三、非选择题：共52分。第1114题为必考题，每个试题考生都必须作答。第1516题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。1 1.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。(1)关于该实验的操作,A.必须用天平测出砂和砂桶的质量B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C.应当先释放小车，再接通电源D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点

28、计时器使用的交流电源的频率为5 0 H z,相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2,(计算结果保留三位有效数字)由实验得到小车 加 速 度 a与力传感器示数F 的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力F k N o答案：(1).D (2).2.4 0 (3).1.0解：(1)1 A B.对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故 A B 错误;C.使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故 C错误;D.探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故

29、D正确。故选D(2)2 打点计时器使用的交流电源的频率为5 0 H z,相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点之间的时间间隔为T=5 x =0.1s根 据 心=。7 2 可得4T2io-2=2 40mzs2(3)3 根据牛顿第二定律可知2F 一 6.=ma解得 F r=1.0 N。1 2.新能源汽车是汽车发展的主流方向，如 图(a)为车载动力电池组中一块电池，其技术参数是额定容量约 12 0 A h,额定电压约3.3 V,内阻约0.0 3 Q。现有一块该型号的旧电池，某研究小组用如图(b)所示电路测量该电池的电动势和内阻，其中电流表量程为10 0 皿、内阻为9Q；定值电阻R0=1Q

30、。测得的数据如下表所示。图(a)图(b)次数12345R(Q)0.94.27.310.814.1Io (m A)10 05 03 42 52 0(D 实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是；(2)利用测得的数据在坐标纸上作出R 和;的图像，其 中 I 表示干路电流；(3)由图像可知，该 电 池 的 电 动 势 =V,内阻厂 Q。答案：(1).扩大电流表的量程(2).图见解析(3).3.2 3.4 (4).1.1 0.2分析】解：(1)口 实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是扩大电流表的量程；(2)2 电流表扩大量程后.,Lr .0.1x9./=/,.+=0.1A+-A=1A&1即量程扩大

31、10 倍，则 5次试验对应的干路电流I 分别为1A、0.5 A、0.3 4 A、0.2 5 A、0.2 0 A,则对应的:分别 为 1、2、3、4、5,则画出R-；图像如图(3)3 4 由闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)即R=由图像可知14-4E=k=-V=3.3V5-2ri =1.3013.如图所示，固定斜面倾角为。，小物块A和 B的质量分别为2 m 和 m,与斜面之间的动摩擦因数分别为山 和 一。开始时小物块B恰好静止在距离斜面顶端X。处，此时小物块B所受摩擦力为最大静摩擦力。小物块A从斜面顶端由静止释放，一段时间后与物块B发生弹性正碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与 B均可视为质点，

32、求：(1)物块A与 B发生碰撞后物块B的速度；(2)若物块A与 B在斜面上只能发生一次碰撞，斜面长度应小于多少？答案：（1）gGinj cos姐;）19/亍3解：(1)A加速下滑，由动能定理得(2 机g sin 0-2 Mg cos 0)xo=对于A B 碰撞过程，由动量守恒定律得2mv0-2mv+mv2由机械能守恒定律得g -2mv g-2mv+g mv1联立方程，解得J 2g(sin 8-M cos I)%4 J 2g(sin 0 一 冉 cos 6)/3 彩 3(2)若 A、B发生第一次碰撞后到恰好要发生第二次，运动时间为t,A的位移为1，xA-vtt+ata=g(sin。-”cos。)

33、B的位移为xB=v2t且有解得r=2 I2 x0 V g(sin9_|cos0)则斜面的长度L=x0+v2t=-14.如图所示为一研究导体棒在磁场中运动的装置。两平行光滑金属轨道倾角为3 0 ,导轨间距d=l m。导轨上端通过单刀双掷开关可以分别与1、2相连，其 中 1 连接光电管，2连接一个电容C=0.2 5 F 的电容器。两平行导轨间存在着垂直于轨道平面向上的匀强有界磁场，磁感应强度B=I T,磁场长度D E=l m,现利用光电管把光信号转换为电信号，A 和 K分别是光电管的阳极和阴极，电源电压为U。用发光功率为P的激光器发出频率为上的光全部照射在K上，开关与1 接通，回路中形成电流。已知

34、阴极K材料的逸出功为W。，普朗克常量为h,电子电荷量为e。初始时导体棒恰好能静止在磁场上边缘D处，导体棒垂直导轨放置，各处电阻均不计，重力加速度取l Or n/s%求：（1）光电子到达A 时的最大动能EM；（答案用字母表示）（2）假设每个入射的光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A,激光器发光功率P=1 3.2 6 w,V=6.4 X 1 0 H z H=6.6 3 X 1 0&J S、e=l.6 X 1 0 ,9C,求导体棒的质量 m；（3）把开关快速搬到位置2,导体棒向下运动起来，在运动过程中始终与导轨垂直，求导体棒运动到E处时的速度大小。答案：后 旧=e U +u-叱）；1 k g

35、；2 亚 m/s解：（1）根据光电效应方程可知h v-Wa=Ek0逸出的电子在电场中加速向A 运动，根据动能定理联立解得Ek m=e U +hv-W.（2）每秒钟到达K 极的光子数量为n,则nhvP每秒钟逸出电子个数为n个，则回路的电流强度I=net得/=,由平衡条件知，初始时刻hvmgsind=Bld解得PeBdm =-=I k ghvg si n 0(3)开关拨向2 后，导体棒开始在磁场中运动，当速度为v 时，由牛顿运动定律得mgsmO-Bld=ma由满足/=故Arq=CUA(7=Bd Ava=一Ar联立代入数据可解得mg sin 0m+CB2d24m/s2所以从D到 E 处做匀加速运动v

36、E=Y 2aL=2/2m/s(二)选 考 题：共 9 分。请 考 生 从 2 道 题 中 任 选 一 题 作 答，并 用 2B 铅笔将答题卡上所选题目对 应 的 题 号 右 侧 方 框 涂 黑，按 所 涂 题 号 进 行 评 分；多 涂、多 答，按 所 涂 的 首 题 进 行 评 分；不涂,按 本 选 考 题 的 首 题 进 行 评 分。15.2020年抗击新冠病毒已成为常态。如图为某学校所用手持3L消毒喷雾壶结构图，某同学装入1.5L水后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动手柄打气2 0 次，每次打入气体体积相同，压强均为10Pa。从较高层教室窗口释放一软细塑料管并连接置于地面的喷壶嘴，接着打开喷水

37、阀门，壶内水沿塑料软管上升停止上升时管内水面与壶内水面的高度差为10m。测出塑料软管每米容纳水Vo=20m l,不考虑环境温度的变化和壶内喷水管的体积，g=10m/s2o 求加压20次后壶内的气体压强为多少。解：加压20次，对壶内封闭在水上方的空气和打入的空气做等温变化初态：P|=latm 匕=1.5乙 +20%末态：压强设为2，匕=L 5 L由玻意耳定律得P M =P2V2打开喷水阀门，塑料软管内水停止上升时，壶内水面上方气压0=B+。水匕=L 5 L +1 0%由玻意耳定律得“2%=，3 匕解得p2=2.3 X 1 05Pa1 6.某种光学元件由两种不同透明物质I 和 I I 制成，其横截

38、面如图所示，0为 A B 中点，Z B A C=3 0 ,半圆形透明物质I 的半径为R,一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿P 0 方向射入，折射至A C 面时恰好发生全发射，再从B C 边上的Q点垂直射出B C 边，真空中光速为c,光从P 传到Q所用时间求：(结果c可用根式表示)(1)该透明物质H 对该光的折射率m；(2)该透明物质I I 对该光的折射率n1 0解：(1)由题意可知，光线射向A C 面恰好发生全反射，反射光线垂直于B C 面从棱镜射出，光路图如图所示a设光线在透明物质n中发生全反射的临界角为C,在M点刚好发生全反射。由几何关系可知c=6 0，则有.c 1s i n C =2解得2百(2)物 质I中光速c4=一 i物 质I中用时R%=-K物质n中光速cV2=n2由几何关系知OM=OA=RMC=AC-AM=-R-y/3 R =R33所以MQ=MC cos30 4物质II中用时OM+MQ 3R%=-=-彩 2岭又因为光从P传到Q所用时间2G D，=:+/2=-RC联立解得%=6