2021年高考物理模拟考场仿真演练卷(课标全国卷)（解析版）.pdf

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1、绝密启用前2021年高考物理模拟考场仿真演练卷第七模拟一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共2 4分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.真 空 中 一 个 静 止 的 铀 原 子 核 经 一 次a衰变后变成一个新核社核，衰变方程为置Uf$Th+；H e,若甘U的半衰期为3下列说法正确的是（）A.铀核知U的中子数比牡核降T h多2个B.发生核反应后，产生的十Th由高能级向低能级跃迁，会释放a射线C.衰变前置U核的质量等于衰变后记T h核的质量与a粒子的质量之和D.经过2 r的时间，2 0个留U核中有1 0个已经发生了衰变【答案】A【解析】A.由核反应方程前后质量数和电荷数守恒可知，铀核置

2、U的中子数比电土核转Th多2个，故A正确；B.发生核反应后，产生的记Th由高能级向低能级跃迁时，发射的是丫射线，故B错误；C.肾u核的衰变过程，存在质量亏损，衰变 后$T h核的质量与a粒子的质量之和小于衰变前肾U核的质量，故C错误；D.半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。故选Ao2.新能源汽车已经成为未来汽车发展的趋势，2 0 2 0年广州车展期间中国车企推出一款国产新能源汽车。试车员某次在水平路面上测试该车性能过程中，车上速度传感器拟合出的速度随时间变化图像如图所示，下列说法正确（）A.0 2.5s内汽车的平均速度等于12.5m/sB.02.5s内汽车位移大小为3

3、1.25mC.02.5s内汽车座椅对试车员的作用力不断减小D.r=2.5s时，汽车加速度大小为lOm/s?【答案】C【解析】A B.若物体做匀加速运动时，在2.5s内通过的位移为x=x 2.5 x 25m=31.25m2由于汽车在02.5s内做加速度减小的加速运动，汽车位移大31.25m,0 2.5s内汽车的平均速度为v=3L25 Ms=12.5m/st 2.5故A、B错误；C.在v-f图象中，斜率代表加速度，故在02.5s时间内，新能源汽车的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律,汽车座椅对试车员的作用力逐渐减小，故C正确；D.若物体做匀加速直线运动，此时加速度大小为a-=m/s2=10m/s2t

4、2.5在 图 象 中，斜率代表加速度，由图可知，新能源汽车的加速度逐渐减小，故z=2.5s时汽车加速度小于10m/s2,故D错误。故选C。3.竖直面内一半圆柱形的轨道中放置有两根长为/的通电直导线，其截面如图所示。为半圆的圆心，导线。固定在。点正下方的。处，且通有大小为/。、方向垂直纸面向里的电流。当导线人中通入大小为人、方向垂直纸面向外的电流时，刚好能静止在与。点等高的A处。将6导线放在。处，电流减小为4时，恰好静止。已知导线。中电流在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小为6 =女%（%为大于零的常量，r为该点到导线。的距离），NCOD=6 0 ,则（）CA.导线。中的电流在。点产生的磁感应强

5、度大小是在A点的两倍B.导线人在A或。位置时对轨道的压力可能大于其重力C.导线。在。处时两导线间的安培力比导线b在4处时的大D.导线。在4处的电流大小是其在。处的两倍【答案】D【解析】A.设半圆的半径为R,则A、C两点间的距离为0 R,导线。中电流在A点产生的磁场的磁感应强度大小为同理导线a中电流在。点产生的磁场的磁感应强度大小为A错误；B.对导线。受力分析可知，导线匕受重力m g、安培力/和 弹 力 乙 的作用，其受力分析如图所示设a、b两导线间的距离为d,由力三角形与几何三角形相似可得mg J 厂 FR-R-d dF=1tngB错误;C D.当b导线在A处时，匕导线受到的安培力大小为耳=y

6、2mg当。导线在。处时，b导线受到的安培力大小为F2=BJJ=k =mg故有kwR解得=2AC错误，D正确。故选D。4.如图所示，倾角为。的斜面上有一无动力小车，小车里用细绳悬挂一个小球。当小车沿斜面向下加速滑动时，悬线与垂直斜面0 b方向的夹角始终为a （a 。），则可求小车的底面与斜面间的动摩擦因数为()A.=t a n0 B.M =t a n（。一a）C.=s i n（8-a）D.=t a n a【答案】D【解析】对小球受力分析如下则有T co s a =mg co s 0mg s i n 0 -T s i n a =ma对整体受力分析，根据牛顿第二定律有a =g s i n 8一g c

7、o s 9联立解得 =t a n aA B C错误，D正确。故选D。5.抗震救灾时，地面交通被阻断，可用直升机向灾区投放救灾物资。某次投放时，低空匀速水平飞行的直升机，将一救灾物资相对直升机由静止释放，不考虑空气阻力的影响，救灾物资投放后在空中运动的第1 S内动量变化量为“i、动能变化量为A E u，第2 s内动量变化量为“2、动能变化量为域2则下列关系式正确 的 是（）A.A p j =A p2,A Ek 2=A Ek l B.A p,=A/72,A k 2=3A k lC.P =2 A 2，Ek2=3 Aki D.1=2即2，A k 2=4 A Ek l【答案】B【解析】在平抛运动中，不考

8、虑空气阻力，其外力为重力，重力的冲量等于物体动量的改变量，满足动量定理mgh=M机 g，2 =2而 =,2 =1 S ,故P=第Is内动能的变化量阻=EkEk 0=I）2 _ g 相片+=J吟第2 s内的动能变化量A%=%-昂Eg=（拆+嗑 _ ；m Q说+匕）2 =；双 嗑-匕）据平抛运动的规律得%=gj匕，2=g，2而 f；=Is ,&=2 s ,故1 2 1 24 i =彳机匕i=”g2 2 o o 3 )AEk2=3啾4g2 -g2)=万mg?%3 AEk l故选B。6.如图，质量分别为巾A=2 k g,，B=l k g的物体A B通过轻绳相连，轻绳搭在定滑轮上开始时A静置于水平桌面上

9、，绳处于水平拉直状态，B距地面的高度大于0 8,已知A与水平桌面的动摩擦因数=0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑绳与滑轮的摩擦。现将B由静止释放,则物体B运动至最低点的过程中()B0 .Q (-1I -4A.物体A会滑动B.物体B的机械能守恒C.物体A、B系统的机械能守恒D.物体A、B系统的水平方向动量守恒【答案】A【解析】A.假设A不滑动，则当B运动到最低点时，绳子拉力大于其重力，对于A,其最大静摩擦力为f =根Ag =6N?MB故假设不成立，A在B运动至最低点前会滑动。Ai E确；B.因为A会滑动，所以B的机械能会减少。B错误；C.因为物体A克服摩擦力做功，所以物体A、B系统机械能

10、不守恒。C错误：D.在水平方向上，物体A、B系统受到摩擦力，合外力不为零，动量不守恒。D错误。故选Ao7.电吹风是常用的家用电器，一种电吹风的内部电路如图所示，图中氏c、d为四个固定点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。已知电吹风吹冷风时的输入功率为60 W,小风扇的额定电压为60 V,正常工作时小风扇的输出功率为5 2 W,变压器为理想变压器，则（）A.当扇形金属触片P 与触点c、d 接触时，电吹风吹热风B.当扇形金属触片P 与触点心 匕接触时，电吹风吹冷风C.小风扇的内阻为8。D.变压器原、副线圈的匝数比为以=【2 6【答案】c【解析】A.由电路知识可知，当扇形金属触片P 与 c、d

11、 接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均没有接通，故此时电吹风处于停机状态，选项A 错误；B.当扇形金属触片P 与触点。、人 接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均处于接通状态，此时电吹风吹热风，选 项 B 错误；C.由于小风扇的额定电压为6 0 V,吹冷风时小风扇的输入功率为6 0 W,故小风扇正常工作时的电流为/=1AU小风扇内阻消耗的电功率为A/=60W-52W=8W由AP=&可得r=8C选项C 正确；D.由题意可知，变压器原线圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为6 0 V,故有n,_ 17,_ 11*一 瓦 一5选项D 错误。故选C。8.如图所示，-根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固

12、定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为根的带电荷的小球，在水平向右拉力K 的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球3所受电场力的大小为一根g。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于（）44 3 4A-Fo B-c-Fo D-【答案】c【解析】有电场时小球对圆管的压力为FN=J（mS）2+由平衡条件可得L L 5F、=再4有撤去电场后小球对圆管的压力为FN=mg由平衡条件可得4F=从琮=m期=;玲所以C 正确；ABD错误：故选C。二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共 16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4 分，选对但不全的

13、得2 分，有选错的得0 分。9.嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回 三步走。我国发射的“嫦娥三号 卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为6 的轨道上绕月球做周期为T 的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月。已知月球的半径为R,引力常量为G,忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是（）A.物体在月球表面自由下落的加速度大小为4 兀2(7?+3T2/?2B.“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为干C.月球的平均密度为3/（R+D.在月球上发射月球卫星的最小发射速度为邺TR【答案】AC【解析】A.在月球表面，重力等于万有引力，则Mmmg=G-对于“嫦娥三号 绕

14、月球做匀速圆周运动过程，由万有引力提供向心力得GMm4兀2-二 m(R+/Z)2 T2(/?+/?)解得4兀2(我+)3g-故 A 正确;B.“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动,轨道半径rR+h则它绕月球做匀速圆周运动的速度大小2兀(/?+)v=-T故 B 错误;C.由上式得月球的质量M=42(R+九)3GT2而 丫=4兀 n 3,可得月球的平均密度337(R +/Z)3p=-；：GT2R3故 C 正确;D.设在月球上发射卫星的最小发射速度为v,则有尸 Mm v2G m R-R即V=屈=2兀（丁）依+人R故 D错误。故选A C o1 0.如图所示，一轻质弹簧置于固定的光滑斜面上，下端固定在斜面上

15、，弹簧原长时上端在。点，将一物块甲轻放在弹簧上端静止释放，甲下降至A点时速度最大，下降至最低点B时，加速度大小为|g,。8长度为&换用另一质量为?的物块乙从距。点为L的 C点静止释放，也恰好将弹簧压缩至8点，不计空气阻力，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g,0=37。，(s i n 37 0=0.6)贝 lj()3A.弹簧最大弹性势能为a g L9C.乙在B处的加速度大小为彳g【答案】B C D【解析】A.根据所以选 项 A 错误；B.根据则B.弹簧的劲度系数为也空5L2 7D.乙 的 最 大 动 能 为 2 g L40m gL sin0=EPfnmg2L sin0=EPmA 2 2 t|j =

16、21nEPm=2mgL s i n。mgLkL -s i n 0-4|0.6 g2 周话 s i n 0 4mg s i n 0 12mgLL5L故 选 项 B 正确;C.加速度故 选 项C正确。_ kL-mg s i n 3 _ 9gc i =m5=1.8 gD .根据解得：选 项D正确。故选B C D。mg s i n 0=mg；L sin “+2 7纥，广 而 作心11.如图所示，一半圆形内壁光滑的细管PQ竖直放置，半径为R,圆心为。，0尸与水平方向的夹角为。=37,空间存在竖直方向的匀强电场（未画出）。一直径比细管内径略小的小球以初速度=旅（g为重力加速度）沿管的切线方向从P点射入细管

17、，小球从。点离开时的速度为2版。已知小球的质量为加、带电荷量为+4，s i n 37 0=0.6 o下列说法正确的是（）meA.电场强度的大小 为#2qB.小球在管内先加速后减速5 mgC.小球在管内与圆心等高处受到的合力大小为jqD.小球在细管内运动过程中对细管的最大压力为空空4【答案】B D【解析】A.小球从P点运动到。点的过程中由动能定理有；加（2病一；/$(mg+Eq).2R s i n 37 =解得E44qA 错误：B.电场力和重力的合力竖直向卜，小球在管内运动过程中合力先做正功后做负功，即先加速后减速，B 正确；C.小球从P点运动到与圆心等高处的过程中由动能定理有(mg+Eq)Rs

18、 i n 37 =g-gmv1对小球受力分析有2F=%Nl R此时小球受到的合力大小(砌+mg)2=乎加 gC 错误；D.小球运动到最低点时对细管的压力最大，小球从尸点运动到最低点的过程由动能定理有D 正确。(m g +%)R(s i n 37 0+l)=g m说对小球受力分析有r口 球Fm-m g-E q -r-K由牛顿第三定律有尸 压=尸N 2解得2 57 n g压 一 4故选BD,1 2.如图所示，两块水平放置的金属板距离为4,用导线、开关K 与一个匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场8 中，两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面（绝缘）静止放置一个质量为加、电荷量为+4 的

19、小球，K 断开时传感器上有示数（K 断开时两极板电荷量为零），K 闭合后传感器上的示数变为原来的一半。（重力加速度为g）则（)A.线圈中磁场B 的变化情况为均匀增强B.线圈中磁场B 的变化情况均匀减弱c.磁 通 量 变 化 率 华=臀 t 2nqm（dD.磁通量变化率芸=士 t 2q【答案】AC【解析】AB.K 闭合时传感器上的示数变为原来的一半，有平衡关系可知，电场力等于重力的一半，且恒定不变，方向竖直向上，所以上方的金属板带负电，根据楞次定律可知，磁场正在均匀增强，故 A 正确，B错误；C D.由题意可知 1q E-m g又因为 U 口 岫E=一,U =n-d Ar则A。_ m g dZ

20、2nq故 C 正确，D 错误。故选ACo三、非选择题：共 62分，第 912题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1316题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共 47分。1 3.打点验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。电火花计时器(1)除图示器材外，下列器材中，必需的一组是(只有一个选项符合要求，填选项前的符号)A.直流电源及导线、天平及祛码B.直流电源及导线、刻度尺C.交流电源(220V,50H z)及导线、天平及祛码D.交流电源(220V,50Hz)及导线、刻度尺图(2)下图中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器打下。点(中未标出)时，重锤开始下落，。、b、c

21、 是打点计时器连续打下的3 个点。刻度尺的刻线与。点对齐，a、b、c 三个点所对刻度如图所示。打点计时器在打出b点时锤下落的高度hb=c m,下落的速度为v z,=m/s(计算结果保留3 位效数字)。(3)某同学用上述方法测出各计数点到。点的距离力，算 出 对 应 的 速 度 平 方 并 作 出/图像，设当地重力加速度为g。下 列 说 法 正 确 的 是。(填选项前的符号)A.力图像一定过原点B.若 力图像是一条过原点的直线，则机械能一定守恒C.若/一 人 图像是一条过原点的直线，则斜率等于gD.若一一图像是一条过原点的直线，则斜率略小于2g【答案】D 1 9.4 0 (1 9.3 8-1 9

22、.4 2)1.9 4 (1.9 3 1.9 5)A D【解析】(I)U1 电磁打点计时器需要的电源是交流电源；打点的时间间隔是0 0 2 s,不需要秒表；验证机械能守恒定律的实验可以不用测量重物的质量，可以不要天平；测量长度要用到米尺。故选D。（2）2 由图可知,打点计时器在打出点时锤下落的高度版为1 9.4 0 c m。3 用a、c两点的平均速度代表b点的瞬时速度有VI,=%一%2T(2 3.4 5-1 5.7 0)x 1 0-20.0 2 x 2=1.9 4 m/s（3）4 若机械能守恒则有mgh=inv1整理后有v1=2gh则若机械能守恒则v2的图像是一条过原点，且斜率为2 g 的直线，

23、但由于有空气阻力以及纸带和限位孔之间有摩擦等，导致有实验误差，则该直线过原点，但斜率略小于2 g。故选A D。1 4.某同学要测量旧手机内锂电池的电动势和内电阻。现有如下实验器材：锂 电 池（电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为5 0 0 m A）电压表V（量程0 2 V,内阻为2.0 X 2）电流表A（量程0 0.5 A,内阻约为0.5 C）滑动变阻器4（0 2 0。，额定电流5 A）滑动变阻器&（0 l（X X）Q,额定电流1 A）定值电阻R.3 =5。0。定值电阻R&=2 0 0 0。开关和导线若干（1）他设计了电路图如图甲所示。为了能准确地进行测量，方便操作。实 验 中 应

24、选 用 的 滑 动 变 阻 器 是,定 值 电 阻 是。（在空格内填写序号）（2）该同学连接好电路后，通过改变滑动变阻器触头位置，记录下多组电压表V 和电流表A 的示数。和/。并作出。一/图像，如图乙所示。则 该 实 验 中 被 测 电 源 的 电 动 势 后=V；内阻r =C。（结果保留三位有效数字）（3）该实验中因电压表和电流表的内阻影响，造成实验中被测电动势的测量值与真实值相比，测量值真实值。（填 大于、等于”或 小于”）【答 案】3.6 0 6.0 0 小于【解 析】（1）口旧手机内锂电池的内电阻较小，为了让外电压有明显变化和方便实验操作，则滑动变阻器的总阻值尽量小点，故选滑动变阻器凡

25、;2 电 压 表V的 量 程2 V且内阻已知，而锂电池的电动势约为3.7 V,则电压表的量程够，可串电阻改成大量程的电压表，有2V八二赤+&X 2.5 V2V2kQ(&+&)=4V收事电阻&后的 量 程4V较 合 适，故定值电阻选&=200。；2r _ 1.802060r-6.00。（2）3 电 压 表 的 量 程 改 为 原 来 的2倍，根据全电路的欧姆定律有2U=E-Ir则可得U上2故 有U-/图像的斜率和纵截距可得E=1.80,2解得E=3.60V,（3）5 本实验采用伏安法的电流表内接法测电源的电动势和内阻，因电压表分流导致电流表测干路电流偏小，作出测量图像和真实图像，如图所示1 5.

26、如图所示，质 量 町=5.0 k g 的物体A 静止在水平面上，物体A 与水平面间的动摩擦因数必=05,与物体A 的距离为=2.5 m 处静止着一质量加2 =1 7.5 k g的物体B。从某时刻开始，给物体A施加一水平向右、大小为尸=5().()N 的恒力，使物体A 由静止开始做匀加速直线运动。之后与物体B发生正碰(碰撞前的瞬间撤去恒力)，碰撞时间极短，碰撞后物体A被反弹，物体B沿水平面向右滑动x =0.5 m 后停止运动，最终物体A、B相距s =0.9 m。重力加速度g 取 l O m/s?，求：(1)与物体B碰撞前、后的瞬间，物体A的速度大小；(2)碰撞后的瞬间，物体B的速度大小；(3)物

27、体B与水平面间的动摩擦因数。A B【答案】(l)5 m/s,2 m/s；(2)2 m/s；(3)0.4【解析】(1)由题意可知，物体A碰前向右做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得q =5 m/s2网其中F(=m g由运动学公式可得，物体A碰前的速度为匕=J 2 als =5 m/s物体A与物体B碰后，物体A反弹向左做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可得耳 二 /2=/话=5 m/s 7nl由运动学公式可得，物体A碰后的速度为v/=1 2 a-x）=2 m/s（2）规定向右为正方向，对于物体A与物体B的碰撞过程，由动量守恒定律可得mivl=一 g 匕+m,v2解得，碰撞后物体B的速度为v2=2 m

28、/s（3）碰撞后，物体B向右做匀减速直线运动，山牛顿第：定律可得%=-2-=4 m z s 2 2x解得也=0.41 6.在一起交通事故中，货车司机急刹车，车轮抱死后货车沿直线撞向护墙后立即停止运动置于车厢中点的一个小工具盒B （可视为质点）在车停止运动前一直与车一起以相同的速度运动，车停止运动后开始相对车厢底板向前滑动，撞到车厢前挡板后反弹B与车厢挡板碰撞无机械能损失，B最终停在车厢尾部边缘。警察斯查现场时测得车厢长L=1 0.0 m,查到汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为网=0.7；警察根据路面留下的擦痕测出车轮抱死后货车运动的距离So=3.5 m,为了测量B与车厢底板之间的动摩擦因数，警察

29、用一根橡筋吊起B,平衡时橡筋伸长M=1 0.0 c m,用该橡筋在车厢底板上水平缓慢拉动小盒，橡筋伸长为X2=8.0 c m。若橡筋产生的弹力大小与其伸长量成正比。取 g=1 0 m/s 2,求：（1）小盒与车厢之间的动摩擦因数；（2）轮胎抱死时车的速度大小。+m)g=(M+m)au；VQ=-【答案】0.80；（2）17m/s【解析】（1）设小盒质量为，力 橡筋劲度系数为七则kX-mg仇=联立可解得=0.80（2）车停止运动前，由牛顿第二定律可得设到护墙时的速度为也，则对小盒，据动能定理可得联立代入数据可 得%=17m/s。1 7.如图甲，竖直平行放置的足够长的光滑金属导轨“、h（不计电阻），

30、间距L=lm，导轨上端P、。两点间（P、。连线水平）通过导线接有一阻值火=1C的定值电阻和电容为C=9F的电容器，正方形PQNM区域及C O下方区域存在垂直导轨平面向里的磁场，边界与C O的间距为=2.2m,C O下方区域磁场的磁感应强度为稣=仃。质量机=1kg、长也为乙=im、电阻不计的匀质导体棒始终与导轨垂直并接触良好，开始时仅闭合给导体棒一个合适的初速度%,让其从磁场上边界PQ连线处下落并开始计时,导体棒正好在PQMW区域做匀速运动，PQ M 0区域磁感应强度随时间变化的8-f图像如图乙所示。时1 1 .L-L)=0-m vi刻，导体棒正好到达磁场的下边界MN处，弓 时 刻 到 达 处，

31、运动过程中电容器始终未被击穿,g=1 0 m/s2,求：(1)导体棒在PQM0区域匀速运动的速度%和导体棒到达C 处的时刻L ；(2)4 时间内回路生成的电能以及。弓 时间内通过定值电阻R的电荷量4；(3)若 时刻后在导体棒上施加一大小 为 答 N、方向竖直向上的外力与卜，导体棒运动至CD时撤去外力，并断开加，闭合S 2,试分析导体棒的运动状态及从进入CO时刻起经过1 s 电容器中储存的能量。【答案】(1)1 0 m/s,0.3 s；(2)5 J,2C；(3)导体棒竖直向下做匀加速直线运动，4.5 J【解析】(1)0%时间内导体棒以速度均匀速下落，由法拉第电磁感应定律有E=由闭合电路欧姆定律有

32、R导体棒所受安培力F=BJL由二力平衡可得F=mg代入片=I T 解得%=1 0 m/s由匀速运动规律有=0.1 s%设加,导体棒离开磁场后做匀加速直线运动有/7=%Af+；g(4)2代入数据解得At=0.2s(另一解不合题意，舍去)则try =0.3S(2乂-2的运动过程中，由法拉第电磁感应定律可得，回路产生的感应电动势E产上匕惑 加 Z由图乙可知生=4=昨=5昨Az t,Z j 0.2则3 5 V由闭合电路欧姆定律有/,广 空=5A R的运动过程中，回路生成的电能Q=E忠I 思 At=5J由法拉第电磁感应定律有-E-t0 时间内回路的磁通量的变化量为R =与 AS=B,L2tt-t2时间内

33、回路的磁通量的变化量为A 2 =A B x Z?=3-B jZ?0 弓时间内回路的磁通量的变化量A=A0,+A2代入已知条件得=2Wb由闭合电路欧姆定律有由电流的定义式有7=幺解得,中 4=了 =2C（3）;时间后对导体棒由牛顿第二定律有ma=mg-居卜设导体棒运动至CD处时速度为乙 对导体棒从M N运动至C D的过程，由运动学公式有-说=2。力解得v=0则导体棒运动到。处时速度恰好为0,导棒的运动时间为=r r =0-44s-A故导体棒运动到CO处时，P Q N M区域内的磁感应强度已停止变化，导体棒通过CD后仅在重力和因动生电动势产生的安培力作用下运动，由牛顿第二定律得mg-BiL=nui

34、又q-C U U=B()LAv联立解得 二 瑞 诙加速度为恒量，所以导体棒竖直向下做匀加速直线运动，导体棒在CD处的速度为v=0,1s时间内导体棒运动的距离s=at2-0.5m2重力做的功W=mgs 5J导体棒的动能i,线=-m(aty=0.5J则Is时间内电容器中储存的能量为Q=W-Ek=4.5J(-)选考题：共 1 5分。请考生从2 道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。1 8 4 物理一一选修3-3 (1 5分)(1)中午时车胎内气体(视为理想气体)的温度高于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则与清晨相比，中 午 时 车 胎 内 气 体 分 子 的 平 均 动 能,

35、车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数 o (均选填“增大”、“减小”或“不变”)【答案】增大 增大【解析】|J当车胎内气体的温度升高时，车胎内气体分子的平均动能增大。2 在分子数和体积不变的情况下，由于气体分了的平均速率变大，气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数增大。(2)近年来，科学家发现，距离地球1 2.5光年的位置有一颗类地行星带加登C星。它的地表有辽阔的湖面，不过湖里不是液态的水，而是液态二氧化碳。假设该液态二氧化碳的密度为1 2 x 1 O,k g/n?,湖面下方 2.0 m 的压强为5.0 x l()6pa、下方5.0 m 处的压强为7.7 x l()

36、6pa。求：(1)该行星表面的重力加速度比.的大小；(2)假设在该行星表面有一个开口向下、竖直静止放置的导热良好的均匀气缸，气缸深为4 0.0 c m。其中活塞横截面积为2.5c m?，活塞质量可忽略不计.当活塞下面悬挂一个质量为4 0().()g 的重物时，活塞恰好位于气缸口处：取下重物，将气缸缓慢旋转到竖直开口向上，然后把相同的重物放在活塞上，待稳定后，活塞到气缸口的距离是多少.假设行星表面处的气温不变。(结果保留三位有效数字)【答案】(1)7 50 m/s2；(2)2 1.8 c m【解析】(1)湖面下方2.0 m 的压强为卜方5.0 m处的压强为代入数据解得亿=Po+PgAPz=Po+

37、PgJhgc=7 50 m/s2 o=3.2 x 1 （卜 P a（2）气缸开口向下时，有P：=Po一”4 0 0 x 1 0 2 x 7 502.5x 1 0=2.0 x l 06P a气缸开口向下时，有X =S=4 0.0.S =%+些=3.2 x 106+幽叱等=4.4 x 1 5S 2.5 x 10V2=h2S根据玻意耳定律可得P l K =P2V2解得%=18.2 c m则活塞到气缸口的距离4 018.2 =2 1.8 c m。19.物理选修3 4 （15分）（1）如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中，/4=3 0。，一束 含 有6两种光的复色光垂直A 8边射入三棱镜,光恰好在AC边

38、发生全反射，b光的折射角为60。，则a、b两 种 光 在 棱 镜 中 传 播 速 度 之 比 为；用 以6两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，（选填a”或”）光条纹间距较大。【答案】6:2 b【解析】11光线在A C界面的入射角1=3 0，则。光的临界角为3 0。，并且s i n 3 0 =%解得%=2b光在A C界面的折射角尸=60 ,其折射率sma又因为cn=v可得匕：5=6：2由于b光折射率较小，故其波长较长，根据公式d可知，。光条纹间距较大。（2）夜色斑斓迎客来，灯光旖旎惹人醉城市夜生活是我们感受幸福的一种方式。某商场利用单色激光和横截面为梯形的透明介质制造出了“光瀑布

39、”，其原理如图：梯形A B C。的边B C=L Z B=6 0%单色激光与水平方向的A B边成。角斜向右下方射向透明介质的边时，3 c边会有竖直向下的光射出，配合干冰产生的烟雾效果，就会有“光瀑布”的感觉。已知该介质对激光的折射率为6。已知光在真空中的速度为c,不 考 虑 光 在 介 质 边 上 的 反 射。（1）要使8 C边上所有区域都有光线竖直向下射出，求4 8边上有光线射入的区域最短长度；（2）求光从A B边射入到从B C边射出，在透明介质中传播的最长时间。【答案】（I）L；（2）回C【解析】（1）如图所示，光线自5c折射后竖直向下，由几何关系可知光线在3C边上的折射角为6 0。设光线在3c 边上的入射角为a,则根据折射定律有sin 60 rrn=-=73sin a解得a=3 0 所以E B。为等边三角形，若 3C边上所有区域都有光线竖直向下射出，即。与 C重合时，有BE=BC=L即此时A B上有光线射入的区域的最短长度为L。（2）根 据（1）题分析可知，从 C点射出的光线在透明介质中传播的时间最长，即从距离8点为L的点入射的光线传播时间最长，由几何关系易得其传播距离为s=L光线在介质中的光速为Cv=nV 3 c3解得最长时间为s _ 伍V c