2021年北京市丰台某中学高考物理三模试卷

2021年北京市丰台二中高考物理三模试卷

一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要

求的一项。

1.（3分）下列说法正确的是（）

A.若一定质量的气体吸收热量50J,则内能一定增加50J

B.布朗运动反映组成固体小颗粒的分子在做无规则运动

C.当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D.气体的温度降低，分子平均动能一定减小

2.（3分）下列现象中属于光的衍射现象的是（）

3.（3分）下列有关原子物理的知识，说法正确的是（）

A.卢瑟福a粒子散射实验说明了原子核的复杂结构

B.在核反应方程4He+14N-17o+x中，X表示的是中子

278

C.目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料为铀

D.氢的半衰期是3.8天，8个氯原子核经过7.6天之后，还剩下2个未发生衰变

4.（3分）如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=4m处的质

点，图乙为质点P的振动图象，则（）

A.该波向+x方向传播，速度是40m/s

B.质点P的振动方程为y=20sin（50irt）（cm）

C.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

D.t=0.10s时，质点P的速度达到正向最大

5.（3分）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源两极相连接的

两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，两D形金属盒处于垂直于盒底

的匀强磁场中，如图所示。下述说法中正确的是（）

A.粒子只在电场中加速，因此电压越大，粒子的最大动能越大

B.可以采用减小高频电源的频率，增大电场中加速时间来增大粒子的最大动能

C.粒子在磁场中只是改变方向，因此粒子的最大动能与磁感应强度无关

D.粒子的最大动能与D形盒的半径有关

6.（3分）如图所示，三个完全相同的带负电的小球，b处于水平向右的匀强电场中，三小

球从同一高度静止落下，设它们落地前瞬间的速度大小分别为Va、Vb、Vc,则（）

.E"xB

_之XXXX

〈XXXX

------------------>XXXX

A.b小球在空中做匀变速曲线运动，轨迹是一条抛物线

B.三小球在落地前动量变化率恒定不变

C.Va〈Vb=Vc

E).Va=Vc〈Vb

7.（3分）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1,在原、副线圈的回路中分

别接有阻值均为10ft的电阻（b）正弦交流电源上，电压表、电流表可视为理想电表。下

列说法正确的是（）

A.电压表的示数约为73V

B.原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：1

C.电流表的示数为电流的平均值

D.0〜0.005s内通过副线圈回路中电阻的电量约为3.0X1（/2C

8.（3分）2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在我国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性

的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道可简化为助滑道、起跳区、着陆坡、停止区。某

运动员从助滑道的最高点A由静止开始下滑，保持在o点的速率沿与水平方向成e角的

方向起跳，最后落在雪坡上的B点，下列说法正确的是（)

B.运动员在起跳点O点起跳角度。越大，运动的成绩越好

C.运动员在空中重力的瞬时功率可能为零

D.运动员在空中运动的时间与雪坡的倾角a无关

9.（3分）某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在线圈A中通入电流i

与时间t的关系如图A、B、C、D所示，那么在ti~t2这段时间内，可以观察到线圈B中

产生交变电流的是（）

10.（3分）跳水是我国的运动强项，在2019世界泳联世锦赛的跳水项目中，中国梦之队获

得了12金、4银、1铜的骄人战绩。三米板的比赛中（A位置），随跳板一同向下运动到

最低点（B位置），对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的这个过程中，下列说

法中正确的是（）

A.运动员始终处于失重状态

B.运动员的重力势能与跳板的弹性势能之和先增大后减小

C.跳板对运动员支持力的冲量和运动员重力冲量大小相等、方向相反

D.跳板对运动员支持力做的功等于运动员机械能的变化量

11.（3分）李伟同学在学习电表改装的原理以后，想找器材实践一下，于是他从学校实验

室找来了一个小量程电流计G（表头），知道了该电流表满偏电流为50“A,内阻为800Q,

电路图如下图所示。下列说法正确的是（）

A.改装后开关接2时量程为0〜1mA

B.改装后的电流表量程均随电阻R2的阻值增大而减小

C.改装后的电流表量程均随电阻Ri的阻值增大而减小

D.改装后开关接2时电流表内阻大于开关接1时的内阻

12.（3分）2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原

南部预选着陆区成功着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了中国星际探测征程的重

要一步。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，此时霍曼转移轨

道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），

在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，然后再次点火进入火星轨道。已

知万有引力常量为G,太阳质量为m,地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方

向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（）

A.“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度

B.“天问一号”运行中在转移轨道上P点的加速度比在火星轨道上P点的加速度小

c.两次点火之间的时间间隔为「

2V2VGm

D.两次点火喷射方向都与速度方向相同

13.（3分）降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱.某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪

过程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中

的中、低频噪声（比如100Hz-1000Hz）,将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪

声进行实时分析、运算等处理工作，通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的

声波来抵消噪声；最后，正确的有（）

A.该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消

B.该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声

C.如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果一定会更好

D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声

14.（3分）图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；

PQ间电压恒为U的加速电场；静电分析器，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆

心O；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时,

从而分析粒子的种类以及性质。

由粒子源N发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔Si进入静电分析器，

其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔S2垂直磁场边

界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的SiS2a和SiS2b所示。忽略带电粒子

离开粒子源N时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确

的是（）

A.粒子a可能带负电

B.若只增大加速电场的电压U,粒子a可能沿曲线Sic运动

C.粒子a经过小孔Si时速度大于粒子b经过小孔Si时速度

D.粒子a在磁场中运动的时间一定大于粒子b在磁场中运动的时间

E.从小孔S2进入磁场的粒子动能一定相等

F.打到胶片M上的位置距离O点越远的粒子，比荷越小

二、本部分共6题，共58分

15.（6分）（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验中，主要步骤是：

A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上.

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳，细绳

的另一端系着绳套；

C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，读出两个弹

簧测力计的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平

行四边形定则求出合力F；

E.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，按同

一标度作出这个力F'的图示；

F.比较力F'的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.

上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是和；

②遗漏的内容分别是和.

(2)实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细绳的结点

①图乙中的F与F'两力中，方向一定沿A0方向的是

②本实验采用的科学方法是

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法.

16.(12分)在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作:

(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度1.再用螺旋测微器测量金属丝

的直径D。某次测量结果如图I所示，则这次测量的读数D=mm。

(2)为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表(XI挡)粗测拟接入电路的金属

丝的阻值R。欧姆调零后，则这次测量的读数R=

(3)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,

除电源（电动势为4V,内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外,电流表应

选用,滑动变阻器应选用（选填器材前的字母）。

A.电压表V2（量程3V,内阻约3k。）

B.电压表Vi（量程15V,内阻约15kQ）

C.电流表Ai（量程600mA,内阻约1Q）

D.电流表A2（量程3A,内阻约0.02Q）

E.滑动变阻器Ri（总阻值10。，额定电流2A）

F.滑动变阻器R2（总阻值100。，额定电流2A）

（4）若采用图3所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的

点相连（选填"a”或"b"）。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I（D、1、

U、I）写出电阻率p的计算式：p=O

（5）若采用图4的电路测量电阻率，图中的电流表内阻跟Ro接近。闭合开关S,多次

移动滑片P的位置改变电路中接入金属丝的有效长度，分别记录每次电流表的示数I和

接入电路中金属丝的有效长度L。根据实验中所测的数据。

17.（9分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接，导轨半

径R为0.4m。一个质量为m=lkg的小物体（可视为质点）。从A点开始向右运动，运

动到B点与静止的质量也为m=lkg的小物体相撞，撞后粘在一起沿半圆形导轨运动C

=3m/s,重力加速度g取lOm/s?。

（1）求两物块从C点水平飞出后的水平射程；

（2）求两物体在离开C点前瞬间对轨道的压力大小；

（3）求小物体的初速度的大小vo。

18.（9分）如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，宽度为L,且

处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B,金属杆的质量为m,长度也为L,

其余部分电阻不计。起初将开关S断开，让ab由静止开始自由下落高度h后，不计空气

阻力。

（1）开关S闭合前瞬间，导体棒两端的电势差是多大？a、b两点哪一点的电势高?

（2）若先闭合开关S再让金属杆由静止下落，则金属杆能达到的最大速度是多大；

（3）请定性画出从开关S闭合后金属杆的速度随时间变化可能的图像。

19.（10分）卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在

若干年的运行时间中（可达15km之多），利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿

态的调整。图是离子推进器的原理示意图：将稀有气体从O端注入，在A处电离为带正

电的离子（不计带正电的离子飘入加速电场时的速度），加速后形成正离子束，以很高的

速度沿同一方向从C处喷出舱室，将在电离过程中产生的电子持续注入由C处喷出的正

离子束中，恰好可以全部中和带正电的离子。

（1）在对该离子推进器做地面静态测试时，若BC间的加速电压为U,正离子被加速后

由C处喷出时形成的等效电流大小为I

①试分析说明要在正离子出口D处注入电子的原因；

②求离子推进器单位时间内喷出的正离子数目N；

（2）若定义比推力f为单位时间内消耗单位质量的推进剂所产生的推力，是衡量推进器

性能的重要参数，请你指出一种增加离子推进器比推力的方案。（电子的质量可忽略不计，

推进剂的总质量可视为正离子的总质量）

20.（12分）如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图。一个水平放置的上下、前后封

闭的矩形塑料管，其宽度为a,其内充满电阻率为p的水银，由涡轮机产生的压强差p

使得这个流体具有恒定的流速vo。现在在管道的前后两个表面分别安装长为L,高为b

的铜质平板，实际流体的运动非常复杂

a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；

b.流体受到的阻力总是与速度成正比;

c.导体的电阻：R=EL,其中p、1和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；

S

d.流体不可压缩。

若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间

的区域，磁感应强度为B（如图）。

^-L—►

（1）加磁场后，新的稳定速度为V,求流体受到的安培力；

（2）写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用vo、p、L、B、p表示）；

（3）加磁场后若要维持流体速度依然为vo,分析并定性画出涡轮机的功率Po随磁感应

强度的平方B2变化的图像。

2021年北京市丰台二中高考物理三模试卷

参考答案与试题解析

一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要

求的一项。

1.（3分）下列说法正确的是（）

A.若一定质量的气体吸收热量50J,则内能一定增加50J

B.布朗运动反映组成固体小颗粒的分子在做无规则运动

C.当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D.气体的温度降低，分子平均动能一定减小

【解答】解：A、热力学第一定律：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程。若一

定质量的气体吸收热量50J,但外界是否对气体做功未知，故A错误；

B、布朗运动反映了液体分子的无规则热运动；

C、当分子力表现为斥力时，分子力做正功，即分子势能随分子间距离的增大而减小；

D、温度是分子平均动能的标志，气体的温度降低，故D正确。

故选：D。

2.（3分）下列现象中属于光的衍射现象的是（）

【解答】解：A、光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维。故A错误；

B、图片显示的是光通过狭缝的衍射现象，故B正确；

C、筷子放在水中，故C错误；

D、薄膜干涉、下表面反射（或折射）光束相遇而产生的干涉.薄膜通常由厚度很小的透明介

质形成.如肥皂泡膜。

故选：B。

3.（3分）下列有关原子物理的知识，说法正确的是（）

A.卢瑟福a粒子散射实验说明了原子核的复杂结构

B.在核反应方程4He+14N-170+x中，X表示的是中子

278

C.目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料为铀

D.氢的半衰期是3.8天，8个氯原子核经过7.6天之后，还剩下2个未发生衰变

【解答】解：A、卢瑟福根据a粒子散射实验提出来原子的核式结构，故A错误；

B、在核反应方程方N-7X的质量数A=4+I477=4,可知X表示的是质子;

C、目前核电站利用的核反应是裂变，故C正确；

D、半衰期具有统计意义，故D错误。

故选：C»

4.（3分）如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=4m处的质

点，图乙为质点P的振动图象，则（）

A.该波向+x方向传播，速度是40m/s

B.质点P的振动方程为y=20sin（50nt）（cm）

C.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

D.t=0.10s时，质点P的速度达到正向最大

【解答】解：A、由图乙可知，P向下振动，可判断波向-x轴传播

T0.8

B、质点的振幅为A=10cm,3=2/L,所以P的振动方程为y=Asin（tot）cm=10sin

（10m）cm；

C、△t=0.25s-6.1s=0.15s,可知经过了$T,故C正确；

4

D、t=0.7s时，所以速度为负向最大。

故选：Co

5.（3分）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源两极相连接的

两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，两D形金属盒处于垂直于盒底

的匀强磁场中，如图所示。下述说法中正确的是（）

A.粒子只在电场中加速，因此电压越大，粒子的最大动能越大

B.可以采用减小高频电源的频率，增大电场中加速时间来增大粒子的最大动能

C.粒子在磁场中只是改变方向，因此粒子的最大动能与磁感应强度无关

D.粒子的最大动能与D形盒的半径有关

【解答】解：根据公式qvB=mJ,r=42km=」mv2,所以最大动能与D形盒的半径

rqB6

以及磁感应强度有关，与加速次数以及加速电压大小，故D正确。

故选：D。

6.（3分）如图所示，三个完全相同的带负电的小球，b处于水平向右的匀强电场中，三小

球从同一高度静止落下，设它们落地前瞬间的速度大小分别为Va、Vb、VC,则（）

X

X

®WE演XB

XXXX

XXXX

XXXX

A.b小球在空中做匀变速曲线运动，轨迹是一条抛物线

B.三小球在落地前动量变化率恒定不变

C.Va〈Vb=Vc

D.Va=VcVvb

【解答】解：A、b小球受到竖直向下的重力和水平向左的电场力，其合力为恒力，沿重

力和电场力的合力方向做匀加速直线运动；

B、根据动量定理得：△p=F。，则d_=F合，即小球动量变化率等于合外力，贝Ua,c

t

小球在落地前动量变化率是变化的；

CD、对于a小球。对于b小球。小球c受到的洛伦兹力不做功，根据动能定理可知：va

=vc<vb,故C错误，D正确。

故选：D。

7.（3分）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1,在原、副线圈的回路中分

别接有阻值均为1011的电阻（b）正弦交流电源上，电压表、电流表可视为理想电表。下

列说法正确的是（）

A.电压表的示数约为73V

B.原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：1

C.电流表的示数为电流的平均值

D.0~0.005s内通过副线圈回路中电阻的电量约为3.0Xl（f2c

【解答】解：A、根据b图可知u『220我V，有效值为U有誓N220V

理想变压器的电流与匝数成反比，所以原，设副线圈两端电压为uU,则原线圈的电流

R

3

为-UU=（JJ_）2R+JL,联立解得：U=66V；

3R5R3RR

B、根据电功率P=12R知道原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：5；

C、电流表的示数为电流的有效值;

D、副线圈两端的最大值为u，m=二66J，Vm=NBS3,2〜0.005s内通过副线圈回

路中电阻的电量约为^=［班C=3.5X10-2C,故D正确；

RR小'1。

故选：Do

8.(3分)2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在我国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性

的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道可简化为助滑道、起跳区、着陆坡、停止区。某

运动员从助滑道的最高点A由静止开始下滑，保持在O点的速率沿与水平方向成。角的

方向起跳，最后落在雪坡上的B点，下列说法正确的是()

A.运动员在助滑道上(运动过程中)机械能守恒

B.运动员在起跳点O点起跳角度。越大，运动的成绩越好

C.运动员在空中重力的瞬时功率可能为零

D.运动员在空中运动的时间与雪坡的倾角a无关

【解答】解：A、运动员在助滑道上要克服摩擦力做功，故A错误;

B、如图所示:设运动员在O点起跳速率为vi=vsin(0+a),v2=vcos(0+a),as=gcosa,

a2=gsina

设运动员离开雪坡距离为h,从O点到B点的时间为h=0时，

21ai

L=v2t+—aJ，解得:L=vcos(8+a)乙.sin(8+aj+_Lgsina0+Q))2

2a2xgeosa2m、geosa)

9

整理得：L=¥-＞迈(2+a)二旦迈0),其中v、*当30+a=9O°,即0=45。-卫

geos2a2

时，故B错误；

C、当运动员在空中速度v'水平时，故C正确;

D、由t=jZl=2vsin(8+a),故D错误。

41geosa

故选：Co

V

9.（3分）某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在线圈A中通入电流i

与时间t的关系如图A、B、C、D所示，那么在ti~t2这段时间内，可以观察到线圈B中

产生交变电流的是（）

O-__

接电源夏A

B室接电流传感器+计算机

【解答】解：A、由图A可知，电流产生的磁场不变，所以B中不产生感应电流;

B、图B中电流发生均匀变化，产生恒定的感应电流，故B错误；

C、图C中电流发生变化，整个过程会产生交变电流|st2这段时间内，电流的变化均匀，

故在15st2这段时间内不会产生交变电流，故C错误；

D、图D中电流发生变化，整个过程会产生交变电流|st5这段时间内，电流的变化率发

生变化，故会产生交变电流；

故选：D。

10.（3分）跳水是我国的运动强项，在2019世界泳联世锦赛的跳水项目中，中国梦之队获

得了12金、4银、1铜的骄人战绩。三米板的比赛中（A位置），随跳板一同向下运动到

最低点（B位置），对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的这个过程中，下列说

法中正确的是（）

A.运动员始终处于失重状态

B.运动员的重力势能与跳板的弹性势能之和先增大后减小

C.跳板对运动员支持力的冲量和运动员重力冲量大小相等、方向相反

D.跳板对运动员支持力做的功等于运动员机械能的变化量

【解答】解：A、运动员从开始与跳板接触到运动至最低点过程中、运动员加速下降，运

动员减速下降，故A错误；

B、运动员下降过程中，运动员和跳板组成的系统机械能守恒，由于运动员的动能先增大

后减小，故B错误；

C、运动员从开始与跳板接触到运动至最低点过程中，根据动量定理可得：IG-IF=0-

mv,其中v为运动员接触跳板时的速度大小G=lF-mv,跳板对运动员支持力的冲量IF

大于运动员重力冲量IG的大小，故C错误；

D、除重力之外的其它力做的功等于运动员机械能的变化，故D正确。

故选：D。

11.（3分）李伟同学在学习电表改装的原理以后，想找器材实践一下，于是他从学校实验

室找来了一个小量程电流计G(表头)，知道了该电流表满偏电流为50“A,内阻为800Q,

电路图如下图所示。下列说法正确的是()

A.改装后开关接2时量程为0〜1mA

B.改装后的电流表量程均随电阻R2的阻值增大而减小

C.改装后的电流表量程均随电阻Ri的阻值增大而减小

D.改装后开关接2时电流表内阻大于开关接1时的内阻

【解答】解：A、接2时1,分流电阻越小，改装后电流表的量程越大7=1mA,接2时

量程为18=10mA,故A错误；

JR

B、接1时量程ll=Ig+gg,若其他条件不变2增大时，16减小，接2时量量程12=

Rg+R?

[(R+R)

Ig+—―_乙，其他条件不变2增大时，18也增大，故B错误；

R1

I凡

C、接1时量程h=Ig+gg,若其他条件不变1增大时，17减小，接2时量量程12=

^6+^2

I(R+R)

Ig+-§_~二0，其他条件不变I增大时，18也减小，故C正确；

Ri

R5(Ro+Ro)(R+Ro)R,

D、开关接i时gi=_i_°_接2时新电流表的内阻Rg2=—ff2_L,由于

Rg+Rl+R6Rg+R2+R2

Rl<Rg,所以Rgi>Rg4,故D错误。

故选：C,

12.(3分)2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原

南部预选着陆区成功着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了中国星际探测征程的重

要一步。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，此时霍曼转移轨

道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道(如图所示)，

在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，然后再次点火进入火星轨道。已

知万有引力常量为G,太阳质量为m,地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方

向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（）

A.“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度

B.“天问一号”运行中在转移轨道上P点的加速度比在火星轨道上P点的加速度小

冗（（R.）3

C.两次点火之间的时间间隔为

D.两次点火喷射方向都与速度方向相同

【解答】解：A、由万有引力提供向心力可知：粤r,即3=故“天问一号”在

地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度；

B、由万有引力提供向心力可知：雪，在P点，所以“天问一号”运行中在转移轨道

2

r

上P点的加速度和在火星轨道上P点的加速度相等；

T5（此空尸

C、由开普勒第二定律可知—=」^—

TZ3

2「

2

在地球轨道上，由万有引力提供向心力：：史坦空-r

32

rT2

联立解得：Ti=^J„,^）3.

V6VGm

所以两次点火之间的时间间隔为1=1=口_的壮）4故©正确;

52A/2VGm

D、“天问一号”探测器在两次点火时都要做离心运动，点火方向都与运动方向相反;

故选：Co

13.（3分）降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪

过程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中

的中、低频噪声（比如100Hz-1000Hz）,将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪

声进行实时分析、运算等处理工作，通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的

声波来抵消噪声；最后，正确的有（）

A.该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消

B.该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声

C.如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果一定会更好

D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声

【解答】解：AB、因周围环境产生的噪声频率在100Hz〜1000Hz范围之内、振幅相同的

声波来抵消噪声，即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声；

C、如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大，故C错误；

D、如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相

同，则耳机使用者可能会听到更强的噪声；

故选：Do

14.（3分）图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；

PQ间电压恒为U的加速电场；静电分析器，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆

心O；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时,

从而分析粒子的种类以及性质。

由粒子源N发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔Si进入静电分析器，

其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔S2垂直磁场边

界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的SiS2a和SiS2b所示。忽略带电粒子

离开粒子源N时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确

的是（）

A.粒子a可能带负电

B.若只增大加速电场的电压U,粒子a可能沿曲线Sic运动

C.粒子a经过小孔Si时速度大于粒子b经过小孔Si时速度

D.粒子a在磁场中运动的时间一定大于粒子b在磁场中运动的时间

E.从小孔S2进入磁场的粒子动能一定相等

F.打到胶片M上的位置距离0点越远的粒子，比荷越小

【解答】解：A、粒子在垂直于纸面的磁场中顺时针做圆周运动，粒子a带正电；

B、粒子在电场中加速工mv6,粒子a分析器中做匀速圆周运动，有qE=m旦旦，若只

2rE

增大加速电场的电压U,粒子a可能沿曲线S6c运动，故B正确：.

2

C、根据qU=』3,qvB=mJ解得v=2U,则粒子b经过小孔S4时速度大于粒子a经

2rBr

过小孔Si时速度，故C错误；

D、由C项V=2U,又t=L,所以粒子a在磁场中的运动时间一定大于粒子b在磁场中

Brv

运动的时间；

E、根据qU=§2,q未知，从小孔S2进入磁场的粒子动能无法确定是否相等，故E错误;

2

22

F、根据qE=mJ得所以打到胶片M上的位置距离O点越远的粒子，故F正

rmEr

确。

故选：ABDF。

二、本部分共6题，共58分

15.（6分）（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验中，主要步骤是：

A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上.

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳，细绳

的另一端系着绳套；

C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，读出两个弹

簧测力计的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力Fi和F2的图示，并用平

行四边形定则求出合力F；

E.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，按同

一标度作出这个力F'的图示；

F.比较力F'的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.

上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是C和E；

②遗漏的内容分别是记下两条细绳的方向和使橡皮条伸长到0点.

（2）实验情况如图中所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点

①图乙中的F与F'两力中，方向一定沿A0方向的是F'

②本实验采用的科学方法是

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法.

【解答】解：（1）力的合成遵循平行四边形定则，力的图示法可以表示出力的大小，因

而要表示出分力，故步骤C中遗漏了方向，替代的前提是等效，故步骤E中遗漏了使结

点到达同样的位置.

（2）实验中F是由平行四边形得出的，而F'是通过实验方法得出的，由于实验过程不

可避免的存在误差.

（3）实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，B正确.

故选：B.

故答案为：（1）C、E、记下两条细绳的方向；（2）F'

16.（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作:

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度1,再用螺旋测微器测量金属丝

的直径D。某次测量结果如图1所示，则这次测量的读数D=0.519mm。

（2）为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（*1挡）粗测拟接入电路的金属

丝的阻值R.欧姆调零后，则这次测量的读数R=3.0

（3）使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，

除电源（电动势为4V,内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外区,电流表应选用C,

滑动变阻器应选用E（选填器材前的字母）。

A.电压表V2（量程3V,内阻约3k。）

B.电压表Vi（量程15V,内阻约15k。）

C.电流表Ai（量程600mA，内阻约1。）

D.电流表A2（量程3A,内阻约0.02Q）

E.滑动变阻器Ri（总阻值10C,额定电流2A）

F.滑动变阻器R2（总阻值100Q,额定电流2A）

（4）若采用图3所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的

点相连（选填"a”或"b"）。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I（D、1、

u、I）写出电阻率p的计算式：p="uuO

li­

es）若采用图4的电路测量电阻率，图中的电流表内阻跟Ro接近。闭合开关S,多次

移动滑片P的位置改变电路中接入金属丝的有效长度，分别记录每次电流表的示数I和

接入电路中金属丝的有效长度L。根据实验中所测的数据C。

【解答】解：（1）螺旋测微器的示数是固定刻度读数加上可动刻度读数，所以D=

0.5mrn+2.9X0.01mm=3.519mm；

（2）欧姆表的示数为指针示数与倍率的乘积，所以R=3.0X5Q=3.0Q；

（3）电源电动势为2V,为准起见。

不算滑动变阻器的阻值，电路中的电流1=―?一=4人,比较接近量程为600mA

R+RA+r3.6+1

量程的电流表C,电流表选C。

不考虑电源内阻，为了不超过电流表的量程——5----WIA,代入数据解得：Rift22.4Q,

R+RR+R涓

为了不超过电压表的量程U=——?——XRln<U^Uv,联立以上并代入得到：5。

R+RA+R涓33

》R沛》2.5Q,故滑动变阻器选最大阻值为10。的E；

（4）由于』>旦，所以电流表采用外接法。根据电阻定律和欧姆定律有：R=U=

RRAI

（5）根据闭合电路欧姆定律可写:，变形得：1=

I

4(RO+RA)PRAr(Ro+RA)由此可以看出5,故图象c是合理的。

2H

JTEDR6E一廊I

故答案为：（1）0.519；（2）3.2、E；（4）.兀…

II

17.（9分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接，导轨半

径R为0.4m。一个质量为m=1kg的小物体（可视为质点）。从A点开始向右运动，运

动到B点与静止的质量也为m=lkg的小物体相撞，撞后粘在一起沿半圆形导轨运动c

=3m/s,重力加速度g取10m/s2o

（1）求两物块从C点水平飞出后的水平射程；

（2）求两物体在离开C点前瞬间对轨道的压力大小;

（3）求小物体的初速度的大小vo。

【解答】解：（1）粘在一起的两物体从C点飞出后做平抛运动，由平抛规律有：

竖直方向：2R=/gf2

水平方向：x=vct

联立代入数据可得：x=1.3m

（2）两物体在C点时受总重力和弹力的作用，根据牛顿第二定律有：

2mVp

2mg+FN=—

由牛顿第二定律知，对轨迹的压力FN'=FN

联立解得：FN'=25

=

（3）两物体从B点上升到C点，由机械能守恒律有：.lX3mXvn

2B

■yX2mXvI+2mgX2R

以向右方向为正，碰撞前后动量守恒：mvo=5mVB

联立解得：vo=lOm/s

答：（1）两物块从C点水平飞出后的水平射程为1.6m；

（2）两物体在离开C点前瞬间对轨道的压力大小为25N；

（3）小物体的初速度的大小vo为10m/s。

18.（9分）如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，宽度为L,且

处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B,金属杆的质量为m,长度也为L,

其余部分电阻不计。起初将开关S断开，让ab由静止开始自由下落高度h后，不计空气

阻力。

（1）开关S闭合前瞬间，导体棒两端的电势差是多大？a、b两点哪一点的电势高？

（2）若先闭合开关S再让金属杆由静止下落，则金属杆能达到的最大速度是多大;

（3）请定性画出从开关S闭合后金属杆的速度随时间变化可能的图像。

【解答】解：（1）开关S闭合前瞬间，ab导体棒的速度v=J通

导体棒两端的电动势E=BLv=BL，2gh

根据右手定则可判断b端电势高于a点的电势；

（2）先闭合开关S再让金属杆由静止下落，当金属杆的加速度为零时速度最大，

根据平衡条件可得：mg=BIL=B•巴3・L，解得：v=~噢

RmB6L2

（3）第一种情况：

闭合开关时，若重力与安培力相等，其速度时间图像如图1所示：

第二种情况：

闭合开关时，若安培力小于重力，加速度向下，在加速运动的过程中，安培力增大，加

速度减小，当重力与安培力相等时，其速度时间图像如图5所示：

第三种情况：

闭合开关时，若安培力大于重力，做减速运动，安培力减小，当重力与安培力相等时，

其速度时间图像图3所示：

答：（1）开关S闭合前瞬间，导体棒两端的电势差是BL缶记

（2）若先闭合开关S再让金属杆由静止下落，则金属杆能达到的最大速度是「篝；

B7L2

（3）从开关S闭合后金属杆的速度随时间变化可能的图像如图所示。

图1