2021-2022学年江西省新余一中高考物理模拟试卷（七）【附答案】

2021-2022学年江西省新余一中高考物理模拟试卷（七）

一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）

1.（6分）放射性物质碘131的衰变方程为1311f131+Y.根据有关放射性知识，下

5354Xe

列说法正确的是（）

A.生成J31xe的处于激发态，放射丫射线。丫射线的穿透能力最强，电离能力也最强

54

B.若出”的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了

c.丫粒子为B粒子

D.13”中有53个质子和131个核子

53

2.（6分）如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹.质点从M点出发经P

点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN,质点由M点运动到P点与从P点运动到N点

的时间相等.下列说法正确的是（）

A.质点从M到N过程中速度大小保持不变

B.质点在MN间的运动不是匀变速运动

C.质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同

D.质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同

3.（6分）如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子

束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是（）

月I一

工乐X4

XXX

A.将变阻器滑动头P向右滑动

B.将变阻器滑动头P向左滑动

C.将极板间距离适当减小

D.将极板间距离适当增大

4.（6分）我国月球探测活动的第一步“绕月”工程和第二步“落月”工程已按计划在2013

年以前顺利完成.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为go,飞船沿距月球表面

高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道H,到达轨道

的近月点B时再次点火进入月球近月轨道m绕月球做圆周运动，下列判断正确的是

（）

（嘴沙

IT/

•­....I

A.飞船在轨道I上的运行速率

2

B.飞船在A点处点火变轨时，动能增大

C.飞船沿椭圆轨道从A到B运行的过程中机械能增大

D.飞船在近月轨道IH绕月球运动一周所需的时间T=n区

Vgo

5.（6分）小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在A点，物体用细线拉在

A点将弹簧压缩，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上，取小车、物

体和弹簧为一个系统，下列说法正确的是（）

-©©

77777777^77777777777/777777777

A.若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒

B.若物体滑动中有摩擦力，则全过程动量守恒

C.不论物体滑动中有没有摩擦，小车的最终速度与断线前相同

D.不论物体滑动中有没有摩擦，系统损失的机械能相同

6.（6分）一理想变压器与电阻R、交流电压表V、电流表A按下图甲所示方式连接，电阻

R=10£l,电压表、电流表均为理想电表，变压器的匝数比为10：1.图乙是R两端电压

U随时间变化的图象，Um=10V.下列说法中正确的是（）

A.通过R的电流瞬时值表达式为iR=cos5（hrtA

B.电流表A的读数为0.1A

C.电流表A的读数为返A

10

D.电压表V的读数为1OV

7.（6分）甲、乙两物体同时从同一位置出发沿同一直线运动，它们的v-t图象如图所示,

则下列判断正确的是（）

B.两物体两次相遇的时刻分别是1s末和4s末

C.乙在6s末重新回到出发点

D.第2s末乙物体的运动方向不变

8.（6分）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹

簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止

状态，已知B球质量为m,O点在半圆柱体圆心01的正上方，OA与竖直方向成30°角，

OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是（）

A.小球A、B受至I」的拉力TOA与TOB相等，且ToA=ToB=«mg

B.弹簧弹力大小&mg

C.A球质量为捉m

D.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分.第9-12题为必考题，每个试题考生都作答；

第13题-16题为选考题，考生根据要求作答.（一）必考题（共129分）

9.（6分）某同学用如图甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将

光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示。并用重物通过细线拉小车，然后保持小车

和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要

求每次小车都从静止释放。

—一遮光条腌।123(cm)

1卜34「吊巾"|||"中一

BA01020

乙

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=cm。

（2）如果遮光条通过光电门的时间为t,小车到光电门的距离为s。该同学通过描点作出

线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符

合实验要求。

A.s-tB.s-t2c.s-t1D.s-t2

（3）下列哪些实验操作能够减小实验误差______。

A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动

B.必须满足重物的质量远小于小车的质量

C.必须保证小车从静止状态开始释放。

10.（8分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V,1.5W”灯

泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材：

直流电源（电动势3.0V,内阻不计）

电流表Ai（量程3A,内阻约0.1。）

电流表A2（量程600mA,内阻约5Q）

电压表Vi（量程3V,内阻约3k。）

电压表V2（量程15V,内阻约200k。）

滑动变阻器Ri（阻值0〜10。，额定电流1A）

滑动变阻器R2（阻值0〜1k。，额定电流300mA）

（1）在该实验中，电流表应选择（填“Ai”或“A2”），电压表应选择（填

“VI”或“V2”），滑动变阻器应选择（填“Ri”或“R2”）.

（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框

中完成实验的电路图.

（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分

接触良好.但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和

电流表示数不能调为零，则断路的导线为.

（4）图丙是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲

线.若将该灯泡与一个6.0Q的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该

小灯泡的实际功率P=W（保留两位有效数字）.（若需作图，可直接画在图中）

11.（14分）如图所示，在竖直平面内有一光滑的工圆弧轨道，圆弧轨道下端与水平光滑桌

4

面相切，小滑块B静止在水平桌面上.现将小滑块A由圆弧轨道的最高点无初速释放，

A沿圆弧轨道下滑并滑上水平桌面，与B碰撞后结合为一个整体，继续沿桌面向前滑

动.已知圆弧轨道半径R=0.8m；A和B的质量相等，均为m=lkg.取重力加速度g=

10m/s2.求：

（1）A运动到圆弧轨道最低点时的速率

（2）A运动到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力

（3）A和B碰撞过程中系统损失的机械能.

12.（19分）如图甲所示，两根完全相同的光滑导轨固定，每根导轨均由两段与水平成。=

30。的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值RI=R2=2Q,

导轨间距L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域MiM2P2Pl内分布有垂直斜面向上的

磁场，磁场上下边界MiPi、M2P2的距离d=0.2m,磁感应强度大小随时间的变化规律如

图乙所示。t=0时刻，在右侧导轨斜面上与M1P1距离s=O.lm处，有--根阻值r=2Q的

金属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域,取重力加速度g=10m/s2,

导轨电阻不计。求：

（1）ab在磁场中运动的速度大小v；

（2）在ti=O.ls时刻和t2=0.25s时刻电阻Ri的电功率之比；

（3）电阻R2产生的总热量Q总。

（二）选考题，任选一模块作答【物理--选修3-3】（15分）

13.（5分）下列说法正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的运动

B.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力作用

C.小昆虫水电可以在水面上自由行走，是由于液体表面张力作用

D.给物体加热，物体的内能不一定增加

E.机械能可以全部转化为内能，也可以将内能全部转化为机械能

14.（10分）如图所示，下端封闭且粗细均匀的“7”型细玻璃管，竖直部分长l=50cm,水

平部分足够长，左边与大气相通，当温度ti=27℃时，竖直管内有一段长为h=10cm的

水银柱，封闭着一段长为ll=30cm的空气柱，外界大气压始终保持Po=76cmHg,设

为273K,试求：

①被封闭气柱长度为12=40cm时的温度t2；

②温宿升高至t3=177°C时，被封闭空气柱的长度13。

【物理・选修34］（15分）

15.某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不

向海滩靠近，该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s,下列

说法正确的是（）

A.水面波是一种机械波

B.该水面波的频率为6Hz

C.该水面波的波长为3m

D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

16.如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R,折射率是AB是一条直径，今有

一束平行光沿AB方向射向圆柱体。若一条入射光经折射后恰经过B点，试求：

①这条入射光线到AB的距离是多少？

②这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？

2021-2022学年江西省新余一中高考物理模拟试卷（七）

参考答案与试题解析

一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）

1.（6分）放射性物质碘131的衰变方程为1311-131Xe+Y.根据有关放射性知识，下

5354

列说法正确的是（）

A.生成131Xe的处于激发态，放射丫射线。丫射线的穿透能力最强，电离能力也最强

54

B.若1311的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了

53

c.丫粒子为B粒子

D.1311中有53个质子和131个核子

53

【解答】解：A、生成的^lXe处于激发态，还会放射丫射线。丫射线的穿透能力最强，

Y射线是高能光子，叩高能电磁波，它是不带电的，所以Y射线的电离作用很弱，故A

错误。

B、半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。所以，

则若取4个碘原子核，经16天剩下几个碘原子核无法预测。故B错误。

C、反应方程中，131i^131+Y,根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，丫粒子为0

5354Xe

粒子，故C正确。

D、电荷数等于质子数，可知1311中有53个质子，131表示质量数即核子数，故D正

53

确；

故选：CD。

2.（6分）如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹.质点从M点出发经P

点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN,质点由M点运动到P点与从P点运动到N点

的时间相等.下列说法正确的是（）

p

A.质点从M到N过程中速度大小保持不变

B.质点在MN间的运动不是匀变速运动

C.质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同

D.质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同

【解答】解：因质点在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可知，质点做匀变速曲线运动,

由于加速度不变，

A、从M到N过程中，根据v=旦，可知，速度大小变化，故A错误；

t

B、因加速度不变，则质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同，故B错

误，C错误；

D、因加速度不变，在MN间的运动是匀变速曲线运动，故D正确；

故选：D。

3.（6分）如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子

束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是（）

生犷!

XXX

T-l-

A.将变阻器滑动头P向右滑动

B.将变阻器滑动头P向左滑动

C.将极板间距离适当减小

D.将极板间距离适当增大

【解答】解：根据电路图可知：A板带正电，B板带负电，所以电子束受到电场力的方

向向上，大小F电=Ee=—

d

洛伦兹力方向向下，F=Bev

电子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使电子束沿射入方向做直线运动，则要电场

力等于洛伦兹力，所以要减小电场力。

A、将变阻器滑动头P向右或向左移动时，电容器两端电压不变，电场力不变，故AB错

误;

C、将极板间距离适当减小时，F电增大，不满足要求，故C错误；

D、将极板间距离适当增大时，F电减小，满足要求，故D正确。

故选：D。

4.（6分）我国月球探测活动的第一步“绕月”工程和第二步“落月”工程已按计划在2013

年以前顺利完成.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为go,飞船沿距月球表面

高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道

的近月点B时再次点火进入月球近月轨道m绕月球做圆周运动，下列判断正确的是

（）

1噂%

IT7

•••........T

A.飞船在轨道I上的运行速率次

2

B.飞船在A点处点火变轨时，动能增大

C.飞船沿椭圆轨道从A到B运行的过程中机械能增大

D.飞船在近月轨道HI绕月球运动一周所需的时间T=TT区

V§0

【解答】解：A、根据2=4得'飞船在轨道I上的运行速率v=榔，又GM

=GR2,则v=Y—R,故A正确。

吕。久2

B、飞船在A点变轨，做近心运动，需减速，所以动能减小，故B错误。

C、飞船从A到B的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误。

"根据詈麦得，T=5,

2

GM=g0R-解得丁=2兀故D错

误。

故选：A»

5.（6分）小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在A点，物体用细线拉在

A点将弹簧压缩，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上，取小车、物

体和弹簧为一个系统，下列说法正确的是（)

A.若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒

B.若物体滑动中有摩擦力，则全过程动量守恒

C.不论物体滑动中有没有摩擦，小车的最终速度与断线前相同

D.不论物体滑动中有没有摩擦，系统损失的机械能相同

【解答】解：A、物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹簧碰撞，系统机械能有损失。故A

错误。

B、整个系统在水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则系统动量一直守恒，故B

正确，

C、取系统的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可知，物体沿车滑动到B端粘在B

端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的。故C正确。

D、由C的分析可知，当物体C与B端橡皮泥粘在一起时，系统的速度与初速度相等，

所以系统的末动能与初动能是相等的，系统损失的机械能等于弹簧的弹性势能，与物体

滑动中有没有摩擦无关。故D正确。

故选：BCD。

6.（6分）一理想变压器与电阻R、交流电压表V、电流表A按下图甲所示方式连接，电阻

R=10£l,电压表、电流表均为理想电表，变压器的匝数比为10：L图乙是R两端电压

U随时间变化的图象，Um=10V.下列说法中正确的是（）

A.通过R的电流瞬时值表达式为iR=cos50ntA

B.电流表A的读数为0.1A

C.电流表A的读数为返A

10

D.电压表V的读数为10V

【解答】解：A、正弦式电流且电阻R的Um=IO&V,则有效值U=10V.所以通过电

阻的电流为I=U=1A,

R

根据乙图可知，周期T=0.02s,则3=ZL=100rad/s,

0.02

因此通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=JMoslOOnt（A）。故A错误；

B、正弦式电流且电阻R的Um=10&V,则有效值U=1OV.所以通过电阻的电流为I

=U=1A,

R

n,

又由于电流表读出的是有效值，再由匝数比为」的变压器，得电流表A的读数为O.1A.故

n2

B正确，C错误；

D、由于电压表读出的是有效值，则电压表A的读数为10V.故D正确；

故选：BD。

7.（6分）甲、乙两物体同时从同一位置出发沿同一直线运动，它们的v-t图象如图所示，

则下列判断正确的是（）

A.甲做匀速直线运动，乙先做匀加速运动然后做匀减速直线运动

B.两物体两次相遇的时刻分别是1s末和4s末

C.乙在6s末重新回到出发点

D.第2s末乙物体的运动方向不变

【解答】解：A、速度时间图象的斜率表示加速度，故甲做匀速直线运动，乙物体前2s

做匀加速直线运动，加速度为正方向，后4s做匀减速直线运动，故A正确；

B、甲、乙两物体由同一位置出发，在速度-时间图象中图象与坐标轴围成面积代表位移,

时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负；所以前2s内乙的三角形面积等于甲的正方

形面积，即位移相同，此时两车相遇。前6s内甲车的矩形面积等于乙车三角形的面积，

此时又相遇，所以两物体两次相遇的时刻分别是2s末和6so故B错误；

C、乙在6s速度为零，但位移不为零，没有回到出发点，故C错误；

D、由于在速度-时间图象中速度的正负表示运动方向，从图中可知乙在前6s速度为正，

运动方向没有发生改变，故D正确。

故选：AD«

8.（6分）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹

簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止

状态，已知B球质量为m,0点在半圆柱体圆心01的正上方，0A与竖直方向成30°角，

0A长度与半圆柱体半径相等，0B与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是（）

A.小球A、B受至！］的拉力TOA与TOB相等，且ToA=ToB=Fmg

B.弹簧弹力大小J5mg

C.A球质量为代m

D.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg

【解答】解：AB、隔离对B分析，根据共点力平衡得：

水平方向有：ToBsin45°=F

竖直方向有：TOBCOS45°=mg,

则ToB=5/5ng,弹簧弹力F=mg,

根据定滑轮的特性知：TOA与TOB.故AB错误。

CD、对A分析，如图所示，由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相

等，夹角为60°,

则N和T相等，有：2ToAsin600=mAg,

解得mA=J^m

由对称性可得：N=ToA=V2mg,故C正确，D错误。

故选：Co

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分.第9-12题为必考题，每个试题考生都作答；

第13题-16题为选考题，考生根据要求作答.（一）必考题（共129分）

9.（6分）某同学用如图甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将

光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示。并用重物通过细线拉小车，然后保持小车

和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要

求每次小车都从静止释放.

If）遮光条演…।

BA01020

甲乙

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=1.075cm,

（2）如果遮光条通过光电门的时间为t,小车到光电门的距离为s。该同学通过描点作出

线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符

合实验要求D。

A.s-tB.s-t2c.s-t1D.s-t~

（3）下列哪些实验操作能够减小实验误差

A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动

B.必须满足重物的质量远小于小车的质量

C.必须保证小车从静止状态开始释放。

【解答】解：（1）游标卡尺的主尺读数为1cm,游标读数为15X0.05mm=0.75mm=

0.075cm,

所以最终读数为：lcm+0.075cm=l.()75cm；

（2）数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,

用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:

根据动能定理：Fs=lmv2=lm（旦）2,可见s与t?成反比，即与成正比，故应作

2

22tt

出ST"图象。

故选：D。

（3）经前面分析知，要使s-12图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须

保证小车从静止状态开始释放，

故选：C»

故答案为：（1）1.075；（2）D：（3）Co

10.（8分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V,1.5W”灯

泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材：

直流电源（电动势3.0V,内阻不计）

电流表Ai（量程3A,内阻约0.1。）

电流表A2（量程600mA,内阻约5。）

电压表V1（量程3V,内阻约3kQ）

电压表V2（量程15V,内阻约200kft）

滑动变阻器R1（阻值0〜10Q,额定电流1A）

滑动变阻器R2（阻值0〜IkQ,额定电流300mA）

（1）在该实验中，电流表应选择A2（填“Ai”或“A2”），-压表应选择Vi（填

“Vi”或“V2”），滑动变阻器应选择」1（填“R1”或“R2”）.

（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框

中完成实验的电路图.

（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分

接触良好.但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和

电流表示数不能调为零，则断路的导线为h.

（4）图内是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲

线.若将该灯泡与一个6.0。的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该

小灯泡的实际功率P=0.34W(保留两位有效数字).(若需作图，可直接画在图中)

【解答】解：(1)由P=UI可知，1=0=1S=0.5A,为了安全和准确，电流表应选择

U3

A2：因为灯泡的额定电压为3V,则电压表选择V1.

因本实验中应采用分压接法，故滑动变阻器应选Ri；

(2)因测量小灯泡的伏安特性曲实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分

压接法；同时因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；原理图如下；

(3)调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，电压表和电流表示数不能调为零，

说明滑动变阻器采用了限流接法，由电路图可知，导线h断了.

(4)将定值电阻与电源组成等效电源，在灯泡I-U图象坐标系内作出等效电源的I-U

图象如图所示：

由图示图象可知，灯泡两端电压为1.1V,通过灯泡的电流为0.31A,灯泡实际功率P=

UI=1.1X0.31=0.34W；

故答案为：①A2V1R1

②如图所示

③如图所示

@0.34.

11.(14分)如图所示，在竖直平面内有一光滑的工圆弧轨道，圆弧轨道下端与水平光滑桌

4

面相切，小滑块B静止在水平桌面上.现将小滑块A由圆弧轨道的最高点无初速释放，

A沿圆弧轨道下滑并滑上水平桌面，与B碰撞后结合为一个整体，继续沿桌面向前滑

动.已知圆弧轨道半径R=0.8m；A和B的质量相等，均为m=lkg.取重力加速度g=

10m/s2.求：

(1)A运动到圆弧轨道最低点时的速率

(2)A运动到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力

(3)A和B碰撞过程中系统损失的机械能.

【解答】解：(1)A从圆弧轨道最高点运动到最低点过程中，根据动能定理得：mgR=

Am2

2V1

解得：vi=4m/s

(2)A在圆弧轨道最低点时，由重力和支持力的合力提供向心力，则有：

2

v.

FN-mg=m——

「R

解得：FN=30N

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小FN'=30N

(3)A和B碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得：mvi=2mv

根据能量守恒定律得：△Eu2mv?-lx2mv2

212

解得：AE=4J

答：(1)A运动到圆弧轨道最低点时的速率为4m/s；

(2)A运动到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力为30N；

(3)A和B碰撞过程中系统损失的机械能为4J.

12.(19分)如图甲所示，两根完全相同的光滑导轨固定，每根导轨均由两段与水平成。=

30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值RI=R2=2Q,

导轨间距L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域MiM2P2Pl内分布有垂直斜面向上的

磁场，磁场上下边界MIPI、M2P2的距离d=0.2m,磁感应强度大小随时间的变化规律如

图乙所示。t=0时亥U,在右侧导轨斜面上与MiPi距离s=0.1m处，有一根阻值r=2C的

金属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域,取重力加速度g=10m/s2,

导轨电阻不计。求：

(1)ab在磁场中运动的速度大小v；

(2)在ti=O.ls时刻和t2=0.25s时刻电阻Ri的电功率之比:

电阻R2产生的总热量Q心。

0.10.20.31/•

乙

2

【解答】解：(1)根据动能定理可得：mgs*sin0=-l-mv,

解得：v=42gs・sin8=lm/s；

(2)棒从释放到运动至MiPi的时间t=—^=0.2s,

gsin9

在ti=0.1s时，棒还没有进入磁场，有：Ei=，△包1不没

AtAtLa

此时R2与金属棒并联后再与Ri串联，则R总=里二+&=3。,

R24T

E,

根据欧姆定律可得：Ui=—LR=0.4V,

Rx7

由图乙可知，t=0.2s后磁场保持不变，ab经过磁场的时间t'=W_=0.2s,

V

故在t2=0.25s时，ab还在磁场中运动，电动势E2=BLV=0.6V,

RR

此时Ri和R2并联R总=—3_+r=3C,

R[+R2

根据电功率的计算公式p=a可得,

R

P<U7

在ti=0.1s时刻和t2=0.25s时刻电阻Ri的电功率之比：—=-y=4：1;

,qEn

(3)设ab的质量为m,ab在磁场中运动时，通过ab的电流为：1=——,

ab受到的安培力为：FA=BIL,

又mgsin0=BlL,

解得：m=0.024kg,

在t=0〜0.2s时间内，R2两端电压U2=0.2V,产生的热量为：Qi=—t=0.004J,

R2

ab最终将在M2P2下方的轨道区域往返运动，到M2P2处的速度为零，根据功能关系可得,

2

在t=0.2s后整个电路最终产生的热量为：Q=mgdsin0+lmv=O.O36J,

由电路关系可得R2产生的热量：Q2=^Q=0.006J,

故R2产生的总热量Q,白=QI+Q2=0.004J+0.006J=0.01J。

答：（1）ab在磁场中运动的速度大小为lm/s；

（2）在ti=0.1s时刻和t2=0.25s时刻电阻Ri的电功率之比为4：1；

（3）电阻R2产生的总热量为0.01J。

（二）选考题，任选一模块作答【物理--选修3-3】（15分）

13.（5分）下列说法正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的运动

B.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力作用

C.小昆虫水晅可以在水面上自由行走，是由于液体表面张力作用

D.给物体加热，物体的内能不一定增加

E.机械能可以全部转化为内能，也可以将内能全部转化为机械能

【解答】解：A、布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故A

错误；

B、碎玻璃不能拼合在一起，是由于多数分子间的距离大于分子直径的10倍以上，分子

力的合力很小，不足以克服外力，所以，碎玻璃不能拼合在一起，不能说明分子间斥力

作用，故B错误；

C、小昆虫水眼可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故，故C正确；

D、给物体加热，物体吸热的同时可能对外做功，故物体的内能不一定增加，故D正确；

E、根据热力学第二定律，机械能可以全部自发地转化为内能，但将内能全部转化为机械

能需要引起其它变化，故E正确；

故选：CDEo

14.（10分）如图所示，下端封闭且粗细均匀的“7”型细玻璃管，竖直部分长1=50cm,水

平部分足够长，左边与大气相通，当温度ti=27℃时，竖直管内有一段长为h=10cm的