2021-2022学年吉林省长白山市高考物理一模试卷【附答案】

2021-2022学年吉林省长白山市高考物理一模试卷

一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分.第1〜5小题只有一项符合题目要求；第

6〜8小题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）

1.（6分）下列说法中正确的是（）

A.放射性元素的半衰期只与温度有关

B.光电效应实验说明光具有波动性

C.当核子结合成原子核时一定要吸收能量

D.麦克斯韦预言光是一种电磁波

2.（6分）截面为直角三角形的光滑斜面体固定在水平面上，斜面倾角分别为60°和30°,

用一条不可伸长的细绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮连接着两个小物体，此时两个

物体静止，则两物体的质量比mA：018为（）

A&=返B.&=返c,%=返D.%=工

irip3nip2nip1irip2

3.（6分）如图所示，一物体以速度vo冲上一固定在地面上足够长的粗糙斜面，ti时刻回到

出发点.下列关于物体的速率随时间变化图象和位移随时间变化图象中正确的是（）

A.

C.D.

4.（6分）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形

线圈，匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈

平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节祛码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小

不变，这时需要在左盘中增加质量为m的祛码，才能使两臂达到新的平衡.重力加速度

为g,则线圈所在位置处磁感应强度B的大小是（）

A.当B.-mg..C.1ngD.1ng

ILnIL2IL2nIL

5.（6分）如图所示，竖直平面内半径为R的圆O'与xOy坐标系的y轴相切于原点O,

在该圆形区域内，可以有与y轴平行向下的匀强电场和垂直于圆面向外的匀强磁场，若

只加匀强电场或只加匀强磁场，一个带负电荷的水上球从原点O以一定的初速度沿x轴

进入圆形区域，小球恰好做匀速直线运动，若电场和磁场都撤去，其他条件不变，该带

电小球穿过圆形区域的时间恰好为做匀速直线运动穿过圆形区域时间的一半，重力加速

度为g，则电场强度与磁感应强度的比值为（）

c.VgRD.2VgR

6.（6分）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为5：1,原线圈接入一电压为u=220&sinl（X）m

（V）的交变电流，副线圈接一个22。的负载电阻.则下述结论正确的是（）

A.副线圈中电压表的读数为44&V

B.副线圈中输出交流电的周期为0.02s

C.原线圈中电流表的读数为0.4A

D.原线圈的输入功率为88&W

7.（6分）2016年3月8日，国务院批复同意自2016年起，将每年4月24日设立为“中国

航天日”.同年10月，“神舟十一号”飞船在距地面393km的轨道高空完成与“天宫二

号”的自动对接.设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是

（）

A.对接前“神舟十一号”欲追上“天宫二号•”可以在同一轨道上点火加速

B.对接后“天宫二号”的运行速度小于7.9km/s

C.宇航员处于完全失重状态，并失去惯性

D.宇航员在“天宫二号”空间实验室中可利用弹簧秤完成“验证力的平行四边形定则的

实验”

8.（6分）在匀强磁场中，一静止核衰变成为a、b两核，开始分别做圆周运动。已知两核

做圆周运动的半径和周期之比分别为Ra：Rb=45：1,Ta：Tb=90：117.则下列说法中

正确的是（）

A.两核电荷数之比qa：qb=l：45

B.两核质量之比ma：mb=2：117

C.两核质量之比ma：mb=90：117

D.该静止核的衰变方程为238U-234Th+dHe

92902

二、非选择题（共4小题，满分47分）

9.（7分）在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，

所以可看作测量的是瞬时速度.为了测量匀变速直线运动小车的加速度，将宽度均为b

的挡光片A、B固定在小车上，如图甲所

不

（1）当小车匀变速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为△口和412,A、B

开始挡光时刻的间隔为t,则小车的加速度a=.

（2）某同学利用DIS（由加速度传感器、数据采集器、计算机组成）验证牛顿第二定律

实验装置如图乙所示.

①用游标卡尺测出挡光片的宽度，由丙图可读出挡光片的宽度b=cm.

②按乙图中所示安装好实验装置，改变祛码盘中祛码质量，测出不同合外力情况下的小

车的加速度，记录多组数据如下表，根据表中的数据画出a-F的关系图象.

次数12345

合外力0.100.200.290.390.49

加速度a0.881.441.482.382.89

(m/s2)

③观察如图丁图线（选填“是”或“不是”）过坐标原点.造成此结果的主要原

因是（选正确答案标号）.

A.所用小车质量太大

B.计算合外力F时没有计入祛码盘的重力

C.导轨保持了水平状态

D.所挂钩码质量过大.

10.（8分）现有一量程为3V的电压表，内阻约为6k0为了较准确地测量其内电阻，在没

有电流表的情况下，某同学设计了如图甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的

内电阻。

（1）试根据图甲所示的电路图，完成如图乙所示的实物电路的连线。

（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑片P置于端。（填"A”或"B"）后续的实

验操作步骤依次是（填下列步骤前的字母）。最后记录Ri的阻值并整理好器材。

A.闭合开关Si

B.闭合开关S2

C.断开开关Si

D.断开开关S2

E.调节R2的阻值，使电压表满偏

F.调节R2的阻值，使电压表半偏

G.调节Ri的阻值，使电压表半偏

H.调节Ri的阻值，使电压表满偏

(3)按正确的实验步骤操作完成后，如果所得的Ri的阻值为5400.0C,则图甲中被测电

压表V的内阻■的测量值为0=

11.(14分)在竖直平面内固定一个半圆形轨道ABC,半径为R,如图所示，A、C两点的

连线水平，B为轨道最低点.其中AB部分是光滑的，BC部分是粗糙的.有一个质量为

m的乙物体静止在B处，另一个质量为4m的甲物体从A点无初速度释放，甲物体运动

到轨道最低点为与乙物体发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后结合成一个整体，甲乙构成

的整体滑上BC轨道，最高运动到D点，0D与0B连线的夹角。=60°.甲、乙两物体

可以看作质点，重力加速度为g,求：

(1)甲物体与乙物体碰后的瞬时速度及在碰撞过程中乙物体所受到的冲量.

(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力.

(3)甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功.

H

12.(18分)如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ1MN,导轨

的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角。=37°,NQ间连接有一个R=4C的电阻.有

一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为Bo=lT.将一根质量为m=0.05kg

的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒，当金属

棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金

属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ

平行.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求：

（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数

（2）cd离NQ的距离s

（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量

（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小,

为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关

系式）.

［选修3-3］（共2小题，满分15分）

13.（5分）下列说法中正确的是（）

A.一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大

B.当分子间的相互作用力表现为引力时，其分子间没有斥力

C.热量不能自发从低温物体传给高温物体

D.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

E.一定量的100C的水变成100C的水蒸气，其分子之间的势能增加

14.（10分）如图（a）所示，一导热性能良好，内壁光滑的气缸水平放置，面积S=2X10

-3m2,质量m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气

缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体

的温度为300K,大气压强Po=l.OXlO5Pa.现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g

=10m/s2.求：

（1）活塞与气缸底部之间的距离；

（2）气缸竖直放置后，当封闭气体的压强为1.5Xl（）5pa时气体的温度.

［选修3—4］（共2小题，满分0分）

15.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，x=0处的质点做

简谐运动的振动方程为y=-2sin(10m)(cm)。则下列计算中正确的是()

345Mm

A.这列波的周期为0.2秒，波速是10m/s

B.这列波传到P点所需要的时间为0.4s

C.P点第一次到达波峰位置所需时间t=0.45s

D.P点第一次到达波峰位置时x=0.25m处质点偏离平衡位置的位移是y=-&cm

E.P点第一次到达波峰位置时x=0.25m处质点偏离平衡位置的位移是y=V2cm

16.如图为三棱镜ABC的横截面，ZA=70°,一单色光垂直于AC面入射，已知玻璃对

该光全反射的临界角为45°,光在真空中的传播速度为c,求：

①该单色光在三棱镜中传播的速度：

②光线最后从三棱镜AB面射入空气时的折射角.

2021-2022学年吉林省长白山市高考物理一模试卷

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.第1〜5小题只有一项符合题目要求；第

6~8小题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）

1.（6分）下列说法中正确的是（）

A.放射性元素的半衰期只与温度有关

B.光电效应实验说明光具有波动性

C.当核子结合成原子核时一定要吸收能量

D.麦克斯韦预言光是一种电磁波

【解答】解：A、放射性元素的半衰期由原子核的种类决定，与物理和化学状态无关，故

与温度无关，故A错误；

B、光电效应现象说明光具有粒子性，故B错误；

C、当核子结合成原子核时一定要放出能量，故C错误；

D、麦克斯韦预言了电磁波的存在；并提出光是一种电磁波，故D正确；

故选：D。

2.（6分）截面为直角三角形的光滑斜面体固定在水平面上，斜面倾角分别为60°和30°,

用一条不可伸长的细绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮连接着两个小物体，此时两个

物体静止，则两物体的质量比mA：0m为（）

A%二返B区=区c&=返口.%

nip3irip2nip1irip2

【解答】解：物块A和物块B的重力沿着斜面方向的分力大小都等于绳子的张力，故有:

mAgsin30°=mBgsin60°；

所以：%=sin60：=返故ABD错误，C正确。

mBsin301

故选：Co

3.（6分）如图所示，一物体以速度vo冲上一固定在地面上足够长的粗糙斜面，ti时刻回到

出发点.下列关于物体的速率随时间变化图象和位移随时间变化图象中正确的是（）

【解答】解：AB、根据牛顿第二定律可知，物体上滑时的加速度大小ai=

n^sin8+乩ngcos8尸gsine+ugcosg,方向沿斜面向下；

m

下滑时的加速度大小az：111gsin8一,mgcos8=gsjne_.geos。,方向沿斜面向下。知

m

ai>a2.速度时间图线的斜率表示加速度，则上滑时v-t图线的斜率大小大于下滑时图

线的斜率大小。

由于机械能的减少，物体回到斜面底端时的速度与初速度小。根据x=/at2知：上滑的

时间比下滑的时间短，故A错误，B正确。

CD、物块向上做匀减速直线运动，向下做匀加速直线运动，根据位移公式x=vot-Lat2

2

可知，位移与时间成二次函数关系，x-t图象应是曲线，再结合下滑的时间要大于上升

的时间，故C、D错误。

故选：B。

4.（6分）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形

线圈，匝数为n,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈

平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节祛码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小

不变，这时需要在左盘中增加质量为m的祛码，才能使两臂达到新的平衡.重力加速度

为g,则线圈所在位置处磁感应强度B的大小是（）

A.型B.工C.金D.3

ILnIL2IL2nIL

【解答】解：根据平衡条件:

有：mg=2nBIL,

得:B=嗯,故D正确。

2nIL

故选：Do

5.（6分）如图所示，竖直平面内半径为R的圆O'与xOy坐标系的y轴相切于原点O,

在该圆形区域内，可以有与y轴平行向下的匀强电场和垂直于圆面向外的匀强磁场，若

只加匀强电场或只加匀强磁场，一个带负电荷的水上球从原点O以一定的初速度沿x轴

进入圆形区域，小球恰好做匀速直线运动，若电场和磁场都撤去，其他条件不变，该带

电小球穿过圆形区域的时间恰好为做匀速直线运动穿过圆形区域时间的一半，重力加速

度为g，则电场强度与磁感应强度的比值为（）

c.ViRD.2^/gR

【解答】解：只有电场时，qE=mg；

只有磁场时，qvB=mg；

这两种情况小球都做匀速直线运动，沿圆的直径穿过该区域，时间为：t=2B；

V

若电场和磁场都撤去，其它条件不变，小球只受到重力的作用，做平抛运动，水平方向

上有：t'=工1，水平方向的位移为：x=vt'=R…①；

2

由①可知，小球在只有重力作用下穿过该区域的位置在圆弧的最低点，竖直方向小球做

自由落体运动，有：y=R=/gt，2…②

联立以上各式解得：t'=便，v=棒，E=胆，B=W_•停；

故苓=棒，故A正确，BCD错误；

故选：Ao

6.（6分）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为5：1,原线圈接入一电压为u=220&sinl00m

（V）的交变电流，副线圈接一个22Q的负载电阻.则下述结论正确的是（）

A.副线圈中电压表的读数为44&V

B.副线圈中输出交流电的周期为0.02s

C.原线圈中电流表的读数为0.4A

D.原线圈的输入功率为88\历W

【解答】解：A、由瞬时值的表达式可知I,原线圈的电压最大值为Um=220&V,所以

原线圈的电压的有效值为：

u=_22^g=22ov

V2

根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为44V,即为电压表的读数，故A

错误；

B、变压器不会改变电流的周期，则副线圈输出电流的周期为：

T=22L=-2兀—=0.02S,故B正确；

310071

C、副线圈的电流为：

根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为Ii=ai2=」X2=0.4A,故C正确;

55

D、变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为：

22

P=U-=g4_=88W,所以原线圈中的输入功率也为88W,故D错误；

R22

故选：BCo

7.（6分）2016年3月8日，国务院批复同意自2016年起，将每年4月24日设立为“中国

航天日”.同年10月，“神舟十一号”飞船在距地面393km的轨道高空完成与“天宫二

号”的自动对接.设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是

（）

A.对接前“神舟十一号”欲追上“天宫二号”可以在同一轨道上点火加速

B.对接后“天宫二号”的运行速度小于7.9km/s

C.宇航员处于完全失重状态，并失去惯性

D.宇航员在“天宫二号”空间实验室中可利用弹簧秤完成“验证力的平行四边形定则的

实验”

【解答】解：A、“神舟十一号”飞船与“天宫二号”在同一轨道上，飞船受到的万有引

力等于向心力，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心

运动，不能实现对接，故A错误；

B、第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕地球运动的速度，则对接后“天宫二

号”的运行速度小于7.9km/s,故B正确；

C、宇航员处于完全失重状态，惯性只与质量有关，有质量就有惯性，即惯性没有失去，

故C错误；

D、在“天宫二号”空间实验室中的物体处于完全失重状态，但弹簧秤可以使用，可以完

成“验证力的平行四边形定则的实验”，故D正确；

故选：BD,

8.（6分）在匀强磁场中，一静止核衰变成为a、b两核，开始分别做圆周运动。已知两核

做圆周运动的半径和周期之比分别为Ra：Rb=45：1,Ta：Tb=90：117.则下列说法中

正确的是（）

A.两核电荷数之比qa：qb=l：45

B.两核质量之比ma：mb=2：117

C.两核质量之比ma：mh=90：117

D.该静止核的衰变方程为238u—234Th+4

92902He

【解答】解：A、根据动量守恒可知，二者的动量大小相等，方向相反，由带电粒子在磁

场中的半径表达式R=ZE可知：

Bq

qR

二故A正确；

%Ra45

B、C、由带电粒子在磁场中的周期的表达式：1=空工

Bq

故B正确，C错误;

可得々ft噎'修啥

D、若该衰变为a衰变，则电荷数比较少的a粒子具有2个核电荷，所以衰变后的新核

具有90个核电荷；a粒子具有2个质子和2个中子，质量数为4,则衰变后的新核具有

234个核子,所以衰变方程可能沏郤-髀h+我.故D正确。

故选：ABD„

二、非选择题（共4小题，满分47分）

9.（7分）在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，

所以可看作测量的是瞬时速度.为了测量匀变速直线运动小车的加速度，将宽度均为b

的挡光片A、B固定在小车上，如图甲所

示.

（1）当小车匀变速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为△口和412,A、B

开始挡光时刻的间隔为t,则小车的加速度2=——-1—）.

-k-

tAt2At/

（2）某同学利用DIS（由加速度传感器、数据采集器、计算机组成）验证牛顿第二定律

实验装置如图乙所示.

①用游标卡尺测出挡光片的宽度，由丙图可读出挡光片的宽度b=1.015cm.

②按乙图中所示安装好实验装置，改变祛码盘中祛码质量，测出不同合外力情况下的小

车的加速度，记录多组数据如下表，根据表中的数据画出a-F的关系图象.

次数12345

合外力0.100.200.290.390.49

加速度a0.881.441.482.382.89

(m/s2)

③观察如图丁图线不是（选填"是”或“不是”）过坐标原点.造成此结果的主要原

因是B（选正确答案标号）.

A.所用小车质量太大

B.计算合外力F时没有计入祛码盘的重力

C.导轨保持了水平状态

D.所挂钩码质量过大.

【解答】解：（1）小车通过A点的瞬时速度V,T—,通过B点的瞬时速度v—A

AAttBAt2

则小车的加速度a=^(—1——

t△t2At1

（2）游标卡尺的主尺读数为13mm,游标读数为3X0.95mm=2.85mm,则最终读数为b

=13mm-2.85mm=10.15mm=1.015cm；

（3）由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，没有过原点，这说明在计算小车所受

的合外力时未计入祛码盘的重力，故B正确.

故答案为：（1）-----=一）；（2）①1.015,②如图所示，③不是，B.

t^At2At/

10.（8分）现有一量程为3V的电压表，内阻约为6k。，为了较准确地测量其内电阻，在没

有电流表的情况下，某同学设计了如图甲所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的

内电阻。

（1）试根据图甲所示的电路图，完成如图乙所示的实物电路的连线。

（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑片P置于A端。（填“A”或"B"）后续的实验

操作步骤依次是ABEDG（填下列步骤前的字母）。最后记录Ri的阻值并整理好器材。

A.闭合开关Si

B.闭合开关S2

C.断开开关Si

D.断开开关S2

E.调节R2的阻值，使电压表满偏

F.调节R2的阻值，使电压表半偏

G.调节Ri的阻值，使电压表半偏

H.调节Ri的阻值，使电压表满偏

(3)按正确的实验步骤操作完成后，如果所得的Ri的阻值为5400.0C,则图甲中被测电

压表V的内阻rv的测量值为5400.0

【解答】解：(1)连接线路图如图所示。

(2)该同学在开关都断开的情况下，为使输出电压最小，接通电路前应将滑动变阻器的

滑动头P置于A端；根据实验的原理得知，的实验操作步骤依次是A、B、E、D、Go

(3)根据电路结构以及实验原理可知，电压表V的内阻rv的测量值等于Ri的阻值为

5400.0。为5400。。

故答案为：(1)如图所示；(2)ABEDG；

11.(14分)在竖直平面内固定一个半圆形轨道ABC,半径为R,如图所示，A、C两点的

连线水平，B为轨道最低点.其中AB部分是光滑的，BC部分是粗糙的.有一个质量为

m的乙物体静止在B处，另一个质量为4m的甲物体从A点无初速度释放，甲物体运动

到轨道最低点为与乙物体发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后结合成一个整体，甲乙构成

的整体滑上BC轨道，最高运动到D点，OD与OB连线的夹角。=60°.甲、乙两物体

可以看作质点，重力加速度为g,求：

(1)甲物体与乙物体碰后的瞬时速度及在碰撞过程中乙物体所受到的冲量.

(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力.

(3)甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功.

【解答】解：（1）甲物体从A到B过程只有重力做功，故机械能守恒，所以，甲物体碰

撞前的速度为vo,则有：4mgR=2mvo2,所以，v广历；

甲、乙两物体碰撞过程动量守恒，故碰撞后物体的瞬时速度为v,则有一：4mvo=5mv,所

以，v^vo"|V2gR!

那么，由动量定理可知：碰撞过程中乙物体所受到的冲量1△p=I^v=1nv与国；

（2）甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，在竖直方向上只受重力、支持力作用，故应用牛顿

2

第一定律可得：Fjj-5ing=5irr^—=-^-iug,所以，Ff—mg；

那么，由牛顿第三定律可知：甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最

低点的压力为§乙嗯，方向竖直向下；

5

（3）甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，只有摩擦力和重力做功，故由动能定理

可得：Wf-51ng（R-Rcos8）=0-^-x5mXv2；

所以，Wf=5mgR（l-cos0）

答：（1）甲物体与乙物体碰后的瞬时速度为之麻，在碰撞过程中乙物体所受到的冲量

5

好质

（2）甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力为91ng,方

5

向竖直向下；

（3）甲乙构成的整体从B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功为工牌R

10电

12.（18分）如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQJ_MN,导轨

的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角。=37°,NQ间连接有一个R=4C的电阻.有

一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为Bo=lT.将一根质量为0.05kg

的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒，当金属

棒滑行至cd处时达到稳定速度，己知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金

属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ

平行.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求：

•产)

图甲图乙”)

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数”

(2)cd离NQ的距离s

(3)金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，

为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关

系式).

【解答】解：(1)当v=0时，a=2m/s2

由牛顿第二定律得：mgsinO-nmgcos0=ma

解得：|i=0.5

(2)由图象可知:vm=2m/s

当金属棒达到稳定速度时，有FA=BOIL；

且BoIL+|inrigcos9=mgsinQ

解得I=0.2A；

切割产生的感应电动势：E=B（）Lv=lX0.5X2=lV；

因1=上，

R-+r

联立解得r=l。

电量为：q=It=n——区士——△t=n-^—

At（r+R）R+r

而△（p=4BXLXs

解得：s=2m

（3）根据功能关系可知：

°12

mgh-|imgscos370-WF=—mv'-0

产生热量：WF=Q.a=0.IJ

QR=~^Q总=0.08J

5

(4)当回路中的总磁通量不变时，

金属棒中不产生感应电流.

此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.

牛顿第二定律：mgsinQ-|imgcos0=ma

a=g(sin0-|icos0)=10X(0.6-0.5X0.8)m/s2=2m/s2

BoLs=BL(s+vt+Aat2)

2

B0$n

则磁感应强度与时间变化关系：B=------——=一.

s-►vt-^-at22+2t+1

答：(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5；

(2)cd离NQ的距离2m；

(3)金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量0.08J；

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，

为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化为B=——?_

2+2t+t2

[选修3-3](共2小题，满分15分)

13.(5分)下列说法中正确的是()

A.一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大

B.当分子间的相互作用力表现为引力时，其分子间没有斥力

C.热量不能自发从低温物体传给高温物体

D.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

E.一定量的100C的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

【解答】解：A、一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，说明温

度升高，根据PV=CT,知压强一定变大，故A正确；

B、分子间一定同时存在引力和斥力，表现为引力时是分子引力大于分子斥力，故B错

、口

妖；

C、热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，

故C正确；

D、晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D正确；

E、一定量的io(rc的水变成100℃的水蒸气要吸收热量，而分子动能不变，故其分子之

间的势能增加，故E正确。

故选：ACDEo

14.(10分)如图(a)所示，一导热性能良好，内壁光滑的气缸水平放置，面积S=2X10

-3m2,质量m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气

缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体

的温度为300K,大气压强Po=l.OXlO5Pa.现将气缸竖直放置，如图(b)所示，取g

——10m/s2.求：

(1)活塞与气缸底部之间的距离；

(2)气缸竖直放置后，当封闭气体的压强为1.5Xl()5pa时气体的温度.

【解答】解：(1)对于封闭气体，初状态：Pi=1.0Xl()5pa,Vi=24S

末状态：P2=Po+胆=1.2Xl()5pa,V2=L2S

S

根据玻意耳定律可得：P1V|=P2V2

解得：L2=20cm

(2)当压强为:P3=1.5Xl()5pa时，气体体积：V3=36S

P.?!PoVo

根据理想气体的状态方程可得：

T1T3

解得：T3=675K

答：(1)活塞与气缸底部之间的距离为20cm；

(2)气缸竖直放置后，当封闭气体的压强为1.5Xl()5pa时气体的温度为675K.

[选修3—4](共2小题，满分0分)

15.如图所示为一列沿x