江苏省2021届高三物理下学期新高考模拟预测试卷（六）（Word版附解析）

江苏省 2021 年新高考模拟预测卷 物理试卷（六） 一、单项选择题:共 11 题，每题 4 分，共 44 分。每题只有一个选项最符合题意。 1.甲、乙两车在平直公路上沿同一方向做直线运动，t＝0 时刻，甲车在乙车前 20m 处，它们 的 v﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．甲车启动的加速度大于乙车启动的加速度 B．甲车启动 15s 时，乙车落后甲车的距离最大 C．乙车启动时，甲在乙车前方 50m D．t＝25s 时，乙车正好追上甲车 2.如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 1kg 的物体 A、B（B 物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为 k＝50N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为 15N，方向竖直向上的拉力 F 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上运动，g 取 10m/s2，空 气阻力忽略不计，下列说法不正确的是（ ） A．外力施加的瞬间，A、B 的加速度大小为 7.5m/s2 B．当弹簧压缩量减小 0.05m 时，A、B 间弹力大小为 2.5N C．A、B 分离时，A 物体的位移大小为 0.1m D．B 物体速度达到最大时，弹簧被压缩了 0.2m 3.如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作 用力可以忽略，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力 F 将活塞缓慢 地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，下列说法正确的是( ) A．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 B．气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变 C．气体从外界吸收热量，内能变大 D．气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 4.如图所示，R 为阻值较大的电阻，电容器 C 不带电．现将开关合到 1，待电路稳 定后再合到 2，此过程中通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的图象可能是（ ） A． B． C． D． 5.已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常 量为 G，有关同步卫星，下列表述中正确的是（ ） A．卫星的运行速度可能等于第一宇宙速度 B．卫星距离地面的高度为 C．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 D．卫星运行的向心加速度等于地球赤道表面物体的向心加速度 6.狄拉克曾预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感应呈均匀 辐射状分布，距离它 r 处的磁感应强度大小为 B= （k 为常数），设空间有一固 定的 S 极磁单极子，磁场分布如图所示，一带电小球 q（重力不可忽略）在 S 极附 近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断中正确的 是（ ） A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在 S 的正下方 B．若小球带负电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方 C．若小球带正电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方且沿逆时针 运动（从上往下看） D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方且沿逆时针运动（从上往下看） 7.如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一质量为 m 的条形磁铁，磁铁穿 过固定的水平闭合金属线圈．将磁铁托起到弹簧压缩 x 后由静止放开，磁 铁会上下运动并逐渐停下来，静止时弹簧伸长 x．不计空气阻力，重力加 速度为 g，弹簧始终在弹性限度内，则（ ） A．弹簧处于原长时，磁铁的加速度可能大于 g B．磁铁中央通过线圈时，线圈中感应电流最大 C．磁铁向下运动时，线圈受到的安培力方向向上 D．线圈在整个过程中产生的焦耳势为 mgx 8.一辆汽车从静止开始先匀加速启动，达到某一速度后以恒定功率运动，最后做匀速运 动．下列汽车运动的动能 EK、牵引力对汽车做的功 W 随运动时间 t、运动位移 x 的变化图 像正确的是 9.如图甲所示电路中，A1、A2、A3 为相同的电流表，C 为电容器，电阻 R1、R2、 R3 的阻值相同，线圈 L 的电阻不计．在某段时间内，理想变压器 T 原线圈内磁场 的磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示，则在 t1～t2 时间内（ ） A．电流表 A1 和 A2 的示数相同 B．电流表 A2 的示数比 A3 的小 C．电流表 A1 的示数比 A2 的小 D．电流表的示数都不为零 10.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关 S，用频率为ν的光照射光电管时发生了 光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率ν的关系图象， 图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是( ) A.普朗克常量为 h＝a b B.断开开关 S 后，电流表 G 的示数不为零 C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 A CBO W t O EK tx O W O x EK D D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变 11.一艘太空飞船静止时的长度为 30 m，它以 0.6c(c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球， 下列说法正确的是( ) A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于 30 m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于 30 m] C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于 c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于 c 二、非选择题:共 5 题，共 56 分。其中第 13 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程 式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数 值和单位。 12.某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势 E 约为 3V，内阻 r 约为 40 Ω ，若该电池允许输出的最大电流为 20mA．为了测定该电池的 电动势和内阻，某同学准备了如下器材： A．待测电池 B．电压表 V：量程 0～15V，内阻 Rv≈15k Ω ； C．电流表 A：量程 0～1mA，内阻 RA＝38 Ω ； D．电阻箱 R：0﹣999.9 Ω ； E．定值电阻 R1＝2 Ω ； F．定值电阻 R2＝19 Ω ； G．定值电阻 R3＝72 Ω ； H．定值电阻 R＝108 ΩI．开关、导线若干。 （1）该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻 R0 应选择器材中的 （填写 器材前的选项字母） （2）选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整 ，并在电路中注明所选器材的 符号： （3）将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关。 （4）调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值 R 和所选 电表的读数 x，电表读数用国际单位（A 或 V）作单位。 （5）重复步骤（4）获取多组 R 和 x 的值。 （6）断开开关，整理器材。 （7）据所得数据在 ﹣R 坐标系中描点连线，如图乙所示。 根据图线可求得该电池的电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω ．（结果均保留一位小数） 13.如图甲所示，在某介质的 xOy 平面内有两完全相同的波源 S1 和 S2，波源 S1 的坐标为（0， 0.15m），其振动图象如图乙所示；波源 S2 的坐标为（0，﹣0.15m），其振动图象如图丙所 示。在 x＝0.4m 处有一平行于 y 轴的直线，与 x 轴交于 N 点，直线上 M 点的坐标为（0.4m， 0.15m）。两波源发出的波的波长均为 0.2m，求： ① 两波源发出波的传播到 M 点的时间； ② 时，质点 M 的位移。 14.如图，密闭汽缸两侧与一 U 形管的两端相连，汽缸壁导热，U 形管内盛有密度为ρ＝7.5×102 kg/m3 的液体．一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的 一半，气体的压强均为 p0＝4.5×103 Pa.外界温度保持不变．缓慢向右拉活塞使 U 形管两侧液面 的高度差 h＝40 cm，求此时左、右两气室的体积之比．取重力加速度大小 g＝10 m/s2，U 形管 中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计． 15. 如图所示，水平轨道与 4 1 圆弧轨道在 C 处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。 水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量 kgM 4 的物块 B；圆弧轨道半径 mR 25.1 。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量 kgm 2 的物体 A，在 A 运动过程中， 每当其通过 MN 区域时均受到方向水平向左，大小为 1N 的恒力 F 作用。已知 MN 间距 ml 11 ， 物块 A、B 之间的碰撞为弹性正碰，且第一次碰撞前物块 B 是静止的。 2/10 smg取 ，求： （1）物块 A 滑到圆弧的最低点 C 时对轨道的压力； （2）物块 A 和物块 B 第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能； （3）如果物块 A、B 每次碰撞后，物块 B 再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们 再次碰撞前锁定被解除，求物块 A、B 第一次碰撞后，A 在 MN 区域内运动的总时间。 16.如图甲所示，xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示，周期均为 2t0，y 轴正方向为 E 的正方向，垂直 于纸面向里为 B 的正方向．t=0 时刻，一质量为 m、电荷量为+q 的粒子从坐标原 点 O 开始运动，此时速度大小为 v0，方向为+x 轴方向．已知电场强度大小为 E0， 磁感应强度大小 B0= ，不计粒子所受重力．求： （1）t0 时刻粒子的速度大小 v1 及对应的位置坐标（x1，y1）； （2）为使粒子第一次运动到 y 轴时速度沿﹣x 方向，B0 与 E0 应满足的关系； （3）t=4nt0（n 为正整数）时刻粒子所在位置的横坐标 x． 参考答案 一、单项选择题:共 11 题，每题 4 分，共 44 分。每题只有一个选项最符合题意。 1.甲、乙两车在平直公路上沿同一方向做直线运动，t＝0 时刻，甲车在乙车前 20m 处，它们 的 v﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．甲车启动的加速度大于乙车启动的加速度 B．甲车启动 15s 时，乙车落后甲车的距离最大 C．乙车启动时，甲在乙车前方 50m D．t＝25s 时，乙车正好追上甲车 【分析】速度﹣时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，图线与时间轴包围的 面积表示对应时间内的位移大小，根据两车的速度关系和位移分析何时相遇。 【解答】解：A、甲车启动的加速度 a＝ m/s2＝1m/s2，乙车启动的加速度 a′＝ m/s2 ＝2m/s2，故 A 错误； B、当两车的速度相等时相遇最远，即甲车启动 15s 时，乙车落后甲车的距离最大，故 B 正确。 C、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在 t＝10s 时启动，此时甲的位移 为 x＝ ×10×10m＝50m，即甲车运动到乙处前 20m+50m＝70m，故 C 错误。 D、乙车启动的时候，甲车恰好运动到乙处前方 70m，根据图象可知在 10﹣20s 内它们的位 移相同，再运动△t＝ ＝7s，即 27s 末，二者相遇，故 D 错误； 故选：B。 2.如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 1kg 的物体 A、B（B 物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为 k＝50N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为 15N，方向竖直向上的拉力 F 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上运动，g 取 10m/s2，空 气阻力忽略不计，下列说法不正确的是（ ） A．外力施加的瞬间，A、B 的加速度大小为 7.5m/s2 B．当弹簧压缩量减小 0.05m 时，A、B 间弹力大小为 2.5N C．A、B 分离时，A 物体的位移大小为 0.1m D．B 物体速度达到最大时，弹簧被压缩了 0.2m 【分析】A、施加外力前，系统处于静止，合力为 0，外力施加的瞬间，由牛顿第二定律可求 得加速度； B、初始时系统处于静止状态，由合力为 0 可求得弹簧的形变量，当弹簧压缩量减小 0.05m 时，对 A、B 分别列由牛顿第二定律表达式可求得 A、B 间弹力大小； C、A、B 分离时，AB 间弹力为 0，二者加速度和速度相等，对 A、B 分别列由牛顿第二定 律表达式可求得弹簧的形变量，则 A 的位移可求解； D、B 物体速度达到最大时，加速度为 0，合力为 0，以此可求得此时弹簧的形变量。 【解答】解：A、施加外力前，系统处于静止，合力为 0，外力施加的瞬间，合力为外力 F ＝15N，由牛顿第二定律得：a＝ ＝7.5m/s2，故 A 正确； B、初始时系统处于静止状态，即 2mg＝kx0，解得：x0＝0.4m，当弹簧压缩量减小 0.05m 时，设 A、B 间弹力大小为 FAB，此时物体的加速度大小为 a1，由牛顿第二定律得：对 A： F+FAB﹣mg＝ma1 对 B：k（x0﹣0.05）﹣mg﹣FAB＝ma1，联立解得：FAB＝1.25N，故 B 错误； C、设 A、B 分离时，弹簧的形变量为 x1，物体的加速度为 a2，对 A：F﹣mg＝ma2，对 B： kx1﹣mg＝ma2，联立解得：x1＝0.3m，所以 A 物体的位移大小为 x0﹣x1＝0.1m，故 C 正确； D、当 B 物体的合力为 0 时速度达到最大，由 C 选项的分析知 AB 分离时有向上的加速度， 所以速度最大时 AB 已经分离，由合力为 0 得：kx2＝mg，解得：x2＝0.2m，故 D 正确； 故选：B。 3.如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作 用力可以忽略，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力 F 将活塞缓慢 地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，下列说法正确的是( ) A．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 B．气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变 C．气体从外界吸收热量，内能变大 D．气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律 【答案】A 【解析】因气缸导热，气体的温度不变，气体体积变大，则压强减小；气体的体积增大，则 单位体积内的分子数减小，则气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项 A 正确，B 错误；由于气体压迫活塞，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知，因温度不变， 内能不变，则气体应吸热，且吸收的热量等于对外做功，选项 C 错误；气体是从单一热源吸 收，全部用来对外做功，但要引起气体的变化，此过程不违反热力学第二定律，选项 D 错误。 4.如图所示，R 为阻值较大的电阻，电容器 C 不带电．现将开关合到 1，待电路稳 定后再合到 2，此过程中通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的图象可能是（ ） A． B． C． D． 【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用． 【分析】由 i﹣t 图象可知，充电时电流为正，放电时电流为负，图象与坐标轴围 成的面积表示 q=it，从而即可求解． 【解答】解：由 i﹣t 图象可知，充电时电流为正，放电时电流为负，即流过电阻 R 的充电电流和放电电流方向相反； 图象与坐标轴围成的面积表示 it，即为电荷量，所以图电流曲线与横轴所围图形的 面积表示电容器充电结束时所带的电荷量，即相等，故 A 正确，BCD 错误； 故选：A． 5.已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常 量为 G，有关同步卫星，下列表述中正确的是（ ） A．卫星的运行速度可能等于 第一宇宙速度 B．卫星距离地面的高度为 C．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 D．卫星运行的向心加速度等于地球赤道表面物体的向心加速度 【分析】同步卫星与地球相对静止，因而与地球自转同步，根据万有引力提供向 心力，即可求出相关的量． 【解答】解：A、第一宇宙速度为 v1= ，而同步卫星的速度为 v= ，因此 运行速度小于第一宇宙速度，故 A 错误； B、万有引力提供向心力，有： = = 且 r=R+h 解得：h= ﹣R，故 B 错误； C 、 卫 星 运 行 时 受 到 的 向 心 力 大 小 是 F 向 = =m ， 向 心 加 速 度 ；地表重力加速度为 g= ，卫星运行的向心加速度小于地球表面的 重力加速度，故 C 正确； D、同步卫星与地球赤道表面的物体具有相同的角速度，根据 知，卫星运 行的向心加速度大于地球赤道表面物体的向心加速度，故 D 错误； 故选：C． 【点评】本题关键抓住万有引力等于向心力，卫星转动周期与地球自转同步，注 意第一宇宙速度的含义． 6.狄拉克曾预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感应呈均匀 辐射状分布，距离它 r 处的磁感应强度大小为 B= （k 为常数），设空间有一固 定的 S 极磁单极子，磁场分布如图所示，一带电小球 q（重力不可忽略）在 S 极附 近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断中正确的是（ ） A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在 S 的正下方 B．若小球带负电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方 C．若小球带正电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方且沿逆时针运动（从上往下看） D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方且沿逆时针运动（从上往下看） 【分析】粒子在磁场中受洛仑兹力及本身的重力，其合力使物体做匀速圆周运动， 故它们的合力应充当向心力；分析正负电荷的受洛伦兹力情况，明确合力能否充 当向心力． 【解答】解：要使粒子能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向 心力；洛伦兹力必沿斜上方，其竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力；根 据左手定则可以判断；若小球带正电，其转动轨迹平面必在 S 的正上方且沿逆时 针运动，若小球带负电，则小球受电场力指向 Q，故电场力与重力的合力可以提 供向心力，可以在正下方运动，故 C 正确，AD 错误． 故选：C． 【点评】本题巧妙地将电场和磁场相结合，考查了向心力、库仑力及洛仑兹力方 向的判断问题，对学生要求较高，注意培养空间想像能力． 7.如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一质量为 m 的条形磁铁，磁铁穿过固定的 水平闭合金属线圈．将磁铁托起到弹簧压缩 x 后由静止放开，磁铁会上下运动并 逐渐停下来，静止时弹簧伸长 x．不计空气阻力，重力加速度为 g，弹簧始终在弹 性限度内，则（ ） A．弹簧处于原长时，磁铁的加速度可能大于 g B．磁铁中央通过线圈时，线圈中感应电流最大 C．磁铁向下运动时，线圈受到的安培力方向向上 D．线圈在整个过程中产生的焦耳势为 mgx 【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律． 【分析】利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向，并利用楞次定律力的角度“来 拒去留”去分析安培力方向，最后依据能量守恒定律，即可求解产生的焦耳热是来 自于重力势能的减小． 【解答】解：A、弹簧处于原长时，没有弹力，除受到重力外，若磁铁向上运动， 则受到向下的安培阻力，若向下运动，则受到向上的安培阻力，因此磁铁的加速 度可能大于 g，故 A 正确； B、磁铁中央通过线圈时，线圈的磁通量变化率为零，则线圈中感应电流为零，最 小，故 B 错误； C、当磁铁向下运动时，根据楞次定律：来拒去留，则磁铁受到向上的安培力，那 么线圈受到的安培力方向向下，故 C 错误； D、根据能量守恒定律，从静止至停止，弹簧的弹性势能不变，那么减小的重力势 能转化为电能，从而产生焦耳热为 Q=mgh=2mgx，故 D 错误； 故选：A． 8.一辆汽车从静止开始先匀加速启动，达到某一速度后以恒定功率运动，最后做匀速运 动．下列汽车运动的动能 EK、牵引力对汽车做的功 W 随运动时间 t、运动位移 x 的变化图 像正确的是 A CBO W t O EK tx O W O x EK D 答案：C 9.如图甲所示电路中，A1、A2、A3 为相同的电流表，C 为电容器，电阻 R1、R2、 R3 的阻值相同，线圈 L 的电阻不计．在某段时间内，理想变压器 T 原线圈内磁场 的磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示，则在 t1～t2 时间内（ ） A．电流表 A1 和 A2 的示数相同 B．电流表 A2 的示数比 A3 的小 C．电流表 A1 的示数比 A2 的小 D．电流表的示数都不为零 【分析】由图可知副线圈电路中的磁通量的变化情况，则由电磁感应可得出产生 的感应电流；根据电容器及电感器的性质可得出各表的电流大小． 【解答】解：原线圈中磁场如乙图所示变化，则原线圈中的磁通量均匀变化，故 副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈 L 对恒定电流没有阻碍作用， 所以电流表 A1 和 A2 的读数相同，而电容器“通交隔直”，所以电流表 A3 的读数为 0．故 A 正确，BCD 错误； 故选：A． 【点评】本题综合考查电磁感应及电容器、电感器的工作原理，要求能记清电容、 电感的作用． 10.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关 S，用频率为ν的光照射光电管时发生了 光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率ν的关系图象， 图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是( ) A.普朗克常量为 h＝a b B.断开开关 S 后，电流表 G 的示数不为零 C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变 答案 B 解析 根据 Ek＝hν－W0 得，Ek－ν图象的斜率表示普朗克常量，故 h＝b a ，故 A 错误；开关 S 断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表 G 的示数不为零，故 B 正 确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关， 故 C 错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表 G 的 示数会减小，故 D 错误. 11.一艘太空飞船静止时的长度为 30 m，它以 0.6c(c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球， 下列说法正确的是( ) A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于 30 m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于 30 m C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于 c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于 c 解析：选 B 飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度 l0＝30 m， 选项 A 错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度 l＝l0 1－ 0.6c c 2＜l0，故 应小于 30 m，选项 B 正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上 的观测者测得的光信号速度都等于 c，选项 C、D 错误。 二、非选择题:共 5 题，共 56 分。其中第 13 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程 式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数 值和单位。 12.某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势 E 约为 3V，内阻 r 约为 40 Ω ，若该电池允许输出的最大电流为 20mA．为了测定该电池的 电动势和内阻，某同学准备了如下器材： A．待测电池 B．电压表 V：量程 0～15V，内阻 Rv≈15k Ω ； C．电流表 A：量程 0～1mA，内阻 RA＝38 Ω ； D．电阻箱 R：0﹣999.9 Ω ； E．定值电阻 R1＝2 Ω ； F．定值电阻 R2＝19 Ω ； G．定值电阻 R3＝72 Ω ； H．定值电阻 R＝108 Ω I．开关、导线若干。 （1）该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻 R0 应选择器材中的 （填写 器材前的选项字母） （2）选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整 ，并在电路中注明所选器材的 符号： （3）将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关。 （4）调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值 R 和所选 电表的读数 x，电表读数用国际单位（A 或 V）作单位。 （5）重复步骤（4）获取多组 R 和 x 的值。 （6）断开开关，整理器材。 （7）据所得数据在 ﹣R 坐标系中描点连线，如图乙所示。 根据图线可求得该电池的电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω ．（结果均保留一位小数） 12．【分析】（1）求出电路的最小电阻，然后选择保护电阻。 （2）根据题意选择实验器材，根据实验原理作出实验电路图。 （7）根据实验电路应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求 出电源的电动势与内阻。 【解答】解：（1）本实验中，当滑动变阻器接入电路的阻值为 0 时，电池输出的电流最大， 则电路中的最小固定电阻值约为 ＝150 Ω ， 因电源内阻约为 40 Ω ，故值电阻约为 110 Ω ，故该定值电阻应选器材中的 H； （2）本实验给定电压表量程太大，不可以使用；因电流表给定量程太小，故需要扩大量程 20 倍，需要并联的电阻值为： R＝ ＝ ＝2 Ω ， 所以选定值电阻 R1 与电流表 A 并联，就可改装成一个量程为 20mA 的电流表。所以虚线 框中的电路补充完整后如下图象所示： ； （7）由以上分析可知，题目中提到的 x，指代电流表读数 I， 根据闭合电路欧姆定律可得： E＝（I+ ）（ +R0+R+r）， 整理方程得： ＝ R+ ， 即： 故： 解得：E＝3.2V， ＝950，解得：r＝42.1 Ω ； 故本题答案为：（1）H； （2） ； （7）3.2； 42.1。 13.如图甲所示，在某介质的 xOy 平面内有两完全相同的波源 S1 和 S2，波源 S1 的坐标为（0， 0.15m），其振动图象如图乙所示；波源 S2 的坐标为（0，﹣0.15m），其振动图象如图丙所 示。在 x＝0.4m 处有一平行于 y 轴的直线，与 x 轴交于 N 点，直线上 M 点的坐标为（0.4m， 0.15m）。两波源发出的波的波长均为 0.2m，求： ① 两波源发出波的传播到 M 点的时间； ② 时，质点 M 的位移。 【分析】 ① 先读出周期，求出两列波的波速，再由运动学公式求两波源发出波的传播到 M 点 的时间； ② 根据两波源发出波的传播到 M 点的时间，确定 时，质点 M 已振动的时间，结合 数学知识求 M 的位移，再由波的叠加原理求解。 【解答】解： ① 两波的周期为：T＝2s 两列波的波速为： S1 传到 M 点所用的时间为：t1＝ ＝ ＝4s S2 传到 M 点所用的时间为：t2＝ ＝ ＝5s ② 时，波源 S1 发出的波传至 M 后，M 点振动的时间为： 时，波源 S1 发出的波引起 M 点振动的位移为： 时，波源 S2 发出的波传至 M 后，M 点振动的时间为： 时，波源 S2 发出的波引起 M 点振动的位移为： 因此， 时，质点 M 的位移为： 答： ① 两波源 S1 和 S2 发出波的传播到 M 点的时间分别为 4s 和 5s； ② 时，质点 M 的位移为﹣10 cm。 14.如图，密闭汽缸两侧与一 U 形管的两端相连，汽缸壁导热，U 形管内盛有密度为ρ＝ 7.5×102 kg/m3 的液体．一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的 体积的一半，气体的压强均为 p0＝4.5×103 Pa.外界温度保持不变．缓慢向右拉活塞使 U 形管两 侧液面的高度差 h＝40 cm，求此时左、右两气室的体积之比．取重力加速度大小 g＝10 m/s2， U 形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计． 【解析】 设初始状态时汽缸左气室的体积为 V01，右气室的体积为 V02；当活塞至汽缸 中某位置时，左、右气室的压强分别为 p1、p2，体积分别为 V1、V2，由玻意耳定律得： p0V01＝p1V1① p0V02＝p2V2② 依题意有：V01＋V02＝V1＋V2③ 由力的平衡条件有：p2－p1＝ρgh④ 联立①②③④式，并代入题给数据得： 2V21＋3V01V1－9V201＝0⑤ 由此解得：V1＝3 2V01(另一解不合题意，舍去)⑥ 由③⑥式和题给条件得：V1∶V2＝1∶1 【答案】 1∶1 15.如图所示，水平轨道与 4 1 圆弧轨道在 C 处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。 水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量 kgM 4 的物块 B；圆弧轨道半径 mR 25.1 。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量 kgm 2 的物体 A，在 A 运动过程中， 每当其通过 MN 区域时均受到方向水平向左，大小为 1N 的恒力 F 作用。已知 MN 间距 ml 11 ， 物块 A、B 之间的碰撞为弹性正碰，且第一次碰撞前物块 B 是静止的。 2/10 smg取 ，求： （4）物块 A 滑到圆弧的最低点 C 时对轨道的压力； （5）物块 A 和物块 B 第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能； （6）如果物块 A、B 每次碰撞后，物块 B 再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们 再次碰撞前锁定被解除，求物块 A、B 第一次碰撞后，A 在 MN 区域内运动的总时间。 解析： （1）假设 B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为 Cv ，由机械能守恒定律得： 2 2 1 CmvmgR  ，代入数据得， smvC /5 在圆弧最低点，由牛顿第二定律得： R vmmgF C 2  ，代入数据得， NF 60 由牛顿第三定律可知，物体 B 对轨道的压力大小为 60N，方向竖直向下 （2）设碰撞前 A 的速度为 0v ，由动能定理得： 2 02 1 mvFlmgR  ，解得， smv /60  A、B 第一次碰撞过程中，取向左为正方向，有动量守恒定律得： 110 vMmvmv  由能量守恒可得， 2 1 2 1 2 0 2 1 2 1 2 1 vMmvmv  联立解得： smv /21  ， smv /41  物体 A 的速度为 0 时，弹簧的压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒可得： JvME p 322 1 2 1  （3）A、B 第一次碰撞后，A 向右运动，由于 Flmv 2 12 1 ，故 A 不能通过 MN 区域就返回， 由动量定理得： 11 2mvFt  ，解得， 34 0 1 vt  在 A 与 B 第二次碰撞的过程有 221 vMmvmv  ， 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 vMmvmv  ， 22 2mvFt  解得， 2 0 2 34 vt  以此类推： ssvtttt 123 1 3 1 3 14 320321        16.如图甲所示，xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示，周期均为 2t0，y 轴正方向为 E 的正方向，垂直 于纸面向里为 B 的正方向．t=0 时刻，一质量为 m、电荷量为+q 的粒子从坐标原 点 O 开始运动，此时速度大小为 v0，方向为+x 轴方向．已知电场强度大小为 E0， 磁感应强度大小 B0= ，不计粒子所受重力．求： （1）t0 时刻粒子的速度大小 v1 及对应的位置坐标（x1，y1）； （2）为使粒子第一次运动到 y 轴时速度沿﹣x 方向，B0 与 E0 应满足的关系； （3）t=4nt0（n 为正整数）时刻粒子所在位置的横坐标 x． 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】（1）粒子在电场中做类似平抛运动，采用正交分解法，根据分运动规律 列式求解即可； （2）使粒子第一次运动到 y 轴时速度沿﹣x 方向，则圆心在 y 轴上，结合几何关 系得到轨道半径，然后根据牛顿第二定律列式求解； （3）有电场时粒子做类似平抛运动，只有磁场时粒子做匀速圆周运动，画出轨迹， 结合几何关系列式分析． 【解答】解：（1）在电场中运动，沿着 x 轴正方向有：x1=v0t0， 沿着 y 轴正方向，有：vy=at0，y1= ， 由牛顿第二定律，有：qE0=ma， 运动的速度大小 v1= ， 解得：v1= ，粒子的位置坐标为（v0t0， ）； （2）设粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T，则：qv1B0= ， 解得：T=2t0； 则粒子第一次运动到 y 轴前的轨迹如图所示： 粒子在磁场中做圆周运动时，有：qv1B0=m ， 圆心在 y 周期上，结合几何关系得到：r1sinθ=v0t0， 且 v1sinθ=v0， 解得： ； （3）粒子在磁场中做圆周运动的周期为 2t0，即在 t0～2t0 时间内粒子转了半圈， 在 x 方向向左移动△x，2t0 时刻速度大小仍为 v1，方向与 t0 时刻速度方向相反，在 2t0～3t0 时间内粒子做匀变速曲线运动，根据对称性可知，粒子运动轨迹与 0～t0 时间内相同，3t0 时刻速度大小为 v0，方向沿着 x 轴负方向，在 3t0～4t0 时间内粒 子转动半圈，4t0 时刻速度大小为 v0，方向沿着 x 正方向，如图所示；则 0～4t0 时 间内粒子在 x 方向向左移动的距离为△x； 则粒子的横坐标 x=﹣n△x=﹣ （n=1，2，…） 答：（1）t0 时刻粒子的速度大小为 ，对应的位置坐标（v0t0， ）； （2）为使粒子第一次运动到 y 轴时速度沿﹣x 方向，B0 与 E0 应满足的关系 ； （3）t=4nt0（n 为正整数）时刻粒子所在位置的横坐标 x 为﹣ （n=1，2，…）．