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2021届吉林省白城市高考物理模拟试卷（五）含答案
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这是一份2021届吉林省白城市高考物理模拟试卷（五）含答案，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题，选考题等内容，欢迎下载使用。
高考物理模拟试卷〔五〕
一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．
1.在物理学建立与开展的过程中，有许多科学家做出了理论与实验奉献。关于这些奉献，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量
B. 安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向
C. 法拉第发现了磁生电的现象，提出了法拉第电磁感应定律
D. 爱因斯坦在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化〞的传统观念
2.如下列图，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N．要使A静止，需加一水平向左的力F1 ， 那么力F1的取值可以为〔 〕
A. 3N B. 7N C. 15N D. 17N
3.2021年2月，物理学界掀起了“引力波〞风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统〔白矮星、中子星和黑洞〕。假设质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如下列图。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的选项是〔 〕
A. A，B做圆周运动的半径之比为m2：m1 B. A，B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C. A，B做圆周运动的转速之比为 1：1 D. A，B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
4.一个物体沿直线运动，t＝0时刻物体的速度为1m/s，加速度为1m/s2 ， 物体的加速度随时间变化规律如下列图，那么以下判断正确的选项是〔 〕
A. 物体做匀变速直线运动 B. 物体的速度与时间成正比
C. t＝5s时刻物体的速度为6.25m/s
5.如图为模拟远距离输电的局部测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2 ， 且R1＜R2 ， 理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k＜1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用△I和△U表示。那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. | |＝ B. 原线圈两端电压U1一定变小
C. 电源的输出功率一定增大 D. R1消耗的功率一定增加
6.如下列图，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，那么〔 〕
A. 假设将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B. 假设将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C. 假设用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D. 假设用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数减小
7.如下列图，绝缘水平面内固定有两足够长的平行金属导轨ab和ef，导轨间距为d，两导轨间分别接有两个阻值均为r的定值电阻R1和R2 ， 质量为m、长度为d的导体棒PQ放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻，在空间加上磁感应强度小为B、方向竖直向下的匀强磁场，两根完全相同的轻弹簧一端与棒的中点连接，另一端固定，初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态且与导轨在同一平面内，现使导体棒获得水平向左的初速度v0 ， 在导体棒第一次运动至右端的过程中，R2上产生的焦耳热为Q．以下说法正确的选项是〔 〕
A. 初始时刻，棒所受安培力的大小为
B. 棒第一次回到初始位置时，R1的电功率为
C. 棒第一次到达右端时，两根弹簧具有的弹性势能之和为 mv02﹣2Q
D. 从初始时刻至棒第一次到达左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为4Q
8.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如下列图，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，那么〔 〕
A. 从A点运动到 M 点电势能增加2J B. 小球水平位移x1与x2的比值 1：3
C. 小球落到B点时的动能24J D. 小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于6J
二、非选择题：
9.如下列图，一端固定滑轮的长木板放在桌面上，将光电门固定在木板上的B点，用重物通过细线拉小车，且重物与力的传感器相连，假设利用此实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系实验〞，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行屡次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放〔g取10m/s2〕．
〔1〕完成该实验时，________〔填“需要〞或“不需要〞〕平衡摩擦力；
〔2〕在正确标准操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出小车质量M，通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d，还需要测量的物理量是________。由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为________〔用测得的物理量表示〕。
10.某学校进行“测量电压表的内阻RV〞的实验竞赛，实验室提供的器材如下：
A．待测电压表V〔量程3V，内阻约3000Ω〕
B．电源E〔电动势约6V，内阻很小〕
C．电流表A1〔量程10mA，内阻约50Ω〕；电流表A2〔量程1mA，内阻约500Ω〕
D．电压表V1〔量程2V，内阻RV1＝2000Ω〕；电压表V2〔量程6V，内阻约6000Ω〕
E．电阻箱R1〔9999.9Ω，2A〕
F．滑动变阻器R2〔最大阻值10Ω，2A〕
G．导线、单刀单掷开关S假设干
〔1〕竞赛的第一局部内容是用如图1所示的电路测量待测电压表内阻，测量的主要步骤如下：
a．按电路图连接电路；
b．将电阻箱阻值调到最大；
c．闭合开关S，调节电阻箱的阻值，使电压表指针半偏；
d．记下此时电阻箱的阻值Ra；
e．再调节电阻箱的阻值，使电压表指针满偏，记下此时电阻箱的阻值Rb。
答复以下问题：
①电压表内阻的测量值表达式RV＝________；〔用测出的数据表示〕
②电源的内阻对测量结果的影响是________；
A．没有影响 B．使测量值偏大 C．使测量值偏小 D．不能确定
〔2〕竞赛的第二局部内容是用实验室提供的器材，再设计出〔除半偏法外的〕一个测量电压表内阻的方法。把设计出的电路画在方框中〔如图2〕，并标出所用电表的标号〔如A1、A2等〕。
11.从平安的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。为了测试改装后的教练车刹车性能，教练们进行了如下试验：当车速到达某一值v0时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。假设车做的是匀减速直线运动，测得车在关闭发动机后的第1s内通过的位移为16m，第3s内通过的位移为1m。答复下面问题。
〔1〕改装后的教练车的加速度a的大小及开始做匀减速运动的速度v0的大小是多少？
〔2〕如果想让教练车在原来距离内用时t′＝2s停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？
12.如下列图为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K〔K在x轴上方〕下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞〔速度方向刚好相反〕，根据入射速度的变化，可调节仄边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：
〔1〕哪个直线加速器加速的是正电子；
〔2〕正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过仄边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。
〔3〕正、负电子同时以v2＝ 速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。
三、选考题：[物理----选修3-3]〔15分〕
13.如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．以下说法正确的选项是〔 〕
A. 在过程ab中气体的内能增加 B. 在过程ca中外界对气体做功
C. 在过程ab中气体对外界做功 D. 在过程bc中气体从外界吸收热量
E. 在过程ca中气体从外界吸收热量
14.如图，一横截面积为S的绝热气缸固定在绝热水平面上，一绝热活塞封闭气缸内一定质量的理想气体，在气缸右侧有一暖气管，气缸与暖气管相接处密闭性良好，气缸左侧的活塞用一跨过定滑轮的轻绳与一质量为M的砝码相连。当活塞稳定后，测得活塞到气缸右侧壁之间的距离L，温度传感器测得此时气缸内气体的温度为T1 ． 现让高温暖气从暖气管的上端流进、再从暖气管的下端流出，经过一段时间后发现活塞缓慢向左移动了一小段距离后便静止不动了。这个过程中气缸内的气体吸收热量Q后，温度传感器的读数为T2 ． 设重力加速度为g，大气压强为p0 ， 忽略所有摩擦，答复以下问题。
〔i〕试分析密闭气体体积的变化，并求出此变化量△V；
〔ii〕求此过程中气缸内气体内能的变化量△U。
四、[物理---选修3-4]〔15分〕
15.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时的波形图，P是平衡位置在x＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x＝2.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 从t＝0到t＝0.15 s，这列波传播的距离为3m D. 从t＝0.10s到t＝0.25s，P通过的路程为10cm
E. t＝0.15s时，Q的加速度方向与y轴正方向相同
16.一扇形玻璃砖的横截面如下列图，圆心角∠AOC＝120°，图中的虚线OB为扇形的对称轴，D为OC的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC面成30°角的方向从D点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。
〔i〕求该玻璃砖对该单色光的折射率；
〔ii〕请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，假设能射出，求射出时折射角的正弦值。
答案解析局部
一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．
1.【解析】【解答】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量，选项A不符合题意；
B．安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向，选项B符合题意；
C．法拉第发现了“磁生电〞的现象，纽曼和韦伯归纳出法拉第电磁感应定律，故C不符合题意；
D．普朗克在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化〞的传统观念，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卡文迪许测出了引力常量；纽曼和韦伯归纳出法拉第电磁感应定律；普朗克破除了能量连续变化的传统观念。
2.【解析】【解答】解：A处于静止状态，那么绳子向右的拉力：F2＝GB＝10N，计算各个选项中，满足平衡状态所需的静摩擦力大小，
A、当F1＝3N时，所需静摩擦力：f＝F2﹣F1＝7N＞4N，即物体A不能平衡，将向右滑动，A不符合题意；
B、当F1＝7 N时，所需静摩擦力：f＝F2﹣F1＝3N＜4N，物体A仍能静止，且f的方向向左，B符合题意；
C、当F1＝15N时，所需静摩擦力：f＝F1﹣F2＝5N＞4N，物体A不能平衡，将加速向左移动，C不符合题意；
D、当F1＝17N时，所需静摩擦力：f＝F1﹣F2＝7N＞4N，物体A不能平衡，将加速向左移动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用平衡条件结合绳子拉力的大小及静摩擦力的大小可以判别拉力的可能取值。
3.【解析】【解答】解：AB、因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力 ＝m1ω2r1＝m2ω2r2可知： ，A正确，不符合题意，B正确，不符合题意；
C、由ω＝2πn可知，转速相同，C正确，不符合题意；
D、由 ＝α1m1＝m2α2得： ，D错误，符合题意；
故答案为：D
【分析】利用引力提供向心力结合角速度相同可以判别半径的比值；利用相互作用可以判别向心力的比值；利用角速度大小可以求出转速的比值；利用牛顿第二定律可以求出加速度的比值。
4.【解析】【解答】解：A、物体的加速度在增大，做变加速直线运动，A不符合题意。
B、由图象知质点的加速度随时间增大，根据v＝v0+at可知，物体的速度与时间一定不成正比，B不符合题意。
C、由图知 a＝0.1t+1〔m/s2〕，当t＝5s时，a＝1.5 m/s2 ， 速度的变化量△v＝ ×5m/s＝6.25m/s，知t＝5s时的速度为v＝v0+△v＝1m/s+6.25m/s＝7.25m/s，C不符合题意。
D、a﹣t图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，那么0﹣8s内，a＝0.1t+1〔m/s2〕，当t＝8s时，a＝1.8 m/s2 ， 速度的变化量△v＝ ×8m/s＝11.2m/s，知t＝8s时的速度为v＝v0+△v＝1m/s+11.2m/s＝12.2m/s，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用加速度的变化可以判别做变加速直线运动；由于加速度变化其速度和时间不成正比；利用面积可以求出速度的变化量。
5.【解析】【解答】解：A、根据变压器的规律可知，理想变压器的原、副线圈的电压变化量之比： ＝k，电流变化之比： ＝ ，电压表和电流表示数变化量之比即副线圈电压和电流变化量之比： ＝ ＝ ，将R1视为输入端电源内阻，那么有 ＝ ＝R1 ， 所以有 ＝ ，A符合题意；
BC、向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，副线圈负载电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流减小，输入电流减小，电阻R1两端电压减小，原线圈两端电压U1一定变大，电源的输出功率一定减小，BC不符合题意；
D、电阻R1两端电压减小，那么R1消耗的功率一定减小，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用电压、电流和匝数之比的关系可以求出电压变化量和电流变化量的比值；利用负载电阻的变大可以判别输出电流和输入电流变小那么原线圈的输入电压变大；利用电流的变化可以判别R1消耗的功率变化及电源的输出功率变化。
6.【解析】【解答】解：A、分析电路图，光电管两端加正向电压，如果此时已经到达了饱和光电流，那么当滑片向B端移动时，电流表读数有可能不变，A符合题意；
B、当滑片向A端移动时，所加正向电压减小，那么光电流可能减小，也可能不变，一定不会增大，B不符合题意；
C、根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率，发生光电效应，假设用红外线照射阴极K时，虽然红外线频率小于黄光，但是不一定不能发生光电效应，电流表不一定没有电流，C不符合题意；D、假设用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，紫外线的频率大于黄光的频率，那么光子数目减小，逸出的光电子数目减小，电流表读数减小，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】当电流到达饱和时施加正向电压时电流读数保持不变；利用红光照射可能有光电流产生；紫外线照射时，当强度相同时光子数量减少那么产生的光电流变小。
7.【解析】【解答】解：A、初始时刻，导体棒有效的切割长度为d，产生的感应电动势为：E＝Bdv0
通过棒的感应电流为：I＝ ＝
导体棒所受安培力的大小为：F安＝BId
联立解得：F安＝ ，A符合题意；
B、由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，由能量守恒定律知，当棒再次回到初始位置时，速度必小于v0 ， 棒产生的感应电动势小于Bdv0 ， 通过导体棒的电流小于 ，那么R1的电功率小于〔 • 〕2R＝ ，B不符合题意；
C、由能量守恒得知，当导体棒第一次到达最右端时，棒的动能全部转化为整个回路中的焦耳热和两根弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，那么电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为 mv02﹣2Q，C符合题意；
D、由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，第一次运动至最右端的过程中R1产生的电热为Q，电路中产生总热量为2Q，棒第一次到达最左端的过程中，电路中产生总热量一定小于2Q，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动生电动势的表达式结合欧姆定律可以求出安培力的表达式；利用速度的大小变化结合电流的大小可以判别电功率的大小；利用能量守恒定律可以求出弹性势能和焦耳热的大小。
8.【解析】【解答】解：A、将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动，对于初速度为零的匀加速直线运动，从A点运动到M点过程中，电场力做正功，电势能减小，A不符合题意；
B、小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，上升和下降时间相等，小球在水平方向上经过x1和x2的时间相等且初速度为零，由运动学的比例关系得：连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，即：x1：x2＝1：3，B符合题意；
C、对带电小球从A到M，在水平方向有： ，竖直方向有： ；
带电小球从M到B，在水平方向有： ，竖直方向有： ，小球在M点的动能为： ＝6J，小球在A点的动能为： ＝8J
联立解得：小球落到B点时的动能为： ＝ ＝32J，C不符合题意；
D、由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，在A点电场力与重力的合力为等效重力G′，由题意知等效重力与A点速度方向的夹角大于90°，
而在M点通过受力分析可知等效重力与M点的速度方向的夹角小于90°，说明带电体从A点向M点运动的过程中，肯定有一位置的等效重力与速度方向的夹角等于90°，那么在此点带电体的速度最小，动能最小，小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于6J，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用电场力做功可以判别电势能的变化；利用水平方向的位移公式可以求出位移之比；利用位移公式结合速度的变化可以求出动能的大小；利用合力做功可以判别速度及动能的最小值。
二、非选择题：
9.【解析】【解答】〔1〕本实验需要平衡摩擦力，如果存在摩擦力，那么细线对小车的拉力就不是小车的合外力，那么合外力的功无法具体计算。〔2〕小车通过光电门的速度为 ，根据动能定理： ，所以还需要测量的量是A、B的间距x，根据上式可得：合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为
【分析】〔1〕探究合力和加速度的关系需要平衡摩擦力简化合力；
〔2〕利用速度位移公式测量加速度需要测量AB之间的距离；利用动能定理可以列出对应的表达式。
10.【解析】【解答】解：〔1〕①设电压表量程为U，那么由串并联电路的规律可知：
U+ Rb＝ + Ra ， 解得：RV＝Ra﹣2Rb；②考虑电源内阻影响：U+ 〔Rb+r〕＝ + 〔Ra+r〕，
解得：RV＝Ra﹣2Rb﹣r，实验认为RV＝Ra﹣2Rb ， 那么电压表内阻测量值偏大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。〔2〕测出流过待测电压表的电流与待测电压表两端电压，应用欧姆定律可以求出待测电压表内阻；
串联电路两端电压与电阻阻值成正比，根据串联电路特点可以求出待测电压表内阻；
测电压表内阻的实验电路如下所示：
故答案为：〔1〕①Ra﹣2Rb；②B；〔2〕实验电路图如下列图。
【分析】〔1〕利用欧姆定律结合串并联电路的特点可以求出电表的内阻；利用电源内阻的影响可以判别内阻测量值偏大；
〔2〕利用滑动变阻器使用分压式接法，再利用电流表串联电压表可以画出对应的电路图。
11.【解析】【分析】〔1〕利用位移公式结合速度公式可以求出加速度和速度的大小；
〔2〕利用速度位移公式可以求出额外提供的加速度大小。
12.【解析】【分析】〔1〕利用左手定那么可以判别正电子的运动轨迹；
〔2〕利用几何关系结合轨道半径的大小和牛顿第二定律可以求出速度的最小值；
〔3〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出对应的距离大小。
三、选考题：[物理----选修3-3]〔15分〕
13.【解析】【解答】解：A、从a到b等容升压，根据 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，那么内能增加，A符合题意；
B、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B符合题意；
C、在过程ab中气体体积不变，根据W=p△V可知，气体对外界做功为零，C不符合题意；
D、在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，那么内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，D符合题意；
E、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据 可知温度降低，那么内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，故E错误．
故答案为：ABD．
【分析】
1. 一定量理想气体状态方程
2. 恒压气体做功
3. 热力学第一定律
14.【解析】【分析】〔1〕利用等压变化可以求出气体体积的变化量；
〔2〕利用热力学第一定律结合气体对外做功及热传递的能量可以求出内能的变化量。
四、[物理---选修3-4]〔15分〕
15.【解析】【解答】解：A、振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t＝0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。在甲图上，由波形的平移法判断可知：该波沿x轴负方向的传播，A不符合题意；
B、由甲图读出波长为 λ＝4m，由乙图读出周期为 T＝0.2s，那么波速为v＝ ＝20m/s，B符合题意；
C、从t＝0到t＝0.15s，波传播的距离为 s＝vt＝20×0.15m＝3m，C符合题意。
D、从t＝0.10s到t＝0.25s，经过时间为△t＝0.15s＝ ，由于在t＝0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t＝0.10s到t＝0.15s，质点P通过的路程不等于A＝10cm。D不符合题意。
E、在0.15s时，Q点在最大负位移处，加速度方向沿着y轴正方向，E符合题意。
故答案为：BCE
【分析】利用质点的起振方向可以判别波的传播方向；利用周期和波长可以求出波速的大小；利用波速结合传播的时间可以求出传播的距离；利用振动时间可以求出质点通过的路程；利用质点的位置可以判别其加速度的方向。
16.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合折射定律可以求出折射率的大小；
〔2〕利用折射定律可以求出全发射角的大小进而判别折射角的正弦值大小。
高考物理模拟试卷〔五〕
一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．
1.在物理学建立与开展的过程中，有许多科学家做出了理论与实验奉献。关于这些奉献，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量
B. 安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向
C. 法拉第发现了磁生电的现象，提出了法拉第电磁感应定律
D. 爱因斯坦在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化〞的传统观念
2.如下列图，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N．要使A静止，需加一水平向左的力F1 ， 那么力F1的取值可以为〔 〕
A. 3N B. 7N C. 15N D. 17N
3.2021年2月，物理学界掀起了“引力波〞风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统〔白矮星、中子星和黑洞〕。假设质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如下列图。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的选项是〔 〕
A. A，B做圆周运动的半径之比为m2：m1 B. A，B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C. A，B做圆周运动的转速之比为 1：1 D. A，B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
4.一个物体沿直线运动，t＝0时刻物体的速度为1m/s，加速度为1m/s2 ， 物体的加速度随时间变化规律如下列图，那么以下判断正确的选项是〔 〕
A. 物体做匀变速直线运动 B. 物体的速度与时间成正比
C. t＝5s时刻物体的速度为6.25m/s
5.如图为模拟远距离输电的局部测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2 ， 且R1＜R2 ， 理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k＜1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用△I和△U表示。那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. | |＝ B. 原线圈两端电压U1一定变小
C. 电源的输出功率一定增大 D. R1消耗的功率一定增加
6.如下列图，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，那么〔 〕
A. 假设将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B. 假设将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C. 假设用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D. 假设用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数减小
7.如下列图，绝缘水平面内固定有两足够长的平行金属导轨ab和ef，导轨间距为d，两导轨间分别接有两个阻值均为r的定值电阻R1和R2 ， 质量为m、长度为d的导体棒PQ放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻，在空间加上磁感应强度小为B、方向竖直向下的匀强磁场，两根完全相同的轻弹簧一端与棒的中点连接，另一端固定，初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态且与导轨在同一平面内，现使导体棒获得水平向左的初速度v0 ， 在导体棒第一次运动至右端的过程中，R2上产生的焦耳热为Q．以下说法正确的选项是〔 〕
A. 初始时刻，棒所受安培力的大小为
B. 棒第一次回到初始位置时，R1的电功率为
C. 棒第一次到达右端时，两根弹簧具有的弹性势能之和为 mv02﹣2Q
D. 从初始时刻至棒第一次到达左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为4Q
8.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如下列图，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，那么〔 〕
A. 从A点运动到 M 点电势能增加2J B. 小球水平位移x1与x2的比值 1：3
C. 小球落到B点时的动能24J D. 小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于6J
二、非选择题：
9.如下列图，一端固定滑轮的长木板放在桌面上，将光电门固定在木板上的B点，用重物通过细线拉小车，且重物与力的传感器相连，假设利用此实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系实验〞，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行屡次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放〔g取10m/s2〕．
〔1〕完成该实验时，________〔填“需要〞或“不需要〞〕平衡摩擦力；
〔2〕在正确标准操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出小车质量M，通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d，还需要测量的物理量是________。由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为________〔用测得的物理量表示〕。
10.某学校进行“测量电压表的内阻RV〞的实验竞赛，实验室提供的器材如下：
A．待测电压表V〔量程3V，内阻约3000Ω〕
B．电源E〔电动势约6V，内阻很小〕
C．电流表A1〔量程10mA，内阻约50Ω〕；电流表A2〔量程1mA，内阻约500Ω〕
D．电压表V1〔量程2V，内阻RV1＝2000Ω〕；电压表V2〔量程6V，内阻约6000Ω〕
E．电阻箱R1〔9999.9Ω，2A〕
F．滑动变阻器R2〔最大阻值10Ω，2A〕
G．导线、单刀单掷开关S假设干
〔1〕竞赛的第一局部内容是用如图1所示的电路测量待测电压表内阻，测量的主要步骤如下：
a．按电路图连接电路；
b．将电阻箱阻值调到最大；
c．闭合开关S，调节电阻箱的阻值，使电压表指针半偏；
d．记下此时电阻箱的阻值Ra；
e．再调节电阻箱的阻值，使电压表指针满偏，记下此时电阻箱的阻值Rb。
答复以下问题：
①电压表内阻的测量值表达式RV＝________；〔用测出的数据表示〕
②电源的内阻对测量结果的影响是________；
A．没有影响 B．使测量值偏大 C．使测量值偏小 D．不能确定
〔2〕竞赛的第二局部内容是用实验室提供的器材，再设计出〔除半偏法外的〕一个测量电压表内阻的方法。把设计出的电路画在方框中〔如图2〕，并标出所用电表的标号〔如A1、A2等〕。
11.从平安的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。为了测试改装后的教练车刹车性能，教练们进行了如下试验：当车速到达某一值v0时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。假设车做的是匀减速直线运动，测得车在关闭发动机后的第1s内通过的位移为16m，第3s内通过的位移为1m。答复下面问题。
〔1〕改装后的教练车的加速度a的大小及开始做匀减速运动的速度v0的大小是多少？
〔2〕如果想让教练车在原来距离内用时t′＝2s停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？
12.如下列图为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K〔K在x轴上方〕下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞〔速度方向刚好相反〕，根据入射速度的变化，可调节仄边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：
〔1〕哪个直线加速器加速的是正电子；
〔2〕正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过仄边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。
〔3〕正、负电子同时以v2＝ 速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。
三、选考题：[物理----选修3-3]〔15分〕
13.如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．以下说法正确的选项是〔 〕
A. 在过程ab中气体的内能增加 B. 在过程ca中外界对气体做功
C. 在过程ab中气体对外界做功 D. 在过程bc中气体从外界吸收热量
E. 在过程ca中气体从外界吸收热量
14.如图，一横截面积为S的绝热气缸固定在绝热水平面上，一绝热活塞封闭气缸内一定质量的理想气体，在气缸右侧有一暖气管，气缸与暖气管相接处密闭性良好，气缸左侧的活塞用一跨过定滑轮的轻绳与一质量为M的砝码相连。当活塞稳定后，测得活塞到气缸右侧壁之间的距离L，温度传感器测得此时气缸内气体的温度为T1 ． 现让高温暖气从暖气管的上端流进、再从暖气管的下端流出，经过一段时间后发现活塞缓慢向左移动了一小段距离后便静止不动了。这个过程中气缸内的气体吸收热量Q后，温度传感器的读数为T2 ． 设重力加速度为g，大气压强为p0 ， 忽略所有摩擦，答复以下问题。
〔i〕试分析密闭气体体积的变化，并求出此变化量△V；
〔ii〕求此过程中气缸内气体内能的变化量△U。
四、[物理---选修3-4]〔15分〕
15.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时的波形图，P是平衡位置在x＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x＝2.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 从t＝0到t＝0.15 s，这列波传播的距离为3m D. 从t＝0.10s到t＝0.25s，P通过的路程为10cm
E. t＝0.15s时，Q的加速度方向与y轴正方向相同
16.一扇形玻璃砖的横截面如下列图，圆心角∠AOC＝120°，图中的虚线OB为扇形的对称轴，D为OC的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC面成30°角的方向从D点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。
〔i〕求该玻璃砖对该单色光的折射率；
〔ii〕请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，假设能射出，求射出时折射角的正弦值。
答案解析局部
一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．
1.【解析】【解答】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量，选项A不符合题意；
B．安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向，选项B符合题意；
C．法拉第发现了“磁生电〞的现象，纽曼和韦伯归纳出法拉第电磁感应定律，故C不符合题意；
D．普朗克在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化〞的传统观念，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】卡文迪许测出了引力常量；纽曼和韦伯归纳出法拉第电磁感应定律；普朗克破除了能量连续变化的传统观念。
2.【解析】【解答】解：A处于静止状态，那么绳子向右的拉力：F2＝GB＝10N，计算各个选项中，满足平衡状态所需的静摩擦力大小，
A、当F1＝3N时，所需静摩擦力：f＝F2﹣F1＝7N＞4N，即物体A不能平衡，将向右滑动，A不符合题意；
B、当F1＝7 N时，所需静摩擦力：f＝F2﹣F1＝3N＜4N，物体A仍能静止，且f的方向向左，B符合题意；
C、当F1＝15N时，所需静摩擦力：f＝F1﹣F2＝5N＞4N，物体A不能平衡，将加速向左移动，C不符合题意；
D、当F1＝17N时，所需静摩擦力：f＝F1﹣F2＝7N＞4N，物体A不能平衡，将加速向左移动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用平衡条件结合绳子拉力的大小及静摩擦力的大小可以判别拉力的可能取值。
3.【解析】【解答】解：AB、因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力 ＝m1ω2r1＝m2ω2r2可知： ，A正确，不符合题意，B正确，不符合题意；
C、由ω＝2πn可知，转速相同，C正确，不符合题意；
D、由 ＝α1m1＝m2α2得： ，D错误，符合题意；
故答案为：D
【分析】利用引力提供向心力结合角速度相同可以判别半径的比值；利用相互作用可以判别向心力的比值；利用角速度大小可以求出转速的比值；利用牛顿第二定律可以求出加速度的比值。
4.【解析】【解答】解：A、物体的加速度在增大，做变加速直线运动，A不符合题意。
B、由图象知质点的加速度随时间增大，根据v＝v0+at可知，物体的速度与时间一定不成正比，B不符合题意。
C、由图知 a＝0.1t+1〔m/s2〕，当t＝5s时，a＝1.5 m/s2 ， 速度的变化量△v＝ ×5m/s＝6.25m/s，知t＝5s时的速度为v＝v0+△v＝1m/s+6.25m/s＝7.25m/s，C不符合题意。
D、a﹣t图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，那么0﹣8s内，a＝0.1t+1〔m/s2〕，当t＝8s时，a＝1.8 m/s2 ， 速度的变化量△v＝ ×8m/s＝11.2m/s，知t＝8s时的速度为v＝v0+△v＝1m/s+11.2m/s＝12.2m/s，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用加速度的变化可以判别做变加速直线运动；由于加速度变化其速度和时间不成正比；利用面积可以求出速度的变化量。
5.【解析】【解答】解：A、根据变压器的规律可知，理想变压器的原、副线圈的电压变化量之比： ＝k，电流变化之比： ＝ ，电压表和电流表示数变化量之比即副线圈电压和电流变化量之比： ＝ ＝ ，将R1视为输入端电源内阻，那么有 ＝ ＝R1 ， 所以有 ＝ ，A符合题意；
BC、向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，副线圈负载电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流减小，输入电流减小，电阻R1两端电压减小，原线圈两端电压U1一定变大，电源的输出功率一定减小，BC不符合题意；
D、电阻R1两端电压减小，那么R1消耗的功率一定减小，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用电压、电流和匝数之比的关系可以求出电压变化量和电流变化量的比值；利用负载电阻的变大可以判别输出电流和输入电流变小那么原线圈的输入电压变大；利用电流的变化可以判别R1消耗的功率变化及电源的输出功率变化。
6.【解析】【解答】解：A、分析电路图，光电管两端加正向电压，如果此时已经到达了饱和光电流，那么当滑片向B端移动时，电流表读数有可能不变，A符合题意；
B、当滑片向A端移动时，所加正向电压减小，那么光电流可能减小，也可能不变，一定不会增大，B不符合题意；
C、根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率，发生光电效应，假设用红外线照射阴极K时，虽然红外线频率小于黄光，但是不一定不能发生光电效应，电流表不一定没有电流，C不符合题意；D、假设用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，紫外线的频率大于黄光的频率，那么光子数目减小，逸出的光电子数目减小，电流表读数减小，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】当电流到达饱和时施加正向电压时电流读数保持不变；利用红光照射可能有光电流产生；紫外线照射时，当强度相同时光子数量减少那么产生的光电流变小。
7.【解析】【解答】解：A、初始时刻，导体棒有效的切割长度为d，产生的感应电动势为：E＝Bdv0
通过棒的感应电流为：I＝ ＝
导体棒所受安培力的大小为：F安＝BId
联立解得：F安＝ ，A符合题意；
B、由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，由能量守恒定律知，当棒再次回到初始位置时，速度必小于v0 ， 棒产生的感应电动势小于Bdv0 ， 通过导体棒的电流小于 ，那么R1的电功率小于〔 • 〕2R＝ ，B不符合题意；
C、由能量守恒得知，当导体棒第一次到达最右端时，棒的动能全部转化为整个回路中的焦耳热和两根弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，那么电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为 mv02﹣2Q，C符合题意；
D、由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，第一次运动至最右端的过程中R1产生的电热为Q，电路中产生总热量为2Q，棒第一次到达最左端的过程中，电路中产生总热量一定小于2Q，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动生电动势的表达式结合欧姆定律可以求出安培力的表达式；利用速度的大小变化结合电流的大小可以判别电功率的大小；利用能量守恒定律可以求出弹性势能和焦耳热的大小。
8.【解析】【解答】解：A、将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动，对于初速度为零的匀加速直线运动，从A点运动到M点过程中，电场力做正功，电势能减小，A不符合题意；
B、小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，上升和下降时间相等，小球在水平方向上经过x1和x2的时间相等且初速度为零，由运动学的比例关系得：连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，即：x1：x2＝1：3，B符合题意；
C、对带电小球从A到M，在水平方向有： ，竖直方向有： ；
带电小球从M到B，在水平方向有： ，竖直方向有： ，小球在M点的动能为： ＝6J，小球在A点的动能为： ＝8J
联立解得：小球落到B点时的动能为： ＝ ＝32J，C不符合题意；
D、由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，在A点电场力与重力的合力为等效重力G′，由题意知等效重力与A点速度方向的夹角大于90°，
而在M点通过受力分析可知等效重力与M点的速度方向的夹角小于90°，说明带电体从A点向M点运动的过程中，肯定有一位置的等效重力与速度方向的夹角等于90°，那么在此点带电体的速度最小，动能最小，小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于6J，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用电场力做功可以判别电势能的变化；利用水平方向的位移公式可以求出位移之比；利用位移公式结合速度的变化可以求出动能的大小；利用合力做功可以判别速度及动能的最小值。
二、非选择题：
9.【解析】【解答】〔1〕本实验需要平衡摩擦力，如果存在摩擦力，那么细线对小车的拉力就不是小车的合外力，那么合外力的功无法具体计算。〔2〕小车通过光电门的速度为 ，根据动能定理： ，所以还需要测量的量是A、B的间距x，根据上式可得：合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为
【分析】〔1〕探究合力和加速度的关系需要平衡摩擦力简化合力；
〔2〕利用速度位移公式测量加速度需要测量AB之间的距离；利用动能定理可以列出对应的表达式。
10.【解析】【解答】解：〔1〕①设电压表量程为U，那么由串并联电路的规律可知：
U+ Rb＝ + Ra ， 解得：RV＝Ra﹣2Rb；②考虑电源内阻影响：U+ 〔Rb+r〕＝ + 〔Ra+r〕，
解得：RV＝Ra﹣2Rb﹣r，实验认为RV＝Ra﹣2Rb ， 那么电压表内阻测量值偏大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。〔2〕测出流过待测电压表的电流与待测电压表两端电压，应用欧姆定律可以求出待测电压表内阻；
串联电路两端电压与电阻阻值成正比，根据串联电路特点可以求出待测电压表内阻；
测电压表内阻的实验电路如下所示：
故答案为：〔1〕①Ra﹣2Rb；②B；〔2〕实验电路图如下列图。
【分析】〔1〕利用欧姆定律结合串并联电路的特点可以求出电表的内阻；利用电源内阻的影响可以判别内阻测量值偏大；
〔2〕利用滑动变阻器使用分压式接法，再利用电流表串联电压表可以画出对应的电路图。
11.【解析】【分析】〔1〕利用位移公式结合速度公式可以求出加速度和速度的大小；
〔2〕利用速度位移公式可以求出额外提供的加速度大小。
12.【解析】【分析】〔1〕利用左手定那么可以判别正电子的运动轨迹；
〔2〕利用几何关系结合轨道半径的大小和牛顿第二定律可以求出速度的最小值；
〔3〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出对应的距离大小。
三、选考题：[物理----选修3-3]〔15分〕
13.【解析】【解答】解：A、从a到b等容升压，根据 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，那么内能增加，A符合题意；
B、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B符合题意；
C、在过程ab中气体体积不变，根据W=p△V可知，气体对外界做功为零，C不符合题意；
D、在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，那么内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，D符合题意；
E、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据 可知温度降低，那么内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，故E错误．
故答案为：ABD．
【分析】
1. 一定量理想气体状态方程
2. 恒压气体做功
3. 热力学第一定律
14.【解析】【分析】〔1〕利用等压变化可以求出气体体积的变化量；
〔2〕利用热力学第一定律结合气体对外做功及热传递的能量可以求出内能的变化量。
四、[物理---选修3-4]〔15分〕
15.【解析】【解答】解：A、振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t＝0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。在甲图上，由波形的平移法判断可知：该波沿x轴负方向的传播，A不符合题意；
B、由甲图读出波长为 λ＝4m，由乙图读出周期为 T＝0.2s，那么波速为v＝ ＝20m/s，B符合题意；
C、从t＝0到t＝0.15s，波传播的距离为 s＝vt＝20×0.15m＝3m，C符合题意。
D、从t＝0.10s到t＝0.25s，经过时间为△t＝0.15s＝ ，由于在t＝0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t＝0.10s到t＝0.15s，质点P通过的路程不等于A＝10cm。D不符合题意。
E、在0.15s时，Q点在最大负位移处，加速度方向沿着y轴正方向，E符合题意。
故答案为：BCE
【分析】利用质点的起振方向可以判别波的传播方向；利用周期和波长可以求出波速的大小；利用波速结合传播的时间可以求出传播的距离；利用振动时间可以求出质点通过的路程；利用质点的位置可以判别其加速度的方向。
16.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合折射定律可以求出折射率的大小；
〔2〕利用折射定律可以求出全发射角的大小进而判别折射角的正弦值大小。
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