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宁夏银川一中2020届高三下学期第一次模拟考试物理试题
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2020年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试试题卷-物理部分
一、选择题
1.天津市有多条河流，每条河流需要架设多座桥梁．假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造．按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
分析】
依据受力分析，结合矢量的合成法则，及两力的合力一定时，当两分力夹角越大，则分力越大，夹角越小时，则分力越小，从而即可求解．
【详解】由题意可知，两根支柱支撑相同的质量的桥梁，即两个力的合力是一定，当两个力的夹角越大时，则分力也越大，当两个力的夹角越小时，则分力也越小，能使支柱的承重能力更强的是，即使支柱支撑的力要小，故A正确，故BCD错误；故选A．
【点睛】考查矢量合成法则，掌握两力的合成，当合力一定时，两分力大小与夹角的关系，同时理解能使支柱的承重能力更强，不是支柱支撑的力最大，而要最小的．
2.如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O'是三根细线的结点，bO'水平拉着重物B，cO'沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g=10 m/s2，若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是N，则下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧的弹力为N
B. 重物A的质量为2.5kg
C. 桌面对重物B的摩擦力为N
D. OP与竖直方向的夹角为60°
【答案】C
【解析】
【详解】A． 设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T，则有：
2Tcos30°=T1
得：
T=20N
以结点O′为研究对象，受力如图
根据平衡条件得，弹簧的弹力为
F1=Tcos60°=10N
故A错误；
B． 重物A的质量
故B错误；
C． 绳O′b的拉力
根据平衡条件可知，桌面对重物B的摩擦力为N，故C正确；
D． 由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性可知，细线OP与竖直方向的夹角为30°．故D错误。
故选：C。
3.汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。在某次试验中，质量m1=1 600 kg的试验车以速度v1 = 36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t1 = 0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。则在本次实验中汽车受到试验台的冲量I0大小和F0的大小分别为（ ）（忽略撞击过程中地面阻力的影响。）
A. I0=5.76×104N·S，F0=1.6×105N B. I0=1.6×104N·S，F0=1.6×105N
C. I0=1.6×105N·S，F0=1.6×105N D. I0=5.76×104N·S，F0=3.2×105N
【答案】B
【解析】
【详解】汽车受到试验台的冲量等于汽车动量的改变量的大小
平均撞击力，根据动量定理可知
带入数据解得：
A． I0=5.76×104N·S，F0=1.6×105N与分析不符，故A错误；
B． I0=1.6×104N·S，F0=1.6×105N与分析相符，故B正确；
C． I0=1.6×105N·S，F0=1.6×105N与分析不符，故C错误；
D． I0=5.76×104N·S，F0=3.2×105N与分析不符，故D错误。
故选：B。
4.如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（ ）
A. 线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
B. 在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变
C. 所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为
D. 线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A． 最大感应电动势为：
感应电动势的有效值为：
线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
故A错误；
B． t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；
C． 由图知角速度
因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为
e=10πcos（5πt）V
故C正确；
D． 线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。
故选：C。
5.撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：a~b、b~c、c~d、d~e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不正确的是（ ）
A. a~b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加
B. b~c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加
C. c~d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量
D. d~e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量
【答案】C
【解析】
【详解】A． a～b阶段：人加速过程中，人的动能增加，重力势能不变，人的机械能增加，故A正确，不符合题意；
B． b～c阶段：人上升过程中，人和杆的动能减少，重力势能和杆的弹性势能均增加，故B正确，不符合题意；
C． c～d阶段：杆在恢复原长的过程中，人的动能和弹性势能减少量之和等于重力势能的增加量，故C不正确，符合题意；
D． d～e阶段：只有重力做功，人的机械能守恒，重力所做的功等于人动能的增加量，故D正确，不符合题意。
故选：C。
6.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接下列说法正确的是
A. Q板的电势高于P板的电势
B. R中有由a向b方向的电流
C 若只改变磁场强弱，R中电流保持不变
D. 若只增大粒子入射速度，R中电流增大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上。所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻电流方向由a到b。故A错误，B正确；
C．依据电场力等于磁场力，即为
则有：
再由欧姆定律
电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R中电流也改变。故C错误；
D．由上分析可知，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，故D正确。
故选BD。
7.如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L，D在AB边上的竖直投影点为O．一对电荷量均为－Q的点电荷分别固定于A、B两点．在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响)，将小球由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度为g，且，忽略空气阻力，则
A. 轨道上D点的场强大小为
B. 小球刚到达C点时，其加速度为零
C. 小球刚到达C点时，其动能为
D. 小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小
【答案】BC
【解析】
由点电荷场强公式可得,轨道上D点的场强为: ，选项A错误；同理可得轨道上C点的场强也为:，在C点，由牛顿定律可得： ，解得a=0，选项B正确；从D到C，电场力做功为零，根据动能定理可得：，选项C正确；小球沿直轨道CD下滑过程中，电场力先做正功，后做负功，则其电势能先减小后增大，选项D错误；故选BC.
点睛：解答此题关键是搞清两个点电荷周围的电场分布情况，利用对称的思想求解场强及电势的关系；注意立体图与平面图形的转化关系.
8.如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mgR
B. 物块从A到B过程与圆弧槽间正压力为
C. 物块在B点时对槽底的压力大小为
D. 物块滑到C点（C点位于A、B之间）且OC和OA的夹角为θ，此时时重力的瞬时功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A． 物块从A到B做匀速圆周运动，动能不变，由动能定理得
mgR-Wf=0
可得克服摩擦力做功：
Wf=mgR
故A正确；
B． 物块从A到B过程做匀速圆周运动，合外力提供向心力，因为重力始终竖直，但其与径向的夹角始终变化，而圆弧槽对其的支持力与重力沿径向的分力的合力提供向心力，故圆弧槽对其的支持力是变力，根据牛顿第三定律可知，物块从A到B过程与圆弧槽间正压力是变力，非恒定值，故B错误；
C． 物块从P到A的过程，由机械能守恒得
可得物块A到B过程中的速度大小为
物块在B点时，由牛顿第二定律得
解得：
根据牛顿第三定律知物块在B点时对槽底的压力大小为，故C正确；
D．在C点，物体的竖直分速度为
重力的瞬时功率
故D正确。
故选：ACD。
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共129分）
9.某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示．重力加速度g=10m/s2．
（1）图(b)中对应倾斜轨道的试验结果是图线________ (选填“①”或“②”);
（2）由图(b)可知，滑块和位移传感器发射部分的总质量为_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数为_______．（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). ①； (2). 1.0； (3). 0.2
【解析】
【分析】
知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数；
对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解．
【详解】(1) 由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；
(2) 根据F=ma得，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数,图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=1所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=1.0由图形b得，在水平轨道上F=2时，加速度a=0，根据牛顿第二定律得F-μmg=0，解得μ=0.2．
【点睛】通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系；运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解．
10.一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L ，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=_______mm．
(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关和若干导线及下列器材：
A．电流表0～0.6A，内阻约0.05Ω
B．电流表0～3A，内阻约0.01Ω
C．电压表0～3V，内阻约10kΩ
D．电压表0～15V，内阻约50kΩ
E．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）
为准确测出金属管线阻值，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_______(填序号)
(3)如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整_______．
(4)根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式d＝______________
【答案】 (1). 5167 (2). A (3). C (4). E (5). (6).
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器校零时的示数
3.3×0.01mm=0.033mm
螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径
D=5.200-0.033mm=5.167mm．
(2)[2]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3 V的量程，即为C；
[3]因为电量中最大电流大约为
为了测量的精确，电流表应选择A，
[4]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E．
(3) [5]由于待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表采用外接法，连接滑动变阻器的滑片接头错误，应该在接线柱；
(4)[6]该实验需要测量空心金属管的内径，通过欧姆定律测出电阻的大小，结合电阻定律测出横截面积，从而根据外径求出内径的大小．故所需测量的物理量为金属管的长度L、金属管的外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．
据欧姆定律得，
，又 ，则 ，因为
解得:
11.如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点．不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长．设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m．人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)．若使人能刚好到达D点，求：
(1)人从A点水平跃出的速度；
(2)A、B两点间的水平距离；
(3)在最低点C，人对绳索的拉力．
【答案】(1) 8m/s (2) 4.8m (3)
【解析】
【分析】
（1）从A到D点由机械能守恒律可以求出从A点跃出的速度；
（2）由平抛的水平和竖直位移规律，求出水平距离即AB两点间的距离；
（3）由机械能守恒律求出到达最低点的速度，再由牛顿第二定律求出人受到绳子的拉力．
【详解】（1）由A到D，根据机械能守恒定律 mv02=mgh
解得 v0＝=8m/s
（2）从A到B，人做平抛运动 y=lcos37°-lcos53°-h
而 y=gt2
所以 x=v0t=4.8m
（3）由A到C，根据机械能守恒定律
mv02+mgl（1-cos53°-h）=mv2
F-mg=m
解得
根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小与F相等，也是900N．
【点睛】本题考察机械能守恒律和牛顿第二定律及平抛运动的综合，但要注意的是人跃出时的速度方向是水平跃出，这样才是一个平抛，而到达A点时是与绳子垂直的，从而就没有机械能的损失．
12.在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）
(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；
(2)球a在磁场中运动的时间；
(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。
【答案】(1)，(2)(3)，方向与MN成斜向上方向
【解析】
【详解】(1)对两球a、b系统，动量守恒，有
能量守恒，有
解得
，
(2)小球在磁场中运动轨迹如图所示，
由牛顿第二定律得
故小球在磁场中运动的半径
由几何知识得
，∠
两粒子在磁场中运动对应的圆心角均为
(3)两小球相遇，且a做直线运动，电场若与a从磁场射出时的方向相同，则a做减匀速直线运动，b做类平抛运动，b在轨道上运动时间
两球同时出磁场，若电场与小球a从磁场射出时的方向相同，小球a做匀减速直线运动，小球b做向左方做类平抛运动，则两球不能相遇，故电场方向为与a从磁场出射方向相反，即电场方向为与MN成斜向上方向。现小球b做向右方做类平抛运动与a球相遇
联立得
电场大小为，方向与MN成斜向上方向。
13.某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105 Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较， 下列说法正确的是 ．
A. 7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同
B. 与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了
C. 7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大
D. 对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小
E. 对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份
【答案】BDE
【解析】
温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E正确．
14.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2 ，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求:
(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度
(2)气体的温度冷却到-93°C时离桌面的高度H
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力
解得
由活塞受力平衡得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
(2)当温度降至198K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，则有
代入数据解得
15.下列说法中正确的是（ ）
A. 光的偏振现象证明了光波是横波
B. 机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短
C. 白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E. 在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
【答案】ACE
【解析】
【详解】A． 光的偏振现象证明了光波是横波，故A正确；
B． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故B错误；
C． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。在光的色散中，对于同一种介质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。由于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故C正确；
D． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故D错误；
E． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。故E正确。
故选：ACE。
16.如图所示，一束单色光以一定的入射角从A点射入玻璃球体，已知光线在玻璃球内经两次反射后，刚好能从A点折射回到空气中．已知入射角为45°，玻璃球的半径为 ，光在真空中传播的速度为3×108m/s，求：
（I）玻璃球的折射率及光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角；
（II）光线从A点进入及第一次从A点射出时在玻璃球体运动的时间．
【答案】（1） （2）
【解析】
（1）作出光路图，由对称性及光路可逆可知，
第一次折射的折射角为300，则折射率公式可知
由几何关系可知，光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角
（2）光线从A点进入及第一次从A点射出时的玻璃球中运动的距离为
在玻璃中运动的速度为
运动时间
理科综合能力测试试题卷-物理部分
一、选择题
1.天津市有多条河流，每条河流需要架设多座桥梁．假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造．按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
分析】
依据受力分析，结合矢量的合成法则，及两力的合力一定时，当两分力夹角越大，则分力越大，夹角越小时，则分力越小，从而即可求解．
【详解】由题意可知，两根支柱支撑相同的质量的桥梁，即两个力的合力是一定，当两个力的夹角越大时，则分力也越大，当两个力的夹角越小时，则分力也越小，能使支柱的承重能力更强的是，即使支柱支撑的力要小，故A正确，故BCD错误；故选A．
【点睛】考查矢量合成法则，掌握两力的合成，当合力一定时，两分力大小与夹角的关系，同时理解能使支柱的承重能力更强，不是支柱支撑的力最大，而要最小的．
2.如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O'是三根细线的结点，bO'水平拉着重物B，cO'沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g=10 m/s2，若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是N，则下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧的弹力为N
B. 重物A的质量为2.5kg
C. 桌面对重物B的摩擦力为N
D. OP与竖直方向的夹角为60°
【答案】C
【解析】
【详解】A． 设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T，则有：
2Tcos30°=T1
得：
T=20N
以结点O′为研究对象，受力如图
根据平衡条件得，弹簧的弹力为
F1=Tcos60°=10N
故A错误；
B． 重物A的质量
故B错误；
C． 绳O′b的拉力
根据平衡条件可知，桌面对重物B的摩擦力为N，故C正确；
D． 由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性可知，细线OP与竖直方向的夹角为30°．故D错误。
故选：C。
3.汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。在某次试验中，质量m1=1 600 kg的试验车以速度v1 = 36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t1 = 0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。则在本次实验中汽车受到试验台的冲量I0大小和F0的大小分别为（ ）（忽略撞击过程中地面阻力的影响。）
A. I0=5.76×104N·S，F0=1.6×105N B. I0=1.6×104N·S，F0=1.6×105N
C. I0=1.6×105N·S，F0=1.6×105N D. I0=5.76×104N·S，F0=3.2×105N
【答案】B
【解析】
【详解】汽车受到试验台的冲量等于汽车动量的改变量的大小
平均撞击力，根据动量定理可知
带入数据解得：
A． I0=5.76×104N·S，F0=1.6×105N与分析不符，故A错误；
B． I0=1.6×104N·S，F0=1.6×105N与分析相符，故B正确；
C． I0=1.6×105N·S，F0=1.6×105N与分析不符，故C错误；
D． I0=5.76×104N·S，F0=3.2×105N与分析不符，故D错误。
故选：B。
4.如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（ ）
A. 线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
B. 在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变
C. 所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为
D. 线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A． 最大感应电动势为：
感应电动势的有效值为：
线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
故A错误；
B． t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；
C． 由图知角速度
因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为
e=10πcos（5πt）V
故C正确；
D． 线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。
故选：C。
5.撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：a~b、b~c、c~d、d~e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不正确的是（ ）
A. a~b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加
B. b~c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加
C. c~d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量
D. d~e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量
【答案】C
【解析】
【详解】A． a～b阶段：人加速过程中，人的动能增加，重力势能不变，人的机械能增加，故A正确，不符合题意；
B． b～c阶段：人上升过程中，人和杆的动能减少，重力势能和杆的弹性势能均增加，故B正确，不符合题意；
C． c～d阶段：杆在恢复原长的过程中，人的动能和弹性势能减少量之和等于重力势能的增加量，故C不正确，符合题意；
D． d～e阶段：只有重力做功，人的机械能守恒，重力所做的功等于人动能的增加量，故D正确，不符合题意。
故选：C。
6.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接下列说法正确的是
A. Q板的电势高于P板的电势
B. R中有由a向b方向的电流
C 若只改变磁场强弱，R中电流保持不变
D. 若只增大粒子入射速度，R中电流增大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上。所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻电流方向由a到b。故A错误，B正确；
C．依据电场力等于磁场力，即为
则有：
再由欧姆定律
电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R中电流也改变。故C错误；
D．由上分析可知，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，故D正确。
故选BD。
7.如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L，D在AB边上的竖直投影点为O．一对电荷量均为－Q的点电荷分别固定于A、B两点．在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响)，将小球由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度为g，且，忽略空气阻力，则
A. 轨道上D点的场强大小为
B. 小球刚到达C点时，其加速度为零
C. 小球刚到达C点时，其动能为
D. 小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小
【答案】BC
【解析】
由点电荷场强公式可得,轨道上D点的场强为: ，选项A错误；同理可得轨道上C点的场强也为:，在C点，由牛顿定律可得： ，解得a=0，选项B正确；从D到C，电场力做功为零，根据动能定理可得：，选项C正确；小球沿直轨道CD下滑过程中，电场力先做正功，后做负功，则其电势能先减小后增大，选项D错误；故选BC.
点睛：解答此题关键是搞清两个点电荷周围的电场分布情况，利用对称的思想求解场强及电势的关系；注意立体图与平面图形的转化关系.
8.如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mgR
B. 物块从A到B过程与圆弧槽间正压力为
C. 物块在B点时对槽底的压力大小为
D. 物块滑到C点（C点位于A、B之间）且OC和OA的夹角为θ，此时时重力的瞬时功率为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A． 物块从A到B做匀速圆周运动，动能不变，由动能定理得
mgR-Wf=0
可得克服摩擦力做功：
Wf=mgR
故A正确；
B． 物块从A到B过程做匀速圆周运动，合外力提供向心力，因为重力始终竖直，但其与径向的夹角始终变化，而圆弧槽对其的支持力与重力沿径向的分力的合力提供向心力，故圆弧槽对其的支持力是变力，根据牛顿第三定律可知，物块从A到B过程与圆弧槽间正压力是变力，非恒定值，故B错误；
C． 物块从P到A的过程，由机械能守恒得
可得物块A到B过程中的速度大小为
物块在B点时，由牛顿第二定律得
解得：
根据牛顿第三定律知物块在B点时对槽底的压力大小为，故C正确；
D．在C点，物体的竖直分速度为
重力的瞬时功率
故D正确。
故选：ACD。
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共129分）
9.某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示．重力加速度g=10m/s2．
（1）图(b)中对应倾斜轨道的试验结果是图线________ (选填“①”或“②”);
（2）由图(b)可知，滑块和位移传感器发射部分的总质量为_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数为_______．（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). ①； (2). 1.0； (3). 0.2
【解析】
【分析】
知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数；
对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解．
【详解】(1) 由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；
(2) 根据F=ma得，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数,图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=1所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=1.0由图形b得，在水平轨道上F=2时，加速度a=0，根据牛顿第二定律得F-μmg=0，解得μ=0.2．
【点睛】通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系；运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解．
10.一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L ，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；
(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=_______mm．
(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关和若干导线及下列器材：
A．电流表0～0.6A，内阻约0.05Ω
B．电流表0～3A，内阻约0.01Ω
C．电压表0～3V，内阻约10kΩ
D．电压表0～15V，内阻约50kΩ
E．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）
为准确测出金属管线阻值，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_______(填序号)
(3)如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整_______．
(4)根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式d＝______________
【答案】 (1). 5167 (2). A (3). C (4). E (5). (6).
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器校零时的示数
3.3×0.01mm=0.033mm
螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径
D=5.200-0.033mm=5.167mm．
(2)[2]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3 V的量程，即为C；
[3]因为电量中最大电流大约为
为了测量的精确，电流表应选择A，
[4]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E．
(3) [5]由于待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表采用外接法，连接滑动变阻器的滑片接头错误，应该在接线柱；
(4)[6]该实验需要测量空心金属管的内径，通过欧姆定律测出电阻的大小，结合电阻定律测出横截面积，从而根据外径求出内径的大小．故所需测量的物理量为金属管的长度L、金属管的外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．
据欧姆定律得，
，又 ，则 ，因为
解得:
11.如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点．不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长．设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m．人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)．若使人能刚好到达D点，求：
(1)人从A点水平跃出的速度；
(2)A、B两点间的水平距离；
(3)在最低点C，人对绳索的拉力．
【答案】(1) 8m/s (2) 4.8m (3)
【解析】
【分析】
（1）从A到D点由机械能守恒律可以求出从A点跃出的速度；
（2）由平抛的水平和竖直位移规律，求出水平距离即AB两点间的距离；
（3）由机械能守恒律求出到达最低点的速度，再由牛顿第二定律求出人受到绳子的拉力．
【详解】（1）由A到D，根据机械能守恒定律 mv02=mgh
解得 v0＝=8m/s
（2）从A到B，人做平抛运动 y=lcos37°-lcos53°-h
而 y=gt2
所以 x=v0t=4.8m
（3）由A到C，根据机械能守恒定律
mv02+mgl（1-cos53°-h）=mv2
F-mg=m
解得
根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小与F相等，也是900N．
【点睛】本题考察机械能守恒律和牛顿第二定律及平抛运动的综合，但要注意的是人跃出时的速度方向是水平跃出，这样才是一个平抛，而到达A点时是与绳子垂直的，从而就没有机械能的损失．
12.在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）
(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；
(2)球a在磁场中运动的时间；
(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。
【答案】(1)，(2)(3)，方向与MN成斜向上方向
【解析】
【详解】(1)对两球a、b系统，动量守恒，有
能量守恒，有
解得
，
(2)小球在磁场中运动轨迹如图所示，
由牛顿第二定律得
故小球在磁场中运动的半径
由几何知识得
，∠
两粒子在磁场中运动对应的圆心角均为
(3)两小球相遇，且a做直线运动，电场若与a从磁场射出时的方向相同，则a做减匀速直线运动，b做类平抛运动，b在轨道上运动时间
两球同时出磁场，若电场与小球a从磁场射出时的方向相同，小球a做匀减速直线运动，小球b做向左方做类平抛运动，则两球不能相遇，故电场方向为与a从磁场出射方向相反，即电场方向为与MN成斜向上方向。现小球b做向右方做类平抛运动与a球相遇
联立得
电场大小为，方向与MN成斜向上方向。
13.某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105 Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较， 下列说法正确的是 ．
A. 7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同
B. 与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了
C. 7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大
D. 对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小
E. 对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份
【答案】BDE
【解析】
温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E正确．
14.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2 ，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求:
(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度
(2)气体的温度冷却到-93°C时离桌面的高度H
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力
解得
由活塞受力平衡得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
(2)当温度降至198K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，则有
代入数据解得
15.下列说法中正确的是（ ）
A. 光的偏振现象证明了光波是横波
B. 机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短
C. 白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E. 在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
【答案】ACE
【解析】
【详解】A． 光的偏振现象证明了光波是横波，故A正确；
B． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故B错误；
C． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。在光的色散中，对于同一种介质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。由于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故C正确；
D． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故D错误；
E． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。故E正确。
故选：ACE。
16.如图所示，一束单色光以一定的入射角从A点射入玻璃球体，已知光线在玻璃球内经两次反射后，刚好能从A点折射回到空气中．已知入射角为45°，玻璃球的半径为 ，光在真空中传播的速度为3×108m/s，求：
（I）玻璃球的折射率及光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角；
（II）光线从A点进入及第一次从A点射出时在玻璃球体运动的时间．
【答案】（1） （2）
【解析】
（1）作出光路图，由对称性及光路可逆可知，
第一次折射的折射角为300，则折射率公式可知
由几何关系可知，光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角
（2）光线从A点进入及第一次从A点射出时的玻璃球中运动的距离为
在玻璃中运动的速度为
运动时间
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