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2021届上海市黄浦区高考物理一模试卷含答案
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这是一份2021届上海市黄浦区高考物理一模试卷含答案，共11页。试卷主要包含了综合题〔共40分〕注意等内容，欢迎下载使用。
1.以下各图中接触面均光滑，其中A、B物体间无弹力的是〔 〕
A. B. C. D.
2.以下与磁场有关的说法中正确的选项是〔 〕
A. 磁场是假想的，不是客观存在的物质 B. 描述磁场的磁场线是客观存在的
C. 磁场的强弱与放入其中导线的电流有关 D. 通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关
3.如下列图的静电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面。那么〔 〕
A. b、c两点的电势相等 B. a、b两点的电势相等
C. b、c两点的场强相等 D. a、b两点的场强相等
4.从牛顿第一定律可直接演绎得出〔 〕
A. 质量是物体惯性的量度 B. 一个物体的加速度与所受合外力成正比
C. 物体的运动需要力来维持 D. 物体有保持原有运动状态的性质
5.以下单位中不可能为能量单位的是〔 〕
A. kg•m2/s2 B. V•s/Ω C. A2•Ω•s D. T•C•m2/s
6.物体做自由落体运动，其动能Ek随运动时间t的关系图线可能是〔 〕
A. B. C. D.
7.电梯以大小为0.25g的加速度竖直向上做减速运动，站在电梯中质量为m的人对电梯的压力为〔 〕
A. 0.25mg B. 0.75mg C. mg
8.四个做直线运动物体的运动图象如下列图，其中在2s末不能回到0时刻位置的是〔 〕
A. B. C. D.
9.在“用单摆测定重力加速度〞的实验中，假设测得的g值偏小，可能是因为〔 〕
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时，将线长加小球直径作为摆长
C. 测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为〔n+1〕次
D. 摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长
10.位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如下列图的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，那么〔 〕
A. F向上，乙线框表示电动机的原理 B. F向上，乙线框表示发电机的原理
C. F向下，乙线框表示电动机的原理 D. F向下，乙线框表示发电机的原理
11.如图，在a、b两点分别放置电量为Q1、Q2的点电荷，P是a、b连线上的中点。以下四种情况中P点的场强方向一定向左的是〔 〕
①Q1、Q2都带正电，且Q1＜Q2；
②Q1、Q2都带负电，且Q1＞Q2；
③Q1带正电、Q2带负电，且Q1＞Q2；
④Q1带负电、Q2带正电，且Q1＜Q2
A. 只有①②④ B. 只有①③ C. 只有③④ D. ①②③④
12.如图，光滑绝缘的斜面底端固定一带电体A，另一带电体B在斜面上c点由静止释放后沿斜面向上运动，最远可到达d点。那么从c运动到d的过程中，带电体B的〔 〕
A. 加速度逐渐减小，电势能逐渐增大 B. 加速度先减小后增大，电势能逐渐减小
C. 加速度逐渐减小，电势能先减小后增大 D. 加速度先减小后增大，电势能先减小后增大
二、填空题〔共20分，每个空格2分〕
13.一列沿x轴传播的横波某时刻的波形如下列图，此时质点a正向下运动。由此可知该波的传播方向为________，此后b、c两质点中先到达平衡位置的是________点。
14.如下列图的实验装置中，最下方的D点与B点间的竖直高度差为0.1m，摆锤的质量为7.5×10﹣3kg．某次实验测得摆锤经过B点的速度大小为1.0m/s，由此可推算出摆锤经过D点时的动能为________×10﹣32〕
15.图中①、②分别为锂离子电池充电过程中充电电流I、电池电压U随时间t变化的图线。此过程中充电功率最大为________W，图线①与时间轴所包围的面积对应的物理量是________。
16.如图，用力传感器A、B共同支起一个质量为m的光滑球。其中A对球的作用力方向与水平方向间夹角始终为30°，B对球的作用力方向可调。为使球保持平衡，传感器B对球作用力的作用点所在范围为________〔在区域①、②、③、④、⑤中选填〕，作用力的最小值为________。〔重力加速度为g〕
17.科学家测得一行星A绕一恒星B运行一周所用的时间为1200年，A、B间距离为地球到太阳距离的100倍。设A相对于B的线速度为v1 ， 地球相对于太阳的线速度为v2 ， 那么v1：v2＝________，该恒星质量与太阳质量之比为________。
三、综合题〔共40分〕注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及答复以下问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18.问题1：如图1，一长直铁芯上绕有固定线圈M，铁芯右侧悬挂一闭合金属环N，金属环与铁芯共轴。将M接在如下列图的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。
〔1〕请填写以下操作中金属环N的摆动方向〔选填“向左〞、“向右〞或“不动〞〕。
〔2〕从上述实验现象中可以归纳出：使环N向右摆动的操作引起的共同变化有〔请写出2个〕：________；________。
问题2：某同学按照如图2所示的电路进行实验。闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P移到不同位置时，测得各电表的示数如表所示。〔电压表、电流表均可视为理想电表〕
〔3〕电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为三个定值电阻的阻值。这五个物理量中，根据上表中的数据可求出的是________。〔写出物理量的符号即可〕
〔4〕实验中，由于用电器故障，发现两个电压表的示数相同且不为零，那么可能的故障是：________。
19.如图，质量为m、阻值为R、边长为L的正方形导线框，从位置A由静止下落，恰能竖直且匀速进入下方磁感应强度为B的有界匀强磁场〔不计空气阻力〕。求：
〔1〕在A位置时线框的下边到磁场上边界的距离h；
〔2〕线框进入磁场的过程中通过导线截面的电量q和线框上产生的热量Q；
〔3〕分析并说明从开始下落到线框下边到达磁场下边界的过程中，线框机械能的变化情况。
20.如图〔a〕所示的“冰爬犁〞是北方儿童在冬天的一种游戏用具：“上坐一人，双手握铁篙，向后下方用力点冰，那么冰床前进如飞。〞在空旷的水平冰面上，有一小孩从静止开始，连续三次“点冰〞后，爬犁沿直线继续滑行了24m后停下。某同学用v﹣t图象描述了上述运动过程，如图〔b〕所示。
〔1〕求爬犁减速滑行时加速度的大小a2和运动中的最大速率vmax；
〔2〕求小孩“点冰〞时爬犁加速度的大小a1；
〔3〕通过受力分析，说明“点冰〞过程中爬犁加速的原因；
〔4〕该同学把小孩每次“点冰〞使爬犁加速的过程视为匀加速直线运动，他做了哪些近似的处理。
答案解析局部
一、单项选择题〔共40分，1至8题每题3分，9至12题每题3分．每题只有一个正确选项〕
1.【解析】【解答】解：A、假设AB间有弹力，那么AB两物体均不能处于平衡状态，所以要运动，然而AB两物体没有运动，A没有弹力
B、由图可知：A与B肯定有弹力，因为AB间有相互挤压，必定存在弹力，B不符合题意；
C、A压在B上，假设没有B的支持力〔弹力〕，那么A将掉下来，C不符合题意；
D、由图可知：A与B肯定有弹力，否那么A将摆动起来，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，压力、支持力都是弹力，弹力的方向是垂直于接触面，指向被压物体。
2.【解析】【解答】解：A、磁场是实际存在的，不是假想的，磁感线是假想的，AB不符合题意；
C、磁场的强弱是由磁场本身的性质决定的，与其中是否放入电流无关，C不符合题意；
D、通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】磁场和电场一样是客观存在的物质，磁感线从北极出发回到南极，磁感线密集的地方磁感应强度比较大，规定小磁针的N极在磁场中某点所受磁场力的方向为该点磁场的方向。
3.【解析】【解答】解：A、由图可知，b、c两点在同一个等势面上，所以两点的电势相等，A符合题意；
B、由图可知，a与b不在同一个等势面上，所以电势不相等，B不符合题意；
C、由图可知，b与c电场线的方向不同，表示两点电场强度的方向也不同，C不符合题意；
D、由图看出，b处电场线疏，a处电场线密，那么b处电场强度小于a处电场强度，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电场线密集的区域电场强度大，沿电场线方向电势减小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
4.【解析】【解答】解：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态。故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态；同时说明了力是改变物体运动状态的原因，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体运动不需要力来维持，当物体不受任何力时，总保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动，如果物体受到力，物体的运动状态就会改变；惯性是保持物体原来运动状态的一种属性，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，与物体的速度没有关系。
5.【解析】【解答】解：A、由W＝FS知，1J＝1Nm＝1kg•m/s2•m＝1kg•m2/s2 ， A可能；
B、根据q＝It得1C＝V•s/Ω，B不可能；
C、根据Q＝I2Rt得1J＝1A2•Ω•s，C可能；
D、根据W＝qU得1J＝1C•V，根据E＝ 得1V＝T•m2/s，所以1J＝1T•C•m2/s，D可能；
故答案为：B。
【分析】七个根本单位：长度m，时间s，质量kg，热力学温度K，电流A，光强度cd，物质的量ml，结合公式分析求解即可。
6.【解析】【解答】解：物体自由下落时，速度和时间的关系为v＝at，故动能Ek＝ mv2＝ ma2t2 ， 故动能与时间的关系为二次函数图象，且根据数学规律可知，开口向上，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体做自由落体太运动，对物体进行受力分析，利用动能定理列方程求解动能的变化即可。
7.【解析】【解答】解：由牛顿第二定律知：mg﹣F＝ma，所以F＝m〔g﹣0.25g〕＝0.75mg，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，结合物体的加速度，利用牛顿第二定律求解物体对电梯的压力。
8.【解析】【解答】解：A、由图可知，物体开始和结束时的纵坐标均为0，说明物体又回到了初始位置，A符合题意；
B、物体先做匀变速直线运动，后沿原方向做加速度大小相等、方向相反的匀变速直线运动，那么t＝2s内位移不为零，B不符合题意；
C、速度﹣时间图象与坐标轴围成的面积x＝2×1m﹣2×1m＝0，位移为零，回到出发点，C符合题意；
D、速度﹣时间图象与坐标轴围成的面x＝ ×2×1m﹣ ×2×1m＝0m，位移为零，回到出发点，D符合题意；
此题选物体在2秒末不能回到0时刻位置的，
故答案为：B。
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，通过这些性质结合选项分析即可。
9.【解析】【解答】解：根据T＝2π 得：g＝ ，
A、摆球的质量大小不影响重力加速度的测量，A不符合题意。
B、测摆长时，将线长加小球直径作为摆长时测出的摆长偏大，那么测出的g偏大，B不符合题意；
C、测量周期时，将n次全振动误记成了〔n+1〕次全振动，那么周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，C不符合题意；
D、摆球上端未固定牢固，振动中出现松动，这时由于测得的周期偏大，那么测得的重力加速度g值偏小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合选项中给出的可能性，利用单摆的周期公式T＝2π 逐一分析求解即可。
10.【解析】【解答】用外力使甲线框顺时针方向转动后，甲线框切割磁感线产生感应电动势，产生感应电流，根据楞次定律可判断甲线框中感应电流为顺时针方向。流经乙线框中感应电流也为顺时针方向。乙线框由于有电流而在磁场中受安培力的作用将发生转动，此为电动机的原理。根据左手定那么可判断乙线框的ab边受到的安培力F方向向下，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】甲线框因用外力而动，产生感应电动势，根据楞次定律可判断感应电流方向。两个线框用导线连接，那么乙线框中有电流而受到安培力的作用。
11.【解析】【解答】解：①Q1、Q2都带正电，P点的场强方向要想向左，那么Q2的带电量要大于Q1的电量，故①符合题意。
②同理Q1、Q2都带负电，P点的场强方向要想向左，那么Q2的带电量要小于Q1的电量，故②符合题意。
③Q1带正电、Q2带负电，P点的场强一定向右，故③不符合题意。
④Q1带负电、Q2带正电，P点的场强一定向左，故④符合题意。
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】把四个可能的选项带入，逐一分析每一种情况在P点产生的电场强度方向即可。
12.【解析】【解答】解：B受到重力、支持力和库仑力三个力的作用，一开始B能够向上运动，说明库仑力大于重力沿斜面向下的分力，有沿斜面向上的加速度，根据牛顿第二定律可得：F﹣mgsinθ＝ma，其中F表示库仑力，随着B向上移动，F变小，那么加速度变小。当F＝mgsinθ时，加速度为零，此时速度到达最大，以后库仑力小于重力分力，那么B加速度方向向下，做减速运动，即mgsinθ﹣F＝ma，加速度逐渐增大，到速度为零时，加速度最大，所以整个过程中，B的加速度是先减小后增大；在B运动过程中受库仑力方向不变，一直对B做正功，所以B的电势能一直减小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；沿电场线方向电势减小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
二、填空题〔共20分，每个空格2分〕
13.【解析】【解答】解：a点正向下运动，由图象可知，a点振动比左侧的质点要早，根据带动法可知，波向左传播，即该波沿x轴负方向传播，根据波形的平移规律，此时b向上运动，c向上运动，所以c比b晚到平衡位置。
故答案为：沿x 轴负方向〔向左〕，b
【分析】结合质点a的振动方向判断波传播的方向，反过来，结合波的转播方向判断其他质点的振动方向。
14.【解析】【解答】解：在摆锤向下摆动的过程中只有重力做功，所以机械能守恒，可得：
代入数据可得，摆锤经过D点时的动能为：EkD＝11.1×10﹣3J
故答案为：11.1，机械能守恒定律
【分析】如果一个系统，除重力外，不受到外力和非保守内力，那么这个系统机械能守恒，利用机械能守恒定律列方程求解速度即可。
15.【解析】【解答】解：充电功率：P＝UI
由图可知在t2时刻对应电流I、压强U最大，电功率也最大Pmax＝
图线①与时间轴所包围的面积是电流I与时间的乘积，根据：Q＝It
可知图线①与时间轴所包围的面积对应的物理量是电量〔电荷量〕。
故答案为：4.2，电量〔电荷量〕。
【分析】结合电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可，电流对时间的积累就是电荷量。
16.【解析】【解答】解：以球为研究对象，受重力G和力传感器A对它的支持力FA作用，如图：
为使球保持平衡，传感器B对球作用力的作用点所在范围应在②③区域内；
当传感器B对球作用力FB与传感器A对它的支持力FA垂直的时候作用力的最小，最小值为：
FB＝mgcs30°＝ mg
故答案为：②③； mg。
【分析】对物体进行受力分析，在重力和两个外力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
17.【解析】【解答】解：行星绕恒星做匀速圆周运动，根据线速度与周期的关系可知，v＝ ，所以 ＝ ＝ ＝ 。
根据万有引力提供向心力， ＝m ，得M＝ ， ＝ ＝ ＝25：36。
故答案为：1：12；25：36。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径，根据向心力公式列方程比较卫星线速度、角速度、加速度的大小即可。
三、综合题〔共40分〕注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及答复以下问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18.【解析】【解答】解：〔1〕根据楞次定律知道感应磁场与原磁场方向关系满足“增反减同〞，线框的运动总是阻碍磁场的变化，所以在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间，电流增大，为阻碍磁通量增大，线框向右运动，同理“在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间〞、“在S已向a闭合的情况下〞、“将R的滑动头向d端移动时、在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时〞，电流增大，线框向右运动；在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时，电流减小，为阻碍磁通量减小，线框向左运动，
故答案为：问题1：〔1〕①向右，②向右，③向右，④向右，⑤向左，⑥向左〔2〕电路中电流增大；穿过金属环的磁通量增加〔或通电螺线管M的磁场增强〕
问题2：〔1〕电压表V1测量的是路端电压，也是电阻R3两端电压U1 ， 电压表V2测量的是电阻R2两端电压U2 ， 电流表A2测量的是通过电阻R3的电流I2 ， 电流表A1测量的是干路电流I1 ， 所以根据欧姆定律可得： ， 根据闭合电路的欧姆定律可得：E＝U1+I1〔R1+r〕，可以解出电源的电动势E，但因为不知R1的大小，所以电源内阻无法求出。故答案为：E、R2、R3〔2〕假设电阻R1断路，两个电压表，两个电流表示数均为零，所以不可能是R1断路；假设变阻器断路，那么电压表V2示数为零，不符合题意；假设变阻器短路hu，那么电路变成了R2和R3并联，两个电压表测量的都是路端电压，示数相等，符合题意；假设R2断路，那么两个电压表测量的都是路端电压，示数相等，符合题意。
故答案为：RP短路或R2断路
【分析】该题目探究的“楞次定律〞，闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，楞次定律给出了很多规律，例如增反减同、增缩减扩、来拒去留等，圆环产生如此变化的原因是安培力的作用。
19.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理求解导线框进入磁场的速度，导线框匀速运动，重力等于安培力，列方程求解下落高度即可；
〔2〕结合导线框初末状态的速度，对导线框的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量；
〔3〕除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
20.【解析】【分析】〔1〕v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合图像求解即可；
〔2〕儿童的初末速度为零，结合加速和减速的时间，列方程求解加速度即可；
〔3〕对物体进行受力分析，水平竖直正交分解，在水平方向利用牛顿第二定律分析即可。操作
环N摆动
方向
在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间
①________
在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间
②________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
③________
在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
④________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时
⑤________
在S已向b闭合的情况下，断开S
⑥________
实验序号
1
2
A1表示数/A
A2表示数/A
V1表示数/V
V2表示数/V
1.以下各图中接触面均光滑，其中A、B物体间无弹力的是〔 〕
A. B. C. D.
2.以下与磁场有关的说法中正确的选项是〔 〕
A. 磁场是假想的，不是客观存在的物质 B. 描述磁场的磁场线是客观存在的
C. 磁场的强弱与放入其中导线的电流有关 D. 通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关
3.如下列图的静电场中，实线表示电场线，虚线表示等势面。那么〔 〕
A. b、c两点的电势相等 B. a、b两点的电势相等
C. b、c两点的场强相等 D. a、b两点的场强相等
4.从牛顿第一定律可直接演绎得出〔 〕
A. 质量是物体惯性的量度 B. 一个物体的加速度与所受合外力成正比
C. 物体的运动需要力来维持 D. 物体有保持原有运动状态的性质
5.以下单位中不可能为能量单位的是〔 〕
A. kg•m2/s2 B. V•s/Ω C. A2•Ω•s D. T•C•m2/s
6.物体做自由落体运动，其动能Ek随运动时间t的关系图线可能是〔 〕
A. B. C. D.
7.电梯以大小为0.25g的加速度竖直向上做减速运动，站在电梯中质量为m的人对电梯的压力为〔 〕
A. 0.25mg B. 0.75mg C. mg
8.四个做直线运动物体的运动图象如下列图，其中在2s末不能回到0时刻位置的是〔 〕
A. B. C. D.
9.在“用单摆测定重力加速度〞的实验中，假设测得的g值偏小，可能是因为〔 〕
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时，将线长加小球直径作为摆长
C. 测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为〔n+1〕次
D. 摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长
10.位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如下列图的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，那么〔 〕
A. F向上，乙线框表示电动机的原理 B. F向上，乙线框表示发电机的原理
C. F向下，乙线框表示电动机的原理 D. F向下，乙线框表示发电机的原理
11.如图，在a、b两点分别放置电量为Q1、Q2的点电荷，P是a、b连线上的中点。以下四种情况中P点的场强方向一定向左的是〔 〕
①Q1、Q2都带正电，且Q1＜Q2；
②Q1、Q2都带负电，且Q1＞Q2；
③Q1带正电、Q2带负电，且Q1＞Q2；
④Q1带负电、Q2带正电，且Q1＜Q2
A. 只有①②④ B. 只有①③ C. 只有③④ D. ①②③④
12.如图，光滑绝缘的斜面底端固定一带电体A，另一带电体B在斜面上c点由静止释放后沿斜面向上运动，最远可到达d点。那么从c运动到d的过程中，带电体B的〔 〕
A. 加速度逐渐减小，电势能逐渐增大 B. 加速度先减小后增大，电势能逐渐减小
C. 加速度逐渐减小，电势能先减小后增大 D. 加速度先减小后增大，电势能先减小后增大
二、填空题〔共20分，每个空格2分〕
13.一列沿x轴传播的横波某时刻的波形如下列图，此时质点a正向下运动。由此可知该波的传播方向为________，此后b、c两质点中先到达平衡位置的是________点。
14.如下列图的实验装置中，最下方的D点与B点间的竖直高度差为0.1m，摆锤的质量为7.5×10﹣3kg．某次实验测得摆锤经过B点的速度大小为1.0m/s，由此可推算出摆锤经过D点时的动能为________×10﹣32〕
15.图中①、②分别为锂离子电池充电过程中充电电流I、电池电压U随时间t变化的图线。此过程中充电功率最大为________W，图线①与时间轴所包围的面积对应的物理量是________。
16.如图，用力传感器A、B共同支起一个质量为m的光滑球。其中A对球的作用力方向与水平方向间夹角始终为30°，B对球的作用力方向可调。为使球保持平衡，传感器B对球作用力的作用点所在范围为________〔在区域①、②、③、④、⑤中选填〕，作用力的最小值为________。〔重力加速度为g〕
17.科学家测得一行星A绕一恒星B运行一周所用的时间为1200年，A、B间距离为地球到太阳距离的100倍。设A相对于B的线速度为v1 ， 地球相对于太阳的线速度为v2 ， 那么v1：v2＝________，该恒星质量与太阳质量之比为________。
三、综合题〔共40分〕注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及答复以下问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18.问题1：如图1，一长直铁芯上绕有固定线圈M，铁芯右侧悬挂一闭合金属环N，金属环与铁芯共轴。将M接在如下列图的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。
〔1〕请填写以下操作中金属环N的摆动方向〔选填“向左〞、“向右〞或“不动〞〕。
〔2〕从上述实验现象中可以归纳出：使环N向右摆动的操作引起的共同变化有〔请写出2个〕：________；________。
问题2：某同学按照如图2所示的电路进行实验。闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P移到不同位置时，测得各电表的示数如表所示。〔电压表、电流表均可视为理想电表〕
〔3〕电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为三个定值电阻的阻值。这五个物理量中，根据上表中的数据可求出的是________。〔写出物理量的符号即可〕
〔4〕实验中，由于用电器故障，发现两个电压表的示数相同且不为零，那么可能的故障是：________。
19.如图，质量为m、阻值为R、边长为L的正方形导线框，从位置A由静止下落，恰能竖直且匀速进入下方磁感应强度为B的有界匀强磁场〔不计空气阻力〕。求：
〔1〕在A位置时线框的下边到磁场上边界的距离h；
〔2〕线框进入磁场的过程中通过导线截面的电量q和线框上产生的热量Q；
〔3〕分析并说明从开始下落到线框下边到达磁场下边界的过程中，线框机械能的变化情况。
20.如图〔a〕所示的“冰爬犁〞是北方儿童在冬天的一种游戏用具：“上坐一人，双手握铁篙，向后下方用力点冰，那么冰床前进如飞。〞在空旷的水平冰面上，有一小孩从静止开始，连续三次“点冰〞后，爬犁沿直线继续滑行了24m后停下。某同学用v﹣t图象描述了上述运动过程，如图〔b〕所示。
〔1〕求爬犁减速滑行时加速度的大小a2和运动中的最大速率vmax；
〔2〕求小孩“点冰〞时爬犁加速度的大小a1；
〔3〕通过受力分析，说明“点冰〞过程中爬犁加速的原因；
〔4〕该同学把小孩每次“点冰〞使爬犁加速的过程视为匀加速直线运动，他做了哪些近似的处理。
答案解析局部
一、单项选择题〔共40分，1至8题每题3分，9至12题每题3分．每题只有一个正确选项〕
1.【解析】【解答】解：A、假设AB间有弹力，那么AB两物体均不能处于平衡状态，所以要运动，然而AB两物体没有运动，A没有弹力
B、由图可知：A与B肯定有弹力，因为AB间有相互挤压，必定存在弹力，B不符合题意；
C、A压在B上，假设没有B的支持力〔弹力〕，那么A将掉下来，C不符合题意；
D、由图可知：A与B肯定有弹力，否那么A将摆动起来，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，压力、支持力都是弹力，弹力的方向是垂直于接触面，指向被压物体。
2.【解析】【解答】解：A、磁场是实际存在的，不是假想的，磁感线是假想的，AB不符合题意；
C、磁场的强弱是由磁场本身的性质决定的，与其中是否放入电流无关，C不符合题意；
D、通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】磁场和电场一样是客观存在的物质，磁感线从北极出发回到南极，磁感线密集的地方磁感应强度比较大，规定小磁针的N极在磁场中某点所受磁场力的方向为该点磁场的方向。
3.【解析】【解答】解：A、由图可知，b、c两点在同一个等势面上，所以两点的电势相等，A符合题意；
B、由图可知，a与b不在同一个等势面上，所以电势不相等，B不符合题意；
C、由图可知，b与c电场线的方向不同，表示两点电场强度的方向也不同，C不符合题意；
D、由图看出，b处电场线疏，a处电场线密，那么b处电场强度小于a处电场强度，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电场线密集的区域电场强度大，沿电场线方向电势减小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
4.【解析】【解答】解：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态。故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态；同时说明了力是改变物体运动状态的原因，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体运动不需要力来维持，当物体不受任何力时，总保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动，如果物体受到力，物体的运动状态就会改变；惯性是保持物体原来运动状态的一种属性，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，与物体的速度没有关系。
5.【解析】【解答】解：A、由W＝FS知，1J＝1Nm＝1kg•m/s2•m＝1kg•m2/s2 ， A可能；
B、根据q＝It得1C＝V•s/Ω，B不可能；
C、根据Q＝I2Rt得1J＝1A2•Ω•s，C可能；
D、根据W＝qU得1J＝1C•V，根据E＝ 得1V＝T•m2/s，所以1J＝1T•C•m2/s，D可能；
故答案为：B。
【分析】七个根本单位：长度m，时间s，质量kg，热力学温度K，电流A，光强度cd，物质的量ml，结合公式分析求解即可。
6.【解析】【解答】解：物体自由下落时，速度和时间的关系为v＝at，故动能Ek＝ mv2＝ ma2t2 ， 故动能与时间的关系为二次函数图象，且根据数学规律可知，开口向上，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体做自由落体太运动，对物体进行受力分析，利用动能定理列方程求解动能的变化即可。
7.【解析】【解答】解：由牛顿第二定律知：mg﹣F＝ma，所以F＝m〔g﹣0.25g〕＝0.75mg，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，结合物体的加速度，利用牛顿第二定律求解物体对电梯的压力。
8.【解析】【解答】解：A、由图可知，物体开始和结束时的纵坐标均为0，说明物体又回到了初始位置，A符合题意；
B、物体先做匀变速直线运动，后沿原方向做加速度大小相等、方向相反的匀变速直线运动，那么t＝2s内位移不为零，B不符合题意；
C、速度﹣时间图象与坐标轴围成的面积x＝2×1m﹣2×1m＝0，位移为零，回到出发点，C符合题意；
D、速度﹣时间图象与坐标轴围成的面x＝ ×2×1m﹣ ×2×1m＝0m，位移为零，回到出发点，D符合题意；
此题选物体在2秒末不能回到0时刻位置的，
故答案为：B。
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，通过这些性质结合选项分析即可。
9.【解析】【解答】解：根据T＝2π 得：g＝ ，
A、摆球的质量大小不影响重力加速度的测量，A不符合题意。
B、测摆长时，将线长加小球直径作为摆长时测出的摆长偏大，那么测出的g偏大，B不符合题意；
C、测量周期时，将n次全振动误记成了〔n+1〕次全振动，那么周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，C不符合题意；
D、摆球上端未固定牢固，振动中出现松动，这时由于测得的周期偏大，那么测得的重力加速度g值偏小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合选项中给出的可能性，利用单摆的周期公式T＝2π 逐一分析求解即可。
10.【解析】【解答】用外力使甲线框顺时针方向转动后，甲线框切割磁感线产生感应电动势，产生感应电流，根据楞次定律可判断甲线框中感应电流为顺时针方向。流经乙线框中感应电流也为顺时针方向。乙线框由于有电流而在磁场中受安培力的作用将发生转动，此为电动机的原理。根据左手定那么可判断乙线框的ab边受到的安培力F方向向下，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】甲线框因用外力而动，产生感应电动势，根据楞次定律可判断感应电流方向。两个线框用导线连接，那么乙线框中有电流而受到安培力的作用。
11.【解析】【解答】解：①Q1、Q2都带正电，P点的场强方向要想向左，那么Q2的带电量要大于Q1的电量，故①符合题意。
②同理Q1、Q2都带负电，P点的场强方向要想向左，那么Q2的带电量要小于Q1的电量，故②符合题意。
③Q1带正电、Q2带负电，P点的场强一定向右，故③不符合题意。
④Q1带负电、Q2带正电，P点的场强一定向左，故④符合题意。
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】把四个可能的选项带入，逐一分析每一种情况在P点产生的电场强度方向即可。
12.【解析】【解答】解：B受到重力、支持力和库仑力三个力的作用，一开始B能够向上运动，说明库仑力大于重力沿斜面向下的分力，有沿斜面向上的加速度，根据牛顿第二定律可得：F﹣mgsinθ＝ma，其中F表示库仑力，随着B向上移动，F变小，那么加速度变小。当F＝mgsinθ时，加速度为零，此时速度到达最大，以后库仑力小于重力分力，那么B加速度方向向下，做减速运动，即mgsinθ﹣F＝ma，加速度逐渐增大，到速度为零时，加速度最大，所以整个过程中，B的加速度是先减小后增大；在B运动过程中受库仑力方向不变，一直对B做正功，所以B的电势能一直减小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；沿电场线方向电势减小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
二、填空题〔共20分，每个空格2分〕
13.【解析】【解答】解：a点正向下运动，由图象可知，a点振动比左侧的质点要早，根据带动法可知，波向左传播，即该波沿x轴负方向传播，根据波形的平移规律，此时b向上运动，c向上运动，所以c比b晚到平衡位置。
故答案为：沿x 轴负方向〔向左〕，b
【分析】结合质点a的振动方向判断波传播的方向，反过来，结合波的转播方向判断其他质点的振动方向。
14.【解析】【解答】解：在摆锤向下摆动的过程中只有重力做功，所以机械能守恒，可得：
代入数据可得，摆锤经过D点时的动能为：EkD＝11.1×10﹣3J
故答案为：11.1，机械能守恒定律
【分析】如果一个系统，除重力外，不受到外力和非保守内力，那么这个系统机械能守恒，利用机械能守恒定律列方程求解速度即可。
15.【解析】【解答】解：充电功率：P＝UI
由图可知在t2时刻对应电流I、压强U最大，电功率也最大Pmax＝
图线①与时间轴所包围的面积是电流I与时间的乘积，根据：Q＝It
可知图线①与时间轴所包围的面积对应的物理量是电量〔电荷量〕。
故答案为：4.2，电量〔电荷量〕。
【分析】结合电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可，电流对时间的积累就是电荷量。
16.【解析】【解答】解：以球为研究对象，受重力G和力传感器A对它的支持力FA作用，如图：
为使球保持平衡，传感器B对球作用力的作用点所在范围应在②③区域内；
当传感器B对球作用力FB与传感器A对它的支持力FA垂直的时候作用力的最小，最小值为：
FB＝mgcs30°＝ mg
故答案为：②③； mg。
【分析】对物体进行受力分析，在重力和两个外力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
17.【解析】【解答】解：行星绕恒星做匀速圆周运动，根据线速度与周期的关系可知，v＝ ，所以 ＝ ＝ ＝ 。
根据万有引力提供向心力， ＝m ，得M＝ ， ＝ ＝ ＝25：36。
故答案为：1：12；25：36。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径，根据向心力公式列方程比较卫星线速度、角速度、加速度的大小即可。
三、综合题〔共40分〕注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及答复以下问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18.【解析】【解答】解：〔1〕根据楞次定律知道感应磁场与原磁场方向关系满足“增反减同〞，线框的运动总是阻碍磁场的变化，所以在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间，电流增大，为阻碍磁通量增大，线框向右运动，同理“在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间〞、“在S已向a闭合的情况下〞、“将R的滑动头向d端移动时、在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时〞，电流增大，线框向右运动；在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时，电流减小，为阻碍磁通量减小，线框向左运动，
故答案为：问题1：〔1〕①向右，②向右，③向右，④向右，⑤向左，⑥向左〔2〕电路中电流增大；穿过金属环的磁通量增加〔或通电螺线管M的磁场增强〕
问题2：〔1〕电压表V1测量的是路端电压，也是电阻R3两端电压U1 ， 电压表V2测量的是电阻R2两端电压U2 ， 电流表A2测量的是通过电阻R3的电流I2 ， 电流表A1测量的是干路电流I1 ， 所以根据欧姆定律可得： ， 根据闭合电路的欧姆定律可得：E＝U1+I1〔R1+r〕，可以解出电源的电动势E，但因为不知R1的大小，所以电源内阻无法求出。故答案为：E、R2、R3〔2〕假设电阻R1断路，两个电压表，两个电流表示数均为零，所以不可能是R1断路；假设变阻器断路，那么电压表V2示数为零，不符合题意；假设变阻器短路hu，那么电路变成了R2和R3并联，两个电压表测量的都是路端电压，示数相等，符合题意；假设R2断路，那么两个电压表测量的都是路端电压，示数相等，符合题意。
故答案为：RP短路或R2断路
【分析】该题目探究的“楞次定律〞，闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，楞次定律给出了很多规律，例如增反减同、增缩减扩、来拒去留等，圆环产生如此变化的原因是安培力的作用。
19.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理求解导线框进入磁场的速度，导线框匀速运动，重力等于安培力，列方程求解下落高度即可；
〔2〕结合导线框初末状态的速度，对导线框的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量；
〔3〕除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
20.【解析】【分析】〔1〕v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合图像求解即可；
〔2〕儿童的初末速度为零，结合加速和减速的时间，列方程求解加速度即可；
〔3〕对物体进行受力分析，水平竖直正交分解，在水平方向利用牛顿第二定律分析即可。操作
环N摆动
方向
在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间
①________
在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间
②________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
③________
在S已向b闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
④________
在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时
⑤________
在S已向b闭合的情况下，断开S
⑥________
实验序号
1
2
A1表示数/A
A2表示数/A
V1表示数/V
V2表示数/V
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