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物理参考答案
选择题:共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要
求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的给5分,选对但
不全的给3分,有选错的给0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A D C C B B ACD BD BD
【解析】
1.设 P 的质量为 M,P 与桌面的动摩擦力为 f;以 P 为对象,根据牛顿第二定律可得
T f Ma ;以沙袋和沙为对象,根据牛顿第二定律可得 mgT ma ;联立可得
f
g
mg f m
a m,可知am不是线性关系,排除 A、C 选项。可知当沙袋和沙的
M m M m
总重力小于物块 P 最大静摩擦力时,物块静止,加速度为 0,当沙袋和沙的总重力大于 f
时,才有一定的加速度,当m趋于无穷大时,加速度趋近等于g,故选D。
2.由题意可知,小车保持功率恒定,所受阻力恒为 f,由PFv,则速度增大时,牵引力减
小,由牛顿第二定律可知,小车的加速度先变小,在速度最大时,加速度为0,故A错误。
小车速度最大时,小车的牵引力等于阻力,故B正确。小车在运动过程中,由动能定理可
1 1
得W fx mv2 0,解得电动机对小车所做的功为W fx mv2,故 C 正确。汽车功
2 2
率恒定为P,因此电动机对小车所做的功等于Pt,故D正确。
3.由题图乙知,t 0时,手机加速度为0,由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为F mg,弹簧
处于拉伸状态,弹性势能不为0,故A错误。由题图乙知,t 0.2s时,手机的加速度为正,
则手机位于平衡位置下方,故 B 错误。由题图乙知,从t 0至t0.2s,手机的加速度增
大,手机从平衡位置向最大位移处运动,弹簧的弹性势能增大,手机的机械能减小,故 C
π
错误。由题图乙知T 0.8s,则角频率 2.5πrad/s,则 a 随 t 变化的关系式为
T
a4sin(2.5πt)m/s2,故D正确。
4.飞船需要通过加速从椭圆轨道Ⅱ进入预定圆轨道Ⅲ,故A错误。根据万有引力等于向心力
Mm v2 GM
G m ,可得v ,可知飞船在Ⅰ轨道运行速度大于在Ⅲ轨道上的运行速度,
r2 r r
物理参考答案·第1页(共7页)故B错误。飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要进行加速,机械能增加,则飞船在Ⅱ轨道上的机械能
大于在Ⅰ轨道上的机械能,故C正确。根据开普勒第二定律可知,飞船在三个不同轨道上
运行时,与地球连线在单位时间内扫过的面积不相等,故D错误。
5.滑片缓慢向右滑行全程,电容器两极板由“下正上负”逐渐转变为“上正下负”,电容器
经历先放电再充电的过程,则两极板间的电压先减小后增大,故A错误。根据“充电电流
流向正极板,放电电流流向负极板”可知,充放电流全程由d点经R 流向c点,由于过程
3
缓慢,则充放电流很小,所以R 两端电压很小,即d点电势比c 点略高,故B错误。P点
3
的电势先比上极板高,后比上极板低,故P点电势降低,故D错误。放电过程,向下流过
R R
R 的电量为CE 1 ,充电过程,向下流过 R 的电量为CE 2 ,全程向下流过
3 3
R R R R
1 2 1 2
R R
过R 的电量为CE 1 CE 2 CE,故C正确。
3
R R R R
1 2 1 2
6.y 处为重力势能零点,则在 y 处重力势能为 0,重力势能变化与下落高度成线性关系,故
0 0
k 4Q kQ
A错误。设正电荷Q的正上方x处电场强度为0,则 ,解得x y ,即A点
(y x)2 x2 0
0
场强为0;机械能的变化对应电场力做功,结合图可知,A点上方场强方向向下,A点到正
电荷场强方向向上。则小球从O点到B点,电场力先做正功后做负功,机械能先增大后减
小,电势能先减小后增加并且在 y 处为0,故D错误,B 正确。电荷初末速度为0,中间
0
过程不为0,所以动能先增加后减小。分析可知,则动能最大的位置在y 下方不在y 处,
0 0
故C错误。
7.最大动能与最小动能出现在平行于电场方向的直径的两端。设该直径(即
电场方向)与 AC 夹角为 θ,过 A 点作该直径的垂线,即为 A 点所在的等
势线。根据动能定理有qE(RRcos)E ;qE(RRcos)3E ,得
0 0
2E
60;E 0 。故选B。
qR
8.由题意c点的磁感应强度为零,则说明导线P、Q
在 c 点产生的磁场大小相等、方向相反,又因为
I I
c点距P、Q的距离比为1∶3,则k 1 k 2 ,
R 3R
可得电流之比为 1∶3,故 B 错误。由 B 分析可
物理参考答案·第2页(共7页)知,导线Q在d点产生的磁场强,d点的磁感应强度方向垂直cd向下,由安培定则可知P
中的电流方向向外、则Q中的电流方向向里,故A正确。由安培定则可知,导线P、Q在
O点产生的磁场方向均垂直cd连线向上,故C正确。由于I I ,分别作出两电流在a、
1 2
b两点的磁感应强度大小和方向,如图所示,根据磁场的矢量合成可知a、b两点的磁感应
强度大小相等、方向相同,故D正确。
9.球在 c 点对球拍的压力大小为 5mg,由牛顿第三定律,在 c 点球拍对球的支持力大小
v2
F 5mg,则在 c 点F mg m ,解得做圆周运动的线速度大小v2 gR ,故 A 错
N N R
v2
误。在a处mgF m ,解得F 3mg ,球在a处受到球拍的作用力为3mg,故B正
N R N
v2
确。设在b处球拍与水平面的夹角为,且仅受重力、支持力作用,则有mgtanm ,
R
又v2 gR ,解得tan4,若不满足tan4,小球在b处还受摩擦力的作用,故C错
2πR 2πR R
误。运动的周期为T π ,故D正确。
v 2 gR g
10.根据左手定则可判断正离子在磁场中受力如图,所以正离子在环向
场中沿逆时针方向运动,故A错误。由于洛伦兹力总是与速度方向
垂直,所以洛伦兹力不改变速度大小,则带电粒子在环向场中的速
度大小不变,故B正确。由图可知左右两边磁感应强度不一样,根
mv2 mv
据洛伦兹力提供向心力有qvB ,解得R ,可知同一正离子在磁场中因为磁感
R qB
应强度不同导致左右的半径不同,所以发生偏移,B越大,R越小,所以同一正离子在左
边部分的半径大于右边部分的半径,结合左手定则判断出正离子就会向下侧迁移,同理
可知电子向上侧迁移,故C错误,D正确。
非选择题:共5小题,共57分。
11.(除特殊标注外,每空1分,共7分)
(1)右边
(2)①4 2 ②守恒(2分) 不是(2分)
物理参考答案·第3页(共7页)【解析】(1)根据表中数据可以判断出位移传感器在开始时距离B端较近,则固定在右边。
(2)①根据图像碰撞前 A 物块的速度为 v 4m/s ,碰撞前 B 物块的速度为
A
0.4
v m/s2m/s。②由图可知碰撞后A 物块的速度为v 1m/s,碰撞后B物块的速
B 0.2 A
00.4
度为v m/s4m/s,则可知mv m v mv m v ,故可得出结论两物块
B 0.30.2 1 A 2 B 1 A 2 B
组成的系统在相互作用过程中动量守恒,但是总动能减少。
12. (除特殊标注外,每空1分,共9分)
(1)0.30
R R r
(2) 1 0
E
1
(3) (2分)
n
(4)3.0 3.0 1.0
(5)部分有(2分)
【解析】(1)电流表分度值为0.02A,读数结果为小数点后两位。
1 R R r
(2)据全电路的欧姆定律E I (R R r),得 1 0 。
0 1 0 I E
0
R
R r
R 1 1 n 1 1
(3)据全电路的欧姆定律E I (R r),得 ,则有Y
n 1 n I E I I
n 0 n
R 1 R
0 。
E n E
(4)结合图丙的截距、斜率,可得E3.0V,R3.0,再结合读数I 0.30A,得r1.0。
0
R
(5)方案未考虑电流表内阻,修正后EI (R R rr ),EI (R rr ),
0 1 0 A n 1 n A
1 1 R 1 R
对Y 0 无影响,则对E和R无影响;但rr 1,对r有影响。
I I E n E A
0 n
13.(10分)
解:(1)以A球为研究对象,受到4个力作用,如图;可把重力
mg和静电力F 先合起来看作1个力,则可看作受3个力平衡;
e
其中
物理参考答案·第4页(共7页)kQ2
F 3.6N
e r2
根据对称性F F mgF 5.6N
1 2 e
(评分标准:此小题也可用正交分解法或矢量三角形解答,不论什么方法,抓住静电力
F 计算1分,过程计算2分,结论各1分,共5分评分即可)
e
(2)按照要求移动B的位置,继续以A球为研究对象,受到4个力作用,如图;其中左
侧拉力F和静电力F共线,可把这2个力先合起来看作1个力,则可看作受3个力平衡;
1 e
由 几 何 关 系 得 r2r , 则
kQ2
F 0.9N
e (2r)2
根据对称性Fmg 2N
2
FFmg 2N,则F2.9N
1 e 1
(评分标准:此小题也可用正交分解法或矢量三角形解答,不论什么方法,抓住静电力F
e
计算1分,过程计算2分,结论各1分,共5分评分即可)
14.(13分)
解:(1)从小球B释放开始,两物体在水平方向动量守恒,时刻有
2mvmv
结合能量守恒,在最低点时有
2mv mv ①
1 2
1 1
2mv2 mv2 mgL ②
2 1 2 2
3gL
解得v ③
1 3
运动的过程有2mx mx ④
1 2
有x x L ⑤
1 2
L
解得x ⑥
1 3
(2)B小球在最低点时,相对于A物体做圆周运动,半径为L
相对速度为vv v 3gL ⑦
1 2
物理参考答案·第5页(共7页)mv2
根据牛顿第二定律,有F T mg ⑧
n L
解得细绳的最大张力为T 4mg ⑨
(3)物体A和小球B在平面直角坐标系xOy运动过程中,设A的位置坐标为(x,0),B
的位置坐标为(x,y);根据动量守恒有2mxm(Lx) ⑩
A、B之间的距离不变有 (xx)2 y2 L ⑪
(3xL)2
联立得 y2 L2 ⑫
4
L
( ≤x≤L,0≤y≤L) ⑬
3
评分标准:本题共13分。正确得出①~⑬式各给1分。得出与⑫式等价的结果也给分。
15.(18分)
4 2
解:(1)由题意知2R cos53 L,得R L ①
1 5 1 3
mv2
粒子在磁场Ⅰ中做匀速圆周运动,有qv B 0 ②
0 R
1
3mv
计算得B 0 ③
2qL
(2)设粒子射出电场时的速度为v ,与x方向夹角为,在电场中运动时间为t,粒子在
1
电场中运动分解后x轴方向为匀速直线运动,有x(v sin53)t ④
0
1
y轴方向为匀变速直线运动,有L (v cos53v sin)t ⑤
2 0 1
mv2
粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动,有qvB 1 ⑥
1 R
2
10
由题意知 LR R cos ⑦
9 2 2
且v sin53v cos ⑧
0 1
12
整理计算得x L ⑨
7
物理参考答案·第6页(共7页)4L 88
则x x L ⑩
0 5 35
(3)假设粒子在电场中减速了n次后速度为v ,在磁场Ⅱ中圆周运动半径为R ,有
n n
1 1
nqEL mv2 mv2 ⑪
2 n 2 0
1 1
(n1)qEL mv2 mv2 ⑫
2 n1 2 0
1 1
又2R 2R L L
n 1 3 9
4
得R L ⑬
n 9
1
又2R 2R L
n1 1 3
1
得R L ⑭
n-1 2
80
计算得n ,n取整数1,2,3,4
17
5mv2 5mv2 5mv2 5mv2
则电场强度可以为 0 , 0 , 0 , 0 ⑮
18qL 36qL 54qL 72qL
评分标准:本题共18分。正确得出⑮式给4分,其余各式各给1分。
物理参考答案·第7页(共7页)