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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 B B A D D BC AD ACD
【解析】
1.电压不属于基本物理量,摩尔是基本单位,故 A、B 错误。研究质点运用了理想模型法,
故C错误。探究导体电阻的影响因素的实验中,影响因素有多种,故使用了控制变量法,
故D正确。
2.沿x轴正方向运动时:若粒子带正电,则电场力沿−y方向,洛伦兹力沿+y方向,可以受力
平衡;若粒子带负电,则电场力沿+y 方向,洛伦兹力沿−y 方向,也可以受力平衡,向+x
方向做匀速直线运动,故选A。
0.9
3.三个电流的有效值之比为1∶0.9∶ 10 2∶9 2∶9,电阻消耗的电功率PUI I2RI2,
2
所以P∶P∶P 200∶162∶81,故选B。
甲 乙 丙
GM GM
4.飞船的速度v ,第一宇宙速度v ,则v 3v,故选B。
3R 1 R 1
5.对于粒子的类平抛运动,水平方向为匀速直线运动,初速度一样,水平位移相同,故运动
1 qE
时间相同,故 D 错误。由y at2,a ,y ∶y 1∶2,m ∶m 1∶2,得电荷量之
2 m P Q P Q
比为1∶4,故B错误。动量变化量等于电场力的冲量ΔpI qEt,比值为1∶4,故C错
误。电势能减少量等于电场力所做的正功W qEy,比值为1∶8,故A正确。
U n U n
6.根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 1 1 , 1 1 ,开关S 、S 均闭合
U n U n 1 2
2 2 3 3
U2 U2 U2
时,变压器输出功率为P 2 3 ,仅闭合S 时,变压器输出功率为P 2 ,又P U I 、
1 R R 1 2 R 1 1 1
1 2 1
n U R 1
P U I 、I 2I ,联立得 2 2 1 。
2 1 2 1 2
n U R 3
3 3 2
物理参考答案·第1页(共7页)7.平行金属导轨间距为 L,金属杆在 AABB区域向右运动的过程中切割磁感线,有
1 1
E
EBLv , I ,设金属杆在 AABB 区域运动的时间为 t ,根据动量定理有
2R 1 1 0
2 2
BILtμmgt
0
mv
B
mv
0
,则 B L vΔt μmgΔt mΔv ,由于d v
t
t,则上面方程
2R
B2L2d
左右两边累计求和,可得 μmgt mv mv ,则金属杆在AABB区域安培力冲
2R 0 B 0 1 1
B2L2d B2L2d
量的大小为 I ,BB 处的速度v v μgt ,同理可得,则金属杆在BBCC
2R 1 B 0 2mR 0 1 1
B2L2d v 1
区域运动的过程中有 mv ,解得v 0 μgt ,则金属杆经过BB 的速度小
2R B B 2 2 0 1
v 1
于 0 ,故 A 错误。在整个过程中,根据能量守恒有 mv2 mgd Q,则在整个过程
2 2 0
1 1 1
中,定值电阻 R 产生的热量为Q Q mv2 mgd ,故B错误。根据A选项可
R 2 4 0 2
B2L22d
得,金属杆以初速度v 在磁场中运动有 mgt mv ,金属杆的初速度加倍,
0 2R 0 0
设 此 时 金 属 杆 在 AABB 区 域 运 动 的 时 间 为 t , 全 过 程 对 金 属 棒 分 析 得
1 1
B2L2x B2L2(x4d)
mgt2mv ,联立整理得 mg(2t t),分析可知当金属杆速
2R 0 2R 0
度加倍后,金属杆通过AABB区域时的速度比第一次大,故tt ,可得x4d ,可见若
1 1 0
将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍,故D正确。
8.由图像可知,穿过线圈的磁通量逐渐增加,根据“增缩减扩”可知,线圈具有收缩的趋势,
故 A 错误。t 5s时穿过线圈的磁通量为ΦBS 0.50.4Wb0.2Wb,故 B 正确。根据
楞次定律及安培定则知线圈中电流沿逆时针方向,故C正确。根据楞次定律可知a点电势
高于b点, 故D错误。
9.AB 两球相碰,根据动量守恒定律有 m v m v m v ,根据机械能守恒定律有
A 0 A 1 B 2
1 1 1
m v2 m v2 m v2,解得v 1m/s、v 2m/s;每次弹簧恢复原长时,二者相对速
2 A 0 2 A 1 2 B 2 1 2
度大小为2m/s,其余时间二者相对速度均小于2m/s,故B错误。由于B、C及弹簧组成的
物理参考答案·第2页(共7页)系统,在运动的过程中满足动量守恒和机械能守恒,当B的速度最小时,弹簧处于原长状
1 1 1
态,即m v m v m v 、 m v2 m v2 m v2,即得v 0,即B的最小速度为0,
B 2 B 3 C 4 2 B 2 2 B 3 2 C 4 3
故 D 正确。当 B、C 两球速度相等时,弹簧的弹性势能最大,有m v (m m )v 、
B 2 B C 5
1 1
E m v2 (m m )v2,解得E 2J,故C错误。
p 2 B 2 2 B C 5 p
10.设质点的振动方程为 y Asintcm ,由图可知直接读出质点运动的振幅为
π 5π
A10cm,将(0,5)代入解得 ;将(0.2,10)代入解得 rad/s;则质点的振动
6 3
2π 2π 5π π
周期为T 1.2s,由以上分析可知质点的振动方程为y10sin t cm,故
5π 3 6
3
B错误。结合图线可知,0.7s时质点位移为负,朝负方向的最大位移处运动,速度沿负方
向,回复力指向平衡位置,加速度沿正方向,故A正确。代入t0.9s得y5 3cm,故
C正确。1.4s时质点位于正方向的最大位移处,则质点的回复力最大且沿着负方向,故D
正确。
非选择题:共5小题,共57分。
11.(除特殊标注外,每空2分,共7分)
(1)电压
(2)充电(3分) 15
【解析】(2)充电时,对电容器由欧姆定律得U EIR;放电时,对电阻箱由欧姆定律
得U IR。表达式与图乙比对知为充电,且图乙纵截距为电动势 E,斜率的绝对值为电
阻箱的电阻R。
12.(除特殊标注外,每空2分,共9分)
(1)增大 (1分)
(2)①5.0 5.0
②如图所示,为过(0.2A,3V)和
(0.3A,2V)的直线
③小于
【解析】(1)U−I图像中随着电流的增大,图线上点与原点连线的斜率变大,则小灯泡的
电阻增大。
物理参考答案·第3页(共7页)(2)本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值,然后在小灯泡的伏安特性曲
线上查出对应的电压,用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进行理论计算,首先
3.02.0
查出两坐标为(0.2A,3.0V)和(0.3A,2.0V),则内阻为r 55.0,电
0.30.2
动势为E5.0V,然后作出准确图像;因为此状态下外电路总电阻R R r,由电源输
1 2
出功率关于外电阻曲线可得P P。
2 1
13.(10分)
解:(1)由机械能守恒可得(也可用运动学求解)
1
m gh(m m )ghsin (m m m ) v 2 ①
B L A 2 L A B 0
解得v 6m/s ②
0
(2)匀加速过程:v2 2ah ③
0
v at ④
0 1
a5m/s2,t 1.2s
1
石块斜抛至空中最高点过程:v singt ⑤
0 2
t 0.3s
2
t t t 1.5s ⑥
1 2
水平位移xv cos2t ⑦
0 2
9 3
x m ⑧
5
评分标准:本题共10分。正确得出①式给3分,其余各式各给1分。
14.(13分)
解:(1)由题可得粒子 A 第一次撞击薄壁的速度方向恰好与入射速度方向垂直,所以由
π
几何关系可得 90 ①
1 2
2πm
又有T ②
qB
t 1 T ③
1 2π
物理参考答案·第4页(共7页)πm
解得t ④
1 2qB
(2)粒子经三次碰撞后返回P点,由几何关系可得
S πR2 (4R2 πR2)(2π4)R2 ⑤
(3)粒子A的轨道半径rR ⑥
3
则所有粒子运动半径变为r R ⑦
2 2
由旋转圆可得,当粒子的轨迹圆与磁场圆相交的弦长为轨迹圆的直径d 2r 3R时,
2
此状态为粒子能从磁场边界射出的最远点 ⑧
由几何关系可得,边界弧长所对的圆心角 120 ⑨
2
2πR
故有弧长l ⑩
3
评分标准:本题共13分。正确得出⑤式给3分,正确得出⑩式给2分,其余各式各给1分。
15.(18分)
解:(1)金属杆甲进入磁场时速度为v ,由
0
1
mgh mv2 ①
1 2 1 0
得v 2gh
0
甲进入磁场瞬间,有
EBLv
0
E 2BLv
I 0 ②
R 3R
R
2
对乙,有
BI 2Lm a ③
2
联立①②③可解得
2B2L2 2gh
a ④
3mR
(2)当甲进入磁场达到匀速运动时,回路中无电流,有
BLv B2Lv
甲 乙
物理参考答案·第5页(共7页)即v 2v ⑤
甲 乙
对甲:BILtmv mv ⑥
1 0 1 甲
对乙:BI 2Lt m v ⑦
2 乙
2 1
联立解得v v ,v v
甲 3 0 乙 3 0
当甲越过P Q 后,甲、乙总动量守恒,设甲、乙第一次共速为v ,由
3 3 1
mv m v (m m )v ⑧
1 甲 2 乙 1 2 1
4
得v v
1 9 0
此后甲、乙一起匀速运动直到乙冲上右侧倾斜轨道,设乙能上滑的最大高度为h
m
1 h
m v2 m gh (m gcos) m ⑨
2 2 1 2 m 2 sin
4
解得h h ⑩
m 27
(3)甲在P Q 左侧运动过程中
3 3
1 1 1 1
Q 总1 Q 甲1 Q 乙1 2 m 1 v 0 2 2 m 1 v 甲 2 2 m 2 v 乙 2 3 mgh
又Q ∶Q 1∶2
甲1 乙1
1
解得Q mgh ⑪
甲1 9
从金属杆甲越过P Q 后到甲乙第一次共速过程中
3 3
1 1 1 2
Q 总2 Q 甲2 Q 乙2 2 m 1 v 甲 2 2 m 2 v 乙 2 2 (m 1 m 2 )v 1 2 27 mgh
又Q ∶Q 1∶1
甲2 乙2
1
解得Q mgh ⑫
甲2 27
设金属杆乙返回倾斜轨道底部时速度为v,由
1
1 h
m v2 m gh (m gcos) m ⑬
2 2 1 2 m 2 sin
物理参考答案·第6页(共7页)2 2 4
解得v v gh
1 9 0 9
此时甲已停止向右运动,该过程中
1 16
Q Q Q mv2 mgh
总3 甲3 乙3 2 1 1 81
又Q ∶Q 1∶1
甲3 乙3
8
解得Q mgh ⑭
甲3 81
设甲乙向左达到共速为v
2
m v (m m )v ⑮
2 11 1 2 2
8
解得v gh
2 27
1 1 16
Q Q Q m v2 (m m )v2 mgh
总4 甲4 乙4 2 2 1 2 1 2 2 243
1 8
Q Q mgh ⑯
甲4 2 总4 243
当乙锁定后,易证明金属杆甲离开宽为2L的磁场区域后不会再回到该区域
1 32
Q Q Q mv2 mgh
总5 甲5 乙5 2 1 2 729
又Q ∶Q 1∶2
甲5 乙5
32
解得Q mgh ⑰
甲5 2187
644
则Q Q Q Q Q Q mgh ⑱
甲 甲1 甲2 甲3 甲4 甲5 2187
评分标准:本题共18分。正确得出①~⑱式各给1分。
物理参考答案·第7页(共7页)