广东省深圳市2021年高三二模物理试卷(含解析)

2021年广东省深圳市联考高考物理二模试卷

一、选择题：本大题共13小题，每题4分，共52分．在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的．

1．如下图，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上外表呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，那么与原来相比〔 〕

A．滑块对球的弹力增大 B．挡板对球的弹力减小 C．斜面对滑块的弹力增大 D．拉力F不变

2．一宇航员站在某质量分布均匀的星球外表上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经过时间t落回地出点，该星球半径为R，那么该星球的第一宇宙速度为〔 〕 A．

B．

C．

D．无法确定

3．图甲所示为索契冬奥会上为我国夺得首枚速滑金牌的张虹在1000m决赛中的精彩瞬间．现假设某速滑运发动某段时间内在直道上做直线运动的速度时间图象可简化为图乙，运发动〔包括装备〕总质量为60kg，在该段时间内受到的阻力恒为总重力的0.1倍，g=10m/s2．那么以下说法正确的选项是〔 〕

A．在1～3 s内，运发动的加速度为0.5 m/s2 B．在1～3 s内，运发动获得的动力是30 N C．在0～

D．在0～5 s内，运发动克制阻力做的功是﹣3780 J

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4．如下图，物块以60J的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了45J，那么物块回到斜面底端时的动能为〔 〕

A．15J B．20J C．30J D．45J

5．如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．风对物块的推力F正比于Sv，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，那么该物块的质量为〔 〕

2

A．64m B．32m C．8m D．4m

6．通电导体棒水平放置在绝缘斜面上，整个装置置于匀强磁场中，导体棒能保持静止状态．以下四种情况中导体棒与斜面间一定存在摩擦力的是〔 〕

A． B． C． D．

7．在如下图的电路中，a、b为两个完全一样的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，以下说法正确的选项是〔 〕

A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭

8．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向的播处x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如下图．由此可知〔 〕

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A．波长为m B．波速为1m/s

C．3s末A、B两质点的位移一样 D．1s末A点的振动速度大于B点的振动

9．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保存主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像〔 〕

A．尺寸不变，亮度不变 B．尺寸不变，亮度降低 C．只剩半个圆，亮度不变 D．只剩半个圆，亮度降低

10．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，放射出的粒子速度方向及反冲核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如下图．那么碳14的衰变方程为〔 〕

A．C．

C→ C→

e+e+

B B．N

C→D．

He+

H+

Be B

C→

11．如下图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出假设干不同颜色的光．关于这些光以下说法正确的选项是〔 〕

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A．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长 B．由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小 C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 12．如下图，一定质量的气体封闭在导热性能良好的金属气缸中，缓慢地推动活塞压缩气体．假设分子间的相互作用忽略不计，以下说法正确的选项是〔 〕

A．气体的压强一定增大 B．气体分子的平均动能一定增大 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体的内能一定增大

13．如下图，abcd是倾角为θ的光滑斜面，ab∥dc，ad、bc均与ab垂直．在斜面上的a点，将甲球以速度v0沿ab方向入射的同时，在斜面上的b点将乙球由静止释放，那么以下判断正确的选项是〔 〕

A．甲、乙两球不可能在斜面上相遇 B．甲、乙两球一定在斜面上相遇

C．甲、乙两球在斜面上运动的过程中，总是在同一水平线上

D．甲、乙两球在斜面上运动的过程中，在一样时间内速度的改变可能不一样

二、实验题填空题：每空4分，共28分．

14．甲图中游标卡尺的读数为 mm；乙图中螺旋测微器的读数为 mm．

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15．现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进展实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻． 〔1〕实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：

A．10Ω，2.5W B．50Ω，1.0W C．150Ω，1.0W D．1500Ω 本实验应选用 ，其作用是 ．

〔2〕该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线．那么根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示 ．

〔3〕根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为 V，内电阻r为 Ω．

三、计算题：本大题共4小题，共70分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤．只写出最后答案，不能得分．由数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 16．一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a，棱镜材料的折射率为n=

．在

此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求其射出的点的位置〔不考虑光线沿原来路线返回的情况〕．

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17．某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，在实验后计算机屏幕显示了如下P﹣T图象〔实线局部〕，在A状态气体体积为V．

〔1〕试求实验过程中，当气体温度保持T0的情况下，气体体积在什么范围内变化？ 〔2〕试分析说明在气体状态由B变化至C的过程中是吸热还是放热？

18．如下图，半径r=0.4m的圆形区域内有垂直圆面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，带电粒子的比荷〔×10C/kg．粒子经一电压U=6×10V的电场加速后，正对圆心O的垂直射入磁场．〔不计带电粒子重力〕求： 〔1〕粒子在磁场中做圆周运动的半径 〔2〕粒子在磁场中的运动时间．

5

3

19．如下图，质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50．当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以v0×10m/s水平向右的速度击穿木块，穿出时子弹速度v1=50m/s．设传送带的速度恒定，子弹击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g=10m/s2．求： 〔1〕在被子弹击穿后，木块向右运动距A点的最大距离； 〔2〕子弹击穿木块过程中产生的内能；

〔3〕从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能．

2

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2021年广东省深圳市圆梦教育港澳台侨联考高考物理二模试卷

参考答案与试题解析

一、选择题：本大题共13小题，每题4分，共52分．在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的．

1．如下图，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上外表呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，那么与原来相比〔 〕

A．滑块对球的弹力增大 B．挡板对球的弹力减小 C．斜面对滑块的弹力增大 D．拉力F不变

【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力．

【分析】隔离对球分析，抓住重力大小方向不变，挡板的弹力方向不变，根据合力为零判断出木板、滑块对球弹力的变化．对球和滑块整体分析，抓住合力为零，判断斜面对滑块弹力以及拉力的变化．

【解答】解：A、B、对球进展受力分析，如图〔a〕，球只受三个力的作用，挡板对球的力F1方向不变，作出力的矢量图，挡板上移时，F2与竖直方向夹角减小，最小时F2垂直于F1，可以知道挡板弹力F1和滑块对球的作用力F2都减小；故A错误，B正确；

C、D、再对滑块和球一起受力分析，如图〔b〕，其中F N=Gcosθ不变，F+F1不变，F1减小，可以知道斜面对滑块的支持力不变，拉力F增大，故C错误，D错误． 应选：B．

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2．一宇航员站在某质量分布均匀的星球外表上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经过时间t落回地出点，该星球半径为R，那么该星球的第一宇宙速度为〔 〕 A．

B．

C．

D．无法确定

【考点】4F：万有引力定律及其应用．

【分析】由竖直上抛可得星球外表的重力加速度，进而由地面万有引力等于重力，万有引力提供向心力可得第一宇宙速度．

【解答】解：竖直上抛落回原点的速度大小等于初速度，方向与初速度相反． 设星球外表的重力加速度为g，由竖直上抛规律可得： v0=﹣v0+gt 解得：

由地面万有引力等于重力，万有引力提供向心力可得：

解得：

故A正确 应选：A

3．图甲所示为索契冬奥会上为我国夺得首枚速滑金牌的张虹在1000m决赛中的精彩瞬间．现假设某速滑运发动某段时间内在直道上做直线运动的速度时间图象可简化为图乙，运发动〔包括装备〕总质量为60kg，在该段时间内受到的阻力恒为总重力的0.1倍，g=10m/s2．那么以下说法正确的选项是〔 〕

A．在1～3 s内，运发动的加速度为0.5 m/s2

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B．在1～3 s内，运发动获得的动力是30 N C．在0～

D．在0～5 s内，运发动克制阻力做的功是﹣3780 J

【考点】62：功的计算；1D：匀变速直线运动的速度与时间的关系；1I：匀变速直线运动的图像．

【分析】速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴所围成的面积表示物体的位移，根据牛顿第二定律求解运发动获得的动力，平均速度等于总移除以总时间，根据W=﹣fs求解阻力做功．

【解答】解：A、速度时间图线的斜率表示加速度，那么在1～3 s内，运发动的加速度为： a=

，故A正确；

B、根据牛顿第二定律得： F﹣f=ma

解得：F=60×+600×0.1=90N，故B错误；

C、图线与时间轴所围成的面积表示物体的位移，那么在0～5 s内，运发动的位移x=

那么运发动的平均速度是：

=63m，

，故C错误；

D、在0～5 s内，运发动克制阻力做的功是：W克=﹣Wf×600×63=3780 J，故D错误． 应选：A

4．如下图，物块以60J的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了45J，那么物块回到斜面底端时的动能为〔 〕

A．15J B．20J C．30J D．45J 【考点】66：动能定理的应用．

【分析】运用能量守恒对上升过程列出方程，求出上升过程中克制阻力所做的功；对全过程运用动能定理列出动能的变化和总功的等式，两者结合去解决问题．

【解答】解：运用功能关系，上升过程中物体损失的动能等于克制阻力做的功和克制重力做

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的功．克制重力做的功等于重力势能的增加量，有：

其中得：

对全过程运用动能定理有：代入数据得：

所以物块回到斜面底端时的动能30J 应选：C

5．如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．风对物块的推力F正比于Sv，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，那么该物块的质量为〔 〕

2

A．64m B．32m C．8m D．4m 【考点】37：牛顿第二定律．

【分析】物块被匀速推动，受重力、支持力、推力和滑动摩擦力，根据平衡条件列式；其中推力F∝Sv2，滑动摩擦力与压力成正比．

【解答】解：物块被匀速推动，根据平衡条件，有： F=f N=mg 其中： F=kSv2=ka2v2 f=μN=μmg=μρa3g 解得：

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a=

现在风速v变为2倍，故能推动的物块边长为原来的4倍，故体积为原来的64倍，质量为原来的64倍； 应选：A

6．通电导体棒水平放置在绝缘斜面上，整个装置置于匀强磁场中，导体棒能保持静止状态．以下四种情况中导体棒与斜面间一定存在摩擦力的是〔 〕

A． B． C． D．

【考点】CC：安培力．

【分析】左手定那么判断安培力的方向，对通电导体棒ab受力分析，根据共点力平衡条件判断导体棒是否处于静止状态

【解答】解：A、杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，假设三个力平衡那么静止，不受摩擦力，故A错误；

B、杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，三力合力不为零，要是导体棒处于平衡状态，导体棒一定受摩擦力，故B正确；

C、导体棒受重力、沿斜面向上的安培力，垂直与斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，三力平衡，故可不受摩擦力，故C错误；

D、导体棒受重力、竖直向上的安培力、由共点力平衡可知，可以不受摩擦力，D错误； 应选：B

7．在如下图的电路中，a、b为两个完全一样的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，以下说法正确的选项是〔 〕

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A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭 【考点】DE：自感现象和自感系数．

【分析】对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．

【解答】解：由于a、b为两个完全一样的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮；当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时熄灭． 应选：C

8．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向的播处x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如下图．由此可知〔 〕

A．波长为m B．波速为1m/s

C．3s末A、B两质点的位移一样 D．1s末A点的振动速度大于B点的振动

【考点】F5：波长、频率和波速的关系；F1：波的形成和传播；F4：横波的图象． 【分析】由振动图象可得出周期，在图象上的同一时刻可知两点相距的距离与波长的关系，那么可求得可能的波长；由波长、频率及波速的关系可得出波速的值．

【解答】解：A、△x=x2﹣x1=1m，由于波沿x正方向传播，所以A先振动，又由于波长大于1m，所以B、波速

，

，

，故A正确；

，B错误；

C、由振动图象知，在3s末，A、B两质点的位移不一样，C错误； D、由振动图象可知，1s末A点速度为零，B点速度最大，D错误．

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应选A．

9．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保存主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像〔 〕

A．尺寸不变，亮度不变 B．尺寸不变，亮度降低 C．只剩半个圆，亮度不变 D．只剩半个圆，亮度降低 【考点】HG：透镜成像规律．

【分析】凸透镜成像是光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；

如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗．

【解答】解：凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜切除一半，只保存主轴以上的一半透镜后，整个物体发出的光依然会有一局部光通过上半局部凸透镜折射而会聚成像，因此，像与原来一样，仍然完整．根据凸透镜成像规律可知，像的大小尺寸取决于物距和像距，在透镜切除一半过程中，像距和物距没有变化，因此成的像尺寸不变；由于透镜的下半局部被切除，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故像的亮度会降低，会变暗．故B正确，A、C、D错误； 应选：B．

10．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，放射出的粒子速度方向及反冲核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如下图．那么碳14的衰变方程为〔 〕

A． C→e+B B． C→He+Be

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C． C→e+N D． C→H+B

【考点】CI：带电粒子在匀强磁场中的运动；JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度． 【分析】核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据左手定那么判断粒子与反冲核的电性关系．结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得粒子与反冲核的电荷量之比．

【解答】解：原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定那么判断得知，粒子与反冲核的电性相反，那么知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为

e．

可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有： m1v1=m2v2

由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得： r=

，可见r与q成反比．

由题意，大圆与小圆的直径之比为7：1，半径之比为7：1，那么得：粒子与反冲核的电荷量之比为1：7．所以反冲核的电荷量为7e，电荷数是7，其符号为应选：C

11．如下图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出假设干不同颜色的光．关于这些光以下说法正确的选项是〔 〕

N．故C确．

A．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长 B．由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小 C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁．

【分析】此题涉及氢原子的能级公式和跃迁，光子的发射，光子能量的计算，光电效应等知

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识点，涉及面较广．只有入射光子的能量大于金属的逸出功才会发生光电效应． 【解答】解：A、根据Em﹣En=h

，

由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光，能量最小，波长最长，故A错误； B、由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子能量最小，频率最小，故B错误； C、大量的氢原子处于n=4的激发态，可能发出光子频率的种数n=D、从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2﹣E1＞

而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功，故可以发生光电效应．故D正确． 应选：D．

12．如下图，一定质量的气体封闭在导热性能良好的金属气缸中，缓慢地推动活塞压缩气体．假设分子间的相互作用忽略不计，以下说法正确的选项是〔 〕

=6．故C错误；

A．气体的压强一定增大 B．气体分子的平均动能一定增大 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体的内能一定增大 【考点】8F：热力学第一定律．

【分析】分子间的相互作用忽略不计，分子势能不计，该气体当作理想气体，内能只与温度有关．由于金属气缸导热性能良好，与外界进展热交换，气缸内气体的温度与环境温度保持相等，气体发生等温变化，由玻意耳定律分析压强的变化．

【解答】解：A、由题意，金属气缸导热性能良好，与外界进展热交换，气缸内气体的温度与环境温度保持相等，气体发生等温变化，那么由pV=c分析得知，气体的压强一定增大．故A正确．

B、由上分析知，气体的温度不变，那么气体分子的平均动能不变．故B错误．

C、D该气体是理想气体，其内能只与温度有关，故知气体的内能不变．外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=Q+W得知，气体向外界放热．故CD错误．

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应选A

13．如下图，abcd是倾角为θ的光滑斜面，ab∥dc，ad、bc均与ab垂直．在斜面上的a点，将甲球以速度v0沿ab方向入射的同时，在斜面上的b点将乙球由静止释放，那么以下判断正确的选项是〔 〕

A．甲、乙两球不可能在斜面上相遇 B．甲、乙两球一定在斜面上相遇

C．甲、乙两球在斜面上运动的过程中，总是在同一水平线上

D．甲、乙两球在斜面上运动的过程中，在一样时间内速度的改变可能不一样 【考点】43：平抛运动；44：运动的合成和分解．

【分析】小球a所受的合力沿斜面向下，做类平抛运动，b所受的合力沿斜面向下，做初速度为零的匀加速直线运动，与类平抛运动沿斜面向下方向上的运动规律一样．

【解答】解：A、甲做类平抛运动，乙做初速度为零的匀加速直线运动，与类平抛运动沿斜面向下方向上的运动规律一样，可知甲乙两球在斜面上运动的过程中，一样时间内沿斜面向下的位移一样，即总是在同一水平线上，假设斜面足够长，两球一定会在斜面上相遇，但是斜面不是足够长，所以两球不一定在斜面上相遇．故A、B错误，C正确． D、因为甲乙两球的加速度一样，那么一样时间内速度的变化量一样．故D错误． 应选：C．

二、实验题填空题：每空4分，共28分．

14．甲图中游标卡尺的读数为 13.55 mm；乙图中螺旋测微器的读数为 4.699 mm．

【考点】L3：刻度尺、游标卡尺的使用；L4：螺旋测微器的使用．

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【分析】解决此题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读． 【解答】解：20分度的游标卡尺，准确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为13mm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为11×0.05mm=0.55mm，所以最终读数为：13mm+0.55mm=13.55mm． ×+0.199mm=4.699mm．

15．现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进展实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻． 〔1〕实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：

A．10Ω，2.5W B．50Ω，1.0W C．150Ω，1.0W D．1500Ω 本实验应选用 C ，其作用是 保护电源 ．

〔2〕该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线．那么根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示 回路电流 ．

〔3〕根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为 10 V，内电阻r为 47.5 Ω．

【考点】N3：测定电源的电动势和内阻．

【分析】〔1〕根据题意中给出的最大电流可明确最小电阻，从而明确保护电阻的选择； 〔2〕根据闭合电路欧姆定律可明确表达式，从而分析两坐标的比值；

〔3〕根据闭合电路欧姆定律的表达式行行变形，再根据图象的性质可明确电源的电动势和内电阻．

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【解答】解：〔1〕根据闭合电路欧姆定律电路中最小电阻为Rm==所以R0应选C，其作用是保护电源，防止短路； 〔2〕根据闭合电路欧姆定律，应有E=U+

为回路电流． 〔3〕将E=U+

r变形为=+•

，所以纵轴截距=0.1；

Ω=180Ω，

r，所以图乙图象的横坐标与纵坐标之比

解得E=10V，斜率k==故答案为〔1〕C，保护电阻 〔2〕回路电流

=4.75，解得r=47.5Ω

三、计算题：本大题共4小题，共70分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤．只写出最后答案，不能得分．由数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 16．一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a，棱镜材料的折射率为n=

．在

此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求其射出的点的位置〔不考虑光线沿原来路线返回的情况〕．

【考点】H3：光的折射定律．

【分析】光线以45°的入射角时，要分入射光线在法线的右侧和左侧两种情况进展讨论研究．根据折射定律求出光线在AC面的折射角．根据几何知识确定光线在AB或BC面上入射角．求出临界角，判断在这两个面上能否发生全反射，画出光路图，求出光线从棱镜射出的点的位置离A或B点的距离．

【解答】解：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：由条件i=45°，n=

解得 r=30°②

①

〔1〕如果入射光线在法线的右侧，根据几何知识得知，光线与AB垂直，光路图如下图．设出射点F，由几何关系可得

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AF=③

即出射点在AB边上离A点a的位置．

〔2〕如果入射光线在法线的左侧，光路图如下图．设折射光线与AB的交点为D． 由几何关系可知，在D点的入射角 θ=60°④

设全反射的临界角为C，那么 sinC=⑤ 由⑤和条件得 C=45°⑥

因此，光在D点全反射．

设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB=90° BD=a﹣2AF⑦ BE=DBsin30°⑧ 联立③⑦⑧式得 BE=

的位置．

的位置．如果入射光线在法线

即出射点在BC边上离B点

答：如果入射光线在法线的右侧，出射点在AB边上离A点的左侧，出射点在BC边上离B点

的位置．光路图如下图．

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17．某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，在实验后计算机屏幕显示了如下P﹣T图象〔实线局部〕，在A状态气体体积为V．

〔1〕试求实验过程中，当气体温度保持T0的情况下，气体体积在什么范围内变化？ 〔2〕试分析说明在气体状态由B变化至C的过程中是吸热还是放热？

【考点】9E：气体的等容变化和等压变化；8F：热力学第一定律．

【分析】〔1〕等温变化，从图象得到气体压强的变化范围，然后根据理想气体状态方程列式求解出体积变化的范围．

〔2〕根据气体体积变化情况判断外界对物体做功情况，然后由热力学第一定律分析答题． 【解答】解：〔1〕对于A、B、C三个状态，由玻意耳定意可知：

00

V=2p0V1=p0V2，解得：；

之间变化．

即：在温度保持T0的情况下，气体体积在

〔2〕在气体状态由B变化至C的过程中，由于温度不变，所以气体内能不变，

而该过程气体体积减小，外界对气体做功，所以由热力学第一定律可知，此过程是放热的． 答：〔1〕当气体温度保持T0的情况下，气体体积变化范围是〔2〕气体状态由B变化至C的过程中是放热的．

18．如下图，半径r=0.4m的圆形区域内有垂直圆面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，带电粒子的比荷〔×105C/kg．粒子经一电压U=6×103V的电场加速后，正对圆心O的垂直射入磁场．〔不计带电粒子重力〕求： 〔1〕粒子在磁场中做圆周运动的半径 〔2〕粒子在磁场中的运动时间．

．

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【考点】CI：带电粒子在匀强磁场中的运动；AK：带电粒子在匀强电场中的运动． 【分析】〔1〕带电粒子速度跟电场方向一样做匀加速运动；通过动能定理便可求出速度大小； 〔2〕一定速度的带电粒子进入磁场，将速度代入可得到相关的半径大小，再通过跟圆形磁场的半径比照，由入射速度跟粒子做圆周运动的半径垂直的几何关系可得到做圆周运动的圆心，和对称关系可以得到粒子做在磁场中做圆周运动的圆心角，由圆心角的大小便可求粒子在磁场中的运动时间． 【解答】解：

〔1〕带电粒子在加速电场中

那么带电粒子经加速电场加速后的速度为

带电粒子在磁场中，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：那么粒子在磁场中做圆周运动的半径

〔2〕设粒子在磁场中绕过的圆心角为θ，由几何关系得那么θ=60°

所以带电粒子在磁场中的运动时间为答：〔1〕粒子在磁场中做圆周运动的半径为〔2〕粒子在磁场中的运动时间为

．

19．如下图，质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动，木块与

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传送带间的动摩擦因数μ=0.50．当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以v0×10m/s水平向右的速度击穿木块，穿出时子弹速度v1=50m/s．设传送带的速度恒定，子弹击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g=10m/s．求： 〔1〕在被子弹击穿后，木块向右运动距A点的最大距离； 〔2〕子弹击穿木块过程中产生的内能；

〔3〕从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能．

2

2

【考点】53：动量守恒定律；1F：匀变速直线运动的速度与位移的关系；37：牛顿第二定律；6B：功能关系．

【分析】子弹击穿木块过程根据动量守恒定律列出等式解决问题． 根据牛顿第二定律和运动学公式解决问题． 运用能量守恒的观点解决问题．

【解答】解：〔1〕设木块被子弹击穿时的速度为u，子弹击穿木块过程动量守恒 mv0﹣Mv=mv1+Mu 解得

设子弹穿出木块后，木块向右做匀减速运动的加速度为a，根据牛顿第二定律 μmg=ma 解得2

木块向右运动到离A点最远时，速度为零，设木块向右移动最大距离为s1 u2=2as1 解得 s1

〔2〕根据能量守恒定律可知子弹射穿木块过程中产生的内能为 E=mv02+Mv2﹣mv12﹣Mu2

〔3〕设木块向右运动至速度减为零所用时间为t1，然后再向左做加速运动，经时间t2与传送带到达相对静止，木块向左移动的距离为s2．根据运动学公式 v2=2as2解得 s2

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t1==0.60s，t2=

木块向右减速运动的过程中相对传送带的位移为 S′=vt1+S1=2.1m， 产生的内能 Q1

木块向左加速运动的过程中相对传送带的位移为S″=vt2﹣s2=0.40m， 产生的内能Q2

所以整个过程中木块与传送带摩擦产生的内能 Q=Q1+Q2=12.5J

答：〔1〕在被子弹击穿后，木块向右运动距A点的最大距离0.90m； 〔2〕子弹击穿木块过程中产生的内能为872.5J； 〔3〕木块与传送带间由于摩擦产生的内能为12.5J．

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