山東省2021年普通高中學業水平等級考試

物理

本試卷共100分,考試時間90分鐘。

一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。

1.在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時,常利用沉積物中半衰期較短的戲叩b,其衰變方程為

第°Pb-：：°Bi+X。以下說法正確的是

OK83

A.衰變方程中的X是電子

B.升高溫度可以加快給°Pb的衰變

C.^°Pb與毋。Bi的質量差等于衰變的質量虧損

D.方程中的X來自于屐opb內質子向中子的轉化

2.如圖所示,密封的礦泉水瓶中,距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中,

小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部;松開后，小瓶緩慢上浮,上浮過程中，小瓶內氣體

A.內能減少

B.對外界做正功

C.增加的內能大于吸收的熱量

D.增加的內能等于吸收的熱量

3.如圖所示,粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質細桿,一端可繞豎直光滑軸。轉動,另一端

與質量為卬的小木塊相連。木塊以水平初速度的出發,恰好能完成一個完整的圓周運動。在運動過程中，木

塊所受摩擦力的大小為

B.

A?饕4n￡

C0一詔

?8L?16nL

4.血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強計等構成，如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強計示數為臂

帶內氣體的壓強高于大氣壓強的數值,充氣前臂帶內氣體壓強為大氣壓強,體積為匕每次擠壓氣囊都能將

60cnf）的外界空氣充入臂帶中，經5次充氣后,臂帶內氣體體積變為5匕壓強計示數為1501nm抽。已知大氣

壓強等于750mmHg,氣體溫度不變。忽略細管和壓強計內的氣體體積。則/等于

A.30cm3B.40cmC.50

5.從“玉兔”登月到“祝融”探火，我國星際探測事業實現了由地月系到行星際的跨越。已知火星質量約

為月球的9倍，半徑約為月球的2倍，“祝融”火星車的質量約為“玉兔”月球車的2倍。在著陸前，“祝

融”和“玉兔”都會經歷一個由著陸平臺支撐的懸停過程。懸停時，“祝融”與“玉兔”所受著陸平臺的

作用力大小之比為

A.9/1B.9：2C.3671D.7271

6.如圖甲所示,邊長為a的正方形,四個頂點上分別固定一個電荷量為氣的點電荷;在區間,x軸上

電勢。的變化曲線如圖乙所示。現將一電荷量為-0的點電荷尸置于正方形的中心。點，此時每個點電荷所

受庫侖力的合力均為零。若將一沿X軸向右略微移動后，由靜止釋放，以下判斷正確的是

圖甲圖乙

A.Q史;%、釋放后P將向右運動B.Q小：q,釋放后〃將向左運動

釋放后尸將向左運動

C.釋放后夕將向右運動D.2^+1q,

7.用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區域薄膜厚度d

隨坐標x的變化圖像,可能正確的是

mmI

oT

8.迷你系繩衛星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛星由兩子衛星組成,它們之

間的導體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應電動勢的共同作用下，導體繩中形成指向地心的電流,

等效總電阻為八導體繩所受的安培力克服大小為/■的環境阻力，可使衛星保持在原軌道上。已知衛星離地

平均高度為H,導體繩長為L(L?H),地球半徑為R,質量為M,軌道處磁感應強度大小為B,方向垂直于赤道

平面。忽略地球自轉的影響。據此可得，電池電動勢為

二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得4

分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。

9.輸電能耗演示電路如圖所示。左側變壓器原、副線圈匝數比為1；3,輸入電壓有效值為7.5V的正弦交

流電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r,負載彳的阻值為10Q。開關S接1時，右側變壓器原、副線

圈匝數比為2A上的功率為10IV;接2時，匝數比為1：2,"上的功率為凡以下判斷正確的是

A.r-10QB.Q

C./M5WD/22.5W

10.一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示,實線為右之s時的波形圖,虛線為年5s時的波形圖。以下關于

平衡位置在。處質點的振動圖像,可能正確的是

11.如圖所示,載有物資的熱氣球靜止于距水平地面高度為〃處,現將質量為卬的物資以相對地面的速度的

水平投出,落地時物資與熱氣球的距離為比已知投出物資后熱氣球的總質量為M,所受浮力不變,重力加速

度為g,不計阻力，以下判斷正確的是

A.投出物資后熱氣球做勻加速直線運動

B.投出物資后熱氣球所受合力大小為必g

C.d=（嘮J等+肥

D.d呼普+（1+"）2"2

12.如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導軌固定在絕緣斜面上。區域/、〃中磁場方向均垂直斜面向上，

/區中磁感應強度隨時間均勻增加，〃區中為勻強磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區域中a處由靜止釋

放，進入〃區后，經6下行至c處反向上行。運動過程中金屬棒始終垂直導軌且接觸良好。在第一次下行和

上行的過程中，以下敘述正確的是

A.金屬棒下行過6時的速度大于上行過6時的速度

B.金屬棒下行過6時的加速度大于上行過6時的加速度

C.金屬棒不能回到無磁場區

D.金屬棒能回到無磁場區，但不能回到a處

三、非選擇題:本題共6小題，共60分。

13.（6分）某乒乓球愛好者，利用手機研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況。實驗步驟如下:

①固定好手機，打開錄音功能；

②從一定高度由靜止釋放乒乓球；

③手機記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時間（單位:s）的變化圖像如圖所示。

根據聲音圖像記錄的碰撞次序及相應碰撞時刻,如下表所示。

碰撞次序1234567

碰撞時刻（S）1.121.582.002.402.783.143.47

根據實驗數據，回答下列問題:

（D利用碰撞時間間隔,計算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為m（保留2位有效數字，當地重力

加速度g=9.80m/s）。

（2）設碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為A,則每次碰撞損失的動能為碰撞前動能的

倍（用力表示），第3次碰撞過程中k=（保留2位有效數字）。

（3）由于存在空氣阻力,第⑴問中計算的彈起高度（填“高于”或“低于”）實際彈起高度。

14.（8分）熱敏電阻是傳感器中經常使用的元件,某學習小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律。

可供選擇的器材有：

待測熱敏電阻用（實驗溫度范圍內，阻值約幾百歐到幾千歐）；

電源以電動勢1.5V,內阻r約0.5Q）;

電阻箱A（阻值范圍0七999.99Q）;

滑動變阻器用（最大阻值20Q）;

滑動變阻器兆（最大阻值2000Q）;

微安表（量程100口A,內阻等于2500Q）;

開關兩個,溫控裝置一套,導線若干。

同學們設計了如圖甲所示的測量電路,主要實驗步驟如下：

①按圖示連接電路；

②閉合Si、S2,調節滑動變阻器滑片產的位置,使微安表指針滿偏；

③保持滑動變阻器滑片產的位置不變,斷開S2,調節電阻箱,使微安表指針半偏；

④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值。

回答下列問題：

（1）為了更準確地測量熱敏電阻的阻值，滑動變阻器應選用（填“用”或“是”兀

（2）請用筆畫線代替導線，將圖乙中實物圖（不含溫控裝置）連接成完整電路。

圖甲圖乙

（3）某溫度下微安表半偏時，電阻箱的讀數為6000.00。，該溫度下熱敏電阻的測量值為Q（結果

保留到個位），該測量值（填“大于”或“小于”）真實值。

（4）多次實驗后,學習小組繪制了如圖丙所示的圖像。由圖像可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸

（填“增大”或“減小”）。

圖丙

15.（7分）超強超短光脈沖產生方法曾獲諾貝爾物理學獎,其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。

在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為0.一細束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側面入射,經過前

兩個棱鏡后分為平行的光束,再經過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開,完成脈沖展

寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離^100.0mm,脈沖激光中包含兩種頻率的光,它們在棱鏡中的折射率分別

為外力反和必今。取sin37°Acos37°-11.890。

455V7

（D為使兩種頻率的光都能從左側第一個棱鏡斜面射出,求e的取值范圍；

（2）若。=37。，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差△〃保留3位有效數字）。

16.（9分）海鷗捕到外殼堅硬的鳥蛤（貝類動物）后，有時會飛到空中將它丟下，利用地面的沖擊打碎硬殼。

一只海鷗叼著質量M）.1kg的鳥蛤,在H孫m的高度、以的=15m/s的水平速度飛行時,松開嘴巴讓鳥蛤

落到水平地面上。取重力加速度g=10m/s：忽略空氣阻力。

（D若鳥蛤與地面的碰撞時間At=0.005s,彈起速度可忽略,求碰撞過程中鳥蛤受到的平均作用力的大小

死（碰撞過程中不計重力）

（2）在海鷗飛行方向正下方的地面上,有一與地面平齊、長度L=6m的巖石，以巖石左端為坐標原點,建立如

圖所示坐標系。若海鷗水平飛行的高度仍為20m,速度大小在1517m/s之間,為保證鳥蛤一定能落到巖石

上,求釋放鳥蛤位置的x坐標范圍。

0F

17.（14分）某離子實驗裝置的基本原理如圖甲所示。I區寬度為d左邊界與x軸垂直交于坐標原點。，其內

充滿垂直于x0平面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為a；n區寬度為L,左邊界與x軸垂直交于a點,右

邊界與X軸垂直交于“點，其內充滿沿y軸負方向的勻強電場。測試板垂直X軸置于〃區右邊界,其中心C

與“點重合。從離子源不斷飄出電荷量為g、質量為必的正離子，加速后沿x軸正方向過。點,依次經I區、

II區,恰好到達測試板中心C已知離子剛進入H區時速度方向與X軸正方向的夾角為心忽略離子間的相

互作用，不計重力。

（1）求離子在I區中運動時速度的大小匕

（2）求n區內電場強度的大小發

（3）保持上述條件不變,將II區分為左右兩部分,分別填充磁感應強度大小均為以數值未知）、方向相反且平

行y軸的勻強磁場,如圖乙所示。為使離子的運動軌跡與測試板相切于C點,需沿X軸移動測試板,求移動

后C到。的距離S。

18.（16分）如圖所示,三個質量均為0的小物塊4、B、C,放置在水平地面上,A緊靠豎直墻壁，一勁度系數為

力的輕彈簧將4、6連接,。緊靠8,開始時彈簧處于原長,4、B、。均靜止。現給。施加一水平向左、大小為

廠的恒力，使B、C一起向左運動，當速度為零時,立即撤去恒力，一段時間后A離開墻壁,最終三物塊都停止

運動。已知從6、C與地面間的滑動摩擦力大小均為￡最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終在彈性限

度內。(彈簧的彈性勢能可表示為:笈力比式幺為彈簧的勁度系數,x為彈簧的形變量)

(1)求反。向左移動的最大距離施和6、C分離時6的動能笈；

(2)為保證A能離開墻壁,求恒力的最小值凡“；

(3)若三物塊都停止時8、。間的距離為X%從B、C分離到8停止運動的整個過程,8克服彈簧彈力做的功

為叫通過推導比較『與益肉的大小；

(4)若總￡請在所給坐標系中，畫出C向右運動過程中加速度a隨位移x變化的圖像,并在坐標軸上標出開

始運動和停止運動時的a、x值(用f、*、曲表示)，不要求推導過程。以撤去尸時，的位置為坐標原點，水

平向右為正方向。

答案ABBDBCDABDACBCABD

l.A【關鍵能力】本題通過核反應方程考查考生應用核物理相關知識開展分析推理的能力。

【必備知識】本題考查質量數守恒和電荷數守恒、8衰變的實質、半衰期的特性、質量虧損等知識點。

【解題思路】根據質量數守恒和電荷數守恒可知,X是電子,A項正確;放射性元素的半衰期非常穩定,不

受溫度、壓強以及該物質是單質還是化合物的影響,B項錯誤;最°Pb與最。Bi和電子X的質量差等于衰變的

質量虧損,C項錯誤;方程中的X來自于第°Pb內中子向質子的轉化,D項錯誤。

【光速解法】根據核反應方程的質量數守恒和電荷數守恒,可快速得到X是電子。確認A選項正確后,后

面的選項可以不看,時間就是分數!在后面全部做完后且時間充裕的情況下,可以返回來再檢驗BCD項的錯

誤所在。半衰期不受物理、化學狀態的影響，可快速判斷B項錯誤;反應前后總的質量差等于質量虧損，可

快速判斷C項錯誤；電子是中子轉化為質子的過程中生成的,根據電荷數守恒可快速判斷D項錯誤。

2.B【關鍵能力】本題考查理想氣體狀態方程和熱力學第一定律，意在考查考生的分析綜合能力。

【學科素養】通過生活現象考查物質觀、能量觀等物理觀念，體現分析問題、探究現象本質的學科素養。

【解題思路】由于越接近礦泉水瓶口，水的溫度越高,因此小瓶上浮的過程中，小瓶內氣體溫度升高，內能

增加,A項錯誤;在小瓶上升的過程中，小瓶內氣體的溫度逐漸升高,壓強逐漸減小,根據理想氣體狀態方程

可知氣體體積膨脹,對外界做正功,B項正確；小瓶上升時，小瓶內氣體內能增加,氣體對外做功,根據熱

力學第一定律△得氣體吸熱，且吸收的熱量大于增加的內能,CD項錯誤。

【透析本質】本題情境有所創新,其實質是常規訓練題中大量出現的“水中的小氣泡上升過程的探究”，

上層水溫較高、壓強較小，瓶內氣體上升過程中溫度升高、壓強減小，由理想氣體狀態方程易知氣體體積膨

脹，封閉氣體對外做正功,因溫度升高內能增大，△網,氣體對外做功，欣Q故GO且Q>X瓦

3.B【關鍵能力】本題考查考生從生活常見問題中抽象出物理模型的建模能力、分析受力及利用能量

守恒定律分析問題的能力。

【學科素養】體現能量觀、物質觀等物理觀念,體現處理和分析生活實際問題并建立物理模型的學科素

養。

【解題思路】木塊做圓周運動過程中，只有摩擦力做功且做功與路徑有關,根據動能定理有-2nL=0~

可得摩擦力的大小f空,B項正確。

4.D【關鍵能力】本題考查考生對生活中常見問題的分析能力、運算處理和解決問題的能力。

【學科素養】體現運用數學和物理規律處理和解決生活實際問題的學科素養。

【解題思路】根據玻意耳定律得印X5匕已知R=750mmHg,%與0cm；口-750mmHg+150mmHg

=900mmHg,代入數據整理得K=60cm\D項正確。

5.B【關鍵能力】本題考查考生利用萬有引力定律解決平衡問題的分析、比較能力。

【解題思路】懸停時二力平衡，即六償8鬻得獸筌性X（2）23*xG）2M，B項正確。

【提速建議】比值類題目能用比值的不用等式,此題若用等式解決容易出現物理量的顛倒混亂以致出錯，

用比值可大幅提高準確率。

6.C【關鍵能力】本題考查庫侖力的平衡和應用庫侖定律及電勢圖像分析力與運動的關系，意在考查考

生的識圖獲取信息能力和運算處理能力。

【解題思路】對。點上方的點電荷，由平衡知識可得或瑪琳熹=傷眄,解得Q警％因在OWx號

a/（V2a）2（衣。）242

區間內沿X軸正向電勢升高,則場強方向沿X軸負向，則將。沿X軸正向向右略微移動后釋放，夕受到向右的

電場力而向右運動,C項正確.

【識圖技巧】根據電勢變化規律在。點右側畫一條方向向左的電場線表明電勢大小變化的規律,從而判

斷電場力的方向以進一步確定電荷的運動方向。

7.D【關鍵能力】本題考查考生利用圖像分析物理問題并通過圖像來表達現象的信息獲取和表達能力。

【解題思路】從薄膜的上、下表面分別反射的兩列光是相干光,其光程差為△x=2d即光程差為薄膜厚度

的2倍,當光程差Xx=nA（〃=1,2,3,…）時,此處表現為亮條紋,故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為:九在

圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，可知薄膜厚度變化［所用的距離逐漸變大,即厚度變化越來越

慢,D項可能正確。

【易錯提醒】易錯選C項。通過常見的楔形膜干涉形成的是等亮、等距、等寬條紋，易知A、B項錯誤，

但題中相鄰條紋沿x軸正方向間距變大,說明沿x軸正方向間隔相同距離時膜厚度變化得小了，即沿x軸正

方向圖像的斜率變小了，故C項錯誤,D項可能正確。

8.A【關鍵能力】本題考查天體運動和動生電動勢,意在考查考生運用萬有引力定律、動生電動勢及右

手定則分析力的平衡和圓周運動規律的能力。

【學科素養】體現考生運用電磁感應與萬有引力綜合分析問題、建立物理模型的學科素養。

【解題思路】由小黑可/J可得衛星做圓周運動的線速度片匣,根據右手定則可知,導體繩產生的

感應電動勢方向與圖中電源電動勢相反,其大小為E航BLv,由導體繩受力平衡有1LB=f,導體繩中的電流

方向向下，回路中的電流/=及竺,解得E=BL愿A項正確。

rx/R+HBL

9.BD【關鍵能力】本題考查考生運用變壓器的相關知識解決遠距離輸電問題的運算能力、處理各物理

量間關系的能力。

【解題思路】左側變壓器副線圈上的電壓8=3X7.5V=22.5V,當開關S接1時，電阻4上的電壓，即

右側變壓器的副線圈上的電壓以麗二10V,電流I、當=1A,則右側變壓器原線圈上的電壓lh

R1

V=20V,電流4A=0.5A,則r與生=5C,B項正確；當開關S接2時，設導線上的輸電電流為

2h

/,則右側變壓器副線圈上的電流為0.5/,由右側變壓器原、副線圈上的電壓關系可知虹典，解得7=3A,

n3n4

則不上的功率尸=(0.57)2廬22.5w,D項正確。

10.AC【關鍵能力】本題考查波的多解性問題，意在考查考生利用波的圖像分析質點的振動規律、用圖

像再次表達振動規律的圖像表達能力。

［學科素養］體現利用圖像表達物理規律的學科素養。

【解題思路】若機械波沿X軸正方向傳播,在力2S時。點振動方向豎直向上,則傳播時間△t=t2-t^S,

滿足△t』+nT(n=0,1,2,3,?,?),解得T^—s(n-0,1,2,3,…)，當n=O時,解得周期7=4s,A項正

44n+3

確,B項錯誤;若機械波沿x軸負方向傳播，在力之s時。點振動方向豎直向下，則A

t=T+nT(nai,2,3,…)，解得七三s(z?=0,1,2,3,???),當n=O時,解得周期T=12s,C項正確,D項錯誤。

44n+l

11.BC【關鍵能力】本題考查考生利用運動分解的思想對復雜運動的綜合分析能力、用動量守恒的觀

點分析物體的相互作用、用數學方法處理解決復雜問題的能力.

【學科素養】體現物體相互作用的物質觀、守恒觀，運用分解思想處理復雜運動的相互作用觀，用數學方

法處理復雜物理過程的探究能力。

【解題思路】熱氣球開始攜帶物資時處于靜止狀態,所受合外力為0,初動量為0,水平投出重力為儂的

物資瞬間,滿足動量守恒,則熱氣球和物資的動量等大反向,有mv^Mv,則熱氣球獲得水平向左的速度,投出

物資后,熱氣球所受合外力恒為mg,方向豎直向上,故熱氣球做勻加速曲線運動,A項錯誤,B項正確;熱氣球

和物資的運動示意圖如圖所示,熱氣球和物資所受合力大小均為mg,故熱氣球在豎直方向上加速度大小為

a玲g,設物資落地過程所用的時間為t,則〃^gt2,落地時間為t二件,熱氣球在豎直方向上運動位移為

吟＜鵬?舞?空三H,熱氣球和物資在水平方向均做勻速直線運動，水平位移分別為

x,=vbx產芍％,J%則物資落地時,熱氣球和物資的距離d

力（Xm+XM）2+（H+HM）2=（1哈）J誓+"2,c項正確,D項錯誤。

12.ABD【關鍵能力】本題考查感生電動勢和動生電動勢、安培力作用下金屬棒的加速度、速度變化分

析,意在考查考生應用牛頓第二定律、能量守恒定律分析金屬棒運動的推理論證能力。

【學科素養】本題體現的學科素養為運動與相互作用觀念、能量觀念。

【解題思路】在/區域中,磁感應強度為5=譏々為常量），感應電動勢為笈三空S4S,感應電動勢恒定,

所以金屬棒在進入〃區前,回路中的感應電流恒為/,岑岑,根據楞次定律判斷出電流方向為順時針,金屬

棒進入〃區后,金屬棒切割磁感線產生的感應電動勢&=BJv,根據右手定則判斷出方向為順時針，回路中

因切割產生的電流為12岑筆，/區域產生的電流使金屬棒受到的安培力始終沿導軌向上，大小恒定不變,

RR

因為金屬棒到達C點后又能上行,說明進入〃區下行時加速度始終沿導軌向上,下行和上行經過8點的受力

分析分別如圖1、圖2所示,下行過程中，由牛頓第二定律有B&L+員hL-mgs\n。=ma\,上行過程中，由牛頓

第二定律有BJ'L-BJ'zL-mgsin0可叫，比較加速度大小可知a說由于A段距離不變,下行過程中加速度

大,上行過程中加速度小,故金屬棒下行經過b點時的速度大于上行經過b點時的速度,A、B項正確；/區域

產生的安培力總是大于沿導軌向下的作用力，故金屬棒一定能回到無磁場區域，由于整個過程中電流通過金

屬棒產生焦耳熱,金屬棒的機械能減少,故金屬棒不能回到a處,C項錯誤,D項正確。

//Z/

圖1圖2

【易錯提醒】本題中既有感生電動勢，也有動生電動勢,金屬棒在磁場8中受到的安培力是兩個電流對應

安培力的矢量和,注意安培力的方向。

13.【參考答案】（1）0.20（2分）⑵11（1分）0.95（1分）（3）高于（2分）

【關鍵能力】本題通過利用手機研究乒乓球與球臺碰撞過程中的能量損失實驗,考查考生根據實驗獲取

數據信息、得出實驗結論、分析實驗誤差的能力。

【實驗攻略】解決本題的關鍵是理解表格中兩次碰撞的時間差反映了一次完整的豎直上拋過程,再依據

時間求高度;根據實驗描述的4值意義求力;通過實驗原理分析實驗中因空氣阻力造成的實驗誤差。

【解題思路】（1）第3次碰撞到第4次碰撞用時a=2.40S-2.00s=0.40s,根據豎直上拋運動的對

稱性可知第3次碰撞后乒乓球彈起的高度為樂也停尸力乂仇8X0.2?m0.20m。⑵設碰撞后彈起瞬間

的速度為物碰撞前瞬間的速度為H,由題意知也二氏則每次碰撞損失的動能與碰撞前動能的比值為

%

1212

可磬=1-（"）2=1第3次碰撞前瞬間的速度為第2次碰后從最高點落地瞬間的速度,即片或=（空f）

-THVf%2

X9.8m/s=2.058m/s,第,3次碰撞后瞬間的速度為/招〃=（絲等幽）X9.8m/s=l.96m/s,則第3次碰撞

過程中4支心0.95。（3）由于存在空氣阻力，乒乓球在上升過程中受到向下的阻力和重力，根據能量的轉化

V

與守恒可知,彈起后的動能一部分轉化為因空氣阻力做功產生的熱量,另一部分轉化為乒乓球的重力勢能，

故乒乓球到達最高位置時,重力勢能的理論值大于實際值,所以第（1）問中計算的彈起高度高于實際彈起的

高度。

14.【參考答案】（1）用（2分）（2）如圖所示（2分）（3）3500（1分）大于（1分）（4）減小（2分）

【關鍵能力】本題考查利用半偏法探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律實驗,意在考查考生的理解能

力和誤差分析能力。

【學科素養】本題體現的學科素養為科學探究。

【實驗攻略】理解半偏法測電壓表內阻的方法,從而遷移到本實驗中半偏法測熱敏電阻的阻值,實驗電路

采用滑動變阻器的分壓式接法,應選用總阻值較小的滑動變阻器。根據半偏法測電阻的原理可求出熱敏電

阻的阻值，考慮并聯部分的總電阻變大后可進一步分析誤差。根據線性圖像即可分析熱敏電阻的阻值隨溫

度變化的關系。

【解題思路】（1）用半偏法測量熱敏電阻的阻值,應盡可能讓該電路的電壓在g閉合前、后保持不變，由

于該支路與滑動變阻器左半部分并聯,滑動變阻器的阻值越小,&閉合前、后該部分電阻變化越小,從而電壓

的值變化越小,故滑動變阻器應選用最大值較小的“才能更準確地進行實驗。（3）微安表半偏時,該支路的

總電阻為原來的2倍，即用+凡,、=6000。，由凡,《=2500Q易得后=3500Q。當斷開S2,微安表半偏時，

由于該支路的電阻增加，電壓略有升高,根據歐姆定律可知,總電阻比原來2倍略大,也就是電阻箱的阻值略

大于熱敏電阻與微安表的總電阻,而認為電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻，因此熱敏電阻的測

量值比真實值偏大。（4）由于是In用?圖像,當溫度7升高時，%減小,從圖中可以看出In后減小,從而舟減

小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸減小。

15.【關鍵能力】本題考查幾何光學中光的折射定律和全反射,意在考查考生的理解能力。

【必備知識】本題考查光的折射定律、全反射中臨界角與折射率的關系。

解：（D設光發生全反射的臨界角為C光線在第一個三棱鏡右側斜面上恰好發生全反射時,根據全反射知識

得sinC上（1分）

n

代入較大的折射率得對應的臨界角為G力5°（1分）

所以頂角，的范圍為0°<45°（或夕<45°）（1分）

（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側斜面射出時發生折射,設折射角分別為四和由折射定律得

外受，上史寫（1分）

sm。sm0

設兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為匕和U

則心分）

聯立并代入數據得△4=14.4mm（1分）

16.【關鍵能力】本題考查平拋運動、動量定理等知識點，需要考生運用運動分解的思想分析曲線運動，

考查考生的數學計算能力。

解：（1）設平拋運動的時間為力,鳥蛤落地前瞬間的速度大小為片豎直方向分速度大小為心根據運動的合

成與分解得Hfgd,v=gt,T咤+藥（2分）

在碰撞過程中，以鳥蛤為研究對象,取速度P的方向為正方向，由動量定理得-尸A分）

聯立并代入數據得F=500N（1分）

（2）若釋放鳥蛤的初速度為％=15m/s,設擊中巖石左端時,釋放點的x坐標為小,擊中巖石右端時,釋放點

的x坐標為x2,則有xi=vit,xz=x、+L（\分）

聯立并代入數據得劉=30m,用=36m（l分）

若釋放鳥蛤的初速度為吸=17m/s,設擊中巖石左端時,釋放點的x坐標為xl,擊中巖石右端時,釋放點的

x坐標為x'i,則有x'\=Vit,x\-x\+L（\分）

聯立并代入數據得m.x'NOm（l分）

綜上得x坐標范圍為[34m,36m]（1分）

17.【關鍵能力】本題通過分析離子在電磁組合場中的勻速圓周運動和類斜拋運動,考查考生的分析綜合

能力和邏輯推理能力。

?2

解：（1）設離子在I區內做勻速圓周運動的半徑為r,由牛頓第二定律得qv即也（1分）

根據幾何關系得sin0出（1分）

r

聯立解得P=變吟（1分）

msiny

（2）離子在H區內只受電場力，x方向做勻速直線運動,y方向做勻變速直線運動，設從進入電場到擊中測試

板中心，的時間為。y方向的位移為幾加速度大小為a,由牛頓第二定律得qE=ma（\分）

由運動的合成與分解得Z=〃cos0,yo--r（l-cos,j^）-rtsin個多1（2分）

聯立得￡三聾嚓"tan個白二）（2分）

mL2tan20sin0tan。

⑶n區內填充磁場后，將離子的初速度沿平行X軸和平行y軸分解，則有〃產肥os。、匕,=rsin〃，則離子

在平行y軸方向的運動與（2）中完全相同，離子在垂直y軸的平面內做勻速圓周運動,如圖所示。設左側部

分的圓心角為。，圓周運動的半徑