絕密★啟用前

2021年高考物理模擬考場仿真演練卷

第一模擬

一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題

目要求的。

1.一列簡諧橫波某時(shí)刻波形如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向，則（）

4

0

A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播

B.質(zhì)點(diǎn)。此時(shí)動(dòng)能最大，加速度最小

C.再經(jīng)過一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)尸運(yùn)動(dòng)到x=6m處

D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)尸運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)〃恰好運(yùn)動(dòng)到平衡位置

【答案】B

【解析】A.由題意根據(jù)波形與振動(dòng)方向的關(guān)系可推知，這列波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；

B.質(zhì)點(diǎn)。此時(shí)位于平衡位置，動(dòng)能最大，加速度最小，故B正確；

C.質(zhì)點(diǎn)尸只是在平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng)，不會(huì)沿波的傳播方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)和質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置相差一個(gè)波長，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b恰好也運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.以A、4為軸的圓盤，A以線速度v轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)B轉(zhuǎn)動(dòng)，A、8之間沒有相對(duì)滑動(dòng)則（）

A.A、8轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，周期不同

B.A、8轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，周期不同

C.A、8轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，周期相同

D.A、B轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，周期相同

【答案】A

【解析】兩輪接觸位置沒有相對(duì)滑動(dòng)，所以兩輪邊緣線速度相同,根據(jù)題意仃知，轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，均為逆

時(shí)針；根據(jù)周期公式：丁二與可知，線速度大小相同，而半徑不同，所以周期不同，BCD錯(cuò)誤A正確

v

3.用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示.兩

斜面I、H固定在車上，傾角分別為30。和60。.重力加速度為g.當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時(shí)，圓筒對(duì)斜

面I、n壓力的大小分別為尸I、尸2,則

有6

A6

-件=

-:

B.2

立

作

CD.￡-=2

2

【答案】D

【解析】對(duì)圓筒進(jìn)行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，受力分析如圖，由幾何關(guān)系可知，=儂cos30。，

=mgsin30°-解得的'=^^〃zg，F(xiàn)；=；mg由牛頓第三定律知耳=母^/，故D

正確

4.如圖所示，A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球.A為鐵球，B、C為木球.A、B兩球分別連在兩根彈簧上，C

球連接在細(xì)線一端，彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于月繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi).若

將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底（不計(jì)空氣阻力，p木Vp水VpQ

A.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)

B.A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)

C.A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

D.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

【答案】D

【解析】開始時(shí)A球下的彈簧被壓縮，彈力向上；B球下的彈簧被拉長，彈力向下；將掛吊籃的繩子剪斷

的瞬時(shí)，系統(tǒng)的加速度為g,為完全失重狀態(tài)，此時(shí)水對(duì)球的浮力也為零，小球的重力也視為零，則A球

將在強(qiáng)力作用下相對(duì)于杯底向上運(yùn)動(dòng)，B球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬?duì)于杯底向下運(yùn)動(dòng)，C球相對(duì)于杯底不動(dòng)；故

選D.

5.從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方

向相反的外力作用.距地面高度力在3m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能反隨力的變化如圖所示.重

力加運(yùn)度取10m/s2.該物體的質(zhì)量為

A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg

【答案】C

【解析】對(duì)上升過程，由動(dòng)能定理，-(F+mg)h=Ek-EkQ,得d=%-(/+mg)兒即F+mg=12N：

F落過程，(感一尸)(6-〃)二線，即mg—尸=1=8N,聯(lián)立兩公式，得到〃?=lkg、F=2N.

6.一勻強(qiáng)電場的方向豎直向上，廠0時(shí)刻，一帶電粒子以一定初速度水平射入該電場，電場力對(duì)粒子做功

的功率為P,不計(jì)粒子重力，則尸“關(guān)系圖象是

【答案】A

【解析】由丁帶電粒子在電場中類平拋運(yùn)動(dòng)，在電場力方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為我，經(jīng)過時(shí)

m

間/,電場力方向速度為變/，功率為P=Fv=qEx%,所以尸與，成正比，故A正確.

mm

7.如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場.一帶電粒子垂直磁場邊界從。點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出.下

列說法正確的是

I-________

A.粒子帶正電

B.粒子在b點(diǎn)速率大于在〃點(diǎn)速率

C.若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從6點(diǎn)右側(cè)射出

D.若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短

【答案】C

2

【解析】由左手定則確粒子的電性，由洛倫茲力的特點(diǎn)確定粒子在反〃兩點(diǎn)的速率，根據(jù)G歸二"1確定

r

粒子運(yùn)動(dòng)半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

由題可知，粒子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，所以粒子應(yīng)帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由于洛倫茲力不做功，所以粒

2

子動(dòng)能不變，即粒子在b點(diǎn)速率與a點(diǎn)速率相等，故B錯(cuò)誤；若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，由公式=上得:

r

tnv

r=—.所以磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，半徑增大，所以粒子有可能從b點(diǎn)右側(cè)射出，故C正確，若僅減小入射速

qB

率，粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小，在磁場中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角增大，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定變長，故D錯(cuò)誤.

二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要

求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分.

8.我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億

度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ).下列關(guān)于聚變的說法正確的是（）

A.核聚變比核裂變更為安全、清潔

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加

D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加

【答案】AD

【解析】核聚變的最終產(chǎn)物時(shí)氮?dú)鉄o污染，而核裂變會(huì)產(chǎn)生固體核廢料?，因此核聚變更加清潔和安全，A

正確；發(fā)生核聚變需要在高溫高壓下進(jìn)行，大核不能發(fā)生核聚變，故B錯(cuò)誤；核聚變反應(yīng)會(huì)放出大量的能

量，根據(jù)質(zhì)能關(guān)系可知反應(yīng)會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，故C錯(cuò)誤；因聚變反應(yīng)放出能量，因此反應(yīng)前的比結(jié)合能小

于反應(yīng)后的比結(jié)合能，故D正確.

9.如圖，虛線I、II、HI分別表示地球衛(wèi)星的三條軌道，其中軌道I為與第一宇宙速度7.9km/s對(duì)應(yīng)的近地

環(huán)繞圓軌道，軌道n為橢圓軌道，軌道in為與第二宇宙速度11.2km?對(duì)應(yīng)的脫離軌道，人從。三點(diǎn)分別

位于三條軌道上，b點(diǎn)為軌道II的遠(yuǎn)地點(diǎn)，A、c點(diǎn)與地心的距離均為軌道I半徑的2倍，則（）

b

A.衛(wèi)星在軌道II的運(yùn)行周期為軌道I的2倍

B.衛(wèi)星經(jīng)過。點(diǎn)的速率為經(jīng)過b點(diǎn)的〃倍

C.衛(wèi)星在〃點(diǎn)的加速度大小為在c點(diǎn)的4倍

D.質(zhì)量相同的衛(wèi)星在b點(diǎn)的機(jī)械能小于在c點(diǎn)的機(jī)械能

【答案】CD

【解析】A.由題可知軌道I的半徑與軌道II的半長軸之比為

旦=2

R23

根據(jù)開普勒第三定律

員=旦

T~T；

解得

。1

7；2V2

A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)

GMm_mv2

丁r

如果2,點(diǎn)在過該點(diǎn)的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示

衛(wèi)星經(jīng)過，點(diǎn)的速率為經(jīng)過匕點(diǎn)的正倍，而軌道1I是橢圓，因此在軌道H上8點(diǎn)的速度不等于圓軌道的速

度，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)公式

GM

a=~r

可知，衛(wèi)星在4點(diǎn)的加速度大小為在c點(diǎn)的4倍，C正確；

D.衛(wèi)星從軌道II變到軌道川需要點(diǎn)火加速，因此再同一點(diǎn)加速動(dòng)能增大也就是機(jī)械能增大，而同一軌道機(jī)

械能守恒，因此6點(diǎn)的機(jī)械能小于在c點(diǎn)的機(jī)械能，D正確。

故選CD.

10.如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為仇導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).虛線就、“均

與導(dǎo)以垂直，在裙與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.將兩根相同的導(dǎo)體棒P。、MN

先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.已知PQ進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，到MN

離開磁場區(qū)域?yàn)橹梗鬟^PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是

M

B

N

【答案】AD

【解析】根據(jù)圖像可知，設(shè)尸Q進(jìn)入磁場勻速運(yùn)動(dòng)的速度為當(dāng)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌寬度為L,

兩根導(dǎo)體棒的總電阻為R；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律可得PQ進(jìn)入磁場時(shí)電流

,BLv

，。=下

保持不變，根據(jù)右手定則可知電流方向Q-P;如果PQ離開磁場時(shí)MN還沒有進(jìn)入磁場，此時(shí)電流為零；

當(dāng)MN進(jìn)入磁場時(shí)也是勻速運(yùn)動(dòng)，通過PQ的感應(yīng)電流大小不變，方向相反；如果尸。沒有離開磁場時(shí)MN

已經(jīng)進(jìn)入磁場，此時(shí)電流為零，當(dāng)PQ離開磁場時(shí)MN的速度大于心安培力大于重力沿斜面向下的分力，

電流逐漸減小，通過PQ的感應(yīng)電流方向相反；

A.圖像與分析相符，故A正確。

B.圖像與分析不符，故B錯(cuò)誤。

C.圖像與分析不符，故C錯(cuò)誤。

D.圖像與分析相符，故D正確。

三、非選擇題:共57分。第11?14題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第15?16題為選考題，考生根

據(jù)要求作答。

（一）必考題:共45分。

11.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置:

（1）以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是

A.招木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在祛碼及詼碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行

C.先接通電源后釋放小車

D.實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好

（2）在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖乙所示的紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=O.ls,且間距JT1,刈，

%4,X5f兄已量出分別3.09cm,3.43cm,3.77cm,4.10cm,4.44cm,4.77cm,則小車的加速度a=m/s2

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）有一組同學(xué)保持小車及車中的破碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受拉力F的關(guān)系，他們在軌道水

平及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條。-尸圖線，如圖丙所示，圖線是在軌道傾斜情況下

得到的（填“①”或"②”）；小車及車中袪碼的總質(zhì)量機(jī)=kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】BC0.33-0.34①0.67

【解析】（1）[1]A.平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于

小車受到的摩擦力。所以平衡時(shí)應(yīng)為：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好

做勻速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.為了使繩子拉力代替小車受到的合力，需要調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行，B正確；

C.為了能在紙帶上打更多的點(diǎn)，先接通電源后釋放小車，否則紙帶上打不上點(diǎn)，C正確：

D.加速度太大，祛碼和祛碼盤的總重力偏離繩的拉力越多，實(shí)驗(yàn)誤差越大，D錯(cuò)誤。

故選BCo

（2）[2]小車的加速度為

詢2

L+…9廠T2產(chǎn)7-033

（3）[3]由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a，0,也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作

中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高。所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為

斜面情況下得到的。

（41小車及車中袪碼的總質(zhì)量

W4=0^03kg=067kg

0.2-0

12.現(xiàn)在某物理興趣小組探究某小燈泡的額定功率，同學(xué)們只知道小燈泡的額定電流是（）.1A,額定功率約

為0.3W。但是手頭沒有合適的電流表，在實(shí)驗(yàn)室只找到了如下器材：

A、電壓表（內(nèi)阻4—10。,量程為3V）

B、電壓表V?（內(nèi)阻模糊但量程是6V）

C、滑動(dòng)變阻器R滑（最大值80C,允許通過的最大電流0.5A）

D、定值電阻R（阻值為15Q）

E、電源電動(dòng)勢￡（E=6V,r?lQ）

F、單刀開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）其中某甲同學(xué)認(rèn)為以上器材中，有一個(gè)沒有必要用上，你認(rèn)為會(huì)是（一）（填器材前的英文字母）

（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，畫在實(shí)線框內(nèi)

（3）請(qǐng)寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟

（4）請(qǐng)用第（3）中的記錄的符號(hào)，寫出小燈泡的額定功率表達(dá)式：

【答案】D見解析P=（U2-Ui）I[

【解析】⑴山用已知內(nèi)阻的電壓表Vi可代替電流表使用，另外必須用到的有電壓表V2,電源和滑動(dòng)變

阻器以及開關(guān)導(dǎo)線等，則用不到定值電阻D：

（2）[2]電路如圖:

S

(3)[3]實(shí)驗(yàn)步驟：a.按圖連好電路，開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大值的位置；

b.閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使得的示數(shù)達(dá)到q=1V,并且記下此時(shí)V2的示數(shù)為〃2，

,qiv八一

(此時(shí)小燈泡正好正常發(fā)光L=—=—=01A)

ion

rx

c.斷開開關(guān)，拆除電路，整理儀器。

(4)⑷小燈泡的額定功率表達(dá)式

P=(u2-uy]

13.如圖所示，傾角6=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上，在斜面頂端固定一個(gè)半徑和質(zhì)量均不

計(jì)的光滑定滑輪D，質(zhì)量均為相=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)2=240N/m的輕彈簧連接，物體B被

位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長的牲繩使物體A跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C

連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)靜止時(shí)，環(huán)C位于。處，繩與細(xì)桿的夾角a=53°，

且物體B對(duì)擋板P的壓力恰好為零。圖中SO水平且長度為d=0.2m,位置R與位置。關(guān)于位置S對(duì)稱，

輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行。現(xiàn)讓環(huán)C從位置R由靜止釋放，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g

取lOm/s?。求

(1)小環(huán)C的質(zhì)量M；

(2)小環(huán)C通過位置S時(shí)的動(dòng)能々及環(huán)從位置R運(yùn)動(dòng)到位置S的過程中輕繩對(duì)環(huán)做的功叫；

(3)小環(huán)C運(yùn)動(dòng)到位置。的速率九

【答案】(1)0.72kg；(2)L38J,03J；(3)2m/s

【解析】(1)先以AB組成的整體為研究對(duì)象，AB系統(tǒng)受到重力、支持力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài),

則繩子的拉力為

T=2mgsinO=2xlxlOxsin37N=12N

以C為研究對(duì)象，則C受到重力、繩子的拉力和桿的彈力處于平衡狀態(tài)，如駕

則

Tcos530=Mg

代入數(shù)據(jù)得

0.72kg

（2）由題意，開始時(shí)B恰好對(duì)擋板沒有壓力，所以B受到重力、支持力和彈簧的拉力，彈簧處于伸長狀態(tài);

產(chǎn)生B沿斜面方向的受力

6=mgsin。-1x10xsin37N=6N

彈簧的伸長量

Ax.=—=—m=0.025m

1k240

由題圖中的幾何關(guān)系可知

d

麗二麗二巫=—m=0.25m

sinasin53'0.8

所以C由R點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的過程中，彈簧將縮短

x=RD-SD=0.25m-0.20m=0.05m>0.025m

可知彈簧將由開始時(shí)的伸長狀態(tài)變成壓縮狀態(tài)，壓縮量

%一劣=0.05m-0.025m=0.025m=

由于彈簧的壓縮量等于彈簧開始時(shí)的伸長量，所以當(dāng)C運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)時(shí)、彈簧的彈性勢能與開始時(shí)的彈性勢

能是相等的。而A下降的距離等于彈簧縮短的距離X,即0.05m,在C從R點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的過程中，C受

到的重力、A受到的重力對(duì)A與C組成的系統(tǒng)做功。當(dāng)C到達(dá)S點(diǎn)時(shí)，C沿繩子方向的分速度是0,所以

A的速度是0,A與C減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為C的動(dòng)能，由機(jī)械能守恒定律得

__]

MgRS+mg?sin。=—

代入數(shù)據(jù)求得環(huán)C的動(dòng)能

Ek=^A/V,2=L38J

環(huán)下降的過程中重力和繩子的拉力對(duì)環(huán)做功，由動(dòng)能定理得

代入數(shù)據(jù)得

Wr=Q3J

（3）結(jié)合第二步的分析可知，當(dāng)環(huán)到達(dá)。點(diǎn)時(shí)，由「RO=Q。，所以，物體A恰好又回到了開始時(shí)的位

置，彈簧的長度又回到了最初的長度，所以環(huán)從R到S的過程中，只有環(huán)的重力勢能減小，其他的物體的

勢能俁持不變，對(duì)環(huán)在。點(diǎn)的速度進(jìn)行分解如圖，則

由圖可知，物體A上升的速度即沿繩子方向的速度，是環(huán)C的一個(gè)分速度，它們之間的關(guān)系

—=cosa=cos530=0.6

v

所以

vA=0.6v

由功能關(guān)系

___ii

MgRQ=—Mv2+—mv\

代入數(shù)據(jù)解得

v=2m/s

14.在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系x。），，x軸沿水平方向，如圖甲所示,第一象限有一豎直向下的勻

強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)有一水平向左的勻強(qiáng)電場，第一象限場強(qiáng)大小為第二象限場強(qiáng)大小的一半。處在第三

象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出?個(gè)質(zhì)量為〃?、電荷量為-4（幻＞0）的帶電粒子（可視

為質(zhì)點(diǎn)），該粒子以初速度w從-x上的A點(diǎn)沿），軸正方向進(jìn)入第二象限，并從+y上的C點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)

入第一象限，C點(diǎn)粒子動(dòng)能為A點(diǎn)粒子動(dòng)能的4倍。重力加速度為g。試求：

（1）0C距離L以及第一象限勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小：

（2）若第一象限同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場，磁場方向垂直于紙面（以垂直紙面向外的磁場方

向?yàn)檎较颍瑘D中氏，7b均為未知量），并且在時(shí)刻粒子由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限，且恰好能通過同一

4

水平線上的。點(diǎn)，速度方向仍然水平，RCD=60C.若粒子在第一象限中完成一個(gè)完整圓周運(yùn)動(dòng)的周期

與磁場變化周期相同，求交變磁場變化的周期7b的大小；

（3）若第一象限仍同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場（以垂直紙面向外的磁場方向?yàn)檎较颍瑘D中氏,

7b均為未知量），調(diào)整磁場變化的周期，讓粒子在/=0時(shí)刻由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限，且恰能通過％軸上尸點(diǎn),

且0F=y/30C,求交變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度6。的大小應(yīng)滿足的條件。

【解析】

（1）設(shè)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)所用時(shí)間為f,C點(diǎn)速度為％,根據(jù)“C點(diǎn)粒子動(dòng)能為A點(diǎn)粒子動(dòng)能的四倍”

可得

%=2%

豎直方向上粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，取豎直向上為正方向，則

。一片=-2g￡

-mgt=0-mv0

取水平向右為正方向，則

qEt=機(jī)?2%—0

解得

2gq

(2)由第(1)問及題干可知

qE

因此帶電粒子在第?象限將做速度為2%的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為R,周期為"'，使粒子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一水平線上的。點(diǎn)，如圖所示，則

q.2%8°=〃￡>

由位移關(guān)系可得

〃(4R)=g"〃=1,2,3,…)

粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期

丁,28m

qB0

則磁場變化的周期

To=To=(〃=1,2,3,...)

8監(jiān)

(3)使粒子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，如圖所示，設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑為則每經(jīng)過磁場的半個(gè)周期粒子轉(zhuǎn)過

圓心角60。,則

〃*=2L（〃=1,2,3,...）

又

R，=2

qB°

故交變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足的關(guān)系

綜=駟（〃=1,2,3,...）

n

（二）選考題:共12分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右

側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答，按所涂的首題進(jìn)行評(píng)分；不涂，按本選考題的首題進(jìn)行

評(píng)分。

154選修3?3]（12分）

（1）（4分）針對(duì)新型冠狀病毒肺炎的治療，北京大學(xué)第一醫(yī)院的主任醫(yī)師王貴強(qiáng)在2020年2月20日國

務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制新聞發(fā)布會(huì)上表示：無論輕重癥，早期的氧療都可以大大緩解這種疾病的發(fā)展。現(xiàn)有一

個(gè)容積為40GL的醫(yī)用氧氣罐，內(nèi)部氣體可視為埋想氣體，壓強(qiáng)為15MPa,為了使用方便，用一批相同規(guī)格

的小型氧氣瓶（瓶內(nèi)視為真空）進(jìn)行分裝，發(fā)現(xiàn)恰好能裝滿40個(gè)小氯氣瓶，分裝完成后原醫(yī)用氧氣罐及每個(gè)

小氧氣瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均為3MPa,不考慮分裝過程中溫度的變化，則每個(gè)小氧氣瓶的容積為（）（在

給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

A.20LB.40LC.50LD.60L

【答案】B

【解析】由玻意耳定律可得

PM=P2X（40V+M）

代入數(shù)據(jù)得

V=40L

故選Bo

（2）（8分）某民航客機(jī)在一萬米左右高空飛行時(shí)，需利用空氣壓縮機(jī)來保持機(jī)艙內(nèi)外氣體壓之比為4：1。

機(jī)艙內(nèi)有一導(dǎo)熱氣缸，活塞質(zhì)量m=2kg、橫截面積S=10cm2,活塞與氣缸壁之間密封良好且無摩擦。客機(jī)在

地面靜止時(shí)，氣缸如圖（a）所示豎直放置，平衡時(shí)活塞與缸底相距（二8cm；客機(jī)在高度力處勻速飛行時(shí)，

氣缸如圖（b）所示水平放置，平衡時(shí)活塞與缸底相距，2=10cm。氣缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，機(jī)艙內(nèi)溫度

可認(rèn)為不變。已知大氣壓強(qiáng)隨高度的變化規(guī)律如圖（c）所示地面大氣壓強(qiáng)"o=LOxlO5pa,地面重力加速度

j?=10m/s2o

（1）判斷氣缸內(nèi)氣體由圖（a）狀態(tài)到圖（b）狀態(tài)的過程是吸熱還是放熱，并說明原因；

（2）求高度〃處的大氣壓強(qiáng)，并根據(jù)圖（c）估測出此時(shí)客機(jī)的飛行高度。

圖（a）圖（b）圖（c）

【答案】（1）吸熱：（2）0.24x105Pa,104m

【解析】（1）根據(jù)熱力學(xué)第一定律

^U=W+Q

由于氣體體積膨脹，對(duì)外做功，而內(nèi)能保持不變，因此吸熱。

（2）初態(tài)封閉氣體的壓強(qiáng)

J5

P1=Po+V=l-2xlOPa

根據(jù)