贵州省贵阳市普通高中2021届高三上学期物理期末监测试卷
一、单选题
1．（2020高三上·贵阳期末）下列物理概念在建立时，用到“等效替代”方法的是（ ）
A．合力与分力 B．质点 C．点电荷 D．加速度
【答案】A
【知识点】等效法；比值定义法；理想模型法
【解析】【解答】A．合力与分力是等效的，采用了等效替代法，A符合题意；
BC．质点和点电荷都采用了理想化模型的方法，BC不符合题意；
D．加速度采用了比值定义法，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】合力与分力使用了等效替换法；其质点、点电荷使用了理想化模型；加速度使用了比值定义法。
2．（2020高三上·贵阳期末）甲、乙两物体沿同一方向做直线运动，它们的位移x随时间t变化的关系如图所示，则在0~t2时间（ ）
A．甲、乙均做加速运动 B．甲的速度总比乙大
C．甲、乙位移相同 D．甲经过的路程比乙小
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A．因x-t图象的斜率等于速度，可知在0~t2时间内甲物体得斜率为定值，甲物体做匀速直线运动，乙物体在0~t1时间内静止不动，t1~t2时间内做匀速直线运动，A不符合题意；
B．乙物体在0~t1时间内静止不动，甲的速度大于乙，t1~t2时间内乙的速度大于甲，B不符合题意；
C．由图可知甲的位移小于乙的位移，C不符合题意；
D．甲、乙两物体沿同一方向做直线运动，路程与位移的大小相等，甲的位移小于乙的位移，甲经过的路程比乙小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用图像斜率不变可以判别甲乙做匀速直线运动，利用斜率的大小可以比较速度的大小；利用初末位置可以比较位移的大小及路程的大小。
3．（2020高三上·贵阳期末）如右图所示，A、B是匀强电场中的两点，若在A点释放一初速为零的带电粒子，仅在电场力作用下粒子沿电场线从A运动到B，设其电势能与动能之和为E，则E随时间t变化的关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】带电粒子，仅在电场力作用下，只有电场力做功，这个过程中只有动能与势能的相互转化，由能量守恒定律有动能与势能的总和总是保持不变，所以B符合题意；ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由于只有电场力做功所以电势能和动能之和保持不变。
4．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，四个完全相同的排球a、b、c、d叠放在水平地面上静止，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．球a、b、c均只受重力，地面支持力、球d的压力
B．球a、b、c对球d的支持力大小均为mg
C．球a、b、c均受到水平地面的摩擦力
D．球a、b、c受水平地面的支持力大小均为2mg
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AC．对下方的一个小球受力分析，如图所示，其受到地面的摩擦力
所以A不符合题意；C符合题意；
B．对球d受力分析，受重力与球a、b、c对球d的支持力F，设支持力与竖直方向的夹角为 ，由几何关系及对称性可得， ，由平衡条件可得
解得
所以B不符合题意；
D．对四个球整体分析可得，每个球受到地面的支持力为 ，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用小球A的受力分析可以判别受到了地面摩擦力的作用；利用d球的平衡方程可以求出球a对d球的支持力大小；利用整体的平衡方程可以求出地面对小球的支持力大小。
5．（2020高三上·贵阳期末）在同一斜面顶端，将质量相等的甲乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上，不计空气阻力，甲球与乙球自抛出到落至斜面上的时间之比为（ ）
A．1：2 B．1：4 C．1：6 D．1：8
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面倾角为 ，小球落在斜面上速度方向偏向角为 ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示
根据平抛运动的推论可得
所以甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，对甲有
同理对乙有
所以
又因为 ，
解得
故答案为：A。
【分析】利用速度方向相同结合速度的分解可以求出竖直方向速度大小比值，结合竖直方向的速度公式可以求出运动时间的比值。
6．（2020高三上·贵阳期末）摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施。当乘客搭乘挂在摩天轮边缘的座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动过程中（ ）
A．乘客的机械能保持不变
B．乘客重力的瞬时功率保持不变
C．摩天轮转动一周，乘客重力的冲量为零
D．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力
【答案】D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故 A 错误；
B．摩天轮转动过程中，速度方向改变，设速度方向与竖直方向夹角为 ，根据公式
可知，乘客重力的瞬时功率时刻改变，故 B 错误；
C．转动一周，重力的冲量为
时间不为0，冲量不为零，故 C 错误；
D．圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力 F ，向心力指向下方，则支持力为
所以重力大于支持力，故D 正确。
故答案为：D。
【分析】利用重力势能时刻改变可以判别机械能不守恒；利用重力和竖直方向的速率可以判别重力瞬时功率的大小；利用重力和时间可以判别重力的冲量不等于0.
7．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L1和L2，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（ ）
A．原、副线面的匝数之比为7：1
B．原、副线圈的匝数之比为6：1
C．此时灯泡L1和L2的功率之比为7：1
D．此时灯泡L1和L2的功率之比为6：1
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】AB．设灯泡L1和L2的额定电压为 ，则 ，而 ， ，根据理想变压器的原理可知 ，联立以上式子可知 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据理想变压器的原理 ，灯泡L1和L2消耗的功率之比为 ，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用输入电压和灯泡的额定电压可以求出输入电压的大小，结合输出电压的大小可以求出变压器的匝数之比；利用匝数之比可以求出电流之比，结合电压的大小可以求出消耗功率的比值。
8．（2020高三上·贵阳期末）空间有一圆柱形匀强磁场区域，其横截面的半径为R，圆心为O，磁场方向垂直横截面（纸面向里），一质量为m、电量为q的负电粒子从M点平行于横截面以速率v射入磁场，速度方向与直径MN的夹角为θ=30°，离开磁场时速度方向与MN垂直，不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】作出粒子运动轨迹如图所示
粒子从K点射出，Q为轨迹圆心，因为速度方向与直径MN的夹角为θ=30°，则 ；粒子离开磁场时速度方向与MN垂直，则OM平行于QK， ；又因为 ， ，且另外一边 重合，则 ， ，则QM平行于KO，四边形OKQM为菱形，得出 ，根据洛伦兹力提供向心力得
联立解得
故答案为：C。
【分析】画出粒子的运动轨迹，结合几何关系可以求出轨道半径的大小，再利用牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。
二、多选题
9．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，要使软导线回路变为圆形，下列方法可行的是（ ）
A．使磁场逐渐增强，方向向外 B．使磁场逐渐减弱，方向向外
C．使磁场逐渐减弱，方向向里 D．使磁场逐渐增强，方向向里
【答案】B,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】软导线回路变为圆形，线圈平面面积增大，根据楞次定律，线圈面积增大是回路中的感应电流要阻碍线圈平面磁通量的减小，因此说明穿过线圈的磁感应强度在减小，方向可能向外也可能向里。
故答案为：BC。
【分析】利用增缩减扩可以判别磁通量的变化进而判别磁感应强度的大小变化及方向。
10．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，两块正对平行金属板与一电压恒定的电源相连，下极接地，下板上叠放有玻璃板，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，当把玻璃板从两板间快速抽出，下列说法正确的是（ ）
A．带电油滴带负电 B．P点的电势保持不变
C．带电油滴将加速向下运动 D．会有瞬间电流从a向b流经电阻R
【答案】A,B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．由图可知，上极板带正电，下极板带负电，故两板间电场方向向下，油滴悬浮在两板间，受到的重力与电场力平衡，故电场力向上，带电油滴受力方向与场强方向相反，因此油滴带负电，A符合题意；
B．当把玻璃板从两板间快速抽出，两板间距离d不变，电压U不变，根据公式
可知，两板间电场强度不变，再根据
可知，P点与下极板间的电势差不变，下极板接地，电势始终为0，则P点的电势保持不变，B符合题意；
C．因为两板间电场强度不变，则带电油滴受力情况不变，仍将保持静止，C不符合题意；
D．当把玻璃板从两板间快速抽出，相对介电常数 减小，根据电容的决定式
可知，电容C减小，又根据
可得，电量Q减小，故电容器放电，会有瞬间电流从a向b流经电阻R，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】利用极板的电性结合带电油滴的电场力方向可以判别带电油滴带负电；当玻璃板抽出由于板间电压和距离不变所以电场强度不变，则P点的电势保持不变；由于电场强度不变所以油滴处于静止；利用电压不变其电容变小可以判断电荷量减小进而可以判别电流的方向。
11．（2020高三上·贵阳期末）2020年7月23日，我国在海南文昌发射中心成功发射“天问一号”火星探测器。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出火星的质量，这两个物理量可以是（ ）
A．“天问一号”的运行周期和轨道半径
B．“天问一号”的质量和轨道半径
C．“天问一号”的质量和角速度
D．“天问一号”的速度和角速度
【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．若已知“天问一号”的运行周期和轨道半径，则根据万有引力提供向心力
整理得到
A符合题意。
BC．因为“天问一号”的质量在计算时可以直接约掉，所以火星的质量计算与“天问一号”的质量无关，B、C不符合题意；
D．若已知线速度和角速度，可以求出半径为
根据万有引力提供向心力
整理得到
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用引力提供向心力可以求出火星的质量的表达式进而判别测量火星的质量需要火星的运动周期和半径或者其速度和线速度的大小。
12．（2020高三上·贵阳期末）一足够长斜面固定在水平地面上，倾角为30°，质量为2kg的物体从斜面的底端冲上斜面，取地面为重力势能零点，物体的动能E1随上升的高度h的变化关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，由上述信息和图中数据可得（ ）
A．上升2m过程中，机械能减小20J
B．上升2m过程中，机械能减小60J
C．物体所受摩擦力大小为5N
D．物体与斜面间的滑动摩擦因数为0.25
【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】AB．由图可知，物体上升2m过程中，动能减小量为60J，重力势能增加量为
因此机械能减小了20J，A符合题意，B不符合题意；
C．物体上升2m过程中，沿斜面方向对的位移为
又因为物体克服摩擦力做功，机械能减小，则摩擦力大小为
C符合题意；
D．对物体受力分析，垂直斜面方向分力为
又因为 联立得
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能的 变化结合重力势能的变化可以判别其机械能的变化量；利用机械能的损失及位移的大小可以求出摩擦力的大小；利用滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
三、实验题
13．（2020高三上·贵阳期末）在分别用图甲，图乙所示的装置“探究加速度与力，质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验。
（1）下列关两个实验要求的说法正确的是________。
A．都需要平衡摩擦力 B．都不需要平衡摩擦力
C．都需要用天平测小车的质量 D．都不需要用天平测小车的质量
（2）图丙和丁是实验打出的两条纸带的一部分，A、B、C、……G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，其中图 （选填“丙”或“丁”）是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带；
（3）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度大小a= m/s2（保留2位小数）
【答案】（1）A
（2）丙
（3）0.40
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)“探究加速度与力，质量的关系”实验需要平衡摩擦力，需要用天平测小车的质量，“探究做功与物体速度变化的关系”实验需要平衡摩擦力，但不需要用天平测小车的质量。
故答案为：A。(2)在“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，要求的速度是小车脱离橡皮筋后的速度，当小车脱离橡皮筋后做匀速直线运动，在纸带上相邻的两点间的距离大致相等。故丙图是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带(3)加速度
【分析】（1）两个实验都需要平衡摩擦力，其探究做功和物体速度的大小关系不需要测量小车的质量；
（2）小车在橡皮筋的拉动下先做加速运动后做匀速运动所以可以判别丙是探究动能定理的纸带；
（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。
14．（2020高三上·贵阳期末）用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，为防止滑动变阻器过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0。
请完成下列问题：
（1）根据图1电路把图2实物电路连接完整；
（2）保护电阻R0应选用______（选填正确答案标号）；
A．定值电阻（阻值2 ，额定功率5W）
B．定值电阻（阻值10 ，额定功率10W）
（3）在一次测量中电压表的指针位置如图3所示，则此时电压为 V；
（4）根据实验测得的数据作出的U-I图像如图4所示，则该节干电池的电动势E= V，内阻r= （保留两位小数）。
（5）测量得到该节干电池的内阻值 （选填“大于”或“小于”）其真实值。
【答案】（1）
（2）A
（3）1.20
（4）1.45；0.50
（5）小于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)根据图1电路把图2实物电路连接如下图
(2)因为一节干电池的电动势和内阻都比较小，所以用阻值为2 的定值电阻就够了，用10 的其电路最大电流才约有0.15A读数太小误差较大，所以A符合题意；B不符合题意；
故答案为：A。(3)电压表量程是0~3V，最小刻度为0.1V，所以电压表的读数为：1.20V(4)根据U-I图像可得
图像纵轴的截距为电源的电动势有
图像的斜率为电源的内阻与定阻电阻的和则
电源的内阻 (5)由于使用的是伏安法外接法来测电源电动势与内阻，引起误差的原因是电压表分流，测的电源电动势与内阻的都偏小，所以测量得到该节干电池的内阻值小于其真实值。
【分析】（1）利用电路图进行实物图连接；
（2）利用干电池的电动势及内阻的大小可以判别选择的定值电阻阻值大小；
（3）利用电压表的分度值可以读出电压的大小；
（4）利用图像的斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；
（5）由于电压表的分流作用会导致内阻的测量值小于其真实值。
四、解答题
15．（2020高三上·贵阳期末）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间动摩擦因数μ=0.8．对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小．
【答案】解：令Fsin53°＝mg，F＝1.25N，
当F＜1.25N时，杆对环的弹力向上，受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
FN＋Fsinθ＝mg，
解得F＝1N；
当F＞1.25N时，杆对环的弹力向下，
受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
Fsinθ＝mg＋FN，
解得F＝9N．
【知识点】共点力平衡条件的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】利用竖直方向的平衡方程可以求出当支持力等于0时拉力的大小，利用拉力的大小可以判别其支持力的方向，利用牛顿第二定律可以求出F的大小。
16．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，在虚线AB两侧存在方向相反的两个匀强电场，场强大小分别为E1、E2。一质量为m、带电量为q的微粒从P点由静止开始，在电场力作用下沿直线在P、Q两点间往返运动，P、Q点到虚线AB的距离分别为d1，d2，且d1=2d2，不计电微粒的重力。
（1）求 的值；
（2）若带电微粒从P点运动到Q点的时间为t0，求它从P点到虚线AB的时间。
【答案】（1）解：从P到Q的过程，由动能定理有
由题知
联立解得
（2）解：设微粒从P点到AB虚线的时间为 ，从AB虚线到Q的时间为 ，由于微粒在这两段时间内的速度变化量的大小相等，故有
根据牛顿第二定律有
可得
联立解得
由题知
解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【分析】（1）从P到Q过程，由于两个电场力对微粒做功，利用动能定理可以求出电场强度的比值；
（2）微粒从P到虚线及从虚线到Q的过程中，由于速度变化量相同，利用加速度的比值可以求出运动时间的比值；利用总时间的大小可以求出P到AB虚线的时间。
17．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ=30°的斜面上，间距为d=0.5m，上端接有定值电阻R=0.4Ω，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B=0.4T。将质量为m=0.1kg的导体棒ab跨在导轨上，由静止释放、当下滑距离为L=4.8m时开始匀速运动，运动中导体棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，导体棒和导轨的电阻均不计，重力加速度g取10m/s2.。求：
（1）导体棒在匀速运动中，每秒通过其横截面的电荷量；
（2）导体棒从释放至开始匀速运动过程，回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）解：导体棒做匀速运动的条件为
解得感应电流大小
每秒通过其横截面的电荷量
代入解得
（2）解：设匀速运动时速度为 ，由法拉第电磁感应定律有
感应电流大小
代入数据解得
导体棒从释放至开始匀速运动过程，由能量守恒定律有
解得回路中产生的焦耳热
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）导体棒做匀速直线运动，利用导体棒的平衡方程可以求出感应电流的大小，结合电流的定义式可以求出电荷量的大小；
（2）导体棒切割磁感线，利用动生电动势及欧姆定律可以求出导体棒的速度大小，结合能量守恒定律可以求出回路产生的焦耳热大小。
18．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直放置，底端与水平传送带的右端相切，一质量为mA=3kg的小物块A从圆弧轨道最高点由静止释放，到最低点时与另一质量为mB=1kg小物块B发生正碰（碰撞时间极短），碰后A、B结合为整体C沿传送带运动，已知圆弧轨道的半径为R=0.8m，传送带的长度为L=2m，传送带以速度为v=1m/s逆时针匀速转动，A、B、C均可视为质点，C与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）碰撞前瞬间小物块A速度的大小；
（2）C从传送带右端运动到左端所需要的时间；
（3）C从传送带右端运动到左端合力对它的冲量。
【答案】（1）解：小物块A从圆弧轨道最高点下滑过程中，根据动能定理得
代数得
（2）解：设向左为正方向，物体A、B碰撞前后，根据动量守恒得
代数得
传送带以速度为v=1m/s逆时针匀速转动，则整体C受到向右的摩擦力，做减速运动，根据牛顿第二定律得
代数得加速度为
当整体C与传送带共速时，整体C的位移为
运动时间为
之后整体C做匀速运动，位移为
运动时间为
则整体C从传送带右端运动到左端所需要的时间为
（3）解：根据动量定理可知，整体C 从传送带右端运动到左端合力对它的冲量等于动量变化量，则
因此合力对它的冲量大小为 ，方向向左。
【知识点】动能定理的综合应用；传送带模型
【解析】【分析】（1）物块从圆弧滑下，利用动能定理可以求出物块碰撞前的速度大小；
（2）物块A与B碰撞过程其系统不受外力，利用动量守恒定律可以求出碰后速度的大小；接下来整体在传送带上先做匀减速后做匀速直线运动；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合匀加速的速度公式可以求出加速运动的时间，利用速度位移公式可以求出匀加速的位移大小，结合匀速运动的位移公式可以求出运动的时间；
（3）传送带对C的冲量大小等于C动量的变化，利用动量定理可以求出合力产生的冲量大小及方向。
1 / 1贵州省贵阳市普通高中2021届高三上学期物理期末监测试卷
一、单选题
1．（2020高三上·贵阳期末）下列物理概念在建立时，用到“等效替代”方法的是（ ）
A．合力与分力 B．质点 C．点电荷 D．加速度
2．（2020高三上·贵阳期末）甲、乙两物体沿同一方向做直线运动，它们的位移x随时间t变化的关系如图所示，则在0~t2时间（ ）
A．甲、乙均做加速运动 B．甲的速度总比乙大
C．甲、乙位移相同 D．甲经过的路程比乙小
3．（2020高三上·贵阳期末）如右图所示，A、B是匀强电场中的两点，若在A点释放一初速为零的带电粒子，仅在电场力作用下粒子沿电场线从A运动到B，设其电势能与动能之和为E，则E随时间t变化的关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，四个完全相同的排球a、b、c、d叠放在水平地面上静止，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．球a、b、c均只受重力，地面支持力、球d的压力
B．球a、b、c对球d的支持力大小均为mg
C．球a、b、c均受到水平地面的摩擦力
D．球a、b、c受水平地面的支持力大小均为2mg
5．（2020高三上·贵阳期末）在同一斜面顶端，将质量相等的甲乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上，不计空气阻力，甲球与乙球自抛出到落至斜面上的时间之比为（ ）
A．1：2 B．1：4 C．1：6 D．1：8
6．（2020高三上·贵阳期末）摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施。当乘客搭乘挂在摩天轮边缘的座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动过程中（ ）
A．乘客的机械能保持不变
B．乘客重力的瞬时功率保持不变
C．摩天轮转动一周，乘客重力的冲量为零
D．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力
7．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L1和L2，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（ ）
A．原、副线面的匝数之比为7：1
B．原、副线圈的匝数之比为6：1
C．此时灯泡L1和L2的功率之比为7：1
D．此时灯泡L1和L2的功率之比为6：1
8．（2020高三上·贵阳期末）空间有一圆柱形匀强磁场区域，其横截面的半径为R，圆心为O，磁场方向垂直横截面（纸面向里），一质量为m、电量为q的负电粒子从M点平行于横截面以速率v射入磁场，速度方向与直径MN的夹角为θ=30°，离开磁场时速度方向与MN垂直，不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，要使软导线回路变为圆形，下列方法可行的是（ ）
A．使磁场逐渐增强，方向向外 B．使磁场逐渐减弱，方向向外
C．使磁场逐渐减弱，方向向里 D．使磁场逐渐增强，方向向里
10．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，两块正对平行金属板与一电压恒定的电源相连，下极接地，下板上叠放有玻璃板，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，当把玻璃板从两板间快速抽出，下列说法正确的是（ ）
A．带电油滴带负电 B．P点的电势保持不变
C．带电油滴将加速向下运动 D．会有瞬间电流从a向b流经电阻R
11．（2020高三上·贵阳期末）2020年7月23日，我国在海南文昌发射中心成功发射“天问一号”火星探测器。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出火星的质量，这两个物理量可以是（ ）
A．“天问一号”的运行周期和轨道半径
B．“天问一号”的质量和轨道半径
C．“天问一号”的质量和角速度
D．“天问一号”的速度和角速度
12．（2020高三上·贵阳期末）一足够长斜面固定在水平地面上，倾角为30°，质量为2kg的物体从斜面的底端冲上斜面，取地面为重力势能零点，物体的动能E1随上升的高度h的变化关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，由上述信息和图中数据可得（ ）
A．上升2m过程中，机械能减小20J
B．上升2m过程中，机械能减小60J
C．物体所受摩擦力大小为5N
D．物体与斜面间的滑动摩擦因数为0.25
三、实验题
13．（2020高三上·贵阳期末）在分别用图甲，图乙所示的装置“探究加速度与力，质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验。
（1）下列关两个实验要求的说法正确的是________。
A．都需要平衡摩擦力 B．都不需要平衡摩擦力
C．都需要用天平测小车的质量 D．都不需要用天平测小车的质量
（2）图丙和丁是实验打出的两条纸带的一部分，A、B、C、……G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，其中图 （选填“丙”或“丁”）是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带；
（3）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度大小a= m/s2（保留2位小数）
14．（2020高三上·贵阳期末）用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，为防止滑动变阻器过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0。
请完成下列问题：
（1）根据图1电路把图2实物电路连接完整；
（2）保护电阻R0应选用______（选填正确答案标号）；
A．定值电阻（阻值2 ，额定功率5W）
B．定值电阻（阻值10 ，额定功率10W）
（3）在一次测量中电压表的指针位置如图3所示，则此时电压为 V；
（4）根据实验测得的数据作出的U-I图像如图4所示，则该节干电池的电动势E= V，内阻r= （保留两位小数）。
（5）测量得到该节干电池的内阻值 （选填“大于”或“小于”）其真实值。
四、解答题
15．（2020高三上·贵阳期末）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间动摩擦因数μ=0.8．对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小．
16．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，在虚线AB两侧存在方向相反的两个匀强电场，场强大小分别为E1、E2。一质量为m、带电量为q的微粒从P点由静止开始，在电场力作用下沿直线在P、Q两点间往返运动，P、Q点到虚线AB的距离分别为d1，d2，且d1=2d2，不计电微粒的重力。
（1）求 的值；
（2）若带电微粒从P点运动到Q点的时间为t0，求它从P点到虚线AB的时间。
17．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ=30°的斜面上，间距为d=0.5m，上端接有定值电阻R=0.4Ω，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B=0.4T。将质量为m=0.1kg的导体棒ab跨在导轨上，由静止释放、当下滑距离为L=4.8m时开始匀速运动，运动中导体棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，导体棒和导轨的电阻均不计，重力加速度g取10m/s2.。求：
（1）导体棒在匀速运动中，每秒通过其横截面的电荷量；
（2）导体棒从释放至开始匀速运动过程，回路中产生的焦耳热。
18．（2020高三上·贵阳期末）如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直放置，底端与水平传送带的右端相切，一质量为mA=3kg的小物块A从圆弧轨道最高点由静止释放，到最低点时与另一质量为mB=1kg小物块B发生正碰（碰撞时间极短），碰后A、B结合为整体C沿传送带运动，已知圆弧轨道的半径为R=0.8m，传送带的长度为L=2m，传送带以速度为v=1m/s逆时针匀速转动，A、B、C均可视为质点，C与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）碰撞前瞬间小物块A速度的大小；
（2）C从传送带右端运动到左端所需要的时间；
（3）C从传送带右端运动到左端合力对它的冲量。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】等效法；比值定义法；理想模型法
【解析】【解答】A．合力与分力是等效的，采用了等效替代法，A符合题意；
BC．质点和点电荷都采用了理想化模型的方法，BC不符合题意；
D．加速度采用了比值定义法，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】合力与分力使用了等效替换法；其质点、点电荷使用了理想化模型；加速度使用了比值定义法。
2．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A．因x-t图象的斜率等于速度，可知在0~t2时间内甲物体得斜率为定值，甲物体做匀速直线运动，乙物体在0~t1时间内静止不动，t1~t2时间内做匀速直线运动，A不符合题意；
B．乙物体在0~t1时间内静止不动，甲的速度大于乙，t1~t2时间内乙的速度大于甲，B不符合题意；
C．由图可知甲的位移小于乙的位移，C不符合题意；
D．甲、乙两物体沿同一方向做直线运动，路程与位移的大小相等，甲的位移小于乙的位移，甲经过的路程比乙小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用图像斜率不变可以判别甲乙做匀速直线运动，利用斜率的大小可以比较速度的大小；利用初末位置可以比较位移的大小及路程的大小。
3．【答案】B
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】带电粒子，仅在电场力作用下，只有电场力做功，这个过程中只有动能与势能的相互转化，由能量守恒定律有动能与势能的总和总是保持不变，所以B符合题意；ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由于只有电场力做功所以电势能和动能之和保持不变。
4．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AC．对下方的一个小球受力分析，如图所示，其受到地面的摩擦力
所以A不符合题意；C符合题意；
B．对球d受力分析，受重力与球a、b、c对球d的支持力F，设支持力与竖直方向的夹角为 ，由几何关系及对称性可得， ，由平衡条件可得
解得
所以B不符合题意；
D．对四个球整体分析可得，每个球受到地面的支持力为 ，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用小球A的受力分析可以判别受到了地面摩擦力的作用；利用d球的平衡方程可以求出球a对d球的支持力大小；利用整体的平衡方程可以求出地面对小球的支持力大小。
5．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面倾角为 ，小球落在斜面上速度方向偏向角为 ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示
根据平抛运动的推论可得
所以甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，对甲有
同理对乙有
所以
又因为 ，
解得
故答案为：A。
【分析】利用速度方向相同结合速度的分解可以求出竖直方向速度大小比值，结合竖直方向的速度公式可以求出运动时间的比值。
6．【答案】D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故 A 错误；
B．摩天轮转动过程中，速度方向改变，设速度方向与竖直方向夹角为 ，根据公式
可知，乘客重力的瞬时功率时刻改变，故 B 错误；
C．转动一周，重力的冲量为
时间不为0，冲量不为零，故 C 错误；
D．圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力 F ，向心力指向下方，则支持力为
所以重力大于支持力，故D 正确。
故答案为：D。
【分析】利用重力势能时刻改变可以判别机械能不守恒；利用重力和竖直方向的速率可以判别重力瞬时功率的大小；利用重力和时间可以判别重力的冲量不等于0.
7．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】AB．设灯泡L1和L2的额定电压为 ，则 ，而 ， ，根据理想变压器的原理可知 ，联立以上式子可知 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据理想变压器的原理 ，灯泡L1和L2消耗的功率之比为 ，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用输入电压和灯泡的额定电压可以求出输入电压的大小，结合输出电压的大小可以求出变压器的匝数之比；利用匝数之比可以求出电流之比，结合电压的大小可以求出消耗功率的比值。
8．【答案】C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】作出粒子运动轨迹如图所示
粒子从K点射出，Q为轨迹圆心，因为速度方向与直径MN的夹角为θ=30°，则 ；粒子离开磁场时速度方向与MN垂直，则OM平行于QK， ；又因为 ， ，且另外一边 重合，则 ， ，则QM平行于KO，四边形OKQM为菱形，得出 ，根据洛伦兹力提供向心力得
联立解得
故答案为：C。
【分析】画出粒子的运动轨迹，结合几何关系可以求出轨道半径的大小，再利用牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。
9．【答案】B,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】软导线回路变为圆形，线圈平面面积增大，根据楞次定律，线圈面积增大是回路中的感应电流要阻碍线圈平面磁通量的减小，因此说明穿过线圈的磁感应强度在减小，方向可能向外也可能向里。
故答案为：BC。
【分析】利用增缩减扩可以判别磁通量的变化进而判别磁感应强度的大小变化及方向。
10．【答案】A,B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．由图可知，上极板带正电，下极板带负电，故两板间电场方向向下，油滴悬浮在两板间，受到的重力与电场力平衡，故电场力向上，带电油滴受力方向与场强方向相反，因此油滴带负电，A符合题意；
B．当把玻璃板从两板间快速抽出，两板间距离d不变，电压U不变，根据公式
可知，两板间电场强度不变，再根据
可知，P点与下极板间的电势差不变，下极板接地，电势始终为0，则P点的电势保持不变，B符合题意；
C．因为两板间电场强度不变，则带电油滴受力情况不变，仍将保持静止，C不符合题意；
D．当把玻璃板从两板间快速抽出，相对介电常数 减小，根据电容的决定式
可知，电容C减小，又根据
可得，电量Q减小，故电容器放电，会有瞬间电流从a向b流经电阻R，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】利用极板的电性结合带电油滴的电场力方向可以判别带电油滴带负电；当玻璃板抽出由于板间电压和距离不变所以电场强度不变，则P点的电势保持不变；由于电场强度不变所以油滴处于静止；利用电压不变其电容变小可以判断电荷量减小进而可以判别电流的方向。
11．【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．若已知“天问一号”的运行周期和轨道半径，则根据万有引力提供向心力
整理得到
A符合题意。
BC．因为“天问一号”的质量在计算时可以直接约掉，所以火星的质量计算与“天问一号”的质量无关，B、C不符合题意；
D．若已知线速度和角速度，可以求出半径为
根据万有引力提供向心力
整理得到
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用引力提供向心力可以求出火星的质量的表达式进而判别测量火星的质量需要火星的运动周期和半径或者其速度和线速度的大小。
12．【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】AB．由图可知，物体上升2m过程中，动能减小量为60J，重力势能增加量为
因此机械能减小了20J，A符合题意，B不符合题意；
C．物体上升2m过程中，沿斜面方向对的位移为
又因为物体克服摩擦力做功，机械能减小，则摩擦力大小为
C符合题意；
D．对物体受力分析，垂直斜面方向分力为
又因为 联立得
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能的 变化结合重力势能的变化可以判别其机械能的变化量；利用机械能的损失及位移的大小可以求出摩擦力的大小；利用滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
13．【答案】（1）A
（2）丙
（3）0.40
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)“探究加速度与力，质量的关系”实验需要平衡摩擦力，需要用天平测小车的质量，“探究做功与物体速度变化的关系”实验需要平衡摩擦力，但不需要用天平测小车的质量。
故答案为：A。(2)在“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，要求的速度是小车脱离橡皮筋后的速度，当小车脱离橡皮筋后做匀速直线运动，在纸带上相邻的两点间的距离大致相等。故丙图是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带(3)加速度
【分析】（1）两个实验都需要平衡摩擦力，其探究做功和物体速度的大小关系不需要测量小车的质量；
（2）小车在橡皮筋的拉动下先做加速运动后做匀速运动所以可以判别丙是探究动能定理的纸带；
（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。
14．【答案】（1）
（2）A
（3）1.20
（4）1.45；0.50
（5）小于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)根据图1电路把图2实物电路连接如下图
(2)因为一节干电池的电动势和内阻都比较小，所以用阻值为2 的定值电阻就够了，用10 的其电路最大电流才约有0.15A读数太小误差较大，所以A符合题意；B不符合题意；
故答案为：A。(3)电压表量程是0~3V，最小刻度为0.1V，所以电压表的读数为：1.20V(4)根据U-I图像可得
图像纵轴的截距为电源的电动势有
图像的斜率为电源的内阻与定阻电阻的和则
电源的内阻 (5)由于使用的是伏安法外接法来测电源电动势与内阻，引起误差的原因是电压表分流，测的电源电动势与内阻的都偏小，所以测量得到该节干电池的内阻值小于其真实值。
【分析】（1）利用电路图进行实物图连接；
（2）利用干电池的电动势及内阻的大小可以判别选择的定值电阻阻值大小；
（3）利用电压表的分度值可以读出电压的大小；
（4）利用图像的斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；
（5）由于电压表的分流作用会导致内阻的测量值小于其真实值。
15．【答案】解：令Fsin53°＝mg，F＝1.25N，
当F＜1.25N时，杆对环的弹力向上，受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
FN＋Fsinθ＝mg，
解得F＝1N；
当F＞1.25N时，杆对环的弹力向下，
受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
Fsinθ＝mg＋FN，
解得F＝9N．
【知识点】共点力平衡条件的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】利用竖直方向的平衡方程可以求出当支持力等于0时拉力的大小，利用拉力的大小可以判别其支持力的方向，利用牛顿第二定律可以求出F的大小。
16．【答案】（1）解：从P到Q的过程，由动能定理有
由题知
联立解得
（2）解：设微粒从P点到AB虚线的时间为 ，从AB虚线到Q的时间为 ，由于微粒在这两段时间内的速度变化量的大小相等，故有
根据牛顿第二定律有
可得
联立解得
由题知
解得
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【分析】（1）从P到Q过程，由于两个电场力对微粒做功，利用动能定理可以求出电场强度的比值；
（2）微粒从P到虚线及从虚线到Q的过程中，由于速度变化量相同，利用加速度的比值可以求出运动时间的比值；利用总时间的大小可以求出P到AB虚线的时间。
17．【答案】（1）解：导体棒做匀速运动的条件为
解得感应电流大小
每秒通过其横截面的电荷量
代入解得
（2）解：设匀速运动时速度为 ，由法拉第电磁感应定律有
感应电流大小
代入数据解得
导体棒从释放至开始匀速运动过程，由能量守恒定律有
解得回路中产生的焦耳热
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）导体棒做匀速直线运动，利用导体棒的平衡方程可以求出感应电流的大小，结合电流的定义式可以求出电荷量的大小；
（2）导体棒切割磁感线，利用动生电动势及欧姆定律可以求出导体棒的速度大小，结合能量守恒定律可以求出回路产生的焦耳热大小。
18．【答案】（1）解：小物块A从圆弧轨道最高点下滑过程中，根据动能定理得
代数得
（2）解：设向左为正方向，物体A、B碰撞前后，根据动量守恒得
代数得
传送带以速度为v=1m/s逆时针匀速转动，则整体C受到向右的摩擦力，做减速运动，根据牛顿第二定律得
代数得加速度为
当整体C与传送带共速时，整体C的位移为
运动时间为
之后整体C做匀速运动，位移为
运动时间为
则整体C从传送带右端运动到左端所需要的时间为
（3）解：根据动量定理可知，整体C 从传送带右端运动到左端合力对它的冲量等于动量变化量，则
因此合力对它的冲量大小为 ，方向向左。
【知识点】动能定理的综合应用；传送带模型
【解析】【分析】（1）物块从圆弧滑下，利用动能定理可以求出物块碰撞前的速度大小；
（2）物块A与B碰撞过程其系统不受外力，利用动量守恒定律可以求出碰后速度的大小；接下来整体在传送带上先做匀减速后做匀速直线运动；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合匀加速的速度公式可以求出加速运动的时间，利用速度位移公式可以求出匀加速的位移大小，结合匀速运动的位移公式可以求出运动的时间；
（3）传送带对C的冲量大小等于C动量的变化，利用动量定理可以求出合力产生的冲量大小及方向。
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