兰州一诊理综物理Word文件下载.docx

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C．增大mB，物块A所受摩擦力大小可能不变

D．剪断A、B间的连线后，地面对斜面体C的支持力等于A、C的重力之和

答案　C

解析　由μ<

tanθ可知mAgsinθ>

μmAgcosθ，若mB＝0，物块A将沿斜面加速下滑，A错误；

以A、B、C整体为研究对象，由受力分析可知整体在水平方向没有运动趋势，故C不受地面的摩擦力作用，B错误；

剪断A、B间连线后，A沿斜面向下加速运动，以A、C整体为研究对象，整体竖直方向有竖直向下的分加速度，处于失重状态，故地面对斜面体C的支持力小于A、C的重力之和，D错误；

若开始mB较小时，A有向下的运动趋势，则有mAgsinθ＝f1＋mB1g，增大mB使A有向上的运动趋势，则有mAgsinθ＋f2＝mB2g，当f1＝f2时，mB2＝2mAsinθ－mB1，故C正确。

16.

如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内，速度方向与磁场左边界垂直，从右边界离开磁场时速度方向偏转角θ＝30°

，磁场区域的宽度为d，则下列说法正确的是（　　）

A．该粒子带正电

B．磁感应强度B＝

C．粒子在磁场中做圆周运动，运动的半径为R＝d

D．粒子在磁场中运动的时间t＝

答案　D

解析　由左手定则可判断该粒子带负电，A错误；

画出粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知粒子做圆周运动的半径R＝2d，由qvB＝m可得B＝，B、C错误；

轨迹所对圆心角为，粒子圆周运动的周期为＝，故粒子在磁场中的运动时间为t＝＝，D正确。

17．静止于粗糙水平面上的物体，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小随时间的变化如图甲所示。

在拉力F从0逐渐增大的过程中，物体的加速度随时间的变化如图乙所示，g取10m/s2。

则下列说法中错误的是（　　）

A．物体与水平面间的摩擦力先增大，后减小至某一值并保持不变

B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.1

C．物体的质量为6kg

D．4s末物体的速度为4m/s

解析　由题中甲、乙两图比较后可判断当0≤F≤6N时，物体静止不动，此时静摩擦力逐渐增大，当静摩擦力大于最大静摩擦力时物体开始滑动，摩擦力变为滑动摩擦力，保持不变，当t＝2s时，F1－μmg＝ma1，F1＝6N，a1＝1m/s2，当t＝4s时，F2－μmg＝ma2，F2＝12N，a2＝3m/s2，求得m＝3kg，C错误；

求得滑动摩擦力f＝3N，略小于最大静摩擦力，A正确；

动摩擦因数μ＝＝0.1，B正确；

在at图象中，图线与坐标轴所围面积表示速度变化量，可知4s末速度为×

2m/s＝4m/s，D正确。

18.

一带电小球从左向右水平射入竖直向下的匀强电场，在电场中的轨迹如图所示，a、b为轨迹上的两点，下列判断正确的是（　　）

A．小球一定带负电荷

B．小球在a点的动能大于b点的动能

C．小球在a点的电势能大于b点的电势能

D．小球的机械能守恒

答案　AC

解析　由小球的运动轨迹可判断小球所受合力向上，所受电场力向上且大于重力，故小球带负电，A正确；

小球由a到b，合力做正功，动能增大，B错误；

小球由a到b，电场力做正功，电势能减小，C正确；

由于除重力外有电场力做功，小球的机械能不守恒，D错误。

19．通过观测行星的卫星，可以推测出行星的一些物理量。

假设卫星绕行星做圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A．已知卫星的速度和周期可以求出行星质量

B．已知卫星的角速度和轨道半径可以求出行星密度

C．已知卫星的周期和行星的半径可以求出行星密度

D．已知卫星的轨道半径和周期可以求出行星质量

答案　AD

解析　卫星做圆周运动时万有引力提供向心力，有G＝mr，r＝，可求得行星质量M＝，A正确；

若已知卫星的角速度和轨道半径，可由＝mω2r求得行星质量，但由于行星半径未知，故无法求得行星密度，B错误；

若已知卫星的周期和行星的半径，由于行星的质量无法求出，故行星的密度也无法求得，C错误；

若已知卫星的轨道半径和周期，由＝mr可求得M＝，D正确。

20．如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体（带有等量正、负电荷的高速粒子流）喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。

如果射入的等离子体速度为v，两金属板间距离为d，板的面积为S，匀强电场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R。

当发电机稳定发电时电动势为E，电流为I，则下列说法正确的是（　　）

A．A板为发电机的正极

B．其他条件一定时，v越大，发电机的电动势E越大

C．其他条件一定时，S越大，发电机的电动势E越大

D．板间等离子体的电阻率为

答案　BD

解析　由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力方向向下，B板带正电，A错误；

当带电粒子所受洛伦兹力与电场力平衡时，发电机电动势达到稳定状态，此时有qvB＝q，E＝vBd，可见发电机的电动势与粒子速度v成正比，与极板面积S无关，B正确、C错误；

设等离子体电阻为r，由闭合电路欧姆定律有E＝I（R＋r），r＝－R，由电阻定律有r＝ρ，联立可求得ρ＝，D正确。

21.

一含有理想变压器的电路如图所示，正弦交流电源电压为U0，变压器原副线圈匝数之比为3∶1，电阻关系为R0＝R1＝R2＝R3，

为理想交流电压表，示数用U表示，则下列判断正确的是（　　）

A．闭合电键S，电阻R0与R1消耗的功率之比为9∶1

B．闭合电键S，电阻R0与R1消耗的功率之比为1∶1

C．断开S，U0∶U＝11∶3

D．断开S，U0∶U＝4∶1

答案　BC

解析　闭合电键S，设流过R1的电流为I，副线圈电流I2＝3I，由＝＝可知原线圈电流I1＝I，R0功率为I2R0，故B正确、A错误；

断开S时，设流过R1的电流为I′，则U＝I′R1，原线圈电流I1′＝I′，R0两端电压为U，原线圈电压U1′＝3U，U0＝U1′＋UR0＝U，则U0∶U＝11∶3，C正确、D错误。

第二部分（非选择题　共62分）

二、非选择题：

包括必考题和选考题两部分。

第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33、34题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：

共47分。

22．（6分）如图所示，在学习了机械能守恒定律以后，某实验小组想在气垫导轨上利用滑块和钩码验证机械能守恒，将气垫导轨放在水平桌面上，调至水平后，把滑块由静止释放，释放时遮光条距光电门的距离小于钩码到地面的距离。

实验中测出钩码质量为m，滑块和遮光条的总质量为M，遮光条的宽度为d，释放滑块时遮光条距光电门的距离为L，遮光条通过光电门的时间为Δt，当地的重力加速度为g。

（1）本实验________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；

（2）滑块通过光电门时的速度大小为________（用测量的物理量符号表示）；

（3）本实验中在误差允许的范围内满足关系式________________（用测量的物理量符号表示），就验证了系统的机械能守恒。

答案　

（1）不需要（2分）　

（2）（2分）

（3）mgL＝（M＋m）2（2分）

解析　

（1）由于本实验采用气垫导轨装置，滑块所受摩擦力为零，故不需要平衡摩擦力。

（2）由于遮光条宽度较小，可用其通过光电门时的平均速度代替瞬时速度，故v＝。

（3）以钩码和滑块构成的系统为研究对象，重力势能减小量为ΔEp＝mgL，动能增量为ΔEk＝（M＋m）v2，只需验证mgL＝（m＋M）2是否成立即可。

23．（9分）某同学为了较为精确的测量电压表V1的内阻RV，选有如下器材：

A．电压表V1（量程3V，内阻约为3kΩ）；

B．电压表V2（量程15V，内阻约为15kΩ）；

C．滑动变阻器R0（最大阻值为20Ω，额定电流为0.5A）；

D．定值电阻R1（阻值为300Ω）；

E．定值电阻R2（阻值为3kΩ）；

F．定值电阻R3（阻值为9kΩ）；

G．电源E（电动势为15V，内阻较小）；

电键一个，导线若干。

实验要求所有电表的最大偏转量不小于满刻度的2/3，尽可能多测出几组数据，尽可能减小误差。

（1）以上给定的器材中定值电阻应选________________________________________________________________________；

（2）在虚线框内画出测量电压表V1内阻的实验电路原理图，要求在图中标出所用仪器的代号；

（3）如果选用实验中测量的一组数据来计算电压表V1的内阻RV，则RV＝________，上式中各符号的物理意义是________________。

答案　

（1）F或R3（2分）　

（2）如图所示（3分）

（3）RV＝（2分）　其中U1、U2分别是某一次测量中电压表V1、V2的示数，R3为定值电阻（2分）

解析　

（1）由于V1量程小于V2量程，并能使两电表最大偏转量均超过量程的，应把V1与定值电阻R3串联，由串联分压原理可知V1与R3串联后电压的最大值大约为12V。

（2）由于本实验要求多测几组数据且滑动变阻器最大阻值仅为20Ω，可判断滑动变阻器采用分压连接方式，原理图见答案。

（3）设V1示数为U1，V2示数为U2，由原理图可知R3两端电压为U2－U1，流过V1电流为I＝，则V1内阻RV＝＝。

24.

（14分）如图所示，竖直放置的固定平行光滑导轨ce、df的上端连一电阻R0＝3Ω，导体棒ab水平放置在一水平支架MN上并与竖直导轨始终保持垂直且接触良好，在导轨之间有图示方向磁场，磁感应强度随时间变化的关系式为B＝2t（T），abdc为一正方形，导轨宽L＝1m，导体棒ab质量m＝0.2kg，电阻R＝1Ω，导轨电阻不计（g取10m/s2）。

求：

（1）t＝1s时导体棒ab对水平支架MN的压力大小为多少；

（2）t＝1s以后磁场保持恒定，某时刻撤去支架MN使ab从静止开始下落，求ab下落过程中达到的最大速度vm，以及ab下落速度v＝1m/s时的加速度大小。

解析　

（1）E＝S＝2×

1V＝2V（2分）

I＝＝A＝0.5A（1分）

t＝1s时，B＝2T（1分）

F＝BIL＝2×

1×

0.5N＝1N，方向竖直向上（2分）

FN＝mg－F＝1N。

（2分）

（2）t＝1s时，B＝2T

当F与ab棒的重力相等时达到最大速度

由电动势E＝BLvm，I＝，F＝BIL得

＝mg（2分）

解得vm＝2m/s（1分）

当v＝1m/s时，mg－＝ma（2分）

解得a＝5m/s2。

（1分）

25.

（18分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道AB竖直固定在一水平光滑的桌面上，轨道最低点B与桌面相切并平滑连接，桌面距水平地面的高度也为R。

在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。

已知a球的质量为m0，a、b两球质量比为2∶3。

固定小球b，释放小球a，a球与弹簧分离后经过B点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A。

现保持弹簧形变量不变同时释放a、b两球，重力加速度取g，求：

（1）释放小球前弹簧具有的弹性势能Ep；

（2）b球落地点距桌子右端C点的水平距离；

（3）a球在半圆轨道上上升的最大高度H。

解析　

（1）设a、b两球的质量为ma、mb，由已知得ma＝m0，mb＝1.5m0，a球在B点时的速度为vB，恰能通过半圆环轨道最高点A时的速度为vA，

则有mag＝ma①（2分）

轻弹簧具有的弹性势能释放时全部转化成小球a的机械能，a球从释放到运动至A点过程中机械能守恒，则有

Ep＝mav＋mag×

2R＝。

②（2分）

（注：

其他方法只要合理一样得分）

（2）以a、b、弹簧为研究对象，弹开时系统动量守恒、能量守恒，a、b的速度分别为va、vb，

则有mava＝mbvb③（2分）

mav＋mbv＝Ep④（2分）

又mb＝ma⑤

由③④⑤解得va＝，vb＝（2分）

b球离开桌面后平抛，R＝gt2⑥（1分）

xb＝vbt⑦（1分）

带入vb解得xb＝R。

（3）设a球上升至最大高度时速度为0，则有mav＝magH′，解得H′＝R>

R，可见a球会在某处脱离半圆轨道。

设脱离时a球速度为v，脱离位置半径与竖直方向的夹角为α，如图所示

根据圆周运动向心力公式有

magcosα＝⑧（1分）

根据几何关系有cosα＝⑨（1分）

根据机械能守恒有

mav＝magH＋mav2⑩（1分）

由⑧⑨⑩解得H＝R。

（二）选考题：

共15分。

请考生从33和34两道题中任选一题作答。

33．[物理——选修3－3]（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大

C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化

D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小

E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行

（2）（10分）一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。

问：

①已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；

②试判断气体在状态B、C的温度是否相同。

如果知道气体在状态C时的温度TC＝300K，则气体在状态A时的温度为多少。

答案　

（1）BDE（5分）　

（2）见解析

解析　

（1）布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；

温度升高，物体平均分子动能增大，但并不是每个分子动能都增大，B正确；

内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，C错误；

若分子间距r＝r0时，随着r增大，分子力表现为引力，且引力做负功，分子势能增大，若r减小，分子力表现为斥力，且斥力做负功，分子势能增大，因此当r＝r0时分子势能最小，D正确；

由热力学第二定律的微观解释可知一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。

（2）①从A到B，外界对气体做功，

有W＝pΔV＝15×

104×

（8－2）×

10－3J＝900J（2分）

根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q（2分）

Q＝ΔU－W＝－1200J，气体放热1200J。

②由题图可知pBVB＝pCVC，故TB＝TC（2分）

根据理想气体状态方程有＝（2分）

代入题图中数据可得TA＝1200K。

34．[物理——选修3－4]（15分）

（1）（5分）一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时的波的图象如图所示，质点P的平衡位置在x＝8m处。

该波的周期T＝0.4s。

下列说法正确的是________。

A．该列波的传播速度为20m/s

B．在0～1.2s内质点P经过的路程为24m

C．t＝0.6s时质点P的速度方向沿y轴正方向

D．t＝0.7s时质点P位于波谷

E．质点P的振动方程是y＝10sin5πt（cm）

（2）（10分）湿地公园有一处矩形观景台伸向水面，如图所示是其截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4m。

在距观景台右侧面x＝4m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，在该光源从距水面高3m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，且AB＝3m。

①该单色光在水中的折射率；

②AC的距离。

答案　

（1）ADE（5分）　

（2）见解析

解析　

（1）由波动图象可知该列波波长λ＝8m，则波速v＝＝20m/s，A正确；

质点在一个周期内经过的路程为4A，在0～1.2s内质点P经历3个周期，路程为12A＝1.2m，B错误；

波向x轴正方向传播，由“上下坡”法可判断t＝0时质点P向上振动，t＝0.6s＝1T刚好回到平衡位置向下振动，C错误；

同理判断t＝0.7s时质点P刚好振动到波谷，D正确；

t＝0时刻质点P由平衡位置向上振动，周期为0.4s，振幅为10cm，则由y＝Asinωt（cm）表达式可写出质点P的振动方程为y＝10sin5πt（cm），E正确。

（2）①如图所示，点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，则：

由于n＝（2分）

所以，水的折射率n＝＝。

（3分）

②点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°

，折射角为临界角C

则n＝＝＝（3分）

解得AC＝m（或AC≈4.5m）。