9．如图所示，A粒子和B粒子先后以同样大小的速度从宽度为d、方向垂直纸面向外有界匀强磁场的边界上的O点分别以与边界成37°和53°方向射入磁场
又都恰好垂直另一边界飞出，若粒子重力不计，则下列说法中正确的是
A．A、B两粒子均带正电
B．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是4:
3
C．A、B两粒子比荷之比是4:
3
D．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的时间之比是53:
37
10．2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，至2021年2月10日19时52分，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10º的大椭圆环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。
环绕火星获得成功标志着实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标。
如图所示为这一过程简图，则以下说法正确的是
A．天问一号从A点运动到B点过程中，一直处于超重状态
B．天问一号在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点加速度不同
C．天问一号在B点点火减速由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
D．天问一号在A点点火加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
三、非选择题：
共54分。
第11~14题为必考题，考生都必须作答。
第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：
共42分
11．（6分）LED，即发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
其以高效、节能、安全、长寿、小巧、清晰光线等技术特点，已经成为新一代照明市场的主力产品。
某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验室提供了以下器材：
A．电压表（量程0～3V、量程0～15V）B．电流表（量程0～50mA、量程0～0.6A）
C．滑动变阻器（阻值范围0～20Ω）D．电源（电动势6V，内阻不计）
F．开关，导线若干
（1）如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请你选择电压表的合适量程后用电流表外接法将实物图中的连线补充完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到（选填“M端”或“N端”）
（3）如图乙所示为该发光二极管的伏安特性曲线。
现将此发光二极管与电动势为3V、内阻r=5Ω的电池组相连，则还需串联一个电阻R=Ω，才能使通过它的电流为10mA．（结果保留3位有效数字）
12.（10分）可以利用图所示实验装置，测量物块与水平桌面的动摩擦因数。
物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后即保持静止不再运动，而物块将继续运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）．从纸带上便于测量的点开始，相邻计数点间的距离如下图所示．已知相邻两点间时间间隔为0.10s，并查得当地重力加速度为：
g=9.78m/s2.
（1）通过分析纸带数据，可判断在两相邻计数点______和______之间某时刻重物落地．
（2）计数点6对应的速度大小为________m/s（保留两位小数）。
（3）通过纸带数据可求得物块与桌面间的动摩擦因数为μ＝________（保留两位小数）。
该计算结果比动摩擦因数的真实值________（填“偏大”或“偏小”或“一样大”）．
13．（10分）箱式电梯目前已经在高层建筑中得到了广泛应用，为人们的生活带来了很大的便利。
当然，我们也要关注箱式电梯存在的一些安全隐患。
如图所示为某箱式货梯结构简图，当事故发生时，此结构可以减小事故所造成的损害。
已知该货梯电梯箱长为H，宽为L，周围紧密缠绕有总电阻为R的n匝线圈（图中未画出），电梯箱空箱（含线圈，不含内部货物）总质量为M。
电梯井内存在与电梯箱等宽的有界匀强磁场，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直线圈平面，在竖直方向上每隔距离L反向。
重力加速度为g，忽略电梯箱所受空气、摩擦等阻力。
则：
（1）某次电梯载着质量为m的货物以速度v匀速向上运动，已知此时线圈未导通，则外加动力装置提供的牵引功率为多大？
（2）当电梯发生事故失去动力时，为减小事故损害，事故后电梯下落的速度不能超过u，则该电梯所能运载的物资质量不能超过多少？
（事故发生时，线圈立即导通）
14．（16分）如图所示，一长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一的光滑圆弧轨道，但不粘连。
圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为53°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。
距离木板B右端d=6.0m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有滑块D。
平台上方有一水平光滑固定滑轨，其上穿有滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向。
现将一小滑块A无初速地轻放在沿顺时针转动的水平传送带左端。
一段时间后A从传送带右侧水平飞出，下落高度H=3.2m后恰好能沿切线方向从P点滑入圆弧轨道。
A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。
A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。
已知滑块A、D及木板B的质量均为m=1.0kg,滑块C的质量M=2.0kg。
传送带长s=6.0m,转动速度大小恒为
，圆弧轨道的半径R=5.5m,长木板B长度为L=9.2m,A与木板B间动摩擦因数为μ=0.5，平台及导轨足够长。
忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。
（
重力加速度g=10m/s2）
（1）求滑块A到达P点的速度vP的大小；
（2）求滑块A与传送带间的动摩擦因数大小需满足的条件；
（3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为2.0m/s。
则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？
（二）选考题：
（请从15、16两题中选择一题作答，共12分）
15．（12分）
（1）（4分）用蒸锅蒸煮食物时，锅盖有时候被锅内气体向上顶起而向外放气。
从蒸锅开始加热到锅盖刚要被顶起，锅内气体内能（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若不考虑放气前后锅内气体温度变化，则放气后锅内气体相比于放气前单位时间内对器壁单位面积的撞击次数将（选填“增多”、“减少”或“不变”）。
（2）（8分）如图所示为某充气装置示意图。
装置水平放置，其中A是容积为V的需要充气的绝热容器。
B是内壁光滑的气筒，左端用可左右移动的活塞密封，右端通过单向绝热进气阀n与A连通。
活塞横截面积为S。
气筒B底部通过单向进气阀m与外界连通。
当活塞左移抽气时n闭合，m打开，最多可以从外界抽取体积V的气体；当活塞右移充气时n打开，m闭合，可以将抽气过程从外界抽取的气体全部压入容器A。
最初活塞位于气筒B的最左侧，A、B内充满气体，气体的压强与外界大气压强相等均为p0，温度与外界大气温度相同均为T0．若推杆粗细不计且打气完成时气筒内剩余气体及气筒与容器间连接处的气体体积可忽略，问：
1缓慢推动活塞，将气筒内体积为V的气体压入容器A，则当打气即将完成时，需要对活塞施加的水平向右的推力F多大?
②现快速让活塞以最大充气体积V完成10次充气，测得A内气体温度升高为T。
求此时A内气体压强p．
16．（12分）
（1）（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
B．在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断水对a光的折射率比b光大
D．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
E．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
（2）（8分）一列横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距sab＝6m的两质点，t＝0时，b点正好到达最高点，且b点到x轴的距离为4cm，而此时a点恰好经过平衡位置向上运动．已知这列波的频率为25Hz.
①求经过时间1s，a质点运动的路程；
②质点a、b在x轴上的距离大于一个波长，求该波的波速．
——★参*考*答*案★——
一、二.选择题（本题10小题共46分。
每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，选对的得4分；第8～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
C
D
C
A
ACD
AC
CD
三、必做题（本题4小题共42分）
11.（6分）
（1）
2分
（2）M端2分（3）R=135Ω（133~138均给分）2分
12.（10分）
（1）56各1分
（2）1.85m/s3分
（3）μ＝0.203分偏大2分
13.（10分）
解：
（1）电梯匀速向上运动，则牵引力满足：
2分
则牵引力的牵引功率为：
2分
求得：
1分
（2）电梯以最大速度向下运动时，线圈切割磁感线产生电动势：
1分
则线圈内部电流为：
1分
则线圈受到的安培力最大值为：
1分
为保证安全，则需满足：
1分
解得最大质量为：
1分
14．（16分）
解：
（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足：
1分
又A沿切线滑入圆轨道，满足：
1分
解得：
1分
（2）A沿切线滑入圆轨道，满足：
1分
解得：
即A在传送带上应先匀加速，与传送带共速后随传送带匀速运动最右端，则有：
2分
即滑块A与传送带的动摩擦因数需满足：
1分
（3）A沿圆弧轨道滑下，机械能守恒：
1分
假定A在木板B上与B共速后木板才到达右侧平台，则A、B动量守恒：
1分
A、B共速过程，能量守恒：
解得：
1分
设B板开始滑动到AB共速滑过距离sB，由动能定理：
解得：
即假设成立1分
B撞平台后，A继续向右运动，由动能定理有：
1分
随后A将以v2的速度滑上平台，与D发生完全非弹性碰撞。
后AD组合体与滑块C组成的系统水平方向动量守恒
①若弹簧开始处于压缩状态，则第一次恢复原长时，C速度向左：
1分
解得随后运动过程中系统共速时弹簧最大弹性势能为：
1分
②若弹簧开始处于原长状态，则第一次恢复原长时，C速度向右：
1分
解得随后运动过程中系统共速时弹簧最大弹性势能为：
1分
15.
（1）（4分）增大减少（每空2分）
（2）（8分）
①充气完毕，由等温变化可得：
2分
活塞缓慢运动，满足：
2分
解得：
1分
②快速打气10次，由理想气体状态方程：
2分
解得：
1分
16.
（1）（4分）ACE
（选对一个得2分，选对2个得3分，全选对得4分，选错一个扣2分，最低0分）
（2）（8分）解：
①质点a一个周期运动的路程s0＝4A＝0.16m1分
1s内的周期数是n＝
＝251分
1s内a质点运动的路程s＝ns0＝4m.1+1分
②波由a传向b，sab＝（n＋
）λ1分
解得：
v＝λf＝
m/s（n＝1,2,3…）1分
波由b传向a，sab＝（n＋
）λ1分
解得：
v＝λf＝
m/s（n＝1,2,3…）．1分
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