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物理参考答案
选择题:共 10 小题,共 43 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~7 题只有一项符合题目要
求,每小题 4 分;第 8~10 题有多项符合题目要求,每小题 5 分,全部选对的给 5 分,选对但
不全的给 3 分,有选错的给 0 分。
题号
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
A
D
C
C
B
B
ACD
BD
BD
【
解析】
1
.设 P 的质量为 M,P 与桌面的动摩擦力为 f;以 P 为对象,根据牛顿第二定律可得
T - f = Ma ;以沙袋和沙为对象,根据牛顿第二定律可得 mg -T = ma ;联立可得
f
g -
mg - f
m g m ,可知a - m 不是线性关系,排除 A、C 选项。可知当沙袋和沙的
M + m M + m
a
=
=
总重力小于物块 P 最大静摩擦力时,物块静止,加速度为 0,当沙袋和沙的总重力大于 f
时,才有一定的加速度,当m 趋于无穷大时,加速度趋近等于g,故选D。
2
.由题意可知,小车保持功率恒定,所受阻力恒为 f,由P = Fv ,则速度增大时,牵引力减
小,由牛顿第二定律可知,小车的加速度先变小,在速度最大时,加速度为0,故A 错误。
小车速度最大时,小车的牵引力等于阻力,故B 正确。小车在运动过程中,由动能定理可
得W - fx = 1
mv2 - 0 ,解得电动机对小车所做的功为W = fx + mv2 ,故 C 正确。汽车功
1
2
2
率恒定为P,因此电动机对小车所做的功等于Pt,故D 正确。
3
.由题图乙知,t = 0 时,手机加速度为0,由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为F = mg ,弹簧
处于拉伸状态,弹性势能不为0,故A 错误。由题图乙知,t = 0.2s 时,手机的加速度为正,
则手机位于平衡位置下方,故 B 错误。由题图乙知,从t = 0 至t = 0.2s ,手机的加速度增
大,手机从平衡位置向最大位移处运动,弹簧的弹性势能增大,手机的机械能减小,故 C
2
π
错误。由题图乙知T = 0.8s ,则角频率w =
= 2.5πrad/s ,则 a 随 t 变化的关系式为
T
a = 4sin(2.5πt)m/s2 ,故D 正确。
4
.飞船需要通过加速从椭圆轨道Ⅱ进入预定圆轨道Ⅲ,故A 错误。根据万有引力等于向心力
Mm
v
2
GM
r
G
= m ,可得v =
,可知飞船在Ⅰ轨道运行速度大于在Ⅲ轨道上的运行速度,
r
2
r
物理参考答案·第1 页(共7 页)
-
故B 错误。飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要进行加速,机械能增加,则飞船在Ⅱ轨道上的机械能
大于在Ⅰ轨道上的机械能,故C 正确。根据开普勒第二定律可知,飞船在三个不同轨道上
运行时,与地球连线在单位时间内扫过的面积不相等,故D 错误。
5
.滑片缓慢向右滑行全程,电容器两极板由“下正上负”逐渐转变为“上正下负”,电容器
经历先放电再充电的过程,则两极板间的电压先减小后增大,故A 错误。根据“充电电流
流向正极板,放电电流流向负极板”可知,充放电流全程由d 点经R3 流向c 点,由于过程
缓慢,则充放电流很小,所以R3 两端电压很小,即d 点电势比c 点略高,故B 错误。P 点
的电势先比上极板高,后比上极板低,故P 点电势降低,故D 错误。放电过程,向下流过
R
+
R2
+
R3 的电量为C g E
1
,充电过程,向下流过 R3 的电量为C g E
,全程向下流过
R
1
R2
R
R
1
R2
过R3 的电量为C g E
1
+ C g E
R2
+
= CE ,故C 正确。
R
+
R2
R
1
R2
1
6
.y 处为重力势能零点,则在 y 处重力势能为 0,重力势能变化与下落高度成线性关系,故
0
0
k g 4Q
(y0 + x)2
kQ
= ,解得x = y ,即A 点
A 错误。设正电荷Q 的正上方x 处电场强度为0,则
x
2
0
场强为0;机械能的变化对应电场力做功,结合图可知,A 点上方场强方向向下,A 点到正
电荷场强方向向上。则小球从O 点到B 点,电场力先做正功后做负功,机械能先增大后减
小,电势能先减小后增加并且在y0 处为0,故D 错误,B 正确。电荷初末速度为0,中间
过程不为0,所以动能先增加后减小。分析可知,则动能最大的位置在y 下方不在y 处,
0
0
故C 错误。
7
.最大动能与最小动能出现在平行于电场方向的直径的两端。设该直径(即
电场方向)与 AC 夹角为 θ,过 A 点作该直径的垂线,即为 A 点所在的等
势线。根据动能定理有qE(R - Rcosq) = E ;qE(R + Rcosq) = 3E ,得
0
0
2
E0
q
= ±60°;E =
。故选B。
qR
8
.由题意c 点的磁感应强度为零,则说明导线P、Q
在 c 点产生的磁场大小相等、方向相反,又因为
I1
R
I2
3R
c 点距P、Q 的距离比为1∶3,则k = k
,
可得电流之比为 1∶3,故 B 错误。由 B 分析可
物理参考答案·第2 页(共7 页)
知,导线Q 在d 点产生的磁场强,d 点的磁感应强度方向垂直cd 向下,由安培定则可知P
中的电流方向向外、则Q 中的电流方向向里,故A 正确。由安培定则可知,导线P、Q 在
O 点产生的磁场方向均垂直cd 连线向上,故C 正确。由于I = I ,分别作出两电流在a、
1
2
b 两点的磁感应强度大小和方向,如图所示,根据磁场的矢量合成可知a、b 两点的磁感应
强度大小相等、方向相同,故D 正确。
9
.球在 c 点对球拍的压力大小为 5mg,由牛顿第三定律,在 c 点球拍对球的支持力大小
v
2
F = 5mg ,则在 c 点F - mg = m ,解得做圆周运动的线速度大小v = 2 gR ,故 A 错
N
N
R
v
2
误。在a 处mg + F = m ,解得F = 3mg ,球在a 处受到球拍的作用力为3mg,故B 正
N
N
R
v
2
确。设在b 处球拍与水平面的夹角为q ,且仅受重力、支持力作用,则有mg tanq = m ,
R
又v = 2 gR ,解得tanq = 4 ,若不满足tanq = 4 ,小球在b 处还受摩擦力的作用,故C 错
2
πR
v
2πR
R
误。运动的周期为T =
=
= π ,故D 正确。
2
gR
g
1
0.根据左手定则可判断正离子在磁场中受力如图,所以正离子在环向
场中沿逆时针方向运动,故A 错误。由于洛伦兹力总是与速度方向
垂直,所以洛伦兹力不改变速度大小,则带电粒子在环向场中的速
度大小不变,故B 正确。由图可知左右两边磁感应强度不一样,根
mv2
R
mv
,解得R = ,可知同一正离子在磁场中因为磁感
qB
据洛伦兹力提供向心力有qvB =
应强度不同导致左右的半径不同,所以发生偏移,B 越大,R 越小,所以同一正离子在左
边部分的半径大于右边部分的半径,结合左手定则判断出正离子就会向下侧迁移,同理
可知电子向上侧迁移,故C 错误,D 正确。
非选择题:共 5 小题,共 57 分。
1.(除特殊标注外,每空1 分,共7 分)
1
(
(
1)右边
2)①4
2
②守恒(2 分) 不是(2 分)
物理参考答案·第3 页(共7 页)
【
解析】(1)根据表中数据可以判断出位移传感器在开始时距离B 端较近,则固定在右边。
(
2 )① 根据图像碰撞前 A 物块的速度为 vA = -4m/s ,碰撞前 B 物块的速度为
0
.4
.2
vB =
m/s = 2m/s 。②由图可知碰撞后A 物块的速度为v¢A = -1m/s ,碰撞后B 物块的速
0
0
- 0.4
度为v¢B =
m/s = -4m/s ,则可知m v + m v = m v¢ + m v¢ ,故可得出结论两物块
0.3 - 0.2
1
A
2
B
1
A
2
B
组成的系统在相互作用过程中动量守恒,但是总动能减少。
1
2. (除特殊标注外,每空1 分,共9 分)
(
(
1)0.30
R + R + r
2)
1
0
E
1
(
3) (2 分)
n
(
(
【
4)3.0
5)部分有(2 分)
解析】(1)电流表分度值为0.02A,读数结果为小数点后两位。
3.0
1.0
1
R + R + r
(
2)据全电路的欧姆定律E = I (R + R + r) ,得
=
1
0
。
0
1
0
I0
E
R
n
E
R1 +
+ r
R
1
1
1
(
3)据全电路的欧姆定律E = I (R + + r) ,得
=
,则有Y =
-
=
n
1
n
In
I0 In
R
E
1
R0
E
-
g
+ 。
n
(
(
4)结合图丙的截距、斜率,可得E = 3.0V,R = 3.0W ,再结合读数I0 = 0.30A ,得r =1.0W 。
R
5)方案未考虑电流表内阻,修正后E = I (R + R + r¢ + r ) ,E = I (R + + r¢ + rA ) ,
0
1
0
A
n
1
n
1
1
R
E
1
R0
E
对Y =
-
= -
g
+
无影响,则对E 和R 无影响;但r¢ + rA =1W ,对r 有影响。
I0 In
n
1
3.(10 分)
解:(1)以A 球为研究对象,受到4 个力作用,如图;可把重力
mg 和静电力Fe 先合起来看作1 个力,则可看作受3 个力平衡;
其中
物理参考答案·第4 页(共7 页)
kQ2
r2
Fe =
= 3.6N
根据对称性F = F = mg + F = 5.6N
1
2
e
(
评分标准:此小题也可用正交分解法或矢量三角形解答,不论什么方法,抓住静电力
Fe 计算 1 分,过程计算 2 分,结论各 1 分,共 5 分评分即可)
(
2)按照要求移动B 的位置,继续以A 球为研究对象,受到4 个力作用,如图;其中左
侧拉力F¢ 和静电力F¢ 共线,可把这2 个力先合起来看作1 个力,则可看作受3 个力平衡;
1
e
由 几 何 关 系 得 r¢ = 2r , 则
kQ2
(2r)2
Fe¢ =
= 0.9N
根据对称性F2¢ = mg = 2N
F¢- F¢ = mg = 2N ,则F¢= 2.9N
1
e
1
(
评分标准:此小题也可用正交分解法或矢量三角形解答,不论什么方法,抓住静电力 Fe¢
计算 1 分,过程计算 2 分,结论各 1 分,共 5 分评分即可)
4.(13 分)
1
解:(1)从小球B 释放开始,两物体在水平方向动量守恒,时刻有
mv¢ = mv¢¢
结合能量守恒,在最低点时有
2
2
mv1 = mv2
①
②
1
2
1
2
´
2mv1
2
+
mv2 = mgL
2
3
gL
解得v1 =
③
3
运动的过程有2mx1 = mx2
④
⑤
有x + x = L
1
2
L
解得x1 =
⑥
3
(
2)B 小球在最低点时,相对于A 物体做圆周运动,半径为L
相对速度为v = v + v = 3gL
⑦
1
2
物理参考答案·第5 页(共7 页)
-
-
mv2
L
根据牛顿第二定律,有Fn = T - mg =
⑧
⑨
解得细绳的最大张力为T = 4mg
(
3)物体A 和小球B 在平面直角坐标系xOy 运动过程中,设A 的位置坐标为(x¢,0) ,B
的位置坐标为(x,y) ;根据动量守恒有2m g x¢ = m g (L - x)
⑩
A、B 之间的距离不变有 (x - x¢)2 + y2 = L
⑪
⑫
(3x - L)2
联立得
+ y2 = L2
4
L
(
≤x≤L ,0≤y≤L )
⑬
3
评分标准:本题共 13 分。正确得出①~⑬式各给 1 分。得出与⑫式等价的结果也给分。
5.(18 分)
解:(1)由题意知2R1 cos53° = L ,得R1 =
1
4
2
3
L
①
②
③
5
mv0
2
粒子在磁场Ⅰ中做匀速圆周运动,有qv0 B =
R
1
mv0
计算得B = 3
2
qL
(
2)设粒子射出电场时的速度为v1 ,与+x 方向夹角为a ,在电场中运动时间为t,粒子在
电场中运动分解后x 轴方向为匀速直线运动,有x = (v0 sin 53°)t
④
⑤
1
y 轴方向为匀变速直线运动,有L = (v cos53° + v sina)t
0
1
2
mv1
R2
2
粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动,有qv1B =
⑥
由题意知10 L = R + R cosa
⑦
⑧
⑨
2
2
9
且v sin 53° = v cosa
0
1
整理计算得x = 12
L
7
物理参考答案·第6 页(共7 页)
4
L
88
35
则x0 =
+ x =
L
⑩
5
(
3)假设粒子在电场中减速了n 次后速度为v ,在磁场Ⅱ中圆周运动半径为R ,有
n
n
1
1
2
-
nqEL = mvn
2
-
mv0
2
⑪
⑫
2
1
1
2
-
(n -1)qEL = mv2
-
mv0
2
n-1
2
1
1
又2R = 2R - L -
L
n
1
3
9
4
9
得Rn =
L
⑬
⑭
1
又2Rn-1 > 2R1 - 3
L
1
得Rn-1
>
L
2
8
0
计算得n < ,n 取整数1,2,3,4
1
7
则电场强度可以为5mv0
2
,
5mv0
2
,
5mv0
2
,
5mv0
2
⑮
1
8qL
36qL
54qL
72qL
评分标准:本题共 18 分。正确得出⑮式给 4 分,其余各式各给 1 分。
物理参考答案·第7 页(共7 页)
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