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2021届山东省聊城市高三普通高中物理学业水平等级考试模拟试卷含答案
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这是一份2021届山东省聊城市高三普通高中物理学业水平等级考试模拟试卷含答案，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 在光电效应实验中，对于同一种金属而言，相同颜色入射光的强度越大，飞出的光电子的最大初动能就越大
B. 结合能越大的原子核越稳定
C. 一个氢原子从 的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射6种不同频率的光
D. 衰变成 要经过6次 衰变和8次 衰变
2.真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为 和 ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中过N点的切线与P、Q连线平行，且 ，那么〔 〕
A. P带负电，Q带正电
B. 点电荷P、Q所带电荷量的关系为
C. 在M点由静止释放一带正电的检验电荷，该电荷仅在电场力的作用下有可能沿电场线运动到N点
D. 带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
3.如下列图，固定在地面上圆盘的上外表粗糙水平，一小物块从圆盘边缘上的P点，以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径 成不同角 开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v，那么 图像应为图中的〔 〕
A. B. C. D.
4.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 同种元素的固体，可能由于原子〔或分子〕的排列方式不同而成为不同的晶体
B. 悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
C. 系统不可能从单一热源吸热全部用于做功
D. 布料做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是雨水和布料浸润
5.如下列图，理想变压器原线圈连接灯C后与 的交流电源相连，副线圈并联两个灯泡A和B，灯泡A、C的额定功率皆为 ，正常发光时电阻皆为 ，三灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为 ，那么以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 原、副线圈匝数比为2：1 B. 原、副线圈匝数比为4：1
C. 流过灯泡B的电流为 D. 正常发光时B灯电阻为
6.如下列图， 、 、 是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环〔图中未画出〕，三个滑环分别从a、b、c点无初速释放，以下关于它们下滑到d过程的说法中正确的选项是〔 〕
A. 沿 细杆下滑的滑环用时最长 B. 重力对各环的冲量中a的最小
C. 弹力对各环的冲量中c的最大 D. 合力对各环的冲量大小相等
7.如下列图，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳 水平，拉力大小为 ，绳 与绳 成 ，拉力大小为 。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角 始终不变，且物体始终保持静止状态。那么在旋转过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 逐渐增大 B. 先增大后减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
8.以下说法中不正确的选项是〔 〕
A. 电子表的液晶显示用到了偏振光
B. 光纤利用的是光的全反射
C. 红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变
D. 分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干预实验，用黄光时得到的条纹间距更窄
二、多项选择题
9.如下列图，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 ，那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 从图示时刻开始，质点b比质点a晚回到平衡位置
B. 从图示时刻开始，经 时间 处质点通过的路程为
C. 假设该波波源从 处沿x轴正方向运动，那么在 处接收到的波的频率将小于
D. 假设该波传播过程中遇到宽约为 的障碍物，那么能发生明显的衍射现象
10.如下列图，在距水平地面高为 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边杆上套有一质量 的小球A。半径 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O、半圆形轨道上的C点在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为 的小球B，用一条不可伸长的柔软轻绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直平面内，两小球均可看作质点，不计滑轮大小、质量的影响，小球B开始静止在地面上，球A、B间的轻绳刚好伸直。现给小球A一个水平向右的恒力 。重力加速度 ，那么〔 〕
A. 把小球B从地面拉到P的正下方C处时力F做功为
B. 小球B运动到C处时的速度大小为
C. 小球B被拉到与小球A速度大小相等时，
D. 把小球B从地面拉到P的正下方时C处时，小球B的机械能增加了
11.据报道，已经发射成功的“嫦娥四号〞月球探测器将在月球反面实现软着陆，并展开探测工作，它将通过早先发射的“鹊桥〞中继卫星与地球实现信号传输及控制．在地月连线上存在一点“拉格朗日L2〞，“鹊桥〞在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Hal轨道〞〔与地月连线垂直〕绕L2转动，如下列图．卫星位于“拉格朗日L2〞点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期．根据图中有关数据结合有关物理知识，可估算出〔 〕
A. 鹊桥质量 B. 月球质量 C. 地球质量 D. 鹊桥绕L2运转的速度
12.如下列图，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒 ，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向垂直于轨道平面向里，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计。现将开关拨向“1〞，导体棒 在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间 后，将开关S拨向“2〞，再经时间t，导体棒 恰好开始匀速向右运动。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 开关拨向“1〞时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动
B. 开关拨向“2〞时，金属棒可能先做加速度逐渐减小的减速运动
C. 开关拨向“2〞后，导体棒匀速运动的速率为
D. 时刻电容器所带的电荷量为
三、实验题
13.如下列图的实验装置可以用来验证力的平行四边形定那么，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位置：
〔1〕请把下面的实验步骤补写完整：
①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动；
②把一张画有等间距同心圆的厚纸，紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，有足够多等间距同心圆作为画图助手，这样做为的是方便作出力的图示。你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？答________〔选填“有〞或“没有〞，不必说明理由〕；
③记录三段绳子悬挂的钩码个数以及三段绳子的方向；
④根据记录的数据，作出三段绳子上的拉力 、 、 的图示；
⑤以表示 、 的线段为邻边，画出平行四边形，如果平行四边形的对角线所表示的力与 近似________，那么在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定那么。
〔2〕在图中A、B、C三段绳子上分别悬挂了4、5、6个钩码而静止不动，图中 、 两段绳子与竖直方向的夹角分别为 、 ，如果本实验是成功的，那么 应接近于________。
14.某同学想把满偏电流为 的电流表 改装成为双量程电压表，并用改装的电表去测量某电源的电动势和内阻：
⑴图甲是测量 内阻的实验原理图，其中 量程小于 ，先闭合开关 ，将 拨向接点a，调节变阻器 直至 满偏。
⑵保持 滑片位置不动，将 拨向接点b，调节 ，直至 满偏，此时电阻箱旋钮位置如图乙所示，记录数据，断开 。
⑶现用电流表 改装成0~1.5V和0~3.0V的双量程电压表，电路如图丙所示；那么 ________ 。
⑷用改装后的电压表的0~ 挡接在待测电源〔内阻较大〕两端时，电压表的示数为 ；换用0~ 挡测量，示数为 ；那么电源的电动势E为________V，内阻r为________ 。
⑸将上述电源与两个完全相同的元件X连接成电路图丁，X元件的伏安特性曲线如图戊；那么通过X元件的工作电流为________ 。
四、解答题
15.太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车〞，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2 ， 太阳能电池电动势为30V，内阻为30Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。电动机的直流电阻为2Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为1.6×103W/m2。
〔1〕求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率。
〔2〕这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？
16.如图为新冠肺炎期间消毒用的喷雾器结构示意图，喷雾器的容积为 ，打气筒的容积为 。某次使用时，装入了 药液，然后关闭所有阀门及加水口，并通过打气筒打气使筒内上方气体压强到达 时，停止打气并翻开喷雾阀门开始喷雾，当气体压强降为 时，喷雾器不能正常喷雾。要使喷雾器能再次喷雾，需要用打气筒向里打气，提高桶内的压强。外界大气压为 ，不考虑桶内药液产生的压强，整个过程可视为等温变化。
〔1〕喷雾器从开始喷雾，到不能正常喷雾，桶内剩余药液有多少？
〔2〕要把桶内剩余药液全部喷完，需用打气筒至少再打多少次气？
17.娱乐场有一种刺激的娱乐活动，装置的简化模型如下列图，在光滑的水平面上停放着一辆质量为 的平板车C，其右端固定一弹性缓冲装置，平板车上外表Q点到小车左端粗糙，Q点到小车右端光滑，且粗糙段长为 。小车的左端紧靠着一个固定在竖直平面半径为 的四分之一光滑圆弧形轨道，轨道底端的切线水平且与小车的上外表相平。现有质量为 的物体B放于小车左端，A物体〔活动者与滑车〕从四分之一圆形轨道顶端P点由静止滑下，A的总质量 。A滑行到车上立即和物体B结合在一起〔结合时间极短〕，沿平板车向右滑动，一段时间后与平板车到达相对静止，此时他们距Q点距离 。A和B与小车之间的动摩擦因数相同，重力加速度为 ，A、B均可视为质点。求：
〔1〕活动者滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力；
〔2〕物体B与小车之间的动摩擦因数。
18.如下列图，坐标系x轴水平，y轴竖直。在第二象限内有半径R=5cm的圆，与y轴相切于点Q点〔0， cm〕，圆内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在x=-10cm处有一个比荷为 =1.0×108C/kg的带正电的粒子，正对该圆圆心方向发射，粒子的发射速率v0=4.0×106m/s，粒子在Q点进入第一象限。在第一象限某处存在一个矩形匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度B0=2T。粒子经该磁场偏转后，在x轴M点〔6cm，0〕沿y轴负方向进入第四象限。在第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场。有一个足够长挡板和y轴负半轴重合，粒子每次到达挡板将反弹，每次反弹时竖直分速度不变，水平分速度大小减半，方向反向〔不考虑粒子的重力〕。求：
〔1〕第二象限圆内磁场的磁感应强度B的大小；
〔2〕第一象限内矩形磁场的最小面积；
〔3〕带电粒子在电场中运动时水平方向上的总路程。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A．根据光电效应方程 可知对于同一种金属而言，相同颜色的入射光频率相同，所以飞出的光电子的最大初动能相同，A不符合题意；
B．比结合能越大的原子核越稳定，B不符合题意；
C．一个氢原子从 的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射 种不同频率的光，C不符合题意；
D．每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2，每经过一次β衰变，电荷数增加1，所以 衰变成 需要经过 次α衰变和 次β衰变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用光电效应方程可以判别入射光频率相同其最大初动能相同；比结合能的大小反映原子核的稳定性；利用排列组合可以判别辐射光的种数。
2.【解析】【解答】A．根据电场线的指向可知 带正电， 带负电，A不符合题意；
B．根据电场线可知 点场强水平向右，根据场强的叠加法那么可知在 点场强关系为
根据 可知
B符合题意；
C．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，假设该电荷能够沿电场线做曲线运动，电场力的方向时刻为电场线的切线方向，不能够提供曲线运动的向心力，因此不能沿电场线运动，C不符合题意；
D．沿电场线方向电势降低，所以
检验电荷带负电，根据 可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用电场线方向可以判别场源电荷的电性；利用场强的叠加可以判别场强的大小；利用运动方向及电场力方向可以判别粒子的运的轨迹；利用电势大小结合电性可以比较电势能的大小。
3.【解析】【解答】物块从 点出发，到达边缘处，做匀减速直线运动，逆过程为匀加速直线运动，满足
变形得
结合余弦函数在0到 的图像可知，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用速度位移公式可以判别速度和夹角的对应图像。
4.【解析】【解答】A．同种元素的固体，可能由于原子〔或分子〕的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，A符合题意；
B．悬浮微粒越小，液体分子对微粒撞击造成的不平衡性越大，布朗运动越明显，B不符合题意；
C．在引起外界变化的情况下，系统可以从单一热源吸热全部用于做功，C不符合题意；
D．布料〔与雨水不浸润〕做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是液体的外表张力使得雨滴外表收缩，不易穿过雨伞的缝隙，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】固体分为晶体和非晶体，晶体具有熔点，非晶体没有熔点，晶体分为单晶体和多晶体，都具有熔点，但是单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体没有熔点，各向同性。
5.【解析】【解答】AB．根据 可知A、C灯泡正常发光时的电压
根据理想变压器的电压规律可知
AB不符合题意；
C．根据理想变压器电流的规律 可知副线圈电流
流过A灯电流为 ，所以流过B灯电流为 ，C符合题意；
D．根据欧姆定律 可知正常发光时B灯电阻
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用功率的表达式结合电压之比可以求出匝数之比；利用电流和匝数的关系可以求出电流的大小；利用欧姆定律可以求出电阻的大小。
6.【解析】【解答】A．物体从同一竖直圆上各点沿不同的光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，如图
即等时圆模型，小球下滑过程均满足
解得
根据等时圆模型可知三个滑环下滑的时间均相等，A不符合题意；
B．三个滑环重力相等，根据冲量 可知重力对各环的冲量大小相等，B不符合题意；
C．假设光滑细杆与 的夹角为 ，受力分析可知滑环所受弹力为
杆与 的夹角最大，所以弹力最大，根据冲量的定义可知弹力对各环的冲量中c的最大，C符合题意；
D．根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，根据机械能守恒定律
解得
可知从 滑到底端的滑环速度最大，合外力的冲量最大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用等时圆可以判别上轨道其运动时间相等；结合弹力的大小可以判别冲量的大小；利用动量定律结合末速度的大小可以判别合力的冲量大小。
7.【解析】【解答】对结点 受力分析，并合成三角形如图
根据图示可知顺时针转动前〔实线〕到转动后〔虚线〕过程中， 一直增大， 一直减小，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用三角形定那么结合边长的变化可以判别拉力的大小变化。
8.【解析】【解答】A．电子表的液晶显示用到了偏振光，A正确，不符合题意；
B．光纤利用的是光的全反射，B正确，不符合题意；
C．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据
可知折射率 变大，波长变短，C正确，不符合题意；
D．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干预实验，因为 ，根据干预条纹宽度公式 可知用黄光时得到的条纹间距更宽，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用波长的大小结合波长和条纹间距的关系可以判别间距的大小。
二、多项选择题
9.【解析】【解答】A．根据传播方向可知，图示时刻 、 均向下运动，所以质点b比质点a晚回到平衡位置，A符合题意；
B．质点的振动周期为
经过 ， 处的质点经过的路程为
B不符合题意；
C．根据多普勒效应可知，假设波源沿 轴正方向运动， 处接收到的频率将大于 ，C不符合题意；
D．该波波长大于障碍物的尺寸，即 ，所以能发生明显的衍射现象，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用传播的方向可以判别质点回到平衡位置的先后；利用周期结合振幅可以求出质点经过的路程大小；利用多普勒效应可以判别接收频率的大小。
10.【解析】【解答】A．把小球B从地面拉到 点，绳子缩短了
那么
A不符合题意；
B．把小球B从地面拉到 点，B球速度水平向右，在沿绳方向速度为0，所以A球此时速度为0，根据动能定理
解得
B符合题意；
C．小球B被拉到与小球A速度大小相等时，B球速度沿绳方向，如图
可知
C符合题意；
D．把小球B从地面拉到 点，小球机械能的增加量即为绳子拉力对小球B做的功，所以小球B机械能增加了 ，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用拉力和位移可以求出做功的大小；利用动能定理可以求出速度的大小；利用速度相等结合几何关系可以求出角度的大小；利用拉力做功的大小可以求出机械能的增量大小。
11.【解析】【解答】“鹊桥〞卫星位于“拉格朗日L2〞点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期，那么对“鹊桥〞卫星： 〔式中α为卫星和地球连线与x轴的夹角；β为卫星和月球连线与x轴的夹角；〕两边消掉m卫 ，那么不能求解鹊桥质量，A不符合题意；根据 可求解地球的质量；在根据 可求解月球的质量，BC符合题意；根据 ，可求解鹊桥绕L2运转的速度 ，D符合题意；
故答案为：BCD.
【分析】地球对卫星的引力和月球对卫星的引力的合力提供卫星做圆周运动的向心力，列式可看出不能求解卫星的质量；根据地月数据可求解地球的质量，从而求解月球的质量；根据线速度公式和量可求解卫星的线速度.
12.【解析】【解答】A．开关拨向“1〞时，经过 ，电容器充电
流过电路的电流
对导体棒应用牛顿第二定律
代入电流
根据加速度的定义式 得
加速度为定值，所以导体棒做匀加速直线运动，A不符合题意；
B．开关拨向“2〞时，某时刻导体棒受到的安培力表达式为
根据楞次定律可知安培力阻碍导体棒的运动，方向水平向左，假设安培力大于 ，那么导体棒做减速运动，根据牛顿第二定律
导体棒速度减小，加速度减小，所以导体棒可能做加速度减小的减速运动，B符合题意；
C．开关拨向“2〞后，导体棒速度稳定，导体棒受力平衡，那么
解得
C符合题意；
D．导体棒做匀加速直线运动，经过 时间，导体棒产生的电动势
此时电容器的带电量
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用电容的定义式结合牛顿第二定律可以判别导体棒的运动情况；利用牛顿第二定律可以判别加速度的变化；结合平衡方程可以求出匀速运动速度的大小；利用电动势结合电容的定义式可以求出电荷量的大小。
三、实验题
13.【解析】【解答】(1)②每个钩码的重量相同，可以通过钩码的个数表示力的大小，没有必要测量钩码所受的重力大小。⑤ 、 、 三力平衡，通过平行四边形可以做出 和 的合力，假设近似与 等大反向，即可在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定那么。(2)]根据平衡条件可知在水平方向
那么
【分析】〔1〕实验不需要测量钩码的重力，利用数量就可以表示力的大小；利用理论合力和实际合力方向相反大小相等可以验证平行四边形定那么；
〔2〕利用几何关系结合力的大小可以求出角度正弦值的比值大小。
14.【解析】【解答】(3)根据(1)和(2)的步骤描述，保持滑动变阻器不变，两次均使 满偏，所以 的阻值与变阻箱 的阻值相等，即
根据串联分压的规律
解得 (4)电压表示数为 时， 示数为 ，当电压表示数为 时， 示数为 ，那么根据闭合电路欧姆定律 可知
解得 ， (5)[根据电路可知两元件串联，所以流过X元件的电流相同，将闭合电路欧姆定律写作 整理得
结合数据在戊图中做出对应的 图线
图中交点即为通过X的电流，即 。
【分析】〔3〕利用电表的改装可以求出电阻的大小；
〔4〕利用闭合电路的欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小；
〔5〕利用闭合电路欧姆定律的图线与图像图线交点可以求出电流的大小。
四、解答题
15.【解析】【分析】〔1〕利用功率的表达式结合效率的表达式可以求出效率的大小；
〔2〕利用平衡条件结合功率的表达式可以求出最大速度的大小。
16.【解析】【分析】〔1〕利用等温变化可以求出剩余药液的体积大小；
〔2〕利用等温变化可以求出打气的次数。
17.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出压力的大小；
〔2〕利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出动摩擦因素的大小。
18.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合面积公式可以求出磁场的最小面积；
〔3〕利用位移公式结合速度的大小可以求出总路程的大小。
1.以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 在光电效应实验中，对于同一种金属而言，相同颜色入射光的强度越大，飞出的光电子的最大初动能就越大
B. 结合能越大的原子核越稳定
C. 一个氢原子从 的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射6种不同频率的光
D. 衰变成 要经过6次 衰变和8次 衰变
2.真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为 和 ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中过N点的切线与P、Q连线平行，且 ，那么〔 〕
A. P带负电，Q带正电
B. 点电荷P、Q所带电荷量的关系为
C. 在M点由静止释放一带正电的检验电荷，该电荷仅在电场力的作用下有可能沿电场线运动到N点
D. 带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
3.如下列图，固定在地面上圆盘的上外表粗糙水平，一小物块从圆盘边缘上的P点，以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径 成不同角 开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v，那么 图像应为图中的〔 〕
A. B. C. D.
4.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 同种元素的固体，可能由于原子〔或分子〕的排列方式不同而成为不同的晶体
B. 悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
C. 系统不可能从单一热源吸热全部用于做功
D. 布料做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是雨水和布料浸润
5.如下列图，理想变压器原线圈连接灯C后与 的交流电源相连，副线圈并联两个灯泡A和B，灯泡A、C的额定功率皆为 ，正常发光时电阻皆为 ，三灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为 ，那么以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 原、副线圈匝数比为2：1 B. 原、副线圈匝数比为4：1
C. 流过灯泡B的电流为 D. 正常发光时B灯电阻为
6.如下列图， 、 、 是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环〔图中未画出〕，三个滑环分别从a、b、c点无初速释放，以下关于它们下滑到d过程的说法中正确的选项是〔 〕
A. 沿 细杆下滑的滑环用时最长 B. 重力对各环的冲量中a的最小
C. 弹力对各环的冲量中c的最大 D. 合力对各环的冲量大小相等
7.如下列图，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳 水平，拉力大小为 ，绳 与绳 成 ，拉力大小为 。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角 始终不变，且物体始终保持静止状态。那么在旋转过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 逐渐增大 B. 先增大后减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
8.以下说法中不正确的选项是〔 〕
A. 电子表的液晶显示用到了偏振光
B. 光纤利用的是光的全反射
C. 红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变
D. 分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干预实验，用黄光时得到的条纹间距更窄
二、多项选择题
9.如下列图，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 ，那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 从图示时刻开始，质点b比质点a晚回到平衡位置
B. 从图示时刻开始，经 时间 处质点通过的路程为
C. 假设该波波源从 处沿x轴正方向运动，那么在 处接收到的波的频率将小于
D. 假设该波传播过程中遇到宽约为 的障碍物，那么能发生明显的衍射现象
10.如下列图，在距水平地面高为 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边杆上套有一质量 的小球A。半径 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O、半圆形轨道上的C点在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为 的小球B，用一条不可伸长的柔软轻绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直平面内，两小球均可看作质点，不计滑轮大小、质量的影响，小球B开始静止在地面上，球A、B间的轻绳刚好伸直。现给小球A一个水平向右的恒力 。重力加速度 ，那么〔 〕
A. 把小球B从地面拉到P的正下方C处时力F做功为
B. 小球B运动到C处时的速度大小为
C. 小球B被拉到与小球A速度大小相等时，
D. 把小球B从地面拉到P的正下方时C处时，小球B的机械能增加了
11.据报道，已经发射成功的“嫦娥四号〞月球探测器将在月球反面实现软着陆，并展开探测工作，它将通过早先发射的“鹊桥〞中继卫星与地球实现信号传输及控制．在地月连线上存在一点“拉格朗日L2〞，“鹊桥〞在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Hal轨道〞〔与地月连线垂直〕绕L2转动，如下列图．卫星位于“拉格朗日L2〞点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期．根据图中有关数据结合有关物理知识，可估算出〔 〕
A. 鹊桥质量 B. 月球质量 C. 地球质量 D. 鹊桥绕L2运转的速度
12.如下列图，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒 ，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向垂直于轨道平面向里，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计。现将开关拨向“1〞，导体棒 在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间 后，将开关S拨向“2〞，再经时间t，导体棒 恰好开始匀速向右运动。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 开关拨向“1〞时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动
B. 开关拨向“2〞时，金属棒可能先做加速度逐渐减小的减速运动
C. 开关拨向“2〞后，导体棒匀速运动的速率为
D. 时刻电容器所带的电荷量为
三、实验题
13.如下列图的实验装置可以用来验证力的平行四边形定那么，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位置：
〔1〕请把下面的实验步骤补写完整：
①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动；
②把一张画有等间距同心圆的厚纸，紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，有足够多等间距同心圆作为画图助手，这样做为的是方便作出力的图示。你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？答________〔选填“有〞或“没有〞，不必说明理由〕；
③记录三段绳子悬挂的钩码个数以及三段绳子的方向；
④根据记录的数据，作出三段绳子上的拉力 、 、 的图示；
⑤以表示 、 的线段为邻边，画出平行四边形，如果平行四边形的对角线所表示的力与 近似________，那么在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定那么。
〔2〕在图中A、B、C三段绳子上分别悬挂了4、5、6个钩码而静止不动，图中 、 两段绳子与竖直方向的夹角分别为 、 ，如果本实验是成功的，那么 应接近于________。
14.某同学想把满偏电流为 的电流表 改装成为双量程电压表，并用改装的电表去测量某电源的电动势和内阻：
⑴图甲是测量 内阻的实验原理图，其中 量程小于 ，先闭合开关 ，将 拨向接点a，调节变阻器 直至 满偏。
⑵保持 滑片位置不动，将 拨向接点b，调节 ，直至 满偏，此时电阻箱旋钮位置如图乙所示，记录数据，断开 。
⑶现用电流表 改装成0~1.5V和0~3.0V的双量程电压表，电路如图丙所示；那么 ________ 。
⑷用改装后的电压表的0~ 挡接在待测电源〔内阻较大〕两端时，电压表的示数为 ；换用0~ 挡测量，示数为 ；那么电源的电动势E为________V，内阻r为________ 。
⑸将上述电源与两个完全相同的元件X连接成电路图丁，X元件的伏安特性曲线如图戊；那么通过X元件的工作电流为________ 。
四、解答题
15.太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车〞，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2 ， 太阳能电池电动势为30V，内阻为30Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。电动机的直流电阻为2Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为1.6×103W/m2。
〔1〕求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率。
〔2〕这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？
16.如图为新冠肺炎期间消毒用的喷雾器结构示意图，喷雾器的容积为 ，打气筒的容积为 。某次使用时，装入了 药液，然后关闭所有阀门及加水口，并通过打气筒打气使筒内上方气体压强到达 时，停止打气并翻开喷雾阀门开始喷雾，当气体压强降为 时，喷雾器不能正常喷雾。要使喷雾器能再次喷雾，需要用打气筒向里打气，提高桶内的压强。外界大气压为 ，不考虑桶内药液产生的压强，整个过程可视为等温变化。
〔1〕喷雾器从开始喷雾，到不能正常喷雾，桶内剩余药液有多少？
〔2〕要把桶内剩余药液全部喷完，需用打气筒至少再打多少次气？
17.娱乐场有一种刺激的娱乐活动，装置的简化模型如下列图，在光滑的水平面上停放着一辆质量为 的平板车C，其右端固定一弹性缓冲装置，平板车上外表Q点到小车左端粗糙，Q点到小车右端光滑，且粗糙段长为 。小车的左端紧靠着一个固定在竖直平面半径为 的四分之一光滑圆弧形轨道，轨道底端的切线水平且与小车的上外表相平。现有质量为 的物体B放于小车左端，A物体〔活动者与滑车〕从四分之一圆形轨道顶端P点由静止滑下，A的总质量 。A滑行到车上立即和物体B结合在一起〔结合时间极短〕，沿平板车向右滑动，一段时间后与平板车到达相对静止，此时他们距Q点距离 。A和B与小车之间的动摩擦因数相同，重力加速度为 ，A、B均可视为质点。求：
〔1〕活动者滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力；
〔2〕物体B与小车之间的动摩擦因数。
18.如下列图，坐标系x轴水平，y轴竖直。在第二象限内有半径R=5cm的圆，与y轴相切于点Q点〔0， cm〕，圆内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在x=-10cm处有一个比荷为 =1.0×108C/kg的带正电的粒子，正对该圆圆心方向发射，粒子的发射速率v0=4.0×106m/s，粒子在Q点进入第一象限。在第一象限某处存在一个矩形匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度B0=2T。粒子经该磁场偏转后，在x轴M点〔6cm，0〕沿y轴负方向进入第四象限。在第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场。有一个足够长挡板和y轴负半轴重合，粒子每次到达挡板将反弹，每次反弹时竖直分速度不变，水平分速度大小减半，方向反向〔不考虑粒子的重力〕。求：
〔1〕第二象限圆内磁场的磁感应强度B的大小；
〔2〕第一象限内矩形磁场的最小面积；
〔3〕带电粒子在电场中运动时水平方向上的总路程。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A．根据光电效应方程 可知对于同一种金属而言，相同颜色的入射光频率相同，所以飞出的光电子的最大初动能相同，A不符合题意；
B．比结合能越大的原子核越稳定，B不符合题意；
C．一个氢原子从 的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射 种不同频率的光，C不符合题意；
D．每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2，每经过一次β衰变，电荷数增加1，所以 衰变成 需要经过 次α衰变和 次β衰变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用光电效应方程可以判别入射光频率相同其最大初动能相同；比结合能的大小反映原子核的稳定性；利用排列组合可以判别辐射光的种数。
2.【解析】【解答】A．根据电场线的指向可知 带正电， 带负电，A不符合题意；
B．根据电场线可知 点场强水平向右，根据场强的叠加法那么可知在 点场强关系为
根据 可知
B符合题意；
C．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，假设该电荷能够沿电场线做曲线运动，电场力的方向时刻为电场线的切线方向，不能够提供曲线运动的向心力，因此不能沿电场线运动，C不符合题意；
D．沿电场线方向电势降低，所以
检验电荷带负电，根据 可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用电场线方向可以判别场源电荷的电性；利用场强的叠加可以判别场强的大小；利用运动方向及电场力方向可以判别粒子的运的轨迹；利用电势大小结合电性可以比较电势能的大小。
3.【解析】【解答】物块从 点出发，到达边缘处，做匀减速直线运动，逆过程为匀加速直线运动，满足
变形得
结合余弦函数在0到 的图像可知，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用速度位移公式可以判别速度和夹角的对应图像。
4.【解析】【解答】A．同种元素的固体，可能由于原子〔或分子〕的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，A符合题意；
B．悬浮微粒越小，液体分子对微粒撞击造成的不平衡性越大，布朗运动越明显，B不符合题意；
C．在引起外界变化的情况下，系统可以从单一热源吸热全部用于做功，C不符合题意；
D．布料〔与雨水不浸润〕做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是液体的外表张力使得雨滴外表收缩，不易穿过雨伞的缝隙，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】固体分为晶体和非晶体，晶体具有熔点，非晶体没有熔点，晶体分为单晶体和多晶体，都具有熔点，但是单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体没有熔点，各向同性。
5.【解析】【解答】AB．根据 可知A、C灯泡正常发光时的电压
根据理想变压器的电压规律可知
AB不符合题意；
C．根据理想变压器电流的规律 可知副线圈电流
流过A灯电流为 ，所以流过B灯电流为 ，C符合题意；
D．根据欧姆定律 可知正常发光时B灯电阻
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用功率的表达式结合电压之比可以求出匝数之比；利用电流和匝数的关系可以求出电流的大小；利用欧姆定律可以求出电阻的大小。
6.【解析】【解答】A．物体从同一竖直圆上各点沿不同的光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，如图
即等时圆模型，小球下滑过程均满足
解得
根据等时圆模型可知三个滑环下滑的时间均相等，A不符合题意；
B．三个滑环重力相等，根据冲量 可知重力对各环的冲量大小相等，B不符合题意；
C．假设光滑细杆与 的夹角为 ，受力分析可知滑环所受弹力为
杆与 的夹角最大，所以弹力最大，根据冲量的定义可知弹力对各环的冲量中c的最大，C符合题意；
D．根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，根据机械能守恒定律
解得
可知从 滑到底端的滑环速度最大，合外力的冲量最大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用等时圆可以判别上轨道其运动时间相等；结合弹力的大小可以判别冲量的大小；利用动量定律结合末速度的大小可以判别合力的冲量大小。
7.【解析】【解答】对结点 受力分析，并合成三角形如图
根据图示可知顺时针转动前〔实线〕到转动后〔虚线〕过程中， 一直增大， 一直减小，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用三角形定那么结合边长的变化可以判别拉力的大小变化。
8.【解析】【解答】A．电子表的液晶显示用到了偏振光，A正确，不符合题意；
B．光纤利用的是光的全反射，B正确，不符合题意；
C．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据
可知折射率 变大，波长变短，C正确，不符合题意；
D．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干预实验，因为 ，根据干预条纹宽度公式 可知用黄光时得到的条纹间距更宽，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用波长的大小结合波长和条纹间距的关系可以判别间距的大小。
二、多项选择题
9.【解析】【解答】A．根据传播方向可知，图示时刻 、 均向下运动，所以质点b比质点a晚回到平衡位置，A符合题意；
B．质点的振动周期为
经过 ， 处的质点经过的路程为
B不符合题意；
C．根据多普勒效应可知，假设波源沿 轴正方向运动， 处接收到的频率将大于 ，C不符合题意；
D．该波波长大于障碍物的尺寸，即 ，所以能发生明显的衍射现象，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用传播的方向可以判别质点回到平衡位置的先后；利用周期结合振幅可以求出质点经过的路程大小；利用多普勒效应可以判别接收频率的大小。
10.【解析】【解答】A．把小球B从地面拉到 点，绳子缩短了
那么
A不符合题意；
B．把小球B从地面拉到 点，B球速度水平向右，在沿绳方向速度为0，所以A球此时速度为0，根据动能定理
解得
B符合题意；
C．小球B被拉到与小球A速度大小相等时，B球速度沿绳方向，如图
可知
C符合题意；
D．把小球B从地面拉到 点，小球机械能的增加量即为绳子拉力对小球B做的功，所以小球B机械能增加了 ，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用拉力和位移可以求出做功的大小；利用动能定理可以求出速度的大小；利用速度相等结合几何关系可以求出角度的大小；利用拉力做功的大小可以求出机械能的增量大小。
11.【解析】【解答】“鹊桥〞卫星位于“拉格朗日L2〞点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期，那么对“鹊桥〞卫星： 〔式中α为卫星和地球连线与x轴的夹角；β为卫星和月球连线与x轴的夹角；〕两边消掉m卫 ，那么不能求解鹊桥质量，A不符合题意；根据 可求解地球的质量；在根据 可求解月球的质量，BC符合题意；根据 ，可求解鹊桥绕L2运转的速度 ，D符合题意；
故答案为：BCD.
【分析】地球对卫星的引力和月球对卫星的引力的合力提供卫星做圆周运动的向心力，列式可看出不能求解卫星的质量；根据地月数据可求解地球的质量，从而求解月球的质量；根据线速度公式和量可求解卫星的线速度.
12.【解析】【解答】A．开关拨向“1〞时，经过 ，电容器充电
流过电路的电流
对导体棒应用牛顿第二定律
代入电流
根据加速度的定义式 得
加速度为定值，所以导体棒做匀加速直线运动，A不符合题意；
B．开关拨向“2〞时，某时刻导体棒受到的安培力表达式为
根据楞次定律可知安培力阻碍导体棒的运动，方向水平向左，假设安培力大于 ，那么导体棒做减速运动，根据牛顿第二定律
导体棒速度减小，加速度减小，所以导体棒可能做加速度减小的减速运动，B符合题意；
C．开关拨向“2〞后，导体棒速度稳定，导体棒受力平衡，那么
解得
C符合题意；
D．导体棒做匀加速直线运动，经过 时间，导体棒产生的电动势
此时电容器的带电量
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用电容的定义式结合牛顿第二定律可以判别导体棒的运动情况；利用牛顿第二定律可以判别加速度的变化；结合平衡方程可以求出匀速运动速度的大小；利用电动势结合电容的定义式可以求出电荷量的大小。
三、实验题
13.【解析】【解答】(1)②每个钩码的重量相同，可以通过钩码的个数表示力的大小，没有必要测量钩码所受的重力大小。⑤ 、 、 三力平衡，通过平行四边形可以做出 和 的合力，假设近似与 等大反向，即可在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定那么。(2)]根据平衡条件可知在水平方向
那么
【分析】〔1〕实验不需要测量钩码的重力，利用数量就可以表示力的大小；利用理论合力和实际合力方向相反大小相等可以验证平行四边形定那么；
〔2〕利用几何关系结合力的大小可以求出角度正弦值的比值大小。
14.【解析】【解答】(3)根据(1)和(2)的步骤描述，保持滑动变阻器不变，两次均使 满偏，所以 的阻值与变阻箱 的阻值相等，即
根据串联分压的规律
解得 (4)电压表示数为 时， 示数为 ，当电压表示数为 时， 示数为 ，那么根据闭合电路欧姆定律 可知
解得 ， (5)[根据电路可知两元件串联，所以流过X元件的电流相同，将闭合电路欧姆定律写作 整理得
结合数据在戊图中做出对应的 图线
图中交点即为通过X的电流，即 。
【分析】〔3〕利用电表的改装可以求出电阻的大小；
〔4〕利用闭合电路的欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小；
〔5〕利用闭合电路欧姆定律的图线与图像图线交点可以求出电流的大小。
四、解答题
15.【解析】【分析】〔1〕利用功率的表达式结合效率的表达式可以求出效率的大小；
〔2〕利用平衡条件结合功率的表达式可以求出最大速度的大小。
16.【解析】【分析】〔1〕利用等温变化可以求出剩余药液的体积大小；
〔2〕利用等温变化可以求出打气的次数。
17.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出压力的大小；
〔2〕利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出动摩擦因素的大小。
18.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合面积公式可以求出磁场的最小面积；
〔3〕利用位移公式结合速度的大小可以求出总路程的大小。
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