吉林省长春市第六中学2020届高三下学期物理二模模拟3月线上测试试卷
一、单选题
1．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则（ ）
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
2．（2019·菏泽模拟）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为（ ）
A．12m B．12.8m C．14m D．14.8m
3．（2016·北京）如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是（ ）
A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同
B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同
C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量
4．（2020·长春模拟）如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的 点，b粒子打在B板的 点，若不计重力，则( )
A．a的电荷量一定大于b的电荷量 B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷
5．（2020·长春模拟）如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a， a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的比荷为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0
二、多选题
6．（2020·长春模拟）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路.若T1、T2均为理想变压器, T2的副线圈两端电压． （V），当用电器电阻R0=llΩ时( )
A．通过用电器R0的电流有效值是20A
B．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小
C．发电机中的电流变化频率为100 Hz
D．升压变压器的输入功率为4650W
7．（2020·长春模拟）一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是( )
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
8．（2020·长春模拟）如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为 ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为2:1
B．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为
C．A落地时速率为
D．A，B质量之比为1：4
9．（2020·长春模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零
B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
三、实验题
10．（2020·长春模拟）如图甲所示装置，可以进行以下实验：
A.“研究匀变速直线运动”
B.“验证牛顿第二定律”
C.“研究合外力做功和物体动能变化关系
（1）在A，B，C这三个实验中， 需要平衡摩擦阻力。
（2）已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足 前述A，B，C三个实验中， 不需要满足此要求。
（3）如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式 ，该小车动能改变量的表达式 。由于实验中存在系统误差，所以W 选填“小于”、“等于”或“大于” 。
11．（2020·长春模拟）在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的的实验器材。
（1）甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻，则
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接 ；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示，可得电源的电动势E= V，内电阻r= Ω(结果保留两位有效数字)。
（2）乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图e所示，可得电源的电动势E= V，内电阻r= Ω(结果保留两位有效数字)。
四、解答题
12．（2020·长春模拟）如图，质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量m2=0.5 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端．一质量为m0=0.05 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以2 m/s的速度滑离小车．已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g=10 m/s2，求：
（1）子弹相对小车静止时小车速度的大小；
（2）小车的长度L．
13．（2020·长春模拟）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比．
14．（2020·长春模拟）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
（1）抽气前氢气的压强；
（2）抽气后氢气的压强和体积．
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故BCD错误，A正确．
故选：A．
【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．
2．【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a，由公式 ，其中 ， 代入解得： ，
当 时，汽车刹车的位移为 ，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用速度位移公式可以求出刹车距离的大小。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】从轨道1变轨到2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式 可得 ，故只要半径相同，加速度则相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以过程的加速度在变，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误；
【分析】卫星变轨，做离心运动要加速；万有引力提供向心力；加速度和动量都是矢量．
4．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】设任一粒子的速度为v，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为：
时间为：
偏转量为：
因为两个粒子的初速度相等，则 ，则得a粒子的运动时间短，则a的加速度大，a粒子的比荷 就一定大，但a、b的电荷量和质量无法确定大小关系，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用类平抛的位移公式结合牛顿第二定律可以比较比荷的大小。
5．【答案】D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：
设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有
可得粒子在磁场中做圆周运动的半径
A不符合题意；
B．根据几何关系可得
所以
圆弧OP的长度
所以粒子的发射速度大小
B不符合题意；
C．根据洛伦兹力提供向心力有
结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比
C不符合题意；
D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：
粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。
设从P点射出的粒子转过的圆心角为 ，时间为 ，从E点射出的粒子转过的圆心角为 ，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用几何关系可以求出轨道半径的大小；利用弧长的大小结合运动时间可以求出发射速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出比荷的大小；利用圆心角的大小可以求出粒子的运动时间。
6．【答案】A,D
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】A. 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为U= V=220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，A符合题意；
B. 当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输出功率增大，则发电机的输出功率也增大，B不符合题意；
C. 交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率f=ω/2π=50Hz.C不符合题意；
D. 根据I3：I4=n4：n3得，输电线上的电流I3=5A，则输电线上损耗的功率P损= =25×10W=250W，降压变压器的输入功率P3=U4I4=220×20W=4400W，则升压变压器的输出功率P=P3+P损=4400+250W=4650W.D符合题意；
故答案为：AD
【分析】在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率．
7．【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A. 导体棒 匀速上升，受力平衡， 棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得 棒受到的推力：
A不符合题意；
B. 对 棒，受到向下的重力 和向上的安培力 安，由平衡条件得： 安
联立解得：
B符合题意；
C. 在2s内，电路产生的电能：
则在2s内，拉力做功，有 的机械能转化为电能，C符合题意；
D. 在2s内拉力做的功为：
D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用平衡条件结合欧姆定律可以求出速度的大小及拉力的大小；利用焦耳定律可以求出电路产生的电能大小；利用恒力和位移可以求出拉力做功的大小。
8．【答案】A,B,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A. 设小球速度为vA，立方体速度为vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：vAsin30 =vB，解得：vA=2vB，A符合题意；
B. 根据牛顿第二定律有：mgsin30 =m ，解得vA= ，vB=vA/2= ，B符合题意；
C. A从分离到落地，小球机械能守恒，mgLsin30°= ，v= ，C不符合题意；
D. 在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，
则有：mgL(1 sin30 )= +
把vA和vB的值代入，化简得：m：M=1：4，D符合题意。
故答案为：ABD.
【分析】利用速度的分解可以求出速率之比；利用牛顿第二定律可以求出速率的大小；利用机械能守恒定律可以求出小球落地速度的大小及小球质量之比。
9．【答案】B,D,E
【知识点】饱和汽及物态变化中能量；温度
【解析】【解答】A．分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，A不符合题意；
B．表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，B符合题意；
C．空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，C不符合题意；
D．晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，D符合题意；
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】分子的平均速率不可能等于0；瞬时速率可以等于0；空气中的绝对湿度是用空气所含水蒸气的压强表示。
10．【答案】（1）BC
（2）A
（3）；；大于
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】 在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要平衡摩擦阻力；
故答案为：BC。 已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力。为此需要满足 前述A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；
故答案为：A。 纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式： ；
打D点时的速度： ，
则小车动能的改变量： ；
由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量 。
故答案为： ； ； 大于
【分析】根据实验原理与实验注意事项分析答题。由匀变速直线运动的推论求出打D点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题。
11．【答案】（1）；2.8；0.60
（2）3.0；0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
②根据闭合电路欧姆定律可得： ，则由数学规律可知电动势 ，内电阻 ；(2)由乙同学的电路接法可知 左右两部分并联后与 串联，则可知在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.5A，此时两部分电阻相等，则总电流为 ；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.4V时，干路电流为 ；则根据闭合电路欧姆定律可得 ， ，解得电源的电动势 ，内电阻 ；
【分析】（1）利用电路图完成实物图连接；
（2）利用欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小；
（3）利用图像坐标结合欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小。
12．【答案】（1）解：子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得m0v0=(m0+m1)v1…………①
解得v1=10 m/s
（2）解：三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3…………②
解得v2=8 m/s
由能量守恒可得 (m0+m1) =μm2g·L+ (m0+m1) + m2 …………③
解得L=2 m
【知识点】木板滑块模型
【解析】【分析】（1）利用动量守恒定律可以求出速度的大小；
（2）利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出小车的长度大小。
13．【答案】（1）解：粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为 ，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度： ，
又 ，
解得 ，即 ，
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
（2）解：设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度： ，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有： ，
根据几何关系可知：
解得：
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用类平抛的位移公式结合速度公式可以求出速度的大小和方向；
（2）利用牛顿第二定律结合几何关系可以求出电场强度和磁感应强度之比。
14．【答案】（1）解：设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得（p10–p）·2S=（p0–p）·S①
得p10= （p0+p）②
（2）解：设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③
由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0=2（V0–V2）⑥
联立②③④⑤⑥式解得 ⑦
⑧
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用平衡条件可以求出氢气的压强的大小；
（2）利用平衡条件结合等温变化可以求出气体的压强和体积大小。
吉林省长春市第六中学2020届高三下学期物理二模模拟3月线上测试试卷
一、单选题
1．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则（ ）
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故BCD错误，A正确．
故选：A．
【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．
2．（2019·菏泽模拟）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为（ ）
A．12m B．12.8m C．14m D．14.8m
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a，由公式 ，其中 ， 代入解得： ，
当 时，汽车刹车的位移为 ，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用速度位移公式可以求出刹车距离的大小。
3．（2016·北京）如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是（ ）
A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同
B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同
C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】从轨道1变轨到2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式 可得 ，故只要半径相同，加速度则相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以过程的加速度在变，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误；
【分析】卫星变轨，做离心运动要加速；万有引力提供向心力；加速度和动量都是矢量．
4．（2020·长春模拟）如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的 点，b粒子打在B板的 点，若不计重力，则( )
A．a的电荷量一定大于b的电荷量 B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】设任一粒子的速度为v，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为：
时间为：
偏转量为：
因为两个粒子的初速度相等，则 ，则得a粒子的运动时间短，则a的加速度大，a粒子的比荷 就一定大，但a、b的电荷量和质量无法确定大小关系，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用类平抛的位移公式结合牛顿第二定律可以比较比荷的大小。
5．（2020·长春模拟）如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a， a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的比荷为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0
【答案】D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：
设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有
可得粒子在磁场中做圆周运动的半径
A不符合题意；
B．根据几何关系可得
所以
圆弧OP的长度
所以粒子的发射速度大小
B不符合题意；
C．根据洛伦兹力提供向心力有
结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比
C不符合题意；
D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：
粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。
设从P点射出的粒子转过的圆心角为 ，时间为 ，从E点射出的粒子转过的圆心角为 ，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用几何关系可以求出轨道半径的大小；利用弧长的大小结合运动时间可以求出发射速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出比荷的大小；利用圆心角的大小可以求出粒子的运动时间。
二、多选题
6．（2020·长春模拟）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路.若T1、T2均为理想变压器, T2的副线圈两端电压． （V），当用电器电阻R0=llΩ时( )
A．通过用电器R0的电流有效值是20A
B．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小
C．发电机中的电流变化频率为100 Hz
D．升压变压器的输入功率为4650W
【答案】A,D
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】A. 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为U= V=220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，A符合题意；
B. 当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输出功率增大，则发电机的输出功率也增大，B不符合题意；
C. 交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率f=ω/2π=50Hz.C不符合题意；
D. 根据I3：I4=n4：n3得，输电线上的电流I3=5A，则输电线上损耗的功率P损= =25×10W=250W，降压变压器的输入功率P3=U4I4=220×20W=4400W，则升压变压器的输出功率P=P3+P损=4400+250W=4650W.D符合题意；
故答案为：AD
【分析】在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率．
7．（2020·长春模拟）一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是( )
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A. 导体棒 匀速上升，受力平衡， 棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得 棒受到的推力：
A不符合题意；
B. 对 棒，受到向下的重力 和向上的安培力 安，由平衡条件得： 安
联立解得：
B符合题意；
C. 在2s内，电路产生的电能：
则在2s内，拉力做功，有 的机械能转化为电能，C符合题意；
D. 在2s内拉力做的功为：
D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】利用平衡条件结合欧姆定律可以求出速度的大小及拉力的大小；利用焦耳定律可以求出电路产生的电能大小；利用恒力和位移可以求出拉力做功的大小。
8．（2020·长春模拟）如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为 ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为2:1
B．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为
C．A落地时速率为
D．A，B质量之比为1：4
【答案】A,B,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A. 设小球速度为vA，立方体速度为vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：vAsin30 =vB，解得：vA=2vB，A符合题意；
B. 根据牛顿第二定律有：mgsin30 =m ，解得vA= ，vB=vA/2= ，B符合题意；
C. A从分离到落地，小球机械能守恒，mgLsin30°= ，v= ，C不符合题意；
D. 在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，
则有：mgL(1 sin30 )= +
把vA和vB的值代入，化简得：m：M=1：4，D符合题意。
故答案为：ABD.
【分析】利用速度的分解可以求出速率之比；利用牛顿第二定律可以求出速率的大小；利用机械能守恒定律可以求出小球落地速度的大小及小球质量之比。
9．（2020·长春模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零
B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
【答案】B,D,E
【知识点】饱和汽及物态变化中能量；温度
【解析】【解答】A．分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，A不符合题意；
B．表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，B符合题意；
C．空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，C不符合题意；
D．晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，D符合题意；
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】分子的平均速率不可能等于0；瞬时速率可以等于0；空气中的绝对湿度是用空气所含水蒸气的压强表示。
三、实验题
10．（2020·长春模拟）如图甲所示装置，可以进行以下实验：
A.“研究匀变速直线运动”
B.“验证牛顿第二定律”
C.“研究合外力做功和物体动能变化关系
（1）在A，B，C这三个实验中， 需要平衡摩擦阻力。
（2）已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足 前述A，B，C三个实验中， 不需要满足此要求。
（3）如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式 ，该小车动能改变量的表达式 。由于实验中存在系统误差，所以W 选填“小于”、“等于”或“大于” 。
【答案】（1）BC
（2）A
（3）；；大于
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】 在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要平衡摩擦阻力；
故答案为：BC。 已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力。为此需要满足 前述A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；
故答案为：A。 纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式： ；
打D点时的速度： ，
则小车动能的改变量： ；
由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量 。
故答案为： ； ； 大于
【分析】根据实验原理与实验注意事项分析答题。由匀变速直线运动的推论求出打D点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题。
11．（2020·长春模拟）在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的的实验器材。
（1）甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻，则
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接 ；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示，可得电源的电动势E= V，内电阻r= Ω(结果保留两位有效数字)。
（2）乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图e所示，可得电源的电动势E= V，内电阻r= Ω(结果保留两位有效数字)。
【答案】（1）；2.8；0.60
（2）3.0；0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
②根据闭合电路欧姆定律可得： ，则由数学规律可知电动势 ，内电阻 ；(2)由乙同学的电路接法可知 左右两部分并联后与 串联，则可知在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.5A，此时两部分电阻相等，则总电流为 ；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.4V时，干路电流为 ；则根据闭合电路欧姆定律可得 ， ，解得电源的电动势 ，内电阻 ；
【分析】（1）利用电路图完成实物图连接；
（2）利用欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小；
（3）利用图像坐标结合欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小。
四、解答题
12．（2020·长春模拟）如图，质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量m2=0.5 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端．一质量为m0=0.05 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以2 m/s的速度滑离小车．已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g=10 m/s2，求：
（1）子弹相对小车静止时小车速度的大小；
（2）小车的长度L．
【答案】（1）解：子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得m0v0=(m0+m1)v1…………①
解得v1=10 m/s
（2）解：三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3…………②
解得v2=8 m/s
由能量守恒可得 (m0+m1) =μm2g·L+ (m0+m1) + m2 …………③
解得L=2 m
【知识点】木板滑块模型
【解析】【分析】（1）利用动量守恒定律可以求出速度的大小；
（2）利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出小车的长度大小。
13．（2020·长春模拟）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比．
【答案】（1）解：粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为 ，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度： ，
又 ，
解得 ，即 ，
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
（2）解：设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度： ，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有： ，
根据几何关系可知：
解得：
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用类平抛的位移公式结合速度公式可以求出速度的大小和方向；
（2）利用牛顿第二定律结合几何关系可以求出电场强度和磁感应强度之比。
14．（2020·长春模拟）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
（1）抽气前氢气的压强；
（2）抽气后氢气的压强和体积．
【答案】（1）解：设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得（p10–p）·2S=（p0–p）·S①
得p10= （p0+p）②
（2）解：设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③
由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0=2（V0–V2）⑥
联立②③④⑤⑥式解得 ⑦
⑧
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用平衡条件可以求出氢气的压强的大小；
（2）利用平衡条件结合等温变化可以求出气体的压强和体积大小。
