参照机密级管理★启用前
八省适应性联考模拟演练考试（二）
物理试题
命题：四川省新高考教研联盟试题研究中心
审题：四川省新高考教研联盟试题研究中心
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的4个选项中只有一个答
案符合要求。
1 . 一质点做直线运动，当时，x>0, v>0, a>0,以后加速度a均匀减小，则以下说法正确的是（ ）
A.位移开始减小，直到加速度等于零 B.位移继续增大，直到加速度等于零
C,速度继续增大，直到加速度等于零 D,速度开始减小，直到加速度等于零
2 .在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：
两根圆柱形木杆43和相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑*九上，瓦将沿滑轨
滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔破，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行
A.减少每次运送瓦的块数 B.增多每次运送瓦的块数
C,减小两杆之间的距离 D.增大两杆之间的距离
3 .如图所示，竖直平面内有一固定半圆环，为其直径且为8水平，。为圆心，一质量〃尸0.5kg的小球套
在圆环上的P点，小球受到三个拉力a、B、4作用保持静止状态，三个拉力的方向如图所示。已知后=4N,
Fx \F2 \F3 = PA\PO \PB , sin37°=0.6, cos37°=0.8, g=10m/s2,则圆环对小球的支持力为（ ）
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A. 8N B. ION
C. 12N D. 15N
4 . 一个动能为2.0eV的电子从很远处向一个固定的质子飞去。电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子,
电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。己知氢原子的基态能量为-13.6eV,光在真空中的速度为
3.0xl08m/s,电子电量的大小和普朗克常量分别为1.6xl（）T9c和6.6xl0-34kg.m2/s。所放出的光子的
波长最接近的值是（ ）
A. 79nm B. 91nm C. 107nm D. 620nm
5 .如图所示，在竖直平面内正方形Oabc区域内有沿x轴正方向的匀强电场，在等腰直角三角形cde区域内
存在沿丁轴正方向的匀强电场，且两个区域内的电场强度大小相等。在正方形0。儿区域内的某些位置由静
止释放电子后，这些电子均可到达x轴上的e点，己知Oa=Oe,不计电子的重力作用，则这些位置的横坐
A. y=2x B.y=4x C. y=x2 D. y=2x2
6.如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为 ,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道力。的最低点，A
点到8、。两点的距离均为L /点在30边上的竖直投影点为轴上以。两点固定两个等量的正点电
荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强展强的点，这两个点关于原点。对称。在彳点将质量为
m、电荷量为-9的小球套在轨道力C上（忽略它对原电场的影响）将小球由静止释放，已知静电力常量为
重力加速度为g, 且呼邛mg，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
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A.图中的/点是二轴上场强最强的点
mg
B.轨道上力点的电场强度大小为上
q
C.小球刚到达C点时的加速度为恁
D.小球刚到达C点时的动能为
7 . 〃mol理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态。，其P （体积）-T （绝对温度）图
如图所示。已知此过程中当P = ■匕时，温度达到最大值7mx =2相（其中外和％分别是状态P的压
2 4 nR
强和体积，H是普适气体常量）.若状态P和。的温度7；和外都等于噜公，则该过程的p （压强）-P图
为（ ）
A.
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二、多选题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多项符
合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得部分分，有选错得0分。
8 .如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，
当滑动变阻器用的滑片P向a端移动时，电压表V、Y和V2的示数分别为。、，和。2,三个电压表示
数变化量的绝对值分别为AU, AG和AU ，电流表A的示数为/,电流表示数变化量的绝对值为△/,以
下说法中正确的是（ ）
A牛增尢等不变
B.电源的总功率和效率均增大
c. mj2 >\u] +\u
D.如果设流过电阻&的电流变化量的绝对值为△/2，流过滑动变阻器g的电流变化量的绝对值为A4，
贝ij A/, < AZ3
9 .如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B, 〃为磁场边界上一点，
有无数个带电量为式夕>0）、质量为〃 的相同粒子在纸面内向各个方向以相同的速率通过〃点进入磁场，这
些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的不计粒子的重力，不计
6
粒子间的相互作用，下列说法正确的是
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A.粒子从〃点进入磁场时的速率】，=场匹
2/w
B.粒子从〃点进入磁场时的速率y = 且达
2m
C.若将磁感应强度的大小变为亭，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的0
D.若将磁感应强度的大小变为亘，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的自
2 2
10 .如图，两竖直墙面的间距为/, 一个质量为旭、边长为d的正方形木块被一轻直弹簧顶在左侧墙面上,
弹赞右端固定在右侧墙面上，且弹簧与墙面垂直。已知木块与墙面之间的最大静摩擦因数为〃，弹赞原长
为/,劲度系数为4,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A.如果〃 竽，则木块不处于平衡状态
B.如果k = 誓,则墙面对木块的正压力为弛
C.如果k = 誓,则木块受到的静摩擦力大小为也
D.为使木块在此位置保持平衡状态，儿最小为要
三、实验题
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11 .某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。4点距光电门8的高度为儿
O---Tj
h 【主尺 cm
游标尺 10
甲 乙
(1)用十分度游标卡尺测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径d=mm。
(2)将小球从4点由静止释放，若小球通过光电门3的时间为/,则小球通过光电门3时的速度大小
V =(用"、/表示)。
(3)已知。》d,当地的重力加速度大小为g,若满足关系式2g6= (用〃、/表示)，则
说明在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能守恒。
12 .某同学为了测量电源的电动势和内阻，根据元件的不同，分别设计了以下两种不同的电路。
实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源 ,辅助电源医；
电阻箱片、&，滑动变阻器R、R'；
电压表V 电流表A :
灵敏电流计G,两个开关S- S,o
主要实验步骤如下:
①按图连接好电路，闭合开关S1和S2,再反复调节4和4，或者滑动变阻器及、R'，使电流计G的示
数为0,读出电流表A、电压表V示数分别为4、5。
②反复调节电阻箱片和火2 (与①中的电阻值不同)，或者滑动变阻器R、R',使电流计G的示数再次为0,
读出电流表A、电压表V的示数分别为4、。2。
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回答下列问题：
(1)哪套方案可以更容易得到实验结果(填“甲”或“乙”)。
(2)电源的电动势E的表达式为,内阻尸为 o
(3)若不计偶然误差因素的影响，考虑电流、电压表内阻，经理论分析可得，E艰 (填“大于”“小于”
或“等于")Ek ,%(填“大于”“小于”或“等于”)
四、解答题：本大题共3小题，共44分，解答应写出文字说明，证明过程及步骤。
13 .如图，中空的水平圆形转盘内径-0.6m,外径足够大，沿转盘某条直径有两条光滑凹槽，凹槽内有A、
B、D、E四个物块，D、E两物块分别被锁定在距离竖直转轴QLOm处，A、B分别紧靠D、E放置。两
根不可伸长的轻绳，每根绳长L=1.4m, 一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮，穿过
D、E两物块中间的光滑圆孔，系在A、B两个物块上，A、B、D、E四个物块的质量均为m=1.0kg, C物
块的质量叫=20kg,所有物块均可视为质点，(取重力加速度g=10m/s2),计算结果可用最简的分式与根号
表示)
(1)启动转盘，转速缓慢增大，求A、D以及B、E之间恰好无压力时的细绳的拉力及转盘的角速度：
(2)停下转盘后，将C物块置于圆心0处，并将A、B向外测移动使轻绳水平拉直，然后无初速度释放A、
B、C物块构成的系统，求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度：
(3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定，若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起，且碰撞时间极短，求碰
后C物块的速度。
14 .半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，某公司开发的第一代晶圆掺杂机主要由三部分组成：离子
发生器，控制器和标靶。简化模型如图所示，离子发生器产生电量为+夕，质量为，〃的离子，以足够大速度
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沿电场的中央轴线飞入电场；控制器由靠得很近的平行金属板A、B和相互靠近的两个电磁线圈构成（忽
略边缘效应），极板A、B长为L）,间距为力 加上电压时两板间的电场可当作匀强电场，两电磁线圈间的
圆柱形磁场可以当作匀强磁场，磁感应强度与电流的关系3=〃/, A为常数，匀强电场与（柱形）匀强磁场的
中轴线互相垂直相交，磁场横截面的半径为“：标靶是半径为R的单晶硅晶圆，并以晶圆圆心为坐标原点,
建立电正交坐标系。晶圆与匀强电场的中轴线垂直，与匀强磁场的中轴线平行，且与匀强电场中心和柱
形匀强磁场中轴线的距离分别为乙和4,其中火=也与。Uab=。，/=0时，离子恰好打到晶圆的（0, 0）
点。
（1）当/=o, 0AB=a时，离子恰好能打到（0, -R）点，求a的值。
（2）当。叱=0, / =4时，离子能打到点（H, 0）,求《的值。
（3）试导出离子打到晶圆上位置G, 7）与Uab和/的关系式。（提示：磁场中运动时间很短，可以不考虑
15 . 一小型风洞实验室内水平桌面上放两根足够长的平行导轨，导轨间距为心如图甲（俯视）所示。虚线
左侧区域I有竖直向下的匀强磁场囱，虚线PQ右侧区域III有竖直向下的匀强磁场中间区域II有水
平向左的匀强磁场Bi=Bz=B, &=2及中间区域处于一向上的风洞中，当棒经过此区域时会受到竖直向
上的恒定风力厂=〃陪的作用。长度均为 的导体棒必、cd与导轨接触良好，两棒质量均为小，棒电阻
R
为一，棒cd电阻为上 其余电阻不计。两棒最初静止，现给棒而一个水平向右的瞬间冲量使得其获得初
2
速度V0,已知棒cd到达朋N前两棒不相碰且均已匀速。当棒cd刚进入区域n时，对棒外施加一水平向右
的外力使棒向右做匀加速直线运动，外力随时间变化的图像如图乙所示。已知直线斜率为A, /o时刻棒
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cd恰好进入区域HI,棒cd进入区域in后瞬间撤去棒时上的外力。区域I、in导轨光滑，中间区域导轨粗糙
且与棒cd的动摩擦因数为〃，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，棒功始终在区域I运动。已知
B2I}v 2mkR2 _ ,,..,
‘° = 等"’〃 =58仆，重力加速度为g°求:
(1)棒协刚开始运动时，棒两端的电势差&b；
(2)图乙中尸。时刻外力R)多大，力时刻棒曲的速度多大:
(3)棒cd进入区域山后的过程中闭合回路产生的焦耳热多大。
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参照机密级管理★启用前
八省适应性联考模拟演练考试（二）
物理试题
命题：四川省新高考教研联盟试题研究中心
审题：四川省新高考教研联盟试题研究中心
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的4个选项中只有一个答
案符合要求。
1 . 一质点做直线运动，当时，x>0, v>0, a>0,以后加速度a均匀减小，则以下说法正确的是（ ）
A.位移开始减小，直到加速度等于零 B.位移继续增大，直到加速度等于零
C.速度继续增大，直到加速度等于零 D,速度开始减小，直到加速度等于零
【答案】C
【解析】
【详解】因】>0, a>0,即加速度和速度同向，物体做加速度运动，随着加速度的减小，物体的速度继续增
加，当加速度减为零时速度达到最大，此后物体做匀速运动，此过程中速度的方向保持不变，即位移一直
增加。
故选C。
2 .在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：
两根圆柱形木杆48和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨
滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔破，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行
的是（ ）
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c A
A,减少每次运送瓦的块数 B,增多每次运送瓦的块数
C,减小两杆之间的距离 D,增大两杆之间的距离
【答案】D
【解析】
【详解】要使瓦滑到底端的速度相对减小，应当增大瓦与杆之间的摩擦力，由于它们的粗糙程度一定，由
/ =，N
故应增大N1、N2,由图可知，只有增大两杆之间的距离，才能增大M、M
N N
mg cos 0
故选D。
3 .如图所示，竖直平面内有一固定半圆环，为其直径且为8水平，。为圆心，一质量〃『0.5kg的小球套
在圆环上的P点，小球受到三个拉力月、&、”3作用保持静止状态，三个拉力的方向如图所示。已知B=4N,
FX .F2 -.F3 = PA -.PO .PB , sin370=0.6, cos370=0.8, g=10m/s2,则圆环对小球的支持力为（ ）
A. 8N B. ION
C. 12N D. 15N
【答案】D
【解析】
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【详解】对小球受力分析，如图所示
先将月与后合成，它们的合力为斤3,根据平行四边形定则可知，巧3与B共线同向，且大小是B的两倍,
即
= 8N
再将重力正交分分解，根据平衡条件，沿半径方向有
& = wgsin37° + Fi3+F2
代入数据解得
Fn =0.5x10x0.6N + 8N + 4N = 15N
故选D。
4 . 一个动能为2.0eV的电子从很远处向一个固定的质子飞去。电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子,
电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。已知氢原子的基态能量为-13.6eV,光在真空中的速度为
3.0xl08m/s,电子电量的大小和普朗克常量分别为L6x1()t9c和6.6xl0-34kg.m2/s0所放出的光子的
波长最接近的值是( )
A. 79nm B. 91nm C. 107nm D. 620nm
【答案】A
【解析】
【详解】根据能量守恒可知放出光子能量为
\E = F0- , = 15.6eV=2.496x 10-I8J
根据
A = hv = h —
2
可得波长
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he 6.63x1。-" x3xl()8
A = m= 7.9x 10~7m= 79nm~\E ~~2.496x1079
故选Ao
5 .如图所示，在竖直平面内正方形Oa从区域内有沿x轴正方向的匀强电场，在等腰直角三角形cde区域内
存在沿y轴正方向的匀强电场，且两个区域内的电场强度大小相等。在正方形Oa6c区域内的某些位置由静
止释放电子后，这些电子均可到达x轴上的e点，已知Oo=Oe,不计电子的重力作用，则这些位置的横坐
标x与纵坐标歹之间的函数关系式为（ )
A. j=2x B.y=4x C. y=x2
【答案】B
【解析】
【详解】由题意，正方形。而c区域内某电子在位置坐标x、y由静止释放后，沿x轴负方向做匀加速直线
运动，设加速度为经y轴时的速度为vo,由速度位移关系公式，则有
%=2ax
进入三角形Me区域的位置为P点，设Pe = L,电子在三角形cde区域内做类平抛运动，在水平方向则有
cos 45° =vor
在竖直方向则有
两个区域内的电场强度大小相等，则有又有
L = ———= y/2y
sin 450
联立以上各式解得
y = 4x
故选Bo
6 .如图所示，水平面内的等边三角形8a）的边长为心 顶点。恰好位于光滑绝缘直轨道ZC的最低点，A
点到心。两点的距离均为L, 4点在8。边上的竖直投影点为O°y轴上8、。两点固定两个等量的正点电
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荷，在二轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点0对称。在力点将质量为
加、电荷量为-9的小球套在轨道力。上（忽略它对原电场的影响）将小球由静止释放，已知静电力常量为4,
重力加速度为g，且搭 = @mg，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
L 3
A.图中的4点是z轴上场强毋强的点
B,轨道上4点的电场强度大小为整
q
c.小球刚到达。点时的加速度为恁
D.小球刚到达C点时的动能为:mgL
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知0人=正乙，如图所示，尸为三轴上一点，连线与z轴的夹角为6
根据等量同种电荷的电场分布可知尸点的电场强度竖直向上，大小表示为
E=-2*Jcos6
整理得
人工^ cosesin2” 8『cos 6(1 - cos2。)
1)
令1 = 856, /6(0,1),可得函数
第5页/共23页
对函数求导
小）=1一3,
令/'0） = 0,解得
3
结合导函数的性质可知，在76（0,9］时，/"）单调递增，在/?（弓,1）时，/⑺单调递减，因此
/ = cos6 =巫时，电场强度最大，即
3
。尸=殁=回
tan。 4
由此可知，z轴上距离O点 处的两点电场强度最大，A错误：
4
B. ND4O = 30。，轨道上力点的电场强度大小
r 2kQ lno 限。mg
E. = 7^ COS 30° = -—2-
A C Eq
B正确：
C.由几何关系可知
OA = OC = ^-L, ZJCO = 45°
2
根据对称性可知，A、C两点的电场强度大小相等，因此，C点的电场强度方向沿X轴正方向，电场强度
大小表示为
小球在C点时的受力如图所示
小球在。受到的电场力为
Fc = qEc=mg
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沿杆方向的合力为
F = mg cos 45° - Fc cos 45° = ma
解得
a = 0
由此可知小球刚到达C点时的加速度为0, c错误；
D.根据等量同种电场分布和对称关系可知，A、C两点电势相等，电荷从A到。的过程中电场力做功为
零，根据动能定理可得
mg -OA = - 0
解得
限=~mSL
D错误。
故选B。
7 〃mol理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态。，其P （体积）—T （绝对温度）图
如图所示。已知此过程中当尸==匕时，温度达到最大值7mx =2久% （其中P。和％分别是状态P的压
2 4 nR
强和体积，H是普适气体常量）。若状态尸和。的温度7；和外都等于女及，则该过程的p （压强）/图
为（）
4
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【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，最高点坐标为（!■匕，:誓），则抛物线方程可表示为
T = _4（P_,%）2+然
2 4〃R
将尸点或。点坐标代入方程可得
因此抛物线方程为
p0V2 3p0V
J-西十寸
又由于
pV = nRT
联立解得
P = _ 矍厂 +3Po
"o
故选D。
二、多选题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多项符
合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得部分分，有选错得0分。
8.如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表,
当滑动变阻器用的滑片尸向a端移动时，电压表V、Y和V 的示数分别为U、g和。2,三个电压表示
数变化量的绝对值分别为AU, A5和AU ，电流表A的示数为/,电流表示数变化量的绝对值为A1,以
下说法中正确的是（ ）
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A料尢等不变
B,电源的总功率和效率均增大
C. A(72 > A(7] +AU
D.如果设流过电阻鸟的电流变化量的绝对值为A/2，流过滑动变阻器用的电流变化量的绝对值为△4，
则然 < 颂
【答案】AD
【解析】
【详解】A.如图所示当滑动变阻器为是限流式接法，当滑片尸向。端移动时，滑动变阻器《电阻变大,
由
R片
可知华增大，根据闭合电路欧姆定律得
。2=E-(/ +省(厂+凡)
“2
得
ER2 _(r + R1)R2 j
r + 7 | + R-) r + 7 | + 凡
则
AU2 _ (r+ 7 !) R2
a/ i+4 + R2
可得以不变，故A正确：
AZ
B.当滑动变阻器用的滑片P向a端移动时，滑动变阻器用增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源
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的总功率
P = EI
得电源的总功率减小;
由电源的效率为
一旦一 2
P EI E
由路端电压为
U = E-Ir
可知总电流减小时路端电压U增大， 得电源的效率增大，故B错误：
C.根据闭合电路欧姆定律
U = E-L4-
则
A (7 = A/^r
又
U^E-I^r+R.)
则
="/ + 4)
由串并联电路特点和欧姆定律可知
人=4
总段
则
△5= Af总用
所以
故C错误；
d.当滑动变阻器片的滑片p向a端移动时，尺增大，电路中总电阻增大，总电流减小，则通过片的电流
减小，通过用的电流等于通过电阻用电流和流过滑动变阻器E的电流之和，且流过此的电流增大，流过
第10页/共23页
滑动变阻器用的电流减小，所以4减小的量比,2增大的量更大，得
a/2 < m
故D正确。
故选ADo
9.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B, 〃为磁场边界上一点,
有无数个带电量为q(q>0)、质量为加的相同粒子在纸面内向各个方向以相同的速率通过〃点进入磁场，这
些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的!.不计粒子的重力，不计
粒子间的相互作用，下列说法正确的是
A.粒子从〃点进入磁场时的速率下=眼区
2m
B.粒子从初点进入磁场时的速率丫 =立处
2m
C.若将磁感应强度的大小变为半，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的0
若将磁感应强度的大小变为亘，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的-
D.
2 2
【答案】AD
【解析】
7t
【详解】如图甲所示,边界上有粒子射出的范围是偏转圆直径为弦所对应的边界圆弧长，偏转圆半
径为 ，得粒子速率为v = 侬：若将磁感应强度的大小变为立且，偏转圆半径区=舞，得
2 qB 2m 2 4 与
偏转圆半径4=47
,粒子射出的范围是偏转圆直径为弦所对应的边界圆弧长，如图乙所示.由几何关系
第11页/共23页
兀 L /3R 3
可知，P = ~.两次粒子射出边界的圆弧长之比为，广嬴=亍综上分析ADIE时
【点睛】本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动，解题关键是由洛伦兹力提供向心力求得半径，然后
根据几何关系求半径.
10.如图，两竖直墙面的间距为/, 一个质量为机、边长为d的正方形木块被一轻直弹簧顶在左侧墙面上,
弹簧右端固定在右侧墙面上，且弹簧与墙面垂直。已知木块与墙面之间的最大静摩擦因数为〃，弹簧原长
为/,劲度系数为％,重力加速度大小为g .下列说法正确的是（ ）
A.如果％ = 坐，则木块不处于平衡状态
4d
B,如果％ =々等，则墙面对木块的正压力为加工
C.如果女=々与，则木块受到的静摩擦力大小为也区
M n
D.为使木块在此位置保持平衡状态，k最小为腭
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.如果女=誓，则木块受到的最大静摩擦力为
4=叭=〃kd = 2mg>mg
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木块处于平衡状态，受到的静摩擦力大小为加g, A、C错误;
B.如果％ = 2等，木块处于平衡状态，则墙面对木块的正压力等于弹簧的弹力，即
FN=kd = ^~
4
B正确:
D.为使木块在此位置保持平衡状态，至少应使
4=〃& = jkd = mg
即〃的最小值为
D正确。
故选BD。
三、实验题
11.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。4点距光电门8的高度为儿
O—kA
主尺 2 cm
游标尺 10
Lj— d
甲
（1）用十分度游标卡尺测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径"=mm。
（2）将小球从力点由静止释放，若小球通过光电门8的时间为/,则小球通过光电门8时的速度大小
V = （用d、/表示）。
（3）已知力》d,当地的重力加速度大小为g,若满足关系式2g〃=（用d、/表示），则
说明在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能守恒。
【答案】 ①.9.3 ②.- ③.,
【解析】
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【详解】（1）依题意，小球的直径为
d - 9mm + 0.1 x 3mm = 9.3mm
（2）极短时间内的平均速度等于瞬时速度，故小球通过光电门8时的速度大小为
d
v =—
（3）设小球的质量为加，根据机械能守恒定律有
因
d
v =
可得
d2
2gh = 7
如果上式在误差允许的范围内成立，则小球下落过程中机械能守恒。
12 .某同学为了测量电源的电动势和内阻，根据元件的不同，分别设计了以下两种不同的电路。
实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源E,辅助电源 '；
电阻箱4、R2,滑动变阻器R、R：
电压表V ,电流表A ;
灵敏电流计G,两个开关S2o
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，闭合开关0和S2,再反复调节片和A2，或者滑动变阻器R、R'，使电流计G的示
数为0,读出电流表A、电压表V示数分别为人、5。
②反复调节电阻箱片和与（与①中的电阻值不同），或者滑动变阻器火、使电流计G的示数再次为0,
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读出电流表A、电压表V的示数分别为人、。2。
回答下列问题：
（I）哪套方案可以更容易得到实验结果 （填“甲”或“乙”）。
（2）电源的电动势E的表达式为,内阻尸为。
（3）若不计偶然误差因素的影响，考虑电流、电压表内阻，经理论分析可得，E移 （填“大于”“小于”
或“等于"）E其, （填“大于”“小于”或“等于”）缶。
I2U,-I.U2 U「U]
【答案】 ①.甲 ②.―尸' r = -7~~广 ④.等于 ⑤.等于
，2一，1 12 一 4
【解析】
【详解】甲电路的连接有两个特点：左、右两个电源间的路端电压相等，干路电流相同，电阻箱可以
直接读数：乙电路更加适合一般情况，需要采集更多数据，并且需要作图处理数据才可以得到结论，同状
态下采集数据，根据闭合电路欧姆定律列式求解电源的电动势 和内阻，\甲电路更简单。
（2）[2]网根据闭合电路欧姆定律得
E = Ui+Iy
E = U2+I2r
解得
E」从T5,,一。2
⑶[4][5]当电流计G的示数为0时，相同电源，电流相等时路端电压相等，此电路中电流表测的是干路电流,
电压表测的是4两端的电压（路端电压），因此电流表和电压表都是准确值，故
E混=E我,。=q
四、解答题：本大题共3小题，共44分，解答应写出文字说明，证明过程及步骤。
13 .如图，中空的水平圆形转盘内径尸0.6m,外径足够大，沿转盘某条直径有两条光滑凹槽，凹槽内有A、
B、D、E四个物块，D、E两物块分别被锁定在距离竖直转轴QLOm处，A、B分别紧靠D、E放置。两
根不可伸长的轻绳，每根绳长 =1.4m, 一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮，穿过
D、E两物块中间的光滑圆孔，系在A、B两个物块上，A、B、D、E四个物块的质量均为加=1.0kg, C物
块的质量叫=2.0kg,所有物块均可视为质点，（取重力加速度g=10m/s2）,计算结果可用最简的分式与根号
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表示)
(1)启动转盘，转速缓慢增大，求A、D以及B、E之间恰好无压力时的细绳的拉力及转盘的角速度；
(2)停下转盘后，将C物块置于圆心。处，并将A、B向外测移动使轻绳水平拉直，然后无初速度释放A、
B、C物块构成的系统，求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度：
(3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定，若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起，且碰撞时间极短，求碰
后C物块的速度。
【答案】⑴侬N,乎血心⑵「竽叫⑶得同哂
【解析】
【分析】(1) AB在细绳拉力作用下做，做匀速圆周运动。C在拉力作用下处于平衡态，结合轻绳上的拉力
大小相等可求细绳的拉力及转盘的角速度；
(2)轻绳水平拉直，然后无初速度释放，A、B、C物块构成的系统机械能守恒，结合关联速度的知识，可
求C物块的速度：
(3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定，由动量定理可求C物块的速度。
【详解】(1)C物块保持静止，故
2Fcos G = mcg , sinO =———=-
0 1.4-0.4 5
可以解得
F = 12.5N
对4、B两个物块b=加02H，可解得角速度
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(2)设碰前力、3速度大小为v,。的速度大小为外,由绳长不变可知
系统下落过程中机械能守恒
2x—wv2 + —外匕2 = m‘gh
C下降高度
h=—— = 0.8m
tan。
(3)设碰后力、。的速度大小为M, C的速度大小为V；,由绳长不变
v' = 4羽；cos 3
设绳上拉力的冲量大小为/,由于碰撞时间极短，绳子拉力远大于重力。对。物块运用动量定理
-21 cos 0 = mcvc - mcvc
对力、。运用动量定理
I = 2mv - mv
【点睹】解决本题关键：(1)利用系统机械能守恒定律，解决绳子连接的问题时，注意绳两端速度的分解；
(2)熟练应用动量定理解决相关问题。
14.半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，某公司开发的第一代晶圆掺杂机主要由三部分组成：离子
发生器，控制器和标靶。简化模型如图所示，离子发生器产生电量为+夕，质量为〃，的离子，以足够大速度
为沿电场的中央轴线飞入电场；控制器由靠得很近的平行金属板A、B和相互靠近的两个电磁线圈构成(忽
略边缘效应)，极板A、B长为L,,间距为力 加上电压时两板间的电场可当作匀强电场，两电磁线圈间的
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圆柱形磁场可以当作匀强磁场，磁感应强度与电流的关系3=以，〃为常数，匀强电场与（柱形）匀强磁场的
中轴线互相垂直相交，磁场横截面的半径为“：标靶是半径为H的单晶硅晶圆，并以晶圆圆心为坐标原点,
建立出正交坐标系。晶圆与匀强电场的中轴线垂直，与匀强磁场的中轴线平行，且与匀强电场中心和柱
形匀强磁场中轴线的距离分别为右和右，其中尺=64。Uab=O, /=0时，离子恰好打到晶圆的（0, 0）
点。
（1）当/ = o,时，离子恰好能打到（0, -R）点，求q的值。
（2）当。冲=0, / = /1时，离子能打到点（R, 0）,求4的值。
（3）试导出离子打到晶圆上位置（X,歹）与Uab和/的关系式。（提示：磁场中运动时间很短，可以不考虑
2tan-
x方向的膨响tan 6 =------、）
. 2 V
1 - tan"—
2
TT mdR* mv0 24/（〃沙
【答案】（1 ） Ul=——^- （2）尸诉 22..2 k2 r2 2
qkG m v0 - k 1 q rQ
与心（包含正、反向电流）. i 二 kJqU 加或%2切二mdRv/
mdvQ qL{L2 qL\L
【解析】
【详解】（1）在匀强电场中有
E = -L, qE = ma
d
A ="
根据相似三角形得
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R
必 I
联立解得
mdRyI
q =
由几何关系得
c R
tan。=— = 5/3
A
解得
则
.乃 ro 1
tan —= —= —1=
6I
解得
由洛伦兹力提供向心力得
Bqv0 - m —
又
B = kh
解得
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(3)纵坐标由匀强电场决定，则
乂 =；当尸'4=卬'x
2 ma c I
联立解得
jGqU
rndvo
由于则
mdRvQ
横坐标由匀强磁场决定，则
v 2
Bq%=m*
解得
/ =丝1
klq
由于
颜g=殳=皿
2
又
2tan —
tan0 = 2
, 20
l-tan2 —
2
联立解得
xX -~ Li ^匕n加6-ni\-k^qX
由于则
OW/W户一(包含正、反向电流)
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15. 一小型风洞实验室内水平桌面上放两根足够长的平行导轨，导轨间距为匚如图甲(俯视)所示。虚线
MV左侧区域I有竖直向下的匀强磁场S,虚线PQ右侧区域III有竖直向下的匀强磁场中间区域H有水
平向左的匀强磁场场, Bi=B2=B, 83=2及中间区域处于一向上的风洞中，当棒经过此区域时会受到竖直向
上的恒定风力/=mg的作用。长度均为乙的导体棒cd与导轨接触良好，两棒质量均为加，棒ab电阻
为"，棒cd电阻为R,其余电阻不计。两棒最初静止，现给棒而一个水平向右的瞬间冲量使得其获得初
2
速度W,已知棒cd到达前两棒不相碰且均已匀速。当棒cd刚进入区域II时，对棒外施加一水平向右
的外力使棒刈向右做匀加速直线运动，外力随时间变化的图像如图乙所示。已知直线斜率为％, /o时刻棒
cd恰好进入区域III,棒cd进入区域III后瞬间撤去棒而上的外力。区域I、III导轨光滑，中间区域导轨粗糙
且与棒cd的动摩擦因数为〃，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，棒协始终在区域I运动。已知
n2 rl
"中,"豆西‘重力加速度为必求:
(1)棒/刚开始运动时，棒两端的电势差Ub：
(2)图乙中尸0时刻外力R)多大，0时刻棒ab的速度多大:
(3)棒cd进入区域III后的过程中闭合回路产生的焦耳热多大。
I m II \p m
X, x X [XXX
1 X X X
X X L x 1 X X X 1
___________ ： XXX
X X X XXX
X " X 4 x XXX
N \Q
甲
【答案】 (T…赞+
【解析】
【分析】
【详解】(1)棒/的感应电动势为
E = BLVq
E
与
2
Lb=IR
联立得
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31孙
(2)棒ab开始运动到两棒匀速过程两棒动量守恒，有
mv0 = 2加1，共
得
收吟
施加外力后任一时刻，对棒刈，有
F - BIL = ma
/ = Y^—
-R + R
2
E = BLv
棒而做匀加速直线运动
。=% + G/ = / + H
联立得
.B2I}v0 2B2l}a
F =------ + ma +------ 1
3R 3R
其中
,2B2I7a
k =------
3R
可得
_ B2I}v0 3kmR
°- 3R ' 282A
/0时刻棒刈的速度
v0 、
马=万+ %=2%
(3)棒cd所受摩擦力
r n 4nikR (v0
f = rBIL =— —— + at
15B2L2v0U
t = 0时刻
_ 2mkR
八二15―
Z = Zo时刻
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SmkR
,-15B2 2
对棒cd在区域H运动过程由动量定理，得
一^^0=〃叫一吟
联立得
1
O
棒cd进入区域HI后，对棒时，有
-BILt = mv} -nrv]
对棒cd,有
2BIL1 =nw4 - mv2
稳定时，有
BLv3 = 2BLvt
联立得
5 5
5 0
对两棒能量守恒，有
1 2 1 ，八 1 ， 1 ，
mV】 =O + —
2 2 2 2
联立得
0 = Q成
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