2020年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅱ）及答案解析.docx

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1、试 卷 第 1页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 绝密启用前2020年全国统一高考物理试卷（新课标）试卷副标题考 试 范 围 ： xxx； 考 试 时 间 ： 100分 钟 ； 命 题 人 ： xxx学 校 :_姓 名 ： _班 级 ： _考 号 ： _题 号 一 二 三 四 五 总 分得 分注 意 事 项 ：1 答 题 前 填 写 好 自 己 的 姓 名 、 班 级 、 考 号 等 信 息 $2 请 将 答 案 正 确 填 写 在 答 题 卡 上第 I 卷 （ 选 择 题 ）请 点 击 修 改 第 I卷 的 文 字 说 明 评 卷 人 得 分

2、 一 、 单 选 题1 管 道 高 频 焊 机 可 以 对 由 钢 板 卷 成 的 圆 管 的 接 缝 实 施 焊 接 。 焊 机 的 原 理 如 图 所 示 ， 圆管 通 过 一 个 接 有 高 频 交 流 电 源 的 线 圈 ， 线 圈 所 产 生 的 交 变 磁 场 使 圆 管 中 产 生 交 变 电 流 ，电 流 产 生 的 热 量 使 接 缝 处 的 材 料 熔 化 将 其 焊 接 。 焊 接 过 程 中 所 利 用 的 电 磁 学 规 律 的 发 现者 为 （ ） A 库 仑 B 霍 尔 C 洛 伦 兹 D 法 拉 第【 答 案 】 D【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】由

3、题 意 可 知 ， 圆 管 为 金 属 导 体 ， 导 体 内 部 自 成 闭 合 回 路 ， 且 有 电 阻 ， 当 周 围 的 线 圈 中 产生 出 交 变 磁 场 时 ， 就 会 在 导 体 内 部 感 应 出 涡 电 流 ， 电 流 通 过 电 阻 要 发 热 。 该 过 程 利 用 原理 的 是 电 磁 感 应 现 象 ， 其 发 现 者 为 法 拉 第 。 故 选 D。 2 若 一 均 匀 球 形 星 体 的 密 度 为 ， 引 力 常 量 为 G， 则 在 该 星 体 表 面 附 近 沿 圆 轨 道 绕 其 运动 的 卫 星 的 周 期 是 （ ） 试 卷 第 2页 ， 总 18

4、页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 A 3G B 4G C 13G D 14G【 答 案 】 A【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】卫 星 在 星 体 表 面 附 近 绕 其 做 圆 周 运 动 ， 则22 24GMm m RR Tp= ， 343V R ， MV 知 卫 星 该 星 体 表 面 附 近 沿 圆 轨 道 绕 其 运 动 的 卫 星 的 周 期3T G 3 如 图 ， 在 摩 托 车 越 野 赛 途 中 的 水 平 路 段 前 方 有 一 个 坑 ， 该 坑 沿 摩 托 车 前 进 方 向 的 水平 宽 度 为 3h， 其 左 边 缘 a 点 比 右

5、 边 缘 b 点 高 0.5h。 若 摩 托 车 经 过 a 点 时 的 动 能 为 E1，它 会 落 到 坑 内 c 点 。 c 与 a 的 水 平 距 离 和 高 度 差 均 为 h； 若 经 过 a 点 时 的 动 能 为 E2， 该摩 托 车 恰 能 越 过 坑 到 达 b 点 。 21EE 等 于 （ ） A 20 B 18 C 9.0 D 3.0【 答 案 】 B【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】有 题 意 可 知 当 在 a 点 动 能 为 E1时 ， 有 21 112E mv=根 据 平 抛 运 动 规 律 有 2 112h gt 试 卷 第 3页 ， 总 18页外 装

6、 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 1 1h vt当 在 a 点 时 动 能 为 E2时 ， 有 22 212E mv=根 据 平 抛 运 动 规 律 有 221 12 2h gt= 2 23h v t=联 立 以 上 各 式 可 解 得 21 18EE = 故 选 B。4 CT扫 描 是 计 算 机 X射 线 断 层 扫 描 技 术 的 简 称 ， CT扫 描 机 可 用 于 对 多 种 病 情 的 探 测 。图 （ a） 是 某 种 CT机 主 要 部 分 的 剖 面 图 ， 其 中 X射 线 产 生 部 分 的 示 意 图 如 图 （ b） 所示 。 图 （ b

7、） 中 M、 N 之 间 有 一 电 子 束 的 加 速 电 场 ， 虚 线 框 内 有 匀 强 偏 转 磁 场 ； 经 调 节后 电 子 束 从 静 止 开 始 沿 带 箭 头 的 实 线 所 示 的 方 向 前 进 ， 打 到 靶 上 ， 产 生 X射 线 （ 如 图中 带 箭 头 的 虚 线 所 示 ） ； 将 电 子 束 打 到 靶 上 的 点 记 为 P 点 。 则 （ ） A M 处 的 电 势 高 于 N 处 的 电 势B 增 大 M、 N 之 间 的 加 速 电 压 可 使 P 点 左 移C 偏 转 磁 场 的 方 向 垂 直 于 纸 面 向 外D 增 大 偏 转 磁 场 磁

8、感 应 强 度 的 大 小 可 使 P 点 左 移【 答 案 】 D【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 试 卷 第 4页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 A 由 于 电 子 带 负 电 ， 要 在 MN间 加 速 则 MN间 电 场 方 向 由 N指 向 M， 根 据 沿 着 电 场线 方 向 电 势 逐 渐 降 低 可 知 M的 电 势 低 于 N的 电 势 ， 故 A错 误 ；B 增 大 加 速 电 压 则 根 据 212eU mv可 知 会 增 大 到 达 偏 转 磁 场 的 速 度 ； 又 根 据 在 偏 转 磁 场 中 洛 伦 兹 力

9、提 供 向 心 力 有2vevB m R可 得 mvR eB 可 知 会 增 大 在 偏 转 磁 场 中 的 偏 转 半 径 ， 由 于 磁 场 宽 度 相 同 ， 故 根 据 几 何 关 系 可 知 会 减 小偏 转 的 角 度 ， 故 P点 会 右 移 ， 故 B错 误 ；C 电 子 在 偏 转 电 场 中 做 圆 周 运 动 ， 向 下 偏 转 ， 根 据 左 手 定 则 可 知 磁 场 方 向 垂 直 纸 面 向里 ， 故 C错 误 ；D 由 B选 项 的 分 析 可 知 ， 当 其 它 条 件 不 变 时 ， 增 大 偏 转 磁 场 磁 感 应 强 度 会 减 小 半 径 ，从 而

10、增 大 偏 转 角 度 ， 使 P点 左 移 ， 故 D正 确 。故 选 D。5 氘 核 21H可 通 过 一 系 列 聚 变 反 应 释 放 能 量 ， 其 总 效 果 可 用 反 应 式 2 4 1 11 2 1 06 H 2 He 2 H+2 n+43.15MeV 表 示 。 海 水 中 富 含 氘 ， 已 知 1kg海 水 中 含 有 的 氘 核约 为 1.01022个 ， 若 全 都 发 生 聚 变 反 应 ， 其 释 放 的 能 量 与 质 量 为 M 的 标 准 煤 燃 烧 时 释放 的 热 量 相 等 ； 已 知 1kg标 准 煤 燃 烧 释 放 的 热 量 约 为 2.910

11、7J， 1MeV=1.61013J，则 M 约 为 （ ）A 40kg B 100kg C 400 kg D 1000kg【 答 案 】 C【 解 析 】【 分 析 】 【 详 解 】氘 核 21H可 通 过 一 系 列 聚 变 反 应 释 放 能 量 ， 其 总 效 果 可 用 反 应 式2 4 1 11 2 1 06 H 2 He 2 H+2 n+43.15MeV 则 平 均 每 个 氘 核 聚 变 释 放 的 能 量 为 试 卷 第 5页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 43.15= MeV6 6E 1kg海 水 中 含 有 的 氘 核

12、约 为 1.01022个 ， 可 以 放 出 的 总 能 量 为0E N由 Q mq 可 得 ， 要 释 放 的 相 同 的 热 量 ， 需 要 燃 烧 标 准 煤 燃 烧 的 质 量0 400kgEQm q q 评 卷 人 得 分 二 、 多 选 题 6 特 高 压 输 电 可 使 输 送 中 的 电 能 损 耗 和 电 压 损 失 大 幅 降 低 。 我 国 已 成 功 掌 握 并 实 际 应用 了 特 高 压 输 电 技 术 。 假 设 从 A 处 采 用 550kV的 超 高 压 向 B 处 输 电 ， 输 电 线 上 损 耗 的电 功 率 为 P， 到 达 B 处 时 电 压 下 降

13、 了 U。 在 保 持 A 处 输 送 的 电 功 率 和 输 电 线 电 阻 都 不变 的 条 件 下 ， 改 用 1100kV特 高 压 输 电 ， 输 电 线 上 损 耗 的 电 功 率 变 为 P， 到 达 B 处 时电 压 下 降 了 U。 不 考 虑 其 他 因 素 的 影 响 ， 则 （ ）A P=14 P B P= 12 P C U=14 U D U= 12 U【 答 案 】 AD【 解 析 】 【 分 析 】【 详 解 】输 电 线 上 损 失 的 功 率 P ( PU )2r损 失 的 电 压 U PU r当 输 送 电 压 变 为 原 来 的 2倍 ， 损 失 的 功 率

14、 变 为 原 来 的 14 ， 即 P 14 P损 失 的 电 压 变 为 原 来 的 12 ， 即 U 12 U故 选 AD。7 如 图 ， 竖 直 面 内 一 绝 缘 细 圆 环 的 上 、 下 半 圆 分 别 均 匀 分 布 着 等 量 异 种 电 荷 。 a、 b 为 试 卷 第 6页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 圆 环 水 平 直 径 上 的 两 个 点 ， c、 d 为 竖 直 直 径 上 的 两 个 点 ， 它 们 与 圆 心 的 距 离 均 相 等 。则 （ ）A a、 b 两 点 的 场 强 相 等 B a、 b 两 点 的 电 势

15、 相 等C c、 d 两 点 的 场 强 相 等 D c、 d 两 点 的 电 势 相 等【 答 案 】 ABC 【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】BD 如 下 图 所 示 ， 为 等 量 异 种 电 荷 周 围 空 间 的 电 场 分 布 图 。 本 题 的 带 电 圆 环 ， 可 拆 解成 这 样 无 数 对 等 量 异 种 电 荷 的 电 场 ， 沿 竖 直 直 径 平 行 放 置 。 它 们 有 共 同 的 对 称 轴 PP，PP所 在 的 水 平 面 与 每 一 条 电 场 线 都 垂 直 ， 即 为 等 势 面 ， 延 伸 到 无 限 远 处 ， 电 势 为 零 。故 在

16、PP上 的 点 电 势 为 零 ， 即 0a b ； 而 从 M点 到 N点 ， 电 势 一 直 在 降 低 ， 即c d ， 故 B正 确 ， D错 误 ； AC 上 下 两 侧 电 场 线 分 布 对 称 ， 左 右 两 侧 电 场 线 分 布 也 对 称 ， 由 电 场 的 叠 加 原 理 可 知AC正 确 ；故 选 ABC。8 水 平 冰 面 上 有 一 固 定 的 竖 直 挡 板 ， 一 滑 冰 运 动 员 面 对 挡 板 静 止 在 冰 面 上 ， 他 把 一 质量 为 4.0kg的 静 止 物 块 以 大 小 为 5.0m/s的 速 度 沿 与 挡 板 垂 直 的 方 向 推 向

17、 挡 板 ， 运 动 员 试 卷 第 7页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 获 得 退 行 速 度 ； 物 块 与 挡 板 弹 性 碰 撞 ， 速 度 反 向 ， 追 上 运 动 员 时 ， 运 动 员 又 把 物 块 推 向挡 板 ， 使 其 再 一 次 以 大 小 为 5.0m/s的 速 度 与 挡 板 弹 性 碰 撞 。 总 共 经 过 8次 这 样 推 物 块后 ， 运 动 员 退 行 速 度 的 大 小 大 于 5.0m/s， 反 弹 的 物 块 不 能 再 追 上 运 动 员 。 不 计 冰 面 的摩 擦 力 ， 该 运 动 员 的

18、 质 量 可 能 为A 48kg B 53kg C 58kg D 63kg【 答 案 】 BC【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 设运动员和物块的质量分别为m 、 0m规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第一次将物块推出后，运动员和物块的速度大小分别为1v 、 0v ， 则根据动量守恒定律1 0 00 mv m v 解得01 0mv vm物块与弹性挡板撞击后，运动方向与运动员同向，当运动员再次推出物块 1 0 0 2 0 0mv m v mv m v 解得02 03mv vm第3次推出后2 0 0 3 0 0mv m v mv m v 解得03 05mv vm 依次类推，第

19、8次推出后，运动员的速度08 015mv vm根据题意可知 试 卷 第 8页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 08 015 m/smv vm 解得60kgm第7次运动员的速度一定小于5m/s，则07 013 m/smv vm 解得52kgm 综上所述，运动员的质量满足kg 60kgm AD错误，BC正确。故选BC。第 II 卷 （ 非 选 择 题 ）请 点 击 修 改 第 II卷 的 文 字 说 明评 卷 人 得 分 三 、 实 验 题 9 一 细 绳 跨 过 悬 挂 的 定 滑 轮 ， 两 端 分 别 系 有 小 球 A 和 B， 如 图 所 示 。

20、一 实 验 小 组 用 此装 置 测 量 小 球 B 运 动 的 加 速 度 。令 两 小 球 静 止 ， 细 绳 拉 紧 ， 然 后 释 放 小 球 ， 测 得 小 球 B 释 放 时 的 高 度 h 0=0.590m， 下降 一 段 距 离 后 的 高 度 h=0.100m； 由 h0下 降 至 h 所 用 的 时 间 T=0.730s。 由 此 求 得 小 球B 加 速 度 的 大 小 为 a=_m/s2（ 保 留 3位 有 效 数 字 ） 。从 实 验 室 提 供 的 数 据 得 知 ， 小 球 A、 B 的 质 量 分 别 为 100.0g和 150.0g， 当 地 重 力 加 速度

21、 大 小 为 g=9.80m/s2。 根 据 牛 顿 第 二 定 律 计 算 可 得 小 球 B 加 速 度 的 大 小 为a=_m/s2（ 保 留 3位 有 效 数 字 ） 。 试 卷 第 9页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 可 以 看 出 ， a与 a 有 明 显 差 异 ， 除 实 验 中 的 偶 然 误 差 外 ， 写 出 一 条 可 能 产 生 这 一 结 果 的原 因 ： _。【 答 案 】 1.84 1.96 滑 轮 的 轴 不 光 滑 ， 绳 和 滑 轮 之 间 有 摩 擦 （ 或 滑 轮 有 质 量 ）【 解 析 】【 分

22、析 】【 详 解 】 有 题 意 可 知 小 球 下 降 过 程 中 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 故 根 据 运 动 学 公 式 有20 12h h aT- =代 入 数 据 解 得 a=1.84m/s 2； 根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 知 对 小 球 A有 A AT m g m a- =对 小 球 B有 B Bm g T m a- =带 入 已 知 数 据 解 得 21.96m/sa= ； 在 实 验 中 绳 和 滑 轮 之 间 有 摩 擦 会 造 成 实 际 计 算 值 偏 小 。 10 某 同 学 要 研 究 一 小 灯 泡 L（ 3.6V， 0.30A） 的 伏 安 特

23、 性 。 所 用 器 材 有 ： 电 流 表 A1（ 量 程 200mA， 内 阻 Rg1=10.0） ， 电 流 表 A2（ 量 程 500mA， 内 阻 Rg2=1.0） 、 定 值电 阻 R0（ 阻 值 R0=10.0） 、 滑 动 变 阻 器 R1（ 最 大 阻 值 10） 、 电 源 E（ 电 动 势 4.5V，内 阻 很 小 ） 、 开 关 S和 若 干 导 线 。 该 同 学 设 计 的 电 路 如 图 （ a） 所 示 。（ 1） 根 据 图 （ a） ， 在 图 （ b） 的 实 物 图 中 画 出 连 线 _。 （ 2） 若 I1、 I2分 别 为 流 过 电 流 表 A1

24、和 A2的 电 流 ， 利 用 I1、 I2、 Rg1和 R0写 出 ： 小 灯 泡两 端 的 电 压 U=_， 流 过 小 灯 泡 的 电 流 I=_。 为 保 证 小 灯 泡 的 安 全 ， I1不 能超 过 _mA。 试 卷 第 10页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 （ 3） 实 验 时 ， 调 节 滑 动 变 阻 器 ， 使 开 关 闭 合 后 两 电 流 表 的 示 数 为 零 。 逐 次 改 变 滑 动 变阻 器 滑 片 位 置 并 读 取 相 应 的 I1和 I2。 所 得 实 验 数 据 在 下 表 中 给 出 。I1/mA 32 55

25、 85 125 144 173I2/mA 171 229 299 379 424 470根 据 实 验 数 据 可 算 得 ， 当 I1=173mA时 ， 灯 丝 电 阻 R=_（ 保 留 1位 小 数 ） 。（ 4） 如 果 用 另 一 个 电 阻 替 代 定 值 电 阻 R 0， 其 他 不 变 ， 为 了 能 够 测 量 完 整 的 伏 安 特 性 曲线 ， 所 用 电 阻 的 阻 值 不 能 小 于 _（ 保 留 1位 小 数 ） 。【 答 案 】 ( )1 1 0gI R R+ 2 1I I 180 11.6 8.0【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】（ 1） 根 据 电 路

26、图 连 接 实 物 图 如 图 所 示 （ 2） 根 据 电 路 图 可 知 灯 泡 两 端 的 电 压 为 电 流 表 A1和 R0的 总 电 压 ， 故 根 据 欧 姆 定 律 试 卷 第 11页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 有 ( )1 1 0gU I R R= + 根 据 并 联 电 路 特 点 可 知 流 过 小 灯 泡 的 电 流 为2 1I I I 因 为 小 灯 泡 的 额 定 电 压 为 3.6V， 故 根 据 题 目 中 已 知 数 据 带 入 中 可 知 I1不 能 超 过180mA；（ 3） 根 据 表 中 数 据

27、可 知 当 I 1=173mA时 ， I2=470mA； 根 据 前 面 的 分 析 代 入 数 据 可 知 此时 灯 泡 两 端 的 电 压 为 U=3.46V； 流 过 小 灯 泡 的 电 流 为 I=297mA=0.297A； 故 根 据 欧 姆 定律 可 知 此 时 小 灯 泡 的 电 阻 为 3.46 11.60.297UR I= = =（ 4） 要 测 量 完 整 的 伏 安 特 性 曲 线 则 灯 泡 两 端 的 电 压 至 少 要 达 到 3.6V， 而 电 流 表 A1不 能超 过 其 量 程 200mA， 此 时 结 合 有 ( )03.6 0.2 10 R= +解 得 0

28、 8R ， 即 要 完 整 的 测 量 小 灯 泡 伏 安 特 性 曲 线 所 用 电 阻 的 阻 值 不 能 小 于 8。 评 卷 人 得 分 四 、 解 答 题11 如 图 ， 在 0 xh， y 区 域 中 存 在 方 向 垂 直 于 纸 面 的 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强度 B 的 大 小 可 调 ， 方 向 不 变 。 一 质 量 为 m， 电 荷 量 为 q（ q0） 的 粒 子 以 速 度 v0从 磁 场区 域 左 侧 沿 x 轴 进 入 磁 场 ， 不 计 重 力 。（ 1） 若 粒 子 经 磁 场 偏 转 后 穿 过 y 轴 正 半 轴 离 开 磁 场 ， 分 析 说

29、 明 磁 场 的 方 向 ， 并 求 在 这种 情 况 下 磁 感 应 强 度 的 最 小 值 B m；（ 2） 如 果 磁 感 应 强 度 大 小 为 m2B ， 粒 子 将 通 过 虚 线 所 示 边 界 上 的 一 点 离 开 磁 场 。 求 粒子 在 该 点 的 运 动 方 向 与 x 轴 正 方 向 的 夹 角 及 该 点 到 x 轴 的 距 离 。 【 答 案 】 （ 1） 磁 场 方 向 垂 直 于 纸 面 向 里 ； 0m=mvB qh ； （ 2） 6 ； (2 3)y h 试 卷 第 12页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 【 解 析

30、 】【 分 析 】【 详 解 】（ 1） 由 题 意 ， 粒 子 刚 进 入 磁 场 时 应 受 到 方 向 向 上 的 洛 伦 兹 力 ， 因 此 磁 场 方 向 垂 直 于 纸面 向 里 。 设 粒 子 进 入 磁 场 中 做 圆 周 运 动 的 半 径 为 R， 根 据 洛 伦 兹 力 公 式 和 圆 周 运 动 规 律 ，有 200 vqv B m R 由 此 可 得 0mvR qB 粒 子 穿 过 y 轴 正 半 轴 离 开 磁 场 ， 其 在 磁 场 中 做 圆 周 运 动 的 圆 心 在 y 轴 正 半 轴 上 ， 半 径 应满 足 R h 由 题 意 ， 当 磁 感 应 强 度

31、 大 小 为 Bm时 ， 粒 子 的 运 动 半 径 最 大 ， 由 此 得0m=mvB qh （ 2） 若 磁 感 应 强 度 大 小 为 m2B ， 粒 子 做 圆 周 运 动 的 圆 心 仍 在 y 轴 正 半 轴 上 ， 由 式 可 得 ， 此 时 圆 弧 半 径 为 2R h 粒 子 会 穿 过 图 中 P 点 离 开 磁 场 ， 运 动 轨 迹 如 图 所 示 。 设 粒 子 在 P 点 的 运 动 方 向 与 x 轴 正方 向 的 夹 角 为 ， 由 几 何 关 系 1sin 2 2hh 即 6 由 几 何 关 系 可 得 ， P 点 与 x 轴 的 距 离 为 试 卷 第 13

32、页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 2 (1 cos )y h 联 立 式 得 (2 3)y h 12 如 图 ， 一 竖 直 圆 管 质 量 为 M， 下 端 距 水 平 地 面 的 高 度 为 H， 顶 端 塞 有 一 质 量 为 m的 小 球 。 圆 管 由 静 止 自 由 下 落 ， 与 地 面 发 生 多 次 弹 性 碰 撞 ， 且 每 次 碰 撞 时 间 均 极 短 ； 在运 动 过 程 中 ， 管 始 终 保 持 竖 直 。 已 知 M=4m， 球 和 管 之 间 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 为 4mg,g为 重 力 加 速

33、度 的 大 小 ， 不 计 空 气 阻 力 。（ 1） 求 管 第 一 次 与 地 面 碰 撞 后 的 瞬 间 ， 管 和 球 各 自 的 加 速 度 大 小 ；（ 2） 管 第 一 次 落 地 弹 起 后 ， 在 上 升 过 程 中 球 没 有 从 管 中 滑 出 ， 求 管 上 升 的 最 大 高 度 ； （ 3） 管 第 二 次 落 地 弹 起 的 上 升 过 程 中 ， 球 仍 没 有 从 管 中 滑 出 ， 求 圆 管 长 度 应 满 足 的 条件 。【 答 案 】 （ 1） a 1=2g， a2=3g； （ 2） 1 1325H H ； （ 3） 152125L H【 解 析 】【

34、 分 析 】【 详 解 】（ 1） 管 第 一 次 落 地 弹 起 的 瞬 间 ， 小 球 仍 然 向 下 运 动 。 设 此 时 管 的 加 速 度 大 小 为 a1， 方向 向 下 ； 球 的 加 速 度 大 小 为 a2， 方 向 向 上 ； 球 与 管 之 间 的 摩 擦 力 大 小 为 f， 由 牛 顿 运 动定 律 有 Ma 1=Mg+f ma2= f mg 联 立 式 并 代 入 题 给 数 据 ， 得 a1=2g， a2=3g（ 2） 管 第 一 次 碰 地 前 与 球 的 速 度 大 小 相 同 。 由 运 动 学 公 式 ， 碰 地 前 瞬 间 它 们 的 速度 大 小 均

35、 为 0 2v gH 方 向 均 向 下 。 管 弹 起 的 瞬 间 ， 管 的 速 度 反 向 ， 球 的 速 度 方 向 依 然 向 下 。 试 卷 第 14页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 设 自 弹 起 时 经 过 时 间 t1， 管 与 小 球 的 速 度 刚 好 相 同 。 取 向 上 为 正 方 向 ， 由 运 动 学 公式 v0a1t1= v0+a2t1联 立 式 得 1 2 25 Ht g 设 此 时 管 下 端 的 高 度 为 h1， 速 度 为 v。 由 运 动 学 公 式 可 得21 0 1 1 112h v t at 0 1

36、1v v at 由 式 可 判 断 此 时 v0。 此 后 ， 管 与 小 球 将 以 加 速 度 g 减 速 上 升 h2， 到 达 最高 点 。 由 运 动 学 公 式 有 22 2vh g 设 管 第 一 次 落 地 弹 起 后 上 升 的 最 大 高 度 为 H1， 则H1= h1+ h2联 立 式 可 得 1 1325H H （ 3） 设 第 一 次 弹 起 过 程 中 球 相 对 管 的 位 移 为 x1。 在 管 开 始 下 落 到 上 升 H1这 一 过 程 中 ，由 动 能 定 理 有 Mg（ HH1） +mg（ HH1+x1） 4mgx1=0联 立 式 并 代 入 题 给

37、数 据 得 1 45x H 同 理 可 推 得 ， 管 与 球 从 再 次 下 落 到 第 二 次 弹 起 至 最 高 点 的 过 程 中 ， 球 与 管 的 相 对 位移 x 2为 2 145x H 设 圆 管 长 度 为 L。 管 第 二 次 落 地 弹 起 后 的 上 升 过 程 中 ， 球 不 会 滑 出 管 外 的 条 件 是x1+ x2L联 立 式 ， L 应 满 足 条 件 为 152125L H 13 潜 水 钟 是 一 种 水 下 救 生 设 备 ， 它 是 一 个 底 部 开 口 、 上 部 封 闭 的 容 器 ， 外 形 与 钟 相 似 。 试 卷 第 15页 ， 总 1

38、8页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 潜 水 钟 在 水 下 时 其 内 部 上 方 空 间 里 存 有 空 气 ， 以 满 足 潜 水 员 水 下 避 险 的 需 要 。 为 计 算 方便 ， 将 潜 水 钟 简 化 为 截 面 积 为 S、 高 度 为 h、 开 口 向 下 的 圆 筒 ； 工 作 母 船 将 潜 水 钟 由 水面 上 方 开 口 向 下 吊 放 至 深 度 为 H 的 水 下 ， 如 图 所 示 。 已 知 水 的 密 度 为 ， 重 力 加 速 度 大小 为 g， 大 气 压 强 为 p0， Hh， 忽 略 温 度 的 变 化 和 水

39、密 度 随 深 度 的 变 化 。（ 1） 求 进 入 圆 筒 内 水 的 高 度 l；（ 2） 保 持 H 不 变 ， 压 入 空 气 使 筒 内 的 水 全 部 排 出 ， 求 压 入 的 空 气 在 其 压 强 为 p0时 的 体积 。 【 答 案 】 （ 1） 0 gHl hp gH ； （ 2） 0gSHhV p【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】（ 1） 设 潜 水 钟 在 水 面 上 方 时 和 放 入 水 下 后 筒 内 气 体 的 体 积 分 别 为 V0和 V1， 放 入 水 下 后筒 内 气 体 的 压 强 为 p1， 由 玻 意 耳 定 律 和 题 给 条 件 有

40、p 1V1= p0V0 V0=hS V1=（ hl） S p1= p0+ g（ Hl） 联 立 以 上 各 式 并 考 虑 到 Hh， hl， 解 得0 gHl hp gH （ 2） 设 水 全 部 排 出 后 筒 内 气 体 的 压 强 为 p 2； 此 时 筒 内 气 体 的 体 积 为 V0， 这 些 气 体 在 其压 强 为 p0时 的 体 积 为 V3， 由 玻 意 耳 定 律 有p2V0= p0V3其 中 p2= p0+ gH 设 需 压 入 筒 内 的 气 体 体 积 为 V， 依 题 意 试 卷 第 16页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线

41、 V = V3V0联 立 式 得 0gSHhV p 14 直 角 棱 镜 的 折 射 率 n=1.5， 其 横 截 面 如 图 所 示 ， 图 中 C=90， A=30。 截 面 内 一细 束 与 BC 边 平 行 的 光 线 ， 从 棱 镜 AB 边 上 的 D 点 射 入 ， 经 折 射 后 射 到 BC 边 上 。（ 1） 光 线 在 BC 边 上 是 否 会 发 生 全 反 射 ?说 明 理 由 ；（ 2） 不 考 虑 多 次 反 射 ， 求 从 AC 边 射 出 的 光 线 与 最 初 的 入 射 光 线 夹 角 的 正 弦 值 。 【 答 案 】 （ 1） 光 线 在 E 点 发

42、生 全 反 射 ； （ 2） 2 2 3sin 4r 【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】（ 1） 如 图 ， 设 光 线 在 D 点 的 入 射 角 为 i， 折 射 角 为 r。 折 射 光 线 射 到 BC 边 上 的 E 点 。设 光 线 在 E 点 的 入 射 角 为 ， 由 几 何 关 系 ， 有 =90 （ 30 r） 60 根 据 题 给 数 据 得sinsin601n 即 大 于 全 反 射 临 界 角 ， 因 此 光 线 在 E 点 发 生 全 反 射 。（ 2） 设 光 线 在 AC 边 上 的 F 点 射 出 棱 镜 ， 光 线 的 入 射 角 为 i， 折 射

43、角 为 r， 由 几 何 关 系 、反 射 定 律 及 折 射 定 律 ， 有i=30 i =90 sin i = nsinr 试 卷 第 17页 ， 总 18页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 nsini=sinr 联 立 式 并 代 入 题 给 数 据 ， 得2 2 3sin 4r 由 几 何 关 系 ， r即 AC 边 射 出 的 光 线 与 最 初 的 入 射 光 线 的 夹 角 。评 卷 人 得 分 五 、 填 空 题15 下 列 关 于 能 量 转 换 过 程 的 叙 述 ， 违 背 热 力 学 第 一 定 律 的 有 _， 不 违 背 热 力 学

44、第 一 定 律 、 但 违 背 热 力 学 第 二 定 律 的 有 _。 （ 填 正 确 答 案 标 号 ） A 汽 车 通 过 燃 烧 汽 油 获 得 动 力 并 向 空 气 中 散 热B 冷 水 倒 入 保 温 杯 后 ， 冷 水 和 杯 子 的 温 度 都 变 得 更 低C 某 新 型 热 机 工 作 时 将 从 高 温 热 源 吸 收 的 热 量 全 部 转 化 为 功 ， 而 不 产 生 其 他 影 响D 冰 箱 的 制 冷 机 工 作 时 从 箱 内 低 温 环 境 中 提 取 热 量 散 发 到 温 度 较 高 的 室 内【 答 案 】 B C【 解 析 】【 分 析 】【 详

45、解 】A 燃 烧 汽 油 产 生 的 内 能 一 方 面 向 机 械 能 转 化 ， 同 时 热 传 递 向 空 气 转 移 。 既 不 违 背 热 力 学 第 一 定 律 ， 也 不 违 背 热 力 学 第 二 定 律 ；B 冷 水 倒 入 保 温 杯 后 ， 没 有 对 外 做 功 ， 同 时 也 没 有 热 传 递 ， 内 能 不 可 能 减 少 ， 故 违 背热 力 学 第 一 定 律 ；C 某 新 型 热 机 工 作 时 将 从 高 温 热 源 吸 收 的 热 量 全 部 转 化 为 功 ， 必 然 产 生 其 他 影 响 故 违背 热 力 学 第 二 定 律 ；D 制 冷 机 消

46、耗 电 能 工 作 时 从 箱 内 低 温 环 境 中 提 取 热 量 散 发 到 温 度 较 高 的 室 内 ， 发 生 了内 能 的 转 移 ， 同 时 对 外 界 产 生 了 影 响 。 既 不 违 背 热 力 学 第 一 定 律 ， 也 不 违 背 热 力 学 第 二定 律 。16 用 一 个 摆 长 为 80.0cm的 单 摆 做 实 验 ， 要 求 摆 动 的 最 大 角 度 小 于 5， 则 开 始 时 将 摆 球 拉 离 平 衡 位 置 的 距 离 应 不 超 过 _cm（ 保 留 1位 小 数 ） 。 （ 提 示 ： 单 摆 被 拉 开 小 角度 的 情 况 下 ， 所 求

47、的 距 离 约 等 于 摆 球 沿 圆 弧 移 动 的 路 程 。 ）某 同 学 想 设 计 一 个 新 单 摆 ， 要 求 新 单 摆 摆 动 10个 周 期 的 时 间 与 原 单 摆 摆 动 11个 周 期 的时 间 相 等 。 新 单 摆 的 摆 长 应 该 取 为 _cm。【 答 案 】 6.9 96.8 试 卷 第 18页 ， 总 18页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】拉 离 平 衡 位 置 的 距 离 52 80cm 6.97cm360 x 题 中 要 求 摆 动 的 最 大 角 度 小 于 5， 且 保 留 1位 小 数 ， 所 以 拉 离 平 衡 位 置 的 不 超 过 6.9cm；根 据 单 摆 周 期 公 式 2 LT g 结 合 题 意 可 知10 11T T 代 入 数 据 为 10 11 80cmL 解 得 新 单 摆 的 摆 长 为 96.8cmL