物理双向细目表

编审：本报物理研究中心

说明：1．本卷按照全国高考理综卷（物理部分）的要求命制。

2．考试时间60分钟，满分110分。

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

【考点：原子核       难易：易】

用于高考模拟卷1

1．（原创） Cs137是核泄漏事故中释放出的有害放射性污染物之一，其核反应方程为

，产生的新核Y的电荷数比Cs137前多1，由此判断x为（     ）

A．x为质子

B．x为正电子

C．Y的中子数比质子数多25个

D．Y的中子数比质子数多15个

【答案】C  

【提示】产生的新核Y的电荷数比Cs137前多1，因此新核Y的电荷数为56，根据质量数、电荷数守恒可知，x为电子，A、B项错误；Y的中子数为，中子数比质子数多，C项正确，D项错误。

【考点：安培力、物体平衡      难易：易】

用于高考模拟卷1

2．（原创）如图所示，质量为m的通电圆环用细线吊着，圆环一半处于水平有界磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，环中通有恒定电流，圆环处于静止状态。悬线与竖直方向的夹角为600，圆环的半径为R，圆环的截面直径远小于R，重力加速度大小为g，则环中电流的大小为（      ）

A．         B．         C．       D．

【答案】A  

【提示】圆环受到的安培力水平向右，根据左手定则可知，电流沿顺时针方向，设电流的大小为I，则受到的安培力大小，根据力的平衡，，求得，A项正确。

【考点：动量定理      难易：易】

用于高考模拟卷1

3．（原创）来自路边高楼上的高空坠物常常会对行人造成伤害。设一个质量为20g的小球从10楼（离地高度约为20m）上由静止坠落，若小球与地面碰撞作用时间为4×10-4s，碰撞后小球不再弹起，不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，则小球对地面的平均作用力约为其自身重力的（     ）

A．1000倍           B．2000倍           C．5000倍           D．10000倍

【答案】C    

【提示】小球从20m高处落下着地时的速度大小，根据动量定理，，求得，，C项正确。

【考点：运动学      难易：中】

用于高考模拟卷1

4．“道路千万条，安全第一条。”《道路交通安全法》第四十七条规定：“机动车行经人行横道，应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让行。”一辆汽车以5m/s的速度匀速行驶，驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过，随即刹车使车做匀减速直线运动至停止。若驾驶员的反应时间为0.5s，汽车在最后2s内的位移为4m，则汽车距斑马线的安全距离至少为（　　）

A．    B．    C．    D．

【答案】D   

【提示】设汽车匀减速的加速度大小为a，由汽车在最后2s内的位移为4m得：，解得：，故汽车的刹车位移为： ，故A、B、C项错误、D项正确。

【考点：库仑力、牛顿运动定律瞬时性      难易：中】

用于用于《三一设计》第8辑弹簧模型热题快练

5．（原创）如图所示，质量均为m、带电量均为q的A、B两个金属小球带异种电荷，用绝缘细线连接，共同悬吊于绝缘轻弹簧下处于静止，此时细线刚好拉直，张力为零，用与B球完全相同、带电量为3q的带正电的小球C与B球接触，然后移走C球，不计球的大小，重力加速度大小为g，则此后（    ）

A．细线的张力大小等于mg

B．轻弹簧的弹力大小等于3mg

C．剪断细线的一瞬间，B球的加速度为g

D．剪断细线的一瞬间，A球的加速度大小为2g

【答案】D   

【提示】设A、B球间的距离为d，则，C球与B球接触中和平分后，B球的带+q电量的电荷，此时细线的张力，A项错误；对AB整体研究，弹簧的弹力始终等于2mg，B项错误；剪断细线的一瞬间，B球受到的合力为2mg，加速度大小为g，C项错误；剪断细线的一瞬间，A球受到的合力为2mg，因此加速度大小为2g，D项正确。

【考点：动态平衡分析      难易：难】

用于高考模拟卷1

6．（原创）如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定放置，轻弹簧一端连接于竖直墙上，另一端连接于套在杆上的小球上，小球处于静止状态，现用平行于杆向上的力作用于球上，使球沿杆缓慢向上移动，当弹簧水平时，弹簧刚好处于原长，则从开始到弹簧处于水平的过程中，下列说法正确的是（      ）

A．拉力越来越大

B．拉力先减小后增大

C．杆对球的作用力一直减小

D．杆对球的作用力先增大后减小

【答案】AC   

【提示】弹簧的弹力一直减小到零，弹力与竖直方向的夹角一直增大，设弹力FN与竖直方向的夹角为，在小球缓慢向上运动的过程中，，可以分析得到F增大，A项正确，B项错误；设弹簧的原长为L，则

，当增大，N减小，C项正确，D项错误。

【考点：天体运动      难易：中】

7．如图所示，A为地球同步卫星，B为在地球赤道平面内运动的圆轨道卫星，A、B绕地心转动方向相同，已知B卫星轨道运行周期为2小时，图示时刻A在B正上方，则

A．B的运动速度大于A的运动速度

B．B运动的周期大于A运动的周期

C．B运动的加速度大于A运动的加速度

D．B卫星一天内11次看到日出日落

【答案】AC   

【提示】由于为地球同步卫星，周期为，所以运动的周期小于运动的周期，根据开普勒第三定律可得运动的轨道半径小于运动的轨道半径；根据可得，所以的运动速度大于的运动速度；根据可得，所以的运动加速度大于的运动加速度；由于卫星轨道运行周期为2小时，是地球自转周期的，卫星一天内12次看到日出日落，故选项A、C正确，B、D错误。

【考点：电磁感应综合      难易：难】

用于高考模拟卷1

8．（原创）如图所示，光滑平行导轨固定在绝缘水平面内，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，导轨一半处在垂直于水平面向下的有界匀强磁场中，导轨与磁场边界垂直，一导体棒放在导轨上以初速度v0向右滑去并进入磁场，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好，导体棒运动一段时间后停在导轨上。已知导体棒的质量为m，电阻为R，导轨间距为L，磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，不计其它电阻，则（    ）

A．导体棒速度为时，加速度大小为

B．电阻R产生的焦耳热为

C．通过电阻R的电量为

D．导体棒在磁场中运动的距离为

【答案】ABC   

【提示】导体棒速度为，导体棒受到的安培力，加速度大小为，A项正确；根据能量守恒可知，电阻R中产生的焦耳热为，B项正确，根据动量定理有，，得，C项正确；根据动量定理有，求得，D项错误。

（一）必考题（共47分）

用于高考模拟卷2

【考点：验证力的平行四边形      难易：易】

9．（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验，如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）如果没有操作失误，图乙中的力F与F′ 中，方向一定沿AO方向的是_____．

（2）下面关于此实验的说法，不正确的一项是____．

A．如图甲，用两支弹簧测力计把橡皮条的一端拉到O点时，两支弹簧测力计之间的夹角必须取90°，以便算出合力的大小

B．再用一支弹簧测力计拉橡皮条时（如图乙），必须保证仍把橡皮条的一端拉到O点

C．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度

D．拉橡皮条的细线要稍长一些，用以标记细线方向的两点距离要远些

（3）丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为_____N．

9．【答案】（1）F′ （2分）   （2）A（2分）    （3）9.0N（2分）    

【提示】（1）F是用两支弹簧测力计拉橡皮条以后进行作图法合成的力，因实验误差的存在不沿AO方向，F’是用一根弹簧测力计拉橡皮条做的实验，因此一定沿AO方向。

（2）验证力的合成的平行四边形实验中，对用两根弹簧测力计拉橡皮条时两个测力计的角度不做度数要求，适中就行，此实验是对力的效果的合成的验证，因此要求每一次拉橡皮条都要拉到同一点O，故A错B对；弹簧测力计必须与木板平行以减小误差并正视读数保证读数的准确；故C对，细线稍长且标记两点的距离远些保证直线不弯曲，减小误差因此D对。本题选不正确的，故选A

（3）该弹簧测力计最小刻度为1N，因此根据读数规则应估读到下一位，为9.0N。

【考点：测电阻      难易：中】

用于高考模拟卷1

10．（原创）（9分）某同学要测量某定值电阻的阻值。

（1）他先用欧姆表粗测被测电阻，用多用电表测电阻时，以下操作要点正确的是（    ）

A．测电阻前，将选择开关调到欧姆挡最高倍率“×1k”挡

B．红表笔应插入“—”插孔，黑表笔插入“十”插孔

C．欧姆调零时，应将两个表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电流满偏的位置

D．换倍率后，需要重新欧姆调零，保证测电阻时指针的偏转角度尽可能大

解析：

（2）若最终选用“×1”挡，并调节好欧姆表，测电阻时示数如图中的①指针所指的位置，则粗测被测电阻的值为           Ω。

                        甲

（3）为了精确测量被测电阻的阻值，该同学从实验室中找来直流电源E（电动势3V，内阻忽略不计）、电压表V（0—3V，内阻约2000Ω）、滑动变阻器R（0—5Ω），电键S、导线若干，用多用电表100mA（内阻约100Ω）挡测电流，请帮助该同学设计实验电路，并画在下面的图乙的方框内（以表示多用电表的电流挡）。

       乙

按电路图连接好电路后进行实验。若某次测量时多用电表的指针如甲图中②位置所示，则此时电路中的电流为           mA。

（4）将测得的多组电压、电流的值在坐标纸上作出U-I图像，则根据图像的        可以求出被测电阻，通过图像处理数据可以减小          （填“偶然”或“系统”）误差。本实验由于存在系统误差，使测量的结果比真实值         。

【答案】（1）C（1分）     （2）30（1分）      （3）见解析（2分）     （2分）   （4）斜率（1分）    偶然（1分）     小（1分）

【提示】（1）测电阻前，应估测被测电阻的大小，选用合适的挡位，A项错误；红表笔应插入“十”插孔，黑表笔插入“—”插孔，B项错误；欧姆调零时，应将两个表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电流满偏的位置，即电阻的零刻度处，C项正确；换倍率后，需要重新欧姆调零，保证测电阻时指针指在中值电阻附近，D项错误。

（2）由甲图可知，被测电阻为30Ω.

（3）由于滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻，因此滑动变阻器用分压式，由于电流表的内阻较大，因此电流表应用外接法，设计的电阻如图所示。

电流表的精度为2mA，因此电流表的示数为 mA。

（4）根据作出有U-I图像的斜率可以求出被测电阻，用图像法处理数据可以减小偶然误差，由于电流表外接，测得的电流偏大，因此存在的系统误差会使测得的电阻比真实值小。

【考点：带电粒子在磁场中运动      难易：中】

11．（12分）如图所示，在矩形区域abcd内存在一个垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，oa边长为，ab边长为L。先从o点沿着ob方向垂直磁场射入各种速率的带电粒子，已知粒子的质量为m、带电量为q（粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计），求：

（1）垂直ab边射出磁场的粒子的速率v；

（2）粒子在磁场中运动的最长时间tm。

【提示】（1）粒子运动的轨迹如图：

设粒子做圆周运动的半径为R，由几何关系可知；

（1分）

得     （1分）

粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力有

 （2分）

可解得（2分）

（2）由圆周运动的关系可知   （1分）

联立可得   （2分）

因此可知粒子在磁场中做圆周运动的周期和速度无关，速度改变周期不变

由几何关系可知最大圆心角   （1分）

可知粒子运动的最长时间   （2分）

【考点：动力学、动量、能量综合      难易：难】

12．（原创）（20分）如图所示，一根原长为L的轻弹簧放在倾角为θ=370的斜面上，弹簧的下端与斜面底端的挡板相连，弹簧上端与斜面的A点对齐，弹簧处于原长，斜面上A点以下光滑；一个质量为m的物块P从斜面上的B点由静止释放，A、B间的距离为2L，物块P下滑压缩弹簧后被反弹，上滑到A、B中点时速度刚好为零，弹簧的劲度系数为，重力加速度为g，不计物块P的大小。求：

（1）物块从B运动到A所用的时间为多少；

（2）若设斜面底端重力势能为零，物块P最终与斜面间因摩擦产生的热量多大？最终物块与弹簧共同具有的机械能多大？

（3）若先在斜面上放一个与物块P完全相同的物块Q于弹簧上端，且处于静止状态，同样不计物块Q的大小，再由静止从B点释放物块P，P与Q碰撞后粘在一起，此后，P、Q一起向下运动压缩弹簧运动的最大距离多大？

【提示】（1）设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，根据动能定理

（1分）

求得   （1分）

物块从B运动到A的过程中，根据牛顿第二定律    

（1分）

求得   （1分）

由运动学公式    （1分）

求得    （1分）

（2）物块P不断压缩弹簧后被反弹，只要物块滑到A点以上，物块与弹簧组成的系统机械能就会不断损失，直到物块P到A点时速度刚好为零，此后物块P就以A点为最高点压缩弹簧往复运动，因此物块P最终与斜面间因摩擦产生的热量等于物块P从B点到A点损失的重力势能。（1分）

即    （2分）

如果设斜面底端重力势能为零，物块P和弹簧组成的系统的机械能为   

（2分）

（3）物块Q放在弹簧上端时，设弹簧的压缩量为x1，根据 力的平衡有

    （1分）

（1分）

设物块P与物块Q碰撞前的速度大小为v1，根据 动能定理有

（1分）

求得  （1分）

设P、Q碰撞后的一瞬间共同速度为v2，根据动量守恒有

（1分）

求得   （1分）

设此后两物块又一起向下运动了的距离，根据动能定理有

（1分）

（1分）

得   

求得   （1分）

（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题目中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

13．【选修3-3】（15分）

【考点：热学概念      难易：易】

（1）（原创）（5分）下列说法正确的（    ）

A． 在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少

B． 凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的

C． 能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源

D． 两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态

E． 随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小

【答案】ADE  

【提示】突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，故A正确；凡是能量守恒的过程不一定能够自发地发生的，选项B错误；能量转化过程中，总能量不变，但能源会越来越少，故C错误；发生热传递的条件是必须要有温度差,这样热量才可以从高温物体传向低温物体所以这两个物体组成的系统处于非平衡态.，D项正确；随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气对外做功，同时要降温，故内能一定减小，故E正确。

【考点：热力学定律应用      难易：中】

（2）（原创）（10分）如图所示，气缸开口向上放在水平地面上，缸内有一固定的导热板和一个可自由移动的活塞，开始时导热板上、下封闭气体A、B的压强相等、温度均为T0，A气柱气体的体积为V、B气柱气体体积为2V，已知大气压强为p0，活塞的质量为m，活塞的橫截面积为S，气缸足够长，气缸和活塞都是绝热材料制成，给B气体缓慢加热，当A、B气体体积相等时，电热丝发出的热量为Q，重力加速度为g。求：

（1）当A、B气体体积相等时，B中气体的压强多大？

（2）当A、B气体体积相等时，A、B两段气体增加的总内能是多少？

【提示】（1）开始时，A、B中气体的压强    （1分）

对A气体研究，当气体的体积增大为原来2倍，气体发生等压变化

即：   （2分）

得   （1分）

对B气体研究，气体发生等容变化，则

（1分）

得   （1分）

（2）活塞向上移动过程对外做功为（2分）

根据能量守恒，两部分气体增加的内能   （2分）

14．【选修3-4】（15分）

【考点：光的折射与传播      难易：易】

用于高考模拟卷1

（1）（原创）（5分）平行玻璃砖底面涂有反射层，一束由a、b两种单色光组成的复合光以450入射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射、反射再折射后的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射，则玻璃砖对单色光       （填“a”或“b”）折射率大；单色光         （填“a”或“b”）在玻璃中传播的时间长；两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互       （填“平行”或“不平行”）。

【答案】a（2分）    a（2分）    平行（1分）

【提示】由图可知，a单色光的折射程度大，因此玻璃砖对a单色光的折射率大；设在玻璃砖上表面入射后折射角为r，则，设玻璃砖的厚度为d，则光在玻璃中传播的路程，传播的时间，由此可知，折射角越小时间越长，即单色光a传播的时间长；根据光路可逆和对称性可知，两束光从玻璃砖出射后相互平行。

【考点：振动与波的图像      难易：中】

（2）用于高考模拟卷1

（原创）（10分）一列简谐横波沿x轴传播，图甲为这列波在t=0时刻的波形图，P是波传播路径上的一个质点，其平衡位置的坐标为（-1，0），该质点的振动图像如图乙所示，求：

（1）这列波的传播方向及传播速度大小；

（2）从t=0时刻开始到t=8s时，平衡位置在x=-0.25m处的质点运动的路程是多少？t=8s时此质点离开平衡位置的位移为多少？

【提示】（1）由图乙可知，t=0时刻质点P在平衡位置及沿y轴负方向振动，根据振动与波动的关系可知，这列波沿x轴正向传播。（1分）

由甲图可知波长   （1分）

由乙图可知周期   （1分）

因此波传播的速度大小   （1分）

（2）从t=0时刻开始到t=8s经过的时间（1分）

因此平衡位置在x=-0.25m处的质点运动的路程   （1分）

t=8s时的波形与t=0时刻的波形相同。

t=0时刻，x=0处的质点振动方程  （1分）

此质点从t=0时刻开始振动时间时的位移与t=0时刻x=-0.25m处的质点的位移相同。（1分）

因此t=0时刻x=-0.25m处的质点的位移（2分）