2021年高考物理押题卷3(重庆卷)(附参考答案)

2021年高考押题卷03【重庆卷】
物理
（考试时间：75分钟试卷满分：100分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。

若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（）
A．两个电阻的电功率相等
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大
D．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等
2．小球a、b分别通过长度相等的轻绳拴在O点，给a、b恰当速度，使两小球分别在不同水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动过程中始终在同一以O点为球心的球面上，Oa与竖直面夹角为60 ，Ob与竖直面夹角为30，则a做圆周运动的周期与b做圆周运动的周期之比为（）
A
3
6
B
3
2
C
3
3
D
3
3．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。

为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器，受天体运行规律的影响，这样的发射机会很少。

已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，为简化计
算，认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。

根据上述材料，结合所学知识，下列说法正确的是（）
A．地球的公转向心加速度小于火星的公转向心加速度
B．探测器从A点运动到C点的过程中处于加速状态
C．如果火星运动到B点时，地球恰好在A点，此时发射探测器，那么探测器沿轨迹AC运动到C点时，恰好与火星相遇
D．如果错过某一发射时机，那么下一个发射时机需要再等约2.1年
4．如图所示，匀强磁场中有一等边三角形线框abc，匀质导体棒在线框上向右匀速运动。

导体棒在线框接触点之间的感应电动势为E，通过的电流为I。

忽略线框的电阻，且导体棒与线框接触良好，则导体棒（）
A．从位置①到②的过程中，E增大、I增大
B．经过位置②时，E最大、I为零
C．从位置②到③的过程中，E减小、I不变
D．从位置①到③的过程中，E和I都保持不变
5．在梯井中，由钢索悬挂竖直电梯C，顶部用绳子悬挂了球A，A下方焊接一个弹簧，弹簧下端悬挂球B，整个装置处于静止状态，简化示意图如图所示。

已知绳子、弹簧的质量远小于两球质量，两球质量又远小于电梯质量。

若悬挂电梯的钢索突然断裂，在电梯下落瞬间，球A、球B、电梯C各自加速度约为（）
A ．29.8m /s 219.8m /s 0
B ．219.6m /s 0 29.8m /s
C ．0 29.8m /s 29.8m /s
D ．29.8m /s 29.8m /s 0
6．如图，纸面内虚线上下两侧存在方向均垂直纸面向外的匀强磁场，虚线下方磁场的磁感应强度是虚线上方磁场磁感应强度的2倍。

一带正电的粒子（重力不计）从虚线上O 点，沿与虚线成30角的方向以某速度垂直射入上方磁场，粒子从虚线上的P 点第一次进入下方磁场，一段时间后粒子再次经过P 点。

粒子从O 点至第一次到P 点的过程中，平均速度为1v ，从O 点至第二次到P 点的过程中，平均速度为2v
，则12
v v 等于（ ）
A ．1:1
B ．1:2
C ．1:7
D ．7:1
7．如图所示，一根劲度系数为k 的轻质弹簧，一端固定在水平桌面上，另一端与质量为m 的小物块A 相连。

现让小物块A 从弹簧原长处由静止释放，当小物块A 下降高度为h 时，其速度刚好为0，此时将弹簧锁定。

然后将另一相同的小物块B 从弹簧原长处仍由静止释放，在B 与A 碰前瞬间解除弹簧锁定，B 与A 碰后一起向下运动（A 、B 不粘连）。

已知重力加速度为g ，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。

下列说法正确的是（ ）
A ．锁定弹簧前瞬间，小物块A 的加速度为0
B ．锁定弹簧前小物块A 2gh
C ．碰后弹簧的最大弹性势能为32
mgh D ．碰后小物块A 、B 始终不分离
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分.
8． 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M 装置（HL-2M ）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。

我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。

氘核聚变反应的方
程为；221110H H n x +→+。

已知氘核的质量为1m ，比结合能为E ，中子的质量为2m ，反应中释放的核能为E ∆，光速为c ，下列说法正确的是（ ）
A ．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力
B ．反应产物x 为42He
C ．x 核的质量为2122E m m c
∆+- D ．x 的比结合能为433
E E ∆+ 9．质量为m 的汽车从t =0时刻开始受到水平向前的牵引力
F 作用，F 与作用时间t 的关系如题图所示。

若汽车在t 0时刻开始沿平直公路运动，汽车受到的阻力恒定不变，下列说法正确的是（ ）
A ．汽车先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
B ．2t 0~4t 0，汽车克服阻力做的功为22003F t m
C ．汽车在2t 0时刻的速度大小为00F t m
D ．汽车在3t 0时刻牵引力的瞬时功率为2003F t m
10．如图所示，在竖直平面内存在匀强电场，OAB ∆是正三角形，边长为l ，OC 长为32
l 沿竖直方向，将一个质量为m 、电荷量绝对值为q 的带电小球以3
8
mgl 的初动能从O 点抛出，运动到A 点的动能为98mgl ，运动到C 点的动能为94
mgl ，已知重力加速度为g ，则下列说法正确的有（ ）
A ．O 到A 的过程，电场力做功为14
mgl - B ．带电小球一定带负电 C ．电场线一定垂直AB D ．电场强度的大小为36mg q
三、非选择题：共57分。

第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第15～16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共45分。

11. （6分）
为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。

①用天平测出两小球的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。

②按图安装好实验装置，将斜槽PQ固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球m2，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球m1从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球m1在竖直挡板上的撞击位置O。

③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球在碰撞前后均能撞击固定竖直挡板。

④先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球m1撞击竖直挡板的位置。

⑤将小球m2放在斜槽末端，再让小球m1从斜槽顶端P处由静止释放，与m2发生碰撞，分别记下小球m1和m2撞击竖直挡板的位置。

⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为OA、OB、OC。

根据该实验小组的测量，回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1撞击的是图中的___________点，m2撞击的是图中的___________点（填字母A、B、C）。

（2）只要满足关系式___________则说明碰撞中的动量是守恒的（用m1、m2、OA、OB、OC表示）。

12. （9分）
为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量：
（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择________（填“×1”或“×100”）倍率的电阻挡，并____________，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它测得的电阻值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（2）若用多用表测得该元件的电阻大约为1500Ω，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：
A．待测元件R（阻值约为1500Ω）
B．电流表（量程5mA，内阻约5Ω）
C．电阻箱（9999.9Ω，0.02A）
D．直流电源（电动势约为20V，内阻约0.5Ω）
E．单刀双掷开关一个，导线若干
实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量．
在闭合S前，先把R调至________（填“最大值”或“最小值”），然后把K打到1，______，再把K打到2，____________，则R x＝____________（用实验中获得的物理量来表示）。

（3）两只完全相同的表头G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象（______）
A．电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转
B．两表指针偏转角度相同
C．两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多
D．两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多
13. （12分）
如图所示，质量为M的可移动“⊃”型导轨MNPQ位于光滑水平桌面上，两条平行轨道间的距离为L。

质量为m的金属杆可垂直于导轨滑动，与轨道之间存在摩擦力，金属杆接入回路中的电阻为R。

初始时金属
t=时，用杆位于图中的虚线OO'处，OO'的左侧有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。

在0
一平行于导轨的恒力F作用于金属杆，使之由静止开始沿导轨向左运动。

0t时刻回路中的电流为0I，此过程中导轨MNPQ向左移动的距离为0x（杆与轨道始终保持相对运动，NP尚未进入磁场）。

不考虑导轨的电阻与回路的自感，求：
（1）0t时刻金属杆的速度大小v；
（2）金属杆与“⊃”型导轨间的滑动摩擦因数μ；
（3）该过程中金属杆移动的距离x。

14. （18分）
如图所示，相距 5.5L =m 的两光滑平台位于同一水平面内，二者之间用传送带平滑相接。

传送带顺时针匀速转动，其速度的大小v 可以由驱动系统根据需要设定。

左侧平台上有一质量1 1.0m =kg 的物块A （可视为质点），物块A 与传送带间的动摩擦因数10.1μ=，右侧平台上有一质量 3.0M =kg ，长 2.0s =m 的木板C 静止在平台上，木板正中央放一质量2 1.0m =kg 的物块B （可视为质点），已知物块B 与木板C 之间动摩擦
因数20.3μ=，重力加速度取210m /s g =。

求：
(1)现让物块A 以初速度0 5.0v =m/s 自左侧平台滑上传送带，则物块A 到达右侧平台的最大速度和最小速度？
(2)设定传送带速度为 4.0v =m/s ，A 以初速度0 5.0v =m/s 自左侧平台滑上传送带，物块A 与木板C 发生弹性正碰（碰撞时间极短），碰撞结束时传送带立即换成光滑平台，且物块A 与木板C 不再相遇，木板C 与右侧墙壁发生弹性碰撞前与物块B 已经相对静止。

试求：
①最终物块B 停在距木板C 的左端多远处？
②整个过程中，物块B 与木板C 组成的系统产生的热量Q 。

（二）选考题：共12分。

请考生从第15题和第16题中任选一题作答，若两题都做，则按所做的第一题记分。

15. [选修3-3]（12分）
（1）（4分）
一定质量的气体从状态a 开始，经历ab 、bc 两个过程，其p -T 图像如图所示，下列判断正确的是 。

（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
A ．状态a 的体积小于状态b 的体积
B ．状态a 的体积小于状态c 的体积
C ．状态a 分子的平均动能大于状态b 分子的平均动能
D ．状态a 分子的平均动能大于状态c 分子的平均动能
（2）（8分）
如图所示，一端封闭、粗细均匀的U 形细管，管道水平部分长为L 、竖直部分长1.5L ，管内有一段长度为L 的水银柱封闭一段气柱。

U 形管静止不动时水银柱恰好在管道的水平部分，当U 形管绕开口臂的轴线匀速转动时，处于U 形管水平部分的水银柱的长度为
2
L 。

设水银的密度为ρ （kg/3m ），大气压强是0p （Pa ）。

求：
（1）U 形管转动的角速度ω为多大？（不考虑气体温度的变化）
（2）不断增大角速度ω，能否使水银柱全部进入封闭端竖直管内？（只要回答“能”或“否”即可）
16. [选修3-4] （12分）
（1）（4分）
如图甲所示，A 、B 和P 是同一均匀介质中同一直线上的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿AP 方
向传播，波速为20cm /s ， P 与A 相距40cm ，A 点振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ沿BP 方向传播，P 与B 相距50 cm ，B 点的振动图像如图丙所示。

在0t =时刻，两列波同时分别经过A 、B 两
点，则下列说法正确的是。

（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
A ．两列波能同时到达P 点
B ．横波Ⅰ的波长为0.2m ，横波Ⅱ的波长为0.25m
C ．稳定后P 点的振幅为10cm ，在 5.0s t =时，P 点的位移为10cm -
D ．稳定后P 点的振幅为70cm ，在 5.0s t =时，P 点正通过平衡位置
（2）（8分）
有一个魔术表演是将写上字的纸装进透明文件袋后放进水中，纸上的字消失不见了，其现象可用以下模型通过光的全反射来解释，如图所示，在透明塑料砖不透光的侧面区域内部写上字，将透明塑料砖浸入装有水的容器中，当透明塑料砖与水平面成一定角度时，外部光线在水面折射后进入水内部到达塑料砖界面时发生全反射。

没有光进入塑料砖内部，也就不会有光从塑料砖传出，因此人观察不到塑料砖内部的字。

已知能达到塑料砖表面的光线在从空气入射水面时最大入射角为53°。

当塑料砖与竖直面夹角3θ=︒时，恰好无法观察到塑料砖上的字，已知水的折射率为()4.sin 500.7663
n =︒=水。

（1）求光线从空气进入水中后光线与竖直面的夹角范围；
（2）求塑料砖的折射率（保留到小数点后三位，光线从介质1射入介质2时对应的折射率12n n n =相，其中1n 为介质1的折射率，2n 为介质2的折射率）。

物理·全解全析
1． 【答案】 B 【解析】
AB ．由两图线的交点读出，R 1接在电源上时 U 1=0.5U 0 I 1=0.5I 0
电源的输出输出功率 P 1=U 1I 1=0.25 U 0I 0 R 2接在电源上时电压 U 2=0.75U 0 通过R 2的电流 I 2=0.25I 0
则电源的输出功率
222003
16
P U I U I ==
所以R 1接在电源上时，电源的输出功率较大，故B 正确，A 错误；
C ．由图可知，电源接R 1时电路中的电流大，所以电源内阻的热功率较大，故C 错误；
D ．电源非静电力做功的功率为
P IE =
所以电流大的，非静电力的功率大，故D 错误。

故选B 。

2． 【答案】 C 【解析】 由图可知
tan ma
mg
θ=
设球面半径为
R ，所以向心加速度
2
2tan sin a g R T πθθ⎛⎫
== ⎪⎝⎭
解得
cos 2R T g
θ
π
= 所以
cos 603
cos303
a b T T ︒=︒
= ABD 错误，C 正确。

故选C 。

3． 【答案】 D 【解析】
A ．火星轨道半径大于地球轨道半径，根据
2
GMm
ma r = 可知，向心加速度与轨道半径的平方成反比，所以，地球的公转向心加速度大于火星的公转加速度，A 错误； B ．根据开普勒第二定律可知，探测器从A 点运动到C 点的过程中，离太阳的距离越来越大，速度会越来越小，所以应该是减速过程，B 错误；
C ．根据开普勒第三定律，火星与探测器的公转半径不同，则公转周期不相同，因此探测器与火星不会同时到达C 点，不能在C 点相遇，C 错误；
A ．地球的公转周期为1年，火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，两者的角速度之差为
22 1.8=
1 1.9 1.9
πππ
ω∆-= 则地球再一次追上火星的用时为
2=2.1t π
ω
=
∆年 D 正确。

故选D 。

4． 【答案】 C 【解析】
A ．由导体做切割磁感线产生电动势公式 E BLv =
可知，L 增大，E 就会增大，由电阻定律可知
L R S
ρ
= 导体中的电流为
E BLv BSv I L R S
ρρ=
==
导体做匀速运动，所以I 不变，A 错误；
B ．经过②位置时，L 最大，E 最大，电流不为0，B 错误；
C ．L 减小，E 减小，电流不变，C 正确；
D ．从位置①到③的过程中，
E 先增大后减小，I 保持不变，D 错误； 故选C 。

5．
【答案】 D 【解析】
由于电梯与球A 之间的绳索可视为不可伸长，即球A 和电梯的加速度相同，因为电梯质量远大于其内物体质量，钢索撕裂后，可视为在自身重力下运动，因此加速度大小为29.8m/s ，弹簧形变为宏观形变，在瞬间不可更改，因此球B 受力几乎不变，其加速度为0，所以ABC 错误，D 正确，故选D 。

6．
【答案】 D 【解析】
粒子运动轨迹如图所示：
粒子在上方磁场做圆周运动的周期
11
2πm
T qB =
在下方磁场做圆周运动的周期
22
2πm
T qB =
， 由于212B B =，则122T T =，结合几何关系得 116
OP v T =
21252()66
OP
v T T =
+ 则有 1
2
7:1v v = 故选D 。

7． 【答案】 D 【解析】
A ．在第一个过程中，小物块A 下降h 后速度刚好为0，则有
212
mgh kh =
解得
2kh mg =
此时对小物块A 由牛顿第二定律得
kh mg ma -=
解得
a g =
方向竖直向上，故A 错误；
B ．速度最大的时候是重力等于弹力时，因此有
mg kx =
解得
12
x h =
由机械能守恒定律可得
22m 1122
mgx kx mv =
+ 解得
m v =
故B 错误；
C ．B 释放后与A 相碰前有
212
mgh mv =
解得碰前B 的速度为
v B 与A 碰撞过程由动量守恒定律得
2mv mv '=
联立解得
2v
v '=
=
然后一起向下运动，直至AB 的速度均减小到0，设这一过程又下降的高度为h '，则由机械能守恒定律可得
222111
22()222
mv kh mgh k h h '''++=+ 联立解得
2
h h '=
则弹簧的最大弹性势能为
2pm 133()222
mgh
E k h h +'=
+=>
故C 错误；
D ．由C 选项可知，弹簧有最大弹性势能时，弹簧压缩量为
1.7x h h h '∆=+=
≈ 弹簧将AB 整体弹起到最高点时，设此时AB 整体上升高度为h ''，则有
2pm 1
2()2
E mgh k x h ''''=+∆-
联立解得
h x ''=<∆
则可知AB 整体弹起过程中，弹簧不能恢复原长，则A 、B 间始终有弹力，故始终不分离，故D 正确。

故选D 。

8．
【答案】 AD 【解析】
A ．要发生聚变反应，两个原子核要足够近，故需要克服两氘核间巨大的库仑斥力，A 正确；
B ．.根据质量数守恒和电荷数守恒，可知x 的质量数为3，电荷数为2，所以反应产物x 应为3
2He ，B 错误；
C ．由爱因斯坦质能方程
2E mc ∆=
得到
()2122x E m m m c ∆=--
解得
1222x E
m m m c
-
∆=- C 错误； D ．根据
43E E Ex +∆=
解得
433
E Ex E ∆=
+ D 正确。

故选AD 。

9．
【答案】 BD 【解析】
由题目可知，阻力恒定不变，即f 不变，在t 0时刻开始运动，可得
0f F =
A ．在0<t <t 0时间内，F <f ，汽车保持静止，在t 0<t <2t 0时间内，由牛顿第二定律可得 F f ma -=
由于F 在增大，所以加速度也在增大，故汽车做加速度增大的变加速直线运动，在2t 0<t <4t 0时间内，力F 未发生变化，汽车做匀加速直线运动，故A 错误；
BC ．设汽车在2t 0时的速度为v 1，在4t 0时的速度为v 2，在t 0~2t 0时间内由动量定理可得
00
001202
F F t f t mv +⋅-⋅=- 联立方程，解得
00
12F t v m
=
在2t 0~4t 0时间内由动量定理可得
00021222F t f t mv mv ⋅-⋅=-
联立方程，解得
00
152F t v m
=
在2t 0~4t 0时间内，汽车克服阻力做的功等于动能的变化量，由动能定理可得
22
2200
2131122F f F t W W mv mv m
-=-=
故B 正确，C 错误；
D ．设汽车在3t 0时的速度为v 3，在t 0~3t 0时间内，由动量定理可得
00
0000322202
F F t F t f t mv +⋅+⋅-⋅=- 解得
00
332F t v m
=
则牵引力的瞬时功率为
032P F v =⋅
联立方程，解得
200
3F t m
P = 故D 正确。

故选BD 。

10． 【答案】 CD
【解析】
A ．O 到A 的过程，根据动能定理
93
288
l mg W mgl mgl +=-
解得电场力做功
1
4
W mgl =
所以A 错误；
C ．同理，O 到C 的过程，根据动能定理
393
248
l mg
W mgl mgl +-=' 解得电场力做功
38
W mgl '=
则由O 运动到B 的过程，解得电场力做功
21
34
W mgl '= 可知A 、B 为等势点，AB 为一条等势线，电场强度的方向垂直AB ，所以C 正确； B ．由于无法判断电场强度具体指向，所以B 错误； D ．O 到A 的过程
14W mgl qE ==
所以
6E q
=
所以D 正确； 故选CD 。

11.
【答案】 C A
=+ 【解析】
（1） 根据动量守恒
10112212m v m v m v m m =+>（）
可知
2010,v v v v ><
故相等水平位移内速度小的物体下落高度大，m 1撞击的是C 点； m 2撞击的是A 点；
（2） 设Q 点到竖直挡板的距离为x ，两球平抛时初速度为v ，下落高度为h ，有
v =
因此，只要有
m m m = 即
=即可验证碰撞中的动量是守恒的。

12.
【答案】 ×100 让红黑表笔短接，重新欧姆调零 偏大 最大值 调节R ，当其阻值为R 1时，电流表示数为I 0 调节R ，当其阻值为R 2时，电流表示数为I 0 R 2－R 1 C 【解析】
（1）用欧姆表测量电阻，若指针偏转较小，则电阻较大，应换大倍率的电阻挡，即×100。

换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零。

若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流变小，指针偏转角度变小，则欧姆表中电阻读数增大。

（2）电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大。

把K 打到1，调节R ，当其阻值为R 1时，电流表示数为I 0，再把K 打到2，调节R ，当其阻值为R 2时，电流表示数为I 0。

由于两次电流相同，则 R x ＋R 1＝R 2 解得 R x ＝R 2－R 1。

（3）电流表为表头G 和小电阻并联，电压表为表头G 和大电阻并联，当两者串联时，流过电压表表头的电流约等于流过电流表表头的电流与流过并联电阻的电流之和，因此电压表表头指针偏转角度大，所以C 正确；ABD 错误； 故选C 。

13.
【答案】 （1）0I R BL ；（2）0202Mx mgt ；（3）20002223302Mx Rt I mR F t B L B L ⎛⎫-- ⎪⎝
⎭ 【解析】
（1）由闭合电路欧姆定律得
0E I R =
切割感应电动势 E BLv =
解得
0I R v BL
= （2）滑动摩擦力为
f m
g μ=
对导轨受力分析，由牛顿第二定律得
=f Ma
导轨匀加速运动
20012
x at = 解得
20
2Mx mgt μ= （3）在任意短的时间内对金属杆分析，由动量定理得
()F f BIL t m v --∆=∆
叠加求和有
0()F f t BLq mv --=
而
BLx E t
= E I R
= q It =
联立解得
BLx q R
= 联立解得
2
0002223302Mx Rt I mR x F t B L B L ⎛⎫=-- ⎪⎝
⎭ 14. （18分）
【答案】
/s ；(2)①1.625m ，②4.875J
【解析】
(1)物块A 从传送带左侧一直匀加速运动到右侧获得最大速度，并记为1v ，根据匀变速运动规律
221012v v gL μ-=
解得
16m /s v =
物块A 从传送带左侧一直匀减速运动到右侧获得最小速度，并记为2v ，根据匀变速运动规律
222012v v gL μ-=-
解得
2/s v =
(2)①根据（l ）推断出物块A 与C 碰撞前速度为4m /s v =
A 与C 发生弹性正碰，碰撞过程满足系统动量守恒和机械能守恒，设碰后物体A 的速度为A v ，
C 的速度为C v ，选择向右为正方向，则
11A C m v m v Mv =+
22211111222
A C m v m v Mv =+ 解得
1112m /s 2
A m M v v v m M -==-=-+ 11212m /s 2C m v v v m M =
==+ 接下来物块C 与B 相对滑动直到共速，此过程中C 和B 组成的系统满足动量守恒和能量守恒，记共速的速度为v 共，B 相对于C 的滑动位移为1d ，则
()2C Mv m M v =+共
()2222211122
Mv m M v m gd μ-+=共 解得
=1.5m /s v 共
10.5m d =
故此时B 距C 的左端距离
110.5m 2
s x d =-= 之后C 和B 一起与墙壁碰撞，碰撞之后C 立即原速率反弹，在C 与B 再次共速过程中，系统仍然满足动量守恒和能量守恒，记B 和C 再次共速的速度为t v ，B 对C 的位移为2d ，则：
()22t Mv m v m M v -+=+共共
()22222222111222
t m v Mv m M v m gd μ+-+=共共 解得
0.75m /s t v =-，方向向左
2 1.125m d =
综上，最终B 与C 左端的距离为
212 1.625m x x d =+=
②整个过程中B 与C 摩擦产热记为Q ，B 与C 第一次共速过程中摩擦产热记为1Q ，B 与C 第二次共速过程中摩擦产热记为2Q ，则
1221 1.5J Q m gd μ==
2222 3.375J Q m gd μ==
12 4.875J Q Q Q =+=
15. [选修3-3]
（1）
【答案】 B
【解析】
AB ．根据理想气体状态方程
pV C T
=
可知，当体积不变时，压强与温度成正比，所以状态a 的体积等于状态b 的体积；从b 到c 温度不变，则压强与体积成反比，压强减小，体积增大，所以状态b 的体积小于状态c 的体积，则
a b c V V V
A 错误
B 正确；
CD ．温度是气体分子平均动能的标志，状态b 的温度高于状态a 的温度，状态b 的温度等于状态c 的温度，所以状态a 、b 、c 分子的平均动能大小关系为
a b c E E E
CD 错误。

故选B 。

（2）
【答案】 （1；（2）否 【解析】
（2）设U 形管横截面积为S ，管道转动时被封气体的压强为p ，由玻意耳定律可得 01.5p LS p LS ⋅=⋅
解得
01.5p p = 取水平部分的水银分析，有
20113224
pS gLS p S LS L ρρω+-= 联立解得
ω（2）全部进入竖直管内，水银柱不能平衡，水银柱上面的压强比大气压大，再加上水银柱的重力，大气压不能把水银柱压上去，所以回答否。

16. [选修3-4]
（1）
【答案】 D
【解析】
A ．两列波在同一均匀介质中传播，则传播速度大小相同，所以横波Ⅰ先到达P 点，故A 错误；
B ．由题图乙、丙可知两列波的周期均为T =1s ，则波长均为
=0.2m vT λ=
故B 错误；
CD ．两列波周期相同，则频率相同，相位差恒为π，将A 、B 视为横波I 、Ⅱ的波源，则P 点到两波源的波程差为
Δ0.1m 2r PB PA λ
=-==
所以两列波在P 点将发生稳定的干涉，且P 是干涉加强点，稳定后振幅为
A =A 1+A 2=70cm
t =5.0s 时，P 点正通过平衡位置，故C 错误，D 正确。

故选D 。

（2）
【答案】 （1）037β︒≤≤︒；（2）1.021
【解析】
（1）如图甲所示，设光线从空气穿过水面进入水内部，入射角为α，出射角为β，根据折射定律得
sin sin 水n αβ
= 053α︒≤≤︒
联立解得
037β︒≤≤︒
（2）设塑料砖的折射率为n ，设水相对于塑料砖折射率为相n 。

在水与塑料砖界面，光线将发生全反射，设入射角为γ，如图乙所示，当入射光线与竖直面夹角最大时，入射角最小
根据几何关系得 90180βγθ+++︒=︒ 根据折射定律得 水
相n n n =
因为恰好全部发生全反射 1sin 相n γ=
联立解得
1.021n ≈。