10. 如图所示，一质量为2m的足够长的光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上， ab、dc边平行且和长为L的bc边垂直，整个金属框电阻可忽略．一根阻值为R、质量为m的导体棒MN置于金属框上，装置始终处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．现给金属框向右的初速度v0，运动时MN始终与金属框保持良好接触且与bc边平行．则整个运动过程中( )A. 感应电流方向为M→b→c→N→M B. 导体棒的最大速度为
22mv0
C. 通过导体棒的电量为
3BL
3
v0
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52
D. 导体棒产生的焦耳热为mv0
6
11. 如图所示，竖直光滑杆上穿有两个弹性小球A、B，其质量关系满足mAmB，彼此间隔一小段距离．将两个球从距底座高为h(h远大于小球半径)处由静止同时释放．所有碰撞时间极短且无机械能损失，则A、B第一次碰撞后B球上升的最大高度最接近( )
A. 4h B. 6h C. 8h D. 9h
二、 非选择题：本题共5小题，共56分．其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12. (15分)如图所示为测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．实验具体步骤如下：
① 连接好电路，将滑动变阻器R阻值调到最大；
② 闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1
示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；
③ 改变电阻箱R1的阻值，调节滑动变阻器R，使A1示数始终为0.15 A，再测量6组R1
和I2值；
④ 将实验测得的7组数据在坐标纸上描点． 根据实验完成以下问题：
(1) 在坐标纸上画出R1与I2的关系图像． (2) 现有四只供选用的电流表：
A. 电流表(0～3 mA，内阻为2.0 Ω) B. 电流表(0～3 mA，内阻未知)
C. 电流表(0～0.3 A，内阻为5.0 Ω)
4
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D. 电流表(0～0.3 A，内阻未知) A1应选用________， A2应选用________．
(3) 根据以上实验得出Rx＝________Ω(结果保留一位小数) (4) 若将A1换成量程相同而内阻更大的电流表，对Rx的测量值有何影响？请简要说明理由．
5
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13. (6分)列车进站时的电磁制动可借助如图所示模型来理解，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在车身下方固定一由粗细均匀导线制成的矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力进行制动．已知列车的总质量为m，车身长为nL，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度为L(L小于匀强磁场的宽度)，站台轨道上匀强磁场区域大于车长．车头进入磁场瞬间的速度为v0.
(1) 当列车速度减为初速度的一半时，求ab两端的电压；
(2) 实际列车制动过程中，还会受铁轨及空气阻力，设其合力大小恒为f.车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止．求列车从车头进入磁场到停止，线框中产生的焦耳热Q.
14. (8分)某品牌瓶装水的瓶体为圆柱体，容积为V＝500 mL.
(1) 瓶内装满纯净水，在垂直瓶子轴线的平面内向瓶入一束单色光，光线射入瓶内经过内壁反射一次后再射出瓶外，最终出射光线与最初入射光线恰好平行(不重合)．已知水对该单色光的折射率为n，真空中光速为c，瓶子半径为R，求光在瓶中传播的时间t.瓶壁很薄，忽略瓶壁对光的影响．
(2) 将没有水的空瓶子敞口放置，环境温度由－3 ℃缓慢升高到27 ℃，求升温后瓶内
－3
气体质量m.大气压保持为标准大气压，标准大气压下－3 ℃时空气密度为1.3×10 g/mL.
6
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15. (12分)如图所示，竖直旗杆上下各有一个光滑轻小滑轮A和B，滑轮间穿有绷紧的均匀闭合牵引绳．升旗时将旗帜侧面的小杆平行固定在牵引绳上并使小杆下端靠近滑轮B，用手牵拉牵引绳使小杆上端到达滑轮A后锁定牵引绳完成升旗．已知两滑轮间距为H，旗帜侧面的小杆长度为l，旗帜和小杆总质量为m，牵引绳总质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，忽略旗帜飘动时重心的变化．
(1) 升旗过程中升旗手至少需要做多少功？
(2) 降旗时解除锁定使旗帜由静止下降，求旗帜降到底端前瞬间的速度v.
(3) 降旗时解除锁定使旗帜由静止下降一段时间后，用手握住牵引绳给绳施加一恒定的滑动摩擦力f＝3mg，旗帜降到底端速度刚好为零，求旗帜降落的总时间t.
7
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16. (15分)正方形区域MNPQ边长为L，在MN中点O垂直于MN边以一定初速度向平面入电子，若空间只存在平行正方形平面由M指向N、场强大小为E的匀强电场，电子恰能从Q点飞出，如图甲所示；若空间只存在垂直正方形平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电子恰能从P点飞出，如图乙所示．不计电子所受重力．
(1) 求两种情况下电子刚飞出正方形区域的速度大小之比v1∶v2；
(2) 求电子比荷以及初速度v0的大小；
(3) 若电子在电场中运动一段时间后撤去电场并立即加上和图乙中一样的磁场，最终电子恰好垂直于PQ边飞出正方形区域，求电子在电场中的运动时间t.(不考虑撤去电场加上磁场所引起的电磁辐射的影响)
em
8
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2020～2021学年高三年级模拟考试卷(苏州)
物理参及评分标准
1. A 2. C 3. D 4. C 5. A 6. D 7. B 8. A 9. C 10. C 11. D
12. (1) 如图所示(3分) (2) D(3分) C(3分) (3) 30.5±1.0(3分) (4) 无影响(1分)
A1的内阻不影响图像的斜率(2分)
13. 解：(1) 当列车速度减为初速度的一半时，E＝
BLv0
2
(1分)
ab两端的电压U＝
2nL＋L2n＋2nL＋2LE＝1
4n＋4
BLv0(2分)
(3) 对列车，由动能定理可得－fnL＋W12
安＝0－2mv0(2分)
解得Q＝－W12
安＝2
mv0－nfL(1分)
14. 解：(1) 如图所示，由折射定律得 n＝
sin isin r＝sin 2rsin r＝2cos r(2分) 2
t＝2×2Rcos r2nR2nR v＝c＝c(2分)
n(2) 根据等压变化，得
V1V＝T1＝270＝9 V1010
2＝V1＝V(2分) 2T23001099m2则m＝0VVρV9－41＝10＝10
ρV＝5.85×10 kg(2分)
29
V9
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15. 解：(1) W＝mg(H－l)(3分) (2) mg(H－l)＝12
2
(m＋M)v(2分)
v＝
2mg（H－l）
m＋M(2分)
(3) (解法1)mg(H－l)－fs＝0 s＝13(H－l) h＝(H－l)－s＝2
3(H－l)(2分)
设下降过程中最大速度为v12
1，则mgh＝2
(m＋M) v1
v4mg（H－l）
1＝
2mghm＋M＝3（m＋M）
(1分)
t＝H－l3（m＋M）（H－l）
v＝
1
mg(2分)
2(解法2)a1＝
mgm＋M(1分) amg－mg2mg2＝
3m＋M＝m＋M(1分) v2v214mg（H－l）
2a＋1
＝H－l v1＝12a23（m＋M）
(1分)
t＝v1v13（m＋M）（H－l）
a＋a＝12
mg(2分)
16. 解：(1) 设电子初速度大小为v0
t＝Lv L＝vyt vy＝v0 v1＝2v0(2分) 022v2＝v0 v1∶v2＝2∶1(2分)
(2) 电子在磁场中运动半径为r2
0，则r0＝(rL22
0－2
)＋L
r50＝4
L(2分)
10
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v20
ev0B＝m(1分)
r0y＝
1EeL2L()＝(1分) 2mv02
e16E解得＝2(1分)
m25BL4Ev0＝(1分)
5B(3) (解法1)根据几何关系有x＋rsin θ＝L(1分)
mvv0t＋sin θ＝L(1分)
eB其中vsin θ＝vy＝t 解得t＝
eEmLL＝(2分) mEeEv0＋·v0＋
eBmB4E5BL将v0＝带入可得t＝(1分)
5B9E(解法2)以O为坐标原点、电子初速度方向为x正方向，电子在电场中运动轨迹方程为yx2
＝(1分) 2L设撤去电场瞬间电子横坐标为x，速度大小为v，速度与水平方向夹角为θ 根据抛物线方程有tan θ＝(1分，根据速度分解也可以得到该关系)
xLv0mvmv01r05L1
电子速度v＝，电子在磁场中运动半径为r＝＝ ＝＝
cos θeBeBcos θcos θ4cos θ根据几何关系有x＋rsin θ＝L(1分)
5Lsin θ＝L
4cos θLtan θ＋4
解得tan θ＝(1分)
9
4L4Lx95BL则x＝Ltan θ＝ t＝＝＝(1分)
9v04E9E5B 11
