2021年高考物理真題試卷（河北卷）

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求的。（共7題；共28分）

1.銀河系中存在大量的鋁同位素碧A1，碧A1核B衰變的衰變方程為碧A1-咨Mg+?e，測得翁A1

核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）

A.碧A1核的質(zhì)量等于患Mg核的質(zhì)量

B.您A1核的中子數(shù)大于笠Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素265放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變

D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素翁川將在144萬年后全部衰變?yōu)檗D(zhuǎn)Mg

2.銅原子鐘是精確的計時儀器，圖1中的原子從。點以ioom/s的初速度在真空中做平拋運(yùn)動，到達(dá)豎直

平面MN所用時間為h；圖2中艷原子在真空中從P點做豎直上拋運(yùn)動，到達(dá)最高點Q再返回P點，

整個過程所用時間為t2,0點到豎直平面MN、P點到Q點的距離均為02m，重力加速度取9=

10m/s2則4:今為（

?M

*

P

圖1圖2

A.100：1B.1:100C.1:200D.200:1

3.普朗克常量力=6.626x10-34光速為c,電子質(zhì)量為me,則—在國際單位制下的單位是

Jsmec

（）

A-J/sBmcJmD-m/s

4."祝融號"火星車登陸火星之前，"天間一號"探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個火星

日，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個火星日，已知一個火星日的時長約為一個地球日,

火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）

3B七.1叫|

5.如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為名，一束速度大小為V

的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為6,兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m、電阻為R

的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g,不計導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子

重力，下列說法正確的是（）

_mgRsind

A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B^BzLd

mgRsind

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,V=-----------

_mgRtanO

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B[BzLd

mgRtanO

D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,V=-----------

6.一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為nR、不可伸長的輕細(xì)繩，一端固定在圓柱體

最高點P處，另一端系一個小球，小球位于P點右側(cè)同一水平高度的Q點時，繩剛好拉直，將小球從Q

點由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細(xì)繩豎直時，小球的速度大小為（重力加速度為g,不計空氣阻

力）（）

A.J（2+n）gRB.J2TcgRC.,2（1+/r）gRD.j2gR

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌間距最窄處為一狹

縫，取狹縫所在處。點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為。，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左

端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從0點開始以速度v向右勻速運(yùn)動，忽略所有電

阻，下列說法正確的是（）

A.通過金屬棒的電流為2BC/tan。

B.金屬棒到達(dá)%0時，電容器極板上的電荷量為BCvx0tan9

C.金屬棒運(yùn)動過程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動過程中，外力F做功的功率恒定

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩

個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0

分。（共3題；共18分）

8.如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為2L、寬為L,匝數(shù)為N,放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，理

想變壓器的原、副線圖匝數(shù)分別為n0、3和n2,兩個副線圈分別接有電阻%和R2,當(dāng)發(fā)電機(jī)

線圈以角速度3勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為I,不計線圈電阻，下列說法正確的是（）

A.通過電阻R2的電流為器B.電阻R2兩端的電壓為警

n

n2l

c.n0與陽的比值為縹包D.發(fā)電機(jī)的功率為‘-加（叫+切

IRin0

9.如圖，矩形金屬框MNQP豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且PQ桿光滑，一根輕彈簧一端固

定在M點，另一端連接一個質(zhì)量為m的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞MN軸分別以角速度3和

3,勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若3,>3，則與以3勻速轉(zhuǎn)動時相比，以3’勻速轉(zhuǎn)

動時（）

A,小球的高度一定降低B.彈簧彈力的大小一定不變

C.小球?qū)U壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大

10.如圖，四個電荷量均為q（q>0）的點電荷分別放置于菱形的四個頂點，其坐標(biāo)分別為（4，,0）、

（-4。0）、（O,yo）和（0,-yo），其中x軸上的兩個點電荷位置固定，y軸上的兩個點電荷可沿y軸對稱

移動（W0），下列說法正確的是（）

-y^

A.除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強(qiáng)度處處不為零

B.當(dāng)y0取某值時，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個電場強(qiáng)度為零的點

C.當(dāng)y0=8l時，將一帶負(fù)電的試探電荷由點（4。5。移至點（0,-3，），靜電力做正功

D.當(dāng)y0=4l時，將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點（/,/）處，其所受到的靜電力方向與x軸正方向成

45°傾斜向上

三、非選擇題：共54分。第11-14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15-16題為必

考題，考生根據(jù)要求作答。（共4題；共42分）

11.某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有；小燈泡（6.3V，0.15A），直流電流（9V），

滑動變阻器，量程合適的電壓表和電流表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，設(shè)計的電路如圖1所示。

（1）根據(jù)圖1，完成圖2中的實物連線；

（2）按照圖1連線后，閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷，原因可能是（單

項選擇，填正確答案標(biāo)號）；

A.電流表短路

B.滑動變阻器的滑片接觸不良

C.滑動變阻器滑片的初始位置在b端

（3）更換小燈泡后，該同學(xué)正確完成了實驗操作，將實驗數(shù)據(jù)描點作圖，得到1-U圖像，其中一部分

如圖3所示，根據(jù)圖像計算出P點對應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為Q（保留三位有效數(shù)字）。

12.某同學(xué)利用圖1中的實驗裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶滑輪的長木

板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為200g，其上可放

2

鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?80m/s,實驗操作步驟如下：

遮光條光電門1光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm，輕細(xì)繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速

度；

③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上述

步驟；

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和

輕細(xì)繩懸掛鉤碼）總動能的增加量4Ek及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量ZE,結(jié)果如下表所示：

"/kg0.2000.2500.3000.3500.400

%/J0.5820.4900.3920.2940.195

醺/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

（1）實驗中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J（保留三位有效數(shù)字）；

（2）步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)量為；

（3）若M為橫軸，AE為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中繪出4E-M圖像

段由一小段光滑圓弧連接，一個質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若is后質(zhì)量為48kg

的滑雪者從頂端以igm/s的初速度、3m/s2的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上

背包并立即將其拎起，背包與滑道的動摩擦因數(shù)為〃=E，重力加速度取g=10m/s2,sin0=

￡,cos0=g，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化，求:

（1）滑道AB段的長度；

（2）滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。

14.如圖，一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁

場，極板與可調(diào)電源相連，正極板上0點處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為v0、帶正電的粒子束,

單個粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,一足夠長的擋板0M與正極板成37°傾斜放置，用于吸收打在其

上的粒于，C、P是負(fù)極板上的兩點，C點位于。點的正上方，P點處放置一粒子靶（忽略靶的大?。?，用

于接收從上方打入的粒子，CP長度為Lo，忽略柵極的電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受

重力sin370=|。

（1）若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在P點處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓Uo的大??；

（2）調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板0M上，求電壓的最小值Umm；

（3）若粒子靶在負(fù)極板上的位置P點左右可調(diào)，則負(fù)極板上存在H、S兩點（CHWCP<CS,H、S兩

點末在圖中標(biāo)出）、對于粒子靶在HS區(qū)域內(nèi)的每一點，當(dāng)電壓從零開始連續(xù)緩慢增加時，粒子靶均只能

接收到n（n>2）種能量的粒子，求CH和CS的長度（假定在每個粒子的整個運(yùn)動過程中電壓恒定）。

四、【選修3-3］（共1題；共12分）

15.

（1）兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖

1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)

氣體的內(nèi)能（填"大于""小于"或"等于"）汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣

體分子速率分布圖像，其中曲線（填圖像中曲線標(biāo)號）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

圖?圖2

（2）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強(qiáng)為3.0X103Pa°

①當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強(qiáng)；

②當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境

溫度為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0xl05pa。

五、【選修3-4](共1題；共12分)

16.

(1)如圖，一彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動，振子零時刻向右經(jīng)過A點，2s后第一次到達(dá)B點，已知振子

經(jīng)過A、B兩點時的速度大小相等，2s內(nèi)經(jīng)過的路程為0.4m。該彈簧振子的周期為s,振幅為

_______rric

^?WWWWWW\^O——rT

劣!!!.V

BOA

(2)將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對放置，圓心上錯開一定距離，如圖所示，用

一束單色光沿半徑照射半圓柱體A,設(shè)圓心處入射角為0,當(dāng)8=60。時，A右側(cè)恰好無光線射出；

當(dāng)8=30。時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h,不考慮多次反射，求：

(i)半圓柱體對該單色光的折射率;

(ii)兩個半圓柱體之間的距離d。

答案解析部分

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合

題目要求的。

1.【答案】C

【考點】核反應(yīng)方程

【解析1【解答】A.您A1和笠Mg的質(zhì)量數(shù)均為26相等，二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同，所

以質(zhì)量不同，A不符合題意；

B.猾5核的中子數(shù)為26-13=13個，專Mg核的中子數(shù)為26-12=14個，B不符合題意；

C.半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關(guān)，C符合題意；

D.質(zhì)量為m的若A1的半衰期為72萬年，經(jīng)過144=2x72萬年為2個半衰期，剩余質(zhì)量為,

不會全部衰變?yōu)檗D(zhuǎn)Mg，D不符合題意。

故答案為：Co

【分析】利用核反應(yīng)過程質(zhì)量虧損可以比較原子核的質(zhì)量；利用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)可以求出中子數(shù)的大

??；半衰期與外界條件無關(guān)；經(jīng)歷2個半衰期其鋁的同位素不會完全進(jìn)行衰變。

2.【答案】C

【考點】豎直上拋運(yùn)動

【解析】【解答】能原子做平拋運(yùn)動，水平方向上做勻速直線運(yùn)動，即X="ti

解得=

鈉原子做豎直上拋運(yùn)動，拋至最高點用時g,逆過程可視為自由落體，即%=|5（7）2

解得垃=后=厝is

0.2

貝I]￡1=joo_J_

t20.4200

故答案為：Co

【分析】利用水平方向的位移公式可以求出鈾原子運(yùn)動的時間；利用豎直上拋運(yùn)動的位移公式可以求出

豎直上拋的運(yùn)動時間。

3.【答案】B

【考點】單位制及量綱

【解析】【解答】根據(jù)—可得它們的單位為：=應(yīng)吟=如吟占=m

meckgm/skgm/skgm/s

故答案為：Bo

【分析】利用普朗克常量的大小結(jié)合質(zhì)量和速度的大小可以導(dǎo)出對應(yīng)的國際單位。

4.【答案】D

【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用

【解析】【解答】繞中心天體做圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，可得粵=m^R

R2T2

則r=戶，R=怪

\GM747r2

由于一個火星日的時長約為一個地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則飛船的軌道半徑R/=

3GMi)23平

J47rz=、47rz-J5同

故答案為：Do

【分析】利用引力提供向心力可以求出軌道半徑的表達(dá)式，結(jié)合質(zhì)量和周期的比值可以求出飛船的軌道

半徑與地球同步衛(wèi)星軌道半徑的比值。

5.【答案】B

【考點】共點力平衡條件的應(yīng)用，安培力，左手定則

【解析】【解答】等離子體垂直于磁場噴入板間時，根據(jù)左手定則可得金屬板Q帶正電荷，金屬板P帶負(fù)

電荷，則電流方向由金屬棒a端流向b端。等離子體穿過金屬板P、Q時產(chǎn)生的電動勢U滿足q^=

由歐姆定律/=和安培力公式F=BIL可得F安=B2LX^=皇譽(yù)

再根據(jù)金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，可得F處=/ngsin。

mgRsinO

BiBzLd

金屬棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定則可判定導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下。

故答案為：B。

【分析】利用左手定則可以判別金屬棒的極性及電流的方向，結(jié)合金屬棒的平衡可以判別安培力的方

向，利用平衡方程結(jié)合板間電場力和洛倫茲力相等可以求出離子的速度，利用金屬棒其安培力的方向結(jié)

合左手定則可以判別導(dǎo)軌處磁場的方向。

6.【答案】A

【考點】動能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】小球下落的高度為h=nR-三R+R=等R

小球下落過程中，根據(jù)動能定理有mgh=1mv2

綜上有v=J（7T+2）gR

故答案為：Ao

【分析】利用幾何關(guān)系可以求出小球下落的高度，結(jié)合動能定理可以求出小球速度的大小。

7.【答案】A

【考點】電磁感應(yīng)與電路

【解析】【解答】C.根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C不符合題意；

A.由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為L=2xtan。，x=vt

則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=2Bv2ttan0

由題圖可知電容器直接與電源相連，則電容器的電荷量為Q=CE=2BCv2ttan。

則流過導(dǎo)體棒的電流1=當(dāng)=2BCv2tan0

At

A符合題意；

B.當(dāng)金屬棒到達(dá)xo處時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為F=2Bvxotan。

則電容器的電荷量為Q=CE，=2BCvxotan0

B不符合題意；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動則F=F安=BIL

由A可知流過導(dǎo)體棒的電流I恒定，但L與t成正比，則F為變力，再根據(jù)力做功的功率公式P=Fv可看

出F為變力，v不變則功率P隨力F變化而變化；

D不符合題意；

故答案為：Ao

【分析】利用動生電動勢的表達(dá)式結(jié)合電容器的定義式可以求出電容器電荷量的大小，結(jié)合運(yùn)動的時間

可以求出流過導(dǎo)體棒的電流大??；利用動生電動勢的表達(dá)式結(jié)合電容的大小可以求出電容器電荷量的大

??；利用導(dǎo)體棒外力和安培力相等，利用安培力的變化可以判別其外力不斷變大所以外力的功率不斷變

化。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上

選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.【答案】B,C

【考點】變壓器原理

【解析】【解答】AB.由題知理想電流表讀數(shù)為I,則根據(jù)歐姆定律Ui=IRi

根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有腎=祟，腎=*

代入數(shù)據(jù)有U0=票膽，6=汨&

nlnl

再由歐姆定律有u2=I2R2

可計算出12=答1/

綜上可知，A不符合題意、B符合題意；

C.由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則有Emax=NB2l?3,Uo=蹩=V2NBL2W

V2

由AB知Uo=腎/%

nl

貝gHQ_yf2NBL^(i)

'一IRi

c符合題意；

2

D.由于變壓器為理想變壓器則有Po=Pi+P2=Uil+U2I2=lRi+U2I2

代入ABC公式有P0=殳警1(當(dāng)*1)

由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機(jī)的功率為Po,D不符合題意。

故答案為：BCo

【分析】利用ni線圈的歐姆定律可以求出輸出電壓的大小，結(jié)合匝數(shù)之比可以求出原線圈的輸入電壓，

結(jié)合匝數(shù)之比可以求出其0線圈輸出電壓的大小，結(jié)合電阻可以求出其電流的大??；利用矩形線圈的電

動勢表達(dá)式可以求出輸入電壓的大小，結(jié)合輸出電壓的大小可以求出匝數(shù)之比；利用副線圈的功率之和

可以求出原線圈的輸入功率大小。

9.【答案】B,D

【考點】向心力，牛頓第二定律

【解析】【解答】對小球受力分析，設(shè)彈力為T,彈簧與水平方向的夾角為8則對小球豎直方向TsinS=

mg

而7=k(2-Z)

VCOS0o

可知。為定值，T不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A不符合題意，B符合

題意；

2

水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，桿對小球的彈力FN背離轉(zhuǎn)軸，則Tcosd-FN=ma)r

2

即FN=Tcosd—ma)r

，2

當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸TcosO+F'N=ma)r

2

即FN=mo)r—Tcosd

則因3'>3，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力不一定變大。則C不符合題意；

根據(jù)F合32r

可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D符合題意。

故答案為：BD。

【分析】當(dāng)相對于PQ桿靜止時其小球的高度保持不變，由于小球高度不變所以彈簧產(chǎn)生的彈力大小不

變；利用水平方向的牛頓第二定律且未知桿對小球支持力的方向不能判別其小球?qū)U壓力的大小變化；

利用牛頓第二定律結(jié)合角速度變大可以判別小球受到的合力變大。

10.【答案】A,C

【考點】電場強(qiáng)度和電場線，電場力，電場力做功

【解析】【解答】A.根據(jù)場強(qiáng)疊加原理可知，除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強(qiáng)度處處不為零，A符合

題意；

B.因為在x軸上的兩個點電荷在。點的合場強(qiáng)為零，在y軸上的兩電荷，無論yo取什么值，因為關(guān)于原

點對稱，則在。點的合場強(qiáng)也為零，在橫軸和縱軸上除原點外，出現(xiàn)合場強(qiáng)為零的點，根據(jù)對稱性可

知，一定是成對出現(xiàn)的，關(guān)于原點對稱，所以算上原點，合場強(qiáng)為零的點是奇數(shù)個，不會是2個，B不符

合題意；

C.由幾何關(guān)系可知，坐標(biāo)為(41,51)的A點在第一象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方；坐標(biāo)為(0,

-31)的B點在第三象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方，且到達(dá)虛線的距離相等，由電勢疊加可知，B

點的電勢高于A點，則帶負(fù)電的試探電荷在A點的電勢能較大，從A點到B點電勢能減小，可知電場力做

正功，C符合題意；

D.若yo=4l,則四個點構(gòu)成正方形，由對稱可知在點(I,I)處的場強(qiáng)一定沿著過該點與原點連線的方向

上；在y軸正向和x正向上的點電荷在(I,I)處的合場強(qiáng)4=2,屋之「舞善=篇

1(V9Z2+f2)2V9Z2+i25V512

在y軸負(fù)向和x負(fù)向上的點電荷在(I,I)處的合場強(qiáng)七2=2?^^景,=12^二＜.

可知(I,I)點的場強(qiáng)沿著MN方向且與x軸從成45。角的方向向下，D不符合題意。

故答案為：ACo

【分析】利用電場強(qiáng)度的疊加可以判別菱形外部的場強(qiáng)處處不等于0;利用場強(qiáng)的疊加可以判別電場強(qiáng)度

等于。的位置是奇數(shù)個不是偶數(shù)個；利用電場線的分布可以判別電勢的高低，結(jié)合電性可以判別電勢能的

變化及電場力做功的情況；利用電場強(qiáng)度的合成可以判別試探電荷受到的電場力方向.

三、非選擇題：共54分。第11-14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15-16題為必考題，考生根

據(jù)要求作答。

11.【答案】

(2)C

(3)27.0

【考點】描繪小電珠的伏安特性曲線

【解析】【解答】(1)電流表負(fù)極與滑動變阻器的右端的b位置連接，如圖

(2)開關(guān)閉合，小燈泡閃亮一下后燈絲燒斷，說明通過小燈泡的電流過大。

A.電流表內(nèi)阻非常小，短路幾乎不影響通過小燈泡的電流，與燈絲燒斷無關(guān)，A不符合題意；

B.滑動變阻器滑片接觸不良，無電流通過小燈泡，B不符合題意；

C.滑動變阻器的滑片開始時置于b端，小燈泡部分分壓達(dá)到最大，通過電流最大，可能會燒斷小燈泡

燈絲，C符合題意；

故答案為：C。

(3)根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知在P點時的電壓和電流分別為U=2V,1=74mA

根據(jù)歐姆定律T可知小燈泡的電阻為R=7=^^Q=27.0Q

I\I/JLv

【分析】(1)利用電路圖完成實物圖連線；

(2)燈絲被燒壞可能是滑動變阻器分壓過大導(dǎo)致其燈泡兩端的電壓過高；

(3)利用伏安特性曲線可以求出P點的電壓和電流，結(jié)合歐姆定律可以求出燈泡的電阻大小。

12.【答案】(1)0.980

(2)0.588

0.40(0.38~0.42)

【考點】功能關(guān)系，機(jī)械能

【解析】【解答】(1)四個鉤碼重力勢能的減少量為4Ep=4mgL=4x0,05x9.8x0.5j=0.980j

(2)對滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知4mgL-lVf=1(4m4--j(4m+

其中系統(tǒng)減少的重力勢能為4Ep=4mgL

系統(tǒng)增加的動能為=i(47n+M)諺-^(4m+M)評

系統(tǒng)減少的機(jī)械能為4E="，則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機(jī)械能為ZEd=0.98-0.392=0.588

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點得AE-M的圖像為

⑷根據(jù)做功關(guān)系可知=

則AE-M圖像的斜率為k=iigL==196

0.4—0.2

解得動摩擦因數(shù)為4=0.40(0.38~0.42)

【分析】(1)利用高度的變化可以求出重力勢能的減少量；

(2)利用能量守恒定律結(jié)合機(jī)械能的變化量可以求出減少的機(jī)械能大小;

(3)利用表格數(shù)據(jù)進(jìn)行描點連線；

(4)利用圖像斜率可以求出動摩擦因數(shù)的大小。

13.【答案】（1）設(shè)斜面長度為L,背包質(zhì)量為m.=2kg,在斜面上滑行的加速度為的,由牛頓第

二定律有m1gsin9—47nlgcosJ=加必

解得期=2m/s2

滑雪者質(zhì)量為m2=48kg,初速度為%=L5m/s，加速度為?2=3m/s2,在斜面上滑行時間為

2

t,落后時間t0=ls，則背包的滑行時間為t+t°，由運(yùn)動學(xué)公式得L=ia1（t+t0）

1,

z

L=v0t+-a2t

聯(lián)立解得t=2$或t--Is（舍去）

故可得L=9m

（2）背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時的速度為巧、功，有%=%?+玲）=6m/s

v2—2t—7.5m/s

滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動量守恒，設(shè)共同速度為v,有m1V1+

m2v2=（ntj+m2）v

解得v=7.44m/s

【考點】動量守恒定律，勻變速直線運(yùn)動基本公式應(yīng)用

【解析】【分析】（1）滑塊和背包都在斜面上做加速運(yùn)動，利用勻加速的位移公式結(jié)合位移相等可以求

出運(yùn)動的時間及滑道AB的長度；

（2）已知背包和滑雪者做勻加速直線運(yùn)動，利用速度公式可以求出兩者的速度大小，結(jié)合動量守恒定律

可以求出滑雪者拎起背包時速度的大小。

2

14.【答案】（1）從。點射出的粒子在板間被加速，則Uoq-|mv-

粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，則半徑「=年

由qvB=my

解得仇=今照-等

（2）當(dāng)電壓有最小值時，當(dāng)粒子穿過下面的正極板后，圓軌道與擋板0M相切，此時粒子恰好不能打到

擋板上，則

2

從。點射出的粒子在板間被加速，則Uminq=1mv-|mvo

粒子在負(fù)極板上方的磁場中做圓周運(yùn)動qvB=m—

rmin

粒子從負(fù)極板傳到正極板時速度仍減小到vo,則9%8=小逋

r

由幾何關(guān)系可知

2rmin=-^+r

聯(lián)立解得u=等

77n詔

18q

（3）設(shè)粒子第一次經(jīng)過電場加速，在負(fù)極板上方磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)的軌跡半徑為r。，若粒子在電場加速電

壓小于Umm,粒子穿過磁場在正極板下方磁場運(yùn)動時，會被OM板吸收。則第一次出現(xiàn)能吸收到兩種

能量的位置（即H點）,為粒子通過極板電壓Umm=等時，粒子第二次從上方打到負(fù)極板的位置（軌

跡如圖中藍(lán)色線條所示）。由（2）的計算可知=鬻

5C{D

則CH=4r-2r'=理出

人」3qB

當(dāng)粒子第一次經(jīng)過電場加速，在負(fù)極板上方磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)的軌跡半徑在＜r0＜v時（即鬻＜力＜

鬻時），粒子可以通過正極板下方磁場的偏轉(zhuǎn)再次穿過電場和負(fù)極板上方磁場打在負(fù)極板上。

oCJo

當(dāng)r0=y時（（即「。=鬻時）），設(shè)粒子通過正極板下方磁場偏轉(zhuǎn)，再次穿過電場和負(fù)極板上方磁場打

在負(fù)極板上S點。計算可得CS=2CH-2r'等一鬻=甯

JtfDCjDO（］D

當(dāng)早時（即器舞），

粒子在直接打在HS范圍內(nèi)，直接被粒子靶吸收，不能通過正極板下方磁場偏轉(zhuǎn)，再次穿過電場和負(fù)極板

上方磁場打在負(fù)極板上。

【考點】電荷在電場中的加速，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動

【解析】【分析】（1）粒子從。點射出后做加速運(yùn)動，接著在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，利用牛頓第二定

律可以求出粒子進(jìn)入磁場的