2021年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試（河北卷）（含詳解）

2021年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上.

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號

涂黑.如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號.回答非選擇題時，

將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效.

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.

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.銀河系中存在大量的鋁同位素26Al,26Al核￡衰變的衰變方程為::Alf；；Mg+；e,

測得26Al核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）

A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量

B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素26Al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26A/將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg

2.葩原子鐘是精確的計時儀器，圖1中鈉原子從。點以lOOm/s的初速度在真空中做平拋運

動，到達豎直平面MN所用時間為乙；圖2中鈉原子在真空中從P點做豎直上拋運動，到

達最高點Q再返回P點，整個過程所用時間為馬，O點到豎直平面MN、P點到Q點的距

離均為0.2m,重力加速度取g=10m/s2,貝也：。2為（）

..............--

P

圖1圖2

A.100：1B.1：100C.1:200D.200：1

h

3.普朗克常量〃=6.626X1（T34J.S，光速為C,電子質(zhì)量為則一在國際單位制下

mec

的單位是（）

A.J/sB.mC.JmD.m/s

4.“祝融號”火星車登陸火星之前，“天問一號”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II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（）

A.孤B.』C.CD.A

5.如圖，距離為d的兩平行金屬板尸、。之間有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為四，一束

速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為心的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)

軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為臺2,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為兩導(dǎo)軌分

別與P、Q相連，質(zhì)量為〃?、電阻為R的金屬棒垂直導(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（）

_mgRsin0

A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B、BJd

mgRsin0

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,v-

B.B.Ld

_mgRtan0

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B[B[Ld

_mgRtan0

D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

B}B2Ld

6.一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為萬R、不可伸長的輕細繩，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。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）（）

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為8,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2BCVtan8

B.金屬棒到達/時，電容器極板上的電荷量為BCV/tan。

C.金屬棒運動過程中，電容器上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運動過程中，外力尸做功的功率恒定

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.

8.如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為2L、寬為3匝數(shù)為M放置在磁感應(yīng)強度大小為8的勻

強磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為〃°、項和〃2,兩個副線圈分別接有電阻飛

和&,當(dāng)發(fā)電機線圈以角速度①勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為/,不計線圈電阻，下列

說法正確的是（）

n,I

A.通過電阻凡的電流為'B.電阻凡兩端的電壓為

n2n]

C.〃。與々的比值為立竺立D.發(fā)電機的功率為

+4）

〃o

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，"的小球，小球穿過尸。桿，金屬框繞MN軸

分別以角速度0和0'勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若3>@，則與以“勻速轉(zhuǎn)動

時相比，以。'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）、（T/,0）、（0,y0）和（0,一%），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（%N0）,下列說法正確的是（）

y

A.除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零

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

C.當(dāng)為=8/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)為=4/時，將一帶負(fù)電試探電荷放置在點（/,/）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題為選考題，考生根據(jù)要求作答.

（-）必考題：共62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

電源（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/-U圖像,

其中一部分如圖3所示，根據(jù)圖像計算出尸點對應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為C（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,其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,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

所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量公紇及系統(tǒng)總機械能的減少量AE，結(jié)果如下

表所示：

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

（1）實驗中輕細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)據(jù)為；

13.如圖，一滑雪道由A8和兩段滑道組成，其中A3段傾角為。，段水平，A8段

和8C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1s

后質(zhì)量為48kg的滑雪者從頂端以L5m/s的初速度、Bm/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〃=4，重力

774

加速度取g=10m/s2,sin9=—,cos。=——，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背

2525

包的重心變化，求：

（1）滑道A8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)強度大小為

B的勻強磁場,極板與可調(diào)電源相連,正極板上。點處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為%、

帶正電的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為機、電荷量為q,一足夠長的擋板OM與正極板成37°

傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、P是負(fù)極板上的兩點，C點位于O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4,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。sin37°=1o

（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?？诘拇笮?；

（2）調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM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”、S兩點（CH<CP<CS,

H、S兩點末在圖中標(biāo)出）、對于粒子靶在"S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〃（〃22）種能量的粒子，求C4和CS的長度（假定在每個

粒子的整個運動過程中電壓恒定）。

（-）選考題：共12分.請考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答

題卡上所選題目對應(yīng)的題號右側(cè)方框涂黑，按所涂題號進行評分；多涂、多答,

按所涂的首題進行評分；不涂，按本選考題的首題進行評分.

15.兩個內(nèi)壁光滑、完全相同絕熱汽缸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沙，若A中細沙的質(zhì)量大于B中細沙的

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1圖2

16.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27c時，壓強為S.OxIO'Pa。

（1）當(dāng)夾層中空氣溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強；

（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℃,大氣壓強為l.Ox1（）5pa。

17.如圖，一彈簧振子沿x軸做簡諧運動，振子零時刻向右經(jīng)過A點，2s后第一次到達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______m?

In/WWVWVWVWO——：----

Iii屋

BOA'

18,將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體4、B正對放置，圓心上下錯開一定距離,

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。，當(dāng)。=60°時，A

右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)。=30°時，有光線沿8的半徑射出，射出位置與4的圓心相比下

移/?,不考慮多次反射，求：

（1）半圓柱體對該單色光的折射率；

（2）兩個半圓柱體之間的距離乩

2021年河北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上.

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號

涂黑.如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號.回答非選擇題時，

將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效.

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.

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.銀河系中存在大量的鋁同位素26Al,26Al核￡衰變的衰變方程為::Alf：；Mg+；e,

測得26Al核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）

A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量

B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素26Al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)有鋁同位素26A/將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg

【答案】c

【解析】

【分析】

【詳解】A.26Al和26Mg的質(zhì)量數(shù)均為26相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不

同，所以質(zhì)量不同，A錯誤；

B.核的中子數(shù)為26—13=13個，；；Mg核的中子數(shù)為26—12=14個，B錯誤；

C.半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關(guān)，C正確；

D.質(zhì)量為加的26Al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!機，不會全部衰變?yōu)?6Mg,D錯誤。

4

故選Co

2.艷原子鐘是精確的計時儀器，圖1中鈉原子從。點以100m/s的初速度在真空中做平拋運

動，到達豎直平面所用時間為乙：圖2中鈉原子在真空中從尸點做豎直上拋運動，到

達最高點Q再返回尸點，整個過程所用時間為芍，。點到豎直平面MV、P點到。點的距

離均為0.2m,重力加速度取g=lOm/s?,則4：。2為（）

M

P

mi圖2

A.100：1B.1：100C.1:200D.200:1

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】飾原子做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，即

x=vt1

解得

x0.2

t,=-=----S

1V100

的原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時且，逆過程可視為自由落體，即

2

%44)2

解得

躍際0.20

t2,=1g——=\.---1-0---=0.4s

則

0.2

4一100一1

t20.4200

故選Co

h

3.普朗克常量〃=6.626X10-34J.S，光速為C,電子質(zhì)量為〃則——在國際單位制下

me

的單位是（)

A.J/sB.mC.JmD.m/s

【答案】B

【解析】

【分析】

h

【詳解】根據(jù)——可得它們的單位為:

mec

W_N?2

----------二m

kg?m/skgkg?

故選B。

4.“祝融號”火星車登陸火星之前，“天問一號”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01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（）

A?無B.AC.4D.小

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】繞中心天體做圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，可得

GMm4P2c

——=m—丁R

R2T2

則

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01倍，則飛船的軌道半

徑

則

故選Do

【點睛】

5.如圖，距離為d的兩平行金屬板P、。之間有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為四，一束

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)

軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為8〉導(dǎo)軌平面與水平面夾角為。，兩導(dǎo)軌分

別與P、Q相連，質(zhì)量為，小電阻為R的金屬棒。人垂直導(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（）

mgRsin3

A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,v=

B[B2Ld

mgRsin8

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,v=

B[B2Ld

mgRtan3

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,v-

B[B?Ld

mgRtan6

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

B\B、Ld

【答案】B

【解析】

【詳解】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

*=如

由歐姆定律/="和安培力公式F=可得

R

B2B}Lvd

=B9LX—=

一RR

再根據(jù)金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，可得

F我=mgsin0

則

mgRsin6

v—

BtB2Ld

金屬棒ah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B正確。

故選B。

6.一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為乃R、不可伸長的輕細繩，一

端固定在圓柱體最高點尸處，另一端系一個小球，小球位于P點右側(cè)同一水平高度的。點

時，繩剛好拉直，將小球從。點由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時，小球

的速度大小為（重力加速度為g,不計空氣阻力）（）

C.,2（1+萬）g/?D.2必

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】小球下落的高度為

71"+2

h=nR-—R+R--------R

22

小球下落過程中，根據(jù)動能定理有

mgh=^mv2

綜上有

JOr+2)gR

故選A,

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為8,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。點開

始以速度v向右勻速運動，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.金屬棒到達與時，電容器極板上的電荷量為BCvXotan。

C.金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】C.根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯誤;

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=2.vtanax=vt

則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E=28彼麗。

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-2BCv2nanf)

則流過導(dǎo)體棒的電流

/=—=

△t

A正確；

B.當(dāng)金屬棒到達次處時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E-2Biaotan/9

則電容器的電荷量為

Q=CE'=2BCvxo\.an3

B錯誤；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運動則

F=F堂=BIL

由選項A可知流過導(dǎo)體棒的電流/恒定，但L與，成正比，則尸為變力，再根據(jù)力做功的功

率公式

P=Fv

可看出尸為變力，v不變則功率P隨力尸變化而變化;

D錯誤；

故選Ao

【點睛】

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.如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為2L、寬為L匝數(shù)為M放置在磁感應(yīng)強度大小為B的勻

強磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為〃°、々和〃「兩個副線圈分別接有電阻鳥

和當(dāng)發(fā)電機線圈以角速度“勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為/,不計線圈電阻，下列

n.I

A.通過電阻尺2的電流為:一B.電阻R,兩端的電壓為

cI-〃IIyflNBlJco

C.人與〃?的比值為'---------D.發(fā)電機的功率為

+〃2)

\flNB]jcol(n}

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】AB.由題知理想電流表讀數(shù)為/,則根據(jù)歐姆定律

5=IRi

根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有

&=區(qū)&=2

/Ut,n2U2

代入數(shù)據(jù)有

Uo=—IR],Uz=2IR[

%n,

再由歐姆定律有

。2=hRi

可計算出

綜上可知，A錯誤、B正確；

C.由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則有

22

Emm-NB2Lco,Uo-=y/2NBLa)

由選項AB知

Uo=—IR]

則

%_yflNBIJCD

“IR}

C正確；

D.由于變壓器為理想變壓器則有

Po=Pi+Pz=U/+Uih=FRi+Uih

代入選項ABC公式有

Po二

7

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

故選BC。

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，"的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞軸

分別以角速度0和力勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若出＞co,則與以①勻速轉(zhuǎn)動

時相比，以。'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

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】對小球受力分析，設(shè)彈力為。彈簧與水平方向的夾角為仇則對小球豎直方向

Tsin夕=mg

而

T=k*—l0)

cos夕

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錯誤,

B正確;

水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，桿對小球的彈力網(wǎng)背離轉(zhuǎn)軸，則

Tcos0-FN=mco2r

即

FN=TcosO-marr

當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時，入指向轉(zhuǎn)軸

2

Tcos3+FN-intor

即

F'N=ma>~r-Tcos0

則因，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錯誤；

根據(jù)

F^=ma）'r

可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。

故選BDo

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）、（Y/,0）、（0,%）和（0，-%），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（%彳0）,下列說法正確的是（）

A.除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零

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

C.當(dāng)為=8/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)為=4/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

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據(jù)場強疊加原理可知，除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零，選

項A正確；

B.因為在x軸上的兩個點電荷在。點的合場強為零，在y軸上的兩電荷，無論以取什么值,

因為關(guān)于原點對稱，則在。點的合場強也為零，在橫軸和縱軸上除原點外，出現(xiàn)合場強為

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，合場強為零

的點是奇數(shù)個，不會是2個，選項B錯誤;

C.由幾何關(guān)系可知，坐標(biāo)為（4/,5/）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,-3/）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4點的電勢能較

大，從A點到8點電勢能減小，可知電場力做正功，選項C正確；

D.若劃=4/,則四個點構(gòu)成正方形，由對稱可知在點（/,/）處的場強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（/,/）處的合場強

17ckq2V2/-V2/kq

（府方）2V9/2+/25石/

在y軸負(fù)向和X負(fù)向上的點電荷在（/,/）處的合場強

口ckq2V2/+V2/kq

（J25/+/2）2125『+尸12M2

3

可知（/,/）點的場強沿著MN方向且與x軸從成45。角的方向向下，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，選項D正確。

故選ACD?

三、非選題：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題為選考題，考生根據(jù)要求作答.

（-）必考題：共62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

電源（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。

圖2

（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/-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）。

圖3

【解析】

【分析】

【詳解】（1）[1]電流表負(fù)極與滑動變阻器的右端的。位置連接，如圖

（2）[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錯誤；

B.滑動變阻器滑片接觸不良，無電流通過小燈泡，B錯誤；

C.滑動變阻器的滑片開始時置于人端，小燈泡部分分壓達到最大，通過電流最大，可能會

燒斷小燈泡燈絲，C正確；

故選Co

（3）根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知在尸點時的電壓和電流分別為

U=2V,/=74mA

根據(jù)歐姆定律I*可知小燈泡的電阻為

R=—=―vQ=27.0Q

I74x10-3

12.某同學(xué)利用圖1中的實驗裝置探究機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,其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8（）m/s2,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”、系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量小紜及系統(tǒng)總機械能的減少量AE，結(jié)果如下

表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

AEk/J0.5820.4900.3920.2940.195

△E/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

（1）實驗中輕細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)據(jù)為；

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

八AE/J

M/kg

圖2

若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為.

留兩位有效數(shù)字）

【答案】①.0.980②.0.588③.

?.0.40(0.38-0.42)

【解析】

【分析】

【詳解】(1)[1]四個鉤碼重力勢能的減少量為

△Ep=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J

(2)[2]對滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知

4mgL—Wf+—+

其中系統(tǒng)減少的重力勢能為

AEP=AmgL

系統(tǒng)增加動能為

A￡k=—(4m+M)vl-—(4〃?+M)v：

系統(tǒng)減少的機械能為AE=%，則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機械能為

A￡4=0.98-0.392=0.5885

⑷根據(jù)做功關(guān)系可知

AE=/.iMgL

則△￡—M圖像的斜率為

解得動摩擦因數(shù)為

A=0.40(0.38-0.42)

13.如圖，一滑雪道由AB和8C兩段滑道組成，其中段傾角為。，BC段水平，段

和8C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1s

后質(zhì)量為48kg的滑雪者從頂端以1.5m/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〃=《，重力

724

加速度取g=10m/s2,sin。=一，cos6=一，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背

2525

包的重心變化，求：

（1）滑道A8段的長度；

（2）滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。

【答案】（1）L=9m；（2）v=7.44m/s

【解析】

【分析】

【詳解】（1）設(shè)斜面長度為L,背包質(zhì)量為肛=2kg,在斜面上滑行的加速度為q,由牛

頓第二定律有

班gsin6-〃根g?cos6=叫%

2

at=2m/s

滑雪者質(zhì)量為加2=48kg,初速度為%=1.5m/s,加速度為4=Bm/s?,在斜面上滑行時

間為f,落后時間。=血，則背包的滑行時間為f+2，由運動學(xué)公式得

2

L=-ai(t+t0)

聯(lián)立解得

f=2s或，=-Is（舍去）

故可得

L=9m

（2）背包和滑雪者到達水平軌道時的速度為片、v,,有

匕=q（f+fo）=6m/s

v2=v0+a2t=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L有

用v,+m2v2=（g+加j）u

解得

v=7.44m/s

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)強度大小為

B的勻強磁場,極板與可調(diào)電源相連，正極板上。點處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為%、

帶正電的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為〃八電荷量為生一足夠長的擋板O河與正極板成37。

傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、P是負(fù)極板上的兩點，C點位于O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4,忽略

3

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。（）的大??；

（2）調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板上，求電壓的最小值?！?加；

（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（CH<CP<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〃（〃22）種能量的粒子，求