2021年高考物理真题试卷（湖南卷）含答案

2021年高考物理真题试卷（湖南卷）

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。（共6题；共24分）

1.核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）

A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒

C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害

2.物体的运动状态可用位置式和动量超描述，称为相，对应部一嵬图像中的一个点。物体运动状态的变

化可用部一装图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿孤轴正方向做初速度为零的匀加速

直线运动，则对应的相轨迹可能是（）

3.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为精的动车组在平直的轨道上行

驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为好，若动车组所受的阻力与其速率成正

比（F雷=**，,太为常量），动车组能达到的最大速度为“曲。下列说法正确的是（）

A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C.若四节动力车厢输出的总功率为则动车组匀速行驶的速度为乐垢

D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间次到最大速度埼"，则这一过

程中该动车组克服阻力做的功为,附加工一教

4.如图，在值盘位置放置电荷量为©的正点电荷，在口⑷位置放置电荷量为姨的负点电荷，在距

婀｝㈤为思的某点处放置正点电荷Q，使得好点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（）

2a

>P(%a)

&B面鼻力c.（知⑷，曷D/蜜⑷，•晶

5.质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水

平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B

点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）

A.推力F先增大后减小B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大

C.墙面对凹槽的压力先增大后减小D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大

6.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为粒；物，输入端正:、9接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡

Li、L2的阻值始终与定值电阻陶的阻值相同。在滑动变阻器展的滑片从搂端滑动到玄端的过程中，两个

灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.Li先变暗后变亮，1_2一直变亮B.Li先变亮后变暗，L2一直变亮

C.Li先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D.Li先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

二、多项选择题：本小题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有

多项符合题目要求。全部做对的得5分，选对但不全对的得3分，有选错的得。分。（共4

题；共20分）

7.2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道。根据任务安排，后续将发射

问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，

轨道离地面的高度约为地球半径的A-下列说法正确的是（）

A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的［第f倍

B.核心舱在轨道上飞行的速度大于1翘3加搭

C.核心舱在轨道上飞行的周期小于胃4卜

D.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小

8.如图（a）,质量分别为mA、me的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力产作用在A上，系统

静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为式。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的色一工

图像如图（b）所示，酌表示。至Ua时间内的鱼-E图线与坐标轴所围面积大小，痢、酶分别表示。

到内时间内A、B的健一工图线与坐标轴所围面积大小。A在巧时刻的速度为为。下列说法正确的是（）

图（。）

A.0到幻时间内，墙对B的冲量等于mAv0

C.B运动后，弹簧的最大形变量等于XD.梭、—另=陶

9.如图，圆心为◎的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，品和端为该圆直径。将电荷量为

di俘⑪的粒子从原点移动到九点，电场力做功为第桢若将该粒子从黑点移动到城点，电场力

做功为拜，下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与ab平行

B.将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为Q,0s郊”

C.a点电势低于c点电势

D.若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

10.两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为通过长为N的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合

体。距离组合体下底边卷处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为

N,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度够。水平无旋转抛出，设置合适的磁感应

强度大小密使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.鬲与冏无关，与跖成反比

B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变

C.通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等

D.调节标、场和旃只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变

三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，考生都必须作答。第15~16题为选考题,

考生根据要求作答。（共2题；共15分）

11.某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：

图(b)

⑴用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图（b）所示，h=cm；

⑵接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平：

（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；

⑷在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a；

⑸在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4）,记录数据如下表:

n123456

【您?血"临一'*0.0870.1800.2600.4250.519

根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线

01234567n

如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是1加保留三位有效数字）。

12.某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻

（阻值为陶）、一个电流表（内阻为釐给、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于巡,并配有可在电阻

丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表

盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如

下：

⑴将器材如图（a）连接:

⑵开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的端（填"a"或"b"）；

（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角卷和电流表示数I,得到多

组数据；

⑷整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为超，与纵轴截距为在，设单位

角度对应电阻丝的阻值为物，该电池电动势和内阻可表示为度=,F=（用嗨、

数工、专;、冰、电表示）

⑸为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值均。利用现有器材设计实验，在图（C）方

框中画出实验电路图（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；

利用测出的力，可得该电池的电动势和内阻。

四、解答题（共2题；共28分）

13.带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一、带电粒子流（每个粒子的质量为谢、

电荷量为叶磔）以初速度劈垂直进入磁场，不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在3.敏V•平面内的

粒子，求解以下问题。

图(a)图(b)

（1）如图（a）,宽度为郢1的带电粒子流沿a:轴正方向射入圆心为式&#小半径为内的圆形匀强磁

场中，若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点求该磁场磁感应强度为的大小；

（2）如图（a）,虚线框为边长等于3%的正方形，其几何中心位于皮依,-卷j。在虚线框内设计一个

区域面积最小的匀强磁场，使汇聚到◎点的带电粒子流经过该区域后宽度变为激飞，并沿轴正方向射

出。求该磁场磁感应强度的大小和方向，以及该磁场区域的面积（无需写出面积最小的证明过程）；

（3）如图（b）,虚线框I和II均为边长等于学的正方形，虚线框DI和IV均为边长等于用的正方形。在

I、□、ni和iv中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场，使宽度为a啊的带电粒子流沿式轴正方向射

入I和II后汇聚到坐标原点&,再经过田和iv后宽度变为境小并沿孤轴正方向射出，从而实现带电粒

子流的同轴控束。求I和田中磁场磁感应强度的大小，以及口和iv中匀强磁场区域的面积（无需写出面积

最小的证明过程）。

14.如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为N的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水

平轨道右下方有一段弧形轨道好尊。质量为廨的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为乱以水平轨道

末端◎点为坐标原点建立平面直角坐标系除、a:轴的正方向水平向右，飞轴的正方向竖直向下，弧

形轨道.承端坐标为值①形@端在,轴上。重力加速度为柔

（1）若A从倾斜轨道上距式轴高度为③•或的位置由静止开始下滑，求w经过◎点时的速度大小；

（2）若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过◎点落在弧形轨道步空上的动能均相同，求覆。

的曲线方程；

（3）将质量为丽（2为常数且2龄咨）的小物块藤置于◎点，A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B发

生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，求A下滑的初

始位置距式轴高度的取值范围。

五、【选修3-3】（共2题；共26分）

15.

（1）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为苗和$Z）封闭一定

质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从，《下降能高度到潍位置

时，活塞上细沙的总质量为谢。在此过程中，用外力冲作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个

过程环境温度和大气压强均保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为猱。下列说法正确的是

（）

A.整个过程，外力炉做功大于0,小于璇嘘

B.整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变

C.整个过程，理想气体的内能增大

D.整个过程，理想气体向外界释放的热量小于视—说噫®

E.左端活塞到达密位置时,外力铲等于

（2）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在

桌面上，用质量大的=&弱兽截面积£=金做工屋的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩

擦。一轻质直杆中心置于固定支点且上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬

挂一个质量那5=12◎（海的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为案时，测得环

境温度兜=飘於盔。设外界大气压强治=1瀚球1嫉酶，重力加速度

（i）当电子天平示数为4QQ殴然时，环境温度看?为多少？

（ii）该装置可测量的最高环境温度皆―为多少？

16.

（1）均匀介质中，波源位于。点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t=0时刻，波面分布如图

（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向

竖直向上。下列说法正确的是（）

A.该波从A点传播到B点，所需时间为崛

B.f=金时，B处质点位于波峰

（2十=豳时，C处质点振动速度方向竖直向上

D.f=：l：鑫时，D处质点所受回复力方向竖直向上

E.E处质点起振后，J费内经过的路程为

（2）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高1,・;幽1的人站在水

平地面上，其正前方处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为】.瞅m、深度为L.4尊a孔

洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示.现在孔

洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。

(i)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？

(ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？

答案解析部分

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•【解析】【解答】A.放射性元素没有明确其数量的前提，半衰期没有统计的意义，就算是大量放射性元

素经过两个完整的半衰期后，其衰变剩下的质量为原来的四分之一；A不符合题意；

B.原子核衰变属于核反应过程，所有核反应的过程都是核子重新组合；所以满足电荷数守恒，质量数守

恒，B不符合题意；

C.放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状

态无关，C不符合题意；

D.放射性元素辐射出的射线对人体有破坏的作用，但是只要辐射强度在安全范围内则对人的伤害性不

大，D符合题意；

故答案为：D»

【分析】大量放射性元素经过两个完整的半衰期后其原子核剩下原来的四分之一；原子核衰变的过程其

电荷数和质量数守恒；外界条件对半衰期没有影响。

2.【解析】【解答】已知质点沿x方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据速度位移公式可以求出速度

的表达式；吸=4瓢

根据质点动量的表达式有：滋=%邪，

以上两式联立可得*=次器最=阚&a：—

从表达式可以看出动量器关于式为零函数，且支:配Q,利用抛物线的性质可以判别正确的相轨迹图像为

Do

故答案为：D»

【分析】利用速度位移公式结合动量的表达式可以判别其动量和位移的关系。

3.【解析】【解答】A.若动车组做匀加速启动，其加速度保持不变；根据牛顿第二定律有疾-，熊=邮短，

但其阻力和速度成正比则：，.曜=声船随速度增大而增大，其阻力不断变大，则牵引力不断增大；A不符

合题意；

B.当四节动力车厢其输出功率为额定功率时，则四节车厢的总功率为4P,根据功率的表达式有：

铲=芦也再根据牛顿第二定律可以得出零，—秦修=潮媛；

从表达式可以得出加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，B不符合题意；

c.已知四节动力车厢输出的总功率为3.,»,当动车组达到最大速度时开始匀速行驶，其其牵引力等

于阻力，根据牛顿定律可以得出：般

联立解得瞬=导限

C符合题意；

D.动力车厢从静止启动到最大速度的过程，由于四节动力车厢输出功率均为额定值，经历t时间其牵引

力做功为：雷=4配;由动能定理可知播f-舞%蟒=季腓喙-Q；从表达式可以解得动车组克服阻力做

的功为修嗨=4敦一电涮霜所以D不符合题意；

故答案为：Co

【分析】动车做匀加速直线运动其加速度不变，由于阻力随时间不断变大则牵引力随时间不断变大；当

动力车厢功率额定时，其速度不断增大时其牵引力和加速度不断减小；当动车厢做匀速直线运动，利用

功率的表达式结合平衡方程可以求出最大的速度；利用动能定理结合末速度的大小可以求出克服阻力做

功的大小。

4.【解析】【解答】两个等量异种点电荷都在P点产生场强，根据点电荷场强公式豚=瞪，则有点电

荷在P点的场强都为％=当，其方向如下图所示：

IV

X

根据平行四边形定则，对两点电荷的场强进行叠加；可得P点的合场强为婷=.亚型。=，三等，方向如

图：与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示

◎穆

根据点电荷的场强公式，可得Q点电荷在P点的场强大小为营区=1袤?=堂

根据题意，三点电荷的合场强为0,则与访■向如图所示，且厚=疹工

联立等式可以解得登=骂百；

由几何关系可知Q的坐标为（0,2a）

故答案为：B。

【分析】利用点电荷的场强公式结合平行四边形定则可以求出合场强的大小及方向，结合P点的场强等

于0及场强公式可以求出Q点电荷的电荷量及位置。

5.【解析】【解答】AB.已知滑块从A点向B点进行缓慢移动，所以滑块受力平衡，对滑块受力分析，

根据牛顿第一定律有F=哪威感

鞋=萧翳码由于滑块移动的过程其窗越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB不

符合题意；

C.由于凹槽处于静止，以凹槽与滑块整体分析，整体处于受力平衡；设墙面对凹槽的压力为FN;根据水

平方向的平衡方程可以得出:严:翦=靛砥!哪=胡麒向睡侬姆=看湖诚魏；掰=4蓼时，FN出现最大

值；所以窗越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C符合题意；

D.整体处于受力平衡；设水平地面对凹槽的支持力为N地；根据竖直方向的平衡方程可以得出：水平地

面对凹槽的支持力为犬墟=斗就标一盘血管=套/4-砌鲍li：M图

从表达式可以得出当府越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】利用滑块的平衡方程结合角度的变化可以判别其推力及支持力的大小变化；利用整体的平衡方

程可以判别地面对凹槽的支持力及墙壁对凹槽的支持力大小变化。

6.【解析】【解答】由于知道副线圈各用电器的电阻，利用并联电路的特点可得：副线圈的总电阻为

工一151.

维一超广超产丁超广绒碗

敕刊向俎画谖厂餐忌研卷或谭解城卷+礴J：

整理导%=晨------r-r------?-------------------

3时十度,

~,ij!©趣•J丁_©叫•营i网ji，.©畤i啊>©>斓.

从表达式可以得出滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻选增大后减小；把变压器

等效为一个回路，根据等效电阻关系有量等与=若^=（第a=隐居；

再根据原线圈的欧姆定律和变压器的规律有:我=富不，趣=嗡虹

由于等效电阻先增大后减小，则必先减小后增大，料先减小后增大，则见先变暗后变亮，所以其B、D

选项不符合题意；

根据原线圈的欧姆定律路=著一木翻，及变压器的规律电=喷明

由于均先减小后增大，则副线圈的电压覆工先增大后减小；

在副线圈的电压6增大的过程，根据欧姆定律可以得出通过L2的电流为：瓢

3■.线或

滑片从a端滑到b端过程中，遥磁逐渐减小，副线圈的电压号*曾大过程中政工增大，则其L2变亮;

在副线圈的电压&飞减小过程中，通过Ro的电流为家%=京—1

一n赖郛

感啰逐渐增大，贝IJ也越来越小，而副线圈中的电流12越来越大；则会才'=祗『一疆I，则灯泡L2不断

变亮；

则必先变暗后变亮，马一直变亮；所以C不符合题意，A符合题意;

故答案为：Ao

【分析】利用并联电路的特点可以求出其副线圈等效电阻的大小，结合回路的欧姆定律可以判别其回路

中电流的变化进而判别灯泡Li的亮暗变化；利用输入电压结合输入电流的变化可以判别输出电压的变

化；再结合副线圈支路的欧姆定律可以判别灯泡的亮度变化。

L2

二、多项选择题：本小题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目

要求。全部做对的得5分，选对但不全对的得3分，有选错的得。分。

7.【解析】【解答】A.已知核心舱在地面时距离地心的距离为R,则进入轨道后距离地心的距离为:

原+,质:墨;

根据万有引力定律有干=株用，则有*1=警队步2=：“一扇£

麻密

核心舱进入轨道后的万有引力与地面上万有引力之比为烹=;_F

所以A符合题意；

B.核心舱在轨道上飞行，根据%.=$零’可得第一宇宙速度是最大的环绕速度，因此核心舱在轨道上飞

行的速度小于7.9km/s,所以B不符合题意；

c.根据粽警=等可得,=J嘉；

可知轨道半径越大周期越大，核心舱的轨道半径小于同步卫星的轨道半径；则其周期比同步卫星的周期

小于24h,所以C符合题意；

D.卫星做圆周运动时万有引力提供向心力有修还言烝

解得

则卫星的环绕速度与卫星的质量无关，所以核心舱其质量增大时，对其轨道半径的大小没有影响；所以D

不符合题意；

故答案为：AC.,

【分析】利用引力公式结合距离的大小可以求出引力的大小关系；核心舱在轨道上飞行的线速度小于第

一宇宙速度；利用引力提供向心力结合半径的大小可以比较周期的大小；利用引力提供向心力可以判别

卫星的线速度和卫星质量的大小无关。

8.【解析】【解答】A.从图像可以得出，在0~匕时间内，物体B的加速等于。处于静止，利用B的平衡

条件有F墙=F弹；

当墙对B的弹力作用一段时间时，其冲量大小等于弹簧对B的冲量大小，又由于弹簧对A和对B的弹力

大小相等，则求墙壁对B的冲量等于其弹力对A的冲量；撤去F后A只受弹力作用，则根据动量定理有1=

（方向向右）

mAv0

则墙对B的冲量与弹簧对A的冲量大小相等、方向相同，A符合题意；

B.从图像可以得出，在匕后其物体B开始具有加速度，也说明其弹簧开始被拉伸，在t2时刻其A和B的

加速度出现峰值，由于弹簧对A和B的弹力大小相等则F/,=F根据牛顿第二定律有F弹=mAaA;F弹三

mgas

由图可知aB>aA

贝（ImB<mA

B符合题意；

C.由图可得，ti时刻B开始运动，B离开墙壁，此时A速度为V。，由于A、B弹簧为系统不受外力；

所以AB动量守恒，则硼/方=状即；@}■状乙和凝；根据AB和弹簧整个系统能量守恒，最初的弹性势能转化为

A和B的动能及弹簧的弹性势能；由于部分弹性势能转化为动能；所以弹簧的形变量小于最初的形变量

x,C不符合题意；

D.从t2时刻其AB加速度出现最大值，可以得出此时弹簧处于最大拉长量；则可以得出A和B的速度相

等；其a-t图像的面积代表速度变化量的大小；利用图像面积可以得出AB的速度分别为墨一，轴，

修=•场

根据此时A、B共速，则阳一辆=酶

D符合题意。

故答案为：ABDo

【分析】从0到匕时间内，利用图像面积可以求出弹簧对A产生的冲量大小，由于弹力等于墙壁对B的

弹力所以其冲量的大小等于墙壁对B的冲量大小；当t2时刻弹簧弹力最大，利用牛顿第二定律结合加速度

的大小可以比较质量的大小；利用能量守恒定律结合AB存在动能可以判别弹性形变量的大小；利用图像

面积代表速度变化量的大小进而可以求出面积大小的关系。

9.【解析】【解答】A.从题意可知其圆心处于匀强电场中，以圆心建立坐标系，对电场强度进行分解，沿

cd方向建立x轴，垂直与cd方向建立y轴如下图所示

粒子沿x方向从c到d的过程，其电场力做功为W：则在x方向有：W=Exq2R

粒子从a到b点时，其电场力做功为2W；其总功等于两个方向做功之和，则有.：2W=E,q叔R+ExqR

5

rr八职•

经过计算有Ex=，'E=嬴，tan-京

由于电场方向与水平方向成60。，则电场与ab平行，且沿a指向b,A符合题意;

B.该粒从d点运动到b点，从几何关系可以得出db之间的距离等于R；电场力做的功为W，=Eq脊=0.5W

B符合题意；

C.由于电场线方向从a指向b,其c所在等势面在ab之间；沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势

高于c点的电势，C不符合题意；

D.若粒子的初速度方向与ab平行，则初速度和电场力方向共线，其电场力保持不变其加速度不变：则粒

子做匀变速直线运动，D不符合题意。

故答案为:AB„

【分析】对电场强度进行分解，利用电场力做功可以求出两个方向电场强度的大小，结合场强的大小可

以求出合场强的方向；利用电场力和位移可以求出电场力做功的大小；利用电场线的方向可以比较电势

的高低；若粒子初速度方向沿ab方向则做匀变速直线运动。

10.【解析】【解答】A.由于组合体做平抛运动；根据平抛运动的位移公式有：2禽注=怯久可以解得刚

进入磁场时y方向的速度为：W=&豪5组合体进入磁场做匀速运动，则组合体处于平衡状态，根据牛顿

第一定律则有mg=F安，又由于导体棒切割磁场的电动势瑟=就加$且根据欧姆定律有：壬=毫,且

安培力的表达式为：F贰=成点最

联立等式可以得出：霰…需

从表达式可以得出B与戌正比，A不符合题意；

B.当金属框刚进入磁场时，磁场方向垂直于纸张向内且金属框的磁通量增加，根据楞次定律可以判别感

应电流的方向为逆时针方向，当金属框刚出磁场时，磁场方向垂直于纸张向内且金属框的磁通量减小，

根据楞次定律可以判别此时感应电流的方向为顺时针方向，B不符合题意；

C.由于组合体进入磁场后做匀速运动，由于水平方向的感应电动势相互低消，有mg=F安=产＞＞；

由于安培力的大小等于重力的大小，则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，C符合题意；

D.无论调节哪个物理量，只要组合体仍能匀速通过磁场，都有mg=F〃

则安培力做的功都为W=F安3L=mg3L；

从表达式可以得出当组合体匀速通过磁场时，其过程中产生的焦耳热与H、v。、B大小无关，D符合题

意。

故答案为：CD。

【分析】金属框在竖直方向切割产生的感应电流，利用匀速运动的平衡方程可以求出磁感应强度的表达

式；利用金属框中磁通量的变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向；利用重力等于安培力可以判别

组合体克服安培力做功的功率等于重力的功率；利用重力做功可以求出安培力做功的大小进而判别产生

的焦耳热保持不变。

三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求

作答。

11.【解析】【解答］（I）根据游标卡尺的上尺可以找出0刻度线对齐的格数为10,下尺可以得出上下尺

对齐的格数为2；且10分度的游标卡尺的精度时0.1mm；则垫块的厚度为h=lcm+2x0.1mm=1.02cm

（5）根据表格的数据，在坐标纸上描点，连接各坐标点，绘制图线如图；

滑块下滑过程，其重力沿斜面的分力：粽甘=’•网寄而微,且根据几何关系有：疝碱:=：挈；再根据牛顿第

芯

二定律有：Iffg-苧=调处

可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率急=:黎

解得a=0.342m/s2

【分析】（1）利用游标卡尺上下尺结构可以读出垫板的厚度；

（5）利用表格数据进行描点连线；利用图像斜率可以求出加速度的大小。

12.【解析】【解答】（2）开关闭合前，为了防止电路中的电流太大，电阻丝要起到保护电路元件的作用，

应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律邂=潸套可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹

应夹在电阻丝的色端。

（4）金属丝为圆弧，已知其圆心角的大小为窗时，根据弧长公式可得电阻丝接入电路中的电阻为价》

根据闭合电路欧姆定莺=看4■麻可知营=式跟+弱+的④4沏

整理闭合电路欧姆定律可得电流的表达式为：j=，涉空眷区

从表达式的可以得出截距和斜率的表达式有：享=热型普巴=右

根据图像斜率和截距可以解得电源电动势和内阻为：

亟一遇

?=挈-%-馥

（5）实验器材中有定值电阻陶和单刀双掷开关，可以使用定值电阻来代替电阻丝，使用等效替代法使电

路产生相同的电流（原理：相同的电流时定值电阻等于一定角度其电阻丝的阻值），如图所示：

&

ni.-

原理的简单说明：

①将开关置于魏位置,读出电流表示数法;

②将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为商，读出此时角度e；

③此时法看=蜀，即可求得力的数值。

【分析】(2)开关闭合时为了保护电路中的元件，应该接入电阻丝的最大值所以金属夹应该夹在电阻丝

的b端：

(4)利用金属丝的长度可以求出电阻的大小，结合闭合回路的欧姆定律及图像斜率和截距可以求出电动

势和内阻的大小；

(5)为了测量单位角度对应的电阻丝电阻大小，可以利用等效替换法，利用电阻箱的电阻读出一定角度

下电阻丝的电阻大小。

四、解答题

13.【解析】【分析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用圆形磁场的半径可以求出粒子轨道半径的

大小，结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；

(2)画出粒子经过0点后从下方圆形区域的最大轨迹，利用轨道半径的大小结合牛顿第二定律可以求出

磁感应强度B2的大小和方向；利用左手定则可以判别磁场的方向，利用运动轨迹结合几何关系可以求出

磁场面积的大小；

(3)画出粒子在磁场中的运动轨迹，结合轨迹半径及牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；利用阴

影面积为四分之一圆面积和三角形面积之差，利用几何关系可以求出匀强磁场面积的大小。

14.【解析】【分析】(1)A从倾斜轨道下滑，利用下滑过程的动能定理可以求出A经过。点速度的大小；

(2)物块A从。点离开后开始做平抛运动，利用位移公式可以求出初速度的表达式，结合动能定理可以

导出PQ的曲线方程；

(3)物块A下滑，利用的功能定律可以求出碰前速度的表达式，结合碰撞过程属于弹性碰撞，利用动量

守恒和动能守恒定律可以求出碰后速度的大小；假设A物块反弹，可以求出物块A做平抛运动初速度，结

合A和B速