2021年高考物理真題名師評(píng)析（湖南卷）

2021年高考物理真題名師評(píng)析（湖南卷）

【試題評(píng)析】

2021年湖南省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試物理試題，貫徹落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)精神以及《深化新時(shí)代

教育評(píng)價(jià)改革總體方案》，依照新課程標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)考試內(nèi)容，優(yōu)化高考選拔功能，強(qiáng)化綜合能力立意

與物理學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向。

今年的物理試題總體表現(xiàn)立足穩(wěn)定，又有創(chuàng)新與變化，所考查知識(shí)點(diǎn)基本上圍繞著主干知識(shí)來命題，

各部分分值安排比較合理，具有一定的區(qū)分度和效度。

選擇題第1題，以核廢料具有很強(qiáng)的放射性切入，考查衰變和半衰期，第15題，需要理解掌握相和相

軌跡，才能夠正確解題。第7題以2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌

道為情景，考查萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求高，學(xué)生只有熟練萬有引力模塊的

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)方能輕松應(yīng)對(duì)。第8題，以輕彈簧連接的A、8兩物體構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，考查動(dòng)量守恒定律及其相

關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，理解掌握加速度圖像面積表示速度變化是解題關(guān)鍵。

實(shí)驗(yàn)題第11題考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，第12題是測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，經(jīng)典創(chuàng)新，

這兩道題著重考察學(xué)生的基本技能，雖有創(chuàng)新但仍屬于常規(guī)題。

計(jì)算題第13題以薄膜材料制備的關(guān)鍵技術(shù)之帶電粒子流的磁聚焦和磁控束切入，考查帶電粒子在勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，對(duì)學(xué)生能力要求較高，屬于常規(guī)能力題。第14題作為壓軸題，將動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守

恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律考查有機(jī)結(jié)合，綜合性高，對(duì)學(xué)生的要求高，能體現(xiàn)高考的選拔功能。

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要

求的。

1.核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）

A.放射性元素經(jīng)過兩個(gè)完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.原子核衰變時(shí)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期

D.過量放射性輻射對(duì)人體組織有破壞作用，但輻射強(qiáng)度在安全劑量?jī)?nèi)則沒有傷害

【參考答案】.D

【解題思路】根據(jù)半衰期的物理意義，放射性元素經(jīng)過一個(gè)半衰期后剩余1/2,放射性元素經(jīng)過兩個(gè)完整

的半衰期后，剩余1/4,就是說，無論經(jīng)過多長(zhǎng)的時(shí)間，放射性元素都不可能完全衰變殆盡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

原子核衰變時(shí)，電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；放射性元素的衰變不受元素所處的物理化學(xué)狀態(tài)

的影響，就是說，改變壓力、溫度或濃度，都不可能改變?cè)氐陌胨テ冢x項(xiàng)C錯(cuò)誤；過量放射性輻射對(duì)

人體組織有破壞作用，但輻射強(qiáng)度在安全劑量?jī)?nèi)則沒有傷害，選項(xiàng)D正確。

【易錯(cuò)提醒】正確理解半衰期的物理意義。

【名師點(diǎn)評(píng)】本題以核廢料具有很強(qiáng)的放射性切入，考查衰變和半衰期，主要考查理解理解能力.

2.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置X和動(dòng)量p描述，稱為相，對(duì)應(yīng)p-x圖像中的一個(gè)點(diǎn)。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化

可用圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)

動(dòng)，則對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是（）

【參考答案】D

【解題思路】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量知識(shí)的綜合運(yùn)用，主要考查對(duì)新知識(shí)的理

解能力.根據(jù)題述，質(zhì)點(diǎn)沿X軸方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其速度

V=d2ax,其動(dòng)量p=mv=m,所以對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是D。

【名師點(diǎn)評(píng)】理解掌握相和相軌跡，是正確解題的關(guān)鍵。

3.“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為用的動(dòng)車組在平直的軌道上行

駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為P,若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比

（，=如，k為常量）,動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為%。下列說法正確的是（）

A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P,則動(dòng)車組勻速行駛的速度為：％

D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間r達(dá)到最大速度%，則這一過程中

該動(dòng)車組克服阻力做的功為-Pt

2

【參考答案】.C

【解題思路】本題考查對(duì)機(jī)車勻加速啟動(dòng)和恒定功率啟動(dòng)兩種模型的理解掌握，主要考查靈

2

活運(yùn)用知識(shí)能力.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P,由4P=FiaVm=-2,2.25P=kv,聯(lián)立解得動(dòng)

3

車組勻速行駛的速度v=巳％,選項(xiàng)C正確；由于動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比，F(xiàn)s=kv,動(dòng)車組勻加

速啟動(dòng)，速度v=at,由牛頓第二定律，F(xiàn)-F畔ma,其牽引力F=kat+ma,即牽引力F隨時(shí)間t逐漸增大，

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定功率P,由P=Fv可知，其牽引力隨速度的增大而減小，

而動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比，，所以動(dòng)車組從靜止開始不可能做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若四節(jié)

動(dòng)力車廂輸出功率均為額定功率，則動(dòng)車組總功率為4P,由動(dòng)能定理，4P/-W產(chǎn)g加42,解得這一過程中

該動(dòng)車組克服阻力做功為,選項(xiàng)口錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】對(duì)于機(jī)車所受的阻力與其速率成正比問題，機(jī)車勻加速啟動(dòng)，其牽引力不是恒量。

4.如圖，在（a,0）位置放置電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在（（）,a）位置放置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距P（a,a）

為血。的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷。，使得P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。則。的位置及電荷量分別為（）

2a

°（總…產(chǎn)出

?q

A.（0,2a）,亞qB.（0,2a）,2亞q

C.（2a,0）,D.（2a,0）,2五q

【參考答案】.C

【命題意圖】本題以坐標(biāo)系設(shè)置點(diǎn)電荷位置，通過點(diǎn)電荷電場(chǎng)疊加，考查考生

【解題思路】本題考查電場(chǎng)疊加、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，主要考查對(duì)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和

平行四邊形定則的應(yīng)用能力。（a,0）位置電荷量為q的正點(diǎn)電荷在P（a,a）處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E+=k',

方向沿y軸正方向，（0,?）位置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷在P（a,。）處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E.=k2,方向

a"

沿X軸負(fù)方向，合場(chǎng)強(qiáng)為Ea=6k%,方向與y軸正方向夾角為45°,在距離尸（“，。）為0a的某

a

點(diǎn)放置正點(diǎn)電荷Q,使得P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，k請(qǐng)丁,解得Q=2&q,

Q的位置為（0,2a）,選項(xiàng)C正確。

【名師點(diǎn)評(píng)】

電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其合成遵循平行四邊形定則。

5.質(zhì)量為"的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點(diǎn)，3為半圓

水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為優(yōu)的小滑塊。用推力尸推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向8

點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）

A.推力F先增大后減小

B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大

【參考答案】c

【命題意圖】本題設(shè)置光滑凹槽中滑塊在沿圓弧的切線方向力F作用下的運(yùn)動(dòng)情景，通過考生對(duì)

動(dòng)態(tài)變化平衡狀態(tài)的分析、疊加體受力分析，考查科學(xué)思維能力。

【解題思路】本題考查動(dòng)態(tài)變化平衡狀態(tài)的分析、疊加體受力分析，主要考查理解能力.用推

力F推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，由平衡條件可知，推力

F=/ngsinO,凹槽對(duì)滑塊的支持力N=wgcosnO,小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)過程中，6角逐漸增大，力

F逐漸增大，力N逐漸減小，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由牛頓第三定律，滑塊對(duì)凹槽的壓力N=N=,〃gcose,滑塊對(duì)

凹槽的壓力N，在水平方向的分力N，sin0="?gcosOsinO=O.5mgsin2O,對(duì)凹槽分析受力，由平衡條件可知，墻

面對(duì)凹槽的壓力為FkOSmgsinZO,當(dāng)0=45。時(shí)最大，所以墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小，選項(xiàng)C正確;

由于力F的方向始終沿圓弧的切線方向，對(duì)滑塊和凹槽整體受力分析，可知，水平地面對(duì)凹槽的支持力逐

漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】

本題考查的知識(shí)有疊加體受力分析、動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)受力分析、平衡條件等，需要考生根據(jù)題

給信息和所學(xué)知識(shí)，選擇合適的研究對(duì)象，用物體平衡條件分析解答。

6.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為〃?輸入端。、。接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡

L?的阻值始終與定值電阻凡的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器H的滑片從。端滑動(dòng)到人端的過程中，兩個(gè)燈泡始

終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

B.L先變亮后變暗，L?一直變亮

C.L先變暗后變亮，L2先變亮后變暗

D.L先變亮后變暗，L?先變亮后變暗

【參考答案】A

【命題意圖】本題考查變壓器動(dòng)態(tài)變化及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】在滑動(dòng)變阻器R的滑片從a滑動(dòng)到b的過程中，在滑動(dòng)R的中點(diǎn)時(shí)，變壓器負(fù)載電阻最大，

輸出電流和輸出電功率最小，燈泡L2一直變亮，燈泡L1先變暗后變亮，選項(xiàng)A正確BCD錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】?jī)蓚€(gè)電阻并聯(lián)，若兩個(gè)電阻之和為定值，當(dāng)兩個(gè)電阻阻值相等時(shí)，并聯(lián)等效電阻最大。

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。

全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7.2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射問

天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，計(jì)劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道

離地面的高度約為地球半徑的工。下列說法正確的是（）

16

A.核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時(shí)的倍

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/s

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D.后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

【參考答案】AC

【命題意圖】本題以核心艙發(fā)射為情景，考查萬有引力定律，衛(wèi)星及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

MmMm

【解題思路】.由萬有引力定律可得，尸地二G,在軌道上，F(xiàn)=G,聯(lián)立解得：

產(chǎn)地，選項(xiàng)A正確；核心艙在軌道上飛行的速度小于7.9km/s,飛行的周期小于24h,選項(xiàng)B錯(cuò)誤C正確;

后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，空間站質(zhì)量增大，軌道半徑不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，是衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的最大速度。

8.如圖（a）,質(zhì)量分別為加入、的A、8兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，外力口作用在A上，系

統(tǒng)靜止在光滑水平面上（8靠墻面），此時(shí)彈簧形變量為X。撤去外力并開始計(jì)時(shí)，A、8兩物體運(yùn)動(dòng)的

圖像如圖（b）所示，表示0至篙時(shí)間內(nèi)A的a-f圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小，S2,S3分別表示八到G

時(shí)間內(nèi)A、3的a-f圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小。A在八時(shí)刻的速度為％。下列說法正確的是（）

A

A.0到八時(shí)間內(nèi)，墻對(duì)3的沖量等于m/。

B.mA>mH

C.8運(yùn)動(dòng)后，彈簧的最大形變量等于X

D.S1-S2=S3

【參考答案】BC

【命題意圖】本題考查動(dòng)量守恒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】.根據(jù)加速度圖像面積表示速度變化可知，0到tl時(shí)間內(nèi)，A的速度變化等于S1,由動(dòng)量定

理可知，彈簧對(duì)A的沖量大小等于m,\S“根據(jù)牛頓第三定律可知彈簧對(duì)B的沖量也等于m,\S”墻對(duì)B的

沖量也等于選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從fi到f2時(shí)間內(nèi)AB組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律，mAS2=mBS3,

由于S2Vs3,所以nu>mB,選項(xiàng)B正確；B運(yùn)動(dòng)后，彈簧最大形變量等于x,選項(xiàng)C正確；對(duì)整個(gè)過程,

動(dòng)量守恒定律，由于二者質(zhì)量不等，A、B的速度變化不等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】理解掌握加速度圖像面積表示速度變化是解題關(guān)鍵。

9.如圖，圓心為。的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓平面平行，。人和cd為該圓直徑。將電荷量為

q（q>0）的粒子從。點(diǎn)移動(dòng)到％點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為2W（卬>0）；若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力

做功為下列說法正確的是（）

A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與就平行

B.將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到匕點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0.5W

C.a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)

D.若只受電場(chǎng)力，從d點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)

【參考答案】AB

【命題意圖】本題考查靜電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，電場(chǎng)力做功，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】本題考查靜電場(chǎng)，主要考查理解能力.根據(jù)電場(chǎng)力做功公式討=411可知，ab之間的

電勢(shì)差是cd之間電勢(shì)差的2倍，分別過c、d兩點(diǎn)做ab的垂線，則兩垂線均為等勢(shì)線，所以該勻強(qiáng)電場(chǎng)的

場(chǎng)強(qiáng)方向與ab平行，選項(xiàng)A正確；根據(jù)題述，將正電荷q從a運(yùn)動(dòng)到b,電場(chǎng)力做正功可知，電場(chǎng)線方向

由a指向b,a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將該粒子由d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功0.5W,選項(xiàng)

B正確；若帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行方向射入，則做直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)評(píng)】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等長(zhǎng)平行線段兩端點(diǎn)之間的電勢(shì)差相等。

10.兩個(gè)完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長(zhǎng)為L(zhǎng),通過長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合

體。距離組合體下底邊”處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界水平，高度為L(zhǎng),

左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)以初速度%水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小8使其勻速通過磁場(chǎng)，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）

xxxxxxT

*XX。XX

A.B與V。無關(guān),與J萬成反比

B.通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變

C.通過磁場(chǎng)的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等

D.調(diào)節(jié)“、叫和8,只要組合體仍能勻速通過磁場(chǎng)，則其通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量不變

【參考答案】ACD

【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)，能量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】本題考查電磁感應(yīng)，能量守恒定律，主要考查靈活運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的

能力..組合體做平拋運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后水平方向切割磁感線的兩段導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抵消，

豎直方向切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，受到安培力作用，使其勻速通過磁場(chǎng)。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

豎直方向速度Q=岳萬，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLQ=BL伍萬'，由閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流

BLj2gHB-CJlgH=nB。I?42gH-

I=E/R=--------,所受安培力F=BIL=-----------------,勻速唇動(dòng)，F(xiàn)=mg,即------------=mg,B與vO

RRR

無關(guān)，與H成反比，選項(xiàng)A正確。通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流大小不變，方向改變，選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；由于組合體勻速通過磁場(chǎng)，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等，選

項(xiàng)C正確；只要組合體勻速通過磁場(chǎng)，由能量守恒定律，可知減少的重力勢(shì)能等于產(chǎn)生的熱

量，選項(xiàng)D正確。

【名師點(diǎn)評(píng)】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，損失的機(jī)械能等于產(chǎn)生的焦耳熱。

三'非選擇題：共56分。第11~14題為必考題，每個(gè)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43分。

11.（6分）

某實(shí)驗(yàn)小組利用圖（a）所示裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

圖⑹

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量墊塊厚度〃，示數(shù)如圖(b)所示，h=cm；

(2)接通氣泵，將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌至水平;

(3)在右支點(diǎn)下放一墊塊，改變氣墊導(dǎo)軌的傾斜角度；

(4)在氣墊導(dǎo)軌合適位置釋放滑塊，記錄墊塊個(gè)數(shù)〃和滑塊對(duì)應(yīng)的加速度”；

(5)在右支點(diǎn)下增加墊塊個(gè)數(shù)(墊塊完全相同)，重復(fù)步驟(4),記錄數(shù)據(jù)如下表:

n123456

2

(a/ms)0.0870.1800.2600.4250.519

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(C)上描點(diǎn)，繪制圖線。

a/(m*s2)

0.677

0.5

0.4

0.1

iiii

：：：：

0234567n

圖(c)

如果表中缺少的第4組數(shù)據(jù)是正確的，其應(yīng)該是m/s2(保留三位有效數(shù)字)。

【參考答案】(D1.02(5)圖像0.342.

\a/(nvs-2)

【解題思路】本題考查探究加速度與合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)、游標(biāo)卡尺及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要

考查實(shí)驗(yàn)探究能力.

（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，墊塊厚度h=10mm+2x0.1mm=10.2mm=1.02cm。

（5）利用描點(diǎn)法描出各點(diǎn)，再過盡可能多的點(diǎn)做直線，得出斤〃圖像。由圖像上橫坐標(biāo)n=4對(duì)應(yīng)點(diǎn)的

縱坐標(biāo)可知，表中缺失的數(shù)據(jù)為0.342m/s2。.

【方法總結(jié)】游標(biāo)卡尺不估讀。

12.（9分）

某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻（阻

值為&）、一個(gè)電流表（內(nèi)阻為R,，、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于R。，并配有可在電阻絲上移動(dòng)

的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)

提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長(zhǎng)度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將器材如圖（a）連接:

（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填"a"或"b”）；

（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多

組數(shù)據(jù)；

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為左，與縱軸截距為d,設(shè)單

位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為q,該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為￡=,r=（用R。、

R.*、k、d、石表示）

（5）為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值小。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖（c）

方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示）；

（6）利用測(cè)出的“，可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

【參考答案】（2）b（4）/Wk里-出+（5）電路如圖。

k

【解題思路】本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)、圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尺及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，

主要考查實(shí)驗(yàn)探究能力.（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)該夾在電阻絲的b端。

（4）設(shè)金屬絲單位角度對(duì)應(yīng)的電阻為r°,則電阻KRr。，對(duì)圖（a）所示電路，利用閉合電路歐姆定律,

E=/出+K+r+K。）=/出+加+r+K。），變化為與圖像相符的函數(shù)關(guān)系式，白=區(qū)0+區(qū)?t&.由&=k,

1EEE

解得電動(dòng)勢(shì)E=Mk；由&+r+、=d解得廠里-的+島）。

Ek

（5）采用伏安法測(cè)量電阻絲總電阻R,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。得出總電阻R后，金屬絲單位角度對(duì)應(yīng)

的電阻為ro=R/3OO.

【方法總結(jié)】用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要根據(jù)題給電路利用物理規(guī)律列出方程，并且把方程變化為與

圖像相符的函數(shù)關(guān)系式。

13.（13分）

帶電粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。帶電粒子流（每個(gè)粒子的質(zhì)量為加、電荷

量為+“）以初速度u垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用。對(duì)處在，平面內(nèi)的粒子，

求解以下問題。

(1)如圖(a),寬度為24的帶電粒子流沿x軸正方向射入圓心為A(0”)、半徑為6的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

若帶電粒子流經(jīng)過磁場(chǎng)后都匯聚到坐標(biāo)原點(diǎn)。，求該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度5,的大??；

(2)如圖(a),虛線框?yàn)檫呴L(zhǎng)等于的正方形，其幾何中心位于C((),-4)。在虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)區(qū)域面

積最小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使匯聚到。點(diǎn)的帶電粒子流經(jīng)過該區(qū)域后寬度變?yōu)?々，并沿x軸正方向射出。求該

磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度當(dāng)?shù)拇笮『头较?，以及該磁?chǎng)區(qū)域的面積(無需寫出面積最小的證明過程)；

(3)如圖(b),虛線框I和II均為邊長(zhǎng)等于6的正方形，虛線框m和IV均為邊長(zhǎng)等于〃的正方形。在I、

II、m和IV中分別設(shè)計(jì)一個(gè)區(qū)域面積最小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使寬度為2G的帶電粒子流沿x軸正方向射入I和II

后匯聚到坐標(biāo)原點(diǎn)。，再經(jīng)過in和w后寬度變?yōu)?〃，并沿了軸正方向射出，從而實(shí)現(xiàn)帶電粒子流的同軸

控束。求I和m中磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，以及n和w中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的面積(無需寫出面積最小的證明

過程)。

【名師解析】本題考查洛倫茲力和牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考查靈活運(yùn)用知識(shí)能

力.

mv

⑴最上面的粒子繞磁場(chǎng)邊界到達(dá)O點(diǎn)，即軌跡半徑為ri，由qvB產(chǎn)mL,解得氏=上

(2)最上面的粒子繞磁場(chǎng)邊界到達(dá)O點(diǎn)，方向沿著x軸負(fù)方向，則需要繼續(xù)逆時(shí)針繞半圈到達(dá)矩形邊界

的最低點(diǎn)，即軌跡半徑為小由qvB2=mL,解得員=/71"V，由左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦?/p>

里，磁場(chǎng)區(qū)域面積為s=”4.

(3)圖b中最下方的粒子繞1/4圓周運(yùn)動(dòng)到O,即qvBn\=m—,解得8m=絲'

2

接著繞1/4圓周運(yùn)動(dòng)從第1象限右上角射出磁場(chǎng)，即g田尸切V土，解得8尸”V

在第II象限和第IV象限中磁場(chǎng)區(qū)域最小面積為月牙形，即Su=(Jt/2-l)4，Siv=(Jt/2-l)小。

14.（15分）

如圖，豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑傾斜軌道與一長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，水平軌

道右下方有一段弧形軌道PQ。質(zhì)量為〃，的小物塊A與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃。以水平軌道末端。

點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系x軸的正方向水平向右，)，軸的正方向豎直向下，弧形軌道尸端

坐標(biāo)為Q端在)，軸上。重力加速度為g。

(1)若A從傾斜軌道上距x軸高度為2〃乙的位置由靜止開始下滑，求A經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的速度大??；

(2)若A從傾斜軌道上不同位置由靜止開始下滑，經(jīng)過。點(diǎn)落在弧形軌道PQ上的動(dòng)能均相同，求PQ的

曲線方程;

(3)將質(zhì)量為;I加(％為常數(shù)且425)的小物塊8置于。點(diǎn)，A沿傾斜軌道由靜止開始下滑，與8發(fā)生

彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短)，要使A和8均能落在弧形軌道上，且A落在8落點(diǎn)的右側(cè)，求A下滑的初始

位置距x軸高度的取值范圍。

【名師解析】本題考查動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考

查綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力.

<1)A沿傾斜軌道由靜止開始下滑到O點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理

1.

mg-ZfiL-umgL=-mvf

解得：

(2)假設(shè)A落到P點(diǎn)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

.,1,

l

x=vot==-gt=(iL

解得：vo=、'2“gL.

1,

En?-mvi+may?ZtimqL

則落到軌道上的動(dòng)能2

同時(shí)，二1",葭二~〃

解得，。二2叩”

變形得'，4y；=山"x?=0：.y0=2ttL

則PQ的曲線方程為':'?"/-■?

(3)令A(yù)碰撞前速度為v,釋放高度為h,由動(dòng)能定理

mgh-fimgL=-rnp2

貝I]V-=2c)h-ZiigL

AB發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，設(shè)碰撞后A速度為v,\,B速度為VB,有

mv=m叼??imvg

1.1.1-

-mu"=+-xmfg

444

解得：以一缶「3?-

因?yàn)?25叮知以小「0.即A總后會(huì)反律.速比人小為工也

Illite.為保ifHUitth.則P.4%=艱而工

22

TT)'v'=(TTT)'(2gA-2figL)42ngL

即4*+A

解得

A反彈后，經(jīng)歷一次往返后從O拋出，拋出的速度為v2,由動(dòng)能定理,

?ymg-2L?-mvj--m

為保證A落在軌道上，則「?：一小

=(TTT)"2m-2figL)<,AfigL

即?4

解得「“加

又為保證A落點(diǎn)在B右側(cè)，則V2>VB,

綜上，得后）3一如十

變形得：=H+U

又因?yàn)锳*5.IM3#IL(J77)2+"，小+

則釋放高度的取值范圍為

2(a41)1.i

此次■_rr--7+〃LVh33/IL(7

Jr-2A-3A

（-）選考題：共13分。請(qǐng)考生從兩道題中任選一題作答。如果多做，則按第一題計(jì)分。

15.[物理——選修3-3]（13分）

（1）（5分）如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為3和$2）封閉

一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從A下降力高度到8位置

時(shí)，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為加。在此過程中，用外力產(chǎn)作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個(gè)過

程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)％保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。下列說法正確的是

?（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,

最低得分為。分）

A

B

A.整個(gè)過程，外力/做功大于0,小于mg/z

B.整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變

C.整個(gè)過程，理想氣體的內(nèi)能增大

D.整個(gè)過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于咫〃)

E.左端活塞到達(dá)B位置時(shí)，外力尸等于敦良

S|

【參考答案】BCE

【解題思路】本題考查理想氣體、熱力學(xué)第一定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考查綜合分析能

力.由于是在左側(cè)活塞上緩慢加細(xì)沙，右側(cè)活塞位置不變，所以整個(gè)過程中，外力對(duì)氣體做功等于0,選項(xiàng)

A錯(cuò)誤；由于氣缸導(dǎo)熱，氣體溫度不變，所以整個(gè)過程中理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變，選項(xiàng)B正確;

由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以理想氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，整個(gè)過

程中。理想氣體向外界釋放的熱量等于外力做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；對(duì)左側(cè)活塞，由平衡條件，pS產(chǎn)mg,對(duì)右

側(cè)活塞，由平衡條件，pS2=F,聯(lián)立解得：F=mgSj/Si,選項(xiàng)E正確。

(2)(8分)小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固

定在桌面上，用質(zhì)量町=600g、截面積S=20cn?的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無

摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)A上，左端用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸

掛一個(gè)質(zhì)量/=1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫

度7]=300K。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p°=L0x1()5pa,重力加速度g=10m/s?。

(i)當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，環(huán)境溫度T2為多少？

(ii)該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度7mx為多少？

【解題思路】本題考查理想氣體實(shí)驗(yàn)定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考查綜合分析能力。

(i)當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，分析鐵塊受力可知輕繩拉力為

Fi=/mg-FN=1.2X10N-0.6X10N=6N