2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試真題(北京卷)物理試題(解析版)

絕密★啟用前考試時(shí)間：2021年6月9日8:00-9:30

2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試真題（北京卷）

（北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試）

物理試題

（解析版）

本試卷滿分100分?？荚囉脮r(shí)90分鐘。

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試

卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題

目要求的一項(xiàng)。

1.硼（B）中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一、治療時(shí)先給病人注射

一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的a粒子和鋰

（Li）離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是（）

A.+B.】：B+：HeT】；N+：n

C+D.+

1【答案】A

【詳解】由題知，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的a粒子和像（Li）離子，而a粒

子為家原子核，則這個(gè)核反應(yīng)方程為

】：B+：n.jLi+；He

故選A。

2.如圖所示的平面內(nèi)，光束。經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單

色光。下列說法正確的是（）

A.這是光的干涉現(xiàn)象

B.在真空中光束b的波長大于光束c的波長

C.玻璃磚對(duì)光束b的折射率大于對(duì)光束c的折射率

D.在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度

2【答案】C

【詳解】A.光束0經(jīng)圓心。射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光，這

是光的色散現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；

C.由題圖可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根據(jù)折射定律可知

nc<nb

C正確；

B.由于光的折射率越大，其頻率越大，波長越短，則b光在真空中的波長較短，

B錯(cuò)誤；

D.根據(jù)v=￡知，c光束的折射率小，則c光在棱鏡中的傳播速度大，D錯(cuò)誤。

n

故選C。

3.一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示。此后K質(zhì)點(diǎn)比L質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置。

下列判斷正確的是（）

A.該簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播B.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

C.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的速度比L質(zhì)點(diǎn)的小D.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的加速度比Z.質(zhì)點(diǎn)的小

3【答案】D

【詳解】AB.由題知K質(zhì)點(diǎn)比L質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，則K質(zhì)點(diǎn)應(yīng)向下振，再根

據(jù)“上坡、下坡”法可知，該波應(yīng)沿X軸正方向傳播，A、B錯(cuò)誤；

C.由AB選項(xiàng)可知K質(zhì)點(diǎn)應(yīng)向下振，而L質(zhì)點(diǎn)在波谷處，則L質(zhì)點(diǎn)的速度為0,故

此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的速度比L質(zhì)點(diǎn)的大，C錯(cuò)誤；

D.由于質(zhì)點(diǎn)在豎直方向做機(jī)械振動(dòng)，根據(jù)

F=-ky

F=ma

結(jié)合波圖像可看出

YL>YK

則，此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的加速度比L質(zhì)點(diǎn)的小，D正確。

故選D。

4.比較45。（2的熱水和10（TC的水蒸汽，下列說法正確的是（）

A.熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸汽的大B.熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小

C.熱水分子的速率都比水蒸汽的小D.熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸汽的劇烈

4【答案】B

【詳解】A.溫度是分子平均匆能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，故熱

水分子的平均動(dòng)能比水蒸汽的小，故A錯(cuò)誤；

B.內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān)，相同質(zhì)量的熱水和水蒸汽，熱水變成水蒸

汽，溫度升高，體積增大，吸收熱量，故熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小，

故B正確；

C.溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大，45℃的熱水中的分子平均速率比100久

的水蒸汽中的分子平均速率小，由于分子運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，并不是每個(gè)分子的速

率都小，故C錯(cuò)誤；

D.溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

5.一正弦式交變電流的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

"/A

A.在t=0.4s時(shí)電流改變方向

B.該交變電流的周期為0.5s

C.該交變電流的表達(dá)式為j=2cos5"A

D.該交變電流的有效值為亞A

2

5【答案】C

【詳解】A.由圖可知t=0.4s時(shí)電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A

錯(cuò)誤；

B.由圖可知，該交變電流的周期為F0.4S,故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知，電流的最大值為i11nx=2A,角速度為

。二名二5加ad/s

T

故該交變電流的表達(dá)式為

i=」cosm=2cos5"A

故C正確；

D.該交變電流的有效值為

i=^=V2A

V2

故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.2021年5月，“天問一號(hào)”探測(cè)器成功在火星軟著陸，我國成為世界上第一個(gè)首

次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三項(xiàng)任務(wù)的國家?！疤靻栆惶?hào)”在火星停泊軌道

運(yùn)行時(shí)，近火點(diǎn)距離火星表面2.8x102km、遠(yuǎn)火點(diǎn)距離火星表面5.9xl05km,則“天

問一號(hào)”（）

A.在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

B.在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

C.在近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

D.在近火點(diǎn)通過減速可實(shí)現(xiàn)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)

6【答案】D

【詳解】A.根據(jù)牛頓第二定律有

「Mm

CJ-J-=fna

解得

GM

故在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的大，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)開普勒第二定律，可知在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的大，故B錯(cuò)誤；

C.“天問一號(hào)”在同一軌道，只有引力做功,則機(jī)械能守恒，故C錯(cuò)誤；

D.“天問一號(hào)”在近火點(diǎn)做的是離心運(yùn)動(dòng),若要變?yōu)槔@火星的圓軌道,需要減速,故

D正確。

故選Do

7.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電

阻,質(zhì)量為m、電阻為「的導(dǎo)體棒岫置于導(dǎo)體框上。不計(jì)導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與

框間的摩擦。岫以水平向右的初速度。開始運(yùn)動(dòng),最終停在導(dǎo)體框上。在此過程

中()

A.導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍Tb

2

C.電阻R消耗的總電能為。~~-

2(&+r)

D.導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于:*

7【答案】C

【詳解】AB.導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)右手定則,可知電流方向?yàn)閎到0,再根據(jù)左手

定則可知，導(dǎo)體棒向到向左的安培力，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可得產(chǎn)生的感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)為

E=BLVQ

感應(yīng)電流為

EBLv^

R+rR+r

故安培力為

A+r

根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

可得

*2?

a=-------------v

w(K+r)0n

隨著速度減小,加速度不斷減小,故導(dǎo)體棒不是做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故AB錯(cuò)誤;

C.根據(jù)能量守恒定律,可知回路中產(chǎn)生的總熱量為

因R與，串聯(lián),則產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,則R產(chǎn)生的熱量為

QJt=-^—Q=.

kR+r2(K+r)

故C正確；

D.整個(gè)過程只有安培力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理可知,導(dǎo)體棒克服安培力做的總功等

于:*，故D錯(cuò)誤。

故選C。

8.如圖所示，高速公路上汽車定速巡航(即保持汽車的速率不變)通過路面abed,

其中岫段為平直上坡路面,be段為水平路面,cd段為平直下坡路面。不考慮整個(gè)過

程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是（）

hc

a嬴一“

A.在ab段汽車的輸出功率逐漸減小

B.汽車在ab段的輸出功率比be段的大

C.在cd段汽車的輸出功率逐漸減小

D.汽車在cd段的輸出功率比be段的大

8【答案】B

【詳解】AB.在岫段，根據(jù)平衡條件可知，牽引力

F、=wgsin^4-f

所以在ob段汽車的輸出功率

耳=電

不變,在加段牽引力

瑪=/

be段的輸出功率

舄=my＜召

故A錯(cuò)誤B正確；

CD.在cd段牽引力

$=J-mgsin3

汽車的輸出

g=F3V＜舄

在Cd段汽車的輸出功率不變,且小于be段,故CD錯(cuò)誤。

故選B。

9.如圖所示的平面內(nèi)，有靜止的等量異號(hào)點(diǎn)電荷,M、N兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)

稱,M、P兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線的中垂線對(duì)稱。下列說法正確的是（）

M9-P

?---------十---------一

N.：

A.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大B.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高

C.N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同D.電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能大

9【答案】C

【詳解】AC.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布得：

M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相同,

故A錯(cuò)誤C正確；

BD.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布特點(diǎn)可知,M點(diǎn)的電勢(shì)與N點(diǎn)的電勢(shì)相等,M

點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)％=困可知，電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電

勢(shì)能小，故BD錯(cuò)誤。

故選Co

10.如圖所示，圓盤在水平面內(nèi)以角速度3繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤上距軸r處的P

點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻圓盤突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小物體由P

點(diǎn)滑至圓盤上的某點(diǎn)停止。下列說法正確的是（）

A.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體所受摩擦力的方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡切線方向

B.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)前,小物體運(yùn)動(dòng)一圈所受摩擦力的沖量大小為2〃西

C.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,小物體沿圓盤半徑方向運(yùn)動(dòng)

D.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，小物體整個(gè)滑動(dòng)過程所受摩擦力的沖量大小為修公了

10【答案】D

【詳解】A.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),小物體所受摩擦力提供向心

力,方向沿半徑方向,故A錯(cuò)誤；

B.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體所受摩擦力

/=吩公

根據(jù)動(dòng)量定理得，小物體運(yùn)動(dòng)一圈所受摩擦力的沖量為

1=fnv-?nv=0

大小為0,故B錯(cuò)誤；

C.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，小物體沿切線方向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,根據(jù)動(dòng)量定理可知,小物體整個(gè)滑動(dòng)過程所受摩擦力的沖量為

F=即=0-wv=一mrs

大小為修獷，故D正確。

故選D。

11.某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)劇烈且不易停止。按照

老師建議,該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運(yùn),發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱且

能很快停止。下列說法正確的是（）

A.未接導(dǎo)線時(shí)，表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B.未接導(dǎo)線時(shí),表針晃動(dòng)劇烈是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用

C.接上導(dǎo)線后，表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)減弱是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用

11【答案】D

【詳解】A.未接導(dǎo)線時(shí)，表針晃動(dòng)過程中導(dǎo)線切割磁感線，表內(nèi)線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B.未接導(dǎo)線時(shí),未連成閉合回路,沒有感應(yīng)電流,所以不受安培力,故B錯(cuò)誤；

CD.接上導(dǎo)線后,表針晃動(dòng)過程中表內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律可知,表

針晃動(dòng)減弱是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用，故C錯(cuò)誤D正確。

故選D。

12.如圖所示，在xOv坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子在P點(diǎn)以與

x軸正方向成60。的方向垂直磁場(chǎng)射入,并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)。已知帶電粒子

質(zhì)量為m、電荷星為q,OP=不計(jì)重力。根據(jù)上述信息可以得出（）

A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程

B.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率

C.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

D.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

12【答案】A

【詳解】粒子恰好垂直于V軸射出磁場(chǎng)，做兩速度的垂線交點(diǎn)為圓心。1，軌跡如圖

所示

A.由幾何關(guān)系可知

atan300=a

3

以_273

cos30°--3~a

因圓心的坐標(biāo)為（0,冬）則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為

故A正確；

BD.洛倫茲力提供向心力，有

解得帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率為

tn

因軌跡圓的半徑火可求出,但磁感應(yīng)強(qiáng)度B未知，則無法求出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)

動(dòng)的速率，故BD錯(cuò)誤；

2

c.帶電粒子圓周的圓心角為士死而周期為

3

_2TTR2刀切

T=------=-------

vqB

則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

2

尹2.

2天3qB

因磁感應(yīng)強(qiáng)度B未知，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間無法求得，故C錯(cuò)誤；

故選A。

13.某同學(xué)使用輕彈簧、直尺鋼球等制作了一個(gè)“豎直加速度測(cè)量儀”。如圖所示,

彈簧上端固定,在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時(shí),彈簧下端指針

位于直尺20cm刻度處；下端懸掛鋼球，靜止時(shí)指針位于直尺40cm刻度處。將直

尺不同刻度對(duì)應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上,就可用此裝置直接測(cè)量豎直方向的加速度。

取豎直向上為正方向，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）

“//

I二

-W3

I

--3

31

二

一

?

三

?

I三

-3三

三

二

一

A.-30cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為-0.5gB.40cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為g

C.50cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為2gD.各刻度對(duì)應(yīng)加速度的值是不均勻的

13【答案】A

【分析】由題知,不掛鋼球時(shí),彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處,則彈簧的原長

/o=0.2m；下端懸掛鋼球,靜止時(shí)指針位于直尺40cm刻度處,則根據(jù)受力平衡有

mg=k（l-Io）

可計(jì)算出

k=注

0.2

【詳解】A.由分析可知,在30cm刻度時(shí),有

-mg=ma（取豎直向上為正方向）

代入數(shù)據(jù)有

a=-0.5g

A正確；

B.由分析可知，在40cm刻度時(shí)，有

mg=F袋

則40cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為0,B錯(cuò)誤；

C.由分析可知，在50cm刻度時(shí)，有

-mg=ma（取豎直向上為正方向）

代入數(shù)據(jù)有

a-0.5g

c錯(cuò)誤；

D.設(shè)刻度對(duì)應(yīng)值為x,結(jié)合分析可知

MgA_

02g,Ax=|x-0.2|（取豎直向上為正方向）

m

經(jīng)過計(jì)算有

a=――（x>0.2）或a=—（x<0.2）

0.20.2

根據(jù)以上分析,加速度。與刻度對(duì)應(yīng)值為x成線性關(guān)系,則各刻度對(duì)應(yīng)加速度的值

是均勻的，D錯(cuò)誤。

故選A。

14.北京高能光源是我國首個(gè)第四代同步輻射光源,計(jì)劃于2025年建成。同步輻射

光具有光譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段,波長范圍約為105m?對(duì)應(yīng)能量

范圍約為10%V?105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、

應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光速的電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),

會(huì)沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射,這個(gè)現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的,稱為

“同步輻射”。以接近光速運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子能量約為109eV,回旋一圈輻射的總能量

約為104ev.下列說法正確的是（）

A.同步輻射的機(jī)理與氫原子發(fā)光的機(jī)理一樣

B.用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離

C.蛋白質(zhì)分子的線度約為IO』m,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣

D.盡管向外輻射能量，但電了回旋?圈后能量不會(huì)明顯減小

14【答案】D

【詳解】A.同步輻射是在磁場(chǎng)中圓周自發(fā)輻射光能的過程,氫原子發(fā)光是先吸收

能量到高能級(jí),在回到基態(tài)時(shí)輻射光,兩者的機(jī)理不同，故A錯(cuò)誤；

B.用同步輻射光照射氫原子,總能量約為104eV大于電離能13.6eV,則氫原子可以

電離，故B錯(cuò)誤；

C.同步輻射光的波長范圍約為105m?與蛋白質(zhì)分子的線度約為IO8m差

不多,故能發(fā)生明顯的衍射,故C錯(cuò)誤；

D.以接近光速運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子能量約為109eV,回旋一圈輻射的總能量約為104eV,

則電子回旋一圈后能量不會(huì)明顯減小,故D正確；

故選Do

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、

數(shù)據(jù)分析等。例如：

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的

內(nèi)徑為mmo

主

尺4Mn

31l

I1—

1

Ii—r

ITT

尺

I標(biāo)o

0游

酊

點(diǎn)

（2）數(shù)據(jù)分析。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)，其中一部

分如圖2所示,8、C、D為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4

個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點(diǎn)時(shí)，紙

帶運(yùn)動(dòng)的速度么=m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

345678S1()111213cmi』

圖2

（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和

砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后,要求

桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請(qǐng)分析說明這個(gè)要求的理由。（）

圖3

15【答案】①.31.4②.0.44③.見解析

【詳解】（1）⑴根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

3.1cm+4x0.1mm=31.4mm

（2）⑵每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個(gè)間隔；故兩點(diǎn)間的

時(shí)間間隔為

7=5x0.02=0.1s

勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，則有

vc==0.44m/s

（3）⑶設(shè)繩的拉力為7■，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為o。對(duì)桶和砂，有

fng-T=rna

對(duì)小車，有

T=Ma

小車受到細(xì)繩的拉力7■等于小車受到的合力F,即

可見，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重

力mg等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力F。

16.在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的

電阻。

（1）該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對(duì)應(yīng)的

讀數(shù)是Qo

圖1

（2）除電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）、電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約3kC）、開

關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實(shí)驗(yàn)器材：

A.電流表（量程0~06A,內(nèi)阻約0.1Q）

B.電流表（量程0~3.0A,內(nèi)阻約0.02。）

C.滑動(dòng)變阻器（最大阻值100,額定電流2A）

D.滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kg額定電流0.5A）

為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

O（選填實(shí)驗(yàn)器材前對(duì)應(yīng)的字母）

（3）該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流/,得到多組數(shù)據(jù)，并

（4）用電流傳感器測(cè)量通過定值電阻的電流，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖3所示。

將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖4所示，請(qǐng)分析說明小燈

泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的變化。（）

⑤.5.80⑥.剛閉合開關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲

溫度升高，電阻逐漸增大，電流逐漸減?。划?dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變,

電阻不變，電流保持不變

【詳解】（1）[1]將選擇開關(guān)調(diào)節(jié)到“xlQ”，由圖1可知，金屬絲的電阻

/?x=6xlQ=6Q

（2）[2]由題知，電源電動(dòng)勢(shì)為3V,則回路中的最大電流為

=—=-A=0.5A

睫Rx6

故電流表選A；

⑶為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器要選最大阻值小的，故選C；

（3）⑷將描出的點(diǎn)用直線連接，即可得U-/圖線，則有

UN

⑸?。?.3A,1.75V）,可得

175

^=—Q=5.80Q

0.3

（4）[6]剛閉合開關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升

高，電阻逐漸增大，電流逐漸減??；當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，電阻

不變，電流保持不變。

17.如圖所示，小物塊A、B的質(zhì)量均為m=0.10kg,B靜止在軌道水平段的末端。

A以水平速度出與B碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面

的豎直高度為6=0.45m,兩物塊落地點(diǎn)距離軌道末端的水平距離為s=0.30m,取

重力加速度g=10m/s2。求：

（1）兩物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（2）兩物塊碰前A的速度心的大??；

（3）兩物塊碰撞過程中損失的機(jī)械能

17【答案】（1）0.30s；（2）2.0m/s；（3）0.10J

【詳解】（1）豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，由

,1

丸=已2

得

t=0.30s

（2）設(shè)A、B碰后速度為？，水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，由

s=vt

得

v=1.0nVs

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，由

wv0=

得

v0=2.0m/s

（3）兩物體碰撞過程中損失的機(jī)械能

AE=域-y-2mv2

得

A￡=0.10J

18.如圖所示，M為粒子加速器；N為速度選擇器，兩平行導(dǎo)體板之間有方向相互

垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8。從S點(diǎn)

釋放一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，經(jīng)M加速后恰能以速

度v沿直線（圖中平行于導(dǎo)體版的虛線）通過N。不計(jì)重力。

（1）求粒子加速器M的加速電壓U；

（2）求速度選擇器N兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；

（3）仍從S點(diǎn)釋放另一初速度為0、質(zhì)量為2m、電荷量為q的帶正電粒子，離開

N時(shí)粒子偏離圖中虛線的距離為d,求該粒子離開N時(shí)的動(dòng)能線。

U-----------------

以XXX

S?…......................

XXXX

MN

18【答案】（1）U=；（2）S=vB,方向垂直導(dǎo)體板向下；（3）與必

2q2

【詳解】（1）粒子直線加速，根據(jù)功能關(guān)系有

aU77=1_*2

2

解得

U=—

2q

（2）速度選擇器中電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡

Eq=qvB

得

E=vB

方向垂直導(dǎo)體板向下。

（3）粒子在全程電場(chǎng)力做正功，根據(jù)功能關(guān)系有

4=qU+Eqd

解得

1?

E、=-mv+qBvd

19.類比是研究問題的常用方法。

（1）情境1：物體從靜止開始下落，除受到重力作用外，還受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向

相反的空氣阻力/=如《為常量）的作用。其速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方

程（①式）描述，其中m為物體質(zhì)量，G為其重力。求物體下落的最

Ar

大速率%O

（2）情境2：如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)為邑線圈自感系數(shù)為3電路中的總電阻

為R。閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電路中電流/隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v

隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。類比①式，寫出電流/隨時(shí)間t變化的方程；并在圖2

中定性畫出/-t圖線。

y

E

To

圖1圖2

（3）類比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。

情境1情境2

物體重力勢(shì)能的減少量

物體動(dòng)能的增加量

電阻A上消耗的電能

19【答案】（1）%=最；(2)a.E-咫=琮:（3）見解析

rv

【詳解】（1）當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度/時(shí)，加速度為零，有

G=攵％

得

G