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2021_2022学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷（含答案解析）
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这是一份2021_2022学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷（含答案解析），共19页。试卷主要包含了7s，双脚交替时间为0，5m/sD，5V,0，5V)，6m，故D错误，【答案】D，【答案】B，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
2021~2022学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷
1. 裂变核能燃料分为铀基和钍基，钍基核燃料中90 232Th类似于92 232U，要通过转换或增殖才能作为裂变核能燃料使用。中子轰击92 235U或92 233U发生裂变反应，产生的中子与90 232Th反应生成90 233Th，再经过两次β衰变后生成92 233U，达到增殖的目的。下列说法正确的是( )
A. 92 233U比90 233Th的中子数少1 B. 90 233Th比90 232Th的质子数多1
C. β衰变的实质是 01n→11H+−10e D. 90 232Th转化成92 233U是化学变化
2. 北京冬奥会将于2022年2月4日开幕，中国短道速滑队正在备战训练中。如图所示，某运动员的质量为55kg，在起步过程中，运动员一只脚支撑，另一只脚蹬冰，蹬冰时冰刀与冰之间提供沿水平面向前的作用力为275N，双脚交替蹬冰，每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，经3.7s到达最大速度，到最大速度前一直在直轨道上运动，不计阻力，则下列说法正确的是( )
A. 运动员的加速度为10m/s2 B. 运动员的最大速度为14m/s
C. 运动员的最大速度为18.5m/s D. 运动员匀加速的位移为30.1m
3. 近年来在国家环保部门的大力干预下空气质量得到明显的改善，一些家庭为保证室内空气质量使用空气净化器。其中一种空气净化器为静电除尘空气净化器，可以用于家居的除尘灭菌，工作原理如图所示，一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力的作用下沿虚线运动(实线为电场线)，下列说法正确的是
A. 带电尘埃做匀变速曲线运动
B. M点电场强度小于N点电场强度
C. 该尘埃在M点的动能比在N点的动能大
D. 该尘埃在M点的电势能比在N点的电势能大
4. 如图为汽车蓄电池供电简化电路图。汽车启动时先闭合开关S1，车灯亮，再闭合开关S2，电动机工作，启动发动机，车辆启动完成，断开S2，下列说法正确的是( )
A. 闭合S2时车灯变亮 B. 闭合S2时电流表示数变小
C. 闭合S2时ΔUΔI变小
D. 断开S2时电源效率变大
5. 如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′连线中点的正上方，书架含书的总重力为60 N，横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37∘，横梁对O、O′点拉力始终沿OA、A′O′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，则下列说法正确的是( )
A. 横梁OA所受的力为80 N
B. 斜梁BO所受的力为50 N
C. O、O′点同时向A、A′移动少许(B点固定不定)，横梁OA所受的力变大
D. O、O′点同时向A、A′移动少许(B点固定不定)，斜梁BO所受的力变大
6. 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP=60∘，在M、N处各有一长直导线垂直穿过纸面，方向如图所示，且IM=2IN(已知电流为I的长直导线在其周围激发的磁场中，距导线距离为r处的磁感应强度B=kIr，其中k为常数)，此时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则此时O点的磁感应强度为( )
A. 大小为3B1，方向水平向右
B. 大小为3B1，方向水平向左
C. 大小为2B1，方向与水平方向夹角为30∘斜向右下
D. 大小为2B1，方向与水平方向夹角为30∘斜向右上
7. “水上飞人运动”是一项新兴运动形式。操控者借助“喷射式悬浮飞行器”向下喷射高压水柱的方式实现在水面上方或悬停或急速升降等动作。假设某玩家(含设备)质量为M，底部两个喷口的总面积为S，忽略空气阻力和管道(含装置)对人的作用，下列说法正确的是( )
A. 当装置向下喷水时，人将沿着喷水的反方向做直线运动
B. 若要悬停在空中，向下喷水的水速应为MgS2ρ水
C. 当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为0
D. 若要实现向上以加速度a加速运动，向下喷水的水速应为M(g−a)Sρ水
8. 如图所示，三个灯泡L1、L2、L3规格相同，螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是( )
A. L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭
B. L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭
C. 线圈向左摆动，并有收缩趋势
D. 线圈中的感应电流为逆时针(从左向右看)
9. 如图所示，两根间距为202cm的足够长粗糙金属导轨平行固定在水平面上，导轨电阻忽略不计。在导轨内部空间存在以正弦曲线和导轨的中位线为边界的匀强磁场，中位线上方磁场方向垂直纸面向里，中位线下方磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B=1T。现有一导体棒在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动(接触电阻忽略不计)。已知导体棒接入导轨间的电阻为10Ω，电流表和电压表均为理想电表，与电流表相连的电阻R=10Ω，则下列叙述正确的是( )
A. 回路中产生的是交流电，且按照正弦规律变化
B. 电压表示数为0.5V
C. 导体棒的热功率为0.1W
D. 当导体棒运动到图示位置时，电流表示数最大
10. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m带电荷量大小为q的小球用长为L的轻细线悬挂在O点，小球静止在A位置如图所示，细线与竖直方向的夹角为37∘，此时小球距斜面的距离为L。现将细线拉至水平，将小球由静止释放，小球运动到A位置时细线刚好被拉断(此过程无动能损失)，此后小球落在斜面上。已知重力加速度为g，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，下列说法正确的是
A. 电场方向水平向右，且E=3mg4q
B. 细线能承受的最大拉力为FT=94mg
C. 小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角α满足tan α=52
D. 细线被拉断后，小球沿着斜面运动的距离为s=L85
11. 利用如图甲所示装置探究“做功与小车所获速度大小之间的关系”，平直轨道左端可固定打点计时器，轨道中轴线上等间距开孔，利用销钉挂放橡皮筋。小车底部有一挂钩，可勾连橡皮筋。将橡皮筋两端分别挂在小车挂钩与销钉上，将小车无初速度释放，拉长后的橡皮筋对小车做功，小车向前运动，纸带经过打点计时器留下点迹记录小车的运动情况。
(1)为尽可能保证小车所获速度大小是由橡皮筋做功单一因素控制，在实验开始前还需要做的操作是______。
(2)图乙是某次实验得到的一条清晰纸带，O点为起始点，下列说法正确的是______。
A.由于橡皮筋对小车的恒力作用，小车一直做匀加速直线运动
B.静止释放后，小车先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动
C.小车获得最大速度之前，单位时间橡皮筋对小车做功逐渐增大
D.纸带上对应CD段时间内，橡皮筋处于原长状态
(3)分别利用一根、两根、三根、四根、……相同的橡皮筋拉动小车做功，记为W0、2W0、3W0、4W0、……，然后选择纸带上点迹分布均匀的部分，将相邻两点间距离记为x，结合打点计时器的计时周期计算出小车能获得的最大速率v，数据如表。
W
W0
2W0
3W0
4W0
x/cm
1.60
2.25
2.80
3.25
v/(m⋅s−1)
0.80
1.13
1.40
1.63
利用数据表中的数据进行数据处理，做W−v关系图像时，得到一条曲线，很难确定其准确关系，为进一步找到橡皮筋做功与小车所获速度大小之间的关系，在数据表格中可补充______或______数据行，重新建立图像。
12. 在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，有以下器材：
①小灯泡L(2.5V,0.3A)
②直流电流表A(量程0∼0.6A，内阻约为0.1Ω)
③直流电压表V(量程0∼3V，内阻约为3kΩ)
④滑动变阻器R1(0∼5Ω,3A)
⑤滑动变阻器R2(0∼20Ω,1A)
⑥2节干电池(1.5V)
⑦开关S及导线若干
(1)根据实验目的，滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”)。
(2)请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路图连接完整。
(3)第一组实验操作中，某同学闭合开关后，调节滑动变阻器，小灯泡不亮，电表无示数。该同学怀疑e、q段电路中某处有断路，于是用如图乙所示多用电表检测电路故障原因。保持开关闭合，该同学将滑动变阻器滑片P置于中间某一位置，使用多用电表________挡位，将红表笔置于________点(选填实物图中字母，各接线柱已标出小写英文字母)不动，用黑表笔依次接触h、g、k和m点，观察多用电表示数并记录如下表。
检测点
h
g
k
m
示数有无情况
有
有
有
无
根据示数情况判断故障产生位置为________。
(4)第二组实验中，某同学将滑动变阻器滑片P滑至最左端，闭合开关，发现电压表和电流表示数分别为U1=1.00V，I1=0.16A。拆下小灯泡后，发现电压表示数变为U2=2.90V，电流表示数几乎为零。为使电压表示数从零开始，分析原因该同学用多用电表欧姆挡________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)挡位进行检测，检测前将电路断开开关，应检测________(选填实物图中字母)段电路。
13. 如图所示是利用双缝干涉测量光的波长的实验装置，光在_______与_______之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。用单色光做实验，双缝间距为d，单缝到双缝的距离为l1，遮光筒长为l2，遮光筒右端到毛玻璃距离为l3，毛玻璃到目镜距离为l4，目镜中观察到第1条亮线与第5条亮线间的距离为x，该单色光的波长为__________。
14. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，对接过程简化如图所示。神舟十三号先到达天和核心舱轨道正下方d1=200米的第一停泊点并保持相对静止，完成各种测控后，开始沿地心与天和核心舱连线(径向)向天和核心舱靠近，到距离天和核心舱d2=19米的第二停泊点短暂驻留，完成各种测控后，继续径向靠近，以很小的相对速度完成精准的端口对接。对接技术非常复杂，故做如下简化。假设地球是半径为R0的标准球体，地表重力加速度为g，忽略自转；核心舱轨道是半径为R的正圆；神舟十三号质量为m1，对接前组合体的总质量为m2；忽略对接前后神舟十三号质量的变化。
(1)神舟十三号安装有几十台微动力火箭发动机，用以控制其各种平动和转动，维持在第一停泊点时，需要开启某些发动机，求发动机所提供推力F的大小和方向；
(2)虽然对接时两者相对速度很小，但如果不及时控制也会造成组合体偏离正确轨道，假设不考虑转动，设对接靠近速度为v，求控制组合体轨道复位的火箭要对组合体做的功W。
15. 如图所示仪器是一种质谱仪，专门用来研究月球稀薄大气的成分，检测结果表明月球大气中含有氦气、氖气和氩气。被研究的气体进入离子生产装置后会被电离，根据需要被电离的气体离子经动能控制装置加速获得适当动能，再经由一个方向限制微孔垂直磁场边界DP进入垂直于纸面的匀强磁场，有的离子穿过磁场边界CD分别进入①、②接收装置，有的离子穿过磁场边界CQ进入③接收装置，因为三个离子接收装置固定安装，只能各自接收一定轨道半径的离子进入，①、②、③分别对应半径r1=12.1mm、r2=42.0mm、r3══63.5mm。磁场由永磁体提供，磁感应强度为B=0.43T，元电荷e=1.60×10−19C，核子质量m=1.67×10−27kg，氦、氖、氩原子质量数分别为4、20、40。设定∠CDP=∠DCQ=135∘，求：
(1)若氦原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好进入接收装置①，求给氦离子加速所需的电压U1的大小；
(2)若氖原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CD进入接收装置②，求氖离子在磁场中运动的时间；
(3)若氩原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CQ进入接收装置③，如果离子束在进入磁场时速度方向有一个很小的发散角2α=6∘，求氩离子通过边界CQ的宽度x。(计算结果均保留2位有效数字)
16. 每个安宁祥和的日子背后都一定有人在默默的守候。某高原哨所，海拔5318m，年平均气温−10℃，驻守的战士们有句口号是“缺氧不缺精神”。新战士在上哨所前需要先进入海拔4700m的适应营地，营地大气压强为p1=56kPa，气温t1=7℃，空气中氧气分压占大气压强的η1=14%(含氧量)，当下在华北平原地区大气压强为p=100kPa，其中氧气含量η=21%，气温t=17℃。假设大脑活跃程度对于一个人而言只和单位时间吸入氧气物质的量有关，邱同学从北京出发到适应营地采访，为了保证大脑的活跃程度不变，邱同学需要加快呼吸频率，假设肺活量不变，他在北京时的呼吸频率是f=14次/分钟，求邱同学到适应营地的呼吸频率f1。(结果保留2位有效数字)
17. 在用平行玻璃砖做玻璃的折射实验中，某同学从玻璃砖的侧壁观察到了两枚大头针，记录的图形如图所示，经测量α=β=30∘。求此玻璃砖的折射率。
18. 2021年12月9日中国首位太空物理老师王亚平与航天员翟志刚、叶光富完成了第二次太空授课，2013年6月20日王老师在天宫一号进行了第一次太空授课。当时天宫一号实验环境温度为22℃左右、相对湿度为50%左右、气压为1标准大气压。王老师做了一系列实验，其中有一组描述如下：
A.王老师把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了一个水膜。晃动金属圈，水膜也没有破裂，只是甩出了一颗小水滴，为了航天器的安全，用吸水纸把这些甩出的小水滴收集起来；往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。
B.王老师接着做了第二个水膜，用饮水袋慢慢往水膜上注水，水膜很快变成一个亮晶晶的大水球。再向水球内注入空气，水球内形成一串球形气泡，既没有被挤出水球，也没有融合到一起(如图)，接着她用注射器把气泡抽了出来。
C.接着王老师向水球注入红色液体，水球慢慢变成了一枚美丽的“红灯笼”。
请至少写出四个与解释上述实验相关的物理学名词_______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.由质量数守恒，质子数守恒可知，92233U比9033Th的中子数少2，故A错误；
B.9033Th与90 32Th互为同位素，质子数相同，故B错误；
C.β衰变的实质是核内中子转化为质子和电子，电子发射到核外，故C正确；
D.90 232Th转化成92233U是β衰变，β衰变不是化学变化，故D错误。
故选：C。
根据原子核的组成，判断出铀和钍的质子数与中子数，然后比较；根据β衰变的本质判断；β衰变不是化学反应。
本题考查了核反应方程式及书写，质量数守恒和核电荷数守恒是本题的关键。
2.【答案】B
【解析】A、不计阻力，则运动员的加速度为a=Fm=27555m/s2=5m/s2，故A错误；
BC、因为每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，即0.7s在加速，0.3s匀速，经3.7s到达最大速度，3.7s中有2.8s在加速，则最大速度v=at=14m/s，故B正确，C错误；
D、运动员匀加速的位移为x=12at2=19.6m，故D错误。
故选：B。
本题主要考查牛顿第二定律和匀变速直线运动规律的应用。
利用牛顿第二定律计算加速度；每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，即0.7s在加速，0.3s匀速，根据匀变速直线运动的速度时间关系式和位移时间关系式，计算最大速度和加速位移。
3.【答案】D
【解析】A.带电尘埃向带正电的集尘极飞去，电场力大小方向都变，不是匀变速运动，故A错误；
B.电场线越密集的地方电场强度越大，故M点电场强度大于N点，故B错误；
CD.尘埃在运动过程中电场力做正功，所以电势能减小，则尘埃在M点的动能比在N点的动能小，尘埃在M点的电势能大于在N点的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
本题考查了电场线、电势能与电场力做功、带电粒子在匀强电场中的运动；解题时，要明确电场线的分布规律，判断电场强度的大小，并且能抓住尘埃的偏转方向确定电场力大致方向。
根据尘埃的偏转方向确定其所受的电场力方向，与电场方向比较，判断其电性；根据电场线的疏密表示电场强度的大小，根据电场强度的大小可判断电场力的变化，确定加速度的变化，从而判断尘埃的运动性质；根据电场力做功情况可判断动能、电势能的变化。
4.【答案】D
【解析】解：AB、当闭合S2时，电动机连入电路，外电阻变小，则总电流变大，电流表示数变大，内电压变大，则外电压变小，所以支路的电压变小，车灯变暗，故AB错误；
C、根据公式U=E−Ir可知，ΔUΔI=r，数值保持不变，故C错误；
D、当断开S2时，外电阻变大，则电流变小，内电压变小，外电压变大，根据公式η=IUIE=UE，由此可知电源效率变大，故D正确；
故选：D。
当开关闭合时，外电阻变小，分析出外电流的变化，根据电压的变压得到支路电流的变化，从而分析出灯亮度的变化和电表示数的变化，根据电源效率的公式分析其变化趋势。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，在分析的时候要注意局部→整体→局部的分析思路判断电路物理量的变化。
5.【答案】B
【解析】解：AB.两个三角架承担的力为60N，每个三角架为30N，对O点受力分析，如图甲所示
FOA=G2tan37∘=40N
FBO=G2sin37∘=50N
故A错误，B正确；
CD.O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙虚线所示
三角形AOB与力三角形相似，所以有：G2AB=FBOBO=FOAOA
AB与BO长度未变，AO长度减小，故FBO不变，FAO减小，故CD错误。
故选：B。
对一个三角架的O点受力分析，根据平衡条件列式求解横梁OA和斜梁BO所受的力；当O、O′点同时向A、A'移动少许，根据相似三角形求解横梁OA和斜梁BO所受的力变化情况。
6.【答案】A
【解析】设N直导线在O点产生的磁感应强度为B0，根据右手定则知方向竖直向上，根据B=kIr和IM=2IN知M直导线在O点产生的磁感应强度为2B0，方向竖直向下，根据磁场的叠加可知，B1=2B0-B0=B0，
当M处长直导线移至P处，在O点产生的磁感应强度为2B0，方向垂直OP斜向右下，与水平方向夹角为30∘，N直导线在O点产生的磁感应强度不变，根据磁感应强度的叠加原理可得此时在O点的合磁感应强度B′=3B0=3B1，方向水平向右，故A正确，BCD错误。
故选：A。
磁感应强度为矢量，在求合磁感应强度时应先分别求得各导线在O点的磁感强度再由矢量的合成方法则求得总的磁感强度。
由电流在其周围激发的磁场的磁感应强度大小可知每根导线在O点产生的磁感强度大小，移动之后距O点的距离不变，故磁感强度大小不变，则由矢量合成可得出移动之后的合磁感应强度。
7.【答案】C
【解析】C.由于人匀速上升，合力为0，所以合力做的总功为0，故 C正确；
B.人(含设备)悬停在空中，对人(含设备)受力分析有Mg=F
以Δt时间的水柱为研究对象，根据动量定理F′Δt=v2ΔtSρ水
即F′=v2Sρ水，F′=F
所以水速应为：v=MgSρ水
故B错误；
D.向上加速，则F′−Mg=Ma，F′=v2Sρ水，F=F′
所以v=M(g+a)Sρ水
故D错误；
A.由于不知道人的初始状态，向下喷水时，既可能向上运动，也可能向下运动，故A错误。
故选：C。
表演者悬停在空中处于平衡状态或加速运动，由平衡条件或牛顿第二定律求出水对表演者的作用力；对喷出的水，应用动量定理可以求出单位时间内喷出喷出水的速度；当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为0。
8.【答案】BD
【解析】AB.突然断开开关，由于螺线管的自感现象，线圈产生自感电动势，使得电流I1(向右)不能突变，而是逐渐变为0，L1逐渐熄灭，由于二极管的单向导电性，L2马上熄灭，由于I1>I3，所以L3先变亮后熄灭，故A错误，B正确；
CD.穿过线圈内的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺线管间将有引力作用，线圈向右摆动，且有扩大趋势，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故C错误，D正确。
故选：BD。
记住自感线圈对电流突变时的阻碍：闭合开关瞬间线圈相当于断路，稳定后线圈相当于一段导线，断开瞬间线圈相当于电源，注意二极管的单向导通性。
对于二极管来说具有单向导电性，而对于线圈通直流阻交流，通低频阻高频。
9.【答案】AB
【解析】A、根据右手定则，电流先是逆时针方向，后为顺时针方向，电流方向发生变化，故回路中产生的是交流电，导体棒在匀强磁场中切割磁感线，切割长度按正弦规律变化，所以回路中产生的交流电按正弦规律变化，故A正确；
B、回路中产生的感应电动势的最大值为：Em=BL有效v=1×102×10−2×10V=2V，
则感应电动势的有效值为E有效=Em2=1V
电压表测量R两端的电压，其示数为：U=RR+rE有效=1010+10×1V=0.5V，故B正确；
C、电路中的电流的有效值为I=ER+r=110+10A=0.05A，故导体棒的热功率P=I2r=0.025W，故C错误；
D、电流表的示数为电流的有效值，当导体棒运动到图示位置时，电流表示数仍为有效值，示数不变，故D错误。
故选：AB。
本题考查导体棒切割磁感线形成感应电动势的有效值问题。注意切割的有效长度。电流表和电压表的示数都是有效值，计算热功率也应采用有效值进行计算。
10.【答案】BCD
【解析】A.对小球在A点，有：F电mg=tan37∘，故F电=mgtan37。=3mg4，故电场强度大小E=3mg4q，由于小球带电性质不确定，故电场方向不确定，A项错误；
B.对小球静止在A点时，其等效重力大小为54mg，方向沿绳方向向下，从水平位置到A点，根据动能定理有：54mg⋅L(1−sin37∘)=12mvA2，运动到A点时有：FT=mvA2L+54mg，故细线能承受的最大拉力94mg，故B正确；
CD.细线被拉断后，小球在等效重力的作用下做平抛运动，落到斜面上时，垂直斜面方向运动的距离y=L=12g′t2，沿斜面方向运动的距离s=vAt，代入等效重力加速度g′=54g，解得：s=L85，故D正确；小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角α满足tan α=vyvA=g′tvA=5g48L5ggL=52，故C正确。
故选：BCD。
本题考查带电粒子在复合场中的运动，涉及到等效重力法、动能定理及平抛运动规律的应用，相对较难。解题的关键是要能根据题意找到等效重力，求解等效重力加速度，分析小球在等效重力作用下的平抛运动。
11.【答案】(1)平衡摩擦力；(2)B；(3)v2；x2
【解析】解：(1)在该实验中要求橡皮筋对小车所做功为合外力所做功，为尽可能保证小车所获速度大小是由橡皮筋做功单一因素控制，该实验需要平衡摩擦力，这点与验证牛顿第二定律类似；具体操作是垫高打点计时器一端，将纸带连接小车并穿过打点计时器，打开打点计时器并轻推小车，保证小车拖动纸带匀速下滑。是否匀速由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断。
(2)AB.橡皮筋产生的弹力随形变量的变化而变化，所以小车受变力作用，小车运动属于非匀变速运动，随橡皮筋形变量的减少，弹力变小，小车加速度逐渐减小，当形变量为零时做匀速运动，故A错误，B正确；
C.根据小车运动情况及P=Fv可知，小车初始时受力最大，速度为零，功率为零。获得最大速度时，受力为零，功率为零。由此可知在此过程中，橡皮筋对小车做功功率先增大后减小，故C错误；
D.纸带上DE段的长度大于CD段的长度，说明小车还没有达到最大速度，橡皮筋仍然有形变量，故D错误。
故选：B。
(3)根据表格数据，作W−v关系图像时，得到一条曲线，很难确定其准确关系，为了准确确定关系再做W−v2图像，又因为小车速度采用短时间内的平均速度，该值正比于该时间内的位移，因此也可将速度v2用位移x2代替。所以在数据表格中还要增加v2 或x2 数据。
故答案为：(1)平衡摩擦力；(2)B；(3)v2；x2
根据探究功与速度变化实验的实验目的以及实验数据处理的方法判断之前需要做的工作；
根据实验原理和操作过程由相关规律分析各选项的正确与否；
通过图像来处理数据时要获得一条直线最直观。
本题考查了该实验的具体操作细节和数据的处理，对于这些基础知识一定要通过亲自动手实验加深理解。
12.【答案】(1)R1 ；(2)见解析；(3)直流电压2.5V；q ；km之间(电流表)；(4)×1；Pe
【解析】(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线采用滑动变阻器分压式接法，所用滑动变阻器阻值越小可调节作用越强，故选择R1 。
(2)小灯泡的额定电压2.5V，电流0.3A，电阻约为8.3Ω，故电流表采外接法，电流表量程选择0−0.6A，电压量程选择0−3V，滑动变阻器采用分压式接法，接此规则连接实物图，实物图如图所示。
(3)第一组实验中，电路闭合状态下，应使用多用电表直流电压2.5V挡检测故障，电流流入红表笔，接q点。分压电路中某处有断路，在滑动变阻器滑片P置于中间某一位置时意味着分压电路两端是存在电压的。断路处两端电压为零，黑表笔分别接h、g、k和m点，观察多用电表示数情况，可知k、m间断路，即直流电流表断路。
(4)第二组实验中，当滑动变阻器滑到最左端时，正常情况分压出去的电压为零，但闭合开关，发现电压表和电流表有示数，并且拆下小灯泡后，发现电压表示数变为U2=2.90V，电流表示数几乎为零，可能的原因是Pe段电路断路。考虑到滑动变阻器的阻值较小，故断开开关，使用多用电表欧姆档“×1”档检测，需测量Pe段。
故答案为：(1)R1 ；(2)见解析；(3)直流电压2.5V；q ；km之间(电流表)(4)×1；Pe
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线及多用电表检测电路故障。解题的关键是要能根据实验目的和原理选择好实验器材设计好实验电路，使用多用电表要记得多用电表的使用规则和相关注意事项。
13.【答案】 双缝 ； 毛玻璃 ； dx4(l2+l3)
【解析】解：光经过双缝后，在双缝与毛玻璃之间的空间中发生干涉，毛玻璃上会产生明暗相间的干涉条纹。
由Δx=λld，可得x4=λl2+l3d
解得：λ=dx4(l2+l3)
故答案为：双缝 ； 毛玻璃 ； dx4(l2+l3)
本题的关键要掌握双缝干涉实验的原理，同时掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=ldλ，知道式中各个量的准确含义。
14.【答案】解：(1)神舟十三号与组合体保持相对静止，则角速度ω相等，
则分析组合体，有m2Rω2=GMm2R2，
分析神舟十三号，有m1(R−d1)ω2=GMm1(R−d1)2−F，
在地球表面，有mg=GMmR02，
联立解得F=m1gR02[1(R−d1)2−R−d1R3]，方向背离地心。
(2)对接过程，我们选取组合体为参考系，对接过程，我们近似认为沿径向动量守恒，
则有m1v=(m1+m2)v径，
火箭对组合体做的功为W=−12(m1+m2)v径2，
联立得W=−m12v22(m1+m2)
【解析】(1)首先要明确在第一停泊点时，神舟十三号与组合体保持相对静止，则角速度ω相等，
组合体做圆周运动的向心力由地球引力提供，而神舟十三号的向心力由地球引力和发动机的推力F共同提供，结合在地面万有引力等于重力列式，联立可求F；
(2)神舟十三号沿径向与组合体进行对接，对接过程我们近似认为径向动量守恒，根据动量守恒定律求出对接后在径向的速度，而要想复位，沿径向的速度应该归零，故根据动能定理求W。
15.【答案】(1)氦离子在磁场中做圆周运动，由向心力公式：ev1B=4mv12r1
氦离子加速过程，根据动能定理有：eU1=12×4mv12
解得：U1=eB2r128m
代入数据计算得：U1≈3.2×102V
(2)氖离子在磁场中做圆周运动，由向心力公式得：ev2B=20mv22r2
氖离子轨迹圆心角为∠CDP=135∘，对应弧长：s=135180πr2=34πr2
所求时间：t=sv2=15πmeB
代入数据计算得：t≈1.1×10−6s
(3)由∠CDP=∠DCQ=135∘可知，DP垂直CQ，垂直DP进入磁场的氩离子轨迹恰好为四分之一圆弧，离子速率不变，轨迹半径不变，入射角偏离后，轨迹以入射点为轴转过α=3∘=π60rad，四分之一圆弧端点的位移为2r3α。如图所示，当入射方向向右发散α角且α角很小时，以入射点为圆心，2r3为半径划过的短弧近似为线段，此线段与CQ的夹角为45∘，图中阴影部分近似为等腰直角三角形，
轨迹圆和CQ的交点向Q偏移为：cos 45∘⋅2r3α=r3α
同理当入射方向向左发散α角时，轨迹圆和CQ交点向C偏移为：cos 45∘⋅2r3α=r3α
又：x=2r3α
代入数据得到：x=2×63.5×π60mm=6.6mm
【解析】(1)粒子在电场中加速，根据动能定理列式，在磁场中，轨道半径已知，根据洛伦兹力提供向心力列式，联立可求U1的大小；
(2)粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为135∘，结合匀强磁场周期公式求解；
(3)发散角很小，利用sinα=α结合几何关系求解。
16.【答案】解：设邱同学一次呼吸吸入空气体积为V，则他在北京1分钟能吸入的氧气体积为14V，氧气压强为ηp，温度T=(17+273)K=290K
他在营地1分钟需要吸入氧气的体积为f1V，氧气压强为η1p1，温度T1=(7+273)K=280K
两地空气满足理想气体条件，根据理想气体状态方程：14ηpVT=f1η1p1VT1
解得：f1≈36次/分钟
答：邱同学到适应营地的呼吸频率为36次/分钟。
【解析】分析邱同学在不同位置的空气压强和温度，根据理想气体的状态方程列式计算出在营地的呼吸频率。
本题主要考查了理想气体的状态方程，分析出前后两次气体的压强和温度，将其代入理想气体的状态方程即可求解，属于常规题型。
17.【答案】解：
光路如图所示
由α=β=30∘可知θ=γ，
且θ+γ=90∘，
则可得θ=γ=45∘，
此玻璃砖的折射率：n=sin(90∘−α)sinθ=62
答：此玻璃砖的折射率为62。
【解析】作出光在玻璃砖内光路图，根据折射定律即可求解。
本题考查光的折射，掌握光的折射规律，应用光的折射定律求折射率。
18.【答案】表面张力，浸润，分子引力，扩散，完全失重，浮力，压强，折射等(任意四个即可)
【解析】解：王老师把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了一个水膜。晃动金属圈，水膜也没有破裂，是由于水的表面张力的作用；
水膜也没有破裂，只是甩出了一颗小水滴，为了航天器的安全，用吸水纸把这些甩出的小水滴收集起来，说明水与吸水纸之间存在浸润现象；
航天器重物体处于失重状态，小水滴不会落到地面；
接着她用注射器把气泡抽了出来，说明注射器内的压强比气泡中的压强小；
接着王老师向水球注入红色液体，水球慢慢变成了一枚美丽的“红灯笼”，表示液体分子的扩散现象；
故答案为：表面张力，浸润，分子引力，扩散，完全失重，浮力，压强，折射等(任意四个即可)
明确各种现象背后的物理原因是解决问题的关键。
2021~2022学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷
1. 裂变核能燃料分为铀基和钍基，钍基核燃料中90 232Th类似于92 232U，要通过转换或增殖才能作为裂变核能燃料使用。中子轰击92 235U或92 233U发生裂变反应，产生的中子与90 232Th反应生成90 233Th，再经过两次β衰变后生成92 233U，达到增殖的目的。下列说法正确的是( )
A. 92 233U比90 233Th的中子数少1 B. 90 233Th比90 232Th的质子数多1
C. β衰变的实质是 01n→11H+−10e D. 90 232Th转化成92 233U是化学变化
2. 北京冬奥会将于2022年2月4日开幕，中国短道速滑队正在备战训练中。如图所示，某运动员的质量为55kg，在起步过程中，运动员一只脚支撑，另一只脚蹬冰，蹬冰时冰刀与冰之间提供沿水平面向前的作用力为275N，双脚交替蹬冰，每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，经3.7s到达最大速度，到最大速度前一直在直轨道上运动，不计阻力，则下列说法正确的是( )
A. 运动员的加速度为10m/s2 B. 运动员的最大速度为14m/s
C. 运动员的最大速度为18.5m/s D. 运动员匀加速的位移为30.1m
3. 近年来在国家环保部门的大力干预下空气质量得到明显的改善，一些家庭为保证室内空气质量使用空气净化器。其中一种空气净化器为静电除尘空气净化器，可以用于家居的除尘灭菌，工作原理如图所示，一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力的作用下沿虚线运动(实线为电场线)，下列说法正确的是
A. 带电尘埃做匀变速曲线运动
B. M点电场强度小于N点电场强度
C. 该尘埃在M点的动能比在N点的动能大
D. 该尘埃在M点的电势能比在N点的电势能大
4. 如图为汽车蓄电池供电简化电路图。汽车启动时先闭合开关S1，车灯亮，再闭合开关S2，电动机工作，启动发动机，车辆启动完成，断开S2，下列说法正确的是( )
A. 闭合S2时车灯变亮 B. 闭合S2时电流表示数变小
C. 闭合S2时ΔUΔI变小
D. 断开S2时电源效率变大
5. 如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′连线中点的正上方，书架含书的总重力为60 N，横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37∘，横梁对O、O′点拉力始终沿OA、A′O′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，则下列说法正确的是( )
A. 横梁OA所受的力为80 N
B. 斜梁BO所受的力为50 N
C. O、O′点同时向A、A′移动少许(B点固定不定)，横梁OA所受的力变大
D. O、O′点同时向A、A′移动少许(B点固定不定)，斜梁BO所受的力变大
6. 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP=60∘，在M、N处各有一长直导线垂直穿过纸面，方向如图所示，且IM=2IN(已知电流为I的长直导线在其周围激发的磁场中，距导线距离为r处的磁感应强度B=kIr，其中k为常数)，此时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则此时O点的磁感应强度为( )
A. 大小为3B1，方向水平向右
B. 大小为3B1，方向水平向左
C. 大小为2B1，方向与水平方向夹角为30∘斜向右下
D. 大小为2B1，方向与水平方向夹角为30∘斜向右上
7. “水上飞人运动”是一项新兴运动形式。操控者借助“喷射式悬浮飞行器”向下喷射高压水柱的方式实现在水面上方或悬停或急速升降等动作。假设某玩家(含设备)质量为M，底部两个喷口的总面积为S，忽略空气阻力和管道(含装置)对人的作用，下列说法正确的是( )
A. 当装置向下喷水时，人将沿着喷水的反方向做直线运动
B. 若要悬停在空中，向下喷水的水速应为MgS2ρ水
C. 当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为0
D. 若要实现向上以加速度a加速运动，向下喷水的水速应为M(g−a)Sρ水
8. 如图所示，三个灯泡L1、L2、L3规格相同，螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是( )
A. L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭
B. L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭
C. 线圈向左摆动，并有收缩趋势
D. 线圈中的感应电流为逆时针(从左向右看)
9. 如图所示，两根间距为202cm的足够长粗糙金属导轨平行固定在水平面上，导轨电阻忽略不计。在导轨内部空间存在以正弦曲线和导轨的中位线为边界的匀强磁场，中位线上方磁场方向垂直纸面向里，中位线下方磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B=1T。现有一导体棒在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动(接触电阻忽略不计)。已知导体棒接入导轨间的电阻为10Ω，电流表和电压表均为理想电表，与电流表相连的电阻R=10Ω，则下列叙述正确的是( )
A. 回路中产生的是交流电，且按照正弦规律变化
B. 电压表示数为0.5V
C. 导体棒的热功率为0.1W
D. 当导体棒运动到图示位置时，电流表示数最大
10. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m带电荷量大小为q的小球用长为L的轻细线悬挂在O点，小球静止在A位置如图所示，细线与竖直方向的夹角为37∘，此时小球距斜面的距离为L。现将细线拉至水平，将小球由静止释放，小球运动到A位置时细线刚好被拉断(此过程无动能损失)，此后小球落在斜面上。已知重力加速度为g，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，下列说法正确的是
A. 电场方向水平向右，且E=3mg4q
B. 细线能承受的最大拉力为FT=94mg
C. 小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角α满足tan α=52
D. 细线被拉断后，小球沿着斜面运动的距离为s=L85
11. 利用如图甲所示装置探究“做功与小车所获速度大小之间的关系”，平直轨道左端可固定打点计时器，轨道中轴线上等间距开孔，利用销钉挂放橡皮筋。小车底部有一挂钩，可勾连橡皮筋。将橡皮筋两端分别挂在小车挂钩与销钉上，将小车无初速度释放，拉长后的橡皮筋对小车做功，小车向前运动，纸带经过打点计时器留下点迹记录小车的运动情况。
(1)为尽可能保证小车所获速度大小是由橡皮筋做功单一因素控制，在实验开始前还需要做的操作是______。
(2)图乙是某次实验得到的一条清晰纸带，O点为起始点，下列说法正确的是______。
A.由于橡皮筋对小车的恒力作用，小车一直做匀加速直线运动
B.静止释放后，小车先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动
C.小车获得最大速度之前，单位时间橡皮筋对小车做功逐渐增大
D.纸带上对应CD段时间内，橡皮筋处于原长状态
(3)分别利用一根、两根、三根、四根、……相同的橡皮筋拉动小车做功，记为W0、2W0、3W0、4W0、……，然后选择纸带上点迹分布均匀的部分，将相邻两点间距离记为x，结合打点计时器的计时周期计算出小车能获得的最大速率v，数据如表。
W
W0
2W0
3W0
4W0
x/cm
1.60
2.25
2.80
3.25
v/(m⋅s−1)
0.80
1.13
1.40
1.63
利用数据表中的数据进行数据处理，做W−v关系图像时，得到一条曲线，很难确定其准确关系，为进一步找到橡皮筋做功与小车所获速度大小之间的关系，在数据表格中可补充______或______数据行，重新建立图像。
12. 在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，有以下器材：
①小灯泡L(2.5V,0.3A)
②直流电流表A(量程0∼0.6A，内阻约为0.1Ω)
③直流电压表V(量程0∼3V，内阻约为3kΩ)
④滑动变阻器R1(0∼5Ω,3A)
⑤滑动变阻器R2(0∼20Ω,1A)
⑥2节干电池(1.5V)
⑦开关S及导线若干
(1)根据实验目的，滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”)。
(2)请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路图连接完整。
(3)第一组实验操作中，某同学闭合开关后，调节滑动变阻器，小灯泡不亮，电表无示数。该同学怀疑e、q段电路中某处有断路，于是用如图乙所示多用电表检测电路故障原因。保持开关闭合，该同学将滑动变阻器滑片P置于中间某一位置，使用多用电表________挡位，将红表笔置于________点(选填实物图中字母，各接线柱已标出小写英文字母)不动，用黑表笔依次接触h、g、k和m点，观察多用电表示数并记录如下表。
检测点
h
g
k
m
示数有无情况
有
有
有
无
根据示数情况判断故障产生位置为________。
(4)第二组实验中，某同学将滑动变阻器滑片P滑至最左端，闭合开关，发现电压表和电流表示数分别为U1=1.00V，I1=0.16A。拆下小灯泡后，发现电压表示数变为U2=2.90V，电流表示数几乎为零。为使电压表示数从零开始，分析原因该同学用多用电表欧姆挡________(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)挡位进行检测，检测前将电路断开开关，应检测________(选填实物图中字母)段电路。
13. 如图所示是利用双缝干涉测量光的波长的实验装置，光在_______与_______之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。用单色光做实验，双缝间距为d，单缝到双缝的距离为l1，遮光筒长为l2，遮光筒右端到毛玻璃距离为l3，毛玻璃到目镜距离为l4，目镜中观察到第1条亮线与第5条亮线间的距离为x，该单色光的波长为__________。
14. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，对接过程简化如图所示。神舟十三号先到达天和核心舱轨道正下方d1=200米的第一停泊点并保持相对静止，完成各种测控后，开始沿地心与天和核心舱连线(径向)向天和核心舱靠近，到距离天和核心舱d2=19米的第二停泊点短暂驻留，完成各种测控后，继续径向靠近，以很小的相对速度完成精准的端口对接。对接技术非常复杂，故做如下简化。假设地球是半径为R0的标准球体，地表重力加速度为g，忽略自转；核心舱轨道是半径为R的正圆；神舟十三号质量为m1，对接前组合体的总质量为m2；忽略对接前后神舟十三号质量的变化。
(1)神舟十三号安装有几十台微动力火箭发动机，用以控制其各种平动和转动，维持在第一停泊点时，需要开启某些发动机，求发动机所提供推力F的大小和方向；
(2)虽然对接时两者相对速度很小，但如果不及时控制也会造成组合体偏离正确轨道，假设不考虑转动，设对接靠近速度为v，求控制组合体轨道复位的火箭要对组合体做的功W。
15. 如图所示仪器是一种质谱仪，专门用来研究月球稀薄大气的成分，检测结果表明月球大气中含有氦气、氖气和氩气。被研究的气体进入离子生产装置后会被电离，根据需要被电离的气体离子经动能控制装置加速获得适当动能，再经由一个方向限制微孔垂直磁场边界DP进入垂直于纸面的匀强磁场，有的离子穿过磁场边界CD分别进入①、②接收装置，有的离子穿过磁场边界CQ进入③接收装置，因为三个离子接收装置固定安装，只能各自接收一定轨道半径的离子进入，①、②、③分别对应半径r1=12.1mm、r2=42.0mm、r3══63.5mm。磁场由永磁体提供，磁感应强度为B=0.43T，元电荷e=1.60×10−19C，核子质量m=1.67×10−27kg，氦、氖、氩原子质量数分别为4、20、40。设定∠CDP=∠DCQ=135∘，求：
(1)若氦原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好进入接收装置①，求给氦离子加速所需的电压U1的大小；
(2)若氖原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CD进入接收装置②，求氖离子在磁场中运动的时间；
(3)若氩原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CQ进入接收装置③，如果离子束在进入磁场时速度方向有一个很小的发散角2α=6∘，求氩离子通过边界CQ的宽度x。(计算结果均保留2位有效数字)
16. 每个安宁祥和的日子背后都一定有人在默默的守候。某高原哨所，海拔5318m，年平均气温−10℃，驻守的战士们有句口号是“缺氧不缺精神”。新战士在上哨所前需要先进入海拔4700m的适应营地，营地大气压强为p1=56kPa，气温t1=7℃，空气中氧气分压占大气压强的η1=14%(含氧量)，当下在华北平原地区大气压强为p=100kPa，其中氧气含量η=21%，气温t=17℃。假设大脑活跃程度对于一个人而言只和单位时间吸入氧气物质的量有关，邱同学从北京出发到适应营地采访，为了保证大脑的活跃程度不变，邱同学需要加快呼吸频率，假设肺活量不变，他在北京时的呼吸频率是f=14次/分钟，求邱同学到适应营地的呼吸频率f1。(结果保留2位有效数字)
17. 在用平行玻璃砖做玻璃的折射实验中，某同学从玻璃砖的侧壁观察到了两枚大头针，记录的图形如图所示，经测量α=β=30∘。求此玻璃砖的折射率。
18. 2021年12月9日中国首位太空物理老师王亚平与航天员翟志刚、叶光富完成了第二次太空授课，2013年6月20日王老师在天宫一号进行了第一次太空授课。当时天宫一号实验环境温度为22℃左右、相对湿度为50%左右、气压为1标准大气压。王老师做了一系列实验，其中有一组描述如下：
A.王老师把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了一个水膜。晃动金属圈，水膜也没有破裂，只是甩出了一颗小水滴，为了航天器的安全，用吸水纸把这些甩出的小水滴收集起来；往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。
B.王老师接着做了第二个水膜，用饮水袋慢慢往水膜上注水，水膜很快变成一个亮晶晶的大水球。再向水球内注入空气，水球内形成一串球形气泡，既没有被挤出水球，也没有融合到一起(如图)，接着她用注射器把气泡抽了出来。
C.接着王老师向水球注入红色液体，水球慢慢变成了一枚美丽的“红灯笼”。
请至少写出四个与解释上述实验相关的物理学名词_______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.由质量数守恒，质子数守恒可知，92233U比9033Th的中子数少2，故A错误；
B.9033Th与90 32Th互为同位素，质子数相同，故B错误；
C.β衰变的实质是核内中子转化为质子和电子，电子发射到核外，故C正确；
D.90 232Th转化成92233U是β衰变，β衰变不是化学变化，故D错误。
故选：C。
根据原子核的组成，判断出铀和钍的质子数与中子数，然后比较；根据β衰变的本质判断；β衰变不是化学反应。
本题考查了核反应方程式及书写，质量数守恒和核电荷数守恒是本题的关键。
2.【答案】B
【解析】A、不计阻力，则运动员的加速度为a=Fm=27555m/s2=5m/s2，故A错误；
BC、因为每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，即0.7s在加速，0.3s匀速，经3.7s到达最大速度，3.7s中有2.8s在加速，则最大速度v=at=14m/s，故B正确，C错误；
D、运动员匀加速的位移为x=12at2=19.6m，故D错误。
故选：B。
本题主要考查牛顿第二定律和匀变速直线运动规律的应用。
利用牛顿第二定律计算加速度；每次蹬冰时间都是0.7s，双脚交替时间为0.3s，即0.7s在加速，0.3s匀速，根据匀变速直线运动的速度时间关系式和位移时间关系式，计算最大速度和加速位移。
3.【答案】D
【解析】A.带电尘埃向带正电的集尘极飞去，电场力大小方向都变，不是匀变速运动，故A错误；
B.电场线越密集的地方电场强度越大，故M点电场强度大于N点，故B错误；
CD.尘埃在运动过程中电场力做正功，所以电势能减小，则尘埃在M点的动能比在N点的动能小，尘埃在M点的电势能大于在N点的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
本题考查了电场线、电势能与电场力做功、带电粒子在匀强电场中的运动；解题时，要明确电场线的分布规律，判断电场强度的大小，并且能抓住尘埃的偏转方向确定电场力大致方向。
根据尘埃的偏转方向确定其所受的电场力方向，与电场方向比较，判断其电性；根据电场线的疏密表示电场强度的大小，根据电场强度的大小可判断电场力的变化，确定加速度的变化，从而判断尘埃的运动性质；根据电场力做功情况可判断动能、电势能的变化。
4.【答案】D
【解析】解：AB、当闭合S2时，电动机连入电路，外电阻变小，则总电流变大，电流表示数变大，内电压变大，则外电压变小，所以支路的电压变小，车灯变暗，故AB错误；
C、根据公式U=E−Ir可知，ΔUΔI=r，数值保持不变，故C错误；
D、当断开S2时，外电阻变大，则电流变小，内电压变小，外电压变大，根据公式η=IUIE=UE，由此可知电源效率变大，故D正确；
故选：D。
当开关闭合时，外电阻变小，分析出外电流的变化，根据电压的变压得到支路电流的变化，从而分析出灯亮度的变化和电表示数的变化，根据电源效率的公式分析其变化趋势。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，在分析的时候要注意局部→整体→局部的分析思路判断电路物理量的变化。
5.【答案】B
【解析】解：AB.两个三角架承担的力为60N，每个三角架为30N，对O点受力分析，如图甲所示
FOA=G2tan37∘=40N
FBO=G2sin37∘=50N
故A错误，B正确；
CD.O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙虚线所示
三角形AOB与力三角形相似，所以有：G2AB=FBOBO=FOAOA
AB与BO长度未变，AO长度减小，故FBO不变，FAO减小，故CD错误。
故选：B。
对一个三角架的O点受力分析，根据平衡条件列式求解横梁OA和斜梁BO所受的力；当O、O′点同时向A、A'移动少许，根据相似三角形求解横梁OA和斜梁BO所受的力变化情况。
6.【答案】A
【解析】设N直导线在O点产生的磁感应强度为B0，根据右手定则知方向竖直向上，根据B=kIr和IM=2IN知M直导线在O点产生的磁感应强度为2B0，方向竖直向下，根据磁场的叠加可知，B1=2B0-B0=B0，
当M处长直导线移至P处，在O点产生的磁感应强度为2B0，方向垂直OP斜向右下，与水平方向夹角为30∘，N直导线在O点产生的磁感应强度不变，根据磁感应强度的叠加原理可得此时在O点的合磁感应强度B′=3B0=3B1，方向水平向右，故A正确，BCD错误。
故选：A。
磁感应强度为矢量，在求合磁感应强度时应先分别求得各导线在O点的磁感强度再由矢量的合成方法则求得总的磁感强度。
由电流在其周围激发的磁场的磁感应强度大小可知每根导线在O点产生的磁感强度大小，移动之后距O点的距离不变，故磁感强度大小不变，则由矢量合成可得出移动之后的合磁感应强度。
7.【答案】C
【解析】C.由于人匀速上升，合力为0，所以合力做的总功为0，故 C正确；
B.人(含设备)悬停在空中，对人(含设备)受力分析有Mg=F
以Δt时间的水柱为研究对象，根据动量定理F′Δt=v2ΔtSρ水
即F′=v2Sρ水，F′=F
所以水速应为：v=MgSρ水
故B错误；
D.向上加速，则F′−Mg=Ma，F′=v2Sρ水，F=F′
所以v=M(g+a)Sρ水
故D错误；
A.由于不知道人的初始状态，向下喷水时，既可能向上运动，也可能向下运动，故A错误。
故选：C。
表演者悬停在空中处于平衡状态或加速运动，由平衡条件或牛顿第二定律求出水对表演者的作用力；对喷出的水，应用动量定理可以求出单位时间内喷出喷出水的速度；当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为0。
8.【答案】BD
【解析】AB.突然断开开关，由于螺线管的自感现象，线圈产生自感电动势，使得电流I1(向右)不能突变，而是逐渐变为0，L1逐渐熄灭，由于二极管的单向导电性，L2马上熄灭，由于I1>I3，所以L3先变亮后熄灭，故A错误，B正确；
CD.穿过线圈内的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺线管间将有引力作用，线圈向右摆动，且有扩大趋势，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故C错误，D正确。
故选：BD。
记住自感线圈对电流突变时的阻碍：闭合开关瞬间线圈相当于断路，稳定后线圈相当于一段导线，断开瞬间线圈相当于电源，注意二极管的单向导通性。
对于二极管来说具有单向导电性，而对于线圈通直流阻交流，通低频阻高频。
9.【答案】AB
【解析】A、根据右手定则，电流先是逆时针方向，后为顺时针方向，电流方向发生变化，故回路中产生的是交流电，导体棒在匀强磁场中切割磁感线，切割长度按正弦规律变化，所以回路中产生的交流电按正弦规律变化，故A正确；
B、回路中产生的感应电动势的最大值为：Em=BL有效v=1×102×10−2×10V=2V，
则感应电动势的有效值为E有效=Em2=1V
电压表测量R两端的电压，其示数为：U=RR+rE有效=1010+10×1V=0.5V，故B正确；
C、电路中的电流的有效值为I=ER+r=110+10A=0.05A，故导体棒的热功率P=I2r=0.025W，故C错误；
D、电流表的示数为电流的有效值，当导体棒运动到图示位置时，电流表示数仍为有效值，示数不变，故D错误。
故选：AB。
本题考查导体棒切割磁感线形成感应电动势的有效值问题。注意切割的有效长度。电流表和电压表的示数都是有效值，计算热功率也应采用有效值进行计算。
10.【答案】BCD
【解析】A.对小球在A点，有：F电mg=tan37∘，故F电=mgtan37。=3mg4，故电场强度大小E=3mg4q，由于小球带电性质不确定，故电场方向不确定，A项错误；
B.对小球静止在A点时，其等效重力大小为54mg，方向沿绳方向向下，从水平位置到A点，根据动能定理有：54mg⋅L(1−sin37∘)=12mvA2，运动到A点时有：FT=mvA2L+54mg，故细线能承受的最大拉力94mg，故B正确；
CD.细线被拉断后，小球在等效重力的作用下做平抛运动，落到斜面上时，垂直斜面方向运动的距离y=L=12g′t2，沿斜面方向运动的距离s=vAt，代入等效重力加速度g′=54g，解得：s=L85，故D正确；小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角α满足tan α=vyvA=g′tvA=5g48L5ggL=52，故C正确。
故选：BCD。
本题考查带电粒子在复合场中的运动，涉及到等效重力法、动能定理及平抛运动规律的应用，相对较难。解题的关键是要能根据题意找到等效重力，求解等效重力加速度，分析小球在等效重力作用下的平抛运动。
11.【答案】(1)平衡摩擦力；(2)B；(3)v2；x2
【解析】解：(1)在该实验中要求橡皮筋对小车所做功为合外力所做功，为尽可能保证小车所获速度大小是由橡皮筋做功单一因素控制，该实验需要平衡摩擦力，这点与验证牛顿第二定律类似；具体操作是垫高打点计时器一端，将纸带连接小车并穿过打点计时器，打开打点计时器并轻推小车，保证小车拖动纸带匀速下滑。是否匀速由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断。
(2)AB.橡皮筋产生的弹力随形变量的变化而变化，所以小车受变力作用，小车运动属于非匀变速运动，随橡皮筋形变量的减少，弹力变小，小车加速度逐渐减小，当形变量为零时做匀速运动，故A错误，B正确；
C.根据小车运动情况及P=Fv可知，小车初始时受力最大，速度为零，功率为零。获得最大速度时，受力为零，功率为零。由此可知在此过程中，橡皮筋对小车做功功率先增大后减小，故C错误；
D.纸带上DE段的长度大于CD段的长度，说明小车还没有达到最大速度，橡皮筋仍然有形变量，故D错误。
故选：B。
(3)根据表格数据，作W−v关系图像时，得到一条曲线，很难确定其准确关系，为了准确确定关系再做W−v2图像，又因为小车速度采用短时间内的平均速度，该值正比于该时间内的位移，因此也可将速度v2用位移x2代替。所以在数据表格中还要增加v2 或x2 数据。
故答案为：(1)平衡摩擦力；(2)B；(3)v2；x2
根据探究功与速度变化实验的实验目的以及实验数据处理的方法判断之前需要做的工作；
根据实验原理和操作过程由相关规律分析各选项的正确与否；
通过图像来处理数据时要获得一条直线最直观。
本题考查了该实验的具体操作细节和数据的处理，对于这些基础知识一定要通过亲自动手实验加深理解。
12.【答案】(1)R1 ；(2)见解析；(3)直流电压2.5V；q ；km之间(电流表)；(4)×1；Pe
【解析】(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线采用滑动变阻器分压式接法，所用滑动变阻器阻值越小可调节作用越强，故选择R1 。
(2)小灯泡的额定电压2.5V，电流0.3A，电阻约为8.3Ω，故电流表采外接法，电流表量程选择0−0.6A，电压量程选择0−3V，滑动变阻器采用分压式接法，接此规则连接实物图，实物图如图所示。
(3)第一组实验中，电路闭合状态下，应使用多用电表直流电压2.5V挡检测故障，电流流入红表笔，接q点。分压电路中某处有断路，在滑动变阻器滑片P置于中间某一位置时意味着分压电路两端是存在电压的。断路处两端电压为零，黑表笔分别接h、g、k和m点，观察多用电表示数情况，可知k、m间断路，即直流电流表断路。
(4)第二组实验中，当滑动变阻器滑到最左端时，正常情况分压出去的电压为零，但闭合开关，发现电压表和电流表有示数，并且拆下小灯泡后，发现电压表示数变为U2=2.90V，电流表示数几乎为零，可能的原因是Pe段电路断路。考虑到滑动变阻器的阻值较小，故断开开关，使用多用电表欧姆档“×1”档检测，需测量Pe段。
故答案为：(1)R1 ；(2)见解析；(3)直流电压2.5V；q ；km之间(电流表)(4)×1；Pe
本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线及多用电表检测电路故障。解题的关键是要能根据实验目的和原理选择好实验器材设计好实验电路，使用多用电表要记得多用电表的使用规则和相关注意事项。
13.【答案】 双缝 ； 毛玻璃 ； dx4(l2+l3)
【解析】解：光经过双缝后，在双缝与毛玻璃之间的空间中发生干涉，毛玻璃上会产生明暗相间的干涉条纹。
由Δx=λld，可得x4=λl2+l3d
解得：λ=dx4(l2+l3)
故答案为：双缝 ； 毛玻璃 ； dx4(l2+l3)
本题的关键要掌握双缝干涉实验的原理，同时掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=ldλ，知道式中各个量的准确含义。
14.【答案】解：(1)神舟十三号与组合体保持相对静止，则角速度ω相等，
则分析组合体，有m2Rω2=GMm2R2，
分析神舟十三号，有m1(R−d1)ω2=GMm1(R−d1)2−F，
在地球表面，有mg=GMmR02，
联立解得F=m1gR02[1(R−d1)2−R−d1R3]，方向背离地心。
(2)对接过程，我们选取组合体为参考系，对接过程，我们近似认为沿径向动量守恒，
则有m1v=(m1+m2)v径，
火箭对组合体做的功为W=−12(m1+m2)v径2，
联立得W=−m12v22(m1+m2)
【解析】(1)首先要明确在第一停泊点时，神舟十三号与组合体保持相对静止，则角速度ω相等，
组合体做圆周运动的向心力由地球引力提供，而神舟十三号的向心力由地球引力和发动机的推力F共同提供，结合在地面万有引力等于重力列式，联立可求F；
(2)神舟十三号沿径向与组合体进行对接，对接过程我们近似认为径向动量守恒，根据动量守恒定律求出对接后在径向的速度，而要想复位，沿径向的速度应该归零，故根据动能定理求W。
15.【答案】(1)氦离子在磁场中做圆周运动，由向心力公式：ev1B=4mv12r1
氦离子加速过程，根据动能定理有：eU1=12×4mv12
解得：U1=eB2r128m
代入数据计算得：U1≈3.2×102V
(2)氖离子在磁场中做圆周运动，由向心力公式得：ev2B=20mv22r2
氖离子轨迹圆心角为∠CDP=135∘，对应弧长：s=135180πr2=34πr2
所求时间：t=sv2=15πmeB
代入数据计算得：t≈1.1×10−6s
(3)由∠CDP=∠DCQ=135∘可知，DP垂直CQ，垂直DP进入磁场的氩离子轨迹恰好为四分之一圆弧，离子速率不变，轨迹半径不变，入射角偏离后，轨迹以入射点为轴转过α=3∘=π60rad，四分之一圆弧端点的位移为2r3α。如图所示，当入射方向向右发散α角且α角很小时，以入射点为圆心，2r3为半径划过的短弧近似为线段，此线段与CQ的夹角为45∘，图中阴影部分近似为等腰直角三角形，
轨迹圆和CQ的交点向Q偏移为：cos 45∘⋅2r3α=r3α
同理当入射方向向左发散α角时，轨迹圆和CQ交点向C偏移为：cos 45∘⋅2r3α=r3α
又：x=2r3α
代入数据得到：x=2×63.5×π60mm=6.6mm
【解析】(1)粒子在电场中加速，根据动能定理列式，在磁场中，轨道半径已知，根据洛伦兹力提供向心力列式，联立可求U1的大小；
(2)粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为135∘，结合匀强磁场周期公式求解；
(3)发散角很小，利用sinα=α结合几何关系求解。
16.【答案】解：设邱同学一次呼吸吸入空气体积为V，则他在北京1分钟能吸入的氧气体积为14V，氧气压强为ηp，温度T=(17+273)K=290K
他在营地1分钟需要吸入氧气的体积为f1V，氧气压强为η1p1，温度T1=(7+273)K=280K
两地空气满足理想气体条件，根据理想气体状态方程：14ηpVT=f1η1p1VT1
解得：f1≈36次/分钟
答：邱同学到适应营地的呼吸频率为36次/分钟。
【解析】分析邱同学在不同位置的空气压强和温度，根据理想气体的状态方程列式计算出在营地的呼吸频率。
本题主要考查了理想气体的状态方程，分析出前后两次气体的压强和温度，将其代入理想气体的状态方程即可求解，属于常规题型。
17.【答案】解：
光路如图所示
由α=β=30∘可知θ=γ，
且θ+γ=90∘，
则可得θ=γ=45∘，
此玻璃砖的折射率：n=sin(90∘−α)sinθ=62
答：此玻璃砖的折射率为62。
【解析】作出光在玻璃砖内光路图，根据折射定律即可求解。
本题考查光的折射，掌握光的折射规律，应用光的折射定律求折射率。
18.【答案】表面张力，浸润，分子引力，扩散，完全失重，浮力，压强，折射等(任意四个即可)
【解析】解：王老师把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了一个水膜。晃动金属圈，水膜也没有破裂，是由于水的表面张力的作用；
水膜也没有破裂，只是甩出了一颗小水滴，为了航天器的安全，用吸水纸把这些甩出的小水滴收集起来，说明水与吸水纸之间存在浸润现象；
航天器重物体处于失重状态，小水滴不会落到地面；
接着她用注射器把气泡抽了出来，说明注射器内的压强比气泡中的压强小；
接着王老师向水球注入红色液体，水球慢慢变成了一枚美丽的“红灯笼”，表示液体分子的扩散现象；
故答案为：表面张力，浸润，分子引力，扩散，完全失重，浮力，压强，折射等(任意四个即可)
明确各种现象背后的物理原因是解决问题的关键。
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