2021年河北新高考物理試題

2021年河北省普通高中學業(yè)水平選擇性考試物理一、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，26ai核￡衰變的衰變方程為23AlT26Mg+le，測得26A1核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（ ）26A1核的質量等于26Mg核的質量26A1核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C.將鋁同位素26A1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26Mg將在144萬年后全部衰變?yōu)?6MgTOC\o"1-5"\h\z2.銫原子鐘是精確的計時儀器，圖1中銫原子從O點以100m/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t尸圖2中銫原子在真空中從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12， ,O點到豎直平面MN、P點到Q點的距離均為0.2m，?，?? 工重力加速度取g=10m/s2,貝U11：12為（ ） ： ： 1A100：1B,1：100 : ： 1 1：200D,200：1圖] 圖2.普朗克常量任6.626X10-34JS,光速為c,電子質量為me，則二在國際單位制下的單位是（ ）A.J/s B.mC.JmD.m/s.“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，火星質量約為地球質量的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.V4 B.Jj C.我5 D.勺;.如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強磁場，磁感應強度大小為B1，一束速度大小為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軌固定在與導軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小為B2,導軌平面與水平面夾角為仇兩導軌分別與P、Q相連，質量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直導軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計導軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是（）A.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向上，^="^斗吩日B.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，V="2皿B1B2LdC.導軌處磁場方向垂直導軌平面向上，V=的3B]B2LdD.導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，V=曄3B1B2Ld2021河北高考物理試題1/11

一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長TOC\o"1-5"\h\z度為兀r、不可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點p iu處，另一端系一個小球，小球位于P點右側同一水平高度/"的Q點時，繩剛好拉直，將小球從Q點由靜止釋放，當；「彳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）（ ） '.-A.7（2+1）gR B.^2ngR C.J2（1+n）gR D.2^gR.如圖，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，導軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處0點為坐標原點，狹縫右側兩導軌與％軸夾角均為仇一電容為C的電容器與導軌左端相連，導軌上的金屬棒與％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2BCHC即6.金屬棒到達/時，電容器極板上的電荷量為BCvx0ta.nOC.金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負電D.金屬棒運動過程中，外力F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L,匝數(shù)為M放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2,兩個副線圈分別接有電阻R1和R2,當發(fā)電機線圈以角速度3勻速轉動時，理想電流表讀數(shù)為I，不計線圈電阻，下列說法正確的是（）A.通過電阻R2A.通過電阻R2的電流為S2 a2C.n0與n的比值為包皿紈0 1 IR1.電阻R2兩端的電壓為心嗎niD,發(fā)電機的功率為J2NBL%/⑺1+叼）no.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，另一端連接一個質量為m的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞MN軸分別以角速度3和3,勻速轉動時，小球均相對PQ桿靜止，若3,>3,則與以3勻速轉動時相比，以3,勻速轉動時（ ）A.小球的高度一定降低 B.彈簧彈力的大小一定不變C.小球對桿壓力的大小一定變大C.小球對桿壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大2021河北高考物理試題2/1110.如圖所示，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，其坐標分別為(41,0)、(-41,0)、(0,y0)和(0,-y0),其中％軸上的兩個點電荷位置固定，y軸上的兩個點TOC\o"1-5"\h\z電荷可沿y軸對稱移動(y0W0),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y0取某值時，可使得菱形內部只存在兩個電場強度 %為零的點 /C.當y0=81時，將一帶負電的試探電荷由點(41,51)移至點——旅一力—務——:(0,-31)，靜電力做正功 一"%' / "D.當y0=41時，將一帶負電的試探電荷放置在點(1,1)處，其所受到的靜電力方向與％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.(一)必考題：共62分.11.某同學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:5Z碧：：:::一:5Z碧：：:::一(1)根據(jù)圖1,完成圖2中的實物連線； 圖3(2)按照圖1連線后，閉合開關，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點對應狀態(tài)下小燈泡的電阻為 Q(保留三位有效數(shù)字)。12.某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系，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(質量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實驗操作步驟如下：遮光條光電門I 光電門2圖遮光條光電門I 光電門2圖I2021河北高考物理試題3/11①安裝器材，調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量，重復上述步驟；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量M、系統(tǒng)（包含滑塊、滑M/kg0.2000.2500.3000.3500.400M/kg0.2000.2500.3000.3500.400△”/J0.5820.4900.3920.2940.195△E/J0.3930.4900.6860.785表所示: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，AE為縱軸，選擇合適的標度若系統(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 （保留兩位有效數(shù)字）13.如圖，一滑雪道由AB和BC兩段滑道組成，其中AB段傾角為仇B(yǎng)C段水平，AB段和BC段由一小段光滑圓弧連接，一個質量為2kg的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若1s后質量為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)卻=°，重力12加速度取g=10m/s2,sin。=25,cos。二藍，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化，求：（1）滑道AB段的長度；（2）滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。2021河北高考物理試題4/11.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、磁感應強度大小為B的勻強磁場，極板與可調電源相連，正極板上0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，。、P是負極板上的兩點，。點位于0點的正上L方，P點處放置一粒子靶（忽略靶的大?。糜诮邮諒纳戏酱蛉氲牧Ｗ?，CP長度為0，忽略柵極的電場邊緣效應、粒子間的相互作用及粒子所受重力。sin37°=5。（1）若粒子經電場一次加速后正好打在P點處的粒子靶上，求可調電源電壓U0的大?。唬?）調整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值Umin；（3）若粒子靶在負極板上的位置P點左右可調，則負極板上存在H、S兩點U（CH<CP<CS,H、S兩點末在圖中標出）、對于粒子靶在HS區(qū)域內的每一點，當電壓從零開始連續(xù)緩慢增加時，粒子靶均只能接收到n（n22）種能量的粒子，求CH和CS的長度（假定在每個粒子的整個運動過程中電壓恒定）。2021河北高考物理試題5/11(二)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的題號右側方框涂黑，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..兩個內壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內用輕質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中細沙的質量大于B中細沙的質量，重新平衡后，汽缸A內氣體的內^(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B內氣體的內能，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)間的分廣數(shù)占總分子效的百分比圖I 圖2.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為3.0X103Pao(1)當夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強；(2)當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質量與原有空氣質量的比值，設環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強為1.0X105Pa。.如圖，一彈簧振子沿％軸做簡諧運動，振子零時刻向右經過A點，2s后第一次到達B點，已知振子經過A、B兩點時的速度大小相等，2s內經過的路程為0.4m。該彈簧振子的周期為s,振幅為m。I：ii公BOAk.將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、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，設圓心處入射角為仇當6=60°時，A右側恰好無光線射出；當6=30°時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h，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d。2021河北高考物理試題6/112021年河北省普通高中學業(yè)水平選擇性考試答案題號1234568910712、(1).0.980 (2).0.588(4).0.40(0.38?0.42)(3).【詳解】(題號1234568910712、(1).0.980 (2).0.588(4).0.40(0.38?0.42)(3).【詳解】(1)[1]四個鉤碼重力勢能的減少量為八Ep=4mgL=440.05*9.8義0印二°.980J(2)⑵對滑塊和鉤碼構成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知4mgL-W=—(4m+M)v2-—(4m+M)v2f2 22 1其中系統(tǒng)減少的重力勢能為八Ep=4mgL系統(tǒng)增加的動能為AE=i(4m+M)v2-1(4m+M)v2，21系統(tǒng)減少的機械能為AE二Wf則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機械能為2021河北高考物理試題7/11AE4=0.98-0.392=0.588J[4]根據(jù)做功關系可知加=RMgL7 ,0.785—0.393,“k=hgL= =1.96則AE—M圖像的斜率為 0.4—0.2解得動摩擦因數(shù)為R=0-40（0.38?0.42）13、（1）L―9m；（2）v—7.44m/s【詳解】（1）設斜面長度為L，背包質量為m1=2kg，在斜面上滑行的加速度為a1，由牛頓第二定律有m1gsin°—Hm1gcos°=m1a1解得V2m/s2m—48kg v—1.5^m/s a—3^m/s2滑雪者質量為2，初速度為0 ，加速度為2 ，在斜面上滑行時, r=1s tA-t間為t，落后時間t0，則背包的滑行時間為t十t0，由運動學公式得L=1a（t+1）2 L=vt+1a1221 0 022聯(lián)立解得t=2s或t二一人（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v1、v2，有v=v=a（t+1）=6m/sv=v+at=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，設共同速度為丫，有mv+mv=（m+m）v解得v=7.44m/smv+mv=（m+m）v解得v=7.44m/sB2qLmv2

0-———08m 2qUmin（2）7mv2 018qCH二g⑶ 3qB.CS38Uq=【詳解】（1）從O點射出的粒子在板間被加速，則0—rnv2——mv2粒子在磁場中做圓周運動（2）當電壓有最小值時，恰好不能打到擋板上，則r=與qvB=m—U則半徑2由 r解得0B2qLmv2 e-——08m 2q當粒子穿過下面的正極板后，圓軌道與擋板OM相切，此時粒子2021河北高考物理試題8/11從0點射出的粒子在板間被加速Uq=則min—rnv2——mv2從0點射出的粒子在板間被加速Uq=則min—rnv2——mv2qvB=m粒子在負極板上方的磁場中做圓周運動rmin粒子從負極板傳到正極板時速度仍減小到v0qvB=則0V2m-0-

r'2r由幾何關系可知minr' +r'sin37°4vv=-0聯(lián)立解得 3min7mv2 018q7mv2 018q（3）設粒子第一次經過電場加速，在負極板上方磁場區(qū)域偏轉的軌跡半徑為r0,若粒子在電場加速電壓小于7mv2 018qU一次出現(xiàn)能吸收到n（nN2）種能量的位置（即H點），為粒子通過極板電壓min時，粒子第二次從上方打到負極板的位置（軌跡如圖中藍色線條所示）。由（2）的計算可4mv知4mv知1 3qBCH=4r-2r= 0則 3qBU=①極板電壓大于min 18q時，粒子均不會被OM吸收，可以經過正極板下方磁場偏轉，回到負極板上方磁場中，偏轉后打在負極板上。則H點右方的點的粒子靶都可以接受到nm_m§P 【詳解】［1］對活塞分析有 s因為a中細沙的質量大于B中細沙的質量，故穩(wěn)定后有2021河北高考物理試題9/11PA>PB；所以在達到平衡過程中外界對氣體做功有叱>為則根據(jù)AU=W+Q因為氣缸和活塞都是絕熱的，故有AUA>AUB即重新平衡后A氣缸內的氣體內能大于B氣缸內的氣體內能；⑵由圖中曲線可知曲線②中分子速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比較大，即曲線②的溫度較高，所以