2021 年河北省普通高中学业水平选择性考试 物理 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上. 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改 动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在 本试卷上无效. 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 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. 26 Al 26 Al 26 Al 26 Mg 0 e 26 Al ,测得 核的 1. 银河系中存在大量的铝同位素 ,核衰变的衰变方程为13 12 1半衰期为 72 万年,下列说法正确的是( ) 26 Al 26 Al 26 Mg 核的质量 A. B. 核的质量等于 26 Mg 核的中子数大于 核的中子数 C. 将铝同位素 26 放置在低温低压的环境中,其半衰期不变 Al 26 Al 26 Mg 将在 144 万年后全部衰变为 D. 银河系中现有的铝同位素 2. 铯原子钟是精确的计时仪器,图 1 中铯原子从 O 点以100m/s 的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直 t平面 所用时间为 ;图2 中铯原子在真空中从 P 点做竖直上抛运动,到达最高点 Q 再返回 P 点,整个 MN 1,重力加速度取 g 10m/s2 ,则 t过程所用时间为 ,O 点到竖直平面 、P 点到 Q 点的距离均为 MN 0.2m 2t1 :t 2 为( ) A. 100∶1 B. 1∶100 C. 1∶200 D. 200∶1 h34 m3. 普朗克常量 ,光速为 c,电子质量为 ,则 在国际单位制下的单位是( ) h 6.62610 Js emec A. B. m C. D. m/s J/ s Jm 第 1 页 共 10 页 4. “祝融号”火星车登陆火星之前,“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行,其周期为 2 个 火星日,假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行,其周期也为 2 个火星日,已知一个火星日的时长约为一个地球 日,火星质量约为地球质量的 0.1 倍,则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为( ) 1452253 4 333A. B. C. D. B5. 如图,距离为 d 的两平行金属板 P、Q 之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为 1 ,一束速度大小为 v 的 等离子体垂直于磁场喷入板间,相距为 L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁 B感应强度大小为 ,导轨平面与水平面夹角为,两导轨分别与 P、Q 相连,质量为 m、电阻为 R 的金属 2棒ab 垂直导轨放置,恰好静止,重力加速度为 g,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力,下 列说法正确的是( ) mgRsin B1B2Ld v v v v A. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上, B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下, C. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上, D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下, mgRsin B1B2Ld mgR tan B1B2Ld mgR tan B1B2Ld 6. 一半径为 R 的圆柱体水平固定,横截面如图所示,长度为 R 、不可伸长的轻细绳,一端固定在圆柱体 最高点 P 处,另一端系一个小球,小球位于 P 点右侧同一水平高度的 Q 点时,绳刚好拉直,将小球从 Q 点 由静止释放,当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时,小球的速度大小为(重力加速度为 g,不计空气阻力) ( ) 第 2 页 共 10 页 A. B. C. D. (2 )gR 2 gR 2(1 )gR 2 gR 7. 如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,导轨间距最窄处为一狭缝, 取狭缝所在处 O 点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与 x 轴夹角均为 ,一电容为C 的电容器与导轨左端相连, 导轨上的金属棒与 x 轴垂直,在外力 F 作用下从 O 点开始以速度 v 向右匀速运动,忽略所有电阻,下列说 法正确的是( ) 2A. 通过金属棒的电流为 2BCv tan xBCvx tan B. 金属棒到达 0 时,电容器极板上的电荷量为 0C. 金属棒运动过程中,电容器的上极板带负电 D. 金属棒运动过程中,外力 F 做功的功率恒定 二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分.在每小题给出的四个选项中,有两 个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分. 8. 如图,发电机的矩形线圈长为 、宽为 L,匝数为 N,放置在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,理 2L nn n R 、 1 和 2 ,两个副线圈分别接有电阻 1和 2 ,当发电机线圈以角速 R想变压器的原、副线圈匝数分别为 0度匀速转动时,理想电流表读数为 I,不计线圈电阻,下列说法正确的是( ) 第 3 页 共 10 页 n1I n2 n2IR1 n1 RA. 通过电阻 2 的电流为 RB. 电阻 2 两端的电压为 222NBL IR1 2NBL I(n1 n2 ) nnC. 0 与 1 的比值为 D. 发电机的功率为 n0 MNQP PQ PQ 杆光滑,一根轻弹簧一端固定在 M 9. 如图,矩形金属框 竖直放置,其中 、足够长,且 MN PQ 点,另一端连接一个质量为 m 的小球,小球穿过 杆,金属框绕 轴分别以角速度 和匀速转动 MN PQ 时,小球均相对 杆静止,若 ,则与以 匀速转动时相比,以 匀速转动时( ) A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变 C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大 q q 0 4l,0 4l,0 的10. 如图,四个电荷量均为 点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为 、0, y 0 0,y y 0 、和0 ,其中 x 轴上的两个点电荷位置固定,y 轴上的两个点电荷可沿 y 轴对称移动( 0),下列说法正确的是( ) 第 4 页 共 10 页 A. 除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零 yB. 当 0 取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点 4l,5l 移至点 0,3l y 8l C. 当 D. 当 时,将一带负电的试探电荷由点 的,静电力做正功 l,l 处,其所受到的静电力方向与 x 轴正方向成 0y 4l 时,将一带负电 试探电荷放置在点 倾45 0斜向上 三、非选题:共 54 分.第 11~14 题为必考题,每个试题考生都必须作答.第 15~16 题为选 考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共 62 分. 11. 某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(6.3V ,0.15A ),直流电源( )9V ,滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图 1 所示。 (1)根据图 1,完成图 2 中的实物连线______; (2)按照图 1 连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是______(单 项选择,填正确答案标号); A.电流表短路 B.滑动变阻器的滑片接触不良 第 5 页 共 10 页 C.滑动变阻器滑片的初始位置在 b 端 (3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到 I U 图像,其中一部分如 的图 3 所示,根据图像计算出 P 点对应状态下小灯泡 电阻为______ Ω(保留三位有效数字)。 12. 某同学利用图 1 中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系,所用器材有:一端带滑轮的长木板、 50g 200g ,其上可放钩码)、 轻细绳、 的钩码若干、光电门 2 个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为 2 ,实验操作步骤如下: 刻度尺,当地重力加速度为 9.80m/s ①安装器材,调整两个光电门距离为50.00cm ,轻细绳下端悬挂 4 个钩码,如图 1 所示; ②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度; ③保持最下端悬挂 4 个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步 骤; ④完成 5 次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量 M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻 E 细绳悬挂钩码)总动能的增加量 及系统总机械能的减少量 ,结果如下表所示: E k0 250 M / kg 0.200 0.300 0.350 0.400 第 6 页 共 10 页 Ek /J E/J 0.582 0.490 0.392 0.294 0.195 0.393 0.490 0.686 0.785 回答下列问题: (1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J(保留三位有效数字); (2)步骤④中的数据所缺数据为______; (3)若 M 为横轴, 为纵轴,选择合适的标度,在图 2 中绘出 图像______; E E M 若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功,则物块与木板之间的摩擦因数为______(保留两位有效数 字) 13. 如图,一滑雪道由 和BC 两段滑道组成,其中 段倾角为 ,BC 段水平, 段和 BC 段由一 AB AB AB 2kg 48kg 小段光滑圆弧连接,一个质量为 的背包在滑道顶端 A 处由静止滑下,若1s 后质量为 的滑雪者从 顶端以 的初速度、 1.5m/s 2 的加速度匀加速追赶,恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其 3m/s 1724 25 2 sin cos 拎起,背包与滑道的动摩擦因数为 ,重力加速度取 ,,,忽略 g 10m/s 25 12 空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化,求: (1)滑道 段的长度; AB (2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。 14. 如图,一对长平行栅极板水平放置,极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场, v极板与可调电源相连,正极板上 O 点处的粒子源垂直极板向上发射速度为 0 、带正电的粒子束,单个粒子 第 7 页 共 10 页 OM 的质量为 m、电荷量为 q,一足够长的挡板 与正极板成 倾斜放置,用于吸收打在其上的粒子,C、P 37 是负极板上的两点,C 点位于 O 点的正上方,P 点处放置一粒子靶(忽略靶的大小),用于接收从上方打入 3长度为 L ,忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力。sin37 的粒子, 。CP 05U(1)若粒子经电场一次加速后正好打在 P 点处的粒子靶上,求可调电源电压 0 的大小; UOM (2)调整电压的大小,使粒子不能打在挡板 上,求电压的最小值 ;min (3)若粒子靶在负极板上的位置 P 点左右可调,则负极板上存在 H、S 两点(CH CP CS ,H、S 两 点末在图中标出)、对于粒子靶在 区域内的每一点,当电压从零开始连续缓慢增加时,粒子靶均只能 HS CH 接收到 n( n 2 )种能量的粒子,求 和的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定)。 CS (二)选考题:共 12 分.请考生从 2 道题中任选一题作答,并用 2B 铅笔将答题卡上所选题 目对应的题号右侧方框涂黑,按所涂题号进行评分;多涂、多答,按所涂的首题进行评分; 不涂,按本选考题的首题进行评分. 15. 两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸 A、B,汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体,如图 1 所示,现向活塞上表面缓慢倒入细沙,若 A 中细沙的质量大于 B 中细沙的质量,重新平衡后,汽缸 A 内气 体的内能______(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸 B 内气体的内能,图 2 为重新平衡后 A、B 汽缸 中气体分子速率分布图像,其中曲线______(填图像中曲线标号)表示汽缸 B 中气体分子的速率分布规律。 第 8 页 共 10 页 316. 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为 27℃时,压强为 (1)当夹层中空气的温度升至 37℃,求此时夹层中空气的压强; 。3.010 Pa (2)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值,设环境 5温度为 27℃,大气压强为 。1.010 Pa 17. 如图,一弹簧振子沿 x 轴做简谐运动,振子零时刻向右经过 A 点, 2s 后第一次到达 B 点,已知振子经 过 A、B 两点时的速度大小相等, 2s 内经过的路程为 0.4m。该弹簧振子的周期为________s,振幅为______m 。18. 将两块半径均为 R、完全相同的透明半圆柱体 A、B 正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示,用 一束单色光沿半径照射半圆柱体 A,设圆心处入射角为 ,当 时,A 右侧恰好无光线射出;当 60 30 时,有光线沿 B 的半径射出,射出位置与 A 的圆心相比下移 h,不考虑多次反射,求: 的(1)半圆柱体对该单色光 折射率; (2)两个半圆柱体之间的距离 d。 第 9 页 共 10 页 第 10 页 共 10 页
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