文档内容
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．
1. 银河系中存在大量的铝同位素 ， 核 衰变的衰变方程为 ，测得 核的半
衰期为72万年，下列说法正确的是（ ）
A. 核的质量等于 核的质量
B. 核的中子数大于 核的中子数
C. 将铝同位素 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变
D. 银河系中现有的铝同位素 将在144万年后全部衰变为
2. 铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以 的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平
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，整个过程
所用时间为 ，O点到竖直平面 、P点到Q点的距离均为 ，重力加速度取 ，则 为（
）
A. 100∶1 B. 1∶100 C. 1∶200 D. 200∶13. 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（ ）
A. B. m C. D.
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（ ）
A. B. C. D.
5. 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 ，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的金属棒 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（ ）
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，
6. 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为 、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）（ ）
A. B. C. D.
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（ ）
A. 通过金属棒的电流为
B. 金属棒到达 时，电容器极板上的电荷量为
C. 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，理想变
压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和 ，当发电机线圈以角速度 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（ ）
A. 通过电阻 的电流为 B. 电阻 两端的电压为
C. 与 的比值为 D. 发电机的功率为
9. 如图，矩形金属框 竖直放置，其中 、 足够长，且 杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M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
10. 如图，四个电荷量均为 的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为 、 、
和 ，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（ ），
下列说法正确的是（ ）
A. 除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零
B. 当 取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C. 当 时，将一带负电的试探电荷由点 移至点 ，静电力做正功
D. 当 时，将一带负电 的试探电荷放置在点 处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成 倾斜
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（ ， ），直流电源（ ），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
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 图像，其中一部分如图3
所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡 的电阻为______ （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、
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 ，其上可放钩码）、刻度尺，
当地重力加速度为 ，实验操作步骤如下：①安装器材，调整两个光电门距离为 ，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：
.
0.200 0250 0.300 0.350 0.400
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______；
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 两段滑道组成，其中 段倾角为 ， 段水平， 段和 段由一小
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 后质量为 的滑雪者从顶端
以 的初速度、 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拎起，
背包与滑道的动摩擦因数为 ，重力加速度取 ， ， ，忽略空气阻力及
拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道 段的长度；
（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，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 、带正电的粒子束，单个粒子的质
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的粒子，
长度为 ，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。 。
（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 的大小；
（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 ；
（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（ ，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，粒子靶均只能接收到n（
）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）。
（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。
16. 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；
（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，设环境温度为27℃，大气压强为 。
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， 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， 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 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：
（1）半圆柱体对该单色光 的折射率；
（2）两个半圆柱体之间的距离d。
