文档文本内容
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∶1 3. 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 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 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 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 0 250 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 折射率； （2）两个半圆柱体之间的距离d。
