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:0.20002500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6860.785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。
2021年河北省普通高中学业水平选择性考试(河北卷)(原卷版)
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