2021屆河北省普通高中高三高考壓軸考試卷理科綜合物理試卷及解析

2021年2021屆河北省普通高中高三高考壓軸考試卷

理科綜合物理試卷

★?？荚図樌?/p>

（含答案）

一、單選題（每題4分，共24分）

1.物塊B套在傾斜桿上，并用輕繩與物塊A相連，今使物塊B沿桿由點"勻速下滑到/V

點，運動中連接A、B的輕繩始終保持繃緊狀態(tài)，在下滑過

正確的是（）

A.物塊A的速度先變大后變小

B.繩上的拉力先大于物體A的重力，再小于物體A的

C.物塊A先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)

D.物塊A始終處于超重狀態(tài)

2.兩根通電的長直導(dǎo)線平行放置，電流大小/,>/2,電流的方向

如圖所示，在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點，\c其中a、6在

導(dǎo)線橫截面連接的延長線上，C、d在導(dǎo)線橫截面連接的飛…6一…■一…領(lǐng)一一垂直平分線

上。則導(dǎo)體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度可:'能為零的是

（）”

A.a點B.b點、C.c點D.d點

3.當(dāng)氫原子從〃=2的能級躍遷到〃=1的能級時，輻射出光子a；當(dāng)氫原子從〃=4的能

級躍遷到〃=2的能級時，輻射出光子6,則下列“

E/eV說法正確的是

（）I0

4-0.85

A.光子a的能量大于光子。的能量-1.51

2-3.4

B.光子a的波長大于光子。的波長

C.光子a的頻率小于光子。的頻率]-13.6

D.光子a、6都是實物粒子，不具有波動性

1

4.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速y=4m/s。已知坐

標(biāo)原點處質(zhì)點的振動圖像如圖所示，在選項的四幅圖中，能夠正確

表示f=0.35s時波形的是（）

5.如圖所示，在傾角為30°的斜面上的。點釘有一光滑小鐵釘，以0點所在水平虛線將

為3/?輕繩一端

現(xiàn)將輕繩拉直

過圓周運動的

為2/?,且與斜面

底邊垂直，則小球從4到8的運動過程中（）

A.合外力做功gmgA

B.重力做功〃zgR

3

C.克服摩擦力做功丁監(jiān)/?

4

D.機械能減少!mgR

6.碰碰車是大人和小孩都喜歡的娛樂活動。游樂場上，大人和小孩各駕著一輛碰碰車迎

面相撞，碰撞前后兩人的位移-時間圖象（XT圖象）如圖所示。已知

小孩的質(zhì)量為20kg,大人的質(zhì)量為60kg,碰碰車質(zhì)量相同，碰撞時間

極短。說法正確的是（）

A.碰撞前后小孩的運動方向沒有改變

B.碰碰車的質(zhì)量為50kg

2

C.碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量大小為80N-s

D.碰撞過程中損失的機械能為603

二、多選題（每題6分，共24分。選對但不全得3分，選錯得。分）

7.2020年7月23日“天問一號”火星探測器成功發(fā)射，開啟了火星探測之旅，邁出了

我國行星探測第一步.“天問一號”將完成“繞、落、巡”系列步驟.假設(shè)在著陸前，“天問一

號”距火星表面高度為九繞火星做周期為T的勻速圓周運動，已知火星半徑為尺引力常量

為G,下列說法正確的是（）

A.火星的平均密度為備

B.“天問一號”圓周運動的角速度大小為半

C.火星表面重力加速度為窄

D.“天問一號”圓周運動的線速度大小為網(wǎng)

8.如圖，一理想變壓器原，副線圈的匝數(shù)分別為"“外原線圈通過一理想電流表e接正

弦交流電源，一個二極管和阻值為/?的負(fù)載電c阻串聯(lián)后接到副

線圈的兩端.假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮

大，用交流電壓表測得a,6端和c,d端的電壓分別為必和Ucd,

則（）

A.Usb：3=n、：

B.增大負(fù)載電阻的阻值用電流表的讀數(shù)變小

C.負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓〃，越大

D.將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍

3

9.如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，“、人兩個離子從離子源“飄”出，無初速地進(jìn)入加速電

場，加速后從A點進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后分別?.二二,打在熒光屏上

的o點和c點，不計離子的重力及離子間的相互作用，則下列判斷

*\?

正確的是()蘆gl—i鼻

A.兩個離子一定都帶正電火丸辨

B.若兩個離子的質(zhì)量相等，貝I]。的帶電量大于b離子源的帶電量

C.若兩個離子的帶電量相等，貝"的質(zhì)量大于匕的質(zhì)量

3

D.若AZ)=]AC,則“，匕兩離子的比荷之比為4:9

10.如圖所示，邊長為/的正方形四個頂點a、b、c、d分別放置一個點電荷，M、N為db

延長線上兩點，的W和掰也是由"到人的兩條不同路徑。a、b、c三處電荷

U)*(k為

的電荷量為q(q>0),6處電荷受到的靜電力為

靜電力常量)，方向由6指向也則()

A.4處電荷的電荷量為-q

B."點的電勢比〃點的電勢高

C.正方形中心。處的電場方向從。指向d

D.將一點電荷分別沿路徑筋加和筋W由"移到"過程中，靜電力做功相等

三、非選擇題，共52分。11~14題為必考題，15r6題為選考題。

11.(6分)用如圖甲所示裝置研究平拋運動，將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的

硬板上，鋼球沿斜槽軌道外滑下后從。點水平飛出，落在水平擋板

椒上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面

會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重

復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。

(1)下列實驗條件必須滿足的有;

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

⑵為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為P軸的坐標(biāo)系。

4

a.取平拋運動的起始點為坐標(biāo)原點，將鋼球靜置于。點，鋼球的（選填“最上

端”'“最下端”或者“球心”）對應(yīng)白紙上的位置即為原點;

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)

據(jù)：如圖乙所示，在軌跡上取4B、C三點，AB和8c的水平

間距相等且均為x,測得四和861的豎直間距分別是必和Yi,則

f1（選填“>"、或者）?？?/p>

求得鋼球平拋

-23

的初速度大小為（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字

母表ZF）o

12.（9分）某同學(xué)想將滿偏電流ILIOOUA、內(nèi)阻未知的微安表改裝成電壓表.

（1）該同學(xué)設(shè)計了圖甲所示電路測量該微安表的內(nèi)阻，所用電源的電動勢為4V.請幫助

該同學(xué)按圖甲所示電路完成實物圖乙的連接.

（2）該同學(xué)先閉合開關(guān)S”調(diào)節(jié)R?的阻值，使微安表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；保持開關(guān)S,

閉合，再閉合開關(guān)保持此的阻值不變，調(diào)節(jié)R,的阻值，當(dāng)微安表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的：

時，Re勺阻值如圖丙所示，則該微安表內(nèi)阻的測量值Rs=o,該測量值_____（填“大

于”“等于”或“小于”）真實值.

（3）若要將該微安表改裝成量程為1V的電壓表，需（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻

值凡=0的電阻.

13.（12分）如圖所示，絕緣水平面上有三個寬度都為/?的區(qū)域I、II、川，區(qū)域I內(nèi)有

豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為凡用粗細(xì)均勻的電阻絲制成邊長為2的單匝金屬線

框述cd,線框總電阻為尺質(zhì)量為4帆，線框制作平整，與水平面貼合良好，除區(qū)域川內(nèi)水平

面與線框間有恒定的動摩擦因數(shù)外，其余部分光滑，線框以初速度彩進(jìn)入勻強磁場，最終線框

5

中心對稱線恰好停在co處。已知重力加速度為g。

(1)求線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大??；

(2)求區(qū)域III與線框間的動摩擦因數(shù)；

(3)換用一直徑為心，電阻也為/?的圓形線框，線框在外力廠作用下以速度-勻速穿過區(qū)

域I,求整個過程尸對線框的沖量大小。

MACE

NBD

14.(16分)如圖所示，一個傾角。=30。、長乙=14.4m的光滑傾斜軌道固定在水平地面上,

傾斜軌道底部通過一段很小的光滑圓弧與靜止在水平地面上'質(zhì)量為mB=1kg的薄木板B平滑

連接(不拴接)，薄木板3左側(cè)某處靜止著一質(zhì)量為砥：=3kg的薄木板C,B、C等高。現(xiàn)讓質(zhì)量

為%=lkg的小物塊A(可以視為質(zhì)點)，從傾斜軌道頂端由靜止滑下，物塊A滑上薄木板B

后，B開始向左運動，當(dāng)A滑到B的左端時，A、B速度剛好相等，且B、C剛好發(fā)生碰撞，碰

撞過程中無機械能損失且碰撞時間極短。已知A與B、C間的動摩擦因數(shù)均為4=0.4,B、C

與地面間的動摩擦因數(shù)均為“2=01，重力加速度大小g=10m/s2。求：

⑴小物塊A到達(dá)傾斜軌道底部時的速度大小和在傾斜軌道上運動的時間;

⑵開始時B、C之間的距離；

⑶整個運動過程中，薄木板B和地面間因摩擦產(chǎn)生的熱量。

選考題：兩道題中任選一道作答，多答按首題計分。

6

15.(9分)土衛(wèi)六是太陽系唯一擁有穩(wěn)定大氣的衛(wèi)星，又被稱為泰坦星。已知土衛(wèi)六表

面的平均溫度約為-173℃,土衛(wèi)六表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的;?，F(xiàn)將一

定質(zhì)量的理想氣體用可自由移動的質(zhì)量不計的活塞密封在導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi)，將氣缸開口

向上放置在地球表面的水平面上，穩(wěn)定時缸內(nèi)氣體的高度為L，已知地球上外界溫度恒為27℃、

外界大氣壓恒為P。：如果將質(zhì)量為加的祛碼放在活塞上，再次平衡時，活塞下降的高度為《，

地球表面的重力加速度為g。忽略一切摩擦。

(1)活塞的橫截面積應(yīng)為多大？

(2)若將第二次處于平衡狀態(tài)的氣缸移到土衛(wèi)六上，將氣缸開口向上放置，當(dāng)再次平衡時，

活塞又下降了牛，則土衛(wèi)六表面大氣壓與地球表面大氣壓之比為多少？

16.(9分)如圖所示橫截面為直角三角形ABC的玻璃磚，AC面鍍有反光膜，4?邊長為

d,?=30°,一束光線經(jīng)3C面上的〃點垂直射入玻璃磚，已知C、。兩點間的距離為玻璃

磚對光的折射率〃=道，真空中的光速為&

(1)畫出光在玻璃磚中傳播的光路圖；

(2)計算光在玻璃磚中的傳播時間

7

2021年2021屆河北省普通高中高三高考壓軸考試卷

理科綜合物理參考答案

1.【試題答案】D

下減小，然后向上增大，故A錯誤;

物體A向下做減速運動和向上做加速運動的過程中，加速度的方向都向上，所以A始終處

于超重狀態(tài)，繩上的拉力始終大于物體A的重力，故D正確，BC錯誤。

2.【試題答案】B

【試題解析】根據(jù)安培定則可以判斷出在兩電流在四點的磁場方向如圖所示

根據(jù)安培定則可知兩電流在a點的磁場方向相反，由于又

a點離人近，所以g＞與故在a點磁感應(yīng)強度不可能為0,故A錯誤；根

據(jù)安培定則可知兩電流在6點的磁場方向相反，由于人＞4,又b點離It

近，所以有可能出現(xiàn)旦=與。故在6點磁感應(yīng)強度可能為0,故B正確；根據(jù)安培定則可知兩

電流在c,4兩點的磁場方向如圖所示，兩磁場方向有一定夾角，故c,d兩點的磁感應(yīng)強度不

可能為0,故CD錯誤。

3.【試題答案】A

【試題解析】〃=2與〃=1的能級差大于〃=4與〃=2的能級差，根據(jù)g“-紇=神，光子

a的能量大于光子b的能量，光子a的頻率大于光子b的頻率，光子a的波長小于光子b的波

長，故A正確，B、C錯誤；光子a、。不是實物粒子，具有波粒二象性，故D錯誤。

8

4.【試題答案】D

【試題解析】分析各個選項的圖像可知，A選項中，坐標(biāo)原點處的質(zhì)點處在y軸上方且向

上振動；B選項中，質(zhì)點處在y軸上方，正向下振動；C選項中，質(zhì)點處在p軸下方，正向下

振動；D選項中，質(zhì)點處在y軸下方，正向上振動；根據(jù)坐標(biāo)原點處質(zhì)點的振動圖像可知：

f=0.35s時該點在y軸下方且向上振動。根據(jù)波動規(guī)律可知，D正確，ABC錯誤

5.【試題答案】D

【試題解析】以小球為研究的對象，則小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點8點時,

繩子的拉力為0,小球受到重力與斜面的支持力，重力沿斜面向下的分力恰好通過向心力，則

有〃zgsin3O°=竺叁解得vB-JgRsin3O°=JO.5gR，小球從4到8的運動過程中，合外力做功等

R

于動能的增加，合外力做功為叫=3根4=；加8尺故人錯誤；小球從4到8的運動過程中，重

力做功為嗎=mgRsin30。=gmgR故B錯誤；小球從4到8的運動過程中，設(shè)摩擦力做功為叼,

根據(jù)動能定理可得%+%=工機4-0解得嗎=-。%式即物體克服摩擦力做功為?mgH,故C

錯誤；由于物體克服摩擦力做功為,根據(jù)功能關(guān)系可知機械能損失為JmgR,故D正確；

44

故選D。

6.【試題答案】D

【試題解析】規(guī)定小孩初始運動方向為正方向，由圖可知，碰后兩車一起向反方向運動，

故碰撞前后小孩的運動方向發(fā)生了改變，故A錯誤；由圖可知，碰前瞬間小孩的速度為2m/s,

大人的速度為-3m/s,碰后兩人的共同速度為-lm/s,設(shè)碰碰車的質(zhì)量為M,由動量守恒定律

有(20+M)x2kg-m/s-(60+M)x3kg-m/s=(2M+20+60)x(-l)kg-m/s；解得A/=60kg故B錯誤；碰

前小孩與其駕駛的碰碰車的總動量為Pi=160kg.m/s；碰后總動量為萬=-80kgm/s;由動量定

理可知碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量為/=3=-240N.S；故其大小為240N.S,

故C錯誤；由能量守恒定律可得碰撞過程中損失的機械能為

9

A￡=1X80X22J+-X120X(-3)2J——x200x(-l)2J=600J；故D正確。

7.【試題答案】BD

【試題解析】“天問一號”距火星表面高度為九繞火星做周期為7的勻速圓周運動

=+，"=夕!萬尸解得火星的平均密度為女空"，故A錯誤；“天

（R+〃）2T23GT2/?

27r

問一號”圓周運動的角速度大小為故B正確；根據(jù)G/Mm^=mM（R+/7）,

G黑盛解得一寫券故c錯誤；D.

“天問一號”圓周運動的線速度大小為

.?,、27i(R+h),,一w

u=(H+h)co-------故D正確;

8.【試題答案】BD

【試題解析】假設(shè)副線圈兩端電壓的有效值為根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,

即有：Uab：U2=n,：n2；而因二極管的單向?qū)щ娦?，cd間電壓的有效值并不等于副線圈兩端的電

壓有效值，所以%：4不等于m：n2；,故A錯誤；副線圈兩段的電壓依賴于輸入電壓和匝數(shù)，

所以副線圈兩端的電壓不變，電阻增大，則電流減小，副線圈的功率減小，最后使得輸入功

率減小，而輸入電壓不變，最后使得電流減小，所以電流表的示數(shù)減小，故B正確；cd間的

電壓由原線圈的輸入電壓以及原'副線圈的匝數(shù)比有關(guān)，與負(fù)載電阻無關(guān)，所以cd間的電壓

4不會隨著負(fù)載電阻變化，故C錯誤；假設(shè)副線圈兩端交變電壓的峰值為Um,副線圈回路的電

II2

流峰值為L,則二極管短路前有：副線圈兩端電壓的有效值。2由”=看￡計算電阻

R的電能得：帶。小*，求得?！?與。副線圈回路電流的有效值，2=左，由W=「Rt

[TJTT

計算電阻R的電能得：（請）次彳=1才RT,求得&=勺.貝9匕=^“心=巴

7Z乙2

二極管短路后有：cd兩端電壓等于副線圈兩端電壓，即?！?宏，流經(jīng)定值電阻R的

10

電流/凌=皋.貝UP'『U'『字。所以P'j2%.由于理想變壓器原線圈上的功率

2

與副線圈的相等，而原線圈上的電壓有效值不變，所以二極管短路后的電流表讀數(shù)是二極管短

路前的2倍，故D正確。故選BD

9.【試題答案】ACD

【試題解析】根據(jù)離子在磁場中的運動，結(jié)合左手定則可知，兩個離子一定帶正電，A項

正確；根據(jù)動能定理離子在磁場中運動的半徑〃=彳=4戶巫；由圖可知，a

2qBB\q

離子運動的半徑大，若兩個離子的質(zhì)量相等，則。的帶電量小于。的帶電量，若兩個離子的帶

33

電量相等，貝心的質(zhì)量大于匕的質(zhì)量，B項錯誤、C項正確；若4。=萬4。，即〃=5〃由前面

關(guān)系可解得。離子比荷之比為4:9,則D正確。

10.【試題答案】ACD

【試題解析】a、c處電荷對。處電荷的作用力為耳=應(yīng)竽；所以d處電荷對6處電荷的

作用力為一;*=(招)2,;解得。=-4;A正確；因為/V點更靠近正電荷，所以"點的電勢比/V

點的電勢低，B錯誤；a、c兩處電荷在中心0處的電場為零，6、d兩處電荷在中心0處的電

場方向從。指向4C正確；靜電力做功與路徑無關(guān)，所以將一點電荷分別沿路徑的卻和胡W

由"移到及過程中，靜電力做功相等。D正確。

11.【試題答案】BD

【試題解析】通過步驟理解實驗原理和方法，控制實驗條件，確保平拋的初速度大

小一定'方向水平，只要無初速度等高點釋放，由動能定理知道，到斜槽末端速度大小一定,

和斜槽是否光滑無關(guān)；為了描出運動軌跡，和擋板是否豎直等間距移動無關(guān)，故選BD。

(2)[2]為了凸顯研究質(zhì)點的運動，應(yīng)該體現(xiàn)球心，所以選球心為原點；

[3]由水平間距相等，知道時間等時，在豎直方向勻變速，若初速度為零，豎直間距的比

值應(yīng)該是1：3：5,而4點不是拋出點，比值應(yīng)該更大，填寫“>”；

11

[4]由％=卬；%-弘=8/2可得%=%

12.【試題答案】如圖所示

142；小于串聯(lián)9858

【試題解析】

（1）實物連線如圖所示；

（2）由電路圖可知，當(dāng)微安表的讀數(shù)偏轉(zhuǎn)到2I/3時，通過電阻箱的電流為I/3,則電

阻箱的阻值等于微安表內(nèi)阻的2倍,由圖可知電阻箱的讀數(shù)為2840,則微安表的內(nèi)阻為1420；

閉合S2后，電路總電阻變小，電路總電流變大，通過電阻箱的電流大于I/3,則該實驗測

出的電表內(nèi)阻偏??；

（3）若要將該微安表改裝成量程為1V的電壓表，需串聯(lián)阻值

=loo,T42=9858Q的電阻,

⑶【試題答案】⑴…一繇⑵〃=&%一篝）、⑶嚼

【試題解析】（1）設(shè)線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大小為匕，進(jìn)入過程線框內(nèi)的平均

電流為7,進(jìn)入時間為加，根據(jù)動量定理有-質(zhì)加=4〃%-4,叫；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

—△①_ER2/3

^=--;回路電流/=?;7;A0=BI};解得匕=%-

△tR4m/?

（2）線框出磁場的過程，4邊受向左的安培力，仍然在安培力的作用下做減速運動，同理

R213

可得線框完全出磁場時速度為匕=%-/；設(shè)線框和區(qū)域III水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，線

框進(jìn)入?yún)^(qū)域III后防邊受到的恒定摩擦力為力=〃，”g；她邊和W邊受到的摩擦力逐漸增大，平

均摩擦力大小為力"；根據(jù)動能定理有-"+/；+璃=0!4欣；解得

12

〃二之（「些）2

3gL°2mR

D2I2

(3)對圓形線框一半進(jìn)入磁場過程有E=受到的安培力大小為4=笠貯；由幾何

知識可知&竺=(與_止_⑺2="3尸尸作用的時間為f=上；由積分知識可知在0~￡時間

4222v2v

內(nèi)力廠的沖量大小為/=便&人史言《.奈4擊)一°=篝

由對稱性可知，圓形線框另一半進(jìn)入磁場過程中力廠對其沖量大小也為/,出磁場過程與

進(jìn)磁場過程的沖量大小相等，則整個過程力尸對線框的沖量大小為4/=等

3/\

14.【試題答案】⑴y=12m/s,f=2.4s；⑵s=4m；(3)Q=10J

【試題解析】(1)物塊A從傾斜軌道上滑下時，機械能守恒，設(shè)物塊A到達(dá)傾斜軌道底部

2

的速度為v,WmAgLsm3>0°=^-mAv；設(shè)物塊A運動的時間為f,有L=:近聯(lián)立解得u=12m/s,

t=2.4s

(2)A滑上B后，A做勻減速運動，B做勻加速運動，設(shè)A、B的加速度大小分別為?、%,

則對物塊A,根據(jù)牛頓第二定律有〃內(nèi)送=機〃4;對薄木板B,根據(jù)牛頓第二定律有

WnAg-p2(mA+mB)g=mBa2；