河北省2021年高考物理考試真題與答案解析

河北省2021年高考［物理］考試真題與答案解析

一、單項選擇題

本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要

求的.

1.銀河系中存在大量的鋁同位素"Al,26Al核尸衰變的衰變方程為:;Alf：；Mg+：e,測得

26Al核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）

A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量

B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變

D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Mg將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg

2.氈原子鐘是精確的計時儀器，圖1中鈾原子從。點以100m/s的初速度在真空中做平拋運動,

到達豎直平面"N所用時間為4；圖2中鈉原子在真空中從戶點做豎直上拋運動，到達最高點

Q再返回戶點，整個過程所用時間為O點到豎直平面"N、戶點到Q點的距離均為

0.2m,重力加速度取g=10m/s2,貝巴％為（）

A.100:1B.1:100C.1:200D.200:1

h

3.普朗克常量/7=6.626X10&J.S,光速為C,電子質(zhì)量為〃1，則肅在國際單位制下的單

位是（）

A.J/sC.Jm

4."祝融號”火星車登陸火星之前，"天問一號"探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其

周期為2個火星日，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個火星日，已知一個火星

日的時長約為一個地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球同步

衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）

A.V4B.世

5.如圖，距離為。的兩平行金屬板2Q之間有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為瓦，一束速

度大小為b的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為/的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平

面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為打，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為兩導(dǎo)軌分別與只

Q相連，質(zhì)量為。、電阻為用的金屬棒/垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g,不計

導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是（）

_mgRsin0

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,B[B?Ld

_mgRtan0

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B}B2Ld

_mgRtan0

D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

B}B2Ld

6.一半徑為用的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為乃氏、不可伸長的輕細繩，一端固

定在圓柱體最高點尸處，另一端系一個小球，小球位于尸點右側(cè)同一水平高度的Q點時，繩

剛好拉直，將小球從Q點由靜止釋放，當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時，小球的速度大

小為（重力加速度為g,不計空氣阻力）（）

Q

A.J（2+兀）gRB.j27rgRC.42（1+兀）gRD.2旅

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為民導(dǎo)軌間距最

窄處為一狹縫，取狹縫所在處。點為坐標原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為一電容

為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力尸作用下從。點開始以

速度/向右勻速運動，忽略所有電阻，下列說法正確的是（）

A.通過金屬棒的電流為28。2tan。

B.金屬棒到達工時，電容器極板上的電荷量為8Cvx°tane

C.金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負電

D.金屬棒運動過程中，外力尸做功的功率恒定

二、多項選擇題

本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項

符合題目要求.全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得。分.

8.如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為2L、寬為/,匝數(shù)為N,放置在磁感應(yīng)強度大小為8的勻強

磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為〃。、勺和％,兩個副線圈分別接有電阻用和&,

當發(fā)電機線圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為/,不計線圈電阻，下列說法正確的

nJn」R[

A.通過電阻凡的電流為hB.電阻與兩端的電壓為丁

MNBUCO_y[2NBl}coI（n.+n^

C.〃。與々的比值為一^—D.發(fā)電機的功率為-------------

出”0

9.如圖，矩形金屬框河現(xiàn)產(chǎn)豎直放置，其中MN、尸。足夠長，且尸。桿光滑，一根輕彈簧一

端固定在用點，另一端連接一個質(zhì)量為。的小球，小球穿過尸。桿，金屬框繞軸分別以

角速度0和力勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對。。桿靜止，若口‘>口，則與以切勻速轉(zhuǎn)動時相比，以

力勻速轉(zhuǎn)動時（）

I

Q

A.小球的高度一定降低B.彈簧彈力的大小一定不變

C.小球?qū)U壓力的大小一定變大D.小球所受合外力的大小一定變大

10.如圖，四個電荷量均為以4>0）的點電荷分別放置于菱形的四個頂點,其坐標分別為（〃,。）、

（-4/,0）、（0,外）和（0,一%）,其中x軸上的兩個點電荷位置固定，V軸上的兩個點電荷可沿y

軸對稱移動（為/°）,下列說法正確的是（）

A.除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零

B.當加取某值時，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個電場強度為零的點

C.當為=8/時，將一帶負電的試探電荷由點(4，,5/)移至點(0,-3/),靜電力做正功

D.當為=4/時，將一帶負電的試探電荷放置在點(3)處，其所受到的靜電力方向與x軸正方

向成45。傾斜向上

三、非選題

共54分.第11?14題為必考題，每個試題考生都必須作答.第15?16題為選考題，考生根

據(jù)要求作答.

(-)必考題

11.某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有；小燈泡(63V,0.15A),直流電

源(9V),滑動變阻器，量程合適的電壓表和電流表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，設(shè)計的電路如圖1所

圖1圖2

(1)根據(jù)圖1,完成圖2中的實物連線

(2)按照圖1連線后，閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷，原因可能

是(單項選擇，填正確答案標號);

A.電流表短路

B.滑動變阻器的滑片接觸不良

C.滑動變阻器滑片的初始位置在h端

(3)更換小燈泡后，該同學正確完成了實驗操作，將實驗數(shù)據(jù)描點作圖，得到/一。圖像，其

中一部分如圖3所示，根據(jù)圖像計算出尸點對應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為。(保留三位

12.某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶滑

輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量為

200g,其上可放鉤碼)、刻度尺，當?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實驗操作步驟如下:

遮光條光電門1光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示;

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電

門的速度；

③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，

重復(fù)上述步驟；

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量用、系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量.k及系統(tǒng)總機械能的減少量反,結(jié)果如下表

所示:

M/kg0.20002500.3000.3500.400

A￡k/J0.5820.4900.3920.2940.195

NE/J0.3930.49006860.785

回答下列問題:

(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字);

(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為

(3)若從為橫軸，AE為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出圖像

AA￡/J

M/kg

圖2

若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為(保留

兩位有效數(shù)字)

13.如圖，一滑雪道由和8C兩段滑道組成，其中46段傾角為段水平，段和

段由一小段光滑圓弧連接，一個質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端/處由靜止滑下，若1s后質(zhì)量

為48kg的滑雪者從頂端以1.5m/s的初速度、3m/s2的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧

1

的水平處追上背包并立即將其拎起，背包與滑道的動摩擦因數(shù)為〃=五，重力加速度取

724

2

g=10m/s,sin6=石，cos0=-t忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化,

求：

(1)滑道N8段的長度；

(2)滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。

14.如圖，一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小為8

的勻強磁場，極板與可調(diào)電源相連，正極板上。點處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為%、

帶正電的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為電荷量為q,一足夠長的擋板與正極板成37。傾

斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、尸是負極板上的兩點，C點位于O點的正上方，戶點

處放置一粒子靶(忽略靶的大小)，用于接收從上方打入的粒子，長度為4,忽略柵極的

3

電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力。sin37°=-o

(1)若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在戶點處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓0。的大??；

(2)調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板上，求電壓的最小值

(3)若粒子靶在負極板上的位置戶點左右可調(diào)，則負極板上存在〃、5兩點

{CH<CP<CS,H、S兩點末在圖中標出)、對于粒子靶在"S區(qū)域內(nèi)的每一點，當電壓從零

開始連續(xù)緩慢增加時，粒子靶均只能接收到〃(心2)種能量的粒子，求C”和CS的長度(假

定在每個粒子的整個運動過程中電壓恒定)o

(二)選考題

共12分.請考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對應(yīng)的題號右

側(cè)方框涂黑，按所涂題號進行評分；多涂、多答，按所涂的首題進行評分；不涂，按本選考題

的首題進行評分.

15.兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想

氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細沙，若A中細沙的質(zhì)量大于B中細沙的質(zhì)量,

重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能(填"大于”“小于”或“等于”)汽缸B內(nèi)氣體的

內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線(填圖像中曲

線標號)表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

各速率區(qū)間的分子數(shù)

圖2

16.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為3.0x4Pa。

(1)當夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強；

(2)當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的

比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強為L0xl()5pa。

17.如圖，一彈簧振子沿x軸做簡諧運動，振子零時刻向右經(jīng)過/點，2s后第一次到達8點,

已知振子經(jīng)過工、6兩點時的速度大小相等，2s內(nèi)經(jīng)過的路程為0.4m。該彈簧振子的周期為

振幅為

_________s,mo

In/WVWWWWV^O——r

Iiii

BOA

18.將兩塊半徑均為此完全相同的透明半圓柱體力、8正對放置，圓心上下錯開一定距離，

如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體力，設(shè)圓心處入射角為。，當8=60°時，/右側(cè)

恰好無光線射出；當8=30。時，有光線沿8的半徑射出，射出位置與力的圓心相比下移九

不考慮多次反射，求：

(1)