河北省衡水一中邯鄲分校2021屆高三年級上冊新高考物理試卷

2021屆新高考模式物理綜合試卷（河北專用）

本試卷考試時間75分鐘，滿分100分

一、選擇題：本題共10小題，共46分。第1~7題，每小題4分，只有一個選項

符合題目要求；第8~10題，每小題6分，有多個選項符合題目要求，全部選對得

6分，選對但不全的得3分，有選錯的得。分。

1.笊核；H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式

6；H-2；He+2；H+2，+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中含有的笊核約為

1.0x1022個，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等;

已知Ikg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9xl（）7j,1MeV=1.6x10l3J,則M約為（）

A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】笊核；H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式

6；H-2；He+2；H+2：n+43.15MeV

則平均每個笊核聚變釋放的能量為

E43.15一、，

8--=---------MeV

66

1kg海水中含有的笊核約為10x1（）22個，可以放出的總能量為

EQ=N￡

由Q=,叼可得，要釋放相同的熱量，需要燃燒標準煤燃燒的質(zhì)量

m=--—?400kg

qq

2.如圖，懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細繩上。點處；繩的一端固定在墻上，

另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時，。點兩側(cè)繩與豎

直方向的夾角分別為a和仇若a=70。，則夕等于（）

A.45°B.55°C.60°D.70°

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】甲物體是拴牢在。點，且甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，則甲、乙繩的拉力大小相等，O

點處于平衡狀態(tài)，則左側(cè)繩子拉力的方向在甲、乙繩子的角平分線上，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系有

180=2夕+。

解得尸=55。

故選B。

3.如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2,”的物塊A、B,通過

不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行?A與B間、B與木板

間的動摩擦因數(shù)均為“，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當木板與水平面的夾角為45。時，

物塊A、B剛好要滑動，則”的值為（)

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】當木板與水平面的夾角為45°時，兩物塊剛好滑動，對A物塊受力分析如圖

沿斜面方向，A、B之間的滑動摩擦力

于、-=Ringcos45°

根據(jù)平衡條件可知

T=mgsin45°+/.imgcos45°

對B物塊受力分析如圖

N'

T

沿斜面方向，B與斜面之間的滑動摩擦力

于2="3mgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

2mgsin45°-T+/.imgcos45°+〃-3mgcos45°

兩式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+cos45°+Ringcos450+4-3mgcos45°

解得

1

故選C。

4.中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量。某運送防疫物資

的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)

對第3節(jié)車廂的牽引力為凡若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)

第2節(jié)車廂的牽引力為（）

19FF11

A.FB.------C.—室

2019

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的牽引力為F,因為每節(jié)車廂質(zhì)量相等，阻力

相同，故第2節(jié)對第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有

F-38/=3Sma

設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為Fy,則根據(jù)牛頓第二定律有

F\-2于=2ma

聯(lián)立解得耳=三。

故選C。

5.如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度

為3/?,其左邊緣。點比右邊緣6點高0.5人若摩托車經(jīng)過a點時的動能為民，它會落到坑內(nèi)

c點。c與a的水平距離和高度差均為伍若經(jīng)過a點時的動能為E2,該摩托車恰能越過坑到

達b點。消等于（）

E,

A.20B.18C.9.0D.3.0

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】有題意可知當在。點動能為fi時.，有

Z712

&=2根匕

根據(jù)平拋運動規(guī)律有

h=2gt'

h-貼

當在。點時動能為&時，有

「12

2

根據(jù)平拋運動規(guī)律有

3/?=v2t2

聯(lián)立以上各式可解得

故選Bo

6.甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運動，甲追上乙，并與乙發(fā)生碰撞，碰撞前

后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg,則碰撞過程兩物塊損失

的機械能為（）

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】由回圖可知，碰前甲、乙的速度分別為/=5m/s,vz.=lm/s；碰后甲、乙的速

度分別為&=Tm/s,吃=2m/s,甲、乙兩物塊碰撞過程中，由動量守恒得

唯+/n乙v乙=叫|冷乙吃

解得

m乙=6kg

則損失的機械能為

.r-,12.121,2

AE=甲+萬％"乙方"1'府'-5"七"乙

解得

△E=3J

故選Ao

7.如圖，He是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，曲水平，長度為2R：*是半徑為R的四分之一的

圓弧，與而相切于6點.一質(zhì)量為小的小球.始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，

自〃點處從靜止開始向右運動，重力加速度大小為g.小球從。點開始運動到其他軌跡最高點,

機械能的增量為

A.2mgR

B.4tngR

C.5mgR

D.6mgR

【答案】C

【解析】

本題考查了運動的合成與分解、動能定理等知識，意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問題的能

力.

設(shè)小球運動到c點的速度大小為叱，則對小球由a到c的過程，由動能定理得：

R3R-mgR=；w%2,又F=mg,解得：%2=4gR,小球離開。點后，在水平方向做初速度為零的

勻加速直線運動，豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運動，由牛頓第二定律可知，小球

離開c點后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g,則由豎直方向的運動可知，小球從離開

c點到其軌跡最高點所需的時間為：r=vc/g=2,小球在水平方向的加速度斫g,在水平方向

的位移為由以上分析可知，小球從a點開始運動到其軌跡最高點的過程中，水

平方向的位移大小為5R,則小球機械能的增加量△E=F5R=5〃?gR,選項C正確ABD錯誤.

【點睛】此題將運動的合成與分解、動能定理有機融合，難度較大，能力要求較高.

8.如圖所示，P、。兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期分別為『和2/，某時刻尸、。剛

好位于地球同側(cè)同一直線上，經(jīng)△，又出現(xiàn)在地球同側(cè)同一直線上，則下列說法正確的是（）

A.P、。兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比為』■!

B.P、。兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比為

2

C.可能為

D.△1可能為4『

【答案】AD

【解析】

【分析】

詳解】AB.根據(jù)開普勒第三定律

理一%

窗（2幻

可得P、。兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比為

%

RP

故A正確，B錯誤；

CD.兩衛(wèi)星從圖示位置到相距最近，滿足條件是尸比。多轉(zhuǎn)幾圈，則有

t=2〃4(〃=1、2、3

當77=1時,

當〃=2時,

"47；

故C錯誤，D正確。

故選ADo

9.如圖，NM是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q（令>0）的點電荷固定在P點。下

列說法正確的是（）

A.沿邊，從M點到N點，電場強度的大小逐漸增大

B.沿MN邊,從M點到N點，電勢先增大后減小

C.正電荷在M點的電勢能比其在N點的電勢能大

D.將正電荷從M點移動到N點，電場力所做的總功為負

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】A.點電荷的電場以點電荷為中心，向四周呈放射狀，如圖

NM是最大內(nèi)角，所以PN>PM,根據(jù)點電荷的場強公式E=k旦（或者根據(jù)電場線的疏

密程度）可知從MfN電場強度先增大后減小，A錯誤；

B.電場線與等勢面（圖中虛線）處處垂直，沿電場線方向電勢降低，所以從N電勢先

增大后減小，B正確；

c.M、N兩點的電勢大小關(guān)系為°”>e,v，根據(jù)電勢能的公式Ep=q*可知正電荷在M點

的電勢能大于在N點的電勢能，C正確；

D.正電荷從N,電勢能減小，電場力所做的總功為正功，D錯誤。

故選BCo

10.如圖，U形光滑金屬框置于水平絕緣平臺上，H和A邊平行，和〃c邊垂直。ab、

de足夠長，整個金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，用水平

恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，與金屬框保

持良好接觸，且與秘邊保持平行。經(jīng)過一段時間后（）

xxxMxxxx

n____________________b

XXXXXxFx

------?

XXXXXXx

xxxNxxCxx

A.金屬框的速度大小趨于恒定值

B.金屬框的加速度大小趨于恒定值

C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值

D.導(dǎo)體棒到金屬框兒邊的距離趨于恒定值

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】由兒邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢，形成電流，使得導(dǎo)體棒受到向右的安培力，做

加速運動，從邊受到向左的安培力，向右做加速運動。當MN運動時，金屬框的秘邊和導(dǎo)體

棒MN一起切割磁感線，設(shè)導(dǎo)體棒和金屬框的速度分別為匕、v2,則電路中的電動勢

E—BL(y2—v^)

電流中的電流

E_BL(V2-V1)

R

金屬框和導(dǎo)體棒受到的安培力

己框=竺空二叨，與運動方向相反

F安MN』',葭Z,與運動方向相同

設(shè)導(dǎo)體棒MN和金屬框的質(zhì)量分別為見、，%,則對導(dǎo)體棒MN

比以匕―匕）

=町4

R

對金屬框

B2L2（V-V）

F-----------2-----（=

R~-

初始速度均為零，則a1從零開始逐漸增加，。2從￡開始逐漸減小。當“|=他時，相對速度

FRnt

v-v.=———----!-------

2212笈心2（叫+/%）

大小恒定。整個運動過程用速度時間圖象描述如下。

綜上可得，金屬框的加速度趨于恒定值，安培力也趨于恒定值，BC選項正確；

金屬框的速度會一直增大，導(dǎo)體棒到金屬框兒邊的距離也會一直增大，AD選項錯誤。

故選BC。

二、非選擇題：共54分。第11~14題為必考題，每個試題考生必須作答。第15、

16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題：共42分。

11.2020年5月，我國進行了珠穆朗瑪峰高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重

力加速度，進而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計了如下實驗，測量當?shù)刂?/p>

力加速度的大小。實驗步驟如下：

圖甲

圖乙

(i)如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53。，在其上表面固定一與小物塊下

滑路徑平行的刻度尺(圖中未畫出)。

(ii)調(diào)整手機使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用

手機記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運動的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運

動路徑上合適的一點作為測量參考點，得到小物塊相對于該點的運動距離L與運動時間f的數(shù)

據(jù)。

(iii)該同學(xué)選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了"一r圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速

t

度大小為5.6m/s2

(iv)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實驗。

回答以下問題：

(1)當木板的傾角為37。時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點時速度的大

小為m/s；選取圖線上位于坐標紙網(wǎng)格交叉點上的A、8兩點，利用A、8兩點數(shù)據(jù)得到

小物塊下滑加速度的大小為m/s'(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進一步分析得到當?shù)氐闹亓铀俣却笮閙/s”(結(jié)果保留2位有效數(shù)

字，sin370=0.60,cos37°=0.80)

【答案】⑴.0.32或0.33（2）.3.1（3）.9.4

【解析】

【分析】

【詳解】（1）［1北2］根據(jù)+可得

2L-

——=2%+at

則由生"圖像可知

t

2%=65xl(r2mzs

則

vo=O-33m/s

,(190-65)x10-2

i=k=--------------m/s=3.1m/s

C40x10-2

（2）［3］由牛頓第二定律可知

mgsin0-jumgcos0=ma

即

a=gsin夕一pgcos3

當0=53。時tz=5.6m/s2,即

gsin53-pgcos53=5.6

當歸37°時a=3.0m/s2,即

gsin37-/.igcos37=3.1

聯(lián)立解得

^=9.4m/s2

12.實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的

實驗方案進行了探究。實驗室提供的器材有：

干電池一節(jié)（電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1Q）；

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3kC）；

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1C）；

滑動變阻器R（最大阻值為20C）；

定值電阻&（阻值2C）；

定值電阻&（阻值5C）：

開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。

（1）該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿

偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實驗數(shù)據(jù)在U-/坐標紙上描點，如圖乙所示,

結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是。（單選，填正確答

案標號）

A.電壓表分流

B.干電池內(nèi)阻較小

C.滑動變阻器最大阻值較小

D.電流表內(nèi)阻較小

圖甲

（2）針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗方案,

重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。

序號1234567

//A0.080.140.200.260.320.360.40

UN1.351201.050.880.730.710.52

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：

①答題卡的坐標紙上已標出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點，請在答題卡的坐標紙上標出前4組數(shù)據(jù)

對應(yīng)的坐標點并畫出U-/圖像o

②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為（填“RJ或）。

③用筆畫線代替導(dǎo)線，請在答題卡上按照改進后的方案，將實物圖連接成完整電路

|17V

SIIBSI

RAM

；；：：；：：￡?K：：US：：

【答案】(1).B(3)./?!

WAfBS

■■■■■■■■■I

MMSIMtt

::::::::::

【解析】

【分析】

【詳解】(1)電壓表示數(shù)變化過小,則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故選