2021屆河北省唐山市高考物理一模試卷附答案詳解

2021屆河北省唐山市高考物理一模試卷一、單選題（本大題共6小題，共24.0分）1. 如圖所示，氫原子可在下列各能級間發(fā)生躍遷，設從n=4到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ1，從n=4到n=2能級輻射的電磁波的波長為λ2，從n=2到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ3，則下列關系式中正確的是(????)A.λ1>λ3 B.λ3>2. 如圖所示，一根木棒沿水平桌面從A運動到B，若棒與桌面間的摩擦力大小為f，則棒對桌面的摩擦力和桌面對棒的摩擦力做的功各為(

)A.-fs，-fsB.fs，-fsC.0，-fsD.-fs，03. 如圖所示，飛鏢A、B從同一位置水平擲出，打在鏢盤上時與豎直鏢盤的夾角分別為60°和30°.不計空氣阻力，下列說法中正確的是(????)A.飛鏢A擲出的初速度比B的小B.飛鏢A、B在空中飛行的時間相等C.飛鏢A、B打在鏢盤上時的速度大小相等D.飛鏢A、B在空中飛行時間之比為1：34. 如圖所示，小球m在豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動，下列說法中正確的是(????)A.小球通過最高點的最小速度為RgB.運動到a點時小球一定擠壓外側管壁C.小球在水平線ab以下管道中運動時，內側管壁對小球一定有作用力D.小球在水平線ab以上管道中運動時，內側管壁對小球一定有作用力5. 一帶電粒子僅在電場力作用下以初速度v0從t=0時刻開始運動，其v-t圖象如圖所示．如粒子在2t0時刻運動到A點，5t0時刻運動到BA.A、B兩點的電場強度大小關系為EB.A、B兩點的電勢關系為φC.粒子從A點運動到B點時，克服電場力做功D.粒子從A點運動到B點時，電勢能先減少后增加6. 一些恒星在它一生的最后階段，可以通過強大的引力把其中的物質緊緊的壓在一起，密度很大，使以3×108m/s的速度傳播的光都不能逃逸，這樣的天體可以稱為黑洞，如果太陽的質量為2×1030kg，引力常量為G=6.67×10-11A.太陽的半徑應小于2.96kmB.太陽的密度可能為1.8×C.太陽的密度可能為1.8×D.太陽表面的重力加速度大小可能為地球表面重力加速度大小的1013二、多選題（本大題共4小題，共24.0分）7. 如圖所示電路中，均勻變化的勻強磁場只存在于虛線框內，三個電阻阻值之比R1：R2：R3=1:2:3，其它部分電阻不計。當S3斷開，而S1、S2閉合時，回路中感應電流為I，當S1斷開，而S2、S3閉合時，回路中感應電流為5I，當S2A.閉合回路中感應電流為4IB.閉合回路中感應電流為7IC.R1、R3消耗的功率之比PD.上下兩部分磁場的面積之比S上:8. 甲、乙兩小汽車在同一水平道路上同向行駛，甲車在前，乙車在后，零時刻兩車相距x0=4.0m，兩車運動過程的v-t圖象如圖所示，下列說法中正確的是(????)A.當t=2s時，甲車在乙車前方2m處B.當t=4s時，乙車在甲車前方4m處C.t=8s時，甲車在乙車前方4m處D.0～9. 某物體在從A點運動到B點的過程中，克服重力做功為3J，拉力做功1J，克服空氣阻力做功為0.5J，則在A點的(????)A.重力勢能比B點大3J B.機械能比B點小1JC.動能比B點大2.5J D.機械能比B點小0.5J10. 如圖所示為一種叫作“魔盤”的娛樂設施，當轉盤轉動很慢時，人會隨著“魔盤”一起轉動，當“魔盤”轉動到一定速度時，人會“貼”在“魔盤”豎直壁上而不會滑下。若“魔盤”半徑為r，人與“魔盤”豎直壁間的動摩擦因數為μ，在人“貼”在“魔盤”豎直壁上，隨“魔盤”一起運動的過程中，下列說法正確的是(????)A.人隨“魔盤”轉動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用B.“魔盤”轉速變大，但人與“魔盤”豎直壁之間的摩擦力不變C.“魔盤”轉速越大，人越不容易下滑D.“魔盤”的轉速一定大于g三、實驗題（本大題共2小題，共15.0分）11. 用拉力傳感器和速度傳感器“探究加速度a與物體所受外力F的關系”，實驗裝置如圖所示，其中帶滑輪的長木板始終處于水平位置．實驗中用拉力傳感器記錄小車受到細線的拉力F大小，在長木板上相距為L的A、B兩個位置分別安裝速度傳感器，記錄小車到達A、B兩位置時的速率為vA、vB①本題中測得的物理量寫出加速度的表達式：a=______；②本題中是否需要滿足鉤碼的總質量遠小于小車的質量的關系？______(填“需要”或“不需要”)；③實驗得到的圖線可能是圖乙中的______，因為______．12. 隨著科技水平的提高，數字式多用電表正在逐步替代機械指針式多用電表，與機械指針式多用電表相比數字表有很多獨特的優(yōu)點，如測量精度高，內阻非常理想，比如電壓擋所有量程內阻高達10MΩ，是機械指針式電表的100倍以上，完全可以當作理想電壓表使用．圖(甲)為某一數字式多用電表的示意圖．今有一塊數字式多用電表、一只滑動變阻器、兩只開關、導線若干．某同學用這些器材去測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，設計了如圖(乙)所示的電路，數字式多用電表的兩表筆分別與a、b兩點相連接．請完成以下操作步驟．(1)將多用電表選擇開關置于直流電壓擋，選擇合適的量程，斷開開關______，閉合開關______，記錄電表的示數U1(2)將多用電表選擇開關置于歐姆擋，選擇合適的倍率，斷開開關______，閉合開關______，記錄電表的示數R．(3)將多用電表選擇開關置于電壓擋，選擇合適的量程，將開關S1、S2都閉合，記錄電表的示數由以上操作步驟及所測得的量可得干電池的電動勢E=______，內電阻r=______．四、簡答題（本大題共1小題，共3.0分）13. 雨過天晴，人們?？吹教炜罩谐霈F彩虹，它是由陽光照片到空中彌漫的水珠上時出現的現象．在說明這個現象時，需要分析光線射入水珠后的光路．一細束光線射入水珠，水珠可視為一半徑為R=10mm的球，球心O入射光線的垂直距離為d=8mm，水的折射率為n=43①在圖上畫出該束光線射入水珠后，第一次從水珠中射出的光路圖．②求這束光線從射向水珠到第一次射出水珠，光線偏轉的角度．五、計算題（本大題共3小題，共37.0分）14. 如圖所示，在豎直放置的鉛屏A的右表面上貼著β

射線放射源P，已知β

射線實質為高速電子流，放射源放出β

粒子的速度v0=1.0×107m/s.足夠大的熒光屏M與鉛屏A平行放置，相距d=2.0×10-2m，其間有水平向左的勻強電場，電場強度大小(1)電子到達熒光屏M上的動能；(2)熒光屏上的發(fā)光面積．15. 如圖所示，兩根傾斜放置與水平面成30°角的平行導電軌道間距為l，導軌間接一電阻的阻值為R，整個空間分布著勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應強度為B，一質量為m、電阻也為R的金屬桿ab，以某一初速度沿軌道上滑，直至速度減為零。已知上述過程中電阻R產生的熱量為Q，其最大瞬時電功率為P，設軌道摩擦及電阻都不計，ab桿向上滑動的過程中始終與軌道保持垂直且接觸良好。(1)請分析說明向上滑動的過程中，ab桿的加速度變化情況；(2)求金屬桿ab上滑的初速度v0(3)求金屬桿ab上滑的最大距離x。16. 如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A開始經狀態(tài)B到達狀態(tài)C，已知氣體在狀態(tài)C時的壓強為P0，該理想氣體的內能與溫度關系滿足U=kT(k為常數)，求：(i)氣體在狀態(tài)A的壓強；(ii)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C整個過程吸收的熱量。

參考答案及解析1.答案：D解析：解：A、釋放光子的能量等于兩能級間的能級差，所以從n=4到n=1躍遷輻射電磁波能量大于從n=2到n=1躍遷輻射電磁波能量，則輻射的光子頻率大，所以輻射的電磁波的波長短。所以λ1<λB、從n=4到n=2躍遷輻射電磁波能量小于從n=2到n=1躍遷輻射電磁波能量，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長長。所以λ2>λCD、從n=4到n=1躍遷輻射電磁波波長為λ1，從n=4到n=2躍遷輻射電磁波波長為λ2，從n=2到n=1躍遷輻射電磁波波長為根據釋放光子的能量等于兩能級間的能級差，hcλ1=hcλ2+故選：D。氫原子由激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，釋放光子的能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，光子頻率越大，波長越小。解決本題的關鍵掌握能級間躍遷釋放光子能量與能級差的關系，即Em2.答案：C解析：解：棒對桌面的摩擦力，和桌面對棒的摩擦力，為作用力和反作用力，大小相等方向相反，從A運動到B的過程中，棒受到的摩擦力為f，位移為s，摩擦力做的是負功，所以桌面對棒的摩擦力做的功為-fs，桌面受到的摩擦力的大小也為f，但桌面沒動，位移是0，所以棒對桌面的摩擦力做的功為0．故選：C根據功的定義，力與力方向上的位移的乘積，摩擦力的大小是相等的，找出各自的力的位移再計算就可以了．恒力做功，根據功的公式直接計算即可，但是桌面不動，它的位移是0，這是常出錯的地方3.答案：C解析：解：B、由于飛鏢的運動為平拋運動，飛行時間由豎直高度決定，B飛鏢的飛行時間較長，故B錯誤；A、由于兩只飛鏢的水平位移相同，故A飛鏢的初速度較大，故A錯誤；C、設拋出點到鏢盤的距離為s，飛鏢與盤面的夾角為θ，則

s=vsinθ?t.而飛行時間

t=vcosθg，得到s=vsinθ?vcosθg=v22gD、由于vAy=vcos60°=gtA，vBy故選：C。①平拋運動水平方向上是勻速直線運動，豎直方向上是自由落體運動；②根據下落高度計算運動時間，根據水平位移和運動時間比較初速度。平拋運動時間的求解，方法有兩種，一是根據下落高度求解時間；二是根據豎直分速度求解時間。4.答案：B解析：解：A、在最高點，由于外管或內管都可以對小球產生彈力作用，內管能支撐小球，所以小球的最小速度等于0，故A錯誤；B、小球做圓周運動需要向心力，運動到a點時，需要外側管壁提供向心力，所以小球一定擠壓外側管壁，故B正確；C、小球在水平線ab以下管道運動，由于沿半徑方向的合力提供做圓周運動的向心力，所以外側管壁對小球一定有作用力，對內側管壁沒有作用力，故C錯誤；D、小球在水平線ab以上管道中運動時，當速度非常大時，內側管壁沒有作用力，此時外側管壁有作用力，當速度比較小時，內側管壁有作用力，故D錯誤。故選：B。小球在豎直光滑圓形管道內做圓周運動，在最高點，由于外管或內管都可以對小球產生彈力作用，從而可以確定在最高點的最小速度。小球做圓周運動是，沿半徑方向的合力提供做圓周運動的向心力。解決本題的關鍵是知道小球在豎直光滑圓形管道中運動到最高點的最小速度為0，與輕桿模型相似，要知道小球在豎直面內做圓周運動的向心力由沿半徑方向上的合力提供。5.答案：A解析：解：A.由圖象可知粒子的加速度不變，由于僅僅受到電場力作用，由a=qEm，可知電場力大小與方向不變，即場強不變，故B.由于粒子不知電性，無法確定電場強度的方向，因此無法比較電勢的高低，故B錯誤；CD.粒子在0時刻開始運動，5t0時刻運動到B點，因此粒子運動的過程中，則只有電場力做功，動能先減小后增大，電場力先做負功后做正功，則電勢能先增大后減小，故C、故選：A。根據速度與時間圖象可知，加速度是恒定，則可確定電場力大小，進而得出電場強度大??；因粒子的電性不知，則無法確定電場強度的方向，由于從A到B，動能增加，則電場力對粒子做正功，導致電勢能減小，從而即可求解?？疾橛伤俣扰c時間圖象，來確定加速度大小與方向的方法，理解電場力做功與電勢能變化關系，以及動能的變化，注意粒子不知電性，因此電勢高低無法確定。6.答案：C解析：解：A、由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應的逃逸，太陽收縮成黑洞，則黑洞質量為太陽質量，根據c≤2GMR≤2GMc?2=BC、太陽的體積V≤43πR?3=1.09×1D、太陽表面的重力加速度g≥GMR?gg'≥1.5×10?本題選錯誤的，故選：C任何物體(包括光子)都不能脫離黑洞的束縛，那么黑洞表面脫離的速度應大于光速，根據c≤2GMR，求出太陽的半徑范圍，根據密度公式求太陽的密度，根據重力加速度的公式本題考查了萬有引力定律定律及圓周運動向心力公式的直接應用，要注意任何物體(包括光子)都不能脫離黑洞的束縛，那么黑洞表面脫離的速度應大于光速7.答案：BD解析：解：AB、因為R1：R2：R3=1：2：3，可以設R1由電路圖可知，當S1、S2閉合，S3斷開時，電阻R1與R2當S2、S3閉合，S1斷開時，電阻R2與R當S1、S3閉合，S2斷開時，電阻R1與R3組成閉合回路，此時感應電動勢E=E1C、根據P=I2R，可知，串聯電路電流相等，則功率與電阻成正比，那么R1、R3消耗的功率之比PR1：PR3D、由A選項分析可知，E1=3IR；E2=5I×5R=25IR；E=E1+E2=28IR，再根據法拉第電磁感應定律，E=△B故選：BD。根據開關的閉合與斷開情況，明確電路結構；根據電路連接情況確定感應電動勢，由歐姆定律求出電路電流；然后解方程組答題，并由功率P=I分析清楚電路結構、熟練應用歐姆定律是正確解題的關鍵；要注意在三種電路情況下，產生的感應電動勢不同，這是容易出錯的地方，同時注意法拉第電磁感應定律的應用．8.答案：AC解析：解：A、根據v-t圖象與時間軸圍成的面積表示位移，則知0-2s，甲的位移為x甲=10+82×2m=18m，乙的位移為x乙=12+82×2m=20m，乙、甲的位移之差B、由于0-4s內，兩車通過的位移相等，所以當t=4s時，甲車在乙車前方4m處，故B錯誤。C、由于0-8s內，兩車通過的位移相等，所以當t=8s時，甲車在乙車前方4m處，故C正確。D、0-8s內，兩車通過的位移相等，8-12s內，乙車的位移與甲車的位移之差△x=4×42-2×22故選：AC。根據v-t圖象與時間軸圍成的面積表示位移，可求出兩車的位移，結合初始的間距，可確定兩車位置關系，并判斷何時兩車相遇。解決本題的關鍵在于知道v-t圖象與時間軸圍成的面積表示位移，明確相遇的條件：乙車與甲車位移之差等于x09.答案：CD解析：重力做功和重力勢能的變化滿足一定的關系，但是重力勢能的計算時必須要選擇一個零勢能點，重力做負功，重力勢能增大，重力做正功，重力勢能減??；根據動能定理可知物體的動能的變化量是等于物體的合外力做功的多少；只要是在除了重力做功或者彈力以外的其他力做功那么物體或者機械能就是不守恒的，機械能的改變量就等于外力做功的大小；解答本題的關鍵是對于能量轉換有一個清晰的理解和運用，能夠熟練運用功能關系以及能量轉化的公式，本題的難度不大，只有是考察了對于基本概念和公式的理解和運用；A.因為物體在從A點運動到B點的過程中，克服重力做功為3J，即使重力做了負功，重力勢能增大，所以A點的重力勢能比B點小3J，故A錯誤；B.除重力以外的各個力做功的總和等于機械能的改變量，題中除了重力以外，拉力做功1J，克服空氣阻力做功為0.5J，故機械能增加了0.5J，所以A點的機械能比B點小0.5J，故B錯誤；C.合力做功等于動能的變化量，合力做功等于各個分力做的功，總功為1J-3J-0.5J=-2.5J，所以根據動能定理可知物體的動能減小了2.5J，所以A點的動能比B點大2.5J，故C正確；D.A點的機械能比B點小0.5J，故D正確；故選CD。

10.答案：BC解析：解：A、人隨“魔盤”轉動過程中受重力、彈力、摩擦力，向心力是效果力，不能單獨作為一個力去進行受力分析，故A錯誤；B、人在豎直方向受到重力和摩擦力，二力平衡，則知轉速變大時，但人與“魔盤”豎直壁之間的摩擦力不變，故B正確；C、如果轉速變大，由F=mrω2，知人與器壁之間的彈力變大，最大靜摩擦力變大，人越不容易下滑，故D、人恰好貼在魔盤豎直壁上時，轉速最小，有：mg≤f根據牛頓第二定律得：N=mr(2πn又根據最大靜摩擦力公式：f=μN解得轉速為n≥12πgμr，故“魔盤”的轉速一定大于故選：BC。人隨“魔盤”轉動過程中受重力、彈力、摩擦力作用，由彈力提供圓周運動所需的向心力，由牛頓第二定律和向心力公式結合分析。解決本題的關鍵要正確分析人的受力情況，確定向心力來源，知道人靠彈力提供向心力，人在豎直方向受力平衡。11.答案：①vB2-vA解析：解：①根據vB2-②本實驗中，由于采用拉力傳感器測量實驗中的拉力，所以不需要滿足鉤碼的總質量遠小于小車的質量的關系．③由圖甲可以看出，長木板是水平放置的，說明實驗之前沒有平衡摩擦力，當F不等于零時，加速度仍然為零，可知實驗得到的圖線可能是圖乙中的C圖．故答案為：①vB2-vA結合勻變速直線運動的速度位移公式求出小車的加速度；由于采用拉力傳感器測量實驗中的拉力，所以不需要滿足鉤碼的總質量遠小于小車的質量的關系；根據F不等于零時，加速度仍然為零分析圖線不經過原點的原因明確實驗原理，正確進行誤差分析和數據處理是對學生學習實驗的基本要求，要加強這方面的訓練，注意本題中采用拉力傳感器測量實驗中的拉力，沒有用重物的重力代替．12.答案：S1；S2；S2；S1解析：解：(1)將數字萬用表選擇開關置于電壓檔，選擇合適的量程，斷開開關S1，閉合開關S2，記錄表的示數，然后反復測量多次，記錄電表的示數由于數字萬用表電壓擋所有量程內阻高達10MΩ，所以電動勢E=U(2)將數字萬用表選擇開關置于歐姆檔，選擇合適的量程，斷開開關S2，閉合開關S1，記錄表的示數，記為所以測出變阻器的阻值為R，緊接著進行以下的操作：將選擇開關置于電壓檔，選擇合適的量程，然后同時閉合開關S1和S2，記錄表的示數并記作所以測出路端電壓U2把R和對應的U2(3)U④根據閉合電路歐姆定律得：E=U+Ur=ER-UR故答案為：(1)S1

S2

(2)S2

S根據數字萬用表有測量精度高、讀數方便的特點直接測出電源兩端的電壓即電動勢，變阻器的阻值，路端電壓，再根據閉合電路歐姆定律求出內阻．本題為測量電源的電動勢和內電阻的實驗的變形，由于數字萬用表有測量精度高、讀數方便的特點，所以根據閉合電路歐姆定律直接測出對應的物理量求解．13.答案：解：①光線射入水珠后，第一次從水珠中射出的光路圖如圖所示．②由幾何關系得sin即θ由折射定律得sin解得sin即θ則φ=2(θ答：①光路圖如圖所示．②光線偏轉的角度為32°．解析：(1)根據光的折射定律作出光路圖．(2)結合折射定律和幾何關系求出光線的偏轉角度．解決幾何光學問題的關鍵作出光路圖，結合折射定律和幾何關系進行求解．14.答案：解：(1)由動能定理：eEd=E解得：EK=1.25×10(2)射線在A、B間電場中被加速，除平行于電場線的電子流外，其余均在電場中偏轉，其中和鉛屏A平行的電子流在縱向偏移距離最大(相當于平拋運動水平射程)．位移則有，d=1r=v在熒光屏上觀察到的范圍是半徑為3.125×10-2圓面積

S=πr答：(1)電子到達熒光屏M上的動能1.25×10(2)熒光屏上的發(fā)光面積2.83×10解析：(1)根據動能定理，即可求解；(2)根據運動學公式與幾何關系，從而求出發(fā)光面積．考查動能定理的運動學公式的應用，注意運動軌跡的半徑與圓面積的關系．15.答案：解：(1)由牛頓第二定律：a=mgsin30°+B2L2(2)設ab桿上滑的初速度為v0，則