• 2021年高考真题 物理 (河北卷)
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单选题 本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
1

1.银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核β+衰变的衰变方程为,测得26Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是

A26Al核的质量等于26Mg核的质量

B26Al核的中子数大于26Mg核的中子数

C将铝同位素26Al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26Mg将在144万年以后全部衰变为26Mg

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1

2.铯原子钟是精确的计时仪器。图1中铯原子从O点以100m/s的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面MN所用时间为t1;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t2。O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m。重力加速度取g=10m/s2。则t1:t2为

A100:1

B1:100

C1:200

D200:1

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1

3.普朗克常量h=6.626×10-34J▪s,光速为c,电子质量为me,则在国际单位制下的单位是

AJ/s

Bm

CJ▪m

Dm/s

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1

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。己知一个火星日的时长约为一个地球日,火星质量的为地球质量的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

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1

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,束遠度大小为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ab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导轨处磁场得方向垂直导轨平面向上,

B导轨处磁场得方向垂直导轨平面向下,

C导轨处磁场得方向垂直导轨平面向上,

D导轨处磁场得方向垂直导轨平面向下,

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1

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,不计空气阻カ)

A

B

C

D

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1

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

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多选题 本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1

8.如图,发电机的矩形线圈长为2L、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,两个副线圈分别接有电阻.当发电机线圈以角速度匀速转动时,理想电流表读数为。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的比值为

D发电机的功率为

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1

9.如图,矩形金属框MNQP竖直放置,其中MN 、PQ足够长,且PQ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PQ杆。金属框绕MN轴分别以角速度'匀速转动时,小球均相对PQ杆静止。若'>,则与以匀速转动相比,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

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1

10.如图,四个电荷量均为q(q>0)的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为(4l,0)、(-4l,0)、(0,y0)、(0,-y0),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(y0≠0)。下列说法正确的是

A除无穷远之外,菱形外部电场强度处处不为零

B当y0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y0=8l时,将一带负电的的试探电荷由点(4l,5l)移至点(0,-3l),静电力做正功

D当y0=4l时,将一带负电的试探电荷放置在点(l,l)处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上。

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简答题(综合题) 本大题共54分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1

11.(6分)

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(6.3V,0.15A),直流电路(9V),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)    按照图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I-U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的电阻为       Ω(保留三位有效数字)。

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1

12.(9分)

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、50g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200g,其上可放钩码)、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s2。实验操作步骤如下:

①安装器材,调整量个光电门距离为50.00cm,轻细绳下段悬挂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保持绳下端悬挂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数量,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△Ek及总机械能的减少量△E,如下表所示:

回答下列问题:

(1)实验中轻细绳所悬挂的钩码重力势能的减少量为       J(保留三位有效数字);

(2)步骤④中的表格所缺数据为       J;

(3)以M为模板,△E为纵轴,选择合适的标度,在图2中绘出△E-M图像;

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1

13.(11分)

如图,一滑雪道出AB和BC两段滑道组成,其中AB段倾角为,BC段水平, AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。一个质量为2 kg的背包在滑道顶端A处由静止滑下,若1s后质量为48kg的滑雪者从顶端以1.5 m/s的初速度、3 m/s²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μ=,重力加速度取g=10m/s²,sin=,cos=,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AB 段的长度;

(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。

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1

14. (16分)

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OM与正极板成37。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,CP长度为L0。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。

Sin37o=

(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Uo的大小。

(2)调整电压的大小,使粒子不能打在挡板OM上,求电压的最小值Umin

(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(CH≤CP≤CS,H、S两点未在图中标出),对于粒子靶在 HS 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(n≥2)种能量的粒子,求 CH 和CS的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定)。

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1

15.【选修3-3】 (12分)

(1)(4分)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")气缸B中气体的内能,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。

(2)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为27oC时,压强为3.0Pa。

(3)当夹层中空气温度升至37oC,求此时夹层中空气的压强;

()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27oC时,压强为1.0Pa。

(16).(1)

(2)(8分)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。用一束单色光滑半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为。当=60°时,A右侧恰好无光线射出;当=30O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∶

(i)半圆柱体对该单色光的折射率;

(ii)两个半圆柱体之间的距离d。

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