河北高中物理高考真题.docx

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河北高中物理高考真题

2021河北高中物理高考真题

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

A.26Al核的质量等于26Mg核的质量

B.26Al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

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

A.100:

1

B.1:

100

C.1:

200

D.200:

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

A.J/s   B.m  C.J▪m   D.m/s

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．

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B1，束遠度大小为v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B2导轨平面与水平面夹角为θ,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，

6、一半径为R的圆柱体水平固定,横截面如图所示。

长度为πR、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．

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θ，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2BCv2tanθ

B.金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tanθ

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

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n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2.当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I。

不计线圈电阻，下列说法正确的是

A.通过电阻R2的电流为

B.电阻R2两端的电压为

C.n0与n1的比值为

D.发电机的功率为

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ω和ω'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止。

若ω'>ω，则与以ω匀速转动相比，以ω'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

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。

11、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）。

12、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；

若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为（保留三位有效数字）。

13、如图，一滑雪道出AB和BC两段滑道组成，其中AB段倾角为θ，BC段水平，AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。

一个质量为2kg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1.5m/s的初速度、3m/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，sinθ=

，cosθ=

，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。

14、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sin37°=

.

（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）。

15、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。

16、某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0×103Pa。

（i）当夹层中空气温度升至37℃，求此时夹层中空气的压强；

（ii）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27℃时，压强为1.0×105Pa。

17、如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2s时第一次经过B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为6m，则该简谐运动的周期为s，振幅为m。

18、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θ。

当θ=60°时，A右侧恰好无光线射出;当θ=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。

============参考答案============

一、未分类

1、C

【分析】

原子核的质量数与质量不同；质子与中子统称为核子，质量数等于质子数与中子数之和，核电荷数等于质子数，根据质量数与核电荷数求出中子数，然后分析答题；半衰期是由原子核本身的性质决定的，与原子核所处的环境无关；根据26Al核的半衰期分析答题。

【解答】解：

A、26Al核的质量数等于26Mg核的质量数，

衰变过程释放出

核的质量与26Mg核的质量不相等，故A错误；

B、26Al核的中子数N铝=（26-13）个=13个，26Mg核的中子数N镁=（26-12）个=14个，26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；

C、半衰期由原子核本身结构决定，与外界环境无关，将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变，故C正确；

D、26Al核的半衰期为72万年，银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后的剩余量n=

，则河系中现有的铝同位素26Al在144万年后没有全部衰变为26Mg，故选：

C。

2、C

【分析】图1中铯原子做平抛运动，图2中铯原子做竖直上抛运动，应用运动学公式求出运动时间之比。

【解答】解：

由题意可知，O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m，设d=0.2m

图1中铯原子做平抛运动，平抛运动的初速度v0=100m/s，水平方向：

d=v0t1,

代入数据解得：

t1=0.002s

图2中铯原子做竖直上抛运动，上升时间与下降时间相等，为

由匀变速直线运动的位移-时间公式得：

d=

代入数据解得：

t2=0.4s,

则

，故C正确，ABD错误。

故选：

C。

3、B

【分析】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量要牢记，同时明确物理公式可以直接进行单位的推导。

【解答】

在国际单位制下的导出单位为J•s/（kg•m•s-1），又因1J=1N•m，1N=1kg•m•s-2，代入导出单位中计算可得其单位为m.故ACD错误，B正确。

故选：

B。

4、D

【分析】“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，某飞船沿圆轨道绕火星飞行，地球同步卫星三种情况均是万有引力提供向心力，表示出周期的表达式，再求出轨道半径之比。

【解答】解：

环绕天体m绕中心天体M做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：

环绕天体的半径与周期的关系为：

所以飞船绕火星的轨道半径r飞与同步卫星绕地球的轨道半径r同之比为：

，故ABC错误，D正确。

故选：

D。

5、B

【分析】此题为磁流体发电机模型，等离子体进入磁场后，正负离子受到洛伦兹力发生偏转，依据左手定则判断正负离子的偏转方向，得到金属板P、Q的带电性质，得到金属棒ab中电流方向；金属棒ab恰好静止，由受力平衡条件判断出所受安培力的方向并求出电流大小，再依据左手定则判断出导轨处磁场的方向；等离子体的正负离子在磁场B1中受到电场力与洛伦兹力，稳定后此二力平衡，由闭合电路欧姆定律求出平行金属板P、Q之间的电压，由

求出板间电场强度，由等离子体受到电场力等于洛伦兹力，求出等离子体的速度大小。

【解答】解：

平行金属板P、Q之间磁感应强度方向由N极指向S极，由左手定则判断，等离子体中的正离子向金属板Q偏转，负离子向金属板P偏转，可知金属板Q带正电荷（电源正极），金属板P带负电荷（电源负极），金属棒ab中电流方向由a流向b，已知磁场B2的方向垂直导轨平面，由左手定则可知，金属棒ab所受安培力平行于导轨平面向上或者向下，金属棒ab处于静止，由受力平衡条件判断其所受安培力沿导轨平面向上，再由左手定则判断出导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。

金属棒ab恰好静止，由受力平衡可得：

B2IL=mgsinθ，

由闭合电路欧姆定律可得，平行金属板P、Q之间的电压U=IR，

金属板P、Q之间电场强度

等离子体的正负离子在磁场B1中受到电场力与洛伦兹力，稳定后此二力平衡，则qvB1=qE，联立解得

，故B正确，ACD错误。

故选：

B。

6、A

【分析】先根据几何关系求出小球下降的高度，再由机械能守恒定律求小球的速度大小。

【解答】解：

小球从开始下落到与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球下降的高度为：

取小球在末位置的重力势能为零，由机械能守恒定律有：

mgh=

解得：

，故A正确，BCD错误。

故选：

A。

7、A

【分析】金属棒切割磁感线相当于电源，切割有效长度逐渐增加，感应电动势逐渐增大，给所连接的电容器充电，由电流定义式I=

为切入点，由电容的定义式Q=CU，电容器的电压总是等于感应电动势，动生感应电动势的计算公式E=BLv，分析L与位移的几何关系，推导电容器的电荷量Q的表达式，得到△Q的表达式，从而得到电流的表达式；由右手定则或者楞次定律判断感应电流方向；由金属棒受力平衡F=F安=BIL，再由P=Fv判断外力的功率是否恒定。

【解答】解：

C、金属棒沿x轴正方向匀速运动切割垂直纸面向里的磁感线，发生电磁感应现象，金属棒相当于电源，由右手定则判断，金属棒中电流方向向上，金属棒上端为电源正极，可知电容器的上极板带正电，故C错误；

A、以金属棒开始运动时为计时零时刻，设金属棒在0-t时间内运动位移为x，

在t时刻金属棒在导轨间的长度L=2xtanθ，

此时金属棒在导轨间的电动势E=BLv，

电容器的电压U=E，

电容器的电量Q=CU=2BCvxtanθ，

在t-（t+△t）（△t趋近于零）时间内，金属棒的位移由x增加到（x+△x），则

电容器的电量增加量△Q=2BCv•△x•tanθ，

通过金属棒的电流I=

，其中

=v，

可得I=2BCv2tanθ，故A正确；

B、由A选项的分析结果Q=2BCvxtanθ，可知金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为2BCvx0tanθ，故B错误；

D、由A选项的分析结果I=2BCv2tanθ，可知流过金属棒的电流恒定，由F安=BIL，金属棒在导轨间的长度L不断增加，其所受安培力不断增大，金属棒做匀速直线运动，由受力平衡可知，外力F的大小等于安培力，即外力F不断增大，由P=Fv可知外力F做功的功率不断增加，故D错误。

故选：

A。

8、BC

【分析】根据欧姆定律可得副线圈n1两端电压，根据交流电电动势的最大值表达式、最大值与有效值的关系以及变压器的变压比可得n0与n1的比值；

由变压器的变压比可得电阻R2两端的电压；

根据欧姆定律，可得通过电阻R2的电流；

发电机的功率P总等于R1消耗的功率加上R2消耗的功率。

【解答】解：

C、副线圈n1两端电压U1=IR1，

根据交流电电动势的最大值表达式：

Em=NBSω=N•B•L•2L•ω=2NBL2ω，

交流电电动势的有效值：

由变压器的变压比得：

，，故C正确；

B、对于副线圈n1、n2，由变压器的变压比：

，

得：

，故B正确；

A、根据欧姆定律，通过电阻R2的电流：

，故A错误；

D、R1消耗的功率：

PR1=I2R1

R2消耗的功率：

发电机的功率

，故D错误。

故选：

BC。

9、BD

【分析】小球在水平面内做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，根据小球在竖直方向受力平衡，分析小球的高度和弹簧的弹力如何变化，由向心力公式列式分析杆对小球的作用力如何变化，即可由牛顿第三定律分析小球对杆的压力变化情况。

由向心力公式Fn=mω2r分析小球所受合外力变化情况。

【解答】解：

AB、小球在水平面内做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，如图所示，小球在竖直方向受力平衡，则Fcosα=mg，所以α不变，小球的高度不变，弹簧弹力的大小F一定不变，故A错误，B正确；

C、若金属框的角速度较小，杆对小球的弹力方向垂直于杆向外，如图所示，在水平方向上，由牛顿第二定律得Fsinα-FN=mω2r，则得FN=Fsinα-mω2r，ω变大，其它量不变，则FN变小，由牛顿第三定律知小球对杆压力的大小变小，故C错误；

D、小球所受合外力的大小F合=Fn=mω2r，ω变大，其它量不变，则F合一定变大，故D正确。

故选：

BD。

10、AC

【分析】抓住菱形外侧各个点电荷所产生的场强均指向外侧，结合场强的叠加，判断菱形外部电场强度能否为零；根据场强的叠加得出O点场强为零，结合对称性判断菱形内部是否只有两个电场强度为零的点；根据负电荷所受的电场力方向，判断做功情况；根据场强的叠加得出点（l，l）处的场强方向，从而得出负试探电荷在该点所受的静电力方向。

【解答】解：

A、在菱形外侧除无穷远处的任意点，四个点电荷在该点的产生的场强均指向菱形的外侧，根据场强的叠加原理可知，合场强不可能为零，所以除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，故A正确；

B、根据场强的叠加及对称性，在O点场强为零，当y0取某值时，由对称性可知，在菱形内部其它场强为零的点必定会成对出现，即在菱形内部场强为零的点一定是奇数个，故B错误；

C、根据对称性知，（0，-3l）和（0，3l）处场强大小相等，方向相反，两点电势相等，将试探电荷由点（4l，5l）移至点（0，3l），在点（4l，5l），负电荷所受的电场力方向斜向左下方，在（0，3l）处，由于该点到x轴上4l、-4l以及y轴上8l的点的距离相等为5l，此三处点电荷在该点（0，3l）的场强大小相等，它们在此处合场强方向沿y轴向上，y轴上-8l处的点电荷在（0，3l）处产生的场强方向也沿y轴向上，则（0，3l）的场强方向沿y轴向上，则负电荷在该点所受的电场力方向沿y轴向下，所以一带负电的试探电荷从（4l，5l）沿直线移至点（0，3l），静电力一直做正功，可知将一带负电的试探电荷由点（4l，5l）移至点（0，-3l），静电力做正功，故C正确；

D、当y0=4l时，如图所示，根据对称性知，x轴和y轴上4l处的点电荷在点（l，l）处产生的场强方向与x轴负方向成45°斜向下，x轴和y轴上-4l处的点电荷在点（l，l）处产生的场强方向与x轴成45°斜向上，但不能直接得出两个场强哪个大；根据场强的叠加，y轴上4l和-4l的两个点电荷在点（l，l）处产生的场强偏向右下方，x轴上4l和-4l的两个点电荷在点（l，l）处产生的场强偏向左上方，两场强再叠加，合场强指向右上方，可知点（l，l）处产生的场强方向与x轴成45°斜向上，则负的试探电荷在该点所受的静电力方向与x轴负方向成45°倾斜向下，故D错误。

故选：

AC。

11、

（2）C；（3）27.0。

【分析】

（2）小灯泡闪亮一下后熄灭，灯丝被烧断，灯泡两端电压与通过灯泡的电流太大，灯泡实际功率太大，根据图示电路图分析答题。

（3）根据图3所示I-U图象求出P点的坐标值，然后根据欧姆定律求出灯泡电阻。

【解答】解：

（2）闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，灯丝被烧断，说明灯泡两端电压与通过灯泡的电流太大，灯泡实际功率太大；

A、电流表内阻很小，电流表短路不会使通过灯泡的电流过大，不会烧坏灯泡，故A错误；

B、如果滑动变阻器的滑片接触不良，灯泡所在分压电路断路，没有电流流过灯泡，灯泡不会被烧坏，故B错误；

C、如果滑动变阻器滑片的初始位置在b端，分压电路两端电压等于路端电压，分压电路电压太大，导致流过灯泡的电流太大，灯泡实际功率太大，灯泡被烧坏，故C正确。

故选：

C。

（3）由图3所示图象可知，灯泡两端电压U=2V，通过灯泡的电流I=74mA=0.074A，

由欧姆定律可知，此时灯泡电阻R=

故答案为：

（2）C；（3）27.0。

12、

（1）0.980；

（2）0.588；（3）图象如图所示；0.408。

【分析】

（1）根据重力势能的计算公式求出轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量。

（2）根据能量守恒定律求出系统机械能的减少量。

（3）应用描点法作出图象。

（4）系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，求出图象的函数表达式，根据图示图象求出动摩擦因数。

【解答】解：

（1）钩码下降的高度h=50.00cm=0.5000m，每个钩码的质量m=