河北省普通高中2021年高中物理1月學業(yè)水平選擇性考試模擬演練試題（含解析）

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1、河北省普通高中2021年高中物理1月學業(yè)水平選擇性考試模擬演練試題（含解析） 注意事項： 1.答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。 2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。 3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。 一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24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. 如圖，兩根相互絕緣的通電長直導線分別沿x軸和y軸放置，沿x軸方向的電流為I0。已知通電長直導線

2、在其周圍激發(fā)磁場的磁感應強度，其中k為常量，I為導線中的電流，r為場中某點到導線的垂直距離。圖中A點的坐標為（a，b），若A點的磁感應強度為零，則沿y軸放置的導線中電流的大小和方向分別為（　　） A. ，沿y軸正向 B. ，沿y軸負向 C. ，沿y軸正向 D. ，沿y軸負向 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】x方向導線電流在A點的磁感應強度大小為 由安培定則，可知方向垂直紙面向外，由題知若A點的磁感應強度為零，則y方向導線電流產生的磁場磁感應強度方向垂直紙面向里，由安培定則知，y軸放置的導線中電流方向沿y軸正向，其大小滿足 y軸放置導線中電流的大小 故選

3、A。 2. 如圖，一小船以1.0m/s的速度勻速前行，站在船上的人豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為0.45m。當小球再次落入手中時，小船前進的距離為（假定拋接小球時人手的高度不變，不計空氣阻力，g取10m/s2）（　?。? A. 0.3m B. 0.6m C. 0.9m D. 1.2 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】根據(jù)運動的獨立性，小球在豎直上拋運動的過程中，小船以1.0m/s的速度勻速前行，由運動學知識 小球上升的時間 小球上拋到再次落入手中的時間為2t，則小船前進的距離為 故選B。 3. 假定“嫦娥五號”軌道艙繞月飛行時，軌道是貼近月球表

4、面圓形軌道。已知地球密度為月球密度的k倍，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的n倍，則軌道艙繞月飛行的周期與地球同步衛(wèi)星周期的比值為（　?。? A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】根據(jù)萬有引力充當向心力，設地球的半徑為R，月球的半徑為r，對地球同步衛(wèi)星 對月球軌道艙 地球質量M1和月球質量M2分別為 聯(lián)立可得軌道艙飛行的周期T2與地球同步衛(wèi)星的周期T1的比值 故選A。 4. 如圖，理想變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，接有一阻值為R的電阻，電壓表V1示數(shù)為110.0V。副線圈接有一個阻值恒為RL的燈泡，繞過鐵芯的單匝線圈接

5、有一理想電壓表V2，示數(shù)為0.10V。已知RL：R=4：1，則副線圈的匝數(shù)為（　?。? A. 225 B. 550 C. 2200 D. 4400 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】假設理想變壓器原線圈的輸入電壓為，根據(jù)理想變壓器線圈兩端電壓之比為線圈匝數(shù)之比可知，原線圈兩端電壓和滿足 解得原線圈輸入電壓為 理想變壓器原副線圈電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，原線圈電流和通過燈泡的電流滿足 定值電阻滿足歐姆定律，則通過燈泡的電流為 結合可知副線圈電壓為 原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比 代入得 變形得 解得副線圈得匝數(shù)為

6、 故選C。 5. 如圖，x軸正半軸與虛線所圍區(qū)域內存在著磁感應強度大小為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里。甲、乙兩粒子分別從距x軸h與2h的高度以速率v0平行于x軸正向進入磁場，并都從P點離開磁場，OP=h。則甲、乙兩粒子比荷的比值為（不計重力，sin37=0.6，cos37=0.8）（　　） A. 32：41 B. 56：41 C. 64：41 D. 41：28 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】甲粒子從高的位置水平水平飛入磁場，運動的軌跡如圖所示 甲粒子圓周運動的半徑為，在中根據(jù)勾股定理可知 則 在中，根據(jù)幾何關系可知 解得 乙粒子從高的高

7、度水平飛入磁場，轉過圓周從點飛出 則乙粒子運動的半徑為 洛倫茲力提供向心力 解得 可知粒子運動的半徑與粒子的比荷成反比，所以甲、乙兩粒子比荷的比值為 故選C。 6. 螺旋千斤頂由帶手柄的螺桿和底座組成，螺紋與水平面夾角為，如圖所示。水平轉動手柄，使螺桿沿底座的螺紋槽（相當于螺母）緩慢旋進而頂起質量為m的重物，如果重物和螺桿可在任意位置保持平衡，稱為摩擦自鎖。能實現(xiàn)自鎖的千斤頂，的最大值為?，F(xiàn)用一個傾角為的千斤頂將重物緩慢頂起高度h后，向螺紋槽滴入潤滑油使其動摩擦因數(shù)μ減小，重物回落到起點。假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計螺桿和手柄的質量及螺桿與重物間的摩擦力

8、，轉動手柄不改變螺紋槽和螺桿之間的壓力。下列說法正確的是（　?。? A. 實現(xiàn)摩擦自鎖的條件為 B. 下落過程中重物對螺桿的壓力等于mg C. 從重物開始升起到最高點摩擦力做功為mgh D. 從重物開始升起到最高點轉動手柄做功為2mgh 【答案】D 【解析】 【分析】 【詳解】A．實現(xiàn)自鎖的條件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大靜摩擦力，即 解得 A錯誤； B．重物從靜止開始下落，落回到起點位置重物速度又減為0，所以重物在下落過程中先失重后超重，所以螺桿對重物的支持力先小于，后大于，根據(jù)牛頓第三定律可知重物對螺桿的作用力小于，后大于，B錯誤； C．重物緩慢上升

9、的過程中，對螺桿和重物為整體受力分析如圖 則摩擦力做功為 C錯誤； D．從重物開始升起到最高點，即用于克服摩擦力做功，也轉化為重物上升增加的重力勢能，所以根據(jù)動能定理得 解得 D正確。 故選D。 二、選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，每題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。 7. 游樂場滑索項目的簡化模型如圖所示，索道AB段光滑，A點比B點高1.25m，與AB段平滑連接的BC段粗糙，長4m。質量為50kg的滑塊從A點由靜止下滑，到B點進入水平減速區(qū)，在C點與緩沖墻發(fā)生碰撞，反彈后在距墻1m

10、的D點停下。設滑塊與BC段的動摩擦因數(shù)為0.2，規(guī)定向右為正方向。g取10m/s2。下列說法正確的是（　　） A. 緩沖墻對滑塊的沖量為-50Ns B. 緩沖墻對滑塊的沖量為-250Ns C. 緩沖墻對滑塊做的功為-125J D. 緩沖墻對滑塊做的功為-250J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【詳解】由動能定理可知 由B到C的過程中，加速度大小為 由位移公式可得 可得 由C到D可知 解得被緩沖器反彈，滑塊的速度大小 （方向與初速度反向，取負） 由動量定理可知緩沖墻對滑塊的沖量 由動能定理可得緩沖墻對滑塊做功 綜上分析可知BC正確

11、。 故選BC。 8. 如圖，內壁光滑的玻璃管內用長為L的輕繩懸掛一個小球。當玻璃管繞豎直軸以角速度勻速轉動時，小球與玻璃管間恰無壓力。下列說法正確的是（　?。? A. 僅增加繩長后，小球將受到玻璃管斜向上方的壓力 B. 僅增加繩長后，若仍保持小球與玻璃管間無壓力，需減小 C. 僅增加小球質量后，小球將受到玻璃管斜向上方的壓力 D. 僅增加角速度至后，小球將受到玻璃管斜向下方的壓力 【答案】BD 【解析】 【分析】 【詳解】根據(jù)題意可知， A．僅增加繩長后，小球需要向心力變大，則有離心趨勢會擠壓管壁右側，小球受到玻璃管給的斜向下方的壓力，故A錯誤； B．僅增加繩長后

12、，若仍保持小球與玻璃管間無壓力，根據(jù)以上分析可知，需減小，故B正確； C．小球質量可以被約去，所以，增加小球質量，小球仍與管壁間無壓力，故C錯誤； D．僅增加角速度至后，小球需要向心力變大，則有離心趨勢會擠壓管壁右側，小球受到斜向下方的壓力，故D正確。 故選BD。 9. 如圖，某電容器由兩水平放置的半圓形金屬板組成，板間為真空。兩金屬板分別與電源兩極相連，下極板固定，上極板可以繞過圓心且垂直于半圓面的軸轉動。起初兩極板邊緣對齊，然后上極板轉過10，并使兩極板間距減小到原來的一半。假設變化前后均有一電子由靜止從上極板運動到下極板。忽略邊緣效應，則下列說法正確的是（　?。? A. 變化

13、前后電容器電容之比為9：17 B. 變化前后電容器所帶電荷量之比為16：9 C. 變化前后電子到達下極板的速度之比為：1 D. 變化前后電子運動到下極板所用時間之比為2：1 【答案】AD 【解析】 【分析】 【詳解】AB．由平行板電容器電容公式 可知，變化前后電容器電容之比為 電容器兩端電壓不變，變化前后電容器所帶電荷量之比為 故A正確，B錯誤； C．電子由靜止從上極板運動到下極板過程，由動能定理有 解得，電子到達下極板的速度 電容器兩端電壓不變，變化前后電子到達下極板的速度之比為1：1，故C錯誤； D．電子由靜止從上極板運動到下極板過程，電子的

14、加速度 電子的運動時間 變化前后電子運動到下極板所用時間之比為 故D正確。 故選AD。 10. 如圖，一頂角為直角的“”形光滑細桿豎直放置。質量均為m的兩金屬環(huán)套在細桿上，高度相同，用一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧相連，彈簧處于原長。兩金屬環(huán)同時由靜止釋放，運動過程中彈簧的伸長在彈性限度內。對其中一個金屬環(huán)，下列說法正確的是（彈簧的長度為時彈性勢能為）（　?。? A. 金屬環(huán)的最大加速度為g B. 金屬環(huán)的最大速度為 C. 金屬環(huán)與細桿之間的最大壓力為 D. 金屬環(huán)達到最大速度時重力的功率為 【答案】BC 【解析】 【分析】 【詳解】根據(jù)對稱性可知，在運動過程中，

15、彈簧始終水平，金屬環(huán)剛釋放時加速度度最大；平衡位置也就是彈簧的彈力沿桿方向的分力與重力沿桿方向的分力相等時，速度最大；只有彈簧的彈力和重力做功，機械能守恒；由幾何關系可知，金屬環(huán)下落的高度是彈彈簧形變量的一半。 A．剛釋放時，彈簧處于原長，彈力為0，所以金屬環(huán)的最大加速度為 故A錯誤； BD．在平衡位置彈簧的伸長量為x1，根據(jù)平衡條件有，沿桿方向有 由機械能守恒定律得 解得，金屬環(huán)的最大速度為 金屬環(huán)達到最大速度時重力的功率為 故B正確，D錯誤； C．當金屬環(huán)下落到到最低點，金屬環(huán)速度為0，金屬環(huán)與細桿之間的壓力最大。設此時彈簧的形變量為x2，由機械能守恒定

16、律得 對金屬環(huán)進行受力分析，垂直于桿方向有 綜合上述可以解得，金屬環(huán)與細桿之間的最大壓力為 故C正確。 故選BC。 三、非選擇題：共52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。 （一）必考題：共43分。 11. 為驗證力的平行四邊形定則，某同學準備了以下器材：支架，彈簧，直尺，量角器坐標紙，細線，定滑輪（位置可調）兩個，鉤碼若干。支架帶有游標尺和主尺，游標尺（帶可滑動的指針）固定在底座上，主尺可升降，如圖1所示。 實驗步驟如下： (1)儀器調零。如圖1，將已測量好的勁度系數(shù)k為5.00N/m的彈簧懸掛在支架

17、上，在彈簀掛鉤上用細線懸掛小鉤碼做為鉛垂線，調節(jié)支架豎直。調整主尺高度，使主尺與游標尺的零刻度對齊?；瑒又羔?，對齊掛鉤上的O點，固定指針。 (2)搭建的實驗裝置示意圖如圖2.鉤碼組mA=40g，鉤碼組mB=30g，調整定滑輪位置和支架的主尺高度，使彈簧豎直且讓掛鉤上O點重新對準指針。實驗中保持定滑輪、彈簧和鉛垂線共面。此時測得=36.9，=53.1，由圖3可讀出游標卡尺示數(shù)為___________cm，由此計算出彈簧拉力的增加量F=___________N。當?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2。 (3)請將第(2)步中的實驗數(shù)據(jù)用力的圖示的方法在圖框中做出，用平行四邊形定則做出合力F′___

18、_____。 (4)依次改變兩鉤碼質量，重復以上步驟，比較F′和F的大小和方向，得出結論。實驗中鉛垂線上小鉤碼的重力對實驗結果___________（填寫“有”或“無”）影響。 【答案】 (1). (2). (3). (4). 無 【解析】 【分析】 【詳解】(2)[1]游標卡尺精度為，讀數(shù)為 [2]則彈簧拉力的增量為。 (3)[3]根據(jù)題意可知繩產生的拉力為，繩產生的拉力為，力的合成如圖 (4)[4]在求解合力的過程中，求解的是彈簧彈力的變化量，所以小鉤碼的重力對實驗結果無影響。 12. 在測量電源電動勢和內阻的實驗中，實驗室提供了如下

19、器材和參考電路： 電壓表V1（量程3V，內阻約6） 電壓表V2（量程1V，內阻約6） 電流表A1（量程0.6A，內阻約0.1） 電流表A2（量程2mA，內阻約1） 滑動變阻器R1（最大阻值3） 滑動變阻器R2（最大阻值10） 定值電阻R3（阻值1） 開關，導線若干 A． B． C． D． (1)甲同學想要測量馬鈴薯電池電動勢（約1.0V）和內阻（約500）。選用合適器材后，應選擇最優(yōu)電路___________（填寫參考電路對應的字母）進行測量。 (2)乙同學想要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內阻。選用合適器材后，應選擇最優(yōu)電路__

20、_________（填寫參考電路對應的字母）進行測量。 (3)乙同學將測得數(shù)據(jù)在坐標紙上描點如圖。請畫出U-I圖象_______，并求出電動勢E為___________V，內阻r為___________（小數(shù)點后保留兩位）。 【答案】 (1). A (2). C (3). (4). (5). 【解析】 【分析】 【詳解】(1)[1]馬鈴薯電池的電動勢較小，B圖中電壓表分流，所以電流表測量的干路電流偏小，則電動勢測量值偏小，所以不宜選用；選擇A圖測量的干路電流準確，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知可知當時，斷路電壓即為電動勢，所以A圖能準確測量馬鈴薯的電

21、動勢，內阻測量偏大，為電流表和馬鈴薯內阻之和，但因為馬鈴薯內阻遠大于電流表內阻，所以誤差較小，故選A圖。 (2)[2]新的干電池內阻較小，所以需要給電池串聯(lián)一個定值電阻，方便測量，而D圖中測量的內阻為電流表內阻、電源內阻和定值電阻之和，因為干電池內阻較小，所以內阻的測量會引起較大誤差，所以選擇C圖。 (3)[3]做出圖象如圖 [4]根據(jù)閉合電路歐姆定律變形得 則圖線縱截距即為電源電動勢 [5]根據(jù)圖象斜率可知 則電源內阻為 13. 如圖1所示，兩條足夠長的平行金屬導軌間距為0.5m，固定在傾角為37的斜面上。導軌頂端連接一個阻值為1的電阻。在MN下方存在方

22、向垂直于斜面向上、大小為1T的勻強磁場。質量為0.5kg的金屬棒從AB處由靜止開始沿導軌下滑，其運動過程中的v-t圖象如圖2所示。金屬棒運動過程中與導軌保持垂直且接觸良好，不計金屬棒和導軌的電阻，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。 (1)求金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)； (2)求金屬棒在磁場中能夠達到的最大速率； (3)已知金屬棒從進入磁場到速度達到5m/s時通過電阻的電荷量為1.3C，求此過程中電阻產生的焦耳熱。 【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J 【解析】 【分析】 【詳解】（1）由圖2可知，金屬棒在0-1s內做初速度為0的勻

23、加速直線運動，1s后做加速度減小的加速運動，可知金屬棒第1s末進入磁場。 在0-1s過程中，由圖2可知，金屬棒的加速度 ① 在這個過程中，沿斜面只有重力的分力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律有 ② 由①②式解得，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù) ③ （2）金屬棒在磁場中能夠達到的最大速率時，金屬棒處于平衡狀態(tài)，設金屬棒的最大速度為 金屬棒切割磁感線產生的感應電動勢為 ④ 根據(jù)閉合回路歐姆定律有 ⑤ 根據(jù)安培力公式有 ⑥ 根據(jù)平衡條件有 ⑦ 由③④⑤⑥⑦式解得 ⑧ （3）根據(jù)法拉第電磁感應定律和歐姆定律，可得金屬棒從進入磁場通過電阻的電荷量為 ⑨

24、 解得，金屬棒在磁場下滑的位移 ⑩ 由動能定理有 ? 此過程中電阻產生的焦耳熱等于克服安培力做的功 ? 由⑩??式解得，此過程中電阻產生的焦耳熱 14. 在弗蘭克-赫茲實驗中，電子碰撞原子，原子吸收電子的動能從低能級躍遷到高能級。假設改用質子碰撞氫原子來實現(xiàn)氫原子的能級躍遷，實驗裝置如圖1所示。緊靠電極A的O點處的質子經(jīng)電壓為U1的電極AB加速后，進入兩金屬網(wǎng)電極B和C之間的等勢區(qū)。在BC區(qū)質子與靜止的氫原子發(fā)生碰撞，氫原子吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。質子在碰撞后繼續(xù)運動進入CD減速區(qū)，若質子能夠到達電極D，則在電流表上可以觀測到電流脈沖。已知質子質量mp與氫原子質量mH

25、均為m，質子的電荷量為e，氫原子能級圖如圖2所示，忽略質子在O點時的初速度，質子和氫原子只發(fā)生一次正碰。 (1)求質子到達電極B時的速度v0； (2)假定質子和氫原子碰撞時，質子初動能的被氫原子吸收用于能級躍遷。要出現(xiàn)電流脈沖，求CD間電壓U2與U1應滿足的關系式； (3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，求U1的最小值。 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 【分析】 【詳解】(1)根據(jù)動能定理 解得質子到達電極B時的速度 (2)質子和氫原子碰撞，設碰后質子速度為 ，氫原子速度為 ，動量守恒 能量守恒 解得 ， 在減速區(qū)

26、 聯(lián)立解得： (3) 要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，則需要能量最小為 碰撞過程 ， 分析可知，當 時，損失機械能最大，被吸收的最大，此時 解得 （二）選考題：共9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的題號右側方框涂黑，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。 [選修3-3] 15. “天問1號”的發(fā)射開啟了我國探測火星的征程。設想將圖中所示的粗細均勻、導熱良好、右端封閉有一定質量理想氣體的“U”型管帶往火星表面。“U”型管分別在地球和火星表面某時某地豎直放置時的相關參數(shù)如表

27、所示。 地球 火星 重力加速度 g 0.38g 環(huán)境溫度 T地=300K T火=280K 大氣壓強 p地=76.0cmHg p火 封閉氣柱長度 l地=19.0cm l火=56.0cm 水銀柱高度差 h地=73.0cm h火 求：（結果保留2位有效數(shù)字） (1)火星表面高1m的水銀柱產生的壓強相當于地球表面多高水柱產生的壓強。已知水銀=13.6103kg/m3，水=1.0103kg/m3； (2)火星表面的大氣壓強p火。 【答案】(1)5.2m；(2) 【解析】 【分析】 【詳解】(1)根據(jù)液體壓強公式 得 代入數(shù)據(jù)解得 (2

28、)封閉氣體在地表 ，， 在火星表面 ，， 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 聯(lián)立解得 即火星表面的大氣壓強 [選修3-4] 16. 如圖，一潛水員在距海岸A點45m的B點豎直下潛，B點和燈塔之間停著一條長4m的皮劃艇。皮劃艇右端距B點4m，燈塔頂端的指示燈與皮劃艇兩端的連線與豎直方向的夾角分別為和（，），水的折射率為，皮劃艇高度可忽略。 (1)潛水員在水下看到水面上的所有景物都出現(xiàn)在一個倒立的圓錐里。若海岸上A點恰好處在倒立圓錐的邊緣上，求潛水員下潛的深度； (2)求潛水員豎直下潛過程中看不到燈塔指示燈的深度范圍。 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【分析】 【詳解】(1)設潛水員下潛深度為h，水的折射率為，海岸上A點恰好處在倒立圓錐的邊緣上， 得臨界角正弦為 解得： (2)設入射角為 的光線的折射角為 ，入射角為的折射角為 ，則 ， 根據(jù)幾何關系可知 ， 解得： ， 故潛水員豎直下潛過程中看不到燈塔指示燈的深度范圍 。