2021屆河北省高三年級物理學科高考模擬試卷

2021屆河北省高三年級物理學科高考模擬試卷

一、單選題

1.用頻率分別為卜和"的光照射某種金屬材料，兩種情況下測得的該金屬材料發(fā)生光電效應的遏止電壓

之比為1:3,已知普朗克常量為九則該金屬的逸出功為（）

A.hvB.—hvC.-hvD.—hv

234

【答案】B

【詳解】設用頻率分別為丫和2y的光照射時，逸出的光電子的最大初動能分別為片和馬，則由愛因斯

坦光電效應方程可得

&=hv-WQ

E2=2hv-Wtt

又因為

E|=叫

E2=eUc2

4L=_L

3

以上各式聯(lián)立可解得

故選Bo

2.地攤經(jīng)濟是2020年下半年的熱門話題，擺地攤為很多下崗職工提供了再就業(yè)的機會。某人想擺一個賣烤

熱狗的小吃地攤。如圖所示，兩根水平的平行金屬圓柱支撐熱狗，生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓

柱體，熟熱狗半徑較大，質(zhì)量不變。忽略摩擦。靜止的生熱狗烤成熟熱狗后（）

A.機械能不變B.重力勢能不變

C.對單根金屬圓柱的壓力增大D.對單根金屬圓柱的壓力減小

【答案】D

【詳解】AB.生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓柱體，熟熱狗半徑較大，靜止的生熱狗烤成熟熱狗后

重心升高，重力勢能增大，機械能增大，選項AB錯誤；對熱狗進行受力分析如圖所示，

生熱狗烤成熟熱狗后例咸小，所以生熱狗烤成熟熱狗后對單根金屬圓柱的壓力減小，選項C錯誤，D正確;

故選D。

3.圖示為某發(fā)電廠向偏遠山區(qū)輸送電能的示意圖，發(fā)電廠通過升壓變壓器4和降壓變壓器了?向純電阻用電

器凡（未知）供電。已知輸電線的總電阻為昭工原、副線圈匝數(shù)比為1:10,72原、副線圈匝數(shù)比為10：1,

刀原線圈兩端的瞬時電壓〃=Usinw,測得發(fā)電廠回路中電流有效值為/。若（、（均可視為理想變壓器,

發(fā)電機的內(nèi)阻不計，則（）

B.輸電線消耗的總功率為變U/

A.降壓變壓器中電流的頻率為一

32

C.用電器消耗的功率為士D.用電器的電阻為圾——LR

1002/100

【答案】D

【詳解】降壓變壓器中電流的周期

_2兀

1=—

co

頻率

第2頁，共18頁

\CD

Jr=一=--

T2n

A錯誤；

原線圈兩端的電壓

由

U?〃2

沅一二

得

=5y/2U

當

由

4=21

/%

得

12=^1=—1

""10

發(fā)電廠的輸出功率

P=I2U2=^UI

輸電線消耗的總功率

,1,72

P=1;R^——/2R<P^—U1

1-1002

B錯誤；

用電器消耗的功率

P,=P-P,=—UI--—I2R

2'2100

C錯誤；

由

乙=2

h4

得

/4=2/3=10人

而4=4,得用電器的電流乙=/,又

第3頁，共18頁

6=/:尺＞

得用電器的電阻

2/100

D正確。

故選D。

4.如圖所示，質(zhì)量均為〃?的帶電小球以b、c,均處于靜止狀態(tài)，小球。用絕緣細線懸掛在天花板下，b、c

用絕緣輕桿連接后直立在水平絕緣地面上，兩球均在小球〃的正下方，小球a帶正電。若讓小球“做微小擺

動，發(fā)現(xiàn)球6也做微小擺動，c球可視為不動，重力加速度為g。則靜止狀態(tài)下，下列說法正確的是（）

JL

A.b、c總電荷量一定為負B.細線拉力可能為3mg

C.反c互換后，細線拉力一定不變D.小球c,與地面間動摩擦因數(shù)不零

【答案】D

【詳解】A.當〃球做微小擺動時，。與次c間相互作用力偏離豎直方向，如果人球帶正電，則靜電斥力會

使b球向。初始運動方向相反的方向偏離，導致桿傾倒，當。球自最高點返回時，會使桿繼續(xù)傾倒，無法返

回，因此6一定帶負電，c球帶正電或負電均可，當c帶正電時權c總電荷量可能為負，也可能為正或為

零，選項A錯誤；

BD.由于在a擺動時c可視為不動，說明。一定受到地面的靜摩擦力和支持力，則細線拉力小于3mg，小

球c與地面間動摩擦因數(shù)不為零，選項B錯誤，D正確；

C.將枚c兩球位置互換，當c帶負電且外>為時，由庫侖定律和數(shù)學知識可知，a與b、c間的靜電引力

增大，當％=見時，靜電引力不變，當/<%或。球帶正電荷時，靜電引力會減小，故細線拉力可能增大、

不變或減小，選項C錯誤。

故選D。

5.

第4頁，共18頁

天體在引力場中具有的能叫做弓I力勢能，物理學中經(jīng)常把無窮遠處定為引力勢能的零勢能點，引力勢能表

達式是耳,=-6w，其中G為引力常量，M為產(chǎn)生引力場物體（中心天體）的質(zhì)量，，〃為研究對象的質(zhì)

量，廠為兩者質(zhì)心之間的距離。已知海王星繞太陽做橢圓運動，遠日點和近日點的距離分別為4和4。另

外已知地球繞太陽做圓周運動，其軌道半徑為心如果你還知道引力常量G和地球公轉(zhuǎn)周期7,結(jié)合已知數(shù)

據(jù)和你掌握的物理規(guī)律，下列各選項中的兩個物理量均可以推算出的是（）

A.海王星質(zhì)量和地球質(zhì)量B.太陽質(zhì)量和海王星質(zhì)量

C.地球質(zhì)量和海王星近日點速度大小D.太陽質(zhì)量和海王星遠日點速度大小

【答案】D

【詳解】設海王星遠日點和近日點速度分別為匕和v,,根據(jù)開普勒第二定律有

匕石=彩&

設太陽質(zhì)量為海王星質(zhì)量為肛根據(jù)機械能守恒定律有

12cMm121Mm

—mvt-G--mv\-G-

2rx2r2

設地球質(zhì)量為加°,太陽的引力提供地球做圓周運動的向心力，有

G*苧

由以上三式可以推算出海王星遠日點速度的大小、近日點速度的大小和太陽質(zhì)量，選項D正確；ABC錯誤；

故選D。

6.如圖所示的電路中，電阻/?=2C。斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V,則電

源的內(nèi)阻r為（）

【答案】A

第5頁，共18頁

E

【詳解】開關S斷開時有：E=3V,開S閉合時有：2R,其中R=2C,解得：r=lC,

R+r

故A正確.

二、多選題

7.在平直公路上甲、乙兩車在相鄰車道上行駛。甲、乙兩車并排行駛瞬間，前方有事故發(fā)生，兩車同時開

始剎車，剎車過程中兩車速度的二次方F隨剎車位移x的變化規(guī)律如圖所示，則（）

A.乙車先停止運動B.甲、乙兩車剎車過程中加速度大小之比為4：1

4

C.從開始剎車起經(jīng)一s,兩車恰好相遇D.甲車停下時兩車相距12.75m

3

【答案】BC

【詳解】AB.由

v~-v,7———2ax

得

v2=-2ax+v；

結(jié)合圖像有

—=---rn/s-

—2a)=--m/s~

。a\4

解得q=2而，?，則甲、乙兩車運動過程中加速度大小之比為片「由圖像知甲車的初速

度%i=6m/s,乙車的初速度h=5m/s,則剎車過程，甲車運動時間4=3s,乙車運動時間&=10s,A

錯誤，B正確；

C.相遇時結(jié)合位移關系得

11

VO\l~~a\l2=V01t~~a2t2

第6頁，共18頁

4

解得/=()或，=-s,C正確；

3

D.甲車停下時，甲車的位移大小玉=9m,乙車的位移大小

12

x2=v^t]=12.75m

兩車相距

\x=x2-x[=3.75m

D錯誤o

故選BCo

8.一質(zhì)量為次的汽車由靜止開始沿平直公路運動，從1=0時刻開始受到水平向前的牽引力尸作用，尸與作

用時間/的關系如圖所示。若汽車在J時刻開始運動，運動過程中汽車受到的阻力恒定不變，則()

A.汽車在%~2,o這段時間內(nèi)，速度越來越大，加速度越來越小

B.汽車在2。時刻的速度大小為強

2m

C.3。時刻汽車牽引力的瞬時功率為“強

m

D.在2fo~42這段時間內(nèi)，汽車克服阻力做的功為兇武

m

【答案】BC

【詳解】A.由題意可知，汽車運動過程中受到的阻力大小為在fo~2f0這段時間內(nèi)，由牛頓第二定律

可得

F-F()=ma

因牽引力尸逐漸增大，所以汽車的加速度逐漸增大，速度也逐漸增大，選項A錯誤；

B.在"?時間內(nèi)，由動量定理可得

玲+2玲

---/。一8'。=加丫

第7頁，共18頁

解得％時刻汽車的速度大小為舞選項B正確;

C.在2fo~包時間內(nèi)，由牛頓第二定律可得

2與一玲=tna

解得汽車在這段時間內(nèi)的加速度大小為

m

故3%時刻汽車的速度大小為

"養(yǎng)+”。=嘿

該時刻牽引力的功率為

。=24丫=些％

m

選項C正確；

D.汽車在2to~氣,時間內(nèi)的位移大小為

x=54x2f0+Lx&（2幻2=^1

2m2mtn

故這段時間內(nèi)汽車克服阻力做的功為

Wf&=Fox=^-

選項D錯誤；

故選BCo

9.空間存在如圖所示的相鄰磁場，磁場1垂直紙面向里，磁感應強度大小為8,磁場II垂直紙面向外，寬度

為-o現(xiàn)有一質(zhì)量為〃八電荷量為+q的粒子以水平速度V垂直磁場I邊界從。點射入，當粒子從磁場II右

2

邊界C點（圖中未畫出）處射出時，速度方向也恰好水平。已知粒子在磁場【中的運動時間是在磁場II中

運動時間的2倍，且丫=逆一，不計粒子重力，sin370=0.6,cos370=0.8,則下列說法正確的是（）

3m

XXXX

XXXX

XXXXn

XXXX

XX

XX

第8頁，共18頁

A.粒子在磁場I中的軌跡半徑為24B.磁場n的磁感應強度大小為28

6

C.磁場I的寬度為24D.射入點和射出點的豎直偏移量為4

2

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)

V2

qvB=m—

可得

選項A錯誤；

B.根據(jù)題意可知，粒子在磁場1、II中偏轉(zhuǎn)的圓心角。相同，粒子在磁場I中運動的時間是在磁場II中運

動時間的2倍，根據(jù)

2兀

￡=2

弓1

ZL_Z

(1

根據(jù)

-271m

1------

qB

可得

B_T2

瓦=彳=5

B『2B

選項B正確；

c.粒子在磁場n中的軌跡半徑

mv5

r,=---=-

2qB6

設磁場I的寬度為X,則有

第9頁，共18頁

sin—

42%

可得

x=d

選項C錯誤；

D.粒子的偏轉(zhuǎn)角滿足

sin”3

5

射入點和射出點的豎直偏移量為

y=（（l-cos，）+&（l-cos。）=g

選項D正確。

故選BD0

10.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1:〃，a、8兩端接恒定交流電壓U,原線圈接一電阻為《

（恒定不變）的燈泡L,副線圈接入可變電阻R、理想電壓表V,則下列說法正確的是（）

A.c活的輸出功率等于可變電阻R的功率

B.若可變電阻接入電路的阻值變大，電壓表示數(shù)變大

C.可變電阻消耗功率最大時，通過燈泡L的電流為必

叫

D.當可變電阻接入電路的電阻為二4時，可變電阻消耗功率最大

【答案】BD

【詳解】A.9?輸出功率等于燈泡功率和可變電阻功率之和，A錯誤；

B.若可變電阻接入電路的阻值變大，假設副線圈電壓不變，則副線圈中電流變小，由變壓器規(guī)律知，原線

圈中電流變小，燈泡兩端電壓變小，由

U=UL+G

知原線圈輸入電壓變大，副線圈輸出電壓變大，電壓表示數(shù)變大，B正確；

C.設原線圈中電流為乙,則可變電阻的功率

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PR-%

,uU2_

當1=7「時，有心nm=7二，這時原線圈輸入電壓

2q49

U、=UTK=g

U.1前

由變壓器規(guī)律知h=%，得副線圈兩端電壓A=色，根據(jù)

；

pPuU----=U-----

"而R4R。

得

/?=〃2凡

C錯誤，D正確。

故選BD

三、填空題

11.質(zhì)量均為〃?的物塊A、3用跨過定滑輪的不可伸長的輕繩連接，在物塊8的正下方地面上固定有與計

算機相連的位移傳感器。，如圖(a)所示；在物塊B上加一個質(zhì)量為叫)的槽碼C后由靜止釋放物塊，結(jié)

果在計算機上得到如圖(b)所示的X-/圖像，x表示B到傳感器的距離，，表示運動時間，尸(。,勿是圖線

上一點，。是圖線的縱截距，過P點圖線的切線與縱軸交點的縱坐標為d(圖中未畫出)。當?shù)刂亓铀俣?/p>

(1)物塊8經(jīng)時間?時的速度大小為；

(2)根據(jù)題給條件和計算機顯示的數(shù)據(jù)，若u,則可認為在誤差允許的范圍內(nèi)A、&C組

成的系統(tǒng)機械能守恒。

【答案】(1).”~上(2).%g(c-Z?)(3).2(2機+叫乂蟲女尸

a2a

【詳解】(1)分析可知，x-f圖像中某時刻質(zhì)點的速度在數(shù)值上等于對應時刻圖線切線的斜率，即

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d-b

v=----

a

(2)經(jīng)時間”，系統(tǒng)重力勢能減小量為

△綜=mogh=mog(c-h)

動能的增加量

AEk=：(2/〃+加0)(^~^)2

2a

當AE產(chǎn)公線時，可認為在誤差允許范圍內(nèi)4B、。組成的系統(tǒng)機械能守恒。

四、實驗題

12.小尚同學準備測量某電源的電動勢E和內(nèi)阻心實驗室有以下器材：

a.待測電源(E約為L5V,內(nèi)阻r約為1。)；

b.量程為3V的電壓表(具有一定的內(nèi)阻)；

c.滿偏電流/G=100mA的電流計G(%=0.6C)；

d.定值電阻飛=0.1Q,4=0.15。，R3=0.2。,6=0.3C,4=2。；

e.滑動變阻器R(阻值變化范圍0~60^)；

f.開關S一個；

g.導線若干。

(1)小尚同學利用以上器材,設計了如圖甲所示的電路,若A是電壓表，則B是C和D是

(填器材對應的符號)

(2)小尚同學器材選擇、連接電路和操作均正確，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組電表讀數(shù)，作出如圖乙所示的

圖像，由圖像可知該電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=；(保留三位有效數(shù)字)

(3)從實驗原埋上看，電源電動勢的測量值__________(填“大于”“小于”或“等于")真實值，內(nèi)阻的測量值

(填“大于”“小于”或“等于")真實值。

【答案】⑴.R(2).電流計G和4(3).1.50(4).1.21Q(5).等于(6).等于

【詳解】(1)若A是電壓表，則B是滑動變阻器R；

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C和D是改裝的電流表，干路電流最大值約為

E

=——--=0.5A=500mA>100mA

根據(jù)歐姆定律知

得

R'=0.15Q

定值電阻應選R?

所以C和D是電流計G和定值電阻R2

(2)改裝后電流表內(nèi)阻

R66x0.15心?！?c

ArG+R20.6+0.15

根據(jù)圖甲及(1)分析知

U=E-5Ic(r+RJ

由圖乙可知電動勢

E=1.50V

(2)斜率

,1.5-0.9_/0、

k=----------Q=5(r4-/?)

0.09lA

得

r=1.21Q

⑶由

t/=E-5/G(r+7?A)

及電路圖可知，電壓表測得的U,結(jié)合電流表兩端電壓可求得路端電壓，5人；為通過電源的真實電流，已

知，則電源電動勢和內(nèi)阻的測量值均等于真實值。

五、計算題

13.質(zhì)量均為根的滑塊4B用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連后靜止放在光滑水平面上，滑塊B緊靠豎直墻壁,

如圖所示。用水平恒力F向左推動滑塊A,當滑塊A向左運動的速度最大時撤去力幾

(1)求在之后運動過程中，滑塊A的最大速度%；

第13頁，共18頁

Q)B離開墻壁之后，求系統(tǒng)的最大彈性勢能Ep。

【答案】⑴"「底；Q)穌4

【詳解】(1)撤去F之后的運動過程，當滑塊A向右運動至彈簧為自然長度時，滑塊A的速度最大，此時尸

做的功全部轉(zhuǎn)化為滑塊A的動能。設力F作用的距離為x時，滑塊A向左速度最大，此時滑塊A加速度為

零，由牛頓第二定律得

F—kx=G

由功能關系得

Fx=-mv~-0

2n

解得…舟

(2)滑塊A向右速度為小時，滑塊8開始脫離墻壁，之后系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒。當A、B速度相等為口

時，系統(tǒng)的彈性勢能最大，有

mvm=(6+rh)v

112

—mv2=—x("?+tn)v+E

m

22P

解得與=與。

2k

14.如圖所示，絕緣水平面上有三個寬度都為L的區(qū)域I、II、HL區(qū)域I內(nèi)有豎直向下的勻強磁場，磁感

應強度大小為B。用粗細均勻的電阻絲制成邊長為L的單匝金屬線框abed,線框總電阻為R,質(zhì)量為4機，

線框制作平整，與水平面貼合良好，除區(qū)域W內(nèi)水平面與線框間有恒定的動摩擦因數(shù)外，其余部分光滑，

線框以初速度％進入勻強磁場，最終線框中心對稱線恰好停在C。處。已知重力加速度為g。

(1)求線框剛好完全進入?yún)^(qū)域I時的速度大??；

(2)求區(qū)域HI與線框間的動摩擦因數(shù)；

(3)換用一直徑為L電阻也為R的圓形線框，線框在外力尸作用下以速度u勻速穿過區(qū)域I,求整個過程產(chǎn)

對線框的沖量大小。

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MACE

_____b：xxx

jxxfx

L\xxkIII

J——lxxx

C：xXX

LLL

NBDF

8,

【答案】(i)匕=%/(2)A=r(vo一

4mR3gL2mR

【詳解】⑴設線框剛好完全進入?yún)^(qū)域I時的速度大小為V,,進入過程線框內(nèi)的平均電流為7,進入時間為加,

根據(jù)動量定理有

=4m匕一4mv0

根據(jù)法拉第電磁感應定律有

△t

回路電流

△①=BE

解得

B2L3

(2)線框出磁場的過程，ad邊受向左的安培力，仍然在安培力的作用下做減速運動，同理可得線框完全出磁

場時速度為

B廿

…。一命

設線框和區(qū)域III水平面間的動摩擦因數(shù)為"，線框進入?yún)^(qū)域HI后尻,邊受到的恒定摩擦力為

fi=〃醒

ab邊和W邊受到的摩擦力逐漸增大，平均摩擦力大小為

,,?1

力=/=/〃；叫

根據(jù)動能定理有

解得

第15頁，共18頁

(3)對圓形線框一半進入磁場過程有

E=BI有效v

受到的安培力大小為

由幾何知識可知

廠作用的時間為

L

2v

由積分知識可知在0~七時間內(nèi)力產(chǎn)的沖量大小為

由對稱性可知，圓形線框另一半進入磁場過程中力廠對其沖量大小也為/,