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2021年河北省普通高中学业水平选择性考试物理注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.银河系中存在大量的铝同位素26Al,26Al核衰变的衰变方程为2626013121AlMge,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26Al将在144万年后全部衰变为26Mg【答案】C【解析】【分析】【详解】A.26Al和26Mg的质量数均为26相等,但是二者原子核中的质子数和中子数不同,所以质量不同,A错误;B.2613Al核的中子数为261313个,2612Mg核的中子数为261214个,B错误;C.半衰期是原子核固有的属性,与外界条件无关,C正确;D.质量为m的26Al的半衰期为72万年,经过144272万年为2个半衰期,剩余质量为14m,不会全部衰变为26Mg,D错误。故选C。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1t;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2t,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210m/sg,则12:tt为()A.100∶1B.1∶100C.1∶200D.200∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】铯原子做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,即1xvt解得10.2s100xtv铯原子做竖直上抛运动,抛至最高点用时22t,逆过程可视为自由落体,即221()22txg解得2880.20.4s10xtg则120.211000.4200tt故选C。3.普朗克常量346.62610Jsh,光速为c,电子质量为em,则ehmc在国际单位制下的单位是()A.J/sB.mC.JmD.m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】根据ehmc可得它们的单位为:2J?sN?m?skg?m/s?m?smkg?m/skg?m/skg?m/s故选B。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,已知一个火星日的时长约为一个地球日,火星质量约为地球质量的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.34B.314C.352D.325【答案】D【解析】【分析】【详解】绕中心天体做圆周运动,根据万有引力提供向心力,可得2224GMmmRRTp=则234RTGM,2324GMTR由于一个火星日的时长约为一个地球日,火星质量约为地球质量的0.1倍,则飞船的轨道半径2323332240.1422=445RGMGMTGMRR同地火地飞同()则325RR飞同故选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1B,一束速度大小为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2B,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.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,12sinmgRvBBLdB.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,12sinmgRvBBLdC.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,12tanmgRvBBLdD.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,12tanmgRvBBLd【答案】B【解析】【分析】【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时,根据左手定则可得金属板Q带正电荷,金属板P带负电荷,则电流方向由金属棒a端流向b端。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势U满足1UqqBvd由欧姆定律UIR和安培力公式FBIL可得212BBLvdUFBLRR安再根据金属棒ab垂直导轨放置,恰好静止,可得=sinFmg安则12sinmgRvBBLd金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上,由左手定则可判定导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。故选B。6.一半径为R的圆柱体水平固定,横截面如图所示,长度为R、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,不计空气阻力)()A.(2)gRB.2gRC.2(1)gRD.2gR【答案】A【解析】【分析】【详解】小球下落的高度为h=πR-2R+R=22R小球下落过程中,根据动能定理有mgh=12mv2综上有v=(2)gR故选A。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22tanBCvB.金属棒到达0x时,电容器极板上的电荷量为0tanBCvxC.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【答案】A【解析】【分析】【详解】C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电,C错误;A.由题知导体棒匀速切割磁感线,根据几何关系切割长度为L=2xtanθ,x=vt则产生的感应电动势为E=2Bv2ttanθ由题图可知电容器直接与电源相连,则电容器的电荷量为Q=CE=2BCv2ttanθ则流过导体棒的电流I=Qt=2BCv2tanθA正确;B.当金属棒到达x0处时,导体棒产生的感应电动势为E′=2Bvx0tanθ则电容器的电荷量为Q=CE′=2BCvx0tanθB错误;D.由于导体棒做匀速运动则F=F安=BIL由选项A可知流过导体棒的电流I恒定,但L与t成正比,则F为变力,再根据力做功的功率公式P=Fv可看出F为变力,v不变则功率P随力F变化而变化;D错误;故选A。二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.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0n、1n和2n,两个副线圈分别接有电阻1R和2R,当发电机线圈以角速度匀速转动时,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2R的电流为12nInB.电阻2R两端的电压为211nIRnC.0n与1n的比值为212NBLIRD.发电机的功率为21202()NBLInnn【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB.由题知理想电流表读数为I,则根据欧姆定律U1=IR1根据变压器电压与匝数的关系有0011nUnU,0022nUnU代入数据有U0=011nIRn,U2=211nIRn再由欧姆定律有U2=I2R2可计算出I2=2112nRInR综上可知,A错误、B正确;C.由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则有Emax=NB2L2ω,U0=max2E=2NBL2ω由选项AB知U0=011nIRn则20112nNBLnIRC正确;D.由于变压器为理想变压器则有P0=P1+P2=U1I+U2I2=I2R1+U2I2代入选项ABC公式有P0=22212210122nRnRNBLInnR由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则发电机的功率为P0,D错误。故选BC。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轴分别以角速度和匀速转动时,小球均相对PQ杆静止,若,则与以匀速转动时相比,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【答案】BD【解析】【分析】【详解】对小球受力分析,设弹力为T,弹簧与水平方向的夹角为θ,则对小球竖直方向sinTmg而0()cosMPTkl可知θ为定值,T不变,则当转速增大后,小球的高度不变,弹簧的弹力不变。则A错误,B正确;水平方向当转速较小时,杆对小球的弹力FN背离转轴,则2cosNTFmr即2cosNFTmr当转速较大时,FN指向转轴''2cosNTFmr即''2cosNFmrT则因',根据牛顿第三定律可知,小球对杆的压力不一定变大。则C错误;根据2=Fmr合可知,因角速度变大,则小球受合外力变大。则D正确。故选BD。10.如图,四个电荷量均为0qq的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为4,0l、4,0l、00,y和00,y,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(00y),下列说法正确的是()A.除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零B.当0y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08yl时,将一带负电的试探电荷由点4,5ll移至点0,3l,静电力做正功D.当04yl时,将一带负电的试探电荷放置在点,ll处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45倾斜向上【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A.根据场强叠加原理可知,除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零,选项A正确;B.因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零,在y轴上的两电荷,无论y0取什么值,因为关于原点对称,则在O点的合场强也为零,在横轴和纵轴上除原点外,出现合场强为零的点,根据对称性可知,一定是成对出现的,关于原点对称,所以算上原点,合场强为零的点是奇数个,不会是2个,选项B错误;C.由几何关系可知,坐标为(4l,5l)的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方;坐标为(0,-3l)的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方,且到达虚线的距离相等,由电势叠加可知,B点的电势高于A点,则带负电的试探电荷在A点的电势能较大,从A点到B点电势能减小,可知电场力做正功,选项C正确;D.若y0=4l,则四个点构成正方形,由对称可知在点(l,l)处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上;在y轴正向和x正向上的点电荷在(l,l)处的合场强1222222222255(9)9kqllkqElllll在y轴负向和x负向上的点电荷在(l,l)处的合场强21222222222213(25)25133kqllkqEElllll可知(l,l)点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下,将一带负电的试探电荷放置在点,ll处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45倾斜向上,选项D正确。故选ACD。三、非选题:共54分.第11~14题为必考题,每个试题考生都必须作答.第15~16题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共62分.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
本文标题:2021年河北省普通高中学业水平选择性考试(河北卷)(解析版)
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