1、2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試（河北卷）（解析版）2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試（河北卷）（解析版）2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試（河北卷）（解析版）2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試河北卷解析版未經允許 請勿轉載 202年河北省普通高中學業水平選擇性考試物理注意事項：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.回答選取題時，選出每題答案:：: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,再選涂其他答案:標號回答非選取題時，將答案:：:寫在答題卡上，寫在本試卷上無效未經許可 請勿轉載3考試結束后，將

2、本試卷和答題卡一并交回一、單項選取題:此題共小題，每題4分，共8分在每題給出的四個選項中,只有一項為哪一項符合題目要求的未經許可 請勿轉載1.銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為,測得核的半衰期為7萬年,以下說法正確的選項是未經許可 請勿轉載A. 核的質量等于核的質量B.核的中子數大于核的中子數C. 將鋁同位素放置在低溫低壓的環境中，其半衰期不變. 銀河系中現有的鋁同位素將在14萬年后全部衰變為【答案:：:】【解析】【分析】【詳解】A.和的質量數均為相等,但是二者原子核中的質子數和中子數不同，所以質量不同，A錯誤;核的中子數為個,核的中子數為個,B錯誤；.半衰期是原子核固有的屬性,與

3、外界條件無關,C正確;D.質量為的的半衰期為萬年,經過萬年為個半衰期，剩余質量為，不會全部衰變為，D錯誤。故選C。2. 銫原子鐘是精確的計時儀器，圖1中銫原子從O點以的初速度在真空中做平拋運動,到達豎直平面所用時間為;圖2中銫原子在真空中從P點做豎直上拋運動，到達最高點Q再返回點，整個過程所用時間為,O點到豎直平面、P點到Q點的距離均為，重力加速度取，則為 未經許可 請勿轉載A. 01B 10C. 00D.1【答案:：】【解析】【分析】【詳解】銫原子做平拋運動,水平方向上做勻速直線運動，即解得銫原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時，逆過程可視為自由落體，即解得則故選。 普朗克常量，光速為c，電子

4、質量為，則在國際單位制下的單位是 A. . D.【答案:：:】B【解析】【分析】【詳解】根據可得它們的單位為：故選。4 “祝融號火星車登陸火星之前,“天問一號探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行,其周期為2個火星日，假設某飛船沿圓軌道繞火星飛行,其周期也為個火星日,已經知道一個火星日的時長約為一個地球日，火星質量約為地球質量的.倍,則該飛船的軌道半徑與地球同步衛星的軌道半徑的比值約為 未經許可 請勿轉載A. . C. D. 【答案:：】D【解析】【分析】【詳解】繞中心天體做圓周運動,根據萬有引力提供向心力，可得則,由于一個火星日的時長約為一個地球日,火星質量約為地球質量的0.1倍,則飛船的軌道半

5、徑則故選D。5. 如此圖,距離為的兩平行金屬板P、之間有一勻強磁場,磁感應強度大小為,一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間,相距為L的兩光滑平行金屬導軌固定在與導軌平面垂直的勻強磁場中,磁感應強度大小為,導軌平面與水平面夾角為,兩導軌分別與P、Q相連，質量為m、電阻為R的金屬棒垂直導軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計導軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力,以下說法正確的選項是 未經許可 請勿轉載A. 導軌處磁場的方向垂直導軌平面向上，. 導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，C. 導軌處磁場的方向垂直導軌平面向上,D. 導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下，【答案:：:】B【解析】【分析

6、】【詳解】等離子體垂直于磁場噴入板間時，根據左手定則可得金屬板Q帶正電荷，金屬板P帶負電荷,則電流方向由金屬棒端流向b端。等離子體穿過金屬板P、Q時產生的電動勢滿足未經許可 請勿轉載 由歐姆定律和安培力公式可得再根據金屬棒垂直導軌放置,恰好靜止,可得則金屬棒ab受到的安培力方向沿斜面向上,由左手定則可判定導軌處磁場的方向垂直導軌平面向下。故選。6. 一半徑為R的圓柱體水平固定,橫截面如以以下圖,長度為、不可伸長的輕細繩，一端固定在圓柱體最高點P處,另一端系一個小球，小球位于P點右側同一水平高度的Q點時,繩剛好拉直,將小球從Q點由靜止釋放，當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時,小球的速度大小為重力加

7、速度為g，不計空氣阻力 未經許可 請勿轉載A. . D. 【答案:】A【解析】【分析】【詳解】小球下落的高度為h= R R =R小球下落過程中，根據動能定理有g m2綜上有v =故選A。.如此圖,兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，導軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標原點，狹縫右側兩導軌與軸夾角均為,一電容為的電容器與導軌左端相連,導軌上的金屬棒與x軸垂直,在外力F作用下從點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻，以下說法正確的選項是 未經許可 請勿轉載A. 通過金屬棒的電流為B.金屬棒到達時，電容器極板上的電荷量為. 金屬棒運動過程中,電容器的上極板帶負電

8、D. 金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定【答案:】A【解析】【分析】【詳解】C.根據楞次定律可知電容器的上極板應帶正電，錯誤；A.由題知導體棒勻速切割磁感線，根據幾何關系切割長度為L 2xtn，x =vt則產生的感應電動勢為E= 2vtt由題圖可知電容器直接與電源相連,則電容器的電荷量為Q = CE = 2Bv2an則流過導體棒的電流I= = 2BCv2tnA正確;.當金屬棒到達x0處時,導體棒產生的感應電動勢為 = 2Bv0tan則電容器的電荷量為Q = CE =2BCvxtaB錯誤；D由于導體棒做勻速運動則F=F安 = BI由選項可知流過導體棒電流I恒定,但與成正比，則F為變力,再根據

9、力做功的功率公式P=Fv可看出為變力,v不變則功率P隨力F變化而變化；D錯誤；故選。二、多項選取題:此題共小題,每題6分，共8分.在每題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求全部選對的得6分,選對但不全的得分,有選錯的得0分未經許可 請勿轉載8. 如此圖,發電機的矩形線圈長為、寬為，匝數為N，放置在磁感應強度大小為的勻強磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數分別為、和,兩個副線圈分別接有電阻和，當發電機線圈以角速度勻速轉動時，理想電流表讀數為I，不計線圈電阻，以下說法正確的選項是未經許可 請勿轉載. 通過電阻的電流為 電阻兩端的電壓為C. 與的比值為D.發電機的功率為【答案:：】BC【

10、解析】【分析】【詳解】B.由題知理想電流表讀數為I，則根據歐姆定律1= I1根據變壓器電壓與匝數的關系有，代入數據有U0 ,2= 再由歐姆定律有2IR2可計算出I2 綜上可知,錯誤、正確;C.由于矩形線圈產生的交變電流直接輸入原線圈，則有Emax 2L，= =NBL由選項AB知U0= 則C正確；D由于變壓器為理想變壓器則有P= P P2U1I + U2I2= I2R U2代入選項AC公式有P0= 由于矩形線圈產生的交變電流直接輸入原線圈,則發電機的功率為P0,D錯誤。故選B。9 如此圖，矩形金屬框豎直放置，其中、足夠長，且桿光滑,一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質量為m的小球，小球穿過

11、桿,金屬框繞軸分別以角速度和勻速轉動時，小球均相對桿靜止，若,則與以勻速轉動時相比，以勻速轉動時 未經許可 請勿轉載A.小球的高度一定降低B. 彈簧彈力的大小一定不變C. 小球對桿壓力的大小一定變大D. 小球所受合外力的大小一定變大【答案:】B【解析】【分析】【詳解】對小球受力分析，設彈力為T,彈簧與水平方向的夾角為,則對小球豎直方向而可知為定值,T不變,則當轉速增大后,小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則錯誤,B正確；水平方向當轉速較小時，桿對小球的彈力FN背離轉軸，則即當轉速較大時，N指向轉軸即則因 ，根據牛頓第三定律可知,小球對桿的壓力不一定變大。則C錯誤;根據可知,因角速度變大，則小球受

12、合外力變大。則D正確。故選BD。10如此圖,四個電荷量均為的點電荷分別放置于菱形的四個頂點，其坐標分別為、和,其中軸上的兩個點電荷位置固定,軸上的兩個點電荷可沿軸對稱移動,以下說法正確的選項是未經許可 請勿轉載. 除無窮遠處之外，菱形外部電場強度處處不為零B當取某值時，可使得菱形內部只存在兩個電場強度為零的點. 當時，將一帶負電的試探電荷由點移至點,靜電力做正功D.當時,將一帶負電的試探電荷放置在點處,其所受到的靜電力方向與x軸正方向成傾斜向上【答案:】ACD【解析】【分析】【詳解】A根據場強疊加原理可知,除無窮遠處之外,菱形外部電場強度處處不為零,選項A正確;B.因為在軸上的兩個點電荷在O點

13、的合場強為零,在y軸上的兩電荷，無論y0取什么值，因為關于原點對稱,則在O點的合場強也為零，在橫軸和縱軸上除原點外，出現合場強為零的點,根據對稱性可知，一定是成對出現的，關于原點對稱,所以算上原點，合場強為零的點是奇數個,不會是個，選項B錯誤；未經許可 請勿轉載.由幾何關系可知,坐標為4l,l的A點在第一象限內所在的虛像的垂直平分線的上方;坐標為0，-3的B點在第三象限內所在的虛像的垂直平分線的上方,且到達虛線的距離相等,由電勢疊加可知,B點的電勢高于點,則帶負電的試探電荷在點的電勢能較大,從A點到B點電勢能減小,可知電場力做正功,選項C正確；未經許可 請勿轉載D.若y0=4l,則四個點構成正

14、方形，由對稱可知在點l，l處的場強一定沿著過該點與原點連線的方向上;在y軸正向和正向上的點電荷在l，l處的合場強未經許可 請勿轉載在y軸負向和x負向上點電荷在l,l處的合場強可知，l點的場強沿著MN方向且與x軸從成45角的方向向下，將一帶負電的試探電荷放置在點處，其所受到的靜電力方向與軸正方向成傾斜向上，選項D正確。未經許可 請勿轉載故選ACD。三、非選題:共54分第1114題為必考題,每個試題考生都必須作答.第1516題為選考題，考生根據要求作答未經許可 請勿轉載一必考題：共62分.1 某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有；小燈泡，,直流電源，滑動變阻器，量程合適的電壓表和電流表,

15、開關和導線若干,設計的電路如此圖所示。未經許可 請勿轉載1根據圖,完成圖2中的實物連線_;2按照圖1連線后,閉合開關,小燈泡閃亮一下后熄滅,觀察發現燈絲被燒斷,原因可能是_單項選擇,填正確答案:標號;未經許可 請勿轉載電流表短路滑動變阻器的滑片接觸不良滑動變阻器滑片的初始位置在b端3更換小燈泡后,該同學正確完成了實驗操作，將實驗數據描點作圖,得到圖像，其中一部分如此圖3所示,根據圖像計算出P點對應狀態下小燈泡的電阻為_保留三位有效數字。未經許可 請勿轉載【答案:：:】 1. 2. C . 【解析】【分析】【詳解】1電流表負極與滑動變阻器的右端的位置連接,如此圖2開關閉合，小燈泡閃亮一下后燈絲燒

16、斷,說明通過小燈泡的電流過大。A電流表內阻非常小,短路幾乎不影響通過小燈泡的電流,與燈絲燒斷無關,A錯誤；B.滑動變阻器滑片接觸不良,無電流通過小燈泡，B錯誤；滑動變阻器的滑片開始時置于端，小燈泡部分分壓達到最大，通過電流最大,可能會燒斷小燈泡燈絲,C正確;未經許可 請勿轉載故選C。3根據小燈泡的伏安特性曲線可知在點時的電壓和電流分別為,根據歐姆定律可知小燈泡的電阻為12.某同學利用圖中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系,所用器材有:一端帶滑輪的長木板、輕細繩、的鉤碼若干、光電門2個、數字計時器、帶遮光條的滑塊質量為，其上可放鉤碼、刻度尺，當地重力加速度為,實驗操作步驟如下:未經許可 請

17、勿轉載安裝器材，調整兩個光電門距離為，輕細繩下端懸掛4個鉤碼,如此圖1所示；接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度;保持最下端懸掛4個鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質量,重復上述步驟；完成次測量后,計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質量M、系統包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼總動能的增加量及系統總機械能的減少量，結果如下表所示：未經許可 請勿轉載.200025003000.350.400.58.400.20.94.190.3930.400.686085回答以下問題:1實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為_J保

18、留三位有效數字;2步驟中的數據所缺數據為_;3若M為橫軸,為縱軸,選擇合適的標度,在圖中繪出圖像_;若系統總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數為_保留兩位有效數字未經許可 請勿轉載【答案:：:】 1. 0.80 2. 08 3 4. .40.802未經許可 請勿轉載【解析】【分析】【詳解】11四個鉤碼重力勢能的減少量為22對滑塊和鉤碼構成的系統,由能量守恒定律可知其中系統減少的重力勢能為系統增加動能為系統減少的機械能為，則代入數據可得表格中減少的機械能為3根據表格數據描點得的圖像為4根據做功關系可知則圖像的斜率為解得動摩擦因數00.4213. 如此圖,一滑雪道由和兩段

19、滑道組成，其中段傾角為,段水平，段和段由一小段光滑圓弧連接，一個質量為的背包在滑道頂端A處由靜止滑下,若后質量為的滑雪者從頂端以的初速度、的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起，背包與滑道的動摩擦因數為,重力加速度取，,，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化，求：未經許可 請勿轉載1滑道段的長度；滑雪者拎起背包時這一瞬間的速度。【答案:】1；2【解析】【分析】【詳解】1設斜面長度為,背包質量為，在斜面上滑行的加速度為,由牛頓第二定律有解得滑雪者質量為,初速度為，加速度為,在斜面上滑行時間為,落后時間，則背包的滑行時間為，由運動學公式得聯立解得或故可得2背

20、包和滑雪者到達水平軌道時的速度為、，有滑雪者拎起背包的過程,系統在光滑水平面上外力為零,動量守恒，設共同速度為,有解得14如此圖,一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場,極板與可調電源相連,正極板上O點處的粒子源垂直極板向上發射速度為、帶正電的粒子束,單個粒子的質量為m、電荷量為q,一足夠長的擋板與正極板成傾斜放置,用于吸收打在其上的粒子，C、P是負極板上的兩點，C點位于O點的正上方，P點處放置一粒子靶忽略靶的大小,用于接收從上方打入的粒子,長度為,忽略柵極的電場邊緣效應、粒子間的相互作用及粒子所受重力。未經許可 請勿轉載若粒子經電場一次加速后正好打

21、在點處的粒子靶上，求可調電源電壓的大小;調整電壓的大小,使粒子不能打在擋板上,求電壓的最小值；3若粒子靶在負極板上位置P點左右可調,則負極板上存在H、S兩點,H、S兩點末在圖中標出、對于粒子靶在區域內的每一點，當電壓從零開始連續緩慢增加時，粒子靶均只能接收到n種能量的粒子,求和的長度假定在每個粒子的整個運動過程中電壓恒定。未經許可 請勿轉載【答案:】1;2；3;【解析】【分析】【詳解】1從O點射出的粒子在板間被加速,則粒子在磁場中做圓周運動，則半徑由解得 2當電壓有最小值時，當粒子穿過下面的正極板后,圓軌道與擋板O相切，此時粒子恰好不能打到擋板上,則未經許可 請勿轉載從O點射出的粒子在板間被加

22、速，則粒子在負極板上方的磁場中做圓周運動粒子從負極板傳到正極板時速度仍減小到v,則由幾何關系可知聯立解得 設粒子第一次經過電場加速,在負極板上方磁場區域偏轉的軌跡半徑為0,若粒子在電場加速電壓小于Uin,粒子穿過磁場在正極板下方磁場運動時，會被M板吸收。則第一次出現能吸收到種能量的位置即H點，為粒子通過極板電壓時,粒子第二次從上方打到負極板的位置軌跡如此圖中藍色線條所示。由2的計算可知未經許可 請勿轉載則極板電壓大于時,粒子均不會被M吸收,可以經過正極板下方磁場偏轉,回到負極板上方磁場中，偏轉后打在負極板上。則H點右方的點的粒子靶都可以接受到n種能量的粒子。即。未經許可 請勿轉載二選考題：共1

23、2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未經許可 請勿轉載15 兩個內壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內用輕質絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如此圖1所示,現向活塞上表面緩慢倒入細沙，若A中細沙的質量大于B中細沙的質量,重新平衡后,汽缸A內氣體的內能_填“大于“小于或“等于汽缸內氣體的內能,圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線_填圖像中曲線標號表示汽缸B中氣體分子的速率分布規律。未經許可 請勿轉載【答案:：:】 1 大于 【解析】【分析】【詳解】1對活塞分析有因為A中細沙的質量大于中細沙的質量,故穩定后有;所以在達到平衡過程中外界對氣體做功有則根據因為氣缸和活塞都是絕熱的，故有即重新平衡后A氣缸內的氣體內能大于B氣缸內的氣體內能；2由圖中曲線可知曲線中分子速率大的分子數占總分子數百分比較大，即曲線的溫度較高，所以由前面分析可知B氣缸溫度較低,故曲線表示氣缸B中氣體分子的速率分布。未經許可 請勿轉載16.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣,溫度為27時，壓強為。1當夾層中空氣