1、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，核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（）A. 核的质量等于核的质量B. 核的中子数大于核的中子数C. 将铝同位
2、素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将在144万年后全部衰变为【答案】C【解析】【分析】【详解】A和的质量数均为相等，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核的中子数为个，核的中子数为个，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质量为的的半衰期为万年，经过万年为个半衰期，剩余质量为，不会全部衰变为，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点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；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，O点到竖直平面、P
3、点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（）A 1001B. 1100C. 1200D. 2001【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，即解得铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即解得则故选C。3. 普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（）A. B. mC. D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】根据可得它们的单位为：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
4、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. B. C. D. 【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，可得则，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，则飞船的轨道半径则故选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，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，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的金属棒垂直导轨放置，恰好静止，
5、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，B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，C. 导轨处磁场方向垂直导轨平面向上，D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，【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时产生的电动势满足 由欧姆定律和安培力公式可得再根据金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，可得则金属棒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、6. 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为、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. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】小球下落的高度为h = R - R + R = R小球下落过程中，根据动能定理有mgh = mv2综上有v = 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
7、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B. 金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为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【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 = 2xtan，x = vt则产生的感应电动势为E = 2Bv2ttan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 = 2BCv2
8、ttan则流过导体棒的电流I = = 2BCv2tanA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 = 2Bvx0tan则电容器的电荷量为Q = CE = 2BCvx0tanB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，发电机矩形线圈长为、宽
9、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、和，两个副线圈分别接有电阻和，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. 通过电阻的电流为B. 电阻两端的电压为C. 与的比值为D. 发电机的功率为【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，代入数据有U0= ，U2= 再由欧姆定律有U2= I2R2可计算出I2= 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= NB2L2，U0= = NBL2
10、由选项AB知U0= 则C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= 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，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，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，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，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】【
11、分析】【详解】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向夹角为，则对小球竖直方向而可知为定值，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，则即当转速较大时，FN指向转轴即则因 ，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，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为、和，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（），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
12、B. 当取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零点C. 当时，将一带负电的试探电荷由点移至点，静电力做正功D. 当时，将一带负电的试探电荷放置在点处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上【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
13、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）处的合场强在y轴负向和x负向上的点电荷在（l，l）处的合场强可知（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处，其所
14、受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上，选项D正确。故选ACD。三、非选题：共54分第1114题为必考题，每个试题考生都必须作答第1516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（，），直流电源（），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）根据图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滑动变阻器滑片的初始位置在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_（保留三位有效数字）。【答案】 (1). (2). C (3). 【解析】【分析】【详解】（1）1电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接，如图（2）2开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。A电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；B滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；C滑动变
