2021届河北省张家口市高考三模物理试题+答案

2021年河北省普通高中学业水平选择性模拟考试

物理

2021.5

注意事项∶

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。试卷和答

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、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. 2020年12月4日，中国新一代“人造太阳”装置“中国环流器二号M（HL-2MD装置在四川成都建成并实现首次放电，这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为中国核聚变反应堆的自主设计与建造打下坚实基础。太阳内部发生的一种核聚变反应的方程为，其中X为某种微观粒子，下列说法正确的是（　　）

A. 该核反应原理与原子弹爆炸的原理相同

B. He核的比结合能小于H核的比结合能

C. X为电子，最早由卢瑟福通过实验发现

D. X为中子，其质量稍大于质子的质量

2. 长隆国际大马戏团动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝活“走钢丝”。当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近30°，则此时钢丝上的弹力是棕熊重力的（　　）

A. 倍 B. 1倍 C. 倍 D. 2倍

3. 某体重为60kg的“跑酷”运动员在从距离地高1.8m处一跃而下（可认为其初速度为0），该运动员双脚落地时采用弯曲膝盖的方式使得自身重心继续下降0.5s后静止。重力加如速度g=10m/s2，忽略空气阻力，则地面对该运动员的平均冲击力大约是（　　）

A. 550N B. 660N C. 990N D. 1320N

4. 如图所示，在一次投弹演习中，战机释放的炸弹（近似于平抛运动）未能击中山坡上的目标S，你认为飞行员应如何调整才可能准确命中目标（　　）

A. 保持原航速和飞行高度，稍微提前投弹

B. 保持原航速和飞行高度，稍微延后投弹

C. 保持原航速、降低飞行高度，提前投弹

D. 保持原航速，到S正上方投弹投弹

5. 从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（　　）

A. 升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV

B. 降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A

C. 输电线上消耗的功率为1000W

D. 升压变压器的输入功率为11.5kW

6. 图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，其中有垂直于线圈平面的匀强磁场，图乙为线圈中的磁感应强度B（取垂直线圈平面向内为正方向）随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是（取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向，水平向左为安培力的正方向）（　　）

A.
 B.
 C.
 D.
 

7. 如图所示，将一质量为m，带电量为+q的小球在空间垂直纸面向里的匀强磁场中由静止释放，其运动轨迹为“ 轮摆线”，为方便分析，可将初始状态的速度（为零）分解为一对水平方向等大反向的速度v，即该运动可以分解为一个匀速直线运动1和一个匀速圆周运动2两个分运动，重力加速度为g，磁感应强度大小为B，为实现上述运动的分解，下列说法正确的是（　　）

A. 速度

B. 分运动2的半径为

C. 小球在轨迹最低点处的曲率半径为

D. 小球从释放到最低点的过程中重力势能的减少量为

二、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，有多项符合题目要求。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. 一卫星在赤道上空绕地球表面做匀速圆周运动，其运动周期T=1.5h。某时刻该卫星位于赤道上一建筑物正上方，如图所示。从卫星第一次出现在建筑物的正上方开始计时，下列说法正确的是（　　）

A. 地球自转角速度大于此卫星的角速度

B. 建筑物随地球运动的线速度小于此卫星运动的线速度

C. 从计时开始经过1.6h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方

D. 从计时开始经过1.5h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方

9. 将+Q和-Q分别固定在光滑绝缘的正四面体abcd的两个顶点a、b上，M、N是ac、ad的中点。取无限远处为零电势面，已知点电荷产生的电势与空间某点到该点电荷的距离成反比。下列说法正确的是（　　）

A.

B. ，且方向相同

C. 在该静电场中，沿线段Nd电势逐渐降低

D. 把带正电的试探电荷沿线段cd移动，电场力做正功

10. 如图所示，一半径为R的光滑硬质圆环在竖直平面内，在最高点的切线和最低点的水平切线的交点处固定一光滑小滑轮C，质量为m的小球A穿在环上，且可以自由滑动，小球A通过足够长的细线连接另一质量也为m的小球B，细线搭在滑轮上，现将小球A从环上最高点由静止释放，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 两小球组成的系统运动过程中，机械能先增大后减小

B. 细线的拉力对A球做功的功率大于对B球做功的功率

C. 小球B的速度为零时，小球A的动能为（2-）mgR

D. 小球A运动到最低点时的速度为

三、非选择题∶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42分。

11. 小明同学尝试测量一组电动势约为3V的蓄电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的测量方案。

（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，小明在思考后将R0=2Ω的定值电阻串入电路中，如图乙中的___________（选填“A”或“B”），解决了问题。

（2）某次测量电表示数如图丙所示，电压表读数为___________V。

（3）根据测量数据小明绘制出如图丁所示的U-I图线，则该蓄电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

12. 某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道CD与斜面EF连接而成，其中B、C之间通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过B、C前后速率不变。实验时，先把CD段调成水平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上，然后把质量为m1的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放，球1与球2发生正碰后，球2向前运动，经D点平抛后落到斜面上的Q点（图中未画出）；球1反弹，最高上升到倾斜轨道AB上的P′点（图中未画出）该小组测出P点到CD的高度为h，P′点到CD的高度为，EQ=，θ=30°，球1与球2大小相等。

（1）本实验中，m1__________m2（选填“>”“<”或“=”）；轨道AB、CD__________光滑（选填“需要”或“不需要”）。

（2）若重力加速度为g，取向右为正方向，碰撞后瞬间小球1速度为___________，小球2的速度为___________。（用g、h、表示）

（3）碰撞前后，若满足表达式______________________，则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。（用m1、m2、h、表示）

（4）碰撞前后，若满足=___________h，则可验证该碰撞为弹性碰撞。

13. 小明自主探究竖式电梯，查阅铭牌得知轿厢A的质量m1=200kg，配重B质量m2=600kg，最大载重m3=800kg，最大运行速度vm=2m/s，电梯上行过程可简化如图。现电梯满载由静止开始以加速度a=2m/s2上行，达到最大速度后匀速上行，然后以加速度a=2m/s2减速上行直到停止，共升高30米。忽略一切摩擦，g取10m/s2，电梯满载时，求∶

（1）电梯升高30米所用的时间t；

（2）上行过程中电动机的最大功率P。

14. 新能源汽车行业火爆，我国电动汽车市场蓬勃发展。我国最大的电动汽车初创企业“蔚来”，在最新全球车企市值排行榜中，市值超奔驰母公司戴姆勒成为全球车企第五。电动汽车的优点是自带能量回收系统。汽车正常行驶时，电动机消耗电能牵引汽车前进。当刹车时切断电源，由于惯性，给电动机一个动力，使电动机变成发电机，对电容平行的金属导轨，导轨间距L=0.2m，电阻不计。导轨通过单刀双掷开关分别和电源超级电容器组成闭合回路。一根质量m=0.5kg、电阻不计的金属杆ab垂直导轨水平放置，与导轨接触良好且与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。整个装置处于垂直于导轨平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小B=2T，已知电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，超级电容器的电容C=5F，重力加速度g=10m/s2。

（1）如果开关接1，求闭合瞬间杆的加速度和杆能达到的最大速度分别是多大？

（2）如果开关接2，同时给杆一恒定水平向右的力F=3.6N，求电容器上电量Q与时间t的变化关系（电容器初始电量为零）。

（二）选考题∶共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。

【选修3-3】（12分）

15. 带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，如图所示。在从状态A变化到状态B过程中，气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力____________（选填“增大”“不变”或“减小”），在从状态B变化到状态C过程中，缸内气体对外界__________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），在整个过程中，缸内气体的内能__________（选填“增大”“不变”或“减小”）。

16. 2020年1月29日消息，中国宝武旗下企业24小时不停工生产医用氧气，确保每天向武汉各定点医院供应。假设一个容积为V0的氧气罐（认为容积不变），内部封闭气体压强为1.8p0（p0为1个标准大气压）。

（1）若罐内气体温度降为 ，此时气体压强降为1.6p0，求氧气罐内气体原来的温度是多少摄氏度；

（2）若保持罐内气体原温度不变，用了一部分气体后罐内气体压强降为p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值。

【选修3-4】（12分）

17. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图像都如图中甲、乙所示，则该列波的振幅是____________cm；该列波最大波长是____________m；该列波最大波速是___________m/s。

18. 如图所示，等边三角形ABC为某三棱镜横截面。一束单色光沿EF平行于角平分线CD射向CA，在界面CA发生折射，折射光线平行于CB且恰好射到D点（不考虑反射光线）。

（1）求该三棱镜对单色光EF的折射率；

（2）若三棱镜的横截面边长为L，光在真空中传播的速度为c，求单色光EF的折射光线在三棱镜中传播多长时间第一次从三棱镜中射出。

2021年河北省普通高中学业水平选择性模拟考试

物理 答案版

2021.5

注意事项∶

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。试卷和答

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、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. 2020年12月4日，中国新一代“人造太阳”装置“中国环流器二号M（HL-2MD装置在四川成都建成并实现首次放电，这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为中国核聚变反应堆的自主设计与建造打下坚实基础。太阳内部发生的一种核聚变反应的方程为，其中X为某种微观粒子，下列说法正确的是（　　）

A. 该核反应原理与原子弹爆炸的原理相同

B. He核的比结合能小于H核的比结合能

C. X为电子，最早由卢瑟福通过实验发现

D. X为中子，其质量稍大于质子的质量

【答案】D

2. 长隆国际大马戏团动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝活“走钢丝”。当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近30°，则此时钢丝上的弹力是棕熊重力的（　　）

A. 倍 B. 1倍 C. 倍 D. 2倍

【答案】B

3. 某体重为60kg的“跑酷”运动员在从距离地高1.8m处一跃而下（可认为其初速度为0），该运动员双脚落地时采用弯曲膝盖的方式使得自身重心继续下降0.5s后静止。重力加如速度g=10m/s2，忽略空气阻力，则地面对该运动员的平均冲击力大约是（　　）

A. 550N B. 660N C. 990N D. 1320N

【答案】D

4. 如图所示，在一次投弹演习中，战机释放的炸弹（近似于平抛运动）未能击中山坡上的目标S，你认为飞行员应如何调整才可能准确命中目标（　　）

A. 保持原航速和飞行高度，稍微提前投弹

B. 保持原航速和飞行高度，稍微延后投弹

C. 保持原航速、降低飞行高度，提前投弹

D. 保持原航速，到S正上方投弹投弹

【答案】B

5. 从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（　　）

A. 升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV

B. 降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A

C. 输电线上消耗的功率为1000W

D. 升压变压器的输入功率为11.5kW

【答案】A

6. 图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，其中有垂直于线圈平面的匀强磁场，图乙为线圈中的磁感应强度B（取垂直线圈平面向内为正方向）随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是（取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向，水平向左为安培力的正方向）（　　）

A.
 B.
 C.
 D.
 

【答案】D

7. 如图所示，将一质量为m，带电量为+q的小球在空间垂直纸面向里的匀强磁场中由静止释放，其运动轨迹为“ 轮摆线”，为方便分析，可将初始状态的速度（为零）分解为一对水平方向等大反向的速度v，即该运动可以分解为一个匀速直线运动1和一个匀速圆周运动2两个分运动，重力加速度为g，磁感应强度大小为B，为实现上述运动的分解，下列说法正确的是（　　）

A. 速度

B. 分运动2的半径为

C. 小球在轨迹最低点处的曲率半径为

D. 小球从释放到最低点的过程中重力势能的减少量为

【答案】C

二、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，有多项符合题目要求。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. 一卫星在赤道上空绕地球表面做匀速圆周运动，其运动周期T=1.5h。某时刻该卫星位于赤道上一建筑物正上方，如图所示。从卫星第一次出现在建筑物的正上方开始计时，下列说法正确的是（　　）

A. 地球自转角速度大于此卫星的角速度

B. 建筑物随地球运动的线速度小于此卫星运动的线速度

C. 从计时开始经过1.6h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方

D. 从计时开始经过1.5h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方

【答案】BC

9. 将+Q和-Q分别固定在光滑绝缘的正四面体abcd的两个顶点a、b上，M、N是ac、ad的中点。取无限远处为零电势面，已知点电荷产生的电势与空间某点到该点电荷的距离成反比。下列说法正确的是（　　）

A.

B. ，且方向相同

C. 在该静电场中，沿线段Nd电势逐渐降低

D. 把带正电的试探电荷沿线段cd移动，电场力做正功

【答案】AC

10. 如图所示，一半径为R的光滑硬质圆环在竖直平面内，在最高点的切线和最低点的水平切线的交点处固定一光滑小滑轮C，质量为m的小球A穿在环上，且可以自由滑动，小球A通过足够长的细线连接另一质量也为m的小球B，细线搭在滑轮上，现将小球A从环上最高点由静止释放，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 两小球组成的系统运动过程中，机械能先增大后减小

B. 细线的拉力对A球做功的功率大于对B球做功的功率

C. 小球B的速度为零时，小球A的动能为（2-）mgR

D. 小球A运动到最低点时的速度为

【答案】CD

三、非选择题∶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42分。

11. 小明同学尝试测量一组电动势约为3V的蓄电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的测量方案。

（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，小明在思考后将R0=2Ω的定值电阻串入电路中，如图乙中的___________（选填“A”或“B”），解决了问题。

（2）某次测量电表示数如图丙所示，电压表读数为___________V。

（3）根据测量数据小明绘制出如图丁所示的U-I图线，则该蓄电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

【答案】    (1). A    (2). 2.55（2.54~2.56均对）    (3). 2.90    (4). 0.50

12. 某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道CD与斜面EF连接而成，其中B、C之间通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过B、C前后速率不变。实验时，先把CD段调成水平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上，然后把质量为m1的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放，球1与球2发生正碰后，球2向前运动，经D点平抛后落到斜面上的Q点（图中未画出）；球1反弹，最高上升到倾斜轨道AB上的P′点（图中未画出）该小组测出P点到CD的高度为h，P′点到CD的高度为，EQ=，θ=30°，球1与球2大小相等。

（1）本实验中，m1__________m2（选填“>”“<”或“=”）；轨道AB、CD__________光滑（选填“需要”或“不需要”）。

（2）若重力加速度为g，取向右为正方向，碰撞后瞬间小球1速度为___________，小球2的速度为___________。（用g、h、表示）

（3）碰撞前后，若满足表达式______________________，则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。（用m1、m2、h、表示）

（4）碰撞前后，若满足=___________h，则可验证该碰撞为弹性碰撞。

【答案】    (1). <    (2). 需要    (3).     (4).     (5).     (6).

13. 小明自主探究竖式电梯，查阅铭牌得知轿厢A的质量m1=200kg，配重B质量m2=600kg，最大载重m3=800kg，最大运行速度vm=2m/s，电梯上行过程可简化如图。现电梯满载由静止开始以加速度a=2m/s2上行，达到最大速度后匀速上行，然后以加速度a=2m/s2减速上行直到停止，共升高30米。忽略一切摩擦，g取10m/s2，电梯满载时，求∶

（1）电梯升高30米所用的时间t；

（2）上行过程中电动机的最大功率P。

【答案】（1）16s；（2）14.4kW

14. 新能源汽车行业火爆，我国电动汽车市场蓬勃发展。我国最大的电动汽车初创企业“蔚来”，在最新全球车企市值排行榜中，市值超奔驰母公司戴姆勒成为全球车企第五。电动汽车的优点是自带能量回收系统。汽车正常行驶时，电动机消耗电能牵引汽车前进。当刹车时切断电源，由于惯性，给电动机一个动力，使电动机变成发电机，对电容平行的金属导轨，导轨间距L=0.2m，电阻不计。导轨通过单刀双掷开关分别和电源超级电容器组成闭合回路。一根质量m=0.5kg、电阻不计的金属杆ab垂直导轨水平放置，与导轨接触良好且与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。整个装置处于垂直于导轨平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小B=2T，已知电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，超级电容器的电容C=5F，重力加速度g=10m/s2。

（1）如果开关接1，求闭合瞬间杆的加速度和杆能达到的最大速度分别是多大？

（2）如果开关接2，同时给杆一恒定水平向右的力F=3.6N，求电容器上电量Q与时间t的变化关系（电容器初始电量为零）。

【答案】（1）2.8m/s2，8.75m/s；（2）Q=4t（C）

（二）选考题∶共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。

【选修3-3】（12分）

15. 带有活塞的气缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，如图所示。在从状态A变化到状态B过程中，气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力____________（选填“增大”“不变”或“减小”），在从状态B变化到状态C过程中，缸内气体对外界__________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），在整个过程中，缸内气体的内能__________（选填“增大”“不变”或“减小”）。

【答案】    (1). 不变    (2). 不做功    (3). 增大

16. 2020年1月29日消息，中国宝武旗下企业24小时不停工生产医用氧气，确保每天向武汉各定点医院供应。假设一个容积为V0的氧气罐（认为容积不变），内部封闭气体压强为1.8p0（p0为1个标准大气压）。

（1）若罐内气体温度降为 ，此时气体压强降为1.6p0，求氧气罐内气体原来的温度是多少摄氏度；

（2）若保持罐内气体原温度不变，用了一部分气体后罐内气体压强降为p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值。

【答案】（1） ；（2）

【选修3-4】（12分）

17. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图像都如图中甲、乙所示，则该列波的振幅是____________cm；该列波最大波长是____________m；该列波最大波速是___________m/s。

【答案】    (1). 10    (2). 42    (3). 10.5

18. 如图所示，等边三角形ABC为某三棱镜横截面。一束单色光沿EF平行于角平分线CD射向CA，在界面CA发生折射，折射光线平行于CB且恰好射到D点（不考虑反射光线）。

（1）求该三棱镜对单色光EF的折射率；

（2）若三棱镜的横截面边长为L，光在真空中传播的速度为c，求单色光EF的折射光线在三棱镜中传播多长时间第一次从三棱镜中射出。

【答案】（1）；（2）