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1、2021届八省新高考物理模拟卷一河北卷（05）一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求1.（2020 围场满族蒙古族自治县卉原中学高三月考）摩天轮是游乐园中常见的一种游乐设施。如图所示，乘客坐在摩天轮里随其在竖直面内做匀速圆周运动，可以从高处俯瞰四周景色。在摩天轮转动半周过程中，下列叙述正确的是（）A.乘客所受合外力为零C.乘客所受合外力做功为零【答案】C【详解】A.乘客做匀速圆周运动时,B.乘客机械能守恒D.乘客动量变化量为零合外力提供向心力V2FA=m口 R重力势能不断变化，因此机械能不断变化，B错误;A错误：B.乘客随摩天轮运动时，动
2、能不变，C.合外力做功等于动能变化，在摩天轮做匀速圆周运动，动能始终不变，所以乘客所受合外力做功始终为零，C正确；D.在摩天轮转动半周过程中，乘客速度大小不变，方向相反，其动量变化量为2,“，D错误。故选C。2.（2020 河北张家口市高三月考）如图所示，把一板间距为d的平行板电容器接在电压为U的电源上，闭合开关K,此时板间场强为耳。现在两板中央插入厚度为:的金属板，电路稳定后，板间场强为心，断开开关K,抽出金属板，此时板间场强为弓。则 与：弓：弓 为（)A.1：1B.1：2：2C.1：2：D.1：1：2【答案】B【详解】闭合K,不插入金属板时板间场强一1 d插入金属板后，相当于两个板间距为，
3、的 电容器串联，每个电容器上电压为相当于电压不变，板间距减半，可得玛=2月4兀kd可知电容加倍，变为2C；带电量也加倍，变为2Q,断开KB,2Q不变，抽出金属板，电容变为C,板间电压E：&=1:2:2故选B。3.（2 0 2 0河北衡水市衡水中学高三月考）甲、乙两个物体沿同一直线运动，甲做匀速运动，乙做初速度为零的匀加速运动，它们位置x随时间f的变化如图所示，当 =2s时，甲、乙相距最远，AB是乙的图线与f轴交点的切线。则()x/mra;2/n-16pA.甲、乙相距最远距离是16mB.乙的加速度大小是Zm/s?C.在L=5 s时，甲、乙相遇D.%)=40m【答案】C【详解】A B.在0-2s内
4、，乙通过的位移为Xz=0-(-8m)=8m由1 ,2X乙=/叫乙的加速度=4m/s2甲、乙同向运动，当两者的速度相等时相距最远，则知甲车的速度等于h=2s时乙的速度，为H p=at=4x2m/s=8m/s在0-2s内，甲通过的位移为瘴=丫 甲 4=8x2m=16m则甲、乙相距最远距离是x=瘴+2m=16m+2m=18mAB错误；C D.在 时，甲、乙相遇，则对甲有x0-2m =vt2对乙有联立解得t2=5sx0=42mD 错误C 正确。故选C。4.（2020.河北高三一模）如图所示，一电阻为R 的矩形线圈与一理想变压器原绕圈连接组成闭合回路，绕圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴（如图中虚线所示）匀
5、速转动。理想变压器的原、副线围的匝数比为3：2,副线圈中滑动变阻器的总阻值也为R。现要使滑动变阻器消耗的功率最大，则滑动变阻器接入电路的电阻 应 为（）D 1【答案】D【详解】变压器原线圈等效电阻为副线圈回路有原线圈回路，当外电阻等于内阻时，输出功率最大，原线圈功率等于负载功率最大，则/?,=/?所以*故 D 正确ABC错误。故选D。5.（2020河北高三一模）某同学用拇指和食指掐住质量为500g的玻璃瓶同高度的A、8 位置处于静止状态,且瓶相对于手指恰好不下滑。该位置侧壁与竖直方向夹角为30。，其截面如图所示。若玻璃瓶与手指之间的动摩擦因数为=0.2,手指可视为形状不变的圆柱体，重力加速度g
6、=10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则拇指与玻璃瓶之间的摩擦力为（）A.1.25ND.笞NC.2 5-5公22【答案】C【详解】对玻璃瓶受力分析，并正交分解，如图所示y根据平衡条件有2 f cos 0+2?/sin 3=mg又/=N联立可得f=25 5 N，故 C 正确，ABD错误。22故选C。6.（2020河北高三二模）中学实验室使用的电流表是磁电式电流表，内部结构示意图如图所示，其最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，两磁极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与圆柱间有磁场区。当电流通过线圈时，线圈左右两边导线受到安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动，从
7、线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。下列说法正确的是（）电式电上班梅承回A.为了使电流表表盘的刻度均匀，极靴与圆柱间的磁场为匀强磁场B.线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行C.将线圈绕在闭合的铝框上，可使指针摆动加快D.在运输时用导线将电流表的两个接线柱连在一起，可减小线圈中因晃动而产生的感应电流【答案】B【详解】A.磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，故 A 错误；B.由图看出，蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀辐射分布，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，故 B 正确；C.将线圈绕在闭合的铝框上，电流变化快慢不变，故 C 错误；D.在运输时用
8、导线将电流表的两个接线柱连在一起，电流表短路，产生的感应电流，故 D 错误。故选Bo二、选择题：本题共4 小题，每小题6 分，共 24分，在每小题给出的四个选项中，每题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7.（2020河北衡水市衡水中学高三一模）如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，。点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A 点（0、A 等高，不计A 处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的3点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球。用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，a=30。，=45则（）A.将绳的8 端向上缓慢
9、移动一小段距离时绳的张力不变B.将绳的B 端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P 位置下移C.静止时剪断A 处轻绳瞬间，小球P 的加速度为g gD.小球P 与小球。的质量之比为6：夜【答案】ACD【详解】A.绳 子 3 端向上移动一小段距离，根据受力分析可知尸球没有发生位移，因此AQP变成/晾衣架问题，绳长不会变化，4 到右边板的距离不变，因此角度尸不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A 正确。B.如 果 P 向下移动一段距离，绳子4 P 拉力变小，绳长4 P 变长，而 4 8 之间的绳子长度变短，则 角 度P变大，绳 子 AB之间的张力变大，A P的张力也变大，产生矛盾：B 错误。
10、C.剪 断A处细绳，拉力突变为零，小 球 尸只受重力的分力，所以加速度为J g；C正确。D.根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同，则 二 笠 一=T,2 cos amng mn y/3又由于一2 =T.由两式可得口 =方=；故D正确。2 cos 夕 mQ V2故选ACDo8.（2020河北衡水市衡水中学高三一模）如图，有一截面为矩形有界匀强磁场区域A8CC,AB=3L,BC=2L在边界AB的中点上有一个粒子源，沿与边界4 8并指向A点方向发射各种不同速率的同种正粒子，不计粒子重力，当粒子速率为均时，粒子轨迹恰好与A。边界相切，则（）d 二 二 kA.速率小于
11、V0的粒子全部从CD边界射出B.当粒子速度满足半 丫%时，从 8 边界射出C.在 8 边界上只有上半部分有粒子通过D.当粒子速度小于如时，粒子从BC边界射出3【答案】BC【详解】A BC.如图，由几何知识可知，与AD边界相切的轨迹半径为1.5L,与CD边界相切的轨迹半径为L；BBLLJ.LJJC由半径公式：可知轨迹与CD边界相切的粒子速度 为 竺，由此可知，仅满足学的粒子qB 3 3从CD边界的PD间射出，选项A错误，BC正确；D.由上述分析可知，速度小于 半 的 粒子不能打出磁场，故选项D错误。故选BC.9.（2020河北衡水市衡水中学高三其他模拟）如图所示，电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝
12、缘水平面上，导轨间距为1 m,导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域，与两导轨相切于M、N 两点，磁感应强度大小为1T、方向竖直向下，长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中，并与区域圆直径 M N重合。金属棒的有效电阻为0.5C,一劲度系数为3N/m的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连，另一端固定在墙壁上，此时弹簧恰好处于原长.两导轨通过一阻值为1。的电阻与一电动势为4V、内阻为0.5C的电源相连，导轨电阻不计。若开关S 闭合一段时间后，金属棒停在导轨上的位置，下列说法正确的是（）A.金属棒停止的位置在M N的右侧B.停止时，金属棒中的电流为4AC.停止时，金属棒到MN的距离为
13、0.4mD.停止时，举报受到的安培力大小为2N【答案】AC【详解】A.由金属棒中电流方向从 历 到 N 可知，金属棒所受的安培力向右，则金属棒停止的位置在MN的右侧，故 A 正确；B.停止时，金属棒中的电流E/=-=2AR+R。+r故 B 错误；C.设棒向右移动的距离为x,金属棒在磁场中的长度为2 y,则kx=BI（2y）解得x=0.4m 2y=0.6m故 C 正确；D.金属棒受到的安培力尸=8/(2y)=1.2N故 D 错误.故选ACo10.(2020.河北衡水市.衡水中学高三其他模拟)如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度
14、忽略不计。已知夯锤的质量为=450 kg,桩料的质量为m=50 kg。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶A o=5 m 处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度力的变化关系如图乙所示，直线斜率4=5.05 x 1(/N/m。g 取 lO m A,则下列说法不正确的是()A.夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为9 m/sB.夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为4.5 m/sC.打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为1mD.打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为3 m【答案】ABD【详解】A B.设夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为小，则诏=2g%解得%=l(
15、)m/s取向下为正方向，设夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为也由动量守恒定律得Mv=(M+ni)v代入数据解得v=9m/s故 AB错误，符合题意；C.由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，则=-4/7 =加2 2+?)g +吗=0 -g(M +/z)v2 =1m对夯锤与桩料，由动能定理得代入数据解得故 C 正确，不符合题意；D.由于每次提升重锤距桩帽的高度均为仙，每次碰撞后瞬间的速度均为力 设三次打击后共下降x,则由图象可知，克服阻力做功1 ,W=日 22由能量守恒定律得(M+?)gx+3x；(M+m)v2=解得x=1.65m故 D 错误，符合题意。故选ABDo三、
16、非选择题：共 52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。(-)必考题：共 43分II.(2020河北邯郸市高三零模)某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮.为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz.在实验过程中拍摄了 100多张照片，取开始不久某张照片编号为0,然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号。的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照
17、片编号，如图所示.已知当地的重力加速度为g,忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量【答案】1.4 x 1 0-2或0 Q 1 4 蜡烛的质量m【详解】由图可知，X|=1.4 cz,x2=(4.1 -1.4)cm =2.1cm,=(8.4-4.l)c m =4.3cm,x4=(1 3.9-8.4)c w =5.5 c m,&=(2 0.9 -1 3.9)a n =7 c m ,根据逐差法可知：a-（X 5+X 4）一 （马+内）6F其中T =l s,代入数可得，a=0.01 4 m/s2；（2）根据牛顿第二定律可知：Fn-m g =m a,所以还要测蜡烛的质量m.1 2.（2
18、 02 0河北石家庄市辛集中学高三月考）某同学想将满偏电流I g=1 00p A、内阻未知的微安表改装成电压表.（1）该同学设计了图中所示电路测量该微安表的内阻，所用电源的电动势为4 V.请帮助该同学按图甲所示 电 路 完 成 实 物 图 乙 的 连 接.（2）该 同 学 先 闭 合 开 关 调 节 R?的阻值，使微安表的指针偏转到满刻度；保持开关$闭合，再闭合开关 S z，保持R?的阻值不变，调节R i 的阻值，当微安表的指针偏转到满刻度的!时，R 的阻值如图丙所示，则该微安表内阻的测量值R g=C,该测量值_ _ _ _ _ （填“大于”“等于”或“小于”）真实值.（3）若要将该微安表改装
19、成量程为I V 的电压表，需（填串联”或“并联”）阻值R o=。的电阻.【答案】如图所示1 4 2；小于 串联 9 8 5 8【详解】（1）实物连线如图所示;（2）由电路图可知，当微安表的读数偏转到2 口3时，通过电阻箱的电流为丫3,则电阻箱的阻值等于微安表内阻的2倍，由图可知电阻箱的读数为2 8 4 C,则微安表的内阻为1 4 2 C；闭合S 2 后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过电阻箱的电流大于丫3,则该实验测出的电表内阻偏小；（2）若要将该微安表改装成量程为I V 的电压表，需串联阻值5=3 一G =100sH 6 T 4 2 =9 8 5 8 0 的电阻.1 3.（2 02 0河
20、北衡水市衡水中学高三其他模拟）地心隧道是根据凡尔纳的 地心游记所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R,质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。（i）不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；（i i）理论表明：做简谐运动的物体的周期62 7t器，其中，为振子的质量，物体的回复力为F=一近。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间 地球半径R=640 0 k m,地球表面的重力加速为g =1 0 m/S2）o【答案】（i）F m*又解得FM=1G兀 pm/而 G 7r p n i =
21、A为常数，即物体做简谐运动。（i i）U2 51 2 s【详解】（i）以地心为平衡位置，设某时刻物体偏离平衡位置的位移为x,万有引力提供回复力，则有F d G q-又 Mr=i T C X3-p解得：4F i-G npm -x而（G7rpm=k为 常 数,即物体做简谐运动。（i i）在地球表面，万有引力等于重力G智=r n g地球的质量为加三兀/?3“乂 六 2 兀器解得T=2n物体从隧道一段静止释放后到达另一端需要的时间为半个周期，则代入数据，可得/=2 51 2 s1 4.（2 0 2 0 衡水第一中学邯郸分校高三其他模拟）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以。为圆心，半径为R 的圆
22、，A 2为圆的直径，如图所示。质量为孙 电荷量为q“0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率总穿出电场，A C与 A B 的夹角族60。运动中粒子仅受电场力作用。（1）求电场强度的大小；（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为,“。，该粒子进入电场时的速度应为多大？【答案】（1）后=上；（2）匕=1 殳；（3）0或 v,=1 也【详解】（1）由题意知在A 点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于4 0,故电场线由A 指向C,根
23、据几何关系可知：%=R所以根据动能定理有：q&Ac=1 根 说-o解得：E =遮；2qR（2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做 A C垂线并且与圆相切，切点为。，即粒子要从。点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有x=Hs i n 60 =卬1?y=R+Rc o s 60 =-a r2而电场力提供加速度有qE=ma联立各式解得粒子进入电场时的速度：（3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为?山，即在电场方向上速度变化为过C点做A C垂线会与圆周交于B点，故由题意可知粒子会从C点或8 点射出。当从8 点射出
24、时由几何关系有xBC=V3/?=v2t21 2%二 R=3at2电场力提供加速度有qE=nui联立解得 =Y迎；当粒子从C点射出时初速度为0。22由题意知，初速度为0时，动量增量的大小为m%,此即问题的一个解。自A点以不同的速率垂直于电场方向射入电场的粒子，动量变化都相同，自8点射出电场的粒子，其动量变化量也恒 为 由几何关系及运动学规律可得，此时入射速率为1 5.选修 3-3（2 0 2 0.河北衡水市.衡水中学高三其他模拟）伽利略温度计结构如图所示。玻璃泡4容积为V o，内封有一定量气体，与A相连的8管插在液体槽中，液体密度为p,管内径的横截面积为S,已知环境温度为To时，管内液面的高度差
25、为项，当环境温度变化时，x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。已知大气压强为p o,重力加速度为g,只有在近似条件下温度T和x的关系才是线性关系：在下述条件下求此线性关系a.B管的容积远小于A泡的容积；b.管内液体密度很小，引起的压强远小于大气压强；试分析指出这种温度计的缺点。悟 案】二/小=加一”当；见解析【详解】。.由于8管的体积与4泡体积相比可忽略不计，该过程为等容过程，有PPgx。_ PpgxT.T得T=PPgx PPgX A管内液体引起的压强远小于大气压强，该过程为等压过程，有%=%一。工（）5不二 Tr=7，1_ U-）S（1）温度变化时，管内液体高度变
26、化，导致气体的体积和压强都在变化，所以刻度不均匀；（2）近似条件的限制使得它的测量范围限制在很小的区间内；（3）第一种情况在环境大气压发生变化时测量结果需要修正。16.选修 3-4（2020衡水第一中学邯郸分校高三其他模拟）如图，某三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,8 c长度为d,。为8 c中 点.在ABC所在平面内，光线尸。垂直BC边入射，恰好在A 8边界发生全反射.A(1)求该三棱镜的折射率；(2)保持光线P。入射点。不变，入射方向逐渐向C。方向偏转，求 AB边有光线射出的区域宽度.【答案】(1)V 2 d4【详解】(1)光线尸。恰好在A3 边界发生全反射，临界角。二 4 5。，si n 0 1设三棱镜的折射率为“，根据折射定律有：n =；si n C =-si n 30 n(2)光线P O 垂直8c边入射的光线，进入棱镜后在AB边上的E点发生全反射.光线P。入射方向逐渐转向C O方向时，光线从棱镜的出射点对应由E点逐渐向B点移动.当光线几乎沿CO 方向入射时，光线折射后沿O O 方向，由折射定律有sin90n-5/1 ZD OE解得 NDO E=4 5。由儿何关系得：O E O B=-2光线出射区域的宽度D E =O E s i n Z D O E解得区域宽度。=立 44