2021年河北新高考化學(xué)試題解析

1.銀河系中存在大量的鋁同位素26Al,26Al核￡衰變的衰變方程為;;Al-；；Mg+；e,

測(cè)得26Al核的半衰期為72萬(wàn)年，下列說法正確的是（）

A.26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量

B.26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變

D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Mg將在1僅萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?6Mg

【答案】C

【解析】A.和;;Mg的質(zhì)量數(shù)均為26相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不

同，所以質(zhì)量不同，A錯(cuò)誤；

B.核的中子數(shù)為26—13=13個(gè)，：;Mg核的中子數(shù)為26-12=14個(gè)，B錯(cuò)誤；

C.半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無(wú)關(guān)，C正確；

D.質(zhì)量為加的*A1的半衰期為72萬(wàn)年，經(jīng)過144=2x72萬(wàn)年為2個(gè)半衰期，剩余質(zhì)量為

不會(huì)全部衰變?yōu)?;Mg,D錯(cuò)誤。

故選C。

2.鈉原子鐘是精確的計(jì)時(shí)儀器，圖1中鈉原子從。點(diǎn)以lOOm/s的初速度在真空中做平拋

運(yùn)動(dòng)，到達(dá)豎直平面所用時(shí)間為4；圖2中艷原子在真空中從戶點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，

到達(dá)最高點(diǎn)0再返回戶點(diǎn)，整個(gè)過程所用時(shí)間為與，。點(diǎn)到豎直平面加N、0點(diǎn)到O點(diǎn)的距

離均為0.2m,重力加速度取g=10m/s2,則4%為（）

D.200：1

【答案】C

【解析】鈉原子做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即

X=Vty

解得

x0.2

t.=-=---S

1v100

艷原子做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，拋至最高點(diǎn)用時(shí)逆過程可視為自由落體，即

2

吟2

解得

戶性絲=04s

、gV10

則

0.2

4=100_1

t20.4200

故選Co

h

3.普朗克常量72=6.626xIO3j.s，光速為小電子質(zhì)量為加,，則一在國(guó)際單位制下

mec

的單位是（)

A.J/sB.mC.J-mD.m/s

【答案】B

h

【解析】根據(jù)一?可得它們的單位為:

me

JsN-m-skg-m/s2m-s

----------=-----------=---------------=m

kgm/skgm/skgm/s

故選B?

4.“祝融號(hào)”火星車登陸火星之前，“天問一號(hào)”探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，

其周期為2個(gè)火星日，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個(gè)火星日，已知一個(gè)

火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地

球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）

A.返B.QC.4D.J

【答案】D

【解析】繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得

則

,評(píng),吟陽(yáng)

VGM\4乃2

由于一個(gè)火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則飛船的軌道半

徑

則

工P

“V5

故選Do

5.如圖，距離為d的兩平行金屬板只0之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為片，一束

速度大小為r的等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間，相距為L(zhǎng)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)

軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為臺(tái)2,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為。，兩導(dǎo)軌分

別與只。相連，質(zhì)量為仍、電阻為"的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為

g,不計(jì)導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是（）

_mgRsind

A.導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

B、BJd

_mgRsin6

B.導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

B、B,Ld

mgRtan3

C.導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,v=

B、BJd

_mgRtan0

D.導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

B、B,Ld

【答案】B

【解析】等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間時(shí),根據(jù)左手定則可得金屬板Q帶正電荷，金屬板P

帶負(fù)電荷，則電流方向由金屬棒a端流向b端。等離子體穿過金屬板P、Q時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。

滿足

吟=如

由歐姆定律/=S和安培力公式尸=8〃可得

R

RR

再根據(jù)金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，可得

Fh=mgsin0

則

u_mgRsin0

B、BJd

金屬棒a6受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定則可判定導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平

面向下。

故選Bo

6.一半徑為斤的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長(zhǎng)度為萬(wàn)H、不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩，一

端固定在圓柱體最高點(diǎn)尸處，另一端系一個(gè)小球，小球位于一點(diǎn)右側(cè)同一水平高度的0點(diǎn)時(shí),

繩剛好拉直，將小球從。點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細(xì)繩豎直時(shí)，小球的速度

大小為（重力加速度為&不計(jì)空氣阻力）（）

【答案】A

【解析】小球下落的高度為

7171+2

h=nR——R+R=-------R

22

小球下落過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

,_12

mgn=—mv

綜上有

r=J（-+2）gR

故選Ao

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,導(dǎo)軌間距

最窄處為一狹縫，取狹縫所在處。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為。，一電

容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力廠作用下從。點(diǎn)開始

以速度r向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略所有電阻，下列說法正確的是（）

A.通過金屬棒的電流為28CVtan。

B.金屬棒到達(dá),時(shí)，電容器極板上的電荷量為8Cvx°tan9

C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，外力廠做功的功率恒定

【答案】A

【解析】C.根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯(cuò)誤;

A.由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長(zhǎng)度為

L=2,rtan0,x=vt

則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=25/ftan9

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=25CVttan0

則流過導(dǎo)體棒的電流

I=26C/tan0

△t

A正確；

B.當(dāng)金屬棒到達(dá)的處時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E'-28“tan0

則電容器的電荷量為

Q-CE'=28G%tan0

B錯(cuò)誤；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)則

F二F安二BIL

由選項(xiàng)A可知流過導(dǎo)體棒的電流/恒定，但/與力成正比，則尸為變力，再根據(jù)力做功的功

率公式

P=Fv

可看出/為變力，/不變則功率尸隨力尸變化而變化；

D錯(cuò)誤；

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個(gè)

選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不

全的得3分，有選錯(cuò)的得。分.

8.如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長(zhǎng)為2￡、寬為二匝數(shù)為乂放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為％、々和〃2,兩個(gè)副線圈分別接有電阻A

和夫2，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度0勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表讀數(shù)為/，不計(jì)線圈電阻，下列

n.I

A.通過電阻凡的電流為,B.電阻凡兩端的電壓為

n2%

八.a-*4五NBAS

C.n與馬的比值為---------D.發(fā)電機(jī)的功率為

0I%

五NBI}①im+Q

〃o

【答案】BC

【解析】AB.由題知理想電流表讀數(shù)為/,則根據(jù)歐姆定律

U、=國(guó)

根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有

.0=〃（）=u（）

n}U}n2U2

代入數(shù)據(jù)有

u=—IR,u=

Qn\["2勺

再由歐姆定律有

u2=I2R2

可計(jì)算出

小哈

綜上可知，A錯(cuò)誤、B正確；

C.由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則有

EL

或『A仞￡23,4二求二五NBD3

由選項(xiàng)AB知

u,=久明

則

〃o_aNBCa）

勺I6

C正確；

D.由于變壓器為理想變壓器則有

Po=P\+2=，/+44=FR、+U2I2

代入選項(xiàng)ABC公式有

y[lNBl}coI（〃:一+〃泳]

〃01〃禺2）

由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機(jī)的功率為6，D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.如圖，矩形金屬框MN0P豎直放置，其中“乂、尸。足夠長(zhǎng)，且P0桿光滑，一根輕

彈簧一端固定在材點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為卬的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞軸

分別以角速度0和。'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球均相對(duì)P0桿靜止，若O'>①,則與以。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

時(shí)相比，以力勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（）

N'--------------'Q

i■

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?qū)U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】BD

【解析】對(duì)小球受力分析，設(shè)彈力為7,彈簧與水平方向的夾角為心則對(duì)小球豎直方向

Tsin。=mg

而

可知。為定值，T不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A錯(cuò)誤,

B正確；

水平方向當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時(shí)，桿對(duì)小球的彈力A背離轉(zhuǎn)軸，則

Tcos0-FN=mco'r

即

2

FN=Tcos0-mcor

當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，尺指向轉(zhuǎn)軸

Tcos3+FN=into'r

即

2

FN=mcor-Tcos6

則因加＞①，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力不一定變大。則C錯(cuò)誤;

根據(jù)

F^=ma）2r

可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D正確。

故選BD?

10.如圖，四個(gè)電荷量均為4何〉0）的點(diǎn)電荷分別放置于菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為

（4/,0）、（-4/,0）、（0,%）和（0,一%）,其中X軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷位置固定，y軸上的兩個(gè)

點(diǎn)電荷可沿y軸對(duì)稱移動(dòng)（為w0），下列說法正確的是（）

A.除無(wú)窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場(chǎng)強(qiáng)度處處不為零

B.當(dāng)先取某值時(shí)，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)

C.當(dāng)為=8/時(shí)，將一帶負(fù)電的試探電荷由點(diǎn)（4/,5/）移至點(diǎn)（0,-3/）,靜電力做正功

D.當(dāng)為=4/時(shí)，將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點(diǎn)（/,/）處，其所受到的靜電力方向與“軸

正方向成45°傾斜向上

【答案】ACD

【解析】A.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理可知，除無(wú)窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場(chǎng)強(qiáng)度處處不為零，選

項(xiàng)A正確；

B.因?yàn)樵趚軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷在。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，在y軸上的兩電荷，無(wú)論%取什么值,

因?yàn)殛P(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，則在。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)也為零，在橫軸和縱軸上除原點(diǎn)外，出現(xiàn)合場(chǎng)強(qiáng)為零

的點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性可知，一定是成對(duì)出現(xiàn)的，關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，所以算上原點(diǎn)，合場(chǎng)強(qiáng)為零的

點(diǎn)是奇數(shù)個(gè)，不會(huì)是2個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.由幾何關(guān)系可知，坐標(biāo)為(47,51)的｛點(diǎn)在第一象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上

方；坐標(biāo)為(0,-37)的B點(diǎn)在第三象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方，且到達(dá)虛線的

距離相等，由電勢(shì)疊加可知，8點(diǎn)的電勢(shì)高于｛點(diǎn)，則帶負(fù)電的試探電荷在4點(diǎn)的電勢(shì)能較

大，從4點(diǎn)到8點(diǎn)電勢(shì)能減小，可知電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C正確；

D.若%=41,則四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正方形，由對(duì)稱可知在點(diǎn)(1,7)處的場(chǎng)強(qiáng)一定沿著過該點(diǎn)與原

點(diǎn)連線的方向上；在y軸正向和x正向上的點(diǎn)電荷在(/,7)處的合場(chǎng)強(qiáng)

rckq2V2/-V2/kq

=2—.=------.=—=—f=-

(，9/+/2)2V9/2+/25V5/2

在y軸負(fù)向和X負(fù)向上的點(diǎn)電荷在(1,1)處的合場(chǎng)強(qiáng)

E-kq2V2/4-V2/kq

2(725/2+/2)2J25F+/2@瓜2'

3

可知(/,/)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)沿著1邠方向且與x軸從成45°角的方向向下，將一帶負(fù)電的試探電

荷放置在點(diǎn)(/,/)處，其所受到的靜電力方向與“軸正方向成45。傾斜向上，選項(xiàng)D正確。

故選ACDo

三、非選題：共54分.第11?14題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答.第

15?16題為選考題，考生根據(jù)要求作答.

(-)必考題：共62分.

11.某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有；小燈泡（6.3V,0.15A）,直

流電源（9V）,滑動(dòng)變阻器，量程合適的電壓表和電流表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，設(shè)計(jì)的電路

如圖1所示。

（1）根據(jù)圖1，完成圖2中的實(shí)物連線；

（2）按照?qǐng)D1連線后，閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷，原因可

能是（單項(xiàng)選擇，填正確答案標(biāo)號(hào)）；

A.電流表短路

B.滑動(dòng)變阻器的滑片接觸不良

C.滑動(dòng)變阻器滑片的初始位置在6端

（3）更換小燈泡后，該同學(xué)正確完成了實(shí)驗(yàn)操作，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，得到/-。圖像,

其中一部分如圖3所示，根據(jù)圖像計(jì)算出產(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為______S1（保留

三位有效數(shù)字）。

02UN

圖3

b

(2)[2]開關(guān)閉合，小燈泡閃亮一下后燈絲燒斷，說明通過小燈泡的電流過大。

A.電流表內(nèi)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(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；

B.滑動(dòng)變阻器滑片接觸不良，無(wú)電流通過小燈泡，B錯(cuò)誤；

C.滑動(dòng)變阻器的滑片開始時(shí)置于6端，小燈泡部分分壓達(dá)到最大，通過電流最大，可能會(huì)

燒斷小燈泡燈絲，C正確：

故選Co

(3)根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知在尸點(diǎn)時(shí)的電壓和電流分別為

U=2V,/=74mA

根據(jù)歐姆定律1上可知小燈泡的電阻為

R

R=—=―-~Q=27.0Q

I74x10-3r

12.某同學(xué)利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一端帶

滑輪的長(zhǎng)木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)

量為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:

遮光條光電門1光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個(gè)光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼，如圖1所示；

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個(gè)光電門的時(shí)間，并計(jì)算出滑塊通過兩個(gè)光

電門的速度；

③保持最下端懸掛4個(gè)鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,

重復(fù)上述步驟；

④完成5次測(cè)量后，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量機(jī)系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊

所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動(dòng)能的增加量叫及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量相，結(jié)果如下

表所示：

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

A^k/J0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢(shì)能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字)；

(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；

(3)若"為橫軸，AE為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中繪出圖像

若系統(tǒng)總機(jī)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(shù)為(保

留兩位有效數(shù)字)

(2).0.588(3).

(4).0.40(0.38~0.42)

3=4mgL=4x0.05x9.8x0.5J=0.980J

(2)[2]對(duì)滑塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可知

1,12,

4mgL-W(=-(4w+M)v1--(4m+Af)v,

其中系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為

A￡p=4〃7gzz

系統(tǒng)增加的動(dòng)能為

19127

AEk=—(4加+-(4/w4-M)Vj

系統(tǒng)減少的機(jī)械能為A￡=匕，則代入數(shù)據(jù)可得表格中減少的機(jī)械能為

AE4=0.98-0.392=0.5881

(3)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)得的圖像為

[4]根據(jù)做功關(guān)系可知

\E=piMgL

則AE-M圖像的斜率為

0.785-0.393

k=/JgL=1.96

0.4—0.2

解得動(dòng)摩擦因數(shù)為

/Li=0.40(0.38~0.42)

13.如圖，一滑雪道由Z8和8c兩段滑道組成，其中N8段傾角為。，6c段水平，Z3段

和8C段由一小段光滑圓弧連接，一個(gè)質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端/處由靜止滑下，若1s

后質(zhì)量為48kg的滑雪者從頂端以1.5m/s的初速度、3m/s2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(dòng)摩擦因數(shù)為〃=L,重力

724

加速度取g=10m/s2,sin^=—,cos。=不，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背

包的重心變化，求：

(1)滑道段的長(zhǎng)度；

(2)滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度。

【答案】(1)￡=9m：(2)v=7.44m/s

【解析】（1）設(shè)斜面長(zhǎng)度為背包質(zhì)量為叫=2kg,在斜面上滑行的加速度為6,由牛

頓第二定律有

町gsin0-/jm{gcos0=叫%

解得

<7j=2m/s2

滑雪者質(zhì)量為加2=48kg,初速度為%=1.5m/s,加速度為電=3m/s?,在斜面上滑行時(shí)

間為，，落后時(shí)間f0=Is,則背包的滑行時(shí)間為f+。，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

￡=；為（，+，0）2

r12

L=vot+-a2t

聯(lián)立解得

f=2s或/=-Is（舍去）

故可得

L=9m

（2）背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度為匕、v2,有

%=%（/+、）=6m/s

v2=v0+a2t=7.5m/s

滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為丫，有

M+m2v2=（m]+m2）v

解得

n=7.44m/s

14.如圖，一對(duì)長(zhǎng)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(yīng)強(qiáng)度大小為

8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，極板與可調(diào)電源相連，正極板上。點(diǎn)處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為%、

帶正電的粒子束，單個(gè)粒子的質(zhì)量為加、電荷量為q,一足夠長(zhǎng)的擋板。M與正極板成37°

傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，aP是負(fù)極板上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)位于0點(diǎn)的正上方，P

點(diǎn)處放置一粒子靶（忽略靶的大?。糜诮邮諒纳戏酱蛉氲牧Ｗ?，CP長(zhǎng)度為乙，忽略柵

3

極的電場(chǎng)邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力。sin37°=w。

（1）若粒子經(jīng)電場(chǎng)一次加速后正好打在尸點(diǎn)處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓的大?。?/p>

（2）調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板0M上，求電壓的最小值0min；

（3）若粒子靶在負(fù)極板上的位置。點(diǎn)左右可調(diào)，則負(fù)極板上存在〃、S兩點(diǎn)（CH<CP<CS,

隊(duì)S兩點(diǎn)末在圖中標(biāo)出）、對(duì)于粒子靶在"S區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)，當(dāng)電壓從零開始連續(xù)緩慢增

加時(shí)，粒子靶均只能接收到〃（〃22）種能量的粒子，求C/7和CS的長(zhǎng)度（假定在每個(gè)

粒子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電壓恒定）。

加瞥；CS-8

3qB

【解析】（1）從。點(diǎn)射出的粒子在板間被加速，則

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，則半徑

由

V2

qvB-m—

r

解得

mvl

8m2q

（2）當(dāng)電壓有最小值時(shí)，當(dāng)粒子穿過下面的正極板后，圓軌道與擋板。步相切，此時(shí)粒子恰

好不能打到擋板上，則

從。點(diǎn)射出的粒子在板間被加速，則

TT1212

粒子在負(fù)極板上方的磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)

V2

qvB=m----

%in

粒子從負(fù)極板傳到正極板時(shí)速度仍減小到%,則

2

qv0B=加工

r

由幾何關(guān)系可知

_r

2y.=---------hr

minsi?n3r7r。

聯(lián)立解得

TJ=7mv：

min18q

（3）設(shè)粒子第一次經(jīng)過電場(chǎng)加速，在負(fù)極板上方磁場(chǎng)區(qū)域偏轉(zhuǎn)的軌跡半徑為小若粒子在

電場(chǎng)加速電壓小于僚“，粒子穿過磁場(chǎng)在正極板下方磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)被。獷板吸收。則第一次

7inv~

出現(xiàn)能吸收到/7（?>2）種能量的位置（即〃點(diǎn)），為粒子通過極板電壓Umin=—時(shí)，

粒子第二次從上方打到負(fù)極板的位置（軌跡如圖中藍(lán)色線條所示）。由（2）的計(jì)算可知

r=4加%

13qB

則

篝

7

極板電壓大于"min=-^時(shí)，粒子均不會(huì)被0M吸收，可以經(jīng)過正極板下方磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，回

18g

到負(fù)極板上方磁場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后打在負(fù)極板上。則H點(diǎn)右方的點(diǎn)的粒子靶都可以接受到〃

（?>2）種能量的粒子。即CSf8。

（二）選考題：共12分.請(qǐng)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(duì)應(yīng)的題號(hào)右側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答,

按所涂的首題進(jìn)行評(píng)分；不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評(píng)分.

15.兩個(gè)內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理

想氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)

量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B內(nèi)氣

體的內(nèi)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(biāo)號(hào)）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

【解析】［1］對(duì)活塞分析有

Pq

因?yàn)锳中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，故穩(wěn)定后有PQPB；所以在達(dá)到平衡過程中外

界對(duì)氣體做功有

則根據(jù)

\U=W+Q

因?yàn)闅飧缀突钊际墙^熱的，故有

△uA>AUB

即重新平衡后A氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能大于B氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能；

［2］由圖中曲線可知曲線②中分子速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比較大，即曲線②的溫度

較高，所以由前面分析可知B氣缸溫度較低，故曲線①表示氣缸B中氣體分子的速率分布。

16.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為272時(shí);壓強(qiáng)為3.0x103Pa。

(1)當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37C,求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；

(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量

的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27C,大氣壓強(qiáng)為1.0xI()5pa。

97

【答案】(Dp=3.1xlO3Pa；(2)—

23

【解析】(1)由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知

PL-PI.

(T2

代入數(shù)據(jù)解得

3

p2=3.1x10Pa

(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體

積為匕以靜置后的所有氣體為研究對(duì)象有

PoU=PK

解得

匕=嗎

'3

則增加空氣的體積為

97

\V^V.-V^—V

13

所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為

AK97

17.如圖，一彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振子零時(shí)刻向右經(jīng)過/點(diǎn)，2s后第一次到達(dá)5

點(diǎn)，已知振子經(jīng)過小6兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等，2s內(nèi)經(jīng)過的路程為0.4m。該彈簧振子的

周期為________s,振幅為______in.

inAAWWWWWO——r

fiii

BOA

【答案】(1).4(2).0.2

【解析】［1］根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可知，振子零時(shí)刻向右經(jīng)過4點(diǎn)，2s后第一次到達(dá)6點(diǎn),

已知振子經(jīng)過48兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等，則/、8兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置對(duì)稱，而振動(dòng)經(jīng)過了

半個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)，則周期為

T=2/=4s

［2］從4到8經(jīng)過了半個(gè)周期的振動(dòng)，路程為s=0.4m,而一個(gè)完整的周期路程為0.8m,

為4個(gè)振幅的路程，有

4A=0.8m

解得振幅為

A=0.2m

18.將兩塊半徑均為A、完全相同的透明半圓柱體4、6正對(duì)放置，圓心上下錯(cuò)開一定距離,

如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體/,設(shè)圓心處入射角為6,當(dāng)9=60。時(shí).，A

右側(cè)恰好無(wú)光線射出；當(dāng)。=30°時(shí)，有光線沿8的半徑射出，射出位置與4的圓心相比下

移力，不考慮多次反射，求：

(1)半圓柱體對(duì)該單色光的折射率；

(2)兩個(gè)半圓柱體之間的距離占

2f-R

【答案】(i)〃=(ii)[=&(/2—5)

【解析】(i)光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當(dāng)。=60。時(shí)發(fā)生全反射,

有

sin6=一

n

〃=|百

(ii)當(dāng)入射角。=30。，經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設(shè)折射角為r,光路如圖

由折射定律有

sin6?〃=sinr

有幾何關(guān)系有

h-RsinO

tanr=-------------

d

聯(lián)立解得

2021年河北新高考生物試題解析

i.“灌鋼法”是我國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻(xiàn)，陶弘景在其《本草經(jīng)集注》

中提到“鋼鐵是雜煉生金柔作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵（含碳量約o.1%）混合

加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯(cuò)誤的是

A.鋼是以鐵為主的含碳合金

B.鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生鐵由于含碳量高，熔點(diǎn)比熟鐵高

冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為

D.Fe203

【答案】C

【解析】A.鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；

B.鋼的硬度和脆性與含碳量有關(guān)，隨著含碳量的增大而增大，故正確：

C.由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點(diǎn)低于熟鐵，故C錯(cuò)誤；

D.赤鐵礦的主要成分是FjO”可用于冶煉鐵，故D正確；

故選C

2.高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯(cuò)誤的是

A.蘆葦可用于制造黏膠纖維，其主要成分為纖維素

B.聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得，可用于制作不粘鍋的耐熱涂層

C.淀粉是相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn)的天然高分子物質(zhì)

D.大豆蛋白纖維是一種可降解材料

【答案】B

【解析】A.蘆葦中含有天然纖維素，可用于制造黏膠纖維，故A正確；

B.聚氯乙烯在高溫條件下會(huì)分解生成有毒氣體，因此不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層，故

B錯(cuò)誤：

C.淀粉為多糖，屬于天然高分子物質(zhì)，其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn)，故C正確；

D.大豆蛋白纖維的主要成分為蛋白質(zhì)，能夠被微生物分解，因此大豆蛋白纖維是一種可降

解材料，故D正確；

綜上所述，說法錯(cuò)誤的是B項(xiàng)，故答案為B。

3.下列操作規(guī)范且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

NaOH

溫度計(jì)J環(huán)形玻炳

標(biāo)準(zhǔn)溶液

攪拌棒

酣酸八硬紙板

碎紙條

（含酚敵）乂

甲Z丙丁

A.圖甲測(cè)定醋酸濃度B.圖乙測(cè)定中和熱

C.圖丙稀釋濃硫酸D.圖丁萃取分離碘水中的碘

【答案】A

【解析】A.氫氧化鈉溶液呈堿性，因此需裝于堿式滴定管，氫氧化鈉溶液與醋酸溶液恰好

完全反應(yīng)后生成的醋酸鈉溶液呈堿性，因此滴定過程中選擇酚酶作指示劑，當(dāng)溶液由無(wú)色變

為淡紅色時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)，故A選；

B.測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)用于測(cè)定溶液溫度，因此不能與燒杯內(nèi)壁接觸，并且大燒杯內(nèi)

空隙需用硬紙板填充，防止熱量散失，故B不選：

C.容量瓶為定容儀器，不能用于稀釋操作，故C不選；

D.分液過程中長(zhǎng)頸漏斗下方放液端的長(zhǎng)斜面需緊貼燒杯內(nèi)壁，防止液體留下時(shí)飛濺，故D

不選；

綜上所述，操作規(guī)范且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿項(xiàng)，故答案為A。

4.硫和氮及其化合物對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環(huán)境

問題也日益受到關(guān)注，下列說法正確的是

A.NO2和SOJ勻?yàn)榧t棕色且有刺激性氣味的氣體，是酸雨的主要成因

B.汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5

C.植物直接吸收利用空氣中的NO和N0?作為肥料，實(shí)現(xiàn)氮的固定

D.工業(yè)廢氣中的S0,可采用石灰法進(jìn)行脫除

【答案】D

【解析】A.N2是紅棕色且有刺激性氣味的氣體，而SO?是無(wú)色有刺激性氣味的氣體，A

錯(cuò)誤；

B.汽車尾氣的主要大氣污染物為C與N的氧化物，如NO*和CO等，B錯(cuò)誤；

C.氮的固定是指將游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，且植物可吸收土壤中的錢根離子或硝酸

根離子作為肥料，不能直接吸收空氣中的氮氧化物，C錯(cuò)誤；

D.工業(yè)廢氣中的SO2可采用石灰法進(jìn)行脫除，如加入石灰石或石灰乳均可進(jìn)行脫硫處理，

D正確；

故選Do

5.用中子轟擊卜原子產(chǎn)生a粒子(即氮核；He)的核反應(yīng)為：X+:n-；Y+：He。已知元素

Y在化合物中呈+1價(jià)。下列說法正確的是

A.4X0,可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液

B.Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是YQz

C.X和氫元素形成離子化合物

D."Y和7Y互為同素異形體

【答案】A

【分析】根據(jù)核反應(yīng)為：可知，X的質(zhì)量數(shù)N為4+7-1=10,又因?yàn)閅

在化合物中呈+1價(jià)，則推知Y位于IA族，質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，Y的質(zhì)量數(shù)為7,所以

得出Y為L(zhǎng)i,其質(zhì)子數(shù)p=3,所以X的質(zhì)子數(shù)Z=3+2-0=5,核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)

=5,則推知X屬于B元素，據(jù)此分析解答。

【解析】A.HjBQ為硼酸，氫氧化鈉溶液具有腐蝕性，若不慎將NaO"溶液濺到皮膚上,

則需用大量水沖洗，同時(shí)涂抹HaBQ，以中和堿液，A正確；

B.Y為L(zhǎng)i,在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有Li￡,B錯(cuò)誤；

C.X為B,與氫元素會(huì)形成BHs或B?H,等硼氫化合物，B元素與H元素以共價(jià)鍵結(jié)合，屬于

共價(jià)化合物，C錯(cuò)誤；

D.6。和7〃?兩者的質(zhì)子數(shù)均為3,中子數(shù)不同，所以兩者互為同位素，D錯(cuò)誤；

故選A。

6.BiOCl是一種具有珠光澤的材料?，利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖：

WHNO3稀HCljNaCl(s)H2O

金屬Bi—|酸浸|—轉(zhuǎn)化|—1水解一份百『BiOCl

下列說法錯(cuò)誤的是

A.酸浸工序中分次加入稀HNO：,可降低反應(yīng)劇烈程度

B.轉(zhuǎn)化工序中加入稀HC1可抑制生成BiONO3

C.水解工序中加入少量CH￡OONa(s)可提高Bi"水解程度

D.水解工序中加入少量NH,NO：,(s)有利于BiOCl的生成

【答案】D

【解析】A.硝酸為強(qiáng)氧化劑，可與金屬鈾反應(yīng)，酸浸工序中分次加入稀HNO3,反應(yīng)物硝

酸的用量減少，可降低反應(yīng)劇烈程度，A正確；

B.金屬錫與硝酸反應(yīng)生成的硝酸鈿會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成BiONOj,水解的離子方程式為

3++

Bi+NO；+H2OBiONO3+2H,轉(zhuǎn)化工序中加入稀HC1,使氫離子濃度增大，根據(jù)

勒夏特列原理分析，硝酸鈕水解平衡左移，可抑制生成BiONC>3,B正確；

C.氯化鈾水解生成810。的離子方程式為8產(chǎn)+。一+112008100+211+,水解工序中

加入少量CH3coONa(s),醋酸根會(huì)結(jié)合氫離子生成弱電解質(zhì)醋酸，使氫離子濃度減小，

根據(jù)勒夏特列原理分析，氯化鈿水解平衡右移，促進(jìn)Bi3+水解，C正確；

3+

D.氯化錫水解生成BiOCl的離子方程式為Bi+Cl+H2OuBiOCl+2H+,水解工序中

加入少量NH4NO3G),錢根離子水解生成氫離子，使氫離子濃度增大，根據(jù)勒夏特列原理

分析，氯化鈿水解平衡左移，不利于生成BiOCl,且部分秘離子與硝酸根、水也會(huì)發(fā)生反

3++

^Bi+NO；+H2OBiONO3+2H,也不利于生成皮OC7,綜上所述，D錯(cuò)誤；

故選Do

7.N.是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯(cuò)誤的是

A.22.41,(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氟氣所含的質(zhì)子數(shù)為18N.

B.Imol碘蒸氣和Imol氫氣在密閉容器中充分反應(yīng)，生成的碘化氫分子數(shù)小于2M

C.電解飽和食鹽水時(shí)，若陰陽(yáng)兩極產(chǎn)生氣體的總質(zhì)量為73g,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為N,、

D.ILlmolI'漠化筱水溶液中NH；與H'離子數(shù)之和大于N.

【答案】C