2021屆高考物理各省模擬試題匯編卷河北專版

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一

項是符合題目要求的。

1.（2021?衡水第九次調(diào)研）某種金屬逸出光電子的最大初動能線與入射光頻率v的關(guān)系

如圖所示，其中%為極限頻率。下列說法正確的是（）

A.逸出功隨入射光頻率增大而減小B.最大初動能E,與入射光強度成正比

C.最大初動能線”與入射光頻率成正比D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)

2.（2021?張家口宣化一中）已知兩個共點力Q、6的合力F大小為ION,Q的大小為

6NoB的方向與合力尸的方向的夾角為。，則。的值可能為（）

A.30°B.45°C.60°D.90°

3.（2021?秦皇島撫順一中）如圖所示，三根通電長直導(dǎo)線A、B、C互相平行，它們在橫截

面為等腰直角三角形的三個頂點上，三根導(dǎo)線中通入的電流大小相等，且A、C中電流方向

垂直于紙面向外，8中電流方向垂直于紙面向內(nèi)；已知通電導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生的磁場的磁感

應(yīng)強度8=%',其中/為通電導(dǎo)線中的電流強度，r為點到通電直導(dǎo)線的距離，氏為常量.

r

下列說法正確的是（）

A.A所受磁場作用力的方向與3、C所在平面垂直

B.8所受磁場作用力的方向與A、C所在平面垂直

C.AB單位長度所受的磁場作用力大小之比為2:1

D.A、8單位長度所受的磁場作用力大小之比為1：夜

4.（2021?河北第一次診斷）甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正、負(fù)方向傳

播，甲波的波速為25cm/s。兩列波在f=0時的波形曲線如圖所示，下列說法正確的是（）

A.乙波的波速為30cin/s

B.K）cm處的質(zhì)點為兩列波干涉的振動加強點

C./=O時，x=-10cm處的質(zhì)點向x軸負(fù)方向運動

D./=O.1s時，戶77.5cm處質(zhì)點的位移為一16cm

5.（2021?張家口宣化一中）如圖，電路中電源電動勢E恒定，內(nèi)阻不計。外電阻R為可變

電阻，電源輸出功率為P，回路電流為下列圖象中可能正確的是（）

6.（2021?湖南高三聯(lián)考）某行星為質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R,質(zhì)量為M.科研人員

研究同一物體在該行星上的重力時，發(fā)現(xiàn)物體在“兩極”處的重力為“赤道”上某處重力的11

倍.已知引力常量為G,則該行星自轉(zhuǎn)的角速度為（）

二、選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，每題有多

項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

7.（2021?河北第一次診斷）如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有四條間距相等的水平虛線

右、/%、L4,在。、心之間、右、人之間存在勻強磁場，大小均為1T,方向垂直于虛

線所在的平面?，F(xiàn)有一單匝矩形線圈必《/,質(zhì)量為0.1kg,電阻為2.OC,將其從靜止釋放,

速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，r=O時刻cd邊與。重合，G時刻cd邊與慶重合，2時

刻邊與4重合，（3時刻曲邊與4重合，己知4?，2的時間間隔為。-6S,丫2大小為81Ws,

整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10m/s2,則（）

A.線圈的長度ad=2.0m

B.線圈的寬度cd=O.5m

C.在0?乙時間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25C

D.0?j時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為3.6J

8.（2021?邯鄲大名一中）如圖所示，電路中電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,定值電阻鳥=>

當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P在中間時，帶電油滴恰好靜止在平行板電容器中。若滑動變阻器

的滑片尸緩慢向下滑動油滴未打到極板上之前，則下列說法正確的是（）

A.油滴帶負(fù)電，重力勢能增大，電勢能減少

B.不考慮電容器對電路的影響，電路中R.和此消耗的總功率減小

C.通過飛的電流減小，電壓表的讀數(shù)減小

D.不考慮電容器對電路的影響，電源的效率減小

9.（2021?湖南高三聯(lián)考）己知均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球

心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，一個均勻帶正電的金屬球殼的球心位于x軸上的。點，球殼

與x軸相交于A、8兩點，球殼半徑為，，帶電量為。?，F(xiàn)將球殼A處開有半徑遠(yuǎn)小于球

半徑的小孔，減少的電荷量為q,不影響球殼上電荷的分布。已知球殼外側(cè)兩點c、。到

A,8兩點的距離均為r,則此時（）

A.。點的電場強度大小為零

B.C點的電場強度大小為刈°二的）

4,

C.C點的電場強度大小為乂*1

4/

D.Q點的電場強度大小為A。。二W）

36,

10.（2021?衡水第九次調(diào)研）如圖所示，勁度系數(shù)為A的水平輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連

接質(zhì)量為m的小物塊，靜止于A點，物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為〃，現(xiàn)對木塊施

加一個水平向右的恒力尸，物塊開始運動，且此后運動中能到達(dá)A點右側(cè)的最大距離是飛,

已知重力加速度為8,物塊最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則（）

A.拉力F的大小一定大于〃，煙

B.物塊開始運動時加速度a的大小滿足

mm

C.物塊運動至A點右側(cè)距離是與點時彈簧彈性勢能的增量為（/-

D.此后運動過程中物塊可能再次經(jīng)過A點

三、非選擇題：共52分。第11~14題為必考題，每個試題考生都必須做答，第15~16題為選

考題，考生根據(jù)要求做答。

（-）必考題：共43分。

11.（2021?衡水第九次調(diào)研）某同學(xué)利用頻閃照相測量滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)。圖示為

一小滑塊沿斜面下滑過程的頻閃照片，已知頻閃相機每隔0。5s閃光一次，照片中的數(shù)字是

滑塊滑下的距離。

（1）滑塊下滑過程中的加速度大小〃=m/s2;

（2）滑塊下滑過程中經(jīng)過位置3時速度大小為=m/s；

（3）已知斜面固定在水平面上，傾角為37。，則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)〃=。（已

知sin37o=0.6,cos37。=0.8,g取10m/s）,以上結(jié)果均要求保留兩位有效數(shù)字）

12.（2021?秦皇島撫順一中）在練習(xí)使用多用電表的實驗中.

（1）某同學(xué)使用多用電表的歐姆擋粗略測量一定值電阻的阻值R，先把選擇開關(guān)旋到“x10”

擋位，測量時指針偏轉(zhuǎn)如圖甲（?）所示。以下是接下來的測量過程：

a.將選擇開關(guān)旋到“xi”擋；

b.將選擇開關(guān)旋到“*100”擋；

c.將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表

筆；

d.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值Rx；

e.斷開兩表筆，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處（或“OFF”擋），并拔出兩表筆。

以上實驗步驟中的正確順序是（填寫步驟前的字母）。

（2）重新測量后，指針位于如圖甲（b）所示位置，被測電阻的測量值為

（3）歐姆表內(nèi)部電路可簡化為如圖乙所示的電路，已知電流計的量程/g=lmA,電池電動勢

E=3V,則該歐姆表的內(nèi)阻是kd表盤上0.6mA刻度線對應(yīng)的電阻值是kC。（結(jié)

果均保留兩位有效數(shù)字）

————

0中

乙

13.（2021?湖南高三聯(lián)考）如圖所示，一金屬箱固定在傾角為的足夠長固定斜面上，金

屬箱底面厚度不計，箱長《=4.5m,質(zhì)量叫=8kg。金屬箱上端側(cè)壁A打開，距斜面頂端

4=5m?，F(xiàn)將質(zhì)量牡=1kg的物塊（可視為質(zhì)點）由斜面頂端自由釋放，沿斜面進(jìn)入金屬

箱，物塊進(jìn)入金屬箱時沒有能量損失，最后與金屬箱下端側(cè)壁8發(fā)生彈性碰撞。碰撞的同

時上端側(cè)壁A下落鎖定并釋放金屬箱。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)4=0.3,與金屬箱

內(nèi)表面間的動摩擦因數(shù)〃2=0」25,金屬箱與斜面間的動摩擦因數(shù)4=若，重力加速度

g取lOm/s）,sin37°=0.6,cos370=0.8。求：

（1）物塊與金屬箱下端側(cè)壁2相碰前瞬間的速度：

（2）物塊與金屬箱側(cè)壁第二次相碰前物塊的速度。（結(jié)果保留2位小數(shù)）

14.（2021?秦皇島撫順一中）如圖所示，在xO-v坐標(biāo)系中的第一象限內(nèi)存在沿x軸正方向

的勻強電場，第二象限內(nèi)存在可調(diào)節(jié)的垂直于紙面的勻強磁場（圖中未畫出）。一粒子源固

定在x軸上0）點,沿y軸正方向釋放出速度大小均為W的電子，電子經(jīng)電場后恰

好從y軸上的N點進(jìn)入第二象限。已知電子的質(zhì)量為〃?，電荷量為e,電場強度￡=即也，

2eL

不考慮電子的重力和其間的相互作用，求:

（2）若第二象限充滿勻強磁場，要使電子從尸-2乙處射出第二象限，則所加磁場的大小和

方向；

（3）若第二象限是一個垂直于紙面向外的圓形有界磁場，磁感應(yīng)強度為8,要使電子經(jīng)磁

場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時，與x軸的夾角為60。，則圓形磁場的最小面積。

（-）選考題：共9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(yīng)的題號右側(cè)方框涂黑，按所涂題號進(jìn)行評分；多涂、多答，按所涂的首題進(jìn)行評分;

不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評分。

15.（2021?邯鄲大名一中）如圖所示，粗細(xì)均勻的“少’形管豎直放置，左管封閉、右管開口，

管內(nèi)的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱長度L=20cm,左右兩管中水銀柱的高度差為

/i=8cm,已知環(huán)境溫度A）=27℃,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為7W+273K,大氣壓強

po=76cmHg。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

h

（1）若在右管緩慢注入水銀，計算當(dāng)兩管液面相平時左管中氣柱的長度；

（2）若給左管氣體加熱，計算當(dāng)兩管液面相平時左管中氣柱的攝氏溫度。

16.（2021?邯鄲大名一中）由某種新型材料做成的某個光學(xué)元件，其中一個截面是半徑為R

的半圓形，尸。為半圓的直徑，。為該柱形截面的圓心.一激光器發(fā)出的光與直徑PQ成45。

角的方向射入元件內(nèi)，入射點沿P。由下向上移動當(dāng)移動到B點時，光線恰好從元件的中點

E射出，如圖所示繼續(xù)上移到位置C（圖中未標(biāo)出）時光線恰好不能從圓弧面射出（不考慮

經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光）。己知該新型材料的折射率〃=正，光在真空中的傳播

（1）由B點射入的光線在元件內(nèi)通過的時間;

（2）C點與。的距離。

答案以及解析

1.答案：D

解析：A、逸出功是金屬的固有屬性，與金屬本身有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，故A錯誤；

BC、根據(jù)光電效應(yīng)方程叱，知1,最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度

無關(guān)，但最大初動能與入射光的頻率不是成正比關(guān)系，故3c錯誤：

。、根據(jù)紇,,,=加-叱，結(jié)合圖象可知，圖線的斜率表示普朗克常量，故0正確。

故選：Do

2.答案：A

解析：合力F的起點為圓心以表示6N大小線段作圖，則連接F的終點和圓上的任意一點均

可以得出招的大小和方向，當(dāng)K與圓相切時得到的夾角最大，由幾何規(guī)律可知，

sinG=—=0,6,故9=arcsin0.6：大約為36度角，只有小于36度角的方向是可能的，故A正

10

確，BCD錯誤。故選：Ao

解析：由安培定則及磁場的疊加原理可知A處的合磁場方向沿4c方向，所以導(dǎo)線A所受磁

場作用力的方向與A、C所在平面垂直，選項A錯誤；同理可知，B處的合磁場方向沿AC

方向，所以導(dǎo)線B所受磁場作用力的方向與A、C所在平面垂直，B項正確；因通電導(dǎo)線在

其周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度5=根據(jù)磁場的疊加原理知A處的合磁感應(yīng)強度大小

r

為學(xué)（“為B到A的距離）,而8處的合磁感應(yīng)強度大小回，所以48單位長度所

受的磁場作用力大小之比為1：2,C、D錯誤.

4.答案：D

解析：

5.答案：C

解析：AB、根據(jù)電功率的計算公式可得：P=EI,由于E不變，則P與電流I成正比，故AB

錯誤；CD、由于外電阻為純電阻，則「=￡7=二，說明P與R成反比，故C正確、D錯

R

誤。

故選：Co

6.答案：B

Mm…「Mm

=\Amg,G—-mg=mco2R,由以上兩式解得，該行星自轉(zhuǎn)

解析：由萬有引力定律得G鏟

的角速度為。=腐?

B正確，A、C、D錯誤.

7.答案：ABC

解析：

8.答案：AB

解析：電容器板間帶電油滴恰好靜止，重力和電場力大小相等，電場力向上，油滴帶負(fù)電;

滑動變阻器滑片向下滑動時，電路中電流減小，電源內(nèi)阻r和定值電阻凡的分壓減小，滑動

變阻器&兩端的電壓增大，電容器兩極板電壓增大，板間電場的電場強度增大，油滴受到

的電場力增大，向上移動，重力勢能增大，電場力做正功電勢能減小，A正確。電路中與和

《消耗的總功率即為電源的輸出功率，當(dāng)滑片向下滑動時外電路電阻（凡+&）＞廠，且

在變大，所以電源輸出功率減小，B正確。由以上分析知，電壓表的讀數(shù)增大，C錯

誤。根據(jù)電源的效率關(guān)系77=gxlOO%,可見，電動勢E不變，路端電壓U增大，電源的

效率增大，D錯誤。

9.答案：BD

解析：A、根據(jù)對稱性和電場的疊加原理可知，。點的電場強度大小為左耳，故A錯誤；

r

BC,設(shè)未開小孔前，金屬球殼在C點的電場強度大小為4點處電荷量為q的點電荷在

C點的電場強度大小為修，開孔后，C點的電場強度大小為。

則g=k詈*方向向右；E?=吟,方向向右，故&=耳故B正確,

C錯誤。

D、同理，D點的電場強度大小為ED=女工一="(90二.),故。正確。

°(2r)(3r)236產(chǎn)

故選：BD。

10.答案：BC

解析：AB、小物塊靜止于A點，則彈力的大小和靜摩擦力大小相等，取向右為正方向，則

彈簧彈力的范圍為：fmg&F]WRmg,當(dāng)施加向右的拉力尸運動時，小物塊受到向左的

摩擦力為f=合力為：F'=F+F.r-^img,故合力的范圍為：F-2jumg<F'<F,

加速度的范圍為：--2pg<a<-,尸大小的最小值只需大于零，故A錯誤，B正確;

mm

C、根據(jù)動能定理得：(/-〃叫%=0,由動能關(guān)系可知彈性勢能的增加量

=-WT=（F-jumg）xQ,故C正確;

D、如果物塊能回到A點，則該過程中彈簧的彈力和恒力F作用為零，但摩擦力始終做負(fù)功,

根據(jù)動能定理可得動能為負(fù)值，這時不可能的，故D錯誤；

故選：BCo

11.答案：(1)4.0

(2)1.0

（3）0.25

解析：(1)由?可知，加速度為:

（4+&）-（'+%）0.0650+0.0549-0.0448-0.0351

a=m/s2=4.0m/s2；

4T24x0.052

(2)滑塊下滑過程中經(jīng)過位置3時速度大小為:

0.0448+0.0549

m/s?1.0m/s

2x0.05

（3）由牛頓第二定律得：0=.sin37°-“mgcos37°=8如37°-〃gcos37。，解得:〃=0.25。

m

12.答案：（1）acde;（2）24.0（24也給分）；（3）3.0;2.0

解析：(1)把選擇開關(guān)旋到“xlO”擋位時，指針偏角過大，說明檔位選擇過高，應(yīng)該改選“xi”

擋位，然后調(diào)零，再進(jìn)行測量，最后歸位。則正確操作步驟是：acde-,

(2)重新測量后，指針位于如圖甲(b)所示位置，被測電阻的測量值為24.0C；

E3

(3)該歐姆表的內(nèi)阻是4=1=話3000Q=3.OkQ。

E

設(shè)表盤上0.6mA刻度線對應(yīng)的電阻值為七,根據(jù)/=，,丁.丁,表盤上0.6mA刻度線對應(yīng)的

4+&

_3

電阻值0.6x10-3=,解得R?=2.0kC。

3000+Rx

13.答案：（1）物塊沿斜面下滑，設(shè)加速度為4,末速度為匕。

由牛頓第二定律可得：nt,gsin0-^rn.gcos0=m2a}

由運動學(xué)規(guī)律可知：2q/；=片

物塊進(jìn)入金屬箱后，設(shè)加速度為生，末速度為內(nèi),由牛頓第二定律可得：

,n

〃4gsin0—/J2iScos0=m2a2,

由運動學(xué)規(guī)律可知：Vj-v,2=2aJ,,

解得：v2=9m/s

（2）物塊與金屬箱側(cè)壁發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后物塊與金屬箱的速度分別為為、匕，由動量

+mv

守恒定律及能量守恒可得：團2V2=m2V3i4，

121212

5色險=5"匕+]見匕

物塊與金屬箱側(cè)壁發(fā)生彈性碰撞后，物塊沿金屬箱底面向上滑行，設(shè)加速度為火,金屬箱

向下運動的加速度為4,由牛頓第二定律

對物塊：r^gsin0+cos0=m2a3

對金屬箱：，“gsin，一〃3（，"[+zn,）gcos6（-p2m2gcos6=m}a4

物塊減速運動為。時，匕=生乙

解得：％=ls

1s內(nèi)物塊和金屬箱位移之和x總=；4彳+匕。+gaJ：=75m>45"

說明物塊第二次與金屬箱碰撞為側(cè)壁4o

設(shè)物塊上滑的位移為演，金屬箱下滑的位移為匕，第一次與第二次碰撞的時間間隔為

由運動學(xué)規(guī)律可得：%=42+；%匕,

12

X\=V3Z2~2^2

根據(jù)位移關(guān)系可得：

設(shè)第二次碰撞前物塊的速度為%,由運動學(xué)規(guī)律可得：v5=v3-^2

解得：%=3.15m/s,方向沿斜面向上。

1Ec

14.答案：（1）從M到N的過程中，電子做類平拋運動，有乙=——e/,%=%/，

2m

八

解得打=L，則N點的坐標(biāo)為0,一二二L.

3

37

（2）設(shè)電子到達(dá)N點的速度大小為h方向與y軸正方向的夾角為。，由動能定理有

-mv2--mv^=eEL,根據(jù)速度關(guān)系可得cos9=%=L解得v=2%,6>=60°.

22v2

空］4L

二2匕，可得，又有電子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律

cos30°

evB=",解得8=網(wǎng)金,垂直于紙面向外。

r2eL

電子在磁場中偏轉(zhuǎn)90。后射出，則磁場最