河北省衡水中学届全国高三第一次联合考试全国卷物理试题Word.docx

1、河北省衡水中学届全国高三第一次联合考试全国卷物理试题Word河北衡水中学 2021 届全国高三第一次联合考试物 理本试卷 8 页。总分 100 分。考试时间 90 分钟。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 8 小题，每小题 3 分，共 24 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.下列说法正确的是（）A

2、.布朗运动就是分子的热运动B.只要符合能量守恒定律的过程都能够发生C.两个氘核结合成一个氦核时会释放一定的能量，该反应为当前核电站反应堆中的主要核反应D.核裂变和核聚变过程中，原子核的比结合能都会增大2.矩形金属导体处于正点电荷 Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线形状正确的是（） （感应电荷的电场在导 体内部的电场强度为零）A B C D3.1834 年英国物理学家洛埃设计了洛埃镜实验，如图所示。水平放置的平面镜 MN左上方有一点光源 S，仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏，平面镜所在水平线与光屏的交点为 P，下列说法正确的是（）A.光屏上可以

3、看到干涉条纹 B.光屏上可以看到衍射条纹C.光屏上 P处呈现亮条纹 D.光屏上 P处呈现暗条纹4.有的微光夜视仪、光电鼠标是应用光电效应原理制成的。某实验小组对金属钙的光电效应现象进行了研 究，用描点法绘出的遏止电压 U，随入射光频率 v变化的图像如图所示，图线与横轴的交点数值为 7.73，已知普朗克常量 ，电子电荷量（）A.-1.2 B.-1.6 C.-2.0 D.-3.25.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，用活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时封闭气体的热力学温度为T0 ，活塞到汽缸底部的距离为 L。已知外界大气压强为 p，重力加速度为 g，活L2 p0 L。塞的半径为

4、2、质量为40 g由于外界气温较低，封闭气体的温度缓慢下降，封闭气体在温度下降至4 0 ， ，5 9 9A. p Lp0 L Q B. 031 1200200 20 0Q p L20 0Q pL D.3 36.为限制车辆进出，通常在公园等场所门口放置若干石球。如图所示，半径为 0.40m 的固定石球底端与水 平地面相切，以切点 O为坐标原点，水平向右为正方向建立直线坐标系Ox。现使石球最上端的小物块（可g 10m/s ，则小物块落地点坐标为（）视为质点）获得大小为 2.1m/s水平向右的速度，不计小物块与石球之间的摩擦及空气阻力，取重力加速度2A. x 0.40m B. x 0.59m C.

5、x 0.80m D. x 0.84m7.如图甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成， 为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接。把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置质量为 m的物体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为 ，简化示意图如图乙所示，人字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为 g，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力F1为（）A 1F mgtan ，水平向右 B.F1 mg tan，水平向左2 21 12 C，1F mg tan，水平向右 D.F1mg tan，水平向左2 2 2甲 乙8.如图所示电路中，电阻a、b、c、d的

6、阻值均为 r，其他电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 : n2 2 :1，U23UB. 35UC. 322UDrrrrM、N间输入的正弦式交变电流的电压有效值为 U，则电阻 a中的电流有效值大小为（）A.二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。9.一辆玩具电动小车在平直路面上以 6m/s的速度做匀速直线运动，运动过程中牵引力的功率为 9W。若某时刻牵引力的功率突然变为 6W，且之后保持不变，对之后的运动过程说法正确的是（整个过程小车受到的阻力

7、不变）（）A.小车的牵引力最小为 1.5NB.小车的加速度越来越小，直至为零C.小车最终的运动速度为 4m/sD.自牵引力的功率突变为 6W，到小车再次开始做匀速直线运动的过程中，小车的平均速度小于5m/s10.2020 年 7 月 23 日，我国首次发射火星探测器“天问一号”。地面上周期为 2s 的单摆经常被称为秒摆。假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表面后，周期变为 3s，已知火星半径约为地球半径的二分之一，以下说法正确的是（）A.若秒摆在火星表面的摆角变小，则周期也会随之变小B.地球质量约为火星质量的 9 倍C.火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 2 倍3D.“天问一号”探测

8、器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期大于 2s11.如图甲所示，一列简谐横波沿着 x轴正方向传播，波源的平衡位置在坐标原点，自 t 0时刻起开始振动， 经过一段时间，波源第一次处于 y轴正方向一侧的最高点，此时 x 3cm处的质点 M恰好开始振动。已知波源离开平衡位置的位移 y随时间 t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该简谐波的波长为 12cmB.在0 1.7s时间内，质点 M经过的路程为 0.8cmC.t 3s时，x 6cm 处的质点开始振动D.t 4.5s时，质点 M的速度最大甲 乙12.如图所示，足够长的固定绝缘粗细均匀的直管道水平放置，横截面为正方形，里面放有带正电的立方

9、体物块。物块的质量为 m，电荷量为 q，边长稍微小于管道横截面的边长，与管道间的动摩擦因数为 ， 匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于管道的前后面。现对物块施加水平向右的力 F，使物块自静止开始以大小为 a的加速度向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为 g，对物块运动过程的说法正确的是（）A.力 F随时间先均匀减小，后均匀增大B.力 F的最小值为零m2 2gq B aC.自开始运动至 F最小的过程中，物块的位移大小为2 2 2D.自开始运动至 F 最小的过程中，力 F 做的功为三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。2 a g m g4 q2 2B a 3 213.（6 分）用如图

10、所示的装置测定物块与水平面之间的动摩擦因数 ，已知重力加速度为 g，实验步骤如下：a.将光电门固定在水平面上；b.将宽度为 d的遮光条固定在物块上，然后在弧面上由静止释放物块；c.记下数字计时仪显示的遮光条通过光电门的遮光时间 t；d.使物块自弧面上的不同位置释放，重复以上实验步骤，多做几次实验。请回答以下问题，第（2）问用题干和第（1）问中的相关字母表示。（1）除遮光时间 t、遮光条的宽度 d之外，实验中还需要测量的物理量有 （填正确选项标号）。A.物块的质量 mB.物块开始释放时距水平面的高度 hC.物块经过光电门后向前滑行的距离 LD.物块在水平面上总的滑行距离 x（2）用图像法处理数据

11、，若纵轴为 t 2 ，则横轴为 （选填“1 1L 或“1 ”）时，所得”“ ”的图像为一条过原点的直线。若直线斜率为 k，则物块与水平面间的动摩h擦因数 x 。14.（8 分）某实验小组改装的简易多用电表电路如图所示，其中电流表 G的量程为 10mA，内阻 RA 7.5 ，定值电阻 R1 5.0 ，R2 24 ，电源的电动势、内阻及定值电阻 R3 的阻值未知。请回答以下问题。（1）若该实验小组将接线柱 1、2 接入电路测量电流，电流表 G的读数为 6.0mA，则经过接线柱 1、2 的电流为 mA。（2）若该实验小组将接线柱 1、3 接入电路测量电压，电流表 G的读数为 6.0mA，则接线柱 1

12、、3 间的电压为 V，实际上测量值很有可能有较大误差，其原因是 。（3）该实验小组为测量某未知电阻的阻值，首先在接线柱 1、4 间接入电阻箱，调节电阻箱，当电阻箱 读数为300 时，电流表 G的 6.0mA；当电阻箱读数为 200 时，电流表 G的读数为 8.0mA。之后断开电阻箱，将待测电阻 Rx 接入接线柱 1、4 间，电流表 G 的读数为 4.8mA，则待测电阻Rx 。15.（7 分）自行车的后面一般都会安装本身并不发光的尾灯，如图甲所示。尾灯是由实心透明材料做成的结构体，截面为长方形和多个等腰直角三角形组成。夜间，当后面汽车的灯光垂直尾灯照射时，光线在尾灯内经两次全反射后会沿着相反的方

13、向返回，如图乙所示，使后车司机容易发现。已知图乙中尾灯最薄处的厚度和右侧等腰 直角三角形的直角边长均为 d，光在真空和空气中的速度都看作 c。甲 乙（1）求尾灯材料的折射率至少应为多大？（2）若尾灯材料的折射率取（1）中的值，求光在尾灯中的传播时间是多少（不考虑光在尾灯中的多次 反射）？16.（8 分）如图所示，宽度为 L的光滑导轨固定在水平面上，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导体棒 ab、cd紧挨着垂直于导轨并排放置在导轨上，两导体棒的质量都为 m、电阻都为 r，回路中的其他电阻不计，某时刻使两导体棒都获得水平向右的速度，其中ab的速度大小为v、cd的速度大小为 2v，在它

14、们之后的运动过程中，求：（1）回路中产生的焦耳热；（2）两导体棒间的最大距离。17.（14 分）如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系 xOy，x轴正方向水平向右；y轴正方向竖直向上，第一、二象限有沿 x轴负方向的匀强电场；第三、四象限有沿 y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，两匀强电场的电场强度大小相等。现有一质量为 m，电荷量为 q的带正电小球自坐标为 L,L 的 M点由静止释放，恰好沿直线运动经过坐标原点 O，运动过程中第三次经过 x轴时仍然过坐标原点 O。已知重力加速度为 g。（1）求小球第一次经过 O点时的速度大小（2）求小球第二次经过 x轴时的坐标；（3）求第三、四象

15、限中匀强磁场的磁感应强度大小；（4）小球第一次经过 x轴时，若将第一、二象限中的匀强电场撤掉，求小球在之后运动过程中的轨迹与x轴交点的坐标。18.（17 分）传送机是许多企业中的输送装置。如图所示，传送机主动轮顺时针转动，带动传送带始终保持v0 2m/s的速度运动，两轮的大小忽略不计，两轮间距离 L 12.5m，传送带与水平面的夹角 30 。输送过程中每隔 t 0.5s在传送带底端放一个物块（可看成质点），所有物块刚释放时初速度均为零，与传送带间的动摩擦因数均为 2 3 ，取重力加速度5（1）求其中的一个物块从传送带底端运动至传送带顶端的时间；（2）求传送带上最多存在多少个物块；（3）改变传送

16、带与水平面间的夹角，可以改变物块在传送带上被输送到的最大高度 h，通过分析可得 h的大小范围符合0 h h0，求 h0 的大小；（4）若传送带与水平面间的夹角改为 60 ，要使物块被输送到传送带的顶端，求物块在传送带底端所需要的沿传送带向上的最小初速度为多大？参考答案及解析河北衡水中学 2021 届全国高三第一次联合考试物理一、单项选择题1.D 【解析】布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子热运动，A 错误；仅符合能量守恒定律，不符合热力学第二定律的过程不可能发生，B 错误； 当前核电站反应堆中的主要核反应为重核裂变，C 错误；核裂变和核聚变都释放能量，比结合能都会增大，D 正确。2.A 【解析】

17、导体处于静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体内部同场源电荷 Q产生的时场强弱相同，方向相反，A 正确。3.A 【解析】光源 S直接照射到光屏上的光和通过平面镜反射的光在光屏上相遇，发生干涉，呈现干涉条纹，A 正确，B 错误；因反射光线不能照射到 P点，故 P点不会有干涉条纹，C、D 错误。4.D 【解析】光电子最大初动能 Ek eUc，由 Ek hv W0W V得U ，v图线斜率e 0 e e 7.73 10 H1z4又e 1.6 10 19 C，代入得 a 3.2 ，D 正确。5.B 【解析】2 2对活塞有， p0 2p L2L mg p L2，m由题意知040 g9p；10解得封闭气体的压

18、强为0 L又 ，得活塞上升的距离 T0 T 5L L045 h L L ，2 9 30 ，外界对封闭气体做的功 W p L h由热力学第一定律得封闭气体内能的减少量为2 200p L9 0 36.D 【解析】Q p L ，B 正确。200小物块在最高点只有重力提供向心力恰好做圆周运动时的速度为 v0，由mgmv 2 0R，得 v0 2m/s，因为 v 2.1m/s 2.0m/s，所以小物块做平抛运动，1又2 R gt ， x vt，2 2得小物块落地点坐标 x 0.84m，D 正确。7.C 【解析】以物体和梯子整体为研究对象，mg在竖直方向有 2F支 mg，得 F支 ，2以左侧梯子底端为研究对

19、象，受力分析如图所示，则1 tanF 2F解得F1 1mtagn，方向向右，C 正确。2 28.B 【解析】设电阻 c中的电流为 I，则副线圈两端的电压U2 Ir ，流过副线圈的电流 I2 2I ；由1n U I 1 2n U2 I 2 1得原线圈两端电压U1 2Ir，流过原线圈的电流 I1 I ，则流过电阻 b的电流 Ib U1 2I ，r流过电阻 a的电流电阻 a两端的电压Ua Iar 3Ir，I U又 U Ua U1 5Ir =，得 3 ，B 正确。5ra二、多项选择题9.BCD 【解析】小车功率刚变为 6W 时牵引力最小，由 P2 Fminvm，得牵引力最小值为 Fmin 1N ，A

20、错误；功率改变后小车先做减速运动，由 P Fv，a Ff F m 知，小车的加速度越来越小，直至为零，B 正确；功率改变之前，由 P1 F1v1，得阻力 F f F1 1.5N ，功率改变后，小车再次匀速运动时， 由 P2 F2v2 ， F2 Ff 1.5N，P得小车最终运动的速度大小为 2v 2 4m/sf，C 正确；自牵引力的功率突变至小车再次开始匀速运动，通过小车的 v t图像与匀变速运动的 v t图像对比，可得平均速度小于5m/s ，D 正确。10.BC 【解析】单摆的摆动周期与振幅无关，A 错误；L T 火 3 g火g由T 2 ，得 4，g T 地 2 地 9G 12又 火2 R ，

21、M地 9M火，B 正确；得第一宇宙速度V g RV g R ，C 正确；v 火 火地 地 地 3“天问一号”刚发射离开地球表面时，秒摆处于超重状态，由 T 2 L，知周期 T变小，D 错误。11.CD 【解析】由题图乙知，自开始振动经 3 1.5sT ，4波源第一次处于 y轴正方向一侧的最高点，因此OM3cm3，得波长 4cm，A 错误；4在0 1.7s时间内，质点 M仅振动了 0.2s，即 1 10 T，由 M点的振动方程得 y即大于 0.8cm，B 错误；2sin t2sin52sin 61cm ，波速 vT2cm/s ，经 t 3s，波传播的距离 x vt 6cm，因此 t 3s时，x

22、6cm 处的质点开始振动，C 正确；t 4.5s时，质点 M已开始振动了 3s，为 3 2 T ，恰好在平衡位置，速度最大，D 正确。12.AC 【解析】自物块开始运动至力 F最小，物块受力如图所示，竖直方向 FN qvB mg ，水平方向 F FN ma，又 v at 得 F ma mg qBat ，力 F和时间 t为一次函数关系，随时间 t的延续均匀减小，t当 mg 时力 F 最小，最小值设为 F1，则 F1 ma；qBa之后管道支持方向变为向下，用同样的方法分析可得出，力F随时间又均匀增大，A 正确，B 错误；自开始运动至 F最小的过程中，1x at 2m2 g2物块经过的位移2 2 2

23、 2q B a，C 正确；物块刚开始运动时力 F最大，最大值设为 F2 ，根据牛顿第二定律有，F2 mg ma，自开始运动至 F最小的过程中，F F 2a g m g 3 2力 F做的功W1 2 2 2，D 错误。三、非选择题13.【答案】（1）C（2 分）F 2 4 q B a（2）L1 （2 分）2d（3）2 gk（2 分）【解析】（1）自物块经过光电门至停止，由 v2 2aL，v dt ， mg ma，得d22 2 ，gLt因此实验中需测量的物理量为遮光条的宽度d、物块 经过光电门后向前滑行的距离 L、遮光条通过光电门的遮光时间 t，C 正确。（2）自物块经过光电门至停止，由 v2 2a

24、L，v d td 22tmg ma，得g L1 ，其中 d、p、g 为定值，2因此纵轴为 t 2 时，横轴应为 1Ld 2 d 2由t 2 12 g L因此动摩擦因数，得图线斜率22 dgk。k ，2 g14.【答案】（1）15.0（2 分）（2）0.405（2 分）接线柱 1、3 间的总阻值太小（2 分）（3）400（2 分）【解析】（1）电流表 G 和 R1 并联后的总阻值为 5 7.5 3.05 7.5电路中的总电流为 6.0mA 7.5 15.0mA 。3.0（ 2）由第（1）问可知，电流表 G的读数为 6.0mA 时， 电路中的总电流为 15.0mA，则电压的测量值为15.0 10

25、3 A 3 24 0.405V。改装后的电表接线柱 1、3 间的总阻值仅为 27 ，当接入两待测点时，可能造成电路电阻的较大改变，因此极易产生较大测量误差。（3）当电阻箱读数为300 时，回路中的总电流为I 总6.0 10 3 A 7.53E；300当电阻箱读数为 200 时，回路中的总电流I总8.0 10 3 A 7.5 3E；内 200当将待测电阻 Rx 接入时，回路中的总电流I总4.8 10 3 A 7.53ER R x由以上三式解得待测电阻 Rx 400 。15.【答案】（1）2（2）2 2c2 d【解析】（1）光在直角边自尾灯射向空气的入射角恰好等于临界角时，C 45 1 sinCn

26、联立得尾灯材料的折射率至少为 n 2 （2）光在尾灯中的传播路程 x 2 d 又 n c vx vt 联立解得光在尾灯中的传播时间 t 2 2 2 d 。c16.【答案】（1）t m1v 24mvrB（2）L2 2【解析】（1）自两导体棒开始运动至速度相同有mv m 2v 2mv 1 2 1 2 1 2Q mv m v 2mv 2 2 2 2联立解得回路中产生的焦耳热Q 1 m2 v 4（2）整个过程，对 ab棒由动量定理得BLI1 t1 BLI2 t2 BLI3 t3 mv mv 其中 q I1 t1 I2 t2 I3 t3 I t 又 E BLx tEI 2rmvr联立得两导体棒间的最大距

27、离 x17.【答案】（1）2B2L2（2） 8L,0（3）（4） 4nL,0 n 1,2,3【解析】（1）小球释放后恰好沿直线运动经过坐标原点 O，因此在第一象限中受到的合力沿MO方向，小球受到的电场力水平向左，根据题意可知 qE mg ma 又 v22a1 L联立解得小球第一次经过 O点时的速度大小为V 2 gL （2）小球在第三、四象限中重力和电场力大小相等， 方向相反，做匀速圆周运动，第二次经过 x轴时的速度与 x轴负方向的夹角为 45 ，大小仍为 v，小球第三次经过 x轴时过坐标原点 O，从第二次到第三次经过 x轴的过程，沿 x轴方向有qE ma2 1 x vtcos 451 2 a

28、t 22t 沿 y轴方向有vsin 45 g2联立得因此小球第二次经过 x轴时的坐标为 8L,0（3）小球第一次至第二次经过 x轴，在第三、四象限运动有 qvBmv2 R由几何关系知 x1 2R B m g联立解得磁场的磁感应强度大小 q L8（4）第一、二象限的电场撤去后，小球每次在第一象限沿 x轴运动的距离为联立由 得，轨迹与 x轴交点的坐标为 4nL,0 n 1,2,3。18.【答案】（1）7.25s（2）15（3）25 m（4）525 3 163m/s【解析】（1）物块沿传送带向上加速过程有mg cos mg sin ma 由运动学公式有 v0 at1 v0L1 2t 1 L L1 v0t2 联立解得物块运动至传送带顶端经过的时间 t t1 t2 7.25s （2）将某时刻刚放上的物块记为第 1 个，斜向上在传送带上的其他物块依次记为第 2 个、第 3 个、， 第 1 个刚放上时第 n1个开始匀速运动，由运动学公式有 v0 a n1 1 t 第 n1个经过的位移x a1 n 1 t 2 1 2 1第 n1个和第n1 1个、第 n1 1个和第n1 2 个、第 n1 2 个和第 n1 3个、，每相邻两个物块之间的距离x2 v0 t 1m 又 n2x2 L x1