2021届河北省实验中学高三第二学期4月学情调研试题物理【含答案】

2021届河北省实验中学高三第二学期4月学情调研试题物理

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、考号填写在答题卡上。

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。

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．近代物理和相应技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是( )

A．用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上，入射光

的强度越大，光电子的最大初动能就越大

B．查德威克预言了中子的存在，卢瑟福通过实验发现了中子

C．玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念

218（84Po)是氡(D．钋

22286218222Po)的比结合能大于氡(86Rn)的衰变产物之一，故钋(84Rn)的比结合能

2．甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶，在t0到tt1的时间内其vt图像如图所示。在这段时间内下列说法正确的是( ) A．甲、乙两车的平均速度都大于

v1v2 2B．甲的加速度不断增大，速度不断增大 C．甲、乙相对出发点的位移都不断增大

D．在t0到tt1的时间内，甲、乙相对于出发点的位移相同

3．在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A1

量程为1A，电流表A2量程为0.6A，闭合开关S，滑动变阻器的滑片位于a点时，电压表的读数分别为U1、两电流表示数和为I1，滑动变阻器的滑片位于b点时，电压表的读数为

U2、两电流表示数和为I2，下列判断正确的是( )

A．U1U2,I2I1

B．两电流表A1与A2示数相同 C．滑片由a滑到b，

U2U1不会变化

I1I2D．两电流表A1与A2指针偏角不同

4．2021年2月5日，我国首个火星探测器“天问一号”传回了火星照片，如图所示。多年以后，小明作为一位火星移民，于太阳光直射赤道的某天晚上，在火星赤道上某处仰望天空。某时，他在西边的地平线附近恰能看到一颗火星人造卫星出现，之后极快地变暗而看不到了，他记下此时正是火星上日落后约4小时5分。后来小明得知这是我国火星基地发射的一颗绕火星自西向东运动的周期为T的探测卫星，查阅资料得知火星自西向东自转且周期约为24小时30分，已知万有引力常量为G。根据以上信息，分析可得火星密度的表达式为( ) A．

3 23GT83 3GT2 B．

24 2GT93 GT2C． D．

5．在研究磁场对电流作用的实验中，将直导线换成一块厚度（ab边长）为d、宽度（bc边长）为l的半导体板。如图所示，当有电流I垂直于磁场方向通过半导体板时，连接在半导体板两侧的电压表指针发生偏转，说明半导体板两侧之间存在电压，这个电压叫做霍尔电压

UH。用同种材料制成的不同规格的半导体板进一步实验，记录数据结果如表格所示，由

于粗心，表格第一行没有记录全部相关的物理量，只记得第一列为实验次数，第三列为通入的电流强度，第五列为霍尔电压，请用你学过的物理知识并结合表中数据，判断表格中空格处应填写的物理量( )

A．第二列为板的宽度l

B．第四列为板的厚度d D．第四列为磁感应强度B

C．第二列为磁感应强度B

6．质量为M的半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端固定一个竖直挡板AB，在P上放两个大小相同的光滑小球C和D，质量均为m，整个装置的纵截面如图所示。开始时

P、C球心连线与水平面的夹角为，点P、D球心连线处于竖直方向，己知重力加速度

为g。则下列说法正确的是( ) A．P和挡板对C的弹力分别为B．地面对P的摩擦力大小为零

C．使挡板缓慢地向右平行移动，但C仍在P和挡板AB作用下悬于半空中，则地面对P

的摩擦力将不断增大

D．使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D一定缓慢下滑

7．如图所示，空间中存在着匀强电场，长方体ABCDA1B1C1D1中ADD1A1是边长为1m的正方形，棱AB长2m，E、F为棱AB、CD的中点，E1、F1为棱A1B1、C1D1的中点。

mgmg和 tansinA2V，E4V，B6V，C8V。已知电势A10，则下列说法正确的是( )

A．电场强度方向与CE连线平行 B．电场强度大小为23V/m

C．B、F1两点的电势差UBF1与A、E两点的电势差UAE相同 D．把0.1C正电荷从D点移到B点，电场力做功0.2J

二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示，10匝矩形线框处在匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度10rad/s 在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，B2T，则下列说法正确的是( )

A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬

时值e402cos(10t)V

B．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为1：2 C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗

9．如图甲所示，在公元1267～1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m=80kg的可视为

质点的石块装在长L40m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成30。松开3后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与O点的水平距离s=100m。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g=10m/s2，下列说法正确的是( )

A．石块水平抛出时的初速度为25m/s

B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量

C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.16105J

D．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为1.42104N

10．等腰梯形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，梯形上、

下底AB、CD长度分别为L和2L，D60，下底CD的中点E处有一个粒子放射源，可以向CD上方射出速率不等的粒子，粒子的速度方向与磁场方向垂直，不计粒子间的相互作用力，已知质子的电荷量为e，质量为m，下列说法正确的是( ) A．若AB、AD边有粒子射出，则BC边一定有粒子射出 B．若粒子可以到达B点，则其最小速度为

3eBL 6mC．到达A点和到达B点的粒子一定具有相同的速率

D．运动轨迹与AD边相切（由CD边出磁场）的速率最小的粒子在磁场中的运动时间为

8m 3eB

三、非选择题：共57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45分

11．（6分）“探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹．

(1)在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、图钉、白纸、复写纸之外，下列实验器材中还需要的有 。（填入正确选项前的字母）

A．刻度尺

B．秒表

C．天平

(2)（多选）引起实验结果出现误差的原因可能是 。

A．实验中使用密度较小的小球 B．斜槽不光滑，有摩擦

C．小球自由滚下时起始位置不完全相同

D．以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O

(3)实验中，某同学安装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端Q斜向上与水平方向所成的夹角为。该同学在某次实验时，以小球离开斜槽时运动的起始点为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，此时小球速度大小为v0。请根据平抛运动规律写出小球水平方向的位移x与时间t关系式 和竖直方向的位移y与时间t关系式 。

12．(10分) 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题．

(1)使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×10”挡，经正确操作后，指针指在图甲中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡 挡（选填“×1”或“×100”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图甲中的b位置，则待测电阻约为 Ω.

(2)图乙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，选择“×1k”挡测量某二极管的阻值，指针指在图甲中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）．

(3)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V，内阻为1Ω进行标度的，若该欧姆表中的表头满偏电流为1mA、内阻为10Ω，变阻器R0的阻值范围为0～3000Ω，由于电池老化，当电池电动势下降到1.4V、内阻增大到5Ω时，欧姆表仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变 选填“大”或“小”），若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为900Ω，则这个待测电阻的真实阻值为 Ω．

13．(12分) 如图所示，可视为质点的三个物块A、B、C质量分别为m1、m2、m3，三物块间有两根轻质弹簧a、b，其原长均为L0，劲度系数分别为ka、kb.a的两端与物块连接，b的两端与物块只接触不连接，a、b被压缩一段距离后，分别由质量忽略不计的硬质连杆锁定，此时b的长度为L，整个装置竖直置于水平地面上，重力加速度为g，不计空气阻力．

(1)现解除对a的锁定，若当B到达最高点时，A对地面压力恰为零，求此时C距地面的高度H；

(2)第(1)问的基础上，在B到达最高点瞬间，解除a与B的连接并撤走A与a，同时解除对b的锁定．设b恢复形变时间极短，此过程中弹力冲量远大于重力冲量，且忽略系统重力势能的变化，求上升过程中C的最大速度的大小v3和C自b解锁瞬间至恢复原长时上升的高度

1h.（理论表明弹簧的弹性势能可以表示为EPkx2，其中，k为弹簧的劲度系数，

2； x为弹簧的形变量）

14．(17分) 如图甲所示，两条相距l1m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。t0s时，一质量m1kg、阻值r0.5的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN,MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的vt图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数0.5，重力加速度g10m/s。试计算：

(1)进入磁场前，金属杆所受的外力F； (2)电阻的阻值R；

(3)若前8s金属杆克服摩擦力做功127.5J，试求这段时间内电阻R上产生的热量；（结果保留两位小数）

(4)在(3)的基础上，试求5-8s内外力F的冲量大小。

2

（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。 15．（选修3-3）

(1)（4分）下列说法正确的是 。（多选）

A．沸水中的胡椒粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 B．冰熔化成水的过程中，水分子的平均动能不变，分子势能增大

C．水银不能浸润玻璃，是因为附着层内的液体分子间的作用表现为引力而收缩 D．热量不可能从低温物体传到高温物体

(2)（8分）如图是由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与气缸摩擦均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好。该装置未安装到汽车上时，弹

5簧处于原长状态，气缸内的气体可视为理想气体，压强为1.010Pa，封闭气体和活塞柱长

度均为0.20m，活塞柱横截面积为1.0102m2。该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为

3.0103N时，弹簧的压缩量为0.10m。大气压强恒为1.0105Pa装置中弹簧的劲度系数。

，环境温度不变。求该

16．(选修3-4)

(1)（4分）如图为某质点做简谐振动的图像，下列说法正确的是 （多选）

A．该振动形成的波一定为横波

B．质点在t=0.25s时加速度的大小与t=1s时加速度的 大小之比为1:2

C．若图像表示一弹簧振子的受迫振动，则其固有周期 一定为2s

D．若该振动形成波速为v=2m/s的横波，则平衡位置相距10m的两质点振动步调相反 (2)（8分）如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm；图乙为大灯结构的简化图。 现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，AC1AB，半球透镜的折射率为2，4 求这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离。 tan150.27。

物理参

一、选择题

1 D

二、实验题

11．A（2分） ACD (2分) xv0tcos（1分） yv0tsin2 C 3 C 4 C 5 D 6 C 7 B 8 AD 9 CD 10 BD 12gt（1分） 212．“×1”（1分） 20.0 （2分） 正极（2分） 小（2分） 840（2分）

三、计算题 13．【答案】(1)H解：

(1)解除a的锁定后，在a的作用下，B、C上升，恢复原长后，弹簧继续伸长．当B到达最高点时．A对地面压力恰为零．设此时a的伸长量为L，对A由平衡条件及胡克定律有：

m1gL0L. (2)v3kamm2kb(L0L); hm2m(L0L).

23m3(m2m3)kaLam1g 2分

根据几何关系有：

HLaL0L 1分

解得：

Hm1gL0L 1分 ka(2)在解除b锁定的瞬间．由于弹簧恢复形变的时间极短，弹力远大于重力，因此，此过程可视为动量守恒。此时由于B达到最高点，因此B、C的速度均为零，设在B恢复原长时，

B的速度大小为v2，取竖直向上为正方向．

由动量守恒定律有：m3v3m2v20 2分 根据能量守恒定律有：

21112m2v2m3v3kb(L0L)2 222

联立解得：v3m2kb(L0L). 3分

m3(m2m3)设自b解锁瞬间至恢复原长所需的时间为t,B的高度变化量为h’ 由动量守恒定律， 有：m3hh'm20. tt根据几何关系有：hh'L0L, 联立解得：h

14．【答案】(1)6N；(2)R=1.1Ω；(3) 20.28J (4) 22.125N·S 【解析】

(1)未进入磁场前，金属棒做匀加速直线运动

m2(L0L). 3分

m2m3a其受力情况如图所示 根据牛顿第二定律

v5m/s21m/s2 1分 t5Ffma 2分

可得

F6N 1分

(2)设金属杆到达MN瞬间速度为v1

PmFv1Fat1615W30W 1分

金属杆进入磁场后其功率Pm30W 最后以v24m/s做匀速直线运动 此时金属杆的受力如图所示 因为匀速，则

FFAf

Blv2B2l2v2FABIlBl 1分

RrRr

fmg

PFvm 1分

2三式联立

R1.1 1分

(3)整个过程外力对金属杆所做的功一部分克服摩擦力和安培力做功，另一部分转化成金属杆的动能。金属杆克服安培力做功，将其他形式的能转化成电能，最终转化成热能 进入磁场前金属杆的位移

s1121at152m12.5m 1分 22WFFs1Pt2t1612.5J30(85)J165J

EK又

21mv208J 2WFWfWFAEk 2分

可得

WFA29.5J

则

Q总29.5J

QR(4)

R1.1Q总29.5J20.28J 1分 Rr1.10.5IFBILtmg(t2t1)mv2mv1 2分

其中BILtBLq

qBLx2 1分 Rr由第三问得WF克mg(x1x2) 1分

解得x213m

IF22.125NS 1分

15．(1)BC

(2)

设大气压为P0，活塞柱横截面积为S；设装置未安装汽车上之前，气缸内气体压强为P1，气体长度为l，气缸内气体体积为V1；装置竖直安装在汽车上后，平衡时弹簧压缩量为x，气缸内气体压强为P2，气缸内气体体积为V2。则依题意有：

P1P0 ① V1lS ② V2(lx)S ③ 2分

对封闭气体，安装前、后，等温变化，有：P1V1P2V2 ④ 2分

设弹簧劲度系数为k，对顶部气缸受力分析，设汽车对气缸上支座的压力为F，由平衡条件：P2SkxP0SF ⑤ 3分

联立①②③④⑤并代入相应的数据，解得：k2104N/m ⑥ 1分

16．(1)BD

(2)

如图所示，设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光

1AB14线与水平面成β角，依题意：sin ① 2分

1AB22sin()由折射定律：n ② 3分

sin设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距 离为x。

由几何关系：tanh ③ 2分 x联立①②③得：x300cm ④ 1分