2021届河北省衡水中学高三（下）高考密卷物理试题（解析版）

2020~2021 学年度河北衡水中学冲刺高考 物理密卷（二） 一、单项选择题（本题共有 7 个小题，每小题 4 分，在每个小题给出的四个选项中，只有一 项符合要求） 1. 电离能是原子失去电子变为阳离子必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量，氢原子处于不同能级 电高能计算公式为： iE E E  ，已知氢原子的能级公式 2n RhcE n   ，（里德伯常量 71.10 10R   ，普 朗克常量 346.62 10 Jh   ），则下列说法正确的是（ ） A. 基态氢原子的电离能约是 12.6eV B. 基态氢原子的电离能约是 1621.8 10 J C. 第一激发态氢原子的电离能约是 3.15eV D. 第一激发态氢原子的电离能约是 195.46 10 J 【答案】D 2. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量约 为 200g ，从离人眼约 20cm 的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为 0.1s ， g 取 210m/s 。下列说法正确的是（ ） A. 手机落到眼睛处的速度大小约为1m/s B. 手机对眼睛的冲量方向竖直向上 C. 手机对眼睛的冲量大小约为 0.6N s D. 眼睛对手机的平均作用力大小约为 4N 【答案】C 3. 如图所示，将两头刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导 线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是（ ） A. 产生电火花的回路只由导线与电池组成 B. 如导线端只向一个方向划动也能产生电火花 C. 锉刀采用什么材料制成对实验没有影响 D. 导线端划动的方向决定了自感电动势的方向 【答案】B 4. 光滑绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电 流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速 v 沿两导线连线的中垂线入射，运动 过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（ ） A. 小球将做匀速直线运动 B. 小球将先做减速运动后做加速运动 C. 小球将向左做曲线运动 D. 小球将向右做曲线运动 【答案】A 5. 如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球．假 定网球水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为 30°和 60°，若不考虑网球在空中受 到的阻力，则（ ） A. 两次发射的初速度之比为 3:1 B. 碰到墙面前空中运动时间之比为 1:3 C. 下降高度之比为 1:3 D. 碰到墙面时动能之比为 3:1 【答案】C 6. 5 月 15 日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首 次留下中国印迹，地球上每 26 个月才有一个火星探测器发射窗口，此时出发最节省燃料。地球和火星绕太 阳公转均可视为匀速圆周运动，已知地球公转平均半径约1.5亿千米，火星公转平均半径约 2.25 亿千米， 地球与火星处于何种位置关系时从地球发射天问一号能经椭圆轨道直接被火星捕获进入环火轨道运行 （ ） A. B. C. D. 【答案】B 7. 如图所示，一小车静止在粗糙水平面上，用细线 OA 和 AB 将一质量为 m 的小球悬挂在小车中，其中 OA 与竖直方向成 30°角，∠AOB=15°，AB 水平并与固定在小车侧壁上的拉力传感器相连。重力加速度 g 取 10m/s2，不计空气阻力，现使小车在水平外力作用下做匀变速直线运动，欲使传感器示数为零，则下列说法 正确的是（ ） A. 小车一定向左运动 B. 小车的加速度向左，大小一定为10 3 3 m/s2 C. 小车的加速度向左，大小可能为 20m/s D. 小车可能向右运动，加速度大小为 15m/s2 【答案】D 二、多项选择题（8-10 题有多个选项符合要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分， 有错选的得 0 分） 8. 大小相同的三个小球（可视为质点）a、b、c 静止在光滑水平面上，依次相距 l 等距离排列成一条直线， 在 c 右侧距 c 为 l 处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球 a 的质量为 2m，b、c 的质量均为 m。 某时刻给 a 一沿连线向右的初动量 p，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是 （ ） A. c 第一次被碰后瞬间的动能为 22 9 p m B. c 第一次被碰后瞬间的动能为 24 9 p m C. a 与 b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为 6 5 l D. a 与 b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为 7 5 l 【答案】AC 9. 水平面上固定相距为 d 的光滑直导轨 MN 和 PQ ，在 N 、Q 之间连接不计电阻的电感线圈 L 和电阻 R 。 在轨道间有磁感应强度大小为 B 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，在导轨上垂直导轨放置一质量为 m 、 电阻不计的金属杆 ab ，ab 始终与导轨接触良好。在导轨右侧有两个固定挡块C 、D ，C 、D 连线与导轨 垂直。现给金属杆 ab 沿轨道向右的初速度 0v ，当 ab 即将撞上C 、 D 时速度为 v ，撞后速度立即变为零但 不与挡块粘连。以下说法正确的是（ ）． A. ab 向右做匀变速直线运动 B. 当 ab 撞上C 、 D 后，将会向左运动 C. ab 在整个运动过程中受到的最大安培力为 2 2 0B d v R D. 从 ab 开始运动到撞上C 、 D 时，电阻 R 上产生的热量小于 2 2 0 1 1 2 2mv mv 【答案】BD 10. 如图所示，足够长斜面的倾角为 37   ，一块长度 9mL  的木板保持 4m/sv  的速度沿斜面向上匀 速运动， 0t  时刻，一个小物体以 0 14m / sv  的速度从下端冲上板，物体和木板间的动摩擦因数为 0.5  ， 210m/sg  ，sin37 0.6  cos37 0.8  ，则（ ） A. 3st  时物体速度大小为 0 B. 物体可以随木板一直向上运动 C. 3st  时物体距离木板顶端 8m D. 物体所受摩擦力方向始终沿斜面向下 【答案】AC 三、非选择题：共 54 分。第 11-14 思为必考题，每个试题考生都必须作答。第 15~16 恩为选 考题，考生根据要求作答。 11. 疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究，就地取材设计了如下实验，同时测量当地重 力加速度的大小、物块与木板间的动摩擦因数。实验步骤如下： （i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为 53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行 的刻度尺（图中未画出）； （ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端由静止释放，用手机记 录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点 作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离 L 与运动时间 t 的数据； （iii）该同学选取部分实验数据，画出了 2L t t 图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为 5.6m/s2； （iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。 回答以下问题： （1）当木板的倾角为 37°时，所绘图像如图乙所示。已读出图线上距离较大的两点对应的坐标： 2 1(0,65 10 m s )A    、 2 2 1(40 10 s,190 10 m s )B      ，利用 A、B 两点数据得到测量参考点到木板顶端的 距离为___________m；（结果保留 2 位有效数字） （2）进一步分析得到当地的重力加速度大小为___________m/s2；小物块与木板间的动摩擦因数为 ___________。（结果保留 2 位有效数字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80） 【答案】 (1). 0.017 (2). 9.3 (3). 0.33 12. 某同学测量一新材料制成的圆柱体的电阻率  ，步骤如下： （1）用 20 分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为___________cm。 （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为___________mm。 （3）该同学想利用如图丙所示的电路测量其电阻的阻值 Rx，实验的主要步骤如下： a.闭合 S1 和 S2，调节 R 和 RP，使电流表 A 和电压表 V 的示数适当，记下两表示数分别为 I1、U1； b.保持 S1 闭合、RP 阻值不变，断开 S2，记下电流表 A 和电压 V 表示数分别为I2、U2。 ①被测电阻的阻值 Rx=_______（用 I1、U1、I2、U2 表示）。 ②由于电流表、电压表均不是理想电表，则被测电阻 Rx 的测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）真 实值。 【答案】 (1). 1.130 (2). 1.705（1.703~1.707 均可） (3). 1 2 1 2 2 1 U U I U I U (4). 等于 13. 2020 年 9 月 15 日，百度联手央视新闻全程直播“万物智能一百度世界 2020”大会。大会上介绍了无人驾 驶技术的商业前景，并且将加速中国自动驾驶大规模商业化部署，不久的将来将有无人驾驶车辆驰聘在大 街小巷。无人驾驶车辆通过多种传感器检测路况环境，确保行驶安全。某测试车质量为 5m t ，沿一足够 长、倾角 37   的直斜坡公路以 1 36km / hv  的速度匀速下坡，传感器检测发现车头正前方 0 15mx  处 有一骑行者正以 2 18km / hv  的速度匀速下坡，测试车立即启动刹车系统做匀减速运动。问： （1）为了不撞上骑行者，测试车刹车时加速度 a的大小至少为多少？ （2）为了确保行车安全，无人驾驶车辆设计时考虑了多种可能性。若测试车下坡刹车时车轮被抱死，测试 车恰好不能撞到骑行者，则测试车车头距离骑行者多远时开始刹车？（已知测试车轮胎与路面间的动摩擦 因数为 0.8  ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度 210m/sg  ） 【答案】（1） 25 6 m / s ；（2）31.25m 14. 如图所示，半径为l 的弧形金属薄板，顶部有一直径为  d d l 的小孔，圆弧圆心 O 处有一粒子源， 粒子源与金属薄板间存在电势差为 U 的均匀辐向电场，金属薄板上方有一垂直纸面向外的有界匀强磁场， 磁感应强度为 B。直线 AB 为过小孔圆心且与圆弧相切的水平线。质量为 m、电荷量为+q 的粒子，从粒子 源 O 处无初速度逸出，经电场加速后从小孔射出，立即进入磁场，从小孔左右两侧射出的粒子，经磁场偏 转后以水平方向速度离开磁场。当角 很小时取sin tan    ，不计粒子重力及其相互作用。求： （1）粒子进入磁场的速度大小。 （2）从小孔左右两侧射出的粒子在磁场中运动的时间差。 （3）从小孔左右两侧射出的带电粒子从磁场飞出时位置的竖直高度差。 【答案】（1） 2v Uq m  （2） mdt qlB   （3） 2d Umh Bl q   15. 下列说法正确的是（ ） A. 德国物理学家克劳修斯在研究热机时提出：不可能从单一热库吸热使之完全变成功，而不产生其它影响 B. 一个孤立系统的总熵可以增加 C. 不浸润现象中附着层内液体分子的间距小于液体内部分子的间距 D. 晶体可以转化为非晶体，非晶体不可以转化为晶体 【答案】B 16. 如图所示，封闭的柱形导热容器内装有一定质量的理想气体，被横截面积为 S（厚度不计）的导热活塞 分隔成 A、B 两部分，不计活塞与容器壁间的摩擦力。当容器做自由落体运动时，两部分气体的体积刚好相 等。将容器固定在倾角 53   的斜面上，平衡时，A、B 两部分气体的体积之比为 2∶1，且 A 部分气体的 压强等于 0p ，重力加速度为 g，sin53 0.8  ，气体的温度始终保持不变。 (1)求活塞的质量及容器做自由落体运动时 A、B 两部分气体的压强； (2)若把容器倒置在水平地面处于静止状态，使 A 部分气体在 B 部分气体的下方，则平衡时 A、B 两部分气 体的压强之差为多少？ 【答案】(1) 05 4 p S g ； 0 4 3 p (2) 0 5 4 p 17. 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 x=5m 处的质点的振动图线如图甲所示，在 x=11m 处的质点的振动 图线如图乙所示，以下说法正确的是（ ） A. 该波的周期为 6s B. 该波的传播速度可能为 2m/s C. 从 t=0 时开始计时，x=5m 处的质点做筒谐运动的表达式为  4sin12π my t D. 该波在传播过程中若遇到 4.8m 的障碍物，不会发生明显衍射现象 【答案】B 18. 如图所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，CD 为直径，O 为圆心，对称轴O O 垂宜于 CD。位于 A 点的光 源发出一束与O O 平行的单色光，射向玻璃砖上的 B 点，经玻璃砖折射后，从 P 点沿与 CD 成 30   角 的方向射出。已知 AO 平行于 CD， 3 2AO R  ， AB R ，光在真空中的传播速度为 c。求：光从 A 点 传播到 P 点所经历的时间。 【答案】 2R c