2021届河北省高三普通高中学业水平选择性考试模拟演练物理试题解析版

2021年河北省普通高中学业水平选择性考试模拟演练物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共6小题，每小题4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.如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度IBkr，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为（a，b），若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为（）A.0aIb，沿y轴正向B.0aIb，沿y轴负向C.0bIa，沿y轴正向D.0bIa，沿y轴负向【答案】A【解析】【分析】【详解】x方向导线电流在A点的磁感应强度大小为0xIBkb由安培定则，可知方向垂直纸面向外，由题知若A点的磁感应强度为零，则y方向导线电流产生的磁场磁感应强度方向垂直纸面向里，由安培定则知，y轴放置的导线中电流方向沿y轴正向，其大小满足0yIIBkkaby轴放置的导线中电流的大小0aIIb故选A。2.如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（）A.0.3mB.0.6mC.0.9mD.1.2【答案】B【解析】【分析】【详解】根据运动的独立性，小球在竖直上抛运动的过程中，小船以1.0m/s的速度匀速前行，由运动学知识212hgt小球上升的时间0.3st小球上抛到再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离为·21.020.3m=0.6mxvt故选B。3.假定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的k倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍，则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为（）A.3knB.3nkC.knD.nk【答案】A【解析】【分析】【详解】根据万有引力充当向心力，设地球的半径为R，月球的半径为r，对地球同步卫星21112214πMmGmnRTnR对月球轨道舱22222224πMmGmrTr地球质量M1和月球质量M2分别为3114π3MR3224π3Mr12k联立可得轨道舱飞行的周期T2与地球同步卫星的周期T1的比值231TkTn故选A。4.如图，理想变压器原线圈匝数为1100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10V。已知RL：R=4：1，则副线圈的匝数为（）A.225B.550C.2200D.4400【答案】C【解析】【分析】【详解】假设理想变压器原线圈的输入电压为U，根据理想变压器线圈两端电压之比为线圈匝数之比可知，原线圈两端电压和2V满足133110V11001UnUn解得原线圈输入电压为220VU理想变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的反比，原线圈电流1I和通过灯泡的电流2I满足1221InIn定值电阻R满足欧姆定律1110VIR，则通过灯泡的电流为121221100110VnIInnR结合L41RR可知副线圈电压为22LL221100110V11001104VUIRRnRn原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比122110VUnUn代入2U得1222220V110V110011001104Vnnnn变形得22411001100n解得副线圈得匝数为22200n故选C。5.如图，x轴正半轴与虚线所围区域内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。甲、乙两粒子分别从距x轴h与2h的高度以速率v0平行于x轴正向进入磁场，并都从P点离开磁场，OP=12h。则甲、乙两粒子比荷的比值为（不计重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A.32：41B.56：41C.64：41D.41：28【答案】C【解析】【分析】【详解】甲粒子从高MNh的位置水平水平飞入磁场，运动的轨迹如图所示甲粒子圆周运动的半径为111ONOPr，在1OMP中根据勾股定理可知22222111()2MPrOMrrhrhh则222hOMMPOPrhh在MNO中，根据几何关系可知2232tan374hrhhOMhMN解得14132rh乙粒子从高222OAOPh的高度水平飞入磁场，转过14圆周从P点飞出则乙粒子运动的半径为222rOAh洛伦兹力提供向心力2vqvBmr解得mvrqB可知粒子运动的半径r与粒子的比荷qkm成反比，所以甲、乙两粒子比荷的比值为21264414132krhkrh甲乙故选C。6.螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为0。现用一个倾角为0的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（）A.实现摩擦自锁的条件为tanB.下落过程中重物对螺杆的压力等于mgC.从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mghD.从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh【答案】D【解析】【分析】【详解】A．实现自锁的条件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大静摩擦力，即sincosmgmg解得tanA错误；B．重物从静止开始下落，落回到起点位置重物速度又减为0，所以重物在下落过程中先失重后超重，所以螺杆对重物的支持力先小于mg，后大于mg，根据牛顿第三定律可知重物对螺杆的作用力小于mg，后大于mg，B错误；C．重物缓慢上升的过程中，对螺杆和重物为整体受力分析可知，支持力与摩擦力的合力与重物的重力等大反向，如图即Fmg，重物缓慢上升，根据动能定理可知F0Wmgh解得FWmgh所以从重物开始升起到最高点，摩擦力做功小于mgh，C错误；D．从重物开始升起到最高点，即用于合力F做功，也转化为重物上升增加的重力势能mgh，所以F2WWmghmghD正确。故选D。二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.游乐场滑索项目的简化模型如图所示，索道AB段光滑，A点比B点高1.25m，与AB段平滑连接的BC段粗糙，长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑，到B点进入水平减速区，在C点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1m的D点停下。设滑块与BC段的动摩擦因数为0.2，规定向右为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是（）A.缓冲墙对滑块的冲量为-50N·sB.缓冲墙对滑块的冲量为-250N·sC.缓冲墙对滑块做的功为-125JD.缓冲墙对滑块做的功为-250J【答案】BC【解析】【分析】【详解】由动能定理可知2012mghmv由B到C的过程中，加速度大小为22m/smgam由位移公式可得22012vvxa可得3m/sv由C到D可知222vxa解得被缓冲器反弹，滑块的速度大小2m/sv（方向与初速度反向，取负）由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量250Nspmvmv由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功2211125J22Wmvmv综上分析可知BC正确。故选BC。8.如图，内壁光滑的玻璃管内用长为L的轻绳悬挂一个小球。当玻璃管绕竖直轴以角速度匀速转动时，小球与玻璃管间恰无压力。下列说法正确的是（）A.仅增加绳长后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力B.仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，需减小C.仅增加小球质量后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力D.仅增加角速度至后，小球将受到玻璃管斜向下方的压力【答案】BD【解析】【分析】【详解】根据题意可知，22tansinmgmrmLA．仅增加绳长后，小球需要向心力变大，则有离心趋势会挤压管壁右侧，小球受到玻璃管给的斜向下方的压力，故A错误；B．仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，根据以上分析可知，需减小，故B正确；C．小球质量可以被约去，所以，增加小球质量，小球仍与管壁间无压力，故C错误；D．仅增加角速度至后，小球需要向心力变大，则有离心趋势会挤压管壁右侧，小球受到斜向下方的压力，故D正确。故选BD。9.如图，某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成，板间为真空。两金属板分别与电源两极相连，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。起初两极板边缘对齐，然后上极板转过10°，并使两极板间距减小到原来的一半。假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板。忽略边缘效应，则下列说法正确的是（）A.变化前后电容器电容之比为9：17B.变化前后电容器所带电荷量之比为16：9C.变化前后电子到达下极板的速度之比为2：1D.变化前后电子运动到下极板所用时间之比为2：1【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB．由平行板电容器电容公式4SCkd可知，变化前后电容器电容之比为11222192171718dCSdSCSddS电容器两端电压不变，变化前后电容器所带电荷量之比为1122917QCQC故A正确，B错误；C．电子由静止从上极板运动到下极板过程，由动能定理有212qUmv解得，电子到达下极板的速度2qUvm电容器两端电压不变，变化前后电子到达下极板的速度之比为1：1，故C错误；D．电子由静止从上极板运动到下极板过程，电子的加速度qEeUammd电子的运动时间2222dmdmdtdaeUeU变化前后电子运动到下极板所用时间之比为1122212tdddtd故D正确。故选AD。10.如图，一顶角为直角的“”形光滑细杆竖直放置。质量均为m的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧处于原长0l。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内。对其中一个金属环，下列说法正确的是（弹簧的长度为l时弹性势能为201()2kll）（）A.金属环的最大加速度为2gB.金属环的最大速度为2mgkC.金属环与细杆之间的最大压力为322mgD.金属环达到最大速度时重力的功率为22mmgk【答案】BC【解析】【分析】【详解】根据对称性可知，在运动过程中，弹簧始终水平，金属环刚释放时加速度度最大；平衡位置也就是弹簧的弹力沿杆方向的分力与重力沿杆方向的分力相等时，速度最大；只有弹簧的弹力和重力做功，机械能守恒；由几何关系可知，金属环下落的高度是弹弹簧形变量的一半。A．刚释放时，弹簧处于原长，弹力为0，所以金属环的最大加速度为M2sin452agg故A错误；BD．在平衡位置弹簧的伸长量为x1，根据平衡条件有，沿杆方向有1sin45cos45mgkx由机械能守恒定律得22110112()(2)222xmgkxmv解得，金属环的最大速度为02mvgk金属环达到最大速度时重力的功率为02cos452mPmgvgmk故B正确，D错误；C．当金属环下落到到最低点，金属环速度为0，金属环与细杆之间的压力最大。设此时弹簧的形变量为x2，由机械能守恒定律得22212()22xmgkx对金属环进行受力分析，垂直于杆方向有N2cos4