2021年河北省衡水中学高考物理模拟试卷(一)(含答案解析)

2021年河北省衡水中学高考物理模拟试卷（一）

一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）

1.以下说法中正确的是（）

A.同一束光，在光疏介质中的传播速度较小

B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的色散现象

C.当红光和蓝光以相同入射角从玻璃射入空气时，若蓝光刚好能发生全反射，则红光也一定能

发生全反射

D.光的偏振现象说明光是横波

2.氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为:....5"

65671m.以下判断正确的是（）；

A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656mn

I_-13.6

B.用波长为325nm的光照时，可使氢原子从n=1跃迁到n=2能级

C.一群处于ri=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线

D.用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级

3.如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形4BCD是它的一个截

面，将a、b两种单色细光束射入到P点，入射角为。=45°,AP=

\AD,若a光折射后恰好射至4D面上，b光从CD面射出，贝i]（）

A.在介质中b光比a光速度大

B.a光在介质中的折射几=更

2

C.若要a光束在4。面上发生全反射，。角的范围应满足w]

D.改变入射角。的大小，b光一定可以从4。面射出

如图所示，竖直平面内有三个光滑斜面，4、B、C、P点均在垂直于地面PQ的同一直线上，且PC、

CB、B2间距相等均为lm。PQ的距离为百m,三个物体a、b、c分别同时从人B、C点同时静

止释放，贝女）

A.a最先到达Q点B.b最先到达Q点

C.c最先到达Q点D.a、b、c同时到达Q点

5.一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹

如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力.下列说法A

正确的有（）

A.粒子带正电荷

B.粒子的加速度先不变，后变小

C.粒子的速度不断增大

D.粒子的电势能减小

6.夏天雨后的早晨，一只蜗牛趴在一片倾斜的树叶上一动不动，

如图所示。下列说法中正确的是（）

A.蜗牛对树叶的压力是由树叶的形变产生的

B.树叶对蜗牛的摩擦力沿树叶斜向下

C.树叶受到的压力与蜗牛受到的重力是一对作用力与反作用

力

D.树叶对蜗牛的作用力与蜗牛的重力是一对平衡力

7.下列说法正确的是（）

A.电视机铭牌上所标的“额定电压220U”指的是交流电压的峰值

B.交流发电机发出的电流方向不变

C.远距离输电要用高电压，是为了减少输电线上的电能损失

D.升压变压器的原、副线圈匝数相同

8.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。4、B、C是电场中的三个点，贝1］（）

□

A.这三点的场强一样大

区这三点的场强不一样大，且B点的场强最大

C.这三点的电势不一样高，且C点的电势最高

。.由4到B移动电荷时电场力一定做负功

A.AB.BC.CD.D

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

+

9.如图所示，两平行金属板间有匀强电场，场强方向指向下板，一带电荷

量为-q的液滴，以初速度%垂直电场线射入电场中，则液滴在电场中所

做的运动可能是（）

A.沿初速度方向做匀速运动

B.向下板方向偏移，做匀变速曲线运动

C.向上板方向偏移，轨迹为抛物线

D.向上板方向偏移，轨迹为一段圆弧

10.密闭有空气的矿泉水瓶放入冰箱冷冻后变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能

）（）

A.内能不变

B.放出热量

C.外界对气体做功

D.分子的平均动能增加

11.一简谐横波沿x轴负方向传播，t=。时刻的波形如图a所示，x=0.40m处的质点P的振动图象如

图b所示，已知该波的波长大于0.4（hn,则下列说法正确的是（）

A.质点P在t=0时刻沿y轴正方向运动

B.该列波的波长一定为1.26

C.该波的周期为1.8s

D.从t=0.6s到t=1.5s,质点P通过的路程小于4cm

12.一同学为检验某空间有无电场或磁场存在，想到的下列方法中可行的是（）

A.引入检验电荷，如果它受到电场力，说明此空间存在电场

B.引入检验电荷，如果它没有受到电场力，说明此空间不存在电场

C.引入一段通电导线，如果它受到安培力，说明此空间存在磁场

D.引入一段通电导线，如果它没有受到安培力，说明此空间不存在磁场

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

13.⑴电磁打点计时器和电火花计时器都是使用（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器。

假如电源频率是4O”z时，它每隔s打一个点。

（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条

纸带，如图，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打4点时

小车运动的速度以=m/s,小车运动的加速度a=m/s2.（小数点后保留两位数字）

75aBrU

LL11

（单位：cm）

10.69

1________________________15.05

14.（22分）（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得电流表、电压表的读

数如图所示，则乙、丙的读数值依次是：人V.

乙

（2）现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为/g=InM,内阻Rg=200（©,若要将它改装成量程

为3V的电压表，应______（填"串”或“并”）一个___________螳的电阻，改装后的电压表测

量电压时.，指针指在表盘上原来0.6mA处，则被测电压的大小是V.

（3）某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件.实验中首先要描绘该元件

的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

A.待测元件（额定电压2V、额定电流200TTL4）

B.电压表V（量程0〜3U,内阻约为10k。）

C.电流表4（量程0〜0.34,内阻约为1。）

D.电流表色（量程0〜0.64,内阻约为0.5。）

E.滑动变阻器/?2（阻值范围0〜M0，允许最大电流100mA）

F.滑动变阻器七（阻值范围。〜50,允许最大电流14）

G.直流电源E（输出电压3，，内阻不计）

，.开关S,导线若干

①为提高实验的准确程度，电流表应选用一；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始

变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用（以上均填器材前序号字母）

②请在答题卷的方框内画出满足实验要求的电路图，并把答题卷图中所示的实验器材用实线连

接成相应的实物电路图.

四、计算题(本大题共4小题，共46.0分)

15.火星的半径是地球半径的土火星质量是地球质量的看，忽略火星和地球的自转，火星上的重力

g,火

加速度g次，火星与地球上重力加速度g呦之比广=_____.地球表面上可举起60kg杠铃的人，到

9地

火星上用同样的力可举起的质量是kg.

16.如图所示，内径均匀的U形管左端封闭、右端开口，管内的水银在左端封闭了「

一定质量温度为Ti的理想气体。已知U形管的竖直部分与水平部分的长度分别

为八和小左右两侧液面到管口的距离分别为与哼大气压强与竖直高度为无的.

水银柱产生的压强相当，重力加速度为g,若要使两边液面相平。IU

①可通过对左侧气体加热实现，求需要对左侧气体缓慢加热到的温度

(ii)也可通过保持温度A不变，让玻璃管水平向左做匀加速直线运动实现，求所需加速

度的大小。

17.如图所示，内壁粗糙、半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台可以绕过容器球心。的竖

直轴线以角速度3匀速转动。半球形容器的直径MON水平，。4与轴线的夹角a=60。，OB与轴

线的夹角夕=30。，小物块质量为重力加速度为g,则：

(1)若转台以角速度3匀速转动时，小物块恰好在4处随容器一起转动，且所受摩擦力恰好为0,求角

速度3的值；

(2)保持转台以第(1)问中的角速度3值转动，当小物块在B处时也可以随容器一起匀速转动，求小物

块在B处时所受摩擦力的大小和方向。

18.如图所示，在粗糙水平台阶上4点静止放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶表面问

的动摩擦因数〃=0.5,且与台阶边缘。点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个以。点为圆心的

圆弧形挡板，以。点为原点建立平面直角坐标系，挡板上边缘P点的坐标为(1.6m,0.8m).现用

F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板(g=

10m/s2).

♦y/m

(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，求拉力F作用的距离；

(2)改变拉力F的作用时间，小物块可击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值.(结

果可保留根式)

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：4、由"=可知，同一束光，在光密介质中的传播速度较小，而在光疏介质中，传播

速度较大，故A错误；

8、通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故B错误；

C、根据公式sinC=工和蓝光的折射率大可知，则蓝光的临界角小，蓝光刚好能发生全反射时，红光

n

不会发生全反射，故c错误；

。、光的偏振现象说明光是一种横波，故。正确。

故选：Do

由折射率的大小来确定光密介质还是光疏介质；由□=》可知，传播速度与折射率的大小关系；

通过一个狭缝观察日光灯属于单缝衍射；

根据临界角大小公式可判断光发生全反射的情况；

偏振现象说明光是横波，分析即可。

该题考查对光的干涉与光的衍射的理解，属于对该知识点的深度考查，其中它们都是光波叠加的结

果要正确理解，并掌握光的全反射条件，注意折射率与临界角的关系。

2.答案：D

解析：解：4、从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm,即有：-^=(-1.51-

656nm

(—34))x1.6x10-19,而当从n=2跃迁到几=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小

于656mH.故A错误.

B、当从n=1跃迁到n=2的能级，吸收的能量：牛=[-3.4-(-13.6)]x1.6xIO-，则吸收光的

A

波长是122nm,小于325nm；故8错误；

C、根据数学组合肉=3,可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谐线.故C

错误.

。、同理，氢原子的电子从陞=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E',与从n=3跃迁到n=2

的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从ri=2跃迁到兀=3的能

级.故。正确.

故选：D.

大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，可以辐射出3种不同频率的光子，跃迁释放能量满足

△E=既不能多于能级差，也不能少于此值，同时根据即可求解.

解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差.

3.答案：C

解析：解：4、Q光的折射角大于b光的折射角，由折射定律知b光的折|/

射率大于a光的折射率，由V=:分析知在介质中b光比a光速度小，故A-------\B

错误。/

B、a光折射后恰好射至4。面上。点，如图所示。根据几何关系可知：C

APAPV5

sina=「--==—

>JAP2+AD2J4%+（24P）25

a光在介质中的折射率为:

sinGsin-V10,,n

凡=赤=至=三.故B错庆。

C、若要a光束在40面上发生全反射，则有：sine-a)＞；

4BV10

传：cosa>—

I.......-V15

sina="1—cos2a>—^―

由"黑得…讥。＞经多可知:汴。号，故C正确。

D、b光的折射率大于a光的折射率，由sinC=沏/＞光的临界角小于a光的临界角，但不确定b光临界

角的范围，因此，改变入射角。的大小，b光不一定可以从4。面射出。故。错误。

故选：Co

根据折射定律分析折射率的大小，由9=(分析光在介质中速度大小。根据几何知识求出a光在介质

中的折射角，再由折射定律求出折射率。。越大，折射角越大。当光束进入长方体后恰好射至2D面

上。点时，角。的值最小，由几何知识求出此时的折射角的正弦值，由折射定律求出角。的最小值，

从而得到。角的范围。对照全反射条件，分析b光能否从4。面射出。

本题是全反射、折射定律、临界角等知识的综合应用，首先要正确作出光路图，运用几何知识研究

折射角，要掌握全反射的条件和临界角公式，并能灵活运用。

4.答案:B

解析：

根据牛顿第二定律求解加速度大小，推导出时

间的表达式，作出等时圆进行分析。

本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用，解

答本题的关键是弄清楚角度大小关系，能够作

出等时圆进行分析。

设斜面倾角为。，PQ=L=V3m;则物体沿斜

面下滑的加速度大小为a#iiW,斜面的长度

为x=上,根据位移时间关系可得:x=\at2,

cose2

3=一•，所以NPQC=

当9一一16时时间最短,tanZPQC=tauZPQ>l=-^==\/3,所

以NPQ.A,则以="；过4和C做等时圆如图所示，则知b的时间最短，故8正确，故ACO错

误。

故选B。

5.答案：B

解析：解：4、电场线与等势面垂直，且从较高的等势面指向较低的等势面，故电场线如图

从运动轨迹可以看出，粒子向电场线内侧偏转，故粒子受力方向与电场方向相反，故粒子带负电，

故A错误；

8、从上图可以看出，从左向右，电场线先均匀后逐渐稀疏，故电场力先不变后逐渐变小，故加速度

先不变后逐渐变小，故B正确；

C、由4选项分析可以知道，粒子带负电，故电场力做负功，电势能增加，动能减小，故C错误，D

错误；

故选：B。

电场线与等势面垂直，且从较高的等势面指向较低的等势面，先根据等势面画出电场线，然后再判

断物体的运动情况和能量的变化情况.

本题关键是根据等势面与电场线的关系画出电场线分布图，然后结合运动轨迹得到粒子的电性，最

后再结合功能关系进行判断即可.

6.答案：D

解析：解：4、弹力的是施力物体发生弹性形变对受力物体产生的作用力，所以蜗牛对树叶的压力是

由蜗牛身体发生形变对树叶产生的弹力，故4错误；

8、对蜗牛进行分析，蜗牛的重力沿树叶方向向下的分力与摩擦力平衡，所以树叶对蜗牛的摩擦力沿

树叶斜向上，故8错误；

C、树叶受到的压力等于蜗牛的重力垂直于树叶方向的分力，树叶受到的压力与蜗牛受到的重力大小

不相等，不是相互作用力，故C错误；

蜗牛受到重力、树叶对蜗牛的支持力和摩擦力，由于蜗牛静止，根据平衡条件可知受力平衡，

所以树叶对蜗牛的作用力与蜗牛的重力是一对平衡力，故。正确。

故选：D。

根据弹力产生的原因分析4选项；

对蜗牛进行分析，蜗牛受到重力、树叶对蜗牛的支持力和摩擦力，根据平衡条件结合作用力与反作

用力的特点进行分析BC。选项。

本题主要是考查共点力的平衡，关键是能够对蜗牛进行受力分析，掌握平衡力、作用力与反作用力

的区别。

7.答案：C

解析：解：

A、用电器上表明的电压值与电流值都是有效值；“额定电压220V”指的是交流电压的有效值。故A

错误；

B、交流发电机发出的电流方向随时间做周期性变化，故B错误；

C、在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流，以减小电路中的损耗。故

C正确；

。、根据电压之比等于线圈匝数之比可知，升压变压器的原、副线圈匝数不同，副线圈匝数一定大

于原线圈的匝数，故。错误。

故选：C。

用电器上表明的电压值与电流值都是有效值；交流发电机是利用电磁感应的原理来工作的；在远距

离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流，以减小电路中的损耗；明确变压器

原理，知道升压变压器和降压变压器的匝数关系.

本题应明确变压器原理，掌握住高压输电的模型，知道电能的损耗主要是在输电线上，采用高压输

电的目的是为了减小输电线路中的电流，以减小电路中的损耗.

8.答案：B

解析：试题分析：电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线的切线方向表示电场的方向，人

B、C的电场线疏密程度不同，电场强度不同，0,选项A错B对。等势面与电场线垂直，沿电场

线方向电势逐渐降低，所以回，选项C错。由4到B移动电荷时，若移动正电荷，电场力做正功，

移动负电荷电场力做负功，选项。错。

考点：电场线电场力做功

9.答案：ABC

解析：解：4、液滴的运动不发生偏转，故电场力与重力平衡，液滴做匀速直线运动，故A正确；

8、若重力大于电场力，则液滴将向下极板方向偏转，从而做类平抛运动，故B正确；

C、同理若电场力大于重力，则液滴将向上极板方向偏转，从而也做类平抛运动，故C正确：

。、由于电场力和重力的合力是恒力，不可能充当向心力，故不可能为圆弧，故。错误；

故选：ABC.

液滴的运动不发生偏转，故电场力和重力平衡，液滴做匀速直线运动，根据平衡条件列式进行分析

即可；若出现不平衡，则根据平抛运动的受力与运动的特点求解.

本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动规律，要注意分析重力与电场力的大小关系，从而决定

运动性质，结合平衡条件、曲线运动的条件进行分析.

10.答案：BC

解析：解：因为瓶子变扁体积减小，所以外界对它做功，瓶子中的空气向冰箱中释放热量，因为温

度降低，瓶子内气体内能减小，分子的平均动能减小.故8c正确.

故选：BC

空气体积减小，外界对其做功，气体的温度降低，它的内能减小，所以气体要向外放出热量

本题考查了热力学第一定律，记住公式△U=W+Q,此类题目难度不大

11.答案：ABC

解析：解：4、振动图象表示质点位移随时变化的规律，则由b图可知，0时刻质点振动方向沿y轴正

方向运动，故A正确；

B、P点的振动方程：y=Asin(a)t+(p0)①

由图6可知，在t=0时刻：y0=y/3cm=2x②

根据质点带动法和波向右传播，得P点位于:〜;之间；

42

可得：90=乳或不合题意)

92n

P点的初相位是丁，该波的波长：2>0.40m,结合图a可知P到。点的距离：x-x-^-=^X

由题意：Xp=0.4m；联立可得：4=1.2m。故B正确；

C、P点的振动方程：y=Asin^t+(p0)»当P点的位移等于0时，3£+3o=n7r,(几=1,2,3…)

结合图b,在P点第二次位移为0时，3t2+00=2兀

由图儿在P点第二次位移为。时，t2=l・5s

联立可得：3=当”

所以该波的周期：T=^=^=L8s,故C正确；

9

T

D、从0.6s到1.5s的时间为0.9s=所以质点在从t=0.6s到t=1.5s,质点P通过的路程为24=8cm»

故。错误；

故选：ABC.

由图b可知，质点后面的时刻位移比t=0时刻位移大，所以质点沿y轴正向运动，根据振动方程及波

速与波长周期关系结合题中条件即可求解波长、波速。

本题首先考查读图的能力，要求同学们掌握振动方程及波速与波长周期关系公式，对学生关于振动

方程的掌握要求较高，要注意数学规律的准确应用才能正确求解。

12.答案：ABC

解析：解：4、电荷在电场中一定会受到电场力的作用，故在该空间内引入检验电荷时，如果电荷受

到电场力则说明此空间一定有电场，如果没有电场力则一定没有电场，故AB正确；

C、若空间引入通电导线受到安培力，则说明此空间一定存在磁场，故C正确；

。、若引入通电导线而没有受到安培力，则可能是导线与磁场相互平行，故不能说明不存在磁场，

故。错误。

故选：ABC.

明确电场和磁场的区别，知道电荷在电场中一定受到电场力；而通电导线与磁场平行时，则不受安

培力。

本题考查电场和磁场的性质，要明确磁场中安培力与通电电流的方向有关，若通电电流沿磁场线的

方向，则电流不受安培力。

13.答案：交流0.0250.340.39

解析：解：(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是用交流电源，

打点周期为频率的倒数，故7=＞点=0.025s；

(2)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，

得：%=骡="萨=0.34m/s

根据△X=可得：

15.05-6.74-6.74X10-2=0.39m/s2；

4T24X0.12

故答案为:(1)交流;0.025；(2)0.34；0.39。

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬

时速度大小；根据逐差法可求得加速度。

对于纸带的分析问题，要掌握平均速度公式以及△%=a72的正确应用。

解析：(1)电流表的读数为：/=0.424电压表的读数为：U=11.3V；

(2)根据串联电阻具有分压作用可知，要将电流表改装为电压表，应串联一个电阻;

根据欧姆定律应有：U=/(RjR)解得R=28000；

SS

由代入解得U=1.8匕

（3）待测元件额定电流是200m4=0.24则电流表应选电流表4（量程0〜0.34,内阻约为10）;电源

电动势是31/,不论使用哪个滑动变阻器都能保证电路安全，为方便实验操作，应选用最大阻值较小

的滑动变阻器&,故选CF。

故答案为：（1）0.42；11.3；(2)串;2800；1.8；(3)C；F；

15.答案：|150

解析：解：根据星球表面的万有引力等于重力知道

GMm

下土

得出：9=*

火星的半径是地球半径的右火星质量是地球质量的M

所以火星与地球上重力加速度g地之比"=安=|

。地（力5

所以火星表面的重力加速度是0.4g.

地球表面上可举起60kg杠铃的人，说明这个人能施加的最大力尸=mgA

到火星上用同样的力尸=机。纳=m'g火

所以M=150Kg,即到火星上用同样的力可举起的质量是150Kg.

故答案为：|;150

根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度.

通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系.

求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出来，再进行之比.

16.答案：解：①设玻璃管的横截面积为S,加热前左侧气体的压强为：

3/ih3h

Pi=八一（T一5）=~TcmH9

气体体积为：匕=当

加热后左侧气体的压强为：P2=九cmHg

气体的体积为：吟=等

O

由气体状态方程知：竽=禁

*112

代人解得了2=|71

（ii）保持温度不变，两边液面相平时，左侧气体的压强为P3，

由玻意耳定律知：PiKj=P3V3

又匕=匕

代人解得：p3=|hcmHg

以水平管内的水银为研究对象，由牛顿运动定律有：

3331

pg（h+-h'）S-pg（-h+-h^S=pax-hS

oaoZ

解得：a=

答：（i）可通过对左侧气体加热实现，求需要对左侧气体缓慢加热到的温度为|7\。

（五）也可通过保持温度A不变，让玻璃管水平向左做匀加速直线运动实现，所需加速度的大小为［g。

解析：（1）先求出加热前后气体压强和体积，利用理想气体状态方程可以求出左侧气体缓慢加热到的

温度；

（2）保持温度不变，两边液面相平时，根据玻意耳定律可以求出压强，在