2021年河北省邯郸市高考物理三模试卷(含答案解析)

2021年河北省邯郸市高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.下列说法正确的是（）

A.如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应

B.一个笊核与一个僦核结合发生核聚变的核反应方程为：H+胃He+In

C.夕射线是原子核外的电子电离形成的电子流，它具有较强的穿透能力

D.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立

2.如图是甲、乙两质点的了一3图象，则由图可知（）

A.0时刻乙的速度大

B.甲、乙两质点都做匀加速直线运动

C.在相等的时间内甲的速度变化大

D.在前5s内乙的速度大

3.环球飞车是一场将毫无改装的摩托车文化与舞台进行演绎的特技炫幻表演。近日在银泰城就进

行了精彩的环球飞车表演。如图所示，在舞台中固定一个直径为6.5m的球形铁笼，其中有一辆

摩托车在球心共面的水平圆面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A.摩托车受摩擦力、重力、弹力和向心力的作用

B.摩托车受到水平圆面内与运动方向相同的摩擦力

C.在此圆周运动中摩托车的向心加速度不变

D.摩托车做圆周运动的向心力由弹力来提供

4.如图所示，在一平面坐标系xOy内有四个电量相等的点电荷a、b、c、ahyd

e—e

位于正方形四个顶点，、在久轴上且为、连线的中点，。为II

dABabcdI•

II

其中心。一质子（不计重力）沿x轴在变力F作用下从4点匀速运动到B

3-------------------------(+)

点。则下列说法正确的是（）

bc

A.4、0、8三点中，4点电势最高

B.A、0、B三点中，。点电势最低

C.质子所受电场力方向先沿y轴正向，后沿y轴负向

D.质子所受电场力方向先沿y轴负向，后沿y轴正向

如图所示，将三个形状不规则的磁石块叠放在水平桌面上，处于静止状态.下

列说法正确的是（）

A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力

B.石块b一定受到三个力的作用

C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力

D.桌面对石块c的作用力一定竖直向上

6.如图所示，在竖直放置的半圆形容器的中心。点分别以水平初速度也、外抛出两个小球（可视为

质点），最终它们分别落在圆弧上的4点和B点，已知。4与。B互相垂直，且04与竖直方向成a角，

则两小球初速度之比最为

A.tanaB.tana,tanaC.cosaD.cosaVtana

7.在采煤方法中，有一种是用高压水流将煤层击碎而将煤采下，今有一采煤高压水枪，设水枪喷

水口横截面积S,由枪口喷出的高压水流流速为“假设水柱垂直射在竖直煤层的表面上，冲击

煤层后水的速度变为零，已知水的密度为p,则水柱对煤层的平均冲击力有多大（）

A.pSv2B.2pSv2C.pSvD.2pSv

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.在真空中某正点电荷的电场中，将两个不同的检验电荷分别置于M、N两点，A/./G

两检验电荷所受电场力方向如图所示（不计检验电荷间相互作用），下列说下/

法正确的是（）/

A.N处检验电荷带负电且七＞&

B.两检验电荷带异种电荷

C.M点检验电荷的电势能小于N点检验电荷的电势能

D.若将M点处检验电荷沿MN连线从M点移到N点，其电势能一定先增大后减小

9.如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4：1,电压表和电流表均为理想电表，

凡为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，心为定值电阻.若发电机向原线圈输入如图乙所示的

正弦交流电.下列说法中正确的是（）

甲

A.输入变压器原线圈的交流电压的表达式为U=36as讥50兀小

B.t=0.01s时，发电机的线圈平面与磁场方向垂直

C.变压器原、副线圈中的电流之比为4：1

D.&温度升高时，电流表的示数变大

10.如图所示，金属导轨4DM、BCN固定在倾角为0=30。的斜面上。虚线4B、CD间导轨光滑，ABCD

为等腰梯形，AB长为L,CD长为23CB、NC夹角为心虚线CD、MN间为足够长且粗糙的平行

导轨。导轨顶端接有阻值为R的定值电阻，空间中充满磁感应强度大小为反）、方向垂直斜面向

上的匀强磁场。现从48处由静止释放一质量为m、长为2L的导体棒，导体棒在光滑导轨上运动

时加速度不为零，导体棒始终水平且与导轨接触良好。已知导体棒与粗糙导轨间的动摩擦因数

苧，导体棒及导轨电阻不计，重力加速度为g,则下列说法中正确的是（）

A.导体棒在光滑导轨上做加速度增大的加速运动

B.导体棒在光滑导轨上运动过程，通过定值电阻的电荷量为非型对

4R

C.导体棒在粗糙导轨上一定先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动

D.〃=等时，导体棒的最终速度大小为染

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

11.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将6mL的油酸溶于酒精，制成1047nL的油酸酒精溶

液，测得1加八的油酸酒精溶液有75滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的

油膜的面积是110CM2,由此估测出油酸分子的直径为巾（结果保留1位有效数字）。

12.如图为一列沿X轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时的波形

图，波的周期7>0,6s,则经过0.4s,P点经过的路程为多少。

四、实验题(本大题共2小题，共15.0分)

13.用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.将直径为d,质量为m的小球从4点由静止下落，下

方H(H»d)处固定一个光电门B,小球经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取"=作为

小球经过光电门时的速度.重力加速度为g.

AI9小球

I

I

I11111

I1"，'，小球滋先来

I

;光电门05’10------i------

B中二二接计纣器

光电门

甲乙丙

(1)如图乙为10分度游标卡尺测量小球的直径，结果为d=mm.

(2)小球从4下落到B的过程中，重力势能减少量/Ep=(用题中字母表示).

(3)小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图丙所示.由此测量小球经过光电门8时

的动能比真实值(选填“大”、“小”或“相等”).

14.为了测量一个量程为3.0V的直流电压表的内阻即(约为儿千欧)，所用的电路如图甲所示.

(1)请将图乙的器材连成完整的电路；

(2)该实验中需要进行的步骤罗列如下，合理的顺序是(用步骤前的字母表示)

A.闭合开关S

员将电阻箱R。的阻值调到零

C.调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为3.0U

。.断开开关S

E.调节电阻箱R。的阻值使电压表示数为1.5V,读出此时电阻箱R。的阻值F.把滑动变阻器的滑片P滑

至!la端

(3)若在实验步骤E中，如图丙读出R。的阻值为0,则该电压表的内阻R/的测量值为0,

由于系统误差，测量值(选填“偏大”或“偏小”)。

五、计算题(本大题共4小题，共45.0分)

15.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个四分之一光滑圆弧轨

道4B的底端等高对接，整个装置处在方向竖直向下的匀强电场中，匀强电I忙

场场强为E=1xN/C；如图所示.已知小车质量M=0.15kg,圆弧轨

道半径R=0.4m.现将一质量?n=0.05kg、电荷量为+q=5.0x10-6c的小I»E»»

滑块，由轨道顶端4点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车.滑块与小车上表面间的动摩擦因

数〃=0.15(小滑块在运动过程电荷量保持不变，取g=10m/s2)试求：

(1)滑块到达圆弧轨道最低点B端时，它对圆轨道的压力大小；

(2)若小车足够长，滑块在小车上滑动时二者的加速度分别为多少，最终速度为多少.

16.如图所示，在光滑水平地面上放置质量M=2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道

相切.一质量m=1kg的小滑块自4点沿弧面由静止滑下，4点距离长木板上表面高度h=0.6m.

滑块在木板上滑行t=1s后，和木板以共同速度》=lm/s匀速运动，取g=10m/s2.求：

(1)滑块与木板间的摩擦力.

(2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功.

(3)滑块相对木板滑行的距离及在木板上产生的热量.

17.在如图所示的玻意耳实验中，假设当左右两臂内水银面等高时，测

得封闭端空气柱长40cm,大气压强为76(hmnHg,则当空气柱的

破意耳实验的示意图

压强分别为790nunHg和2986nlmHg时，它的长度在理论上应为多少？

18.一半径为R的;球体放置在水平面上，球体由折射率为禽的透明材

料制成.现有一束位于过球心。的竖直平面内的光线，平行于桌

面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所

示.已知入射光线与桌面的距离为亨.求出射角.

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：力、只有入射光的频率大于金属的极限频率才能发生光电效应；如果用紫光照射某种金属

发生光电效应，改用绿光照射该金属不一定发生光电效应。故A错误。

8、根据核反应书写规律：质量数与质子数相等，那么一个气核与一个瓶核结合发生核聚变的核反应

方程为：出+/T2^e+乩，故B正确。

C、0衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故C错误。

D、卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故。错误。

故选：Bo

只有入射光的频率大于金属的极限频率才能发生光电效应；根据核反应书写规律：质量数与质子数

相等，即可判定；卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子的核式结构学说；0衰变所释放的电子是原

子核内的中子转化成质子所产生的.

解决本题的关键熟悉教材，了解物理学史，特别是原子物理部分的常识，不能混淆，同时注意夕射

线中电子的由来，及原子的核式结构与原子核的复杂结构的区分.

2.答案：B

解析：解：4、0时刻乙的速度为零，甲的速度大于零，故。时刻甲的速度大；故A错误；

8、两图象均为直线，速度均随时间均匀增加；故两质点均做匀加速直线运动；故8正确；

C、乙的斜率较大；故在相等的时间内乙的速度变化大；故C错误：

D、前5s甲的图象在乙图象的上方，故前5s内甲的速度大；故。错误；

故选:B。

速度-时间图象的斜率表示加速度.由图直接读出速度，比较速度大小.速度变化量等于末速度与

初速度之差.

本题考查基本的读图能力，抓住速度图象的斜率表示加速度，面积表示位移就能正确解答.

3.答案：D

解析：解：4、摩托车受摩擦力、重力、弹力的作用，向心力是效果力，受力分析时不需要分析，故

A错误；

B。、摩托车受摩擦力、重力、弹力的作用，竖直方向重力与摩擦力平衡，所以摩擦力方向竖直向上，

弹力提供向心力，故8错误，。正确；

C、由于摩托车做匀速圆周运动，在此过程中摩托车的向心加速度大小不变，方向时刻变化，故C

错误；

故选：Do

摩托车在水平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力，摩托车并没有受到向心力的单独作用，弹

力充当向心力，方向时刻变化。

对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源，熟练应用向心力公式求解以及圆周运动的公

式的应用，向心力不进行受力分析。

4.答案:D

解析：解：48、如图所示在x轴任意一点上做出a、b、c、d四个电荷所产生的电场的方向，根据E=詈

可知电荷a和电荷b在该点产生的场强Ea和反大小相同，且与水平方向的夹角相同，故Ea和瓦的合

场强竖直向下；同理电荷c、d在该点的场强外、Ed大小相等，但合场强方向竖直向上，故在x轴上

任意一点的场强方向只能是沿y轴正方向或沿y轴负方向，即x轴与电场线垂直，故x轴在一条等势线

上，故40B三点电势相等，故AB错误；

CD、根据E=詈可知在x轴负半轴上电荷a和电荷。产生的场强Ea和场大于

电荷c和电荷d产生的场强尻、Ea，故在4轴负半轴上场强的方向沿y轴负方

向，而。点合场强为0,在x轴正半轴上，合场强沿y轴正方向，而质子所受

电场力的方向与场强的方向相同，故质子所受电场力尸方向先沿y轴负向，后沿y轴正向，故C错误,

。正确。

故选：Do

沿电场线方向电势逐渐降低，电场线与等势面相互垂直；电场强度的合成遵循平行四边形定则；正

电荷所受电场力的方向与场强的方向相同.

本题考查了真空中的点电荷的电场强度的表达式、电场的合成遵循平行四边形定则、电场线和等势

面相互垂直.此类题目处理起来比较繁琐容易出错.

5.答案：D

解析：

a与b的接触面不水平，对a受力分析，根据平衡条件判断A选项，根据平衡条件判断b受到力的个数，

对abc整体受力分析，即可分析CD选项。

考查整体法与隔离法的运用，掌握平衡条件的应用，注意平衡力与相互作用力的区别，注意b对a的

作用力是支持力与摩擦力的合力。

人石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A错误：

B.b受到重力、c对b的支持力，a对b的压力以及a对b的摩擦力，共4个力作用，故B错误；

C.以三块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；

De水平方向不受摩擦力，则桌面对石块e的作用力一定竖直向上，故。正确；

故选Do

6.答案：B

解析：

由几何关系可知两球下落高度及水平位移的关系，再由平抛运动的规律可求得初速度之比。

本题考查平抛运动的规律，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体

运动，解题的关键在于明确题意及几何关系。

由几何关系可知，4的竖直位移心=Rcosa,水平位移4=Rs讥a；

B的竖直位移J=Rcos(90°—a)=Rsina,水平位移4=Rsin(90°—a)=Rcosa

由平抛运动的规律可知，h=\gt2,

X=VQt

解得%=X岛

则=%=tanayjtana,故B正确，AC£)错误。

%xBy]hA

故选B。

7.答案：4

解析：解：设水流的横截面积为S,贝阻时间内喷水质量为：m=pSvt...@

以该运动方向为正方向，对其与墙壁碰撞过程采用动量定理(水平分运动)，有：-尸t=()-rnl；…②

2

联立解得：F=pSv

根据牛顿第三定律可得水柱对煤层的平均冲击力为pS〃2,故4正确，错误。

故选：4。

先求出时间t内喷出水的质量m,再对质量为小的水分析，其水平方向经过t时间与煤层的竖直表面碰

撞后速度减小为零，根据动量定理列式求解水对煤层的平均冲击力。

本题主要是考查动量定理，关键是对水流截取一段，对其水平分运动运用动量定理列式求解。

8.答案:BD

解析：解：AB、将尸2和0的作用线延长相交，交点即为点电荷的位置，可知，点电荷对M处试探电

荷有排斥力，对N处试探电荷有吸引力，所以这两个试探电荷的电性一定相反,M处检验电荷带正电，

N处的检验电荷带负电，且后2>%,电场力F=Eq,由于q大小不确定，力大小关系不确定，故A

错误，B正确；“/'i

C、在真空中某正点电荷的电场中，沿电场线方向电势降低，离正电荷越

近电势越高，所以<PN>9M，电势能Ep=<?q,正电荷的电场中正电荷的电Q；/

、•

势能大于零，负电荷的电势能小于零，M点检验电荷的电势能大于N点检

验电荷的电势能，故C错误；

D、负电荷从M点移到N点，其电势先升高后降低，电势能先减小后增大，故。正确。

故选：BD。

将尸2和0的作用线延长相交，交点即为点电荷的位置，由此确定试探电荷的电性；

根据M、N到点电荷的距离，分析电势关系，判断移动电荷时电势能的变化；

电场力F=Eq,电势能昂=9如都与电荷量有关。

本题要掌握点电荷电场线和等势面的分布情况，熟悉公式电场强度E=k*,电场力F=Eq,电势能

Ep=(pq,>

9.答案：BD

解析：解：力、由图乙可知交流电压最大值Um=36近叫周期T=0.02s,可由周期求出角速度的值

为急=10°兀，则可得交流电压期的表达式U=36V2sinl007TtV，故A错误；

B、t=0.01s时，瞬时值为零，发电机的线圈平面与磁场方向垂直，故B正确；

C、变压器原、副线圈中的电流之比为1：4,故C错误.

t处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故£>正确；

故选：BD.

由图乙可知交流电压最大值〃„=36鱼V，周期7=0.02s,可由周期求出角速度的值，则可得交流

电压u的表达式U=36位sinlOOzr"、由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，Rt处温度

升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流.

根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比

与匝数比的关系，是解决本题的关键.

10.答案：BD

解析：

根据导体棒的受力，结合安培力的变化，运用牛顿第二定律分析导体棒的运动规律.根据法拉第电

磁感应定律，结合电量的公式求出导体棒在光滑导轨上运动过程，通过定值电阻的电荷量.当导体

B212V

棒所受的合力为零时，做匀速运动，结合平衡和安培力的经验表达式自一进行求解。

本题考查滑杆问题，关键是熟练运用切割公式、欧姆定律公式、安培力公式、牛顿第二定律公式，

注意求解电荷量时要用感应电动势的平均值进行计算。

4导体棒在光滑导轨上运动时，速度增大，切割产生的感应电动势增大，感应电流增大，棒子所受

的安培力增大，根据牛顿第二定律知，导体棒的加速度减小，做加速度减小的加速运动，故4错误；

B.根据法拉第电磁感应定律，有:E=瞿=聆,电荷量:q==萼,S="L+2L)土=%,

解得q=噜士,故B正确；

C.导体棒在光滑导轨上做加速度减小的加速运动，进入粗糙导轨后，安培力和摩擦力的合力可能大

于重力沿斜面方向的分力，导体棒进入粗糙导轨后不一定做加速运动，故C错误；

。.当导体棒所受的合力为零时，速度最大，根据平衡有：mgsind=B(^-)v+nmgcos30°,解得》=

黑7，故。正确。

故选

11.答案：7x10-1°

解析：解：1mL溶液中含有纯油酸的体积为捻znL.则1滴该溶液中含有纯油酸的体积为V=,x

=8X10-6m/,

V-6-6

d=-=-8X--10---X-1-0mq7x10-10m»

Slioxio_4

故答案为：7x10-1°

用油膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜

面积，从而求出分子直径。

本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的

厚度。理解实验原理，掌握实验方法是关键。

12.答案：0.4m.

解析：试题分析：据波形图可知三臂=岫能，则,誉=鲫麟

4

经过半个周期P的路程为2个振幅：0.4m.

考点：本题考查了横波的传播规律和图象、振动和波的关系.

13.答案：24.4；mgH；大

解析：

(1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读.

(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量.

(3)根据挡光位移的测量误差得出速度的测量误差，从而得出小球经过B点动能的测量误差.

解决本题的关键知道实验的原理以及误差的来源，掌握游标卡尺的读数方法，知道游标卡尺读数不

需要估读.

(1)游标卡尺的主尺读数24nun,游标读数为0.1x4mm=0.4mm,则d=24.4mm.

(2)小球从A下落到B的过程中，重力势能减少量ZEp=zngH.

(3)小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，可知用小球的直径表示挡光的位移，挡光的位移

偏大，根据知，速度测量值偏大，则测量小球经过光电门B时的动能比真实值大.

故答案为:(1)24.4,(2)mgH,(3)大.

14.答案：(1)(2)BFACED^FBACED(3)29002900偏大

解析：

应先连接电路，使测量电路电压由小到大，先让电阻箱阻值为0,再让电压表满偏，再调节电阻箱,

记录.据此排序；电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于

计算值，则会引起测量值的偏大.

考查半偏法测电阻的原理，明确串联电阻后会引起测量支路的电阻的增大，其分压要变大，此为误

差的来源.

解(1)如图所示:

(2)8.将电阻箱Ro的阻值调到零；凡把滑动变阻器的滑片P滑到a端；4闭合开关S；C.调节滑动变阻器

R的阻值，使电压表的示数为3.0IZ；E.调节电阻箱品的阻值使电压表示数为1.5V,读出此时电阻箱R。

的阻值；D.断开开关S(注意先调零与先移动滑动变阻器到最大阻值，前后不影响，故8尸的顺序可以

颠倒).

(3)由如图丙读出用的阻值为29000,因是串联关系，则电阻与电压成正比：电压表示数为1.5V,则

电阻箱岛分压为1.5匕则&=Ro=29000,因该支路实际电压要比原电压变大，即Ro的分压要大一

些，故心的实际值要小一些，即测量值比真实值大.

故答案为：(1)如答图；(2)BF4CED或者尸BACEO；(3)2900；2900；偏大

15.答案：解：(1)滑块从4端下滑到B端重力和电场力做功，由动能定理得：(7ng+qE)R=：m诏

滑块在B点由牛顿第二定律得：FN—mg—Eq=

解得轨道对滑块的支持力为：FN=3(mg+qE)=3x(0.05x10+5.0xIO_6x1x10s)=3N

由牛顿第三定律得：F/=3N

(2)滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，对滑块：—〃(mg+qE)=mai，

代入数据得：的=-3m/s2

对小车：fi(mg+qE~)=Ma2>

代入数据得a2=lm/s2

设经时间t后两者达到共同速度，则有：v0+ait=a2t

解得：t=1s

由于t=Is<1.5s,故Is后小车和滑块一起匀速运动，速度1?=1m/s

答：(1)滑块到达圆弧轨道最低点B端时，它对圆轨道的压力大小是3N；

(2)若小车足够长，滑块在小车上滑动时二者的加速度分别为-3m/s2和lm/s2,最终速度为lm/s.

解析：(1)根据机械能守恒求出小滑块从4点运动到B点的速度，根据牛顿第二定律求出轨道对它的

支持力.

(2)滑块滑上小车后，小车做匀加速直线运动，滑块做匀减速直线运动，若两者速度相等时，一起做

匀速直线运动；根据牛顿第二定律即可求出加速度，然后运动学的公式即可求出.

本题是机械能守恒、牛顿第二定律和能量守恒的综合应用，根据能量守恒定律求解滑块相对小车滑