河北省衡水一中邯郸分校2021届高三年级上册新高考物理试卷

2021届新高考模式物理综合试卷（河北专用）

本试卷考试时间75分钟，满分100分

一、选择题：本题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一个选项

符合题目要求；第8~10题，每小题6分，有多个选项符合题目要求，全部选对得

6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

1.笊核；H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式

6；H-2；He+2；H+2，+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中含有的笊核约为

1.0x1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;

已知Ikg标准煤燃烧释放的热量约为2.9xl（）7j,1MeV=1.6x10l3J,则M约为（）

A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】笊核；H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式

6；H-2；He+2；H+2：n+43.15MeV

则平均每个笊核聚变释放的能量为

E43.15一、，

8--=---------MeV

66

1kg海水中含有的笊核约为10x1（）22个，可以放出的总能量为

EQ=N£

由Q=,叼可得，要释放相同的热量，需要燃烧标准煤燃烧的质量

m=--—«400kg

qq

2.如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上。点处；绳的一端固定在墙上，

另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，。点两侧绳与竖

直方向的夹角分别为a和仇若a=70。，则夕等于（）

A.45°B.55°C.60°D.70°

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】甲物体是拴牢在。点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O

点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示

根据几何关系有

180=2夕+。

解得尸=55。

故选B。

3.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2,”的物块A、B,通过

不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行•A与B间、B与木板

间的动摩擦因数均为“，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45。时，

物块A、B刚好要滑动，则”的值为（)

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当木板与水平面的夹角为45°时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图

沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力

于、-=Ringcos45°

根据平衡条件可知

T=mgsin45°+/.imgcos45°

对B物块受力分析如图

N'

T

沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力

于2="3mgcos45°

根据平衡条件可知

2mgsin45°-T+/.imgcos45°+〃-3mgcos45°

两式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+cos45°+Ringcos450+4-3mgcos45°

解得

1

故选C。

4.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资

的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节

对第3节车厢的牵引力为凡若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数

第2节车厢的牵引力为（）

19FF11

A.FB.------C.—室

2019

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,因为每节车厢质量相等，阻力

相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有

F-38/=3Sma

设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为Fy,则根据牛顿第二定律有

F\-2于=2ma

联立解得耳=三。

故选C。

5.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度

为3/?,其左边缘。点比右边缘6点高0.5人若摩托车经过a点时的动能为民，它会落到坑内

c点。c与a的水平距离和高度差均为伍若经过a点时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到

达b点。消等于（）

E,

A.20B.18C.9.0D.3.0

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】有题意可知当在。点动能为fi时.，有

Z712

&=2根匕

根据平抛运动规律有

h=2gt'

h-贴

当在。点时动能为&时，有

「12

2

根据平抛运动规律有

3/?=v2t2

联立以上各式可解得

故选Bo

6.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前

后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg,则碰撞过程两物块损失

的机械能为（）

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】由回图可知，碰前甲、乙的速度分别为/=5m/s,vz.=lm/s；碰后甲、乙的速

度分别为&=Tm/s,吃=2m/s,甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得

唯+/n乙v乙=叫|冷乙吃

解得

m乙=6kg

则损失的机械能为

.r-,12.121,2

AE=甲+万％"乙方"1'府'-5"七"乙

解得

△E=3J

故选Ao

7.如图，He是竖直面内的光滑固定轨道，曲水平，长度为2R：*是半径为R的四分之一的

圆弧，与而相切于6点.一质量为小的小球.始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，

自〃点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g.小球从。点开始运动到其他轨迹最高点,

机械能的增量为

A.2mgR

B.4tngR

C.5mgR

D.6mgR

【答案】C

【解析】

本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解决问题的能

力.

设小球运动到c点的速度大小为叱，则对小球由a到c的过程，由动能定理得：

R3R-mgR=；w%2,又F=mg,解得：%2=4gR,小球离开。点后，在水平方向做初速度为零的

匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球

离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知，小球从离开

c点到其轨迹最高点所需的时间为：r=vc/g=2,小球在水平方向的加速度斫g,在水平方向

的位移为由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水

平方向的位移大小为5R,则小球机械能的增加量△E=F5R=5〃?gR,选项C正确ABD错误.

【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高.

8.如图所示，P、。两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期分别为『和2/，某时刻尸、。刚

好位于地球同侧同一直线上，经△，又出现在地球同侧同一直线上，则下列说法正确的是（）

A.P、。两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为』■!

B.P、。两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为

2

C.可能为

D.△1可能为4『

【答案】AD

【解析】

【分析】

详解】AB.根据开普勒第三定律

理一%

窗（2幻

可得P、。两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为

%

RP

故A正确，B错误；

CD.两卫星从图示位置到相距最近，满足条件是尸比。多转几圈，则有

t=2〃4(〃=1、2、3

当77=1时,

当〃=2时,

"47；

故C错误，D正确。

故选ADo

9.如图，NM是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（令>0）的点电荷固定在P点。下

列说法正确的是（）

A.沿边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B.沿MN边,从M点到N点，电势先增大后减小

C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图

NM是最大内角，所以PN>PM,根据点电荷的场强公式E=k旦（或者根据电场线的疏

密程度）可知从MfN电场强度先增大后减小，A错误；

B.电场线与等势面（图中虚线）处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从N电势先

增大后减小，B正确；

c.M、N两点的电势大小关系为°”>e,v，根据电势能的公式Ep=q*可知正电荷在M点

的电势能大于在N点的电势能，C正确；

D.正电荷从N,电势能减小，电场力所做的总功为正功，D错误。

故选BCo

10.如图，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，H和A边平行，和〃c边垂直。ab、

de足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平

恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，与金属框保

持良好接触，且与秘边保持平行。经过一段时间后（）

xxxMxxxx

n____________________b

XXXXXxFx

------►

XXXXXXx

xxxNxxCxx

A.金属框的速度大小趋于恒定值

B.金属框的加速度大小趋于恒定值

C.导体棒所受安培力的大小趋于恒定值

D.导体棒到金属框儿边的距离趋于恒定值

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】由儿边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒受到向右的安培力，做

加速运动，从边受到向左的安培力，向右做加速运动。当MN运动时，金属框的秘边和导体

棒MN一起切割磁感线，设导体棒和金属框的速度分别为匕、v2,则电路中的电动势

E—BL(y2—v^)

电流中的电流

E_BL(V2-V1)

R

金属框和导体棒受到的安培力

己框=竺空二叨，与运动方向相反

F安MN』',葭Z,与运动方向相同

设导体棒MN和金属框的质量分别为见、，%,则对导体棒MN

比以匕―匕）

=町4

R

对金属框

B2L2（V-V）

F-----------2-----（=

R~-

初始速度均为零，则a1从零开始逐渐增加，。2从£开始逐渐减小。当“|=他时，相对速度

FRnt

v-v.=———----!-------

2212笈心2（叫+/%）

大小恒定。整个运动过程用速度时间图象描述如下。

综上可得，金属框的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值，BC选项正确；

金属框的速度会一直增大，导体棒到金属框儿边的距离也会一直增大，AD选项错误。

故选BC。

二、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，每个试题考生必须作答。第15、

16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共42分。

11.2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重

力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重

力加速度的大小。实验步骤如下：

图甲

图乙

(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f的数

据。

(iii)该同学选取部分实验数据，画出了"一r图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速

t

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。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大

小为m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、8两点，利用A、8两点数据得到

小物块下滑加速度的大小为m/s'(结果均保留2位有效数字)

(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为m/s”(结果保留2位有效数

字，sin370=0.60,cos37°=0.80)

【答案】⑴.0.32或0.33（2）.3.1（3）.9.4

【解析】

【分析】

【详解】（1）［1北2］根据+可得

2L-

——=2%+at

则由生"图像可知

t

2%=65xl(r2mzs

则

vo=O-33m/s

,(190-65)x10-2

i=k=--------------m/s=3.1m/s

C40x10-2

（2）［3］由牛顿第二定律可知

mgsin0-jumgcos0=ma

即

a=gsin夕一pgcos3

当0=53。时tz=5.6m/s2,即

gsin53-pgcos53=5.6

当归37°时a=3.0m/s2,即

gsin37-/.igcos37=3.1

联立解得

^=9.4m/s2

12.实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的

实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1Q）；

电压表V（量程3V,内阻约3kC）；

电流表A（量程0.6A,内阻约1C）；

滑动变阻器R（最大阻值为20C）；

定值电阻&（阻值2C）；

定值电阻&（阻值5C）：

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满

偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-/坐标纸上描点，如图乙所示,

结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是。（单选，填正确答

案标号）

A.电压表分流

B.干电池内阻较小

C.滑动变阻器最大阻值较小

D.电流表内阻较小

图甲

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,

重新测量得到的数据如下表所示。

序号1234567

//A0.080.140.200.260.320.360.40

UN1.351201.050.880.730.710.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据

对应的坐标点并画出U-/图像o

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为（填“RJ或）。

③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路

|17V

SIIBSI

RAM

；；：：；：：£»K：：US：：

【答案】(1).B(3)./?!

WAfBS

■■■■■■■■■I

MMSIMtt

::::::::::

【解析】

【分析】

【详解】(1)电压表示数变化过小,则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选