河北省衡水中学2021届全国高三第一次联合考试（全国卷）物理试题

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1、1 河北衡水中学河北衡水中学 2021 届全国高三第一次联合考试届全国高三第一次联合考试 物物理理 本试卷 8 页。总分 100 分。考试时间 90 分钟。 注意事项：注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，再选涂其他答案标号。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。 一一、单项选择题单项选择题：本题共本题共 8 小题小题，每小题每小题 3 分分，共共 24 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的

2、四个选项中，只有一项是符合题只有一项是符合题 目要求的。目要求的。 1.下列说法正确的是（） A.布朗运动就是分子的热运动 B.只要符合能量守恒定律的过程都能够发生 C.两个氘核结合成一个氦核时会释放一定的能量，该反应为当前核电站反应堆中的主要核反应 D.核裂变和核聚变过程中，原子核的比结合能都会增大 2.矩形金属导体处于正点电荷 Q 产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线形状正 确的是（） （感应电荷的电场在导 体内部的电场强度为零） ABCD 3.1834 年英国物理学家洛埃设计了洛埃镜实验，如图所示。水平放置的平面镜 MN 左上方有一点光源 S， 仅发出单一频率的光，

3、 平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏， 平面镜所在水平线与光屏的交点为 P， 下列说法正确的是（） A.光屏上可以看到干涉条纹B.光屏上可以看到衍射条纹 C.光屏上 P 处呈现亮条纹D.光屏上 P 处呈现暗条纹 1 2 4.有的微光夜视仪、光电鼠标是应用光电效应原理制成的。某实验小组对金属钙的光电效应现象进行了研 究，用描点法绘出的遏止电压 U，随入射光频率 v 变化的图像如图所示，图线与横轴的交点数值为 7.73， 已知普朗克常量 34 6.63 10J Sh ，电子电荷量 19 1.6 10Ce ，则图线与纵轴交点的纵坐标 a 约为 （） A.-1.2B.-1.6C.-2.0D.-3.

4、2 5.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，用活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时 封闭气体的热力学温度为 0 T，活塞到汽缸底部的距离为 L。已知外界大气压强为 p，重力加速度为 g，活 塞的半径为 2 L 、质量为 2 0 40 p L g 。由于外界气温较低，封闭气体的温度缓慢下降，封闭气体在温度下降至 0 4 5 T 的过程中，对外界放出的热量为 Q，这一过程中封闭气体的内能减少量为（） A. 3 0 9 200 p LQB. 3 0 9 200 Qp L C. 3 0 1 20 Qp LD. 3 0 1 20 Qp L 6.为限制车辆进出，通常在公园等场所门口放置若干

5、石球。如图所示，半径为 0.40m 的固定石球底端与水 平地面相切， 以切点 O 为坐标原点， 水平向右为正方向建立直线坐标系 x O。 现使石球最上端的小物块 （可 视为质点）获得大小为2.1m/s水平向右的速度，不计小物块与石球之间的摩擦及空气阻力，取重力加速 度 2 10m/sg ，则小物块落地点坐标为（） A.0.40mx B.0.59mx C.0.80mx D.0.84mx 2 3 7.如图甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成， 为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接。把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置 质量为 m 的物

6、体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为，简化示意图如图乙所示，人 字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为 g，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力 1 F为（） A 1 tan 2 mgF ，水平向右B. 1 tan 2 mgF ，水平向左 C， 1 a 2 1 2 t nmgF ，水平向右D. 1 a 2 1 2 t nmgF ，水平向左 甲乙 8.如图所示电路中， 电阻a、 b、 c、 d的阻值均为r， 其他电阻不计， 理想变压器原、 副线圈的匝数比 12 :2:1nn ， M、N 间输入的正弦式交变电流的电压有效值为 U，则电阻 a 中的电流有效值大小为（） A. 2 3 U r

7、B. 3 5 U r C. 3 2 U r D 2U r 二二、多项选择题多项选择题：本题共本题共 4 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 16 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合有多个选项是符合 题目要求的。全部选对的得题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 9.一辆玩具电动小车在平直路面上以6m/s的速度做匀速直线运动，运动过程中牵引力的功率为 9W。若某 时刻牵引力的功率突然变为 6W，且之后保持不变，对之后的运动过程说法正确的是（整个过程小车受到 的阻力不变） （） A

8、.小车的牵引力最小为 1.5N B.小车的加速度越来越小，直至为零 C.小车最终的运动速度为4m/s D.自牵引力的功率突变为 6W，到小车再次开始做匀速直线运动的过程中，小车的平均速度小于5m/s 3 4 10.2020 年 7 月 23 日，我国首次发射火星探测器“天问一号”。地面上周期为 2s 的单摆经常被称为秒摆。 假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表面后，周期变为 3s，已知火星半径约为地球半径的二分 之一，以下说法正确的是（） A.若秒摆在火星表面的摆角变小，则周期也会随之变小 B.地球质量约为火星质量的 9 倍 C.火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 2 3 倍 D.

9、“天问一号”探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期大于 2s 11.如图甲所示， 一列简谐横波沿着 x 轴正方向传播， 波源的平衡位置在坐标原点， 自0t 时刻起开始振动， 经过一段时间，波源第一次处于 y 轴正方向一侧的最高点，此时3cmx 处的质点 M 恰好开始振动。已 知波源离开平衡位置的位移 y 随时间 t 变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（） A.该简谐波的波长为 12cm B.在01.7s时间内，质点 M 经过的路程为 0.8cm C.3st 时，6cmx 处的质点开始振动 D.4.5st 时，质点 M 的速度最大 甲乙 12.如图所示，足够长的固定绝缘粗细均匀的直管道水平

10、放置，横截面为正方形，里面放有带正电的立方体 物块。物块的质量为 m，电荷量为 q，边长稍微小于管道横截面的边长，与管道间的动摩擦因数为， 匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于管道的前后面。现对物块施加水平向右的力 F，使物块自 静止开始以大小为 a 的加速度向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为 g，对物块运动过程的说法正 确的是（） A.力 F 随时间先均匀减小，后均匀增大 B.力 F 的最小值为零 4 5 C.自开始运动至 F 最小的过程中，物块的位移大小为 2 22 2 2 m g q B a D.自开始运动至 F 最小的过程中，力 F 做的功为 32 22 2 4 ag m g

11、 q B a 三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 6 小题，共小题，共 60 分。分。 13.（6 分）用如图所示的装置测定物块与水平面之间的动摩擦因数，已知重力加速度为 g，实验步骤如 下： a.将光电门固定在水平面上； b.将宽度为 d 的遮光条固定在物块上，然后在弧面上由静止释放物块； c.记下数字计时仪显示的遮光条通过光电门的遮光时间 t； d.使物块自弧面上的不同位置释放，重复以上实验步骤，多做几次实验。 请回答以下问题，第（2）问用题干和第（1）问中的相关字母表示。 （1）除遮光时间 t、遮光条的宽度 d 之外，实验中还需要测量的物理量有_（填正确选项标 号） 。 A.物块的

12、质量 m B.物块开始释放时距水平面的高度 h C.物块经过光电门后向前滑行的距离 L D.物块在水平面上总的滑行距离 x （2）用图像法处理数据，若纵轴为 2 t，则横轴为_（选填“ 1 h ”“ 1 L ”或“ 1 x ” ）时，所得 的图像为一条过原点的直线。若直线斜率为 k，则物块与水平面间的动摩擦因数_。 14. （8 分） 某实验小组改装的简易多用电表电路如图所示， 其中电流表 G 的量程为 10mA， 内阻7.5 A R ， 定值电阻 1 5.0R ， 2 24R ，电源的电动势、内阻及定值电阻 3 R的阻值未知。请回答以下问题。 （1）若该实验小组将接线柱 1、2 接入电路测量

13、电流，电流表 G 的读数为 6.0mA，则经过接线柱 1、2 的 电流为_mA。 5 6 （2）若该实验小组将接线柱 1、3 接入电路测量电压，电流表 G 的读数为 6.0mA，则接线柱 1、3 间的电 压为_V，实际上测量值很有可能有较大误差，其原因是_。 （3）该实验小组为测量某未知电阻的阻值，首先在接线柱 1、4 间接入电阻箱，调节电阻箱，当电阻箱 读数为300时，电流表 G 的 6.0mA；当电阻箱读数为200时，电流表 G 的读数为 8.0mA。之后 断开电阻箱，将待测电阻 x R接入接线柱 1、4 间，电流表 G 的读数为 4.8mA，则待测电阻 x R _。 15.（7 分）自行

14、车的后面一般都会安装本身并不发光的尾灯，如图甲所示。尾灯是由实心透明材料做成的 结构体，截面为长方形和多个等腰直角三角形组成。夜间，当后面汽车的灯光垂直尾灯照射时，光线在 尾灯内经两次全反射后会沿着相反的方向返回，如图乙所示，使后车司机容易发现。已知图乙中尾灯最 薄处的厚度和右侧等腰直角三角形的直角边长均为 d，光在真空和空气中的速度都看作 c。 甲乙 （1）求尾灯材料的折射率至少应为多大？ （2）若尾灯材料的折射率取（1）中的值，求光在尾灯中的传播时间是多少（不考虑光在尾灯中的多次 反射）？ 16.（8 分）如图所示，宽度为 L 的光滑导轨固定在水平面上，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度

15、大 小为 B，导体棒 ab、cd 紧挨着垂直于导轨并排放置在导轨上，两导体棒的质量都为 m、电阻都为 r，回 路中的其他电阻不计，某时刻使两导体棒都获得水平向右的速度，其中 ab 的速度大小为 v、cd 的速度大 小为 2v，在它们之后的运动过程中，求： （1）回路中产生的焦耳热； （2）两导体棒间的最大距离。 17.（14 分）如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系 xOy，x 轴正方向水平向右；y 轴正方向竖直向 上，第一、二象限有沿 x 轴负方向的匀强电场；第三、四象限有沿 y 轴正方向的匀强电场和垂直于纸面 向里的匀强磁场，两匀强电场的电场强度大小相等。现有一质量为 m，电荷量为 q

16、 的带正电小球自坐标 6 7 为,L L的 M 点由静止释放，恰好沿直线运动经过坐标原点 O，运动过程中第三次经过 x 轴时仍然过坐 标原点 O。已知重力加速度为 g。 （1）求小球第一次经过 O 点时的速度大小 （2）求小球第二次经过 x 轴时的坐标； （3）求第三、四象限中匀强磁场的磁感应强度大小； （4）小球第一次经过 x 轴时，若将第一、二象限中的匀强电场撤掉，求小球在之后运动过程中的轨迹与 x 轴交点的坐标。 18.（17 分）传送机是许多企业中的输送装置。如图所示，传送机主动轮顺时针转动，带动传送带始终保持 0 2m/sv 的速度运动， 两轮的大小忽略不计， 两轮间距离12.5mL ， 传送带与水平面的夹角30。 输送过程中每隔0.5st 在传送带底端放一个物块（可看成质点） ，所有物块刚释放时初速度均为零， 与传送带间的动摩擦因数均为 2 3