2023年河北省普通高中学业水平选择性考试（一）物理试题（ 含答案 解析 ）

第1页/共1页2023年河北省普通高中学业水平选择性考试（一）物理注意事项：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。3.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。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.重元素的放射性衰变共有四个系列，其中一个为U238系列（从U开始到稳定的Pb为止），关于这个系列，下列说法正确的是（）A.从U到Pb，共发生7次α衰变 B.从U到Pb，共有7个中子变成了质子C.U比Pb多22个中子 D.U比Pb的比结合能大【答案】C【解析】【详解】A．从U到Pa，共发生次α衰变，A项错误；B．共发生n2=16-10=6次β衰变，因此共有6个中子变成了质子，B项错误；C．U中子数为146，Pb中子数为124，因此多22个中子，C项正确；D．衰变后原子核更稳定，Pb的比结合能更大，D项错误。故选C。2.如图所示，质量相等的a、b两球从同一水平地面同时向上抛出，a抛出时的初速度大小为v0，方向竖直向上，b抛出时初速度与水平方向夹角为53°，此后两球在空中运动过程中，始终处在同一高度，不计空气阻力，两球在运动过程中任意时刻的（）A.速度大小之比为定值 B.速度大小之差为定值C.动能大小之比为定值 D.动能大小之差为定值【答案】D【解析】【详解】AB．由题意可知，a球做竖直上抛运动。b球做斜抛运动，将b球的速度沿水平方向和竖直方向分解，则b球在竖直方向也做竖直上抛运动，在水平方向做匀速直线运动。由于两球在空中运动过程中，始终处在同一高度，则根据竖直上抛运动规律可知，b球在竖直方向的初速度等于v0，而水平分速度始终为则运动过程中当a球速度大小为v时，b球的速度大小为，故AB错误；CD．设a、b两球的质量为m，根据动能表达式可得，两球在运动过程中任意时刻的动能大小之差为故C错误，D正确。故选D。3.如图所示，一根轻质细线两端固定在天花板的A、B两点，光滑圆环套在细线上，用大小为F的水平拉力拉着圆环，圆环静止于C点，AC和BC与水平方向的夹角分别为、。已知，，则（）A.细线的拉力大小等于3F B.细线的拉力大小等于4FC.圆环重力大小等于6F D.圆环的重力大小等于7F【答案】D【解析】【详解】AB．设每根细线的拉力为T，根据共点力平衡有解得故AB错误；CD．设圆环的质量为m，根据力的平衡有解得故C错误，D正确。故选D。4.一列简谐横波沿x轴传播时刻的波形如图所示，此时质点a位于平衡位置，质点b、c的位移均为5cm，质点a的振动方程为。下列说法正确的是（）A.波沿x轴负方向传播 B.时刻，质点b的位移为-5cmC.质点b与质点c振动完全相反 D.波传播的速度大小为12m/s【答案】B【解析】【详解】A．由质点a的振动方程y=10sin2.5πt（cm）可知，t=0时刻，质点a在平衡位置沿y轴正向运动，振动的周期为T=0.8s，则t=0.4s时，质点a沿y轴负方向运动，故波沿x轴正方向传播，故A错误；B．t=0时刻和t=0.4s时刻，质点b的位置关于平衡位置对称，因此t=0时刻，质点b的位移为-5cm，故B正确；C．由于质点b和质点c的平衡位置距离不等于半波长的奇数倍，因此振动不可能完全相反，故C错误；D．波传播的速度大小为选项D错误；故选B。5.在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，定值电阻，，在a、b两端输入一有效值恒定的正弦式交流电，结果理想电流表A1、A2的示数之比为，则为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，设理想电流表的示数为，则副线圈中电流为2I2，根据电流比公式可知，原线圈中电流大小为，则中电流为，根据电压比公式有解得故选C。6.质量为1kg的物块静止在水平面上，给物块一大小为3m/s的初速度，物块在水平面上滑行1s后停下，若给物块一相同的初速度的同时，再给物块一个沿运动方向的恒力F，结果物块运动3s后停下，重力加速度大小取10m/s2，则整个过程中拉力F做功为（）A.9J B.9.5J C.10J D.10.5J【答案】A【解析】【详解】根据题意，设物块与地面间的动摩擦因数为μ，则解得μ=0.3设拉力为F，则μmg-F=解得F=2N物块在拉力作用下运动的距离则拉力做功W=Fx=9J故选A。7.半径为R的半圆形玻璃砖如图所示放置，AB面水平，O为圆心。一束单色光与水平面成45°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的E点（图中未画出），将入射点从D点移到O点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的E点，不考虑光在圆弧面上的反射，则（）A.玻璃砖对光的折射率为 B.玻璃砖对光的折射率为C.C点离地面的高度为R D.C点离地面的高度为【答案】C【解析】【详解】AB．画出光路如图，则光线在AB面上入射角为折射角则折射率选项AB错误；CD．因DC平行于OE，则解得CF=R选项C正确，D错误。故选C。二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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。8.已知地球的密度为ρ，万有引力常量为G，同步卫星在轨运行的周期为，则（）A.近地卫星的运行周期为B.近地卫星的运行周期为C.同步卫星轨道半径与地球半径之比为D.同步卫星轨道半径与地球半径之比为【答案】AC【解析】【详解】CD．设地球半径为R，则对同步卫星解得则故C正确，D错误；AB．设近地卫星绕地球做圆周运动的周期为，根据开普勒第三定律解得故A正确，B错误。故选AC。9.如图所示，AB是圆的直径，长为m，O为圆心。有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，从圆周上A点向圆面内各个方向发射出动能相同的电子，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，电子经过B点时动能为2eV，∠COA=60°，取O点电势为零，电子电荷量的绝对值为e，不计电子重力，则（）A.B点的电势为2V B.电子从A点射出的初动能为6eVC.匀强电场的电场强度大小为3V/m D.圆周上电势最高点的电势为V【答案】BD【解析】【详解】A．根据题意可知，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，根据动能定理-eUOB=2eV-4eV解得UOB=2V取O点电势零因此B点电势为故A错误；B．根据匀强电场电势分布特点，可知在任意方向上电势降落都是均匀的，则得=2V根据动能定理解得故B正确；C．根据题意可知，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，所以O、C两点电势相等，过B点作CO延长线的垂线，则垂线长为因此匀强电场电场强度大小为故C错误；D．圆周上电势最高点的电势故D正确。故选BD。10.如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=2T，导轨左端接有阻值为R=10Ω的定值电阻，导轨间距为d=1m。长为L=1m、电阻为r=10Ω、质量为m=0.5kg的金属棒垂直放在导轨上。t=0时刻，用水平向右的拉力F拉金属棒，金属棒从静止开始运动，电阻R中的电流随时间变化的规律如图乙所示，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，则（）A.金属棒做加速度越来越大的变加速运动B.拉力F的最小值为1.25NC.0~4s内，通过金属棒横截面的电荷量为4CD.0~4s内，拉力F的冲量大小为9N·s【答案】BD【解析】【详解】A．电阻R中的电流结合图像可得代入数值解得v=2.5t因此金属棒做加速度为a=2.5m/s2匀加速直线运动，选项A错误；B．根据牛顿第二定律有可知，最小拉力Fmin=ma=1.25N选项B正确：C．由I-t图像的面积可知，0~4s内，通过金属棒横截面的电荷量为q=×1×4C=2C选项C错误；D．由得当t=4s时F2=3.25N则0~4s内，拉力F的冲量大小选项D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学设计了一个测物块与长木板间动摩擦因数的实验，实验装置如图所示。长木板固定在水平桌面上，轻弹簧一端连接在长木板上的固定挡板上，质量为m的物块（视为质点）放在长木板上与轻弹簧另一端接触。重力加速度为g，（以下各空均用题中所给相关物理量的字母表示）（1）实验前，测出长木板上表面离地面的高度h，用力推动物块压缩轻弹簧，用刻度尺量出弹簧被压缩后的长度L，再量出物块离长木板右端N的距离x1，由静止释放物块，记录物块落地的位置，量出物块落地点离长木板右端N的水平距离s1，则物块离开木板时的速度大小v1=___________。（2）向左移动挡板，改变挡板在长木板上固定的位置，再用力推动物块压缩轻弹簧，使弹簧被压缩后的长度为___________，再量出物块离长木板右端N的距离x2，由静止释放物块，记录物块落地的位置，量出物块落地点离长木板右端N的水平距离s2，由此测出物块与长木板间的动摩擦因数为μ=___________。【答案】①.②.L③.【解析】【详解】（1）[1]第一次物块滑离长木板时的速度大小为（2）[2]为保证物块离开了弹簧时速度大小相等，应使弹簧被压缩后的长度仍为L。[3]第二次物块滑离长木板时的速度大小为根据动能定理解得12.为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室内选择了合适的器材组成了如图甲所示的电路。图中定值电阻R0=2Ω，电流表A1的量程为100mA，内阻RA1=10Ω；电流表A2的量程为200mA，内阻RA2=5Ω，定值电阻R1=2Ω。（1）请在图乙的方框内，画出图甲电路的电路图；（）（2）电路中将R2与电流表A2串联，将电流表A2改装成了量程为3V的电压表，则R2=___________Ω，此电路中定值电阻R0中可能通过的最大电流为___________A；（3）闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到___________（填“a”或“b”）端，闭合电键后，多次调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表A1、A2的示数I1、I2，以I2为纵轴、I1为横轴作I2—I1图像，得到图像与纵轴的截距为190mA，图像斜率绝对值为2，则电池组的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留三位有效数字）。【答案】①.②.10③.0.6④.a⑤.2.85⑥.1.33【解析】【详解】（1）[1]电路图如下图所示（2）[2]R2与A2串联，将电流表A2改装成了量程为3V的电压表，则电阻R2为[3]电阻R1与电流表A1并联，将电流表A1改装成新的电流表量程为因此电路中R0中允许通过的最大电流为0.6A。（3）[4]闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片移到a端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大。[5][6]根据闭合电路欧定律有带入数据可得整理得由题意有，联立解得E＝2.85V，r≈1.33Ω13.如图所示，一个导热性能良好、质量为2kg的汽缸开口向下用轻绳悬吊在天花板上，用厚度不计、面积为S=10cm2的密封良好的活塞封闭缸中的气体，活塞的质量为1kg，此时活塞离缸底的距离为20cm，轻弹簧一端连接在活塞上，另一端固定在地面上，（轻弹簧处于竖直状态，此时弹簧的压缩量为1cm，弹簧的劲度系数为k=10N/cm，外界大气压恒为p0=1.0×105Pa。环境温度为300K，忽略一切摩擦，重力加速度取g=10m/s2，问：（1）要使弹簧处于原长，需要将环境温度降为多少？（2）要使轻绳的拉力刚好为零，需要将环境温度升高为多少？【答案】（1）256.5K；（2）396K【解析】【详解】（1）设开始时缸内气体压强为p1，对活塞进行受力分析，根据力的平衡有代入数据解得设弹簧处于原长时，缸内气体压强为p2，对活塞进行受力分析，根据力的平衡有解得根据理想气体状态方程解得（2）当轻绳的拉力刚好为零时，设弹簧的压缩量为x2，对汽缸和活塞整体进行受力分析，根据力的平衡有解得设缸内气体压强为p3，对汽缸进行受力分析，根据力的平衡有解得设升高后的温度为T3，根据理想气体状态方程解得14.如图所示，质量为M=1kg、长为L=1m的长木板A锁定在光滑的水平面上，质量为m=0.5kg的物块B（可视为质点）以一定的初速度v0从长木板的左端滑上长木板，恰好能停在长木板的右端。B与A上表面的动摩擦因数μ从左向右随移动距离l变化关系如图乙所示。重力加速度取g=10m/s2。（1）求物块B滑上长木板时的初速度v0大小；（2）若解除长木板的锁定，物块B仍以初速度v0从长木板左端滑上长木板，求最终物块相对长木板滑行的距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物块B在长木板上运动过程，只有摩擦力做功，前半段摩擦力不变，后半段由图乙知摩擦力随位移均匀变化，根据功能关系有解得（2）设最后共同速度为v，根据动量守恒有解得系统损失的动能由于因此，物块B相对长木板滑行的距离大于0.5m，设物块滑过长木板中点后又相对滑行的距离为x0，则根据功能关系有解得因此，物块B相对长木板滑行的距离15.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，y轴与x=d之间有斜向右上，方向与x轴正方向成45°角、电场强度大小为E的匀强电场，x=d与x=2d之间有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I，在x=2d与x=3d之间有垂直于坐标