2021年高考物理押题预测卷（河北卷）03（考试版+全解全析）

绝密★启用前

2021年高考押题预测卷03【河北卷】

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

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

A.当线圈中通顺时针方向（俯视）电流时，测力计示数小于4

干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

B.磁铁N极所处位置的磁场强度大小“N=兵

3.考试结束后，将本试卷和答题卡•并交回。

一、选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要

C.通电后测力计示数改变量为F,则磁铁N极所处位置的磁场强度大小“N=/

求的。

BN

1.“钓鱼岛事件”一直牵动着军民爱国之心，我国空军某部为捍卫领土完整，举行了一次空前的跳伞保岛演

D.如果将•根较短磁铁挂在测力计上，并使磁铁完全放入线圈中，则通电后测力计的示数变小

练，如图甲所示为•战士从悬停在高空的直升机中跳下的画面，某同学画出该战士从跳离飞机到落地的过

3.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机，经常出现手机砸伤人脸的情况。若手机的质

程中在空中沿竖直方向运动的图象，如图乙所示，若规定向下的方向为正方向，则在竖直方向上，关

量为150g,从离人脸约20cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约

于该战士下列说法正确的是（）

为0.1s,重力加速度g=10m/s2,下列计算正确的是（）

A.手机与人脸作用过程中，手机的动量变化量大小约为0.5kg・m/s

B.人脸对手机的冲量大小约为0.3N・s

C.人脸时手机的冲量大小约为l.ONs

图甲

D.手机对人脸的平均冲力大小约为4.5N

A.015s内做加速度逐渐减小的加速运动

4.如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数分别为%、%、％，。、6端接入电压为的正弦交流电,

B.0〜10s内做自由落体运动，15s末开始做匀速直线运动

另外两个线圈分别接有电阻R和滑动变阻器R二当滑动变阻游的滑片缓慢向右移动时，下列说法正确的

C.10s末打开降落伞，以后做匀减速运动至15s末

D.10〜15s内加速度方向竖宜向上，加速度的大小逐渐减小

2.永磁体之间的相互作用与电荷之间的相互作用相似，人们将电荷的相关概念引入磁现象的研究之中。

认为磁棒的两极存在两种磁荷，N极带正磁荷，S极带负磁荷。"磁荷"观点认为磁荷可以激发磁场，描述磁

场的基本物理量定义为磁场强度H。类比电场强度的定义方法，用正磁荷在磁场中受到的磁场力F和其磁

荷Q的比值表示磁场强度H，方向与该处正磁荷受力方向一致。用图装置，可以测量通电线圈产生的磁场

和“磁荷”间的作用力。假设图中N极的磁荷。『线圈不通电时，测力计示数为£）。（）

A.线圈々的电流不断减小B.线圈片上的电流不断增大

C.线圈斗的输出功率不断减小D.滑动变阻器用两端的电压不断增大C.碰撞过程中，滑块〃受到的冲量为12N・s

D.小球能够上升的最大高度是1m

5.2020年7月31日中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平同志在北京宣布北斗三号全球星

8.如图所示，均匀带电绝缘球壳。、。h01,半径分别为R、ifiW-i-R,0、0“。2在一条直线上，两

导航系统正式开通，北斗三号（国之重器）系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星（运行

44

在地球同步轨道）和3颗倾斜同步轨道北星（其轨道平面与赤道平面有•定的夹角，周期与地球自转周期小球壳和大球壳相切，三球壳带电荷量均为+夕。已知半径为月。的均匀带正电+Q的球壳在内部的电势为

相同）共30颗卫星组成。两种同步轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

4,外部到球心距离为r处的电势为丝（r>R0>,则下列判断正确的是（〉

A.倾斜同步轨道卫星可能定点在鹰潭上空

5r

B.倾斜同步轨道卫星和地球静止轨道卫星内的仪器均处于平衡状态

C.倾斜同步轨道卫星的机械能可能大于地球静止轨道卫星的机械能

D.倾斜同步轨道卫星、地球静止轨道卫星因为半径相等，所以万有引力大小一定相等

6.利用磁场可以屏蔽带电粒子。如图所示，真空中有•匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为/■和3r的

同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，磁感应强度大小为其横截面如图所示。一带电粒子从P点正对

着圆心。沿半径方向射入磁场。已知该粒子的比荷为匕重力不计。为使该带电粒子不能进入图中实线圆

围成的区域内，粒子的最大速度为（）

B.Oi点电场强度和电势均为0

C.。1。2两点电势差52为0

D.。。2两点电势差为U0,=之

9.在养牛场里，把牛用细绳拴在树桩上，绳伸直，牛绕树桩沿同•方向旋转，细绳变短，牛到树桩的距

离越来越短。这个过程可简化为如下模型：在光滑的水平面上固定一个横截面为正方形。力cd的柱子，一

个小球用轻质细线拴在柱子上的。点，给小球•个初速度，小球绕柱子做圆周运动，俯视图如图所示。小

二、选择题:本题共4小题，每小题6分，共24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。球质量为m=lkg,细线长度为L=lm，正方形abed的边长为s=0.2m。开始时细线被拉直，且细线和

7.如图所示，在光滑水平面上，质量为"二2kg的带有光滑半圆形槽（半径足够大）的滑块在槽底ad在同一条直线上，小球沿出7cd每阶段均绕柱子做匀速圆周运动，最终击中b点，小球运动过程中的速

度始终为lm/s,下列说法正确的是（）

部有一质量为〃?=1kg的小球，滑块。和小球一起以速度%=10m/s向右滑动。另一质量也为M=2kg的

da

滑块。静止于滑块〃的右侧。两滑块相撞（碰撞时间极短）后，粘在一起向右运动，则下列说法正确的是

Vo

cb

A.细线能承受的张力至少为5N

a6

B.细线上的最大张力与最小张力之比为4:1

A.碰撞过程中，小球、滑块〃、滑块匕组成的系统水平方向动量守恒C.从小球开始运动到击中8点前的过程中，细线上的张力突变了4次

B.两滑块碰撞过程中损失的机械能为75JD.若细线能承受的最大张力为3N,小球做圆周运动的时间为1.5兀s

物理试题第3页（共22页）物理试题第4页（共22页）

10.如图所示，在竖直平面内固定有半径为R的光滑圆弧轨道A8C,其圆心为。，8在。的正上方，A、

C关于。8对称，ZAOB=a.一质量为m可看成质点的物块在A处以初速度”沿着轨道切线方向向上

运动，已知重力加速度为g,下列说法正确的有（）

B

A.若a=37°,则物块沿着轨道运动至B时的最大动能为

B.若a=37。，则物块沿着轨道运动至B时的最大动能为（mgR

c.若a=60。，则只要%取一合适的值，物块就能沿轨道到达c处图乙

D.若a=60。，则无论%取何值，物块均不能沿轨道到达c处（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）。

三、非选择题:共52分。第11〜14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15〜16题为选考题，考生

（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

根据要求作答。

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

（一）必考题:共43分。

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t的数据。

11.（6分）

2L

（iii）该同学选取部分实验数据，画出了——t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2

2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而t

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<iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

下：回答以下问题：

⑴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48两点，利用小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，5M37。=

0.60,cos37*=0.80）

12.（9分）

如图所示，是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量

a,从而求出其电容c。该实验的操作步骤如下：

⑴按电路图接好实验电路；

子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：E„=-k—（以无穷远为电势能零点请根据以上条件完成下

⑵接通电键S,调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数Uo=6.2V和微r

安表读数/o=49OnA；面的问题。

⑶断开电键S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数人将读数记录在预先设计的表格中：①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量日和电子在第1轨道运动时氢原子的能量日满足关系式

⑷根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点（图中用"X"表示）。

E.=冬

根据以上实验结果和图象，可以估算出当电容器两端电压为Uo时该电容器所带的电荷量约为_____C,n

从而算出该电容器的电容约为_____F。②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子•从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所解放的能量，恰好被量子数

〃=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考

虑电离前后原子核的动能改变，试求氮原子乙电离后电子的动能。

③氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：-=/?（-V-4-）.n=3,4.5...,请根据玻尔理论推导巴

A2-n£

耳末公式并确定里德堡常数R的表达式。

（二）选考题:共9分。请考生从2道题中任选•题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右

13.（12分）

侧方框涂黑，按所涂题号进行评分：多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行

如图所示，两块水平放置、相距为d=0.5m的长金属板接在电压U=1V的电源上。两板之间的右侧区域存在

评分。

方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为8°将喷墨打印机的喷口靠近两板中间的位置，从喷口连续

151选修3-3]（9分）

不断喷出质量均为m=3.2xl0-3kg、速度水平且大小均为vo=5m/s、电荷量相等的墨滴。墨滴在电场区域恰能

趣味运动"充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充

向右做匀速直线运动，并垂直磁场左边界进入电场、磁场共存区域后，最终打在下板的M点。M点与磁场

气之后碰碰球内气体体积为0.8m3,压强为1.5xl0SPa。碰撞时气体最大压缩量是0.08m3,不考虑压缩时气

左边界的水平距离亦为d，取g=10m/s2

体的温度变化。

（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量q；

（1）求压缩量最大时，球内气体的压强：（结果保留3位有效数字〉

（2）求磁场的磁感应强度B

（2）为保障游戏安全，球内气体压强不能超过1.75xlO5pa,那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，

球内气体压强为L5xiospa,若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午

37℃的环境下进行碰撞游戏。

14.（16分）

根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知普朗克常数人

真空中光速为c,电子的电荷量为e,质量为m,电子在第1轨道运动的半径为小静电力常量为k。

氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径

16.[选修3-4]（9分）

满足%=/C，其中。为量子数，即轨道序号，2为电子处于第"轨道时的轨道半径.电子在第。轨道运动

学校水平地面上两例相同高度的教学楼A和B相距较近，白天B楼对A楼有阳光遮挡，某时刻沿B楼楼顶

时氢原子的能量日为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能昂和电

物理试题第7页（共22页）物理试题第8页（共22页）

边缘照射的太阳光恰好落在A楼的C点，已知C与A楼楼顶的高度差为h=6m,A与B楼间距为d=18m.

截面如图所示。在B楼楼顶边缘安置一个底面为扇形的柱状透明物，扇形的半径为R=6m、圆心角为2021年高考押题预测卷03【河北卷】

150%圆心在楼顶边缘，扇形柱体的一个侧面紧贴竖直墙壁，这样就可以使A楼C点下方一定区域在此时

物理♦全解全析

获得光照。求安装了上述透明体后可使此时刻的太阳光最大能到达C点正下方多大距离处？（可将太阳光

212345678910

当做平行单色光处理，且光在该透明体中的折射率为结果可用根式表示）

DCDACDADACACBD

1.D

【详解】

A.0〜10s内图线的斜率在减小，说明运动员做加速度逐渐减小的加速运动，10〜15s运动员做加速度减

小的减速运动，故A错误：

B.0〜10s内运动员的加速度逐渐减小，不可能做自由落体运动，15s末开始做匀速直线运动，故B错误；

C.由于图象的斜率在减小，则运动员在10s末打开降落伞后做变减速运动至15s末，故C错误；

D.10s〜15s内速度向下做减速直线运动，加速度方向竖直向上，加速度的大小在逐渐减小，故D正确。

故选Do

2.C

【详解】

A.当线圈中通顺时针（俯视）电流时，根据安培定则可以判断磁铁N极所处位置的磁场方向为竖直向下。

由题意可知磁铁所受磁场力竖直向下，所以测力计示数将大于Fo,故A错误：

B.尸o是磁铁所受重力，并不是N极正磁荷所受的磁场力，故B错误；

C.通电后测力计示数改变量即为磁铁N极所受的磁场力大小，由题意可知磁铁N极所处位置的磁场强度

大小为〃N=7-，故c正确：

D.如果将一根较短磁铁挂在测力计上，并使磁铁完全放入线圈中，则通电后磁铁上正、负磁荷所受磁场

力大小相等、方向相反，磁铁所受合磁场力为零，测力计的示数不变，故D错误。

故选C。

3.D

【详解】

A.根据自由落体运动的规律，得手机下落到人脸前瞬间的速度大小为

n=y/2gh=72x10x0.2m/s=2m/s

手机与人脸作用后手机的速度变为0,选取向上为正方向，所以手机与人脸作用过程中动量变化量为

Ap=O—(—mv)=0.30kg-m/s可知两种卫星的轨道半径相同，根据

17tr

故A错误；v=---

T

BC.手机与人脸接触的过程中受到重力与人脸的作用力，则有

可得两种卫星的速率相同。如果倾斜同步轨道卫星的质量大于地球静止轨道卫星的质量，则倾斜同步轨道

Iy-mg1=Z)

卫星的机械能大于地球静止轨道卫星的机械能，C正确;

代入数据可得

A=0.45NsD.根据万有引力公式

BC错误:F-cMm

FJ-G-

D.由冲量的定义有

ly=Ft虽然轨道半径，地球质量都相同，但两颗卫星质量可能不同，万有引力也可能不相同，D错误।

代入数据可得

故选C。

尸=A.=2d?N=4.5N

6.D