2021届河北衡水中学高三（下）模拟物理试题（一）

绝苗★启用刖

2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题

物理

本试题卷共8页，18题。全卷满分100分，考试用时90分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定

位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域均无效。

3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上

的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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

要求的。

I.如图所示，一束复色光照射到水中的球形气泡以后，经折射后分成6两束单色光，下列说法正确的是

A.在真空中，a光的传播速度大于力光的传播速度

B.a光能发生偏振现象，b光不能发生偏振现象

C.a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，6光的条纹间距更大

D.a、b两束光分别通过同一单缝衍射装置，“光的中央亮条纹较宽

2.如图所示为氢原子的能级图，处于〃=4能级的氢原子吸收频率为％的光子后恰好能发生电离，则氢原子

由〃=4能级向低能级跃迁时放出光子的最大频率为

日V

〃c

O

X二

54

5«-

4二a1

3|

".8S

2X

-.4

166._i/

A.—v0B.—v0C.15%D.16%

IDOJ

3.如图所示，。点为半圆柱形透明物体横截面的圆心，A3为其直径，一单色光平行于A8方向从C点射入

透明物体，然后直接从B点射出。已知乙钻。=30°,则透明物体的折射率为

D.V2

4.如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激。一质量为机的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行

至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1,飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N?,已知重力加速度

为g,则乂与N2大小之差为

A.0B.2mgC.4mgD.6mg

5.2021年5月25日，500架无人机自广州海心沙腾空，化作稻菽干重浪、田间耕耘人，纪念“杂交水稻之

父”袁隆平院士。其中一架无人机在升空后进行编队表演的一段时间内沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，

其u-r图象如图所示，已知无人机的质量为2kg,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是

A.0〜6s时间内无人机先上升，2s末开始下降

B.0〜6s时间内无人机所受重力做功为零

C.0〜6s时间内无人机所受合外力做功为1J

D.2〜6s时间内合外力的冲量为4N-S

6.三角形具有稳定性，生活中随处可见利用三角形支架固定的物体。现有一个悬挂物体的支架，如图所示，

轻杆。4与轻杆08均用钱链固定在竖直墙上，且两轻杆间的夹角6=30。。轻绳一端悬挂重物，另一端固定

在。点，此时Q4轻杆方向水平，则轻杆的弹力大小之比为

C.百:2D.2:73

7.如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，两定值电阻的阻值分别为4=5。，&=20。，电压表、电

流表均为理想电表，当。、6两端接入交流电源，交流电的电压随时间变化的规律如图乙所示，电阻和消

耗的功率相等，则下列说法正确的是

A.电压表的示数为27VB.电流表的示数为1.8A

C.变压器原副线圈的匝数比为7：1D.电源的输出功率为64.8W

8.如图所示，在倾角为6=30。的光滑斜面的底端有一个固定挡板，劲度系数为k的轻质弹簧的两端分别拴

接在固定挡板和质量为〃，的小物体8上，质量为2〃7的小物体A与B靠在一起处于静止状态。已知弹簧的弹

性势能为纥=g区2,其中x为弹簧的形变量，不计空气阻力。现用一沿斜面向上的恒力尸=2〃?g（g为重

力加速度）拉动小物体A使其向上运动，当小物体A、B恰好分离时，小物体A的速度大小为

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得。分。

9.如图所示，在正方体的顶点A和顶点G处放置带电量分别为+4、-4的点电荷，则下列说法正确的是

B.顶点用、。处的电场强度相同

C.质子从B点移动到C点电势能减少

D.电子从C点移动到。点电势能增加

10.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其变化过程的V-T图象如图所示，8C的

反向延长线通过坐标原点。。已知该气体在状态A时的压强为L5xl()5pa,下列说法正确的是

A.该气体在状态8时的压强为2.0xl()5pa

B.该气体在状态C时的压强为1.0x105pa

C.该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为100J

D.该气体从状态A到状态C的过程中放出的热量为200J

II.如图所示，一列简谐横波沿X轴传播，实线为r=0时的波形图，虚线为，=0.5s时的波形图，下列说法正

确的是

A.若波沿x轴正方向传播，则其最大周期为2.0s

B.若波沿x轴负方向传播，则其传播的最小速度为2m/s

C.若波速为26m/s,贝打=0时P质点的运动方向为y轴正方向

D.若波速为14m/s,则，=0时P质点的运动方向为），轴正方向

12.如图所示，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的倾角为8=30。，底端接一阻值为R的电阻，质量为

加的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量为4〃2的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒的电阻为

r=-R,长度为3金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小

5

为8的匀强磁场中，现将重物由静止释放，重物下落高度/?时达到最大速度内已知重力加速度为g,导轨电

阻均不计，则重物从释放到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是

A.通过电阻R的电量为空也

R

B.安培力的冲量大小为空吆

6R

C.金属棒克服安培力做的功为;机（7g/2-5y2）

D.电阻R上产生的焦耳热为—55）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）

用如图甲所示的实验装置测定滑块的加速度大小，将气垫导轨调整水平并安装光电门A,滑块上固定一遮光条,

滑块用跨过气垫导轨左端定滑轮的轻质细线与钩码相连，调整定滑轮高度使细线水平，滑块每次都从同一位置

3由静止释放，光电门A的位置可以改变，光电门A与位置2间的距离£可以由固定在气垫导轨上的标尺直

接读出。

光电门/

:型号轨I滑块条

钩码一|j点尺

甲

（1）实验前用20分度游标卡尺测得滑块上的遮光条宽度”如图乙所示，则4=cm。

（2）本实验中（填“需要”或“不需要”）保证所挂钩码的质量加远小于滑块（包括遮光条）的质量

（3）滑块上的遮光条通过光电门A的时间r可直接读出，通过光电门A的速度由公式v=4计算获得。保持

t

钩码质量不变，通过改变光电门A的位置获得多组数据，作出声一心图象如图丙所示，则滑块的加速度大小

为m/s2（结果保留两位有效数字）。

14.（8分）

某实验小组的同学欲测量某金属丝的电阻率。

（1）实验中需用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值上mm。

（2）如图乙所示为测量金属丝电阻的原理图，其中电流表内阻，•已知，请根据实验电路在图丙中将实物图连

线。

（3）该实验中金属丝电阻的测量值与真实值相比/?测（填或“="）R真。

（4）某次实验中电压表的示数为U,电流表的示数为/,用刻度尺测得待测金属丝的长度为L,则该金属丝电

阻率的表达式为P=（用已知及测出的物理量的符号表示）。

15.（7分）

嫦娥五号探测器成功发射后，历时23天，探测器圆满完成了预定任务，携带自主无人采集的月球土壤样品返

回地球。已知地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的q倍，地球表面的重力加速度为g,地球的

第一宇宙速度为力，求:

（1）月球表面的重力加速度g'；

（2）月球的第一宇宙速度w'。

16.（9分）

勤消毒是学校防止传染病传播的有效措施。如图所示，某种喷雾器的贮液筒的总容积为8L,装入6L的药液

后再用密封盖将贮液筒密封，外界大气压强p0=L（）xl（）5pa。然后向筒内打气，每次打气能将压强

Po=l.（）xl（）5pa、体积为200mL的空气打入筒内，打气过程中筒内与外界温度保持27℃不变。已知Imol气

体在0℃、〃0=1.（）*1。42下的体积为22.41,阿伏加德罗常数为6.0x1023mo「，热力学温度与摄氏温度间

的关系为T=f+273K,向筒内打气20次后，求：（结果均保留两位有效数字）

（1）筒内气体的压强；

（2）筒内气体的分子数。

17.（14分）

如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二、三象限内存在着沿y轴正方向的有界匀强电场，宽度为“。在第

一、四象限内有一个半径为R的圆形区域，圆心。'的坐标为（尺0）,圆形区域内存在方向垂直于xOy平面向

里的匀强磁场。一质量为，小带电量为+4的粒子以初速度”从A点沿半径方向垂直射入匀强磁场，粒子恰好

通过坐标原点。进入匀强电场，粒子射出电场时的速度大小为2%。己知O'A与x轴之间的夹角6=60°,粒

子重力不计，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）匀强电场的电场强度E的大小；

（3）粒子从A点进入磁场到从电场中射出的总时间％

18.（16分）

如图所示，A3为倾角6=37。的光滑斜面，斜面顶端A距离水平面BC的高度〃=1.2m,B、C两点间的距

离L=3.25m,半径R=0.2m的光滑竖直半圆形轨道8与水平面8c相切。质量根=O.lkg的小滑块P放

在半圆形轨道最低点C处，另一质量也为m的小滑块。以初速度％=4m/s从M点水平抛出，恰好能从A点

沿斜面下滑，小滑块Q与小滑块P碰后粘在一起运动。已知小滑块Q与水平面之间的动摩擦因数〃=0.2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=lOm/s2,不计小滑块。通过斜面底端8时的机械能损失，小

滑块尸、Q均可视为质点，求：

Q

□

M

（1）M、A两点间的水平距离x；

（2）小滑块P与。碰撞后瞬间速度大小V；

（3）判断碰撞后小滑块PQ能否沿半圆形轨道到达最高点。，若能到达，求轨道最高点对小滑块PQ的作用

力打的大小；若不能到达，说明小滑块PQ将做何种运动。

2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题

物理

1.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，光的折射、偏振、干涉和衍射属于高频考点，预测2021年高

考试卷对该考点的考查仍会以选择题的题型出现。

解题思路……所有光在真空中的传播速度均相同，A项错误；光是横波，“、6两束光均能发生偏振现象，B项

错误；由光路可知〃光的折射率小于人光的折射率，则〃光的频率小于人光的频率，〃光的波长大于匕光的波

长，由双缝干涉条纹间距公式Ax='/l可知“、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，。光的条纹间距更大,

d

C项错误；由于“光的波长大于b光的波长，所以通过同一单缝衍射装置，a光的中央亮条纹较宽，D项正确。

参考答案……D

2.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，氢原子能级属于高频考点，预测2021年高考试卷也会有此类

型的考题。

解题思路……处于”=4能级的氢原子吸收频率为%的光子恰好发生电离，贝U/z%=0-互,=0.85eV。氢原

子由〃=4能级向低能级跃迁时，跃迁到“=1能级时放出的光子频率最大，即

/2V=£4-£,=-0.85eV+13.6eV=12.75eV,联立解得u=15%,C项正确。

参考答案……C

3.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，光的折射定律和全反射属于高频考点，预测2021年高考试卷

仍会对该考点进行考查，题型可能是选择题，也可能是计算题。

解题思路……作出过C点的法线，如图所示：

AOB

由几何关系知r=NA8C=30°,i=r+NA3C=60°。由折射定律得透明物体的折射率为〃,

sinr

C项正确。

参考答案……C

4.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，竖直平面内的圆周运动属于高频考点，预测2021年高考试卷

也会考查此考点，题型可能是选择题，也可能是计算题。

22

解题思路……由牛顿第二定律得在最低点有乂-〃际=机v一，在最高点有N,+mg=mvJ,联立解得

rr

N、一2mg,B项正确。

参考答案……B

5.解题思路无人机在0~6s时间内，先向上加速、匀速、减速，3s后开始下降，A项错误；0~6s时间

内无人机竖直方向的位移〃=D2xlm+t2x2m—3x3m=0,所受重力做功为零，B项正确；根据动能

222

定理，0〜6s时间内合外力对无人机做功W=0—3/〃片=—U,C项错误；根据动量定理，2〜6s时间内合

外力的冲量/=0-mv=—2x2N-s=—4N-s,D项错误。

参考答案……B

6.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，共点力平衡属于高频考点，预测2021年高考试卷也会考查共

点力平衡这一考点。

解题思路……以。点为研究对象，受力情况如图所示：

FB

由共点力平衡条件得"=心《«。，解得当=COS300=也，C项正确。

FB2

参考答案……C

7.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，交变电流和变压器属于高频考点，预测2021年高考试卷仍会

对该考点进行考查。

解题思路……/汰=/次,，又由于"="，整理得4=LC项错误：电源的输出电压为U=更在V=36V,

n,1.〃，2x/2

U=UI+4N，U,=/,R,又竺=以=」，联立解得q=18V、/,=1.8A,即电压表的示数为18V,电

t/2n,2

流表的示数为1.8A,A项错误，B项正确；通过原线圈的电流为人=2A=3.6A,电源的输出功率为

P=4U=129.6W,D项错误。

参考答案……B

8.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，功和能量问题属于高频考点，也是高考的热点，预测2021年

高考试卷仍会对该考点进行考查，题型可能是选择题，也可能是计算题。

解题思路……设小物体A、B静止时弹簧形变量为玉，A、B恰好分离时弹簧形变量为々，静止时有

%=3mgsin6；A、B恰好分离时二者之间的弹力为零，具有相同的加速度和速度，根据牛顿第二定律有

(1,1

kx2-mgsin0=ma,2mg-2mgsin0=2ma,根据功能关系得2加g(%-4升仁区；--

=3mg(x,-x)sin(m+2m)v2,联立解得^二、7m

2D项正确。

参考答案……D

9.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，静电场的性质属于高频考点，预测2021年高考试卷也会对该

考点进行考查。

解题思路……由对称性知顶点8、。处的电势相等，A项正确；由电场叠加和对称性知顶点用、。处的电场

强度大小相等，但方向不同，B项错误；8点的电势高于C点的电势，则质子从B点移动到C点电势能减少，

C项正确；C点的电势低于。点的电势，则电子从C点移动到。点电势能减少，D项错误。

答案……AC

10.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，气体实验定律和热力学第一定律属于高频考点，也是高考的

热点，预测2021年高考试卷对该考点仍会进行考查，题型可以是选择题，也可以是计算题。

解题思路……气体从状态A到状态B,发生的是等容变化，由查理定律得以=也，解得在状态8时的压强

TATB

为外=1.Ox1()5Pa,A项错误；气体从状态B到状态C,发生的是等压变化，有Pc=P8=L0xH)5Pa,B

项正确；由于状态A与状态C的温度相同，所以该气体从状态A到状态C的过程中，内能变化量AU=0,

气体从状态A到状态B不做功，从状态B到状态C的过程中气体对外做功，做功大小为

W=.0x105x(3-2)x1O_3J=100J，由热力学第一定律AU=Q-W知整个过程中吸收的热量

Q=100J,C项正确，D项错误。

参考答案……BC

11.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，波动图象属于高频考点，预测2021年高考试卷仍会考查波动

和振动图象。

解题思路……若波沿x轴正方向传播，传播时间&=（〃+；）7=（九=0,1,2,3—）,周期

4A/

T=2=（“=3）,当〃=。时，T最大，最大值为（=44=2.0s,A项正确；若波沿x轴负方

Ar3

向传播，波传播的距离最小值为3m,它的最小速度为u=9i=，m/s=6m/s,B项错误；若波的传播速度

为26m/s,波在A/=0.5s时间内传播的距离为Ax=uAf=13m=3；l+；/l,波的传播方向是x轴正方向，可

知「=0时尸质点的运动方向为y轴负方向，C项错误；若波的传播速度为14m/s,波在加=0.5s时间内传播

的距离为Ac=，4=7m=2+m2,波的传播方向是x轴负方向，可知f=0时刻尸质点的运动方向为y轴

4

正方向，D项正确。

参考答案……AD

12.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，电磁感应属于高频考点，也是高考的热点，预测2021年高考

试卷仍会对该考点进行考查，题型以选择题为主。

解题思路……通过电阻R的电量为g=&L=生丝，A项错误：由能量守恒定律得

R+r6R

1

Amgh-mghsm0+~[Am+injv+Q&,解得=g/”（7g/z-5u2）,则电阻R上产生的焦耳热为

Q=」一Q，a=2加（7g〃-5V2）,D项错误；根据功能关系可知金属棒克服安培力做的功为

2

W=Q&=^m（lgh-5v）,C项正确；安培力的冲量大小为/安=8在，=8£4=与9,B项正确。

参考答案……BC

13.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，对实验的考查均为一力一电，且增加了实验题的开放性与探

究性，力学实验题属于高频考点，预测2021年高考试卷一定会考查力学实验题。

解题思路……（1）由图乙知游标尺的第15条刻度线与主尺对齐，则读数为

d=2mm+0.5x15mm=2.75rnm=O.275cm。

（2）本实验测定的是滑块的加速度大小，故不需要保证所挂钩码的质量相远小于滑块（包括遮光条）的质量

M。

（3）由/=2QL,对照图象得2a=羊m/s2=3.8m/s2,解得a=L9m/s2。

参考答案...（1）0.275（2分）（2）不需要（2分）（3）1.9（2分）

14.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，对实验的考查均为一力一电，且增加了实验题的开放性与探

究性，电学实验题属于高频考点，预测2021年高考试卷一定会考查电学实验题。

解题思路……（1）螺旋测微器的读数为d=（）mm+4（）.0x（）.01mm=0.4（X）mm。

（2）根据电路原理图进行实物连线，如答案图所示。

（3）由于电流表内阻已知，则凡+厂=与，R,；-八有R测二仆。

（4）电压表的示数为U,电流表的示数为/,则2=4+「，又4=0人=鸣，联立得P="型里_

ISnd"4IL

参考答案……（1）0.400（2分）

（2）如图所示（2分）

ML

15.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，天体运动属于高频考点，也是高考热点，题型多为选择题。

预测2021年高考试卷仍会对这一考点进行考查。

解题思路……（1）设地球和月球的质量分别为、M2,地球和月球的半径分别为耳、在星球表面,

万有引力近似等于重力，有

G—L—=mg（1分）

G―y-=mg（1分）

R；

联立解得g'=^（1分）

P

（2）在星球表面，万有引力提供向心力，有

G—=m—（1分）

R；K

-M、mv/2,八、

G-=r—="2」一（1分）

&与

联立解得=（2分）

参考答案……（1）U（2）匕

P

16.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，气体实验定律的应用属于高频考点，题型多为计算题，预测

2021年高考试卷仍会以计算题的形式对这一考点进行考查。

解题思路……（1）打气过程，气体发生等温变化

状态1：P1=%=1.0xl05pa,X=（8-6）L+0.2x20L=6L,1=27+273K=300K

状态2：匕=（8-6）L=2L,4=工=300K

由玻意耳定律得〃M=“2%（2分）

解得P2=3.0xl（）5pa（2分）

（2）将气体在温度为0℃、压强为P。时规定为状态3,即7；=273K。设气体在该状态下对应的体积为匕，

比状态1与状态3,两者的压强相等，由盖一吕萨克定律得

一（2分）

筒内气体分子数为

N=^-N.（2分）

%

其中NA=6.0x1023mo「，％=22.4L

联立解得N=1.5X1（）23（1分）

参考答案……（1）3.0xl05Pa（2）1.5xl023

17.考向预测……分析近几年全国各地高考试卷，带电粒子在