2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷（十五）物理

2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷（十五）

物理

★祝考试顺利★

注意事项：

1、考试范围：高考范围。

2、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡

上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷

类型A后的方框涂黑。

3、选择题的作答：每个小题选出答案后，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选择题答题区域的答案一律无效。

4、主观题的作答：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的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答

案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

5、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案用

0.5毫米黑色签字笔写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选

修题答题区域的答案一律无效。

6、保持卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

7、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，

第1418题只有一项符合题目要求，第1921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。

1.1909年英国物理学家卢瑟福用a粒子轰击金箔，下列关于该实验的描述错误的是（）

A.a粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成

B.。粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构

C.实验结果表明绝大多数夕粒子穿过金箔后没有发生散射

D.a粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息

【答案】B

【解析】

【详解】当a粒子穿过原子时，电子对a粒子影响很小，影响a粒子运动的主要是原子核，

离核远则a粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当a粒子与核十分接近时，才

会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以a粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大

角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进。

A.a粒子轰击金箔实验需在真空条件下完成，故A正确，不符合题意；

B.a粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构，故B错误，符合题意；

C.实验结果表明绝大多数a粒子穿过金箔后不发生了散射，故C正确，不符合题意；

D.从金原子内部出来后携带了原子内部的信息，故D正确，不符合题意。

故选B。

2.如下图所示，质量为的木块P在质量为M的长木板时上滑行，长木板放在水平地面上

一直处于静止状态.若长木板仍与地面间的动摩擦因数为山，木块P与长木板外间的动摩

擦因数为〃2,则长木板时受到地面的摩擦力大小为（）

a口2b

A.B.C.2mgD.口2mg

【答案】D

【解析】

【分析】

本题考察静摩擦力问题，静摩擦力大小要根据物体受力情况判断。

【详解】对长木板受力分析可知，其受到小物块对它向右的滑动摩擦力，大小为fivng,地面

对长木板为静摩擦力，由二力平衡可知，木板受到地面摩擦力大小为〃2，〃g,方向向左，故ABC

错误，D正确。

故选D.

3.在2014年11月11日至16日的珠海航展中，中国展出了国产运-20和歼-31等最先进飞机.假

设航展中有两飞机甲、乙在平直跑道上同向行驶，0七时间内的v-t图象如图所示，下列说法

A.飞机乙在0七内的平均速度等于—

B.飞机甲在0七内的平均速度比乙大

C.两飞机ti时刻一定相遇

D.两飞机在0七内不可能相遇

【答案】B

【解析】

【详解】因为乙车做变加速运动故平均速度不等于故A错误；由于图线与坐标轴所夹的

X

面积表示物体的位移，在o-ti时间内，甲车的位移大于乙车，由万=—可知，甲车的平均速度

t

大于乙车，故B正确；由于不知道甲乙两飞机初始位置，所以无法判断两飞机在U时刻和0-t2

内能不能相遇，故CD错误.故选B.

【点睛】本题是为速度-时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度-时间图象中图象

与坐标轴围成的面积的含义.

4.某玩具汽车从r=0时刻出发，由静止开始沿直线行驶.其“Y图象如图所示，下列说法正确

是（）

A.6s末的加速度比1s末的大

B.1s末加速度方向与速度方向相同

C.第4s内速度变化量大于零

D.第6s内速度在不断变大

【答案】B

【解析】

【详解】A.由图知，6s末的加速度比1s末的小，故A错误；

B.O-ls内汽车从静止开始做变加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，故B正确：

C.根据图象与时间轴所围的面积表示速度变化量，知第4s内速度变化量为零，故C错误；

D.根据图象与时间轴所围的面积表示速度变化量，图象在时间轴上方速度变化量为正，图象在

时间轴下方速度变化量为负，知第6s内速度变化量为负，速度在不断变小，故D错误.

5.物体受共点力Q、6、后作用而做匀速直线运动，若人、出、八三个力不共线，则这三个

力可能选取的数值为（）

A.15N、5N、6N

B.3N、6N、4N

C.IN、2N、ION

D.IN、6N、7N

【答案】B

【解析】

【详解】三力中某两个力的合力⑹-F2|<Fi,2ft<Fi+F2,若另一个力B的大小在人.2价的取值

范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态.

A.10NSR.2秒20N,尸：;=6N不在这范围内，故A错误；

B.3NWF1.2於9N,尸3=4N在这范围内，故B正确；

C.1N<FI.2&<3N,B=10N不在这范围内，故C错误；

D.5N*I,2〈7N,B=7N在这范围内，但此时三力共线，不符合题意，故D错误。

故选Bo

6.如图所示，两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和方向行

走，经过一段时间后在尸点相遇（图中未画出）.从出发到相遇的过程中，描述两人运动情况的物

理量相同的是（）

C.瞬时速度D.平均速度

【答案】ABD

【解析】

【详解】ABD.个人以恒定的相同速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和AQE行

走，在F点相遇，此过程中，首末位置的距离相等，方向相同，则位移相等，运动的轨迹长

度相同，则路程相同，所用时间相等，则平均速度相同，故ABD正确；

C.人以恒定的相同速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和AOE行走，运动的方向

是不同的，故C错误.

7.如图所示，A球被固定在竖直支架上，A球正上方的点O悬有一轻绳拉住B球，两球之间

连有轻弹簧，平衡时绳长为L,张力为Ti,弹簧弹力为R.若将弹簧换成原长相同的劲度系数

更小的轻弹簧，再次平衡时绳中的张力为T2,弹簧弹力为F2,则（）

A.TI>T2B.TI=T2C.FI<F2D.FI>F2

【答案】BD

【解析】

试题分析：以B球研究对象，B球受到重力G、弹簧的弹力F和绳子的张力T,如图所示.

G'

B球平衡时•，F与T的合力与重力G大小相等、方向相反，即G'=G.根据"G'B与"）BA

相似得：£=工=£,换成劲度系数小弹簧，形变量增大，AB减小，则T不变；F

OAOBAB

减小；

故选BD.

考点：力的动态分析.

【名师点睛】有关力的动态平衡问题的处理方法，可以分三种方法，即解析法、图解法、三

角形相似法.相似三角形法适用于物体所受的三个力中，一个力大小、方向不变，其它二个

力的方向均发生变化，且三个力中没有二力保持垂直关系，但可以找到力构成的矢量三角形

相似的儿何三角形的问题，本题就具备这个特点.

8..如图，质量均为m的两光滑小环A和B用轻绳连接，分别套在水平和竖直的固定直杆上.在

绳上。点施一水平力尸拉紧轻绳，设法使整个系统处于静止状态.随后使力F缓慢增大，则

在此过程中（）

8

A.0A段绳中的张力始终大于〃?g,且逐渐增大

B.杆对A环作用力始终大于2,监，且逐渐增大

C.OB段绳中的张力始终大于机g,且逐渐增大

D.OB段绳与竖直方向的夹角逐渐增大

【答案】CD

【解析】

【详解】AB.以AB两个小环整体为研究对象，对整体受力分析，整体受总重力2,阳、水平

力F、水平杆对A环向上的支持力FNA、竖直杆对B环水平向左的支持力FNB.据平衡条件

可得：水平杆对A环向上的支持力FNA=2mg,竖直杆对B环水平向左的支持力FNB=F.

以A为研究对象，对A受力分析，A受重力、水平杆对A竖直向上的支持力、绳OA对A的

拉力，三力平衡，绳OA的拉力一定竖直向下，且玛+解得：ToA=m8-

故AB两项均错误.

CD.以B为研究对象，对B球受力分析如图，设。B段绳与竖直方向的夹角为。

力尸缓慢增大，OB段绳中的张力始终大于mg,且逐渐增大；OB段绳与竖直方向的夹角逐渐

增大.故CD两项均正确。

故选CD。

三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第

33~38题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共129分。

9.如图甲所示是研究小车的匀变速运动实验装置图，图中一端带有定滑轮的长木板水平固定。

图乙为小车在水平木板上带动纸带运动时打点计时器打出的一条纸带,每5个打点取一个计数

点，0、1、2、3、4、5、6、7为所取的计数点，打点计时器的电源为50Hz的交流电。

(1)电火花打点计时器应使用V的交流电电源。

(2)由图乙所示纸带可知，小车加速度大小为m/s2»(结果保留两位有效数字)

(3)该实验实际操作过程中，对小车所放的位置、接通电源与放开小车的先后顺序及小车运动

的控制等描述，你认为正确的是。

A.小车应尽量远离打点计时器，先放开小车后接通电源，在小车到达滑轮前按住小车

B.小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，让小车一直到与滑轮相撞为止

C.小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按住小车

D.小车应尽量放在打点计时器与滑轮的中间，先接通电源后放开小车，在小车到达滑轮前按

住小车

【答案】(1).220(2).0.46(0.44~0.47)(3).C

【解析】

【详解】(1)川电火花打点计时器应使用220V的交流电电源。

(2)⑵相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,舍弃

第一组数据，根据运动学公式得

△A-a/2

x+x+x-(X1+%2+X,)

a=456

(4.81+4.35+3.89-3.42-2.98-2.50)xl0-2

m/s2=0.46m/s2

9x0.12

（3）［3］实验时为了充分利用纸带，小车应尽量靠近打点计时器，先接通电源后放开小车，在小

车到达滑轮前按住小车。故选C。

10.某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数（遵循胡克定律且实验中弹力

始终未超过弹性限度），将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为Lo的橡皮筋的上端固定

在。点，下端挂一重物.用与白纸平行的水平力（由拉力传感器显示其大小）作用于N点，静

止时记录下N点的位置a,请回答：

（1）若拉力传感器显示的拉力大小为F,用刻度尺测量橡皮筋ON的长为L及N点与O点的水

平距离为X,则橡皮筋的劲度系数为（用所测物理量表示）.

（2）若换用另一个原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N点的位置b,发现0、a、b

三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是.

A.第二次拉力传感器显示的拉力示数较大

B.两次拉力传感器显示的拉力示数相同

C.第二次所用的橡皮筋的劲度系数小

D.第二次所用的橡皮筋的劲度系数大

FL

【答案】(2).BC

x-)

【解析】

【详解】（1）设橡皮筋与竖直方向夹角为优重物重力为G,结点N在竖直拉力（重物重力G）、

橡皮筋拉力T和水平拉力F作用下处于平衡状态，满足图示关系，则sinJ=£,而sin

xFL

0——，T=k(L—Lo),联立得一~T..

Lx(L-La)

(2)由受力图知F=Gtan仇两次中G、。均相同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同,

A错，B对：同理，两次橡皮筋的拉力也相同，而橡皮筋的原长相同，第二次的伸长量大，由

胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C对，D错；故选BC.

11.一直升机以5.0m/s的速度竖直上升，某时刻从飞机上释放一物块，经2.0s落到地面上,

不计空气阻力，g取10m/s2,求:

(1)物块落到地面时的速度大小;

(2)物块在2.0s内通过的路程;

(3)物块释放时距地面的高度。

【答案】⑴15m/s；(2)12.5m；(3)10m。

【解析】

【详解】(1)取向上为正方向，设物块落地时速度为v，由竖直上抛的速度公式:

V=uo—gf

得:

v=-15m/s,

负号说明方向竖直向下。

(2)物块上升过程，由

0-诏=_2g"

得:

Zn=1.25m

下降过程由

正一0=2g%2,

得:

11.25m

物块通过的路程为:

5=/?i+//2=12.5m

⑶由

„12

H^vot--gr

代入数据得位移

W=-10m,

负号表示位移的方向向下，而释放时离地面的高度为10m。

12.如图所示，质量为，〃的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30。时恰能沿斜面匀速下

滑.对物体施加一大小为F、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩

擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角仇时，不论水平恒力尸多大，都不

能使物体沿斜面向上滑行，试求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数；

(2)这一临界角的的大小.

【答案】(1)昱(2)60°

3

【解析】

试题分析：⑴斜面倾角为30。时，物体恰能匀速下滑，满足〃sin30。=cos30。

解得〃=弓

(2)设斜面倾角为a,由匀速直线运动的条件：Fcosa=mgsma+Ff

FN=mgcosa+bsina,Ff=〃然

解得：F「=m-2-s-i-n-a--+Yumg——cosa

cosa—“sintz

当cosa—〃sina=0,即cota=〃时，FTOO,

即“不论水平恒力F多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角％=a=60°

考点：考查了共点力平衡条件的应用

【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分

解法列方程求解.利用正交分解方法解体的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；

③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的

力正交分解；

④X方向，y方向分别列平衡方程求解.

(-)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科

任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[物理选修3-3]

13.以下有关热学内容的叙述，正确的是()

A.在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小

B.用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，p表示实心铜块的密度，那么铜块中一

M

个铜原子所占空间的体积可表示为一「

C.雨天打伞时，雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

D.晶体一定具有规则的形状，且有各向异性的特征

E.理想气体等压膨胀过程一定吸热

【答案】BCE

【解析】

【详解】A.分子间距离增大时，分子间的作用力不一定减小，也可能增大，与分子力表现为

引力和斥力有关，故A错误；

B.M表示铜的摩尔质量，P表示铜的密度，则铜的摩尔体积：

y——

P

一个铜原子所占空间的体积可表示为

V=—=-^—

&pNA

故B正确；

C.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，故C正确；

D.晶体分单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，各向异性，而多晶体没有规则形

状，各向同性，故D错误；

E.理想气体等压膨胀过程，根据一=C,温度升高，故内能增加，根据热力学第一定律

T

\U=W+Q,对外做功，故一定吸收热量，故E正确。

故选BCE。

14.如图所示，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气

体.活塞的质量为m、横截面积为s,与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气

体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为TL已知大气压

强为Po,重力加速度为g,活塞与气缸间无摩擦且不漏气.求：

①加热过程中气体的内能增加量；

②停止对气体加热后，在活塞上缓缓.添加砂粒，当添加砂粒的质量为mo时，活塞恰好下降

了h.求此时气体的温度.

【答案】(1)AU=Q-2(p°S+mg)h(2)11+70g)工

3P°S+mg

【解析】

①等压过程气体的压强为Pi=P。+整，

S

则气体对外做功为w=6s(2%)=2(p()S+mg)h

由热力学第一定律得AU=Q-W，

解得AU=Q—2(p0S+加g)〃；

②停止对气体加热后，活塞恰好下降了〃，气体的温度为心

则初态Pi=Po+等，V,=3hS,热力学温度为工，

末态P2=Po+("°+'〃)g，%=2hS,热力学温度为《=?,

由气态方程¥=竽，解得5=：(1+:松)几

T{T23p0S+mg

【点睛】解答本题关键要注意：（1）确做功与热量的正负的确定是解题的关键；（2）对气体

正确地进行受力分析，求得两个状态的压强是解题的关键.属于中档题.

[物理选修3-4]

15.下列说法正确的是（）

A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比