1、河北省“五个一名校联盟”2021 届高三下学期第二次诊断考试物理试题一、选择题：本题共 6 小题，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氢原子能级图如图所示，大量处于 n4 能级上的氢原子向低能级跃迁时会发出不同频率的光。下列说法正确的是A这些光中波长最长的光对应的光子能量为 10.2 eVB这些光中频率最高的光对应的光子能量为 12.75 eVC用这些光照射逸出功为 3.20 eV 的钙金属表面，能照射出光电子的光最多有 4 种D用这些光照射逸出功为 3.20 eV 的钙金属表面，出射光电子初动能的最大值为 8.19 eV2如图所示，a、b 为等量同种点电荷 Q1、Q2 连线
2、的三等分点，重力不计的带电粒子从 a点由静止释放，沿 ab 方向运动。则带电粒子从 a 运动到 b 的过程中，其速度随时间变化的图像可能正确的是ABCD3如图所示，在倾角为 30的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的 A、B 两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是AA、B 两小球在空中运动时间之比为3:2BA、B 两小球在空中运动时间之比为1:3CA、B 两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为3:2DA、B 两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为3:74如图所示为嫦娥五号着陆
3、月球前部分轨道的简化示意图，是地月转移轨道，、是绕月球运行的椭圆轨道，是绕月球运行的圆形轨道。P、Q 分别为椭圆轨道的远月点和近月点。已知圆轨道到月球表面的高度为 h，月球半径为 R，月球表面的重力加速度为 g，不考虑月球的自转，下列关于嫦娥五号的说法正确的是A由轨道进入轨道需在 P 点减速，由轨道进入轨道需在 Q 点加速B在轨道上稳定运行时经过 P 点的加速度大于经过 Q 点的加速度C在轨道上稳定运行时经过 Q 点的加速度等于在轨道经过 Q 点的加速度D在轨道上绕月运行经过 Q 点的速度大小为2gRRh5如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷（上极板带正电），与静电计相连，静电计金属外壳和电
4、容器下极板都接地，在两极板间有一固定在 P 点的正点电荷，以 E 表示两板间的电场强度，U 表示两板之间的电势差，Ep 表示点电荷在 P 点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则AE 不变，Ep 不变BU 不变，E 减小C增大，E 不变D不变，Ep 增大6如图所示，两宽度均为 a 的水平匀强磁场，磁感应强度的大小等，两磁场区域间距为 4a。一个边长为 a 的正方形金属线框从磁场上方距离为 a 处由静止自由下落，匀速通过上方匀强磁场区域，之后又通过下方匀强磁场区域。已知下落过程中线框平面始终在竖直平面内，不计空气阻力，下列说法正确的是A线框通
5、过上、下两个磁场的过程中产生的电能相等B线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量不相等C线框通过下方磁场的过程中加速度的最大值与重力加速度的大小相等D线框通过上、下两个磁场的时间相等二、选择题：本题共 4 小题，在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。7如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为 n1、n2，且 n1n2，定值电阻 R1、R2 的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在 a、b 端输入交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当向下调节滑动变阻器 R3 的滑动端 P 时，下列说法正确的是A电流表示数一定减少B电压表示数一定增加CR1 消耗的功率一定大于 R2 消
6、耗的功率D电源的输出功率一定减少8如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落 1.25 m，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为 1.25 m。已知足球与脚部的作用时间为 0.1 s，足球的质量为 0.4 kg，重力加速度大小 g 取 10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是A脚部对足球的平均作用力为足球重力的 11 倍B足球下落到与脚部刚接触时动量大小为 4 kgm/sC足球与脚部作用过程中动量变化量大小为 4 kgm/sD足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为 4 NS9如图所示，细线 OA、OB 的 O 端与质量为 m 的小球拴接在一起，A、B
7、两端固定于竖直墙面上，其中细线 OA 与竖直方向成 45角，细线 OB 与竖直方向成 60角。现在对小球施加一个水平向右的拉力 F，小球保持静止，细线 OA、OB 均处于伸直状态且始终未断裂。已知重力加速度大小为 g，小球可视为质点，下列说法正确的是A为保证两根细线均伸直，拉力 F 最小值为 mgB为保证两根细线均伸直，拉力 F 最小值为22 mgC在保证细线 OA、OB 都伸直的情况下，若 F 增大，则细线 OA 中拉力变小，细线 OB 中拉力变大D细线 OA 一定对小球有拉力作用，细线 OB 对小球的拉力可能为 010如图所示，底面倾角为 37的光滑棱柱固定在地面上，在其侧面上铺一块质量可
8、忽略且足够长的轻质丝绸，并在外力作用下使质量分别为 2m 和 m 的滑块 A、B 静止在两侧丝绸之上。已知 A、B 与丝绸间的动摩擦因数均为 0.8，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 g，sin370.6，cos370.8。现同时由静止释放 A、B，则关于 A、B 之后的运动（A、B 均未达到棱柱的顶端或底端），下列说法正确的是AA 与丝绸相对静止BB 与丝绸相对静止CA 的加速度大小为 0.04gDB 的加速度大小为 0.04g三、非选择题：第 1114 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1516 题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题11利用如图所示装置，可以完成“
9、研究匀变速直线运动规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化的关系”等力学实验。（1）用图示装置完成上述三个实验中_。A都需要用天平来称量小车质量B都需要调节滑轮高度使细线与木板平行C都必须平衡摩擦力（2）图中的（a）（b）（c）分别为上述三个实验中作出的小车速度与时间、小车加速度与小车质量、合外力对小车做功与小车速度平方的关系图像，下列说法正确的是_。A图（a）：v 轴的截距表示打计数点“0”时的速率B图（b）：由图线可知小车的加速度与其质量成反比C图（c）：不能仅通过一条纸带上的数据就作出该图线（3）利用图示中的实验装置，平衡摩擦力后，_（选填“能”或“不能”）验证“机械能
10、守恒定律”。12如图（a）为简易多用电表的电路图。图中 E 是电动势为 1.5 V 的干电池；R1、R2、R3、R4 和 R5 是定值电阻，R6 是可变电阻；表头 G 的满偏电流为 250 A，内阻为 600。虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位，分别为：直流电压 2.5 V 挡位和 10 V 挡位；直流电流 1 mA 挡位和 10 mA 挡位；欧姆挡位。（1）根据题给条件可得 R1R2_，R4_。（2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时 B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为_mA；若此时 B 端是与“3”相连的，则读数为_；若此
11、时 B 端是与“4”相连的，则读数为_V。（3）表内干电池由于使用时间较长了，导致电池的电动势变小，内阻变大了，但还能进行欧姆调零。此时测量一电阻的电阻值，在各项操作都无误的情况下，电阻的测量值_（选填“大于”“小于”或“等于”）电阻的真实值。13某种型号的中性笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成。李强同学探究这种笔的弹跳问题时发现笔的弹跳过程可简化为三个阶段：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其下端接触桌面（如图 1 所示）；把笔由静止释放，外壳竖直上升，上升高度为 h 时（弹簧恰好恢复原长）与静止的内芯碰撞，碰撞过程时间极短，碰后瞬间，内芯与外壳具有竖直向上的共同速度（如图 2 所示）；此后
12、，内芯与外壳一起向上运动，上升的最大高度为 H（如图 3 所示）。李强同学测得笔的外壳和内芯质量分别为 m1 和 m2，不计弹簧质量和空气阻力，重力加速度大小为 g。求：（1）外壳与内芯碰撞前瞬间的速度大小 v0；（2）在阶段一中弹簧储存的弹性势能Ep。14如图所示，在竖直平面内建立：xOy 直角坐标系，坐标系所在的空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小3 N/C2E，同时存在着垂直于 xOy 坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 B0.5 T（电场、磁场图中均未画出）。一质量 m110-7 kg，电荷量 q-210-6 C 的带电小球，正以某一速度在 xOy 坐标平面内沿直线运动。已知
13、重力加速度大小g10 m/s2。（1）求小球做直线运动的速度 v；（2）当小球经过 O 点时若仅撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），求小球再次经过 x 轴时的位置坐标。（3）当小球经过 O 点时若将电场的方向调整为竖直向下，电场强度的大小调整为 1 N/C2（不考虑电场变化引起的电磁感应现象），其他条件不变，求小球运动中与 x 轴的最大距离及在最大距离时小球的位置坐标。（二）选考题：请考生从 2 道题目中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。选修 3-315据统计，自 2020 年爆发新型冠状病毒肺炎疫情以来，到 2021 年 1 月 10 日，全球确诊病例已经超过 9000
14、 万，新冠疫情传播是非常迅速的。为了有效控制疫情传播，在转移患者时采用专用的负压救护车。负压救护车的核心是负压舱（如图），它是一个负压隔离单元，其内部空间对应的尺寸为 2500 mm1500 mm2000 mm（长、宽、高）。它不工作时为开放状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强 p01.0105 Pa，环境温度 T0280 K，负压隔离单元正常工作时温度为 T300K，此时内部压强比外界低p20 Pa，空气视为理想气体。求：负压隔离单元从开放状态转为正常工作状态
15、需向外界排出的空气占原空气的百分比（计算结果保留两位有效数字）。选修 3-416公园里的音乐喷泉十分美丽，音乐与水柱融为一体带给我们不一样的体验。某公园中的音乐喷泉是由池底的彩灯及喷头组成，已知水对不同色光的折射率如下表所示：色光红光黄光深绿光紫光折射率1.33111.33301.33711.3428若其中一只彩灯在池底发出黄光，经测量发现该彩灯处水池的深度为 1.333 m。（已知在角度很小时，可以认为该角度的正弦值和正切值相等）（1）若从彩灯的正上方观察，黄光彩灯的深度为多少？（2）为了使人们从彩灯的正上方观察到各种不同彩灯的深度都与黄光彩灯的深度相同，需要将不同色光的彩灯安装到不同的深度
16、，则在上表四种不同色光的彩灯中哪种彩灯安装的最浅？安装最深的彩灯比安装最浅的彩灯深多少？河北省“五个一名校联盟”2021 届高三第二次诊断考试物理参考答案一、选择题：本题共 6 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1B2B3C4C5A6C二、选择题：本题共 4 小题，在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。7BC8AC9AD10AD三、非选择题：第 1114 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1516 题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题11（1）B（2）A（3）不能12（1）2002350（2）4.022001.00（3）大于13解：（1）外壳与内
17、芯碰撞后一起上升，假设碰后一起上升的初速度为 v由机械能守恒定律可得212121()()2 mm vmmgH碰前瞬间外壳的速度为 v0，外壳与内芯碰撞过程时间极短，可认为碰撞时的内力远远大于重力，二者的动量近似守恒，由动量守恒定律可得m1v0（m1m2）v解得12012mmvgHm（2）在阶段一，由能量守恒定律，可知2p1 0112Em vm gh解得212p11()mmEgHm ghm14解：（1）小球做匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有22()()qvBEqmg代入数据解得 v2 m/s设速度与 x 轴负向夹角为，tan3Eqmg 60（2）撤去磁场，小球在重
18、力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度大小为 a，小球再次经过 x 轴所用的时间为 t，22()()Eqmgma设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为 x，xvt设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为 y，212yata 与 mg 的夹角和 v 与 x 轴负向的夹角相同，均为，又tanyx 沿 x 轴负向位移为 s，22()()sxy解得4 3 m5s 所以坐标为4 3(m,0)5（3）当经过 O 点时电场强度大小变为1N/C2E 且方向竖直向下时，小球受到向上的电场力 Eq，且 Eqmg，小球在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，如图。轨道半径设为 R，根据洛伦兹力提供向心力2mvq
19、vBR，解得 R0.2 m可知小球在第一象限最高点时距离 x 轴最远由于在 O 点粒子速度与 x 轴负向夹角 60，根据几何知识易知30最大距离设为 ddRRsin30带入数据，可得 d0.3 m即经过最高点时的纵坐标3 m10yd横坐标 xRcos30，带入数据，可得3 m10 x 故此位置坐标为33(m,m)1010（二）选考题：请考生从 2 道题目中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。15选修 3-3解：以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态 T0280 K，p01.0105 Pa，V02500mm1500 mm2000 mm7.5 m3；末状态 T300 K，pp0-p99
20、980 Pa，设此时全部气体的体积为 V，根据理想气体状态方程得000p VpVTT在末状态排出气体的体积VV-V0体积占比100%VV带入数据解得6.716选修 3-4解：（1）设彩灯实际深度 H，从正上方观察到的深度为 h，从正上方观察彩灯光路图如图所示：根据折射定律可知：sinsininr 从正上方观察，角度 i 和 r 都很小，可以认为 sintansintaniinrr而 tandih，tandrH，代入上式可得 Hnh 解得 h1.0 m（2）根据 Hnh，可得 Hnh，可知，n 越大，需要 H 就越大，故红光彩灯安装实际深度最浅。设红光折射率为 n1，彩灯实际安装的深度最浅为 H1，紫光折射率为 n2，彩灯安装的深度最深为 H2，深度差为HHH2-H1H1n1h，H2n2h代入数据，可得H0.0117 m