2021年高考物理真题评析(河北卷)

2021年高考物理真题名师评析（河北卷）【试题评析】二．试题评析2021年河北省普通高中学业水平选择性考试物理试题，依照新课程标准，科学设计考试内容，优化高考选拔功能，强化综合能力立意与物理学科素养导向。

今年的物理试题所考查知识点基本上围绕着主干知识来命题，又有创新与变化，各部分分值安排比较合理，具有一定的区分度和效度。

选择题第1题，以铝同位素26Al 切入，考查衰变和半衰期，第4题，以“祝融号”火星车登陆火星切入，彰显我国科技成就和民族自信心。

实验题第11题考查探究小灯泡伏安特性曲线，第12题是探究机械能变化量与力做功的关系，经典创新，这两道题着重考查学生的基本技能，彰显实验探究能力。

计算题第13题以滑雪切入，将动能定理、动量守恒定律、牛顿运动定律考查有机结合，对学生能力要求较高，属于常规能力题。

第14题作为压轴题，考查带电粒子在电磁场中运动，综合性强，对学生的要求高，能体现高考的选拔功能。

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。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：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．（2021高考河北物理）银河系中存在大量的铝同位素26Al 。

26Al 核β+衰变的衰变方程为2626013121Al Mg e →+，测得26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（ ）A ．26Al 核的质量等于26Mg 核的质量B ．26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数C ．将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D ．银河系中现有的铝同位素26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg【参考答案】C 解：26Al 核的质量数等于26Mg 核的质量数，26Al 核β+衰变释放核能，根据质能方程，26Al 核的质量略大于26Mg 核的质量，选项A 错误；26Al 核的中子数为26-13=13，26Mg 核的中子数为26-12=14，所以26Al 核的中子数小于26Mg 核的中子数，选项B 错误；根据放射性元素的半衰期与元素所处的物理化学状态无关可知，将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变，选项C 正确；根据半衰期的物理意义可知，银河系中现有的铝同位素26Al 将在144万年后有3/4衰变为26Mg ，选项D 错误。

【名师点评】本题考查放射性衰变和半衰期，属于基础知识考查。

2．（2021高考河北物理）铯原子钟是精确的计时仪器。

图1中铯原子从O 点以100 m/s 的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN 所用时间为1t ；图2中铯原子在真空中从P 点做竖直上抛运动，到达最高点Q 再返回P 点，整个过程所用时间为2t 。

O 点到竖直平面MN 、P 点到Q 点的距离均为0.2 m 。

重力加速度取210 m/s g =，则12:t t 为（ ）A ．100∶1B ．1∶100C ．1∶200D ．200∶1【参考答案】C 解：由平抛运动规律，0.2=vt 1，v=100m/s ，由竖直上抛运动规律，0.2=221()22t g ，联立解得：12:t t =1∶200，选项C 正确。

【名师点评】本题将平抛运动与竖直上抛有机结合，难度不大，属于基础知识考查。

3．（2021高考河北物理）普朗克常量346.62610J s h -=⨯⋅，光速为c ，电子质量为e m ，则e h m c在国际单位制下的单位是（ ）A ．J/sB ．mC ．J m ⋅D ．m/s【参考答案】B解：e h m c 的单位为J s kg m/s ⋅⋅，而1J=1kgm/s 2·m ，所以e h m c在国际单位制下的单位是m ，选项B 正确。

【名师点评】单位制属于基础知识，本题通过普朗克常量考查，经典创新。

4．（2021高考河北物理）“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日，假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日。

已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为( )A ．34B ．314C ．352D ．325【参考答案】D解：对飞船沿圆轨道绕火星飞行，由万有引力提供向心力，G 121M m r 火=m 1r 1(12T π)2，对地球同步卫星，由万有引力提供向心力，G 222M m r 地=m 2r 2(22T π)2，又M 火=0.1M 地，T 1=2T 2，联立解得：该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为：12r r =325，选项D 正确。

【名师点评】本题考查万有引力定律和牛顿运动定律、圆周运动，情景新，属于基础知识考查，难度不大。

5．（2021高考河北物理）如图，距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为1B ，一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间。

相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B ，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P 、Q 相连。

质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止。

重力加速度为g ，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。

下列说法正确的是（ ）A ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12sin mgR vB B Ldθ=B ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12sin mgR v B B Ldθ= C ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12tan mgR v B B Ldθ= D ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12tan mgR v B B Ld θ= 【参考答案】B解：由左手定则可知正离子偏向Q 板，ab 中电流方向从a 指向b 。

金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，说明金属棒所受安培力沿导轨向上，由左手定则可判断出导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。

一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，产生的感应电动势E=B 1dv ，金属棒ab 中电流I=E/R ，受到沿倾斜导轨向上的安培力F=B 2IL ，由平衡条件，F=mgsin θ，联立解得12sin mgR v B B Ldθ=，选项B 正确。

【名师点评】本题将磁流体发电机和安培力平衡有机结合，考查相关知识点，难度中等。

6．（2021高考河北物理）一半径为R 的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为R π、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P 处，另一端系一个小球。

小球位于P 点右侧同一水平高度的Q 点时，绳刚好拉直。

将小球从Q 点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g ，不计空气阻力）（ ）A (2π)gR +B 2πgRC 2(1π)gR +2gR 【参考答案】A解：小球从Q 点下落，机械能守恒，mg （R+πR/2）=12mv 2，解得(2π)gR +A 正确。

【名师点评】本题考查机械能守恒定律，情景新，属于基础知识考查。

7．（2021高考河北物理）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。

导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O 点为坐标原点。

狭缝右侧两导轨与x 轴夹角均为θ，一电容为C 的电容器与导轨左端相连。

导轨上的金属棒与x 轴垂直，在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动，忽略所有电阻。

下列说法正确的是（ ）A ．通过金属棒的电流为22tan BCv θB ．金属棒到达0x 时，电容器极板上的电荷量为0tan BCvx θC ．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电D ．金属棒运动过程中，外力F 做功的功率恒定【参考答案】A解：在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动，其切割磁感线产生感应电动势的有效长度为L=2vt tan θ，在回路内产生的感应电动势E=BLv=2Bv 2t tan θ，在△t 时间内电容器极板上电荷量增加△q=C △E ，△E =2Bv 2tan θ△t ，通过金属棒的电流为I=△q /△t =22tan BCv θ，选项A 正确；金属棒到达0x 时，其切割磁感线产生感应电动势的有效长度为L=2x 0tan θ，在回路内产生的感应电动势E=BLv=2Bvx 0tan θ，电容器极板上的电荷量为Q=CE=20tan BCvx θ，选项B 错误；由楞次定律可判断出金属棒运动过程中，电容器的上极板带正电，选项C 错误；金属棒运动过程中，金属棒所受安培力F A =BIL=BI ·2vt tan θ，金属棒匀速运动，F=F A ，外力F 做功的功率P=Fv 随时间增大，选项D 错误。

【名师点评】本题将电磁感应、电容器充电有机结合，考查法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关知识点，综合性强，难度较大。

二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。

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．（2021高考河北物理）如图，发电机的矩形线圈长为2L 、宽为L ，匝数为N ，放置在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．理想变压器的原、副线圈匝数分别为0n 、1n 和2n ，两个副线圈分别接有电阻1R 和2R 。

当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I 。

不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A ．通过电阻2R 的电流为12n I nB ．电阻2R 两端的电压为211n IR n C ．0n 与1n 212NBL ωD 21202()NBL I n n ω+ 【参考答案】BC解：当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势最大值为E m =NB ·2L 2ω，有效值为E=E m 222ω，理想变压器原线圈输入电压为U 022ω，匝数为n1的副线圈输出电压U 1=IR 1，由变压器变压公式01U U =01n n ，可知，0n 与1n 的比值为01n n =212NBL IR ω ，选项C 正确；由变压器变压公式21U U =21n n ，解得电阻2R 两端的电压为U 2=211n IR n 选项B 正确；通过电阻2R 的电流为I 2= U 2/R 2=2112n IR n R ，选项A 错误；发电机的功率为P= U 1I + U 2I 2= I 2R 1+211n IR n ×2112n IR n R ,选项D 错误。