河北省邢台市2021届新高考第一次适应性考试物理试题含解析

河北省邢台市2021届新高考第一次适应性考试物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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
1．一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop （超级高铁）”。

据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：Hyperloop One 公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop ），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。

如果乘坐Hyperloop 从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop 先匀加速，达到最大速度1200 km/h 后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop 的说法正确的是（ ）
A ．加速与减速的时间不相等
B ．加速时间为10分钟
C ．加速时加速度大小为2 m/s 2
D ．如果加速度大小为10 m/s 2，题中所述运动最短需要32分钟
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：
∆=∆v a t
可知加速和减速所用时间相同，A 错误；
BC ．加速的时间为1t ，匀速的时间为2t ，减速的时间为1t ，由题意得：
1224060s t t +=⨯
23121260010m 2
at vt ⨯+=⨯ 11200m/s 3.6
at = 联立方程解得：
匀加速和匀减速用时：1600s=10min t =
匀速运动的时间：21200s t = 加速和减速过程中的加速度：2s 59
m/a = B 正确，C 错误；
D ．同理将上述方程中的加速度变为210m/s ，加速和减速的时间均为：
11200
1003.6s s 103
t '== 加速和减速距离均为
221111005000010()m m 2239
x at ='=⨯⨯= 匀速运动用时：
325000060010253009s s 12003
3.6
t ⨯-⨯
'== 总时间为：
1255002s 31min 3
t t '+'=≈ D 错误。

故选B 。

2．淄博孝妇河湿地公园拥有山东省面积最大的音乐喷泉。

一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水口的水柱约有27层楼高，已知该主喷水管口的圆形内径约有10cm ，由此估算用于给主喷管喷水的电动机输出功率最接近
A ．32.410W ⨯
B ．42.410W ⨯
C ．52.410W ⨯
D ．62.410W ⨯ 【答案】C
【解析】
【详解】
管口的圆形内径约有10cm ，则半径r=5cm=0.05m ，根据实际情况，每层楼高h=3m ，所以喷水的高度H=27h=81m ，则水离开管口的速度为：
m/s
设驱动主喷水的水泵功率为P ，在接近管口很短一段时间△t 内水柱的质量为：
m=ρ•v △tS=ρπr 2v △t
根据动能定理可得：P △t=
12mv 2 解得： P=23
2r v ρπ
代入数据解得：
A ．32.410W ⨯。

故A 不符合题意。

B ．42.410W ⨯。

故B 不符合题意。

C ．52.410W ⨯。

故C 符合题意。

D ．62.410W ⨯。

故D 不符合题意。

3．利用碘131(131
53I )治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，
来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。

已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（ ）
A ．碘131的衰变方程为→+131131053
521I Xe e B ．碘131的衰变方程为131
131
053541I Xe e -→+
C ．32 g 碘131样品经16天后，大约有8g 样品发生了β衰变
D ．升高温度可能会缩短碘131的半衰期
【答案】B
【解析】
【详解】
AB ．原子核β衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为131
131
053541I Xe e -→+，故A 错误，B 正确；
C ．32g 碘131样品经16天，即经过2个半衰期，大约有8g 样品未发生衰变，衰变的质量为24g ，故C 错误；
D ．改变温度或改变外界压强都不会影响原子核的半衰期，故D 错误。

故选B 。

4．下列四幅图的有关说法中正确的是（ ）
A ．图（l ）若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
B ．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的构成
C ．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射6种不同频率的光子
D ．图(4)原子核D 、
E 结合成
F 时会有质量亏损，要释放能量
【解析】
【分析】
【详解】
A ．图（l ）若将电源极性反接，即为反向电压，只要反向电压比遏止电压小，电路中就有光电流产生，故A 错误；
B ．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B 错误；
C ．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射出2554C 102
⨯==种不同频率的光子，故C 错误；
D ．原子核D 和
E 聚变成原子核
F 时会有质量亏损，要释放能量，故D 正确。

故选D 。

5．下列说法正确的是（ ）
A ．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的色散现象
B ．机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
C ．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为了提高成像质量，往往在镜头前贴上增透膜
D ．在光的单缝衍射实验中，缝越宽，衍射现象越不明显
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，故A 错误；
B ．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，而机械波的传播需要介质，真空中不传播，机械波和电磁波本质上不相同，故B 错误；
C ．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为减少反射光的干扰，通过偏振片来阻碍反射光进入镜头，故C 错误；
D ．光的单缝衍射实验中，缝越宽，和光波长差距越大，衍射现象越不明显，故D 正确。

故选D 。

6．一个物体沿直线运动，t=0时刻物体的速度为1m/s ，加速度为1m/s 2，物体的加速度随时间变化规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A ．物体做匀变速直线运动
B ．物体的速度与时间成正比
C ．t ＝5s 时刻物体的速度为6.25m/s
D ．t ＝8s 时刻物体的速度为12.2m/s
【答案】D
【解析】
【详解】 A ．物体的加速度在增大，做变加速直线运动，故A 错误。

B.由图像知质点的加速度随时间增大，根据v=v 0+at 可知，物体的速度与时间一定不成正比，故B 错误。

C.由图知 a=0.1t+1（m/s 2），当t=5s 时，a=1.5 m/s 2，速度的变化量 1 1.5Δ5m/s=6.25m/s 2
v +=⨯ 知t=5s 时的速度为
v=v 0+△v=1m/s+6.25m/s=7.25m/s
故C 错误。

D.a-t 图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则0-8s 内，a=0.1t+1（m/s 2），当t=8s 时，a=1.8 m/s 2，速度的变化量
1 1.8Δ8m/s=11.2m/s 2
v +=⨯ 知t=8s 时的速度为
v=v 0+△v=1m/s+11.2m/s=12.2m/s
故D 正确。

故选D 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样。

图甲条纹间距明显大于图乙，比较两次实验
A ．若光屏到双缝的距离相等，则图甲对应的波长较大
B ．若光源、双缝间隙相同，则图甲光屏到双缝的距离较大
C ．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图甲双缝间隙较小
D ．图甲的光更容易产生明显的衍射现象
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．甲光的条纹间距大，光屏到双缝的距离相等，由于双缝间的距离未知，故无法比较波长的大小，A 错
误；
B ．若光源、双缝间隙相同，根据双缝干涉条纹的间距公式L x d
λ∆=
知d 以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲光屏到双缝的距离大，B 正确；
C ．若光源、光屏到双缝的距离相同，根据双缝干涉条纹的间距公式L x d λ∆=
知L 以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲双缝的间距小，C 正确；
D ．因为波长大小未知，故无法比较哪个光发生明显的衍射，D 错误。

故选BC 。

8．如图，正方形ABCD 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同的速度从A 点沿与AB 成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子从B 点离开磁场，乙粒子垂直CD 边射出磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是
A ．甲粒子带正电，乙粒子带负电
B 23倍
C 23倍
D ．两粒子在磁场中的运动时间相等
【答案】AC
【解析】
【详解】 A ．根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A 正确；
B ．设正方形的边长为a ，则甲粒子的运动半径为r 1=a ，甲粒子的运动半径为r 2=0cos303a =，甲粒子3B 错误；
C ．根据2
v qvB m r =，解得1q v m Br r =∝233
倍，选项C 正确；
D ．甲乙两粒子在磁场中转过的角度均为600，根据22m m t r qB q θππ=⋅∝∝，则两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项D 错误． 9．如图2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器，它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压，转換规则:输入的交变电压绝对值低于
2m U ，输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于2m U ，输出电压恒为2
m U ．则
A ．输出电压的頻率为50Hz
B ．输出电压的颜率为100Hz
C ．输出电压的有效值为
6m U D ．输出电压的有效值为3
m U 【答案】BC
【解析】
【详解】 AB.由图可知输出电压的周期T= 0.01s ，故频率为f=100Hz ， A 错误，B 正确；
CD.由：
2
21223m U U T T R R
⨯⨯=（） 解得：
U=6m U C 正确，D 错误．
10．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m 、m 、2m 、3m 的四个木块A 、B 、C 、D ，木块A 、B 用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。

若用水平拉力F 拉木块B ，使四个木块一起匀速前进，则需要满足的条件是（ ）
A ．木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数最大为3
μ
B ．木块
C 、
D 与水平面间的动摩擦因数最大为4μ C ．轻绳拉力T F 最大为mg μ
D ．水平拉力F 最大为7mg μ
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】 AB ．设左侧A 与C 之间的摩擦力大小为f 1F ，右侧B 与D 之间摩擦力大小为f 2F ，设木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，对A 、C 整体分析知轻绳的拉力大小为
T 4F mg μ'=
A 刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，则有
T F mg μ=
联立两式得木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数最大为4
μ，故A 错误，B 正确； CD ．对B 、D 分析知，水平拉力F 最大不能超过最大静摩擦力的大小，则有
7(7)4
mg F mg μμ'==，(4)T F mg mg μμ'== 故C 正确，D 错误。

故选BC 。

11．下列图中线圈按图示方向运动时（图示磁场均为匀强磁场，除B 项外，其余选项中的磁场范围均足够大）能产生感应电流的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】BC
【解析】
【详解】
A 中线圈运动过程中磁通量不变化，不能产生感应电流；D 中线圈在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零，不能产生感应电流；
B 、
C 两种情况下线圈运动过程中磁通量发生了变化，故能产生感应电流； 故选BC 。

12．从水平面上方O 点水平抛出一个初速度大小为v 0的小球，小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与O 等高的A 点，小球与水平面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。

若只改变初速度大小，使小球仍能击中A 点，则初速度大小可能为（ ）
A ．2v 0
B ．3v 0
C ．02v
D ．0 3
v 【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】 设竖直高度为h ，小球以v 0平抛时与地面碰撞一次，反弹后与A 点碰撞，在竖直方向先加速后减速，在水平方向一直匀速，根据运动的对称性原理，可知该过程运动的时间为平抛运动时间的两倍，则有 22h t g
= 水平方向的位移
022h OA v t v g
==设当平抛速度为0
v '时，经与地面n 次碰撞，反弹后仍与A 点碰撞，则运动的时间为 22h t n g
'=⋅ 水平方向的位移不变，则有
OA v t '='
解得 00v v n
'=（n=1，2，3…..） 故当n=2时00
2v v '=；当n=3时003v v '=；故AB 错误，CD 正确。

故选CD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动。

在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。

(已知电火花计时器每隔相同的时间间隔T 打一个点)
(1)请将下列实验步骤按先后排序：________.
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．
(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．
A ．秒表
B ．毫米刻度尺
C ．圆规
D ．量角器
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。

则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果____(填“有”或“无”)影响。

(4)若兴趣小组在卡纸上选取了6个计时点，并测得这6个计时点扫过扇形所对应的圆心角为θ，则角速度的表达式为______________
【答案】①③②④ D 无 =
5T θω 【解析】
【详解】
(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④；
(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器。

故选D 。

(3)[3]由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响；
(4)[4]由=t
θω∆∆可知 =(61)5T T θ
θ
ω=-
14．某小组同学用如图所示的装置来“验证动能定理”，长木板固定在水平桌面上，其左端与一粗糙曲面平滑连接，木板与曲面连接处固定一光电门，A 是光电门的中心位置，滑块P 上固定一宽度为d 的遮光片。

将滑块从曲面的不同高度释放，经过光电门后，在木板上停下来，设停下来的那点为B 点。

该小组已经测出滑块与木板间的动摩擦因数为μ、査得当地重力加速度为g 。

根据本实验的原理和目的回答以下问题：
(1)为了“验证动能定理”，他们必需测量的物理量有___________；
A ．滑块释放的高度h
B ．遮光片经过光电门时的遮光时间t
C ．滑块的质量m
D ．A 点到B 点的距离x
(2)该组同学利用题中已知的物理量和(1)问中必需测量的物理量，只需要验证表达式___________在误差范围内成立即可验证动能定理；
(3)以下因素会给实验结果带来误差的是___________。

A ．滑块释放时初速度不为零
B ．曲面不光滑
C ．遮光片的宽度不够小
D ．光电门安放在连接处稍偏右的地方
【答案】BD 2
22d gx t
μ= C 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]．要验证的是从滑块经过光电门到最后在木板上停止时动能减小量等于摩擦力做功，即
212
mv mgx μ= 其中
d v t
= 可得
2
22d gx t
μ= 则必须要测量的物理量是：遮光片经过光电门时的遮光时间t 和A 点到B 点的距离x ，故选BD 。

(2) [2]．由以上分析可知，需要验证表达式222d gx t
μ=在误差范围内成立即可验证动能定理； (3) [3]．A ．滑块释放时初速度不为零对实验无影响，选项A 错误；
B ．曲面不光滑对实验无影响，选项B 错误；
C ．遮光片的宽度不够小，则测得的滑块经过A 点的速度有误差，会给实验结果带来误差，选项C 正确；
D ．光电门安放在连接处稍偏右的地方对实验无影响，选项D 错误；
故选C 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，间距为L=2m 的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，水平导轨处于B=0.5T 方向垂直导轨平面的匀强磁场中，以磁场左边界为坐标原点，磁场右边界坐标为x 1（值未标出），在坐标为x 0=1.2m 处垂直于水平导轨放置有一质量m=1kg 、电阻为R=0.1Ω的导体棒ab 。

现把质量为M=2kg 、电阻也为R=0.1Ω的导体棒cd ，垂直导轨放置在倾斜轨道上，并让其从高为h=1.8m 处由静止释放。

若两导体棒在磁场内运动过程中不会相碰，ab 棒出磁场右边界前已达到稳定速度，且两导体棒在运动过程中始终垂直于导轨并接触良好，不计导轨的电阻，忽略磁场的边界效应，g=10m/s 2。

求： （1）cd 棒恰好进入磁场左边界时的速度大小；
（2）ab 棒离开磁场右边界前的稳定速度；
（3）cd 棒从进入磁场到离开磁场的过程中，安培力对系统做的总功。

【答案】（1）6m/s ；（2）4m/s ；（3）-19J
【解析】
【分析】
【详解】
（1）cd 棒下落过程中机械能守恒，有
2012
Mgh Mv =
解得 06m/s v =
（2）cd 棒进入磁场后与ab 棒组成的系统动量守恒，有
01()Mv M m v =+
解得两棒匀速时的速度
10243
v v ==m/s （3）设两棒达到相同速度时相距为△x ，则两棒同速前进，流过导体棒中的电量：
()012BL x x q R
-∆∆=① 对ab 棒应用动量定理得：
10BLI t mv ⋅∆=-②
1q I t ∆=⋅∆③
由①②③式解得
△x=0.4m
则从ab 棒出磁场右边界到cd 棒出磁场右边界的过程中，流过导体棒中的电量
22BL x q R
∆∆=④ 设cd 出磁场时的速度为2v ，对cd 棒应用动量定理可得：
221BL q Mv Mv -∆=-⑤
解得
23m/s v =
由功能关系可知，整过程中有：
222210111222
W Mv mv Mv =
+-安 解得 19W =-安J
16．如图所示，水平轨道AB 和CD 分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直光滑圆形轨道与CD 相切于点E ，一轻质弹簧原长03m l =，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为1kg m =的小物块P 由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 1.2m l =。

现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与小物块P 接触但不连接。

弹簧原长小于光滑轨道AB 的长度，轨道靠近B 处放置一质量为2kg M =的小物块Q 。

传送带长25m L =，沿顺时针方向以速率6m/s v =匀速转动，轨道CE 长为4m x =。

物块与传送及轨道CE 之间的动摩擦因数均为0.2μ=。

现用小物块P 将弹簧压缩至长度为1.2m l =，然后释放，P 与Q 弹性碰撞后立即拿走物块P ，Q 恰好可以到达与光滑圆形轨道圆心等高的F
点，取210m/s g =。

（1）求P 与Q 碰撞后Q 的速度；
（2）求光滑圆形轨道的半径R 。

【答案】（1）4m/s （2）1m
【解析】
【详解】
（1）将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为1kg m =的小物块P 由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 1.2m l =，则此时弹簧具有的弹性势能为
10(3 1.2)J=18J p E mg l =∆=⨯-
弹簧水平放置时，小物块P 将弹簧压缩至长度为 1.2m l =，然后释放，可知此时弹簧具有的弹性势能仍为E P =18J ，则物体P 脱离弹簧后的速度满足
2012
p mv E = 解得
v 0=6m/s
物块P 与Q 碰撞满足动量守恒的能量守恒，则：
'01mv mv Mv =+
2'2201111222
mv mv Mv =+ 解得
v 1=4m/s
（2）物块滑上传送带上时的加速度
22m/s a g μ==
加速到共速时的距离为
2222
1645m<25m 222
v v s a --===⨯ 可知物块Q 将以6m/s 的速度滑离传送带，即到达C 点的速度
v C =6m/s
则由C 点到F 点由动能定理：
21-02
C Mgx MgR Mv μ-=- 解得
R=1m
17．一粗细均匀的U 形管，左侧封闭，右侧开口，同时左侧用水银柱封闭--定质量的气体，开始时左右两
侧的水银柱等高，现将左管密闭气体的温度缓慢降低到280K ，稳定时两管水银面有一定的高度差，如图所示，图中L 1=19 cm ，∆h=6 cm 。

已知大气压强为P 0= 76 cmHg 。

（i ）求左管密闭的气体在原温度基础上降低了多少摄氏度？
（ii ）现要两管水银面恢复到等高，求需要向右管注入水银柱的长度。

【答案】（ⅰ）72℃；（ⅱ）9cm
【解析】
【详解】
(ⅰ)设开始时气体温度为1T ，管的截面积为S ，则有176p =cmHg ，()1193V S =+
末态，2(766)cmHg 70cmHg P =-=，2219,280K V S T ==
根据理想气体状态方程有
112212
p V p V T T = 即
176227019280
S S T ⨯⨯= 解得
1352K T =
两状态的温度差为352K 280K 72K -=
所以左管密闭的气体在原温度基础上降低了72℃
(ⅱ)设向右管注入水银后，左管内水银面上升x ，管内气体长度为1L x -
由玻意耳定律有
2233p V p V =
即
701976(19)S x S ⨯=⨯-
解得
1.5cm x =
故需要向右管注入水银柱的长度为9cm 。