《历年高考物理真题试卷》2021年河北省普通高中学业水平选择性考试（河北卷）A3 （解析版）

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2021 年河北省普通高中学业水平选择性考试
物理
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. 银河系中存在大量的铝同位素 ， 核 衰变的衰变方程为 ，测得 核的半衰期为
72 万年，下列说法正确的是（　　）
A. 核的质量等于 核的质量
B. 核的中子数大于 核的中子数
C. 将铝同位素 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 将在 144 万年后全部衰变为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A． 和 的质量数均为 相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A
错误；
B． 核的中子数为 个， 核的中子数为 个，B错误；
C．半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，C正确；
D．质量为 的 的半衰期为 万年，经过 万年为 个半衰期，剩余质量为 ，不会全部衰变
为 ，D错误。
故选 C。
2. 铯原子钟是精确的计时仪器，图 1中铯原子从 O点以 的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面
所用时间为 ；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 ，O点到竖直平面 、P点到 Q点的距离均为 ，重力加速度取 ，则 为（　　）
A. 100∶1B. 1∶100 C. 1∶200 D. 200∶1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即
解得
铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时 ，逆过程可视为自由落体，即
解得
则
故选 C。
3. 普朗克常量 ，光速为 c，电子质量为 ，则 在国际单位制下的单位是（　　）
A. B. mC. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据 可得它们的单位为：
故选 B。
4. “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. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】绕中心天体做圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得
则
，
由于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，则飞船的轨道半径
则
故选 D。
5. 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 ，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
，导轨平面与水平面夹角为 ，两导轨分别与P、Q相连，质量为 m、电阻为R的金属棒 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，
B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
C. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得金属板Q带正电荷，金属板P带负电荷，则电流方向
由金属棒a端流向b端。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势 满足
由欧姆定律 和安培力公式 可得
再根据金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，可得
则
金属棒ab 受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可判定导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。
故选 B。
6. 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为 、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. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】小球下落的高度为
h = πR - R + R = R
小球下落过程中，根据动能定理有
mgh = mv2
综上有
v =
故选 A。
7. 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 ，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
B. 金属棒到达 时，电容器极板上的电荷量为
C. 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
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误；
A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为
L = 2xtanθ，x = vt
则产生的感应电动势为
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