河北衡水中学2021届全国高三第一次联合考试物理本试卷8页。
总分100分。
考试时间90分钟。
注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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8小题，每小题3分，共24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.下列说法正确的是（）A.布朗运动就是分子的热运动B.只要符合能量守恒定律的过程都能够发生C.两个氘核结合成一个氦核时会释放一定的能量，该反应为当前核电站反应堆中的主要核反应D.核裂变和核聚变过程中，原子核的比结合能都会增大2.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线形状正确的是（）（感应电荷的电场在导体内部的电场强度为零）A B C D3.1834年英国物理学家洛埃设计了洛埃镜实验，如图所示。
水平放置的平面镜MN左上方有一点光源S，仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏，平面镜所在水平线与光屏的交点为P，下列说法正确的是（）A.光屏上可以看到干涉条纹B.光屏上可以看到衍射条纹C.光屏上P处呈现亮条纹D.光屏上P处呈现暗条纹4.有的微光夜视仪、光电鼠标是应用光电效应原理制成的。
某实验小组对金属钙的光电效应现象进行了研究，用描点法绘出的遏止电压U ，随入射光频率v 变化的图像如图所示，图线与横轴的交点数值为7.73，已知普朗克常量346.6310J S h -=⨯⋅，电子电荷量191.610C e -=⨯，则图线与纵轴交点的纵坐标a 约为（ ）A .-1.2B .-1.6C .-2.0D .-3.25.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，用活塞封闭着一定质量的理想气体。
开始时封闭气体的热力学温度为0T ，活塞到汽缸底部的距离为L 。
已知外界大气压强为p ，重力加速度为g ，活塞的半径为2L 、质量为2040p L g π。
由于外界气温较低，封闭气体的温度缓慢下降，封闭气体在温度下降至045T 的过程中，对外界放出的热量为Q ，这一过程中封闭气体的内能减少量为（ ） A .309200p L Q π- B .309200Q p L π- C .30120Q p L π+ D .30120Q p L π-6.为限制车辆进出，通常在公园等场所门口放置若干石球。
如图所示，半径为0.40m 的固定石球底端与水平地面相切，以切点O 为坐标原点，水平向右为正方向建立直线坐标系x O 。
现使石球最上端的小物块（可视为质点）获得大小为2.1m/s 水平向右的速度，不计小物块与石球之间的摩擦及空气阻力，取重力加速度210m/s g =，则小物块落地点坐标为（ ）A .0.40m x =B .0.59m x =C .0.80m x =D .0.84m x =7.如图甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成，为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接。
把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置质量为m 的物体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为α，简化示意图如图乙所示，人字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为g ，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力1F 为（ ） A 1tan 2mg F α=，水平向右 B .1tan 2mg F α=，水平向左C ，1a 212t n mg F α=，水平向右D .1a 212t n mg F α=，水平向左甲 乙 8.如图所示电路中，电阻a 、b 、c 、d 的阻值均为r ，其他电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数比12:2:1n n =，M 、N 间输入的正弦式交变电流的电压有效值为U ，则电阻a 中的电流有效值大小为（ ）A .23U rB .35Ur C .32U r D 2Ur二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。
在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一辆玩具电动小车在平直路面上以6m/s 的速度做匀速直线运动，运动过程中牵引力的功率为9W 。
若某时刻牵引力的功率突然变为6W ，且之后保持不变，对之后的运动过程说法正确的是（整个过程小车受到的阻力不变）（ ）A .小车的牵引力最小为1.5NB .小车的加速度越来越小，直至为零C .小车最终的运动速度为4m/sD .自牵引力的功率突变为6W ，到小车再次开始做匀速直线运动的过程中，小车的平均速度小于5m/s 10.2020年7月23日，我国首次发射火星探测器“天问一号”。
地面上周期为2s 的单摆经常被称为秒摆。
假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表面后，周期变为3s ，已知火星半径约为地球半径的二分之一，以下说法正确的是（ ）A .若秒摆在火星表面的摆角变小，则周期也会随之变小B .地球质量约为火星质量的9倍C .倍D .“天问一号”探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期大于2s11.如图甲所示，一列简谐横波沿着x 轴正方向传播，波源的平衡位置在坐标原点，自0t =时刻起开始振动，经过一段时间，波源第一次处于y 轴正方向一侧的最高点，此时3cm x =处的质点M 恰好开始振动。
已知波源离开平衡位置的位移y 随时间t 变化的关系如图乙所示。
下列说法正确的是（ ）A .该简谐波的波长为12cmB .在0 1.7s 时间内，质点M 经过的路程为0.8cmC .3s t =时，6cm x =处的质点开始振动D . 4.5s t =时，质点M 的速度最大甲 乙 12.如图所示，足够长的固定绝缘粗细均匀的直管道水平放置，横截面为正方形，里面放有带正电的立方体物块。
物块的质量为m ，电荷量为q ，边长稍微小于管道横截面的边长，与管道间的动摩擦因数为μ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于管道的前后面。
现对物块施加水平向右的力F ，使物块自静止开始以大小为a 的加速度向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为g ，对物块运动过程的说法正确的是（ ）A .力F 随时间先均匀减小，后均匀增大B .力F 的最小值为零C .自开始运动至F 最小的过程中，物块的位移大小为22222m g q B aD .自开始运动至F 最小的过程中，力F 做的功为()322224a g m g q B aμ+ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）用如图所示的装置测定物块与水平面之间的动摩擦因数μ，已知重力加速度为g ，实验步骤如下：a .将光电门固定在水平面上；b .将宽度为d 的遮光条固定在物块上，然后在弧面上由静止释放物块；c .记下数字计时仪显示的遮光条通过光电门的遮光时间t ；d .使物块自弧面上的不同位置释放，重复以上实验步骤，多做几次实验。
请回答以下问题，第（2）问用题干和第（1）问中的相关字母表示。
（1）除遮光时间t 、遮光条的宽度d 之外，实验中还需要测量的物理量有____________（填正确选项标号）。
A .物块的质量mB .物块开始释放时距水平面的高度hC .物块经过光电门后向前滑行的距离LD .物块在水平面上总的滑行距离x（2）用图像法处理数据，若纵轴为2t ，则横轴为____________（选填“1h ”“1L ”或“1x ”）时，所得的图像为一条过原点的直线。
若直线斜率为k ，则物块与水平面间的动摩擦因数μ=____________。
14.（8分）某实验小组改装的简易多用电表电路如图所示，其中电流表G 的量程为10mA ，内阻7.5A R =Ω，定值电阻1 5.0R =Ω，224R =Ω，电源的电动势、内阻及定值电阻3R 的阻值未知。
请回答以下问题。
（1）若该实验小组将接线柱1、2接入电路测量电流，电流表G 的读数为6.0mA ，则经过接线柱1、2的电流为____________mA 。
（2）若该实验小组将接线柱1、3接入电路测量电压，电流表G 的读数为6.0mA ，则接线柱1、3间的电压为____________V ，实际上测量值很有可能有较大误差，其原因是________________________。
（3）该实验小组为测量某未知电阻的阻值，首先在接线柱1、4间接入电阻箱，调节电阻箱，当电阻箱读数为300Ω时，电流表G 的6.0mA ；当电阻箱读数为200Ω时，电流表G 的读数为8.0mA 。
之后断开电阻箱，将待测电阻x R 接入接线柱1、4间，电流表G 的读数为4.8mA ，则待测电阻x R =____________Ω。
15.（7分）自行车的后面一般都会安装本身并不发光的尾灯，如图甲所示。
尾灯是由实心透明材料做成的结构体，截面为长方形和多个等腰直角三角形组成。
夜间，当后面汽车的灯光垂直尾灯照射时，光线在尾灯内经两次全反射后会沿着相反的方向返回，如图乙所示，使后车司机容易发现。
已知图乙中尾灯最薄处的厚度和右侧等腰直角三角形的直角边长均为d ，光在真空和空气中的速度都看作c 。
甲 乙（1）求尾灯材料的折射率至少应为多大？ （2）若尾灯材料的折射率取（1）中的值，求光在尾灯中的传播时间是多少（不考虑光在尾灯中的多次反射）？16.（8分）如图所示，宽度为L 的光滑导轨固定在水平面上，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导体棒ab 、cd 紧挨着垂直于导轨并排放置在导轨上，两导体棒的质量都为m 、电阻都为r ，回路中的其他电阻不计，某时刻使两导体棒都获得水平向右的速度，其中ab 的速度大小为v 、cd 的速度大小为2v ，在它们之后的运动过程中，求：（1）回路中产生的焦耳热；（2）两导体棒间的最大距离。
17.（14分）如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系xOy ，x 轴正方向水平向右；y 轴正方向竖直向上，第一、二象限有沿x 轴负方向的匀强电场；第三、四象限有沿y 轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，两匀强电场的电场强度大小相等。
现有一质量为m ，电荷量为q 的带正电小球自坐标为(),L L 的M 点由静止释放，恰好沿直线运动经过坐标原点O ，运动过程中第三次经过x 轴时仍然过坐标原点O 。
已知重力加速度为g 。
（1）求小球第一次经过O 点时的速度大小（2）求小球第二次经过x 轴时的坐标；（3）求第三、四象限中匀强磁场的磁感应强度大小；（4）小球第一次经过x 轴时，若将第一、二象限中的匀强电场撤掉，求小球在之后运动过程中的轨迹与x 轴交点的坐标。