2021届高考物理百所名校模拟金卷（二)含答案

这是一份2021届高考物理百所名校模拟金卷（二)含答案，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
1.关于原子、原子核和波粒二象性的理论，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 根据玻尔理论可知，一个氢原子从 能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子
B. 在核反响中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱
D. 、 、 三种射线中， 射线的电离本领最强， 射线的穿透本领最强
2.体育课上，身高相同的 、 两位同学比赛跳高， 同学采用跨越式， 同学采用背越式，结果两同学的成绩相同，不计空气阻力。那么以下分析正确的选项是〔 〕
A. 同学跳高过程中克服重力做的功较多 B. 同学在最高点时的速度为0
C. 同学腾空过程用时较长 D. 同学起跳过程中先超重后失重
3.一物块以某一初速度从倾角 的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端。物块上滑时间是下滑时间的 ， ， ，那么物块与斜面间的动摩擦因数为〔 〕
4.如下列图，空间直角坐标系 处于一个匀强电场中，a、b、c三点分别在x、y、z轴上，且到坐标原点 的距离均为 。现将一带电荷量 的负点电荷从b点分别移动到a、O、c三点，电场力做功均为 。那么该匀强电场的电场强度大小为〔 〕
A. B. C. D.
5.中国将于2022年前后建成空间站。假设该空间站在离地面高度约 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球同步卫星轨道高度约为 ，地球的半径约为 ，地球外表的重力加速度为 ，那么中国空间站在轨道上运行的〔 〕
A. 周期约为 B. 加速度大小约为
C. 线速度大小约为 D. 角速度大小约为
二、多项选择题
6.如下列图，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为1：2，电流表、电压表均为理想电表。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 电流表的示数约为 B. 电压表的示数约为
C. 原线圈的输入功率为 D. 副线圈输出的交流电的频率为
7.如下列图，光滑的四分之一圆弧轨道 竖直放置，轨道的末端 的切线水平，一倾角为 的斜面体的顶端紧挨着圆弧轨道的末端 点放置，圆弧上的 点与圆心 的连线与水平方向的夹角为 。一个小球从 点由静止开始沿轨道下滑，经 点水平飞出，恰好落到斜面上的 点。小球的质量 ，圆弧轨道的半径 ，重力加速度 。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 小球在 点时对轨道的压力大小为 B. 、 两点的高度差为
C. 、 两点的水平距离为 D. 小球从 点运动到 点的时间为
8.如下列图为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板 、 间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒 内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片 上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。那么以下判断正确的选项是〔 〕
A. 质子和氚核在极板 、 间运动的时间之比为
B. 质子和氚核在磁场中运动的时间之比为
C. 质子和氚核在磁场中运动的速率之比为
D. 质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为
9.对一定质量的理想气体，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C. 在恒温时，压缩气体越来越难以压缩，说明气体分子间的作用力在增大
D. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高
E. 气体的内能增加时，气体可能对外做功，也可能放出热量
三、实验题
10.某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系〞实验。
〔1〕用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时，以下操作必要且正确的选项是__________。
A.将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动
B.为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
C.实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平
D.实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
〔2〕在正确、标准的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为 。那么打计数点3时，小车的速度大小 ________ ；小车做匀加速直线运动的加速度大小 ________ 。〔结果均保存三位有效数字〕
〔3〕带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量 不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数 和小车对应的加速度 ，作 图象。以下列图线正确的选项是_____。
A.
B.
C.
D.
11.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
〔1〕如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，以下说法中正确的选项是__________。
A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
〔2〕用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
A．假设所选挡位为“直流 〞挡，那么表盘示数为________ 。
B．假设所选挡位为“直流 〞挡，那么表盘示数为________ 。
〔3〕用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约 的电阻后，需要继续测量一个阻值约 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号________。
A ．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
B ．把选择开关旋转到“ 〞位置
C ．把选择开关旋转到“ 〞位置
D ．将红表笔和黑表笔接触
〔4〕某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过不同待测电阻的电流和它的阻值 关系，他们分别画出了如下列图的几种图象，其中可能正确的选项是________。
四、解答题
12.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 匝，横截面积 。螺线管导线电阻 ， ， ， 。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 按如图乙所示的规律变化。求：
〔1〕螺线管中产生的感应电动势；
〔2〕闭合 ，电路中的电流稳定后，电阻 的电功率；
〔3〕断开后，流经 的电荷量。
13.如下列图， 是重力为 的匀质细直杆，其中 端通过光滑铰链固定于竖直墙壁上， 端受一与细直杆夹角恒为 的拉力作用，使杆子由水平位置缓慢沿逆时针方向转到竖直位置。求：
〔1〕当杆与墙壁的夹角为 时，杆 、 端受到的作用力的大小；
〔2〕当杆与墙壁的夹角为 时，杆 、 端分别受到的作用力的大小。
14.某品牌汽车轮胎充气后，温度为 时，胎内气体的压强为 。该轮胎在胎压小于 或大于 时，汽车行驶中会造成平安事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为 。〔以下计算结果均保存一位小数〕
〔1〕求汽车平安工作环境的温度范围。〔汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同〕
〔2〕假设该汽车在 的环境中工作，为了使其胎压到达 ，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为 的理想气体的体积。
15.一细束平行光以一定的入射角从空气射到等腰直角三棱镜的侧面 ，光线进入棱镜后射向另一侧面 。逐渐调整光线在 面的入射角，使 面恰好无光线射出，测得此时光线在 面的入射角为 。求：
〔1〕该棱镜的折射率。
〔2〕光束在 面上的入射角的正弦值。
五、填空题
16.一列简谐横波在 时刻的波形图如图中实线所示， 时的波形图如图中虚线所示。该波传播的速度 ，那么该波的传播方向为________；质点 的振动周期为________ ；质点 的振动方程为________。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A．大量氢原子从 能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从 能级向低能级跃迁最多只能辐射4种频率的光子，故A不符合题意；
B．在核反响中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B不符合题意；
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C不符合题意；
D． 、 、 三种射线中， 射线的电离本领最强， 射线的穿透本领最强，故D符合题意。
故答案为：D。

【分析】利用能级跃迁可以判别辐射的光子数量；核反响过程能量守恒；光电效应能否发生主要看光的频率。
2.【解析】【解答】A．因两同学的质量关系不知，所以无法比较两人克服重力做功的多少，故A不符合题意；
B．两同学在最高点时都有水平方向的速度，故B不符合题意；
C． 同学是跨越式，重心上升的位移较大，所以 同学腾空过程用时较长，故C不符合题意；
D． 走跳过程中人的重心向上先加速后减速，所以加速度先向上后向下，即先超重后失重，故D符合题意。
故答案为：D。

【分析】由于不知道质量不能比较重力做功的大小；在最高点时两位同学水平方向都有速度；利用重心位置可以判别腾空的时间。
3.【解析】【解答】设物块从斜面底端向上滑时的初速度为 ，返回斜面底端时的速度大小为 ，那么根据平均速度公式有
再由牛顿运动定律和运动学公式有上滑过程
下滑过程
时间关系有
联立各式解得
故C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。

【分析】利用平均速度公式结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因素的大小。
4.【解析】【解答】由公式 代入数据可得
由题意可知a、O、c三点所构成的面是等势面， 垂直于 平面， 点到 平面的距离 ，故匀强电场的电场强度大小
故答案为：B。

【分析】利用电场力做功的表达式结合电场强度与电势差的关系可以求出场强的大小。
5.【解析】【解答】A．设同步卫星的轨道半径为r1 ， 空间站轨道半径为r2 ， 根据开普勒第三定律 有
解得
故A不符合题意；
B．设地球半径为R ， 由公式
解得
故B符合题意；
C．由公式 ，代入数据解得空间站在轨道上运行的线速度大小
故C不符合题意；
D．根据 ，代入数据可得空间站的角速度大小
故D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】利用开普勒周期定律可以求出周期的大小；利用引力形成重力可以求出加速度的大小；利用周期可以求出线速度和角速度的大小。
二、多项选择题
6.【解析】【解答】AB．由题意可知变压器输入电压的有效值 ，由 可知，副线圈两端电压
电压表的示数为 ；通过电阻 的电流
由 得
电流表的示数为4A，故A不符合题意，B符合题意；
C．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率
故C符合题意；
D．交流电的频率
变压器不改变交流电的频率，故D不符合题意。
故答案为：BC。

【分析】利用匝数之比结合输入电压可以求出输出电压的大小；利用欧姆定律可以求出输出电流的大小，结合匝数之比可以求出输入电流的大小；利用电压与电流的大小可以求出功率的大小；利用角速度可以求出频率的大小。
7.【解析】【解答】A．小球从 点运动到 点根据动能定理有
在c点时有
代入数据解得 ，
据牛顿第三定律，小球在 点时对轨道的压力大小为 ，故A不符合题意；
BCD．小球从 点运动到 点做平抛运动有
解得
又由平抛运动规律可知水平位移
竖直位移
故B符合题意，D符合题意，C不符合题意。
故答案为：BD。

【分析】利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出小球对轨道的压力的大小；利用平抛运动的位移公式可以求出位移的大小及运动的时间。
8.【解析】【解答】由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；
A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，那么有
可得
故质子和氚核在极板间运动的时间之比
故A符合题意；
B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期
质子和氚核在磁场中均运动半个周期，那么质子和氚核在磁场中运动的时间之比
故B不符合题意；
C．根据动能定理有
得
故C不符合题意；
D．由公式
得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比
故D符合题意。
故答案为：AD。

【分析】利用牛顿第二定律结合位移公式可以求出时间之比；利用比荷结合磁场中的周期可以求出运动的时间之比；利用动能定理可以求出速率之比；利用牛顿第二定律可以求出半径之比。
9.【解析】【解答】A．气体的体积指的是该气体分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和，故A符合题意；
B．气体对容器壁的压强是由分子运动时与容器内壁的碰撞产生的，不是由重力产生的，故B不符合题意；
C．气体分子间没有作用力，压缩气体时，气体压强增大，气体压强越大越难压缩，故C不符合题意；
D．由公式
可知气体在等压膨胀过程中温度一定升高，故D符合题意；
E．由公式
知，气体的内能增加时，气体可能对外做功，也可能放出热量，但不可能同时对外做功和放出热量，故E符合题意。
故答案为：ADE。

【分析】在完全失重情况下气体对容器壁撞击和压强依旧存在；压缩气体难以压缩是因为压强的原因。
三、实验题
10.【解析】【解答】(1)A．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A符合题意；
B．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B不符合题意；
C．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C不符合题意；
D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D符合题意。
故答案为：AD。(2)打点计时器电源的频率为 ，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，那么相邻计数点间时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得
代入数据可得 根据逐差法有
代入数据可得 (3)木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，那么有
整理得
那么 图象为不过原点的斜线，故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。

【分析】〔1〕实验有测量拉力的仪器不需要满足质量关系；实验时细绳要与木板保持平行；
〔2〕利用平均速度公式可以求出速度的大小；利用逐差法可以求出加速度的大小；
〔3〕利用牛顿第二定律可以判别图像的图线。
11.【解析】【解答】(1)AB．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位；因为多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱A接的是红表笔，而接线柱B接的是黑表笔，故A不符合题意，B不符合题意；
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱B接的是黑表笔，故C符合题意；
D．当S接触点3时，表头与电阻并联后再与电阻 串联，即改装成电压表，多用电表处于测量电压的挡位，故D符合题意。
故答案为：CD。(2)中选择的挡位为“直流 〞挡时其量程为 ，分度值为0.2mA，那么示数为 ；中选择的挡位为“直流 〞挡时，其量程为 ，分度值为1V，那么示数为 ；(3)多用电表测电阻时，应先选择挡位，再短接，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，要测量约 的电阻，为了减小误差应该用“ 〞档位，故顺序为BDA。(4)由闭合电路欧姆定律有
可得
即 图象为斜线，且图线的纵截距为正，可知A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。

【分析】〔1〕利用红进黑出可以判别表笔的颜色及利用内部的结构可以判别测量的物理量；
〔2〕利用分度值可以读出对应的读数；
〔3〕要换挡，短接后重新进行欧姆调零；
〔4〕利用闭合电路的欧姆定律可以判别图线的正确。
四、解答题
12.【解析】【分析】〔1〕利用电磁感应定律可以求出电动势的大小；
〔2〕利用欧姆定律结合功率的表达式可以求出功率的大小；
〔3〕利用欧姆定律结合电荷量的表达式可以求出电荷量的大小。
13.【解析】【分析】〔1〕利用平衡条件可以求出杆A、B端受到的力大小；
〔2〕利用矢量三角形定那么结合相似三角形的长度关系可以求出作用力的大小。
14.【解析】【分析】〔1〕利用等容变化结合状态方程可以求出温度的范围；
〔2〕利用理想气体的状态方程可以求出体积的大小。
15.【解析】【分析】〔1〕利用折射定律结合几何关系可以求出折射率的大小；
〔2〕利用三角函数关系结合几何关系可以求出入射角的正弦值。
五、填空题
16.【解析】【解答】由题图可知，该波的波长 ，周期
而因为
即
所以波沿 轴正方向传播； 时，质点 沿 轴正方向运动，且初始位移为振幅的一半，那么 的振动方程为

【分析】利用波长和波速可以求出周期的大小；利用振动时间和周期可以判别运动的方向；利用振幅结合a的起始位移可以求出振动的方程。