高中物理高考 卷1-备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（新高考专用）·1月卷（解析版）

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备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（新高考专用）·1月卷

第一模拟

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。

1．下列物理量的负号表示大小的是（  ）

A．重力势能 B．位移

C．力做功为 D．速度

【答案】  A

【详解】

A．重力势能Ep为标量负号表示重力势能的大小，A正确；

B．位移S为矢量负号表示方向，B错误；

C．功W为标量负号表示阻力做功，C错误；

D．速度v为矢量负号表示方向，D错误。

故选A。

2．理想变压器原线圈a的匝数n1＝800匝，副线圈b的匝数n2＝200匝，原线圈接在u=220·sin（314t） V的交流电源上，副线圈中“12 V，6 W”的灯泡L恰好正常发光，电阻R2＝16Ω，电压表V为理想电表。则下列推断正确的是（　　）

A．电阻R1的阻值为100Ω

B．R2消耗的功率为8W

C．电压表V的示数为20V

D．穿过铁芯的磁通量的变化率最大为10Wb/s

【答案】  C

【详解】

AC．变压器次级电流

次级电压

即电压表读数为20V；则初级电流

初级电压

则

A错误，C正确；

B． R2消耗的功率为

B错误；

D．初级电压最大值为

穿过铁芯的磁通量的变化率最大为

D错误。

故选C。

3．如图所示，轻绳两端分别与A、D两物体相连接，mA＝1 kg，mB＝2 kg，mC＝3 kg， mD＝4 kg，物体A、B、C、D之间及D与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，若要用力将D物体拉动，则作用在D物体上水平向左的拉力最小为（取g＝10 m/s2） （　　）

A．8 N B．10 N C．12 N D．14 N

【答案】  C

【详解】

以A为研究对象，绳子要将A拉动，绳子拉力至少要等于A受到的最大静摩擦力，即

以四个物体整体为研究对象，受拉力F，两根绳子拉力和地面对D的摩擦力四个力作用，因此要将D物体拉动，水平向左的拉力最小为

故选C。

4．如图所示，小滑块a从倾角为θ＝45°的固定粗糙直角三角形斜面顶端以速度v1沿斜面匀速下滑，同时将另一小滑块b在斜面底端正上方与小滑块a等高处以速度v2水平向左抛出，两滑块恰在斜面中点P处相遇，不计空气阻力，不考虑小滑块b碰撞斜面后的情况，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．v1∶v2＝1∶1

B．斜面总高度

C．若b以速度2v2水平向左抛出，a、b仍能相遇

D．若b以速度2v2水平向左抛出，则b落在斜面上时，a在b的下方

【答案】  D

【详解】

A．两滑块恰在斜面中点P处相遇，可知两滑块水平位移相等，则有

解得，故A错误；

B．竖直位移相等，则有

解得

则斜面总高度为

故B错误；

CD．由以上分析可知，当b以速度2v2水平向左抛出，则b一定落在斜面上的P点上方，此时运动的时间，此时滑块a的竖直位移与滑块b的竖直位移之比为

则此时，即b落在斜面上时，a在b的下方，故C错误，D正确。

故选D。

5．如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，重力加速度为g，现在用力F向上缓慢拉A直到B刚好要离开地面，则这一过程中弹性势能的变化量ΔEp和力F做的功W分别为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】  D

【详解】

A未加力F时，受力平衡，此时弹簧压缩量为x1，根据平衡得

B刚好离开地面时弹簧的伸长量为x2，根据平衡得

A上升过程弹簧压缩量先减小，后弹簧被拉长，两次弹簧形变量相同，所以弹性势能的变化量

这一过程中物块A上升的最大高度为

根据能量守恒可知F做的功即为A物体重力势能的增加量，即

故选D。

6．图甲为一列简谐横波在t=4s时刻的波形图a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，质点b从t=0时刻开始计时的振动图像为图乙。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿+x方向传播，波速为1m/s B．t=4s时该质点b的速度沿+y方向

C．质点a经4s振动的路程为2m D．质点a在t=2s时速度为最大

【答案】  A

【详解】

AB．由乙图可知，周期T=8s，t=4s时该质点b的速度沿y轴负方向，则可知该波沿+x方向传播。由图甲可得波长为，则波速为，故A正确，B错误；

C．质点a振动4s，经过半个周期，则质点运动的路程为振幅的2倍，即为1m，故C错误；

D．在t=2s时，质点b在正方向的最大位移处，a、b两质点的振动步调完全相反，所以a质点在负方向的最大位移处，则此时a的速度为零，故D错误。

故选A。

7．先后让一个氕核和一个氘核从同一位置以相同的初动能通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板平行，则氕核与氘核离开时速度偏角的正切值之比为（　　）

A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．1：4

【答案】  A

【详解】

经分析，粒子进入偏转电场后做类类平抛运动，垂直电场线方向做匀速直线运动，则

平行于电场线方向做匀加速直线运动，加速度为

分速度为

联立以上几式得

又根据

可得

由此可知，两粒子初动能相同，其它量也相同，故偏角的正切值相同。

故选A。

8．小明同学在清洗玻璃试管时发现：将盛有半管水的试管倒扣在水槽中时水并不会流入盆中，且管内水面下凹，如图所示。他又在水槽中滴入一滴蓝色的硫酸铜溶液，一段时间后试管中的水也变蓝了。对于上述现象，下列说法中正确的是（　　）

A．试管中水面下凹是由于管中气体压强引起的

B．试管中水面下凹说明水对玻璃是不浸润的

C．试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子间存在斥力

D．试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子扩散引起的

【答案】  D

【详解】

AB．试管中水面下凹是由于水对玻璃是浸润的，选项AB错误；

CD．试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子扩散引起的，选项C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（　　）

A． 是核聚变反应

B．是β衰变

C．是核裂变反应

D．是α衰变

【答案】  AC

A．核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，A反应是氢原子核聚变为氦原子核，故A正确；

B．β衰变放出的是电子，而B反应里放出的是中子，故B错误；

CD．核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，质量非常大的原子核才能发生核裂变，故CD都是裂变反应，故C正确，D错误。

故选AC。

10．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，周期减小为原来的八分之一，不考虑卫星质量的变化，下列关于变轨前、后卫星的向心加速度、速度、角速度、轨道半径比值的说法正确的是（　　）

A．向心加速度大小之比为1∶64

B．速度大小之比为1∶8

C．角速度之比为1∶8

D．轨道半径之比为4∶1

【答案】  CD

【详解】

根据

得

， ，，

根据

可知，周期变为原来的，轨道半径变为原来的，即变轨前、后卫星的半径之比为；根据

，，

可知，变轨前、后卫星的半径之比为，则变轨前、后卫星的加速度之比为、速度之比为、角速度之比为，故选CD。

11．如图虚线所示的半径为R圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（　　）

A．若r=R，则粒子离开磁场时，速度是彼此平行的

B．若，则粒子从P关于圆心的对称点离开时的运动时间是最长的

C．若粒子射入的速率为时，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上，则

D．若粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为；若粒子在磁场边界的出射点分布在三分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为，则

【答案】  ABC

【详解】

A．设粒子带正电，磁场方向垂直于纸面向外，若r=R，则粒子离开磁场时，可画出某个从P点射入磁场中粒子的运动轨迹如图1所示

由几何关系可判断平行四边形 为菱形。则有 ，所以速度方向竖直向下，同理也可判断出：若满足r=R，正电荷从P点其它方向射入磁场中粒子的速度方向也是竖直向下的，即速度方向都是彼此平行的。

同理也可得到若粒子带负电，磁场垂直纸面向里，且满足r=R时，粒子离开磁场边界时，速度方向也是彼此平行的，故A正确；

B．假设粒子带正电，磁场方向垂直于纸面向外，由于，粒子的运动轨迹如图2

即带电粒子的轨迹半径大于圆的半径时，射出磁场边界的粒子几乎可以充满整个圆边界区，所有的弧都是略弧，所以最长的弧对应最长的弦长，所以从直径射出去粒子的时间最长。根据对称性，粒子带负电也是如此，故B正确；

C．当速度大小为v1时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M，如图3所示，由题意知

由几何关系得轨迹圆半径为

从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N，如图4所示，由题意知

由几何关系得轨迹圆的半径为

根据洛伦兹力充当向心力可知

速度与半径成正比，因此

v1：v2=r1：r2=1：

故C正确；

D．由图3，图4可知粒子运动轨迹都是半个圆周，根据粒子在磁场中运动的周期公式

所以是粒子在磁场中运动的时间均为，所以，故D错误。

故选ABC。

12．如图所示，倾角为的斜面底部固定一轻质弹簧，有一可视为质点其质量为m的小滑块从斜面上P点以某一初速度匀速下滑，一段时间后压缩弹簧至最低点Q，已知PQ的距离为x，被弹簧反弹后物块恰能返回到P点。在滑块从Р点匀速下滑到恰能返回到P点的过程中，下列判断正确的是（　　）

A．物块下滑的初速度为

B．在此过程中弹簧的最大弹性势能为

C．增大物块的质量，物块仍从P点以原来的初速度下滑，则物块不能滑回到P点

D．在此过程中物块所受合外力的冲量为零

【答案】  AC

【详解】

AB．滑块下滑过程中，由能量守恒得

滑块上滑过程中，由能量守恒得

且有

联立解得

故A正确，B错误；

C．增大物块的质量，物块仍从P点以原来的初速度下滑，从物块接触弹簧到最低点有

从低点到物块离开弹簧有

由此可知，物块离开弹簧的速度小于下滑过程中刚接触弹簧时的速度，从物块开始运动到刚接触弹簧，重力势能转化为产生的热量，而物块离开弹簧到最高点，动能转化为重力势能和产生的热量，则物块不能滑回到P点，故C正确。

D．在此过程中物块的动量由开始的mv减小到0，则根据动量定理可知，所受合外力的冲量不为零，选项D错误。

故选AC。

三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。

13．小才同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内固定一段弧型轨道，其下端与水平桌面相切。先将质量为小滑块A从弧型轨道上某一点无初速度释放，测出小滑块A在水平桌面上滑行的距离（如甲图），然后将另一质量为小滑块B放在弧型轨道的最低点，再将小滑块A从弧型轨道上某一点无初速度释放，A与B碰撞后，测出A沿桌面滑动的距离和B沿桌面滑动的距离（如图乙）。已知滑块A和B的材料相同，回答下列问题：

（1）下列选项中，属于本实验要求的是__________。

A．所用弧型轨道必须是光滑的

B．A的质量小于B的质量

C．A的质量大于B的质量

D．两次实验必须从弧型轨道上同一点无初速度释放滑块A

（2）本实验除了图上装置，还需要的测量工具有__________________填两个。

（3）若下列关系式________成立，则可验证A、B组成的系统在碰撞过程中动量守恒。

A．             B．

C．       D．

（4）若要证明A、B是弹性碰撞，则还需关系式______________________ 成立。

【答案】  CD    刻度尺和天平    C   

【详解】

（1）A．只要使A从同一位置由静止释放，不论圆弧轨道是否光滑，A到达水平面时的速度都相等，实验中所用圆弧轨道不必是光滑的，故A错误；

BC．若A的质量小于B的质量，则碰后A反弹，再次滑下速度就不是碰后的速度了，所以A的质量要大于B的质量才不会反弹，故B错误，C正确；

D．为保证A到达水平面时的速度相等，两次必须从圆弧轨道上同一点无初速度释放滑块A，故D正确。

故选CD。

（2）因实验验证动量守恒定律，需要测量位移求解速度，因两滑块质量不同还需测量两滑块的质量，故还需要的测量工具有刻度尺和天平；

（3）A滑下在水平面运动过程，由动能定理得

解得

碰撞后，A在水平面运动过程中，由动能定理得

解得

设B碰撞后的速度为，碰后滑行过程中，由动能定理得

解得

代入动量守恒定律方程，可得

故选C。

（4）若要证明A、B是弹性碰撞，则机械能守恒，需满足

代入可得

14．某同学利用图（甲）所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999），滑动变阻器R1（最大阻值50Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5kΩ），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干。实验步骤如下：

①按电路原理图（甲）连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（甲）中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器，使电压表满偏；

④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。

回答下列问题：

（1）实验中应选择滑动变阻器________（填“R1”或“R2”）；

（2）根据图（甲）所示电路将图（乙）中实物图连线；_______

（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为625.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_______Ω（结果保留到个位）；

（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满偏电流为________。

【答案】  R1        2500    1mA

【详解】

（1）调节电阻箱时需要滑动变阻器上的分压保持不变，需要电压表的电阻远大于变阻器的电阻，故变阻器选阻值小的，故选滑动变阻器R1；

（2）实物图连接如图所示

（3）电压表和电阻箱整体分压不变，故

代入数据

解得

（4）该表头的满刻度电流为

四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为，温度为；B侧水银面比A侧的高。已知大气压强。为了使A、B两侧的水银面等高，可以用以下两种方法：

（1）开关关闭的情况，改变A侧气体的温度，使A、B两侧的水银面等高，求此时A侧气体温度；

（2）在温度不变的条件下，将开关K打开，从U形管中放出部分水银，使A、B两侧的水银面等高，再闭合开关K。求U形管中放出水银的长度。（结果保留一位小数）

【答案】  （1）228K；（2）5.1cm

【详解】

（1）气体压强为

气柱长度

，

由得

代入数据解得

（2）不变，则

即

得

所以流出水银长度

16．如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，O为圆心，AB为直径，半径为R，其折射率为。现有一束平行光以i＝45°的入射角射向AO平面，若光线到达圆弧面后，都能从该表面射出。求：

（1）光射在AB面上进入玻璃的折射角；

（2）入射光束在AO上的最大宽度。

【答案】  （1）；（2）

【详解】

（1）在AB表面，光线进入玻璃砖的折射角为

则

解得

（2）玻璃砖的临界角为C，则

解得

要使光线在圆弧面射出，在圆弧处的入射角需小于临界角

由几何关系知射在AO面上最大宽度ON为

解得

17．如图所示，两根光滑的平行金属导轨与水平面的夹角θ=30º，导轨间距L=0.5m，导轨下端接定值电阻R=2Ω，导轨电阻忽略不计。在导轨上距底端d=2m处垂直导轨放置一根导体棒MN，其质量m=0.2kg，电阻r=0.5Ω，导体棒始终与导轨接触良好。某时刻起在空间加一垂直导轨平面向上的变化磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系为B=0.5t（T），导体棒在沿导轨向上的拉力F作用下处于静止状态，g取10m/s2。求：

（1）流过电阻R的电流I；

（2）t=2s时导体棒所受拉力F的大小；

（3）从t=4s时磁场保持不变，同时撤去拉力F，导体棒沿导轨下滑至底端时速度恰好达到最大，此过程回路产生的热量Q。

【答案】  （1）0.2A；（2）1.1N；（3） 1.375J

【详解】

（1）由法拉第电磁感应定律，有

由题意可知

由闭合电路欧姆定律，可得

代入数据，得

I1=0.2A

（2）当t=2s时，B1=1.0T，导体棒受力平衡

解得

F=1.1N

（3）当t=4s时B2=2.0T，此后磁感应强度不变，设导体棒最大速度为vm，有

又因为

可解得

vm=2.5m/s

由功能关系，有

解得

Q=1.375J

18．如图所示，水平地面上左侧有一质量为mC=2kg的四分之一光滑圆弧斜槽C，斜槽末端切线水平，右侧有一质量为mB=3kg的带挡板P的木板B，木板上表面水平且光滑，木板与地面的动摩擦因数为μ=0.25，斜槽末端和木板左端平滑过渡但不粘连。某时刻一质量为mA=lkg的可视为质点的光滑小球A从斜槽项端静止滚下，重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）若光滑圆弧斜槽C不固定，圆弧半径为R=3m，且不计斜槽C与地面的摩擦，求小球滚动到斜槽末端时斜槽的动能；

（2）若斜槽C固定在地面上，小球从斜槽末端滚上木板左端时的速度为v0=lm/s，小球滚上木板上的同时，外界给木板施加大小为v0=lm/s的水平向右初速度，并且同时分别在小球上和木板上施加水平向右的恒力F1与F2，且F1=F2=5N。当小球运动到木板右端时（与挡板碰前的瞬间） ，木板的速度刚好减为零，之后小球与木板的挡板发生第1次相碰，以后会发生多次磁撞。已知小球与挡板的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，小球始终在木板上运动。求：

①小球与挡板第1次碰撞后的瞬间，木板的速度大小 ；

②小球与挡板第1次碰撞后至第2020次碰撞后瞬间的过程中F1与F2做功之和。

【答案】  （1）；（2） ①， ②

【详解】

（1）设小球滚动到斜槽末端时，与的速度大小分别为、，与水平方向动量守恒，则

与系统机械能守恒，则

解得斜槽动能

（2） ①小球滚到木板上后，小球与木板的加速度大小分别为与，则有

木板开始运动到速度第一次减为零时用时为，则有

小球第一次与挡板碰前瞬间速度为

另设第一次碰完后小球与木板的速度分别为、，与动量守恒，则

与系统动能不变，则

联立解得

②由题可知，第一次碰撞后，小球以沿木板向左匀减速运动再反向匀加速，木板以向右匀减速运动，木板速度再次减为零的时间

小球的速度

此时，小球的位移

木板的位移

即小球、木板第二次相碰前瞬间的速度与第一次相碰前瞬间的速度相同，以后小球、木板重复前面的运动过程；则第一次碰撞与第2020次碰撞后瞬间，小球与木板总位移相同，都为

则此过程与做功之和

联立解得