高中物理高考 卷5-2021年决胜高考物理模考冲刺卷（江苏专用）（解析版）

2021年决胜高考物理模考冲刺卷

满分100分，考试时间75分钟

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。

1．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，所描述的色散现象是由于发生了（　　）

A．光的反射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的折射

【答案】D

【详解】

题中所描述的色散现象是由于发生了光的折射。

故选D。

2．如图所示，为直角三棱镜，，，一束单色光从AB边上的D点平行AC射入，折射光线刚好交于C点，已知，则三棱镜的折射率为（  ）

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】

设BC长为d，则

，

由几何关系，光束在D点的入射角

设折射角为r，则几何关系

则折射率

故选A。

3．如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（　　）

A．0.3m B．0.6m C．0.9m D．1.2

【答案】B

【详解】

根据运动的独立性，小球在竖直上抛运动的过程中，小船以1.0m/s的速度匀速前行，由运动学知识

小球上升的时间

小球上抛到再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离为

故选B。

4．如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、B、C的伸长量之比为（　　）

A．3：4：4 B．4：3：2

C．2：：1 D．4：：2

【答案】D

【详解】

根据题意A、C两根弹簧劲度系数相同，所以弹力大小之比就等于其伸长量之比，选择两个小球整体受力分析，假设每个小球的质量为m，整体受到水平向右的弹簧弹力TC，斜向左上方的弹力TA，弹簧B的作用力属于ab整体的内力不用考虑

结合矢量三角形法可得

对下面的小球受力分析可知

则

则弹簧A、B、C的伸长量之比为4：：2，故选D。

5．如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。则（　　）

A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为

B．飞船在A点处点火时，速度增加

C．飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度

D．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为

【答案】D

【详解】

A．飞船在轨道I上运行时，根据万有引力等于向心力得

在月球表面上，根据万有引力等于重力，得

解得：飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为

故A错误；

B．飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间是速度减小的，故B错误；

C．在轨道Ⅰ上通过A点和在轨道Ⅱ上通过A点时，其加速度都是由万有引力产生的，而万有引力相等，故加速度相等，故C错误。

D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运行，由

得

故D正确。

故选D。

6．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零。r0表示分子间引力和斥力平衡的位置。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是（　　）

A．图中r1是分子间的引力和斥力平衡的位置

B．假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近

C．当分子间的距离r=r3时，分子间只有引力没有斥力

D．当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都会增大

【答案】D

【详解】

AB．在分子间的引力和斥力平衡的位置，分子势能最小，则图中r2是分子间的引力和斥力平衡的位置，所以假设将两个分子从r=r2处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近。选项AB错误；

C．当分子间的距离r=r3时，分子力表现为引力，分子间引力大于斥力，选项C错误；

D．当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都会增大，选项D正确。

故选D。

7．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（　　）

A．都接直流电源 B．A两端的电压相等

C．A损耗的功率相等 D．图1中A的电流较大

【答案】D

【详解】

A．由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A错误；

BCD．T2是降压变压器，根据

由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A的电流较小，加在图2中A两端的电压较低，图2中A消耗的功率较小，BC错误，D正确。

故选D。

8．如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为、。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（　　）

A．加强、加强 B．减弱、减弱

C．加强、减弱 D．减弱、加强

【答案】D

【详解】

因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为

波长为

C距两波源的距离差为

而两波源的相位相反，所以在C点振动总是加强。

故选D。

9．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，气体向外界放热

B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小

C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数不变

D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

【答案】B

【详解】

A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体从外界吸热，故A错误；

B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；

C．C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；

D．D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D错误。

故选B。

10．如图所示，两个宽度均为a的竖直边界区域，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等，方向相反，且与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图象是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【详解】

线框刚进入磁场时磁通量向外增加，感应磁场向里，因此感应电流方向为顺时针，电流i应为负；随着线框的运动，导线切割磁感线长度增加，感应电流增加，由于三角形边的长度为a，故在0-a距离内电流负方向增加；线框进入右边磁场之后，由楞次定律可知，磁通量向外减小，根据楞次定律可知感应电流为逆时针，且逐渐增加，且两边均切割磁感应线，感应电流方向一致，所以最大电流为完全进入磁场时的2倍；当线框出磁场的过程中，磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针负方向，且电流强度逐渐增大，故A正确、BCD错误。

故选A。

11．如图所示，竖直平面内固定一个半径为R的刚性光滑绝缘圆环。在圆环的最顶端固定一个电荷量为q的带负电的小球，另一个质量为m带正电的小圆环套在大圆环上，当小圆环平衡时，测得两电荷之间的连线与竖直线的夹角为30°，则（设静电力常量为k）（　　）

A．大圆环对小圆环的弹力大小为3mg

B．小圆环带电量的大小为

C．大圆环对小圆环的弹力指向圆心

D．小圆环带电量增加，小环受到的弹力先增加后减小

【答案】B

【详解】

对小圆环受力分析如图所示

A．由几何关系得

故A错误；

B．库仑力为

则

解得

故B正确；

C．由受力分析图可知，大圆环对小圆环的弹力背离圆心，故C错误；

D．小圆环带电量增加，库仑力增大，由平行四边形定则知，合力增大，一个分力（重力）不变，则另一个分力（弹力）增大，故D错误。

故选B。

二、非选择题：共5题，共56分其中第13题～第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12．如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（GAtwood1747-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律和动量守恒定律，如图乙所示。（己知当地的重力加速度为g）

(1)该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度如图所示，则d=______mm；然后将质量均为m（A含挡光片和挂钩、B含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，A置于桌面上处于静止状态，测量出挡光片中心到固定光电门中心的竖直距离h；

(2)验证机械能守恒定律实验时，该同学在B的下端挂上质量也为m的物块C（含挂钩），让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为。如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______，引起该实验系统误差的主要原因有______（写一条即可）；

(3)为了验证动量守恒定律，该同学让A在桌面上处于静止状态，将B从静止位置竖直上升s后由自由下落，直到光电门记录下挡光片挡光的时间为（B未接触桌面），则验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒定律的表达式为______；如果该同学忘记将B下方的C取下，完成测量后，验证动量守恒定律的表达式为______。

【答案】6.75        绳子有一定的质量           

【详解】

(1)[1]由图所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度为，游标卡尺示数为

(2)[2]动能的增量

势能的减少量

要满足的表达式为

即

[3]绳子自身有一定的质量，会获得一部分能量，导致实验有误差。

(3)[4]A通过光电门瞬间的速度为

B自由下落距离过程，由机械能守恒定律得

解得

绳子绷紧前系统动量

绳子绷紧后A、B一起运动时系统动量

绳子绷紧过程A、B组成的系统内力远大于外力，A、B系统动量守恒，即

整理得

[5]若没有摘去C，B、C自由下落，机械能守恒，B下落距离过程，由机械能守恒定律得

解得

绳子绷紧前系统动量

绳子绷紧A、B、C三个物体速度相同后它们一起向下做加速运动，系统机械能守恒，设绳子绷紧后系统的速度为，挡光片经过光电门时系统的速度为，由机械能守恒定律得

挡光片经过光电门时系统的速度

解得

绳子绷紧后系统的总动量

绳子绷紧过程系统动量守恒，即

整理得

三、解答题

13．如图所示是三量程直流电表的原理图，已知表头G的满偏电流Ig=5mA，内阻Rg=10Ω，定值电阻、 、 。当使用a、b两个端点时，是量程为I1的电流表，当使用a、c两个端点时，是量程为I2的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表。求量程I1、I2、U的值。

【答案】；；

【详解】

根据并联电路电压规律和欧姆定律有

   ①

   ②

   ③

           ④

由①②③④式解得

14．如图所示为氢原子最低的四个能级，当一群氢原子处于n=4的能级上向低能级跃迁时：

(1)有可能放出几种能量的光子？

(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？

(3)已知金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s。请通过计算判断，所有放出的光子中能使钠发生光电效应的光子有几种。

【答案】(1)6；(2)由第四能级向第三能级跃迁；(3)4种

【详解】

(1)可能放出=6种能量的光子；

(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，发出的光子波长最长；

(3)金属钠的逸出功

=2.3eV

从n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子能量0.66eV，从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为1.89eV，均小于钠的逸出功；其他四种跃迁放出光子能量分别为：10.2eV、12.09、12.75eV、2.55eV，光子的能量均大于钠的逸出功，故能使钠发生光电效应的光子有4种。

15．如图所示，正三角形ACD是用绝缘材料制成的固定框架，边长为L，在框架外是范围足够大的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。框架CD边中点S处有一小孔，能够垂直CD射出质量为m、电量为q的带正电的粒子，粒子射出时的速度方向与纸面平行，粒子重力不计。若这些粒子与框架的碰撞为弹性碰撞，且每一次碰撞时速度方向均垂直于被碰的框架，若要使粒子回到小孔S，求：粒子射出小孔时的速度大小。

【答案】（n=0，1，2，3…）

【详解】

如图所示，

粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，结合周期性特点可得粒子的轨道半径

，其中n=0，1，2，3…

由洛伦兹力作为向心力可得

联立两式可解得（n=0，1，2，3…）。

16．如图所示，轮滑比赛的一段场地BCD为一段半径为R的圆弧，C为最低点，BC所对的圆心角，CD所对的圆心角，左侧倾角为的斜面与圆弧在B点平滑连接。一质量为m的轮滑运动员从斜面上的A点由静止滑下，从D点飞出，恰好从F点沿水平方向滑上平台。已知AB长为，EF高为，运动员在斜面上受到的阻力为其重力的0.1倍，重力加速度为g，，，不计空气阻力，运动员可看成质点。求：

(1)运动员从D点到F点所用的时间；

(2)运动员通过圆弧BCD克服阻力做的功。

【答案】(1)；(2)

【详解】

(1)运动到从D运动到F所用的时间，为运动员在D点滑出后在竖直方向上运动到最高点所用的时间，设时间为t，则

解得

(2)设运动员运动到D点时速度大小为v，则

解得

设运动员经过圆弧BCD克服阻力做功为W，运动员从A点运动到D点的过程中，根据动能定理有

解得