高中物理高考 卷5-2021年决胜高考物理模考冲刺卷（解析版）

2021年决胜高考物理模考冲刺卷

物  理

本卷满分110分，考试时间90分钟。

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1．中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器（HIRFL）通过“熔合蒸发”反应合成超重核并辐射出中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是（　　）

A．， B．， C．， D．，

【答案】A

【详解】

根据电荷数守恒和质量数守恒有

，

将选项代入检验得只有A符合。

故选A。

2．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　）

A．推力F将变大

B．竖直墙面对小球A的弹力变大

C．地面对小球B的支持力不变

D．两小球之间的距离不变

【答案】C

【详解】

ABC．以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图所示，设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为

将小球B向左推动少许时，减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小； 再以AB整体为研究对象，分析受力如图所示，由平衡条件得

则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故C正确，AB错误；

D．由上分析得到库仑力

减小，cos增大，减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大，故D错误；

故选C．

3．河宽d为300m，河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（　　）

A．船渡河的最短时间是75s

B．船在行驶过程中，船头方向与河岸夹角为53°

C．船在河水中航行的轨迹不是一条直线

D．船在河水中的最大速度是4m/s

【答案】C

【详解】

AB．要使船以最短时间渡河，则应保持船头垂直河岸方向行驶，此时最短时间为

故AB错误；

C．由于河水的流速不是恒定的，因此，船的合运动为曲线运动，故C正确；

D．当船行驶至河岸150m处时，河水速度最大，此时船具有最大速度，由速度的合成可知，此时速度大小为5m/s，故D错误。

故选C。

4．内壁光滑的圆环管道固定于水平面上，图为水平面的俯视图。O为圆环圆心，直径略小于管道内径的甲、乙两个等大的小球（均可视为质点）分别静置于P、Q处，PO⊥OQ，甲、乙两球质量分别为m、km。现给甲球一瞬时冲量，使甲球沿图示方向运动，甲、乙两球发生弹性碰撞，碰撞时间不计，碰后甲球立即向左运动，甲球刚返回到P处时，恰好与乙球再次发生碰撞，则（　　）

A．k= B． C．k=2 D．k=5

【答案】B

【详解】

设甲球初速度为v0，初始时两球间的弧长为l，则管道长为4l，设碰撞后甲、乙小球速度大小分别为v1、v2，两球发生弹性碰撞，由动量守恒定律得

由机械能守恒得

由于再次碰撞，则有

联立方程，解得

故选B。

5．根据中国航天局官方的消息，中国火星探测器天问一号探测器已经在轨飞行了一百多天了，将在春节前（2月10日左右）抵达火星轨道。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法错误的是（　　）

A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度

B．飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度

C．飞船在轨道I上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度

D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道I上运动的周期，就可以推知火星的密度

【答案】C

【详解】

A．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近地点P点速度大于在Q点的速度，故A正确，不符合题意；

B．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故B正确，不符合题意；

C．飞船由轨道I变为轨道Ⅱ需在P点加速，故在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在P点速度，故C错误，符合题意；

D．设火星半径为R，根据牛顿第二定律有

火星体积为

密度为

联立可得

所以轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道I上运动的周期，就可以推知火星的密度，故D正确，不符合题意。

故选C。

6．如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，则下列结论正确的是（已知重力加速度为g）（　　）

A．两极板间电压为

B．板间电场强度大小为

C．整个过程中质点的重力势能增加

D．若仅增大两极板间距，则该质点仍然垂直打在M上

【答案】BCD

【详解】

AB．据题分析可知，小球在平行金属板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，小球的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图

可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得

得

由

可知，板间电压

故B正确，A错误；

C．小球在电场中向上偏转的距离

而

，

解得

故小球打在屏上的位置与P点的距离为

重力势能的增加量

故C正确；

D．仅增大两板间的距离，因两板上电量不变，根据

可知，板间场强不变，小球在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏上，故D正确。

故选BCD。

7．如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则（　　）

A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大

B．保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗的功率减小

C．保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大

D．保持P的位置不变，K接在a处，若U1增大，I1将增大

【答案】ABD

【详解】

A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，n1减小，增大，由U2＝U1知U2变大，则输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正确；

B．同理，K若由b扳向a，R消耗功率将减小，B正确；

C．U1不变，K接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错误；

D．保持P的位置不变，K接在a处，若使U1增大，则U2也增大，即I2＝增大，又＝，故I1也应增大，故D正确；

故选ABD。

8．如图所示，固定的光滑长斜面倾角为37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一不可伸长的轻绳跨过定滑轮将B和电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直、长度L且绳中恰好无弹力。当小车缓慢向右运动的距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度大小为g，，。下列说法正确的是（　　）

A．弹簧的劲度系数为

B．当弹簧恢复原长时，物体B沿斜面向上移动了

C．若小车向右匀速运动，物体B将做匀速运动

D．若小车向右匀速运动，物体B将做加速运动

【答案】AD

【详解】

A．设初状态弹簧的压缩量为x1，对物块B，由平衡条件得

解得

当小车缓慢向右运动距离时A恰好不离开挡板，设此时弹簧的伸长量为x2，对A，由平衡条件得

解得

根据几何关系可得

解得弹簧的劲度系数

A正确；

B．开始时弹簧的压缩量为

则弹簧恢复原长时B沿斜面向上移动了，B错误；

C．如图所示，设小车的速度为v

则有

解得

角 越来越大，则增大，C错误D正确。

故选AD。

二、非选择题（62分）

9．（6分）用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50 Hz。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

(1)在验证“质量一定，加速度与合外力的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有___________。

A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）

B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）

C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即）

D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量

(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度=___________。（结果保留2位有效数字）

(3)某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作：

①将长木板重新平放于桌面上

②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为m，铝块的质量为M（m不再远小于M）。

③多次实验测得铝块的加速度大小为a

请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ=___________。

【答案】AD    3.0       

【详解】

(1)[1]AB．图线不经原点且在具有一定的拉力F后，小车方可有加速度，所以木板右端垫起的高度太小，即平衡摩擦力不足，A正确，B错误；

CD．图线末端产生了弯曲现象，是因为砂桶和沙子的总质量m没有远小于小车和砝码的总质量M，C错误，D正确。

故选AD。

(2)[2]交流电的频率f=50Hz，相邻两计数点间还有一个点，则两计数点间的时间间隔是T=0.04s，由Δx=aT2，可得小车运动的加速度

(3)[3]因为砂桶和沙子的总质量m不再远小于铝块的质量M，由牛顿第二定律可知

mg−μMg=（M +m）a

解得

10．（9分）已知一热敏电阻当温度从升至时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为），设计电路如图（a）。

(1)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（b）所示；

(2)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，得达到热平衡后热敏电阻的阻值为。由图（b）求得，此时室温为__________（保留3位有效数字）；

(3)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（c）所示。图中，E为直流电源（电动势为9V内阻可忽略）；当环境温度过高图中的输出电压达到或超过6.0V时，触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为，则图中________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________（保留2位有效数字）。

【答案】1.8    28.0（27.8~282）    R1    1.6   

【详解】

(1)[1]若某次测量中电压表和毫安表的示数分别5.5V和3.0mA，根据欧姆定律得此时热敏电阻的阻值为

(2)[2]根据热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知当达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.0kΩ，对应的温度为28.0℃；

(3)[3]根据如图（c）所示电路，假设R1是热敏电阻，根据欧姆定律得输出电压为

由题意知R2为定值电阻，当图中的输出电压达到或超过6.0V时，即环境温度高，便触发报警器报警，那么热敏电阻的阻值会减小，输出电压会变大，从而报警，所以图中R1应该用热敏电阻；

[4]若要求开始报警时环境温度为50℃，通过热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知

代入数据得

解得

11．（12分）2020年第38届美国公开赛单板滑雪U形场地比赛在美国结束，中国选手蔡雪桐夺得冠军，这是中国运动员首次获得美国公开赛金牌。单板滑雪U形池如图所示，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R为10m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，一质量M为50kg的运动员从轨道A处由静止滑下，由于在A到B向下滑行过程中运动员做功，运动员在D点竖直向上滑出轨道上升的最高点离D点高度H为5m，滑板的质量m为5kg，不计轨道摩擦和空气阻力，重力加速度g取，求：

(1)在圆弧滑道的B点对轨道的压力；

(2)从A到B的过程中运动员所做的功。

【答案】(1)2200N，方向竖直向下；(2)2750J

【详解】

(1)从最低点B点到最高点的过程中，由机械能守恒定律

在最低点对运动员

解得

由牛顿第三定律得运动员对轨道的压力为2200N，方向竖直向下；

(2)从A到B的过程中以人和滑板为研究对象，设此过程中人做的功为W，则

解得

12．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距，上端连接一个阻值的电阻，导轨平面与水平面夹角，长为L的金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒的质量为，阻值，磁场的磁感应强度，重力加速度，导轨电阻不计。金属棒从静止开始运动，若金属棒下滑距离为时速度恰达到最大（，）。求：

(1)金属棒达到的最大速度；

(2)金属棒由静止开始下滑位移为s的过程中，金属棒上产生的焦耳热。

【答案】(1)12m/s；(2)6J

【详解】

(1)根据受力分析可知，金属棒达到最大速度时

据闭合电路欧姆定律得

据法拉第电磁感应定律

代入数据得

(2)整个系统总能量守恒

电阻R、r串联

代入数据得

[物理——选修3–3]（15分）

13．（5分）下列说法正确的是______。

A．热量可以从低温物体传到高温物体

B．第二类永动机违反能量守恒定律，所以是制造不出来的

C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵是不会减少的

D．一定质量的理想气体放热的同时对外做功，其内能一定减小

E.减小一定质量的理想气体的体积时其内能一定增大

【答案】ACD

【详解】

A．根据热力学第二定律可知热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，但若有外界的帮助，热量可以从低温物体传递到高温物体，例如工作中的电冰箱，故A正确；

B．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故B错误；

C．根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，故C正确；

D．一定质量的理想气体放热时，对外做功时，根据热力学第一定律可知，即内能一定减小，故D正确；

E．一定质量的理想气体的体积减小，即外界对气体做功，则，但如果向外放出的热量在数量上大于，则气体内能会减小，故E错误。

故选ACD。

14．（10分）如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5 L，环境温度为27 ℃，大气压强为1.0 atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5 L、1.0 atm的空气打入球内，当球内气压达到1.6 atm时停止打气（1 atm=1.0×105 Pa），假设整个过程中篮球没有变形。

(1)当篮球内温度变为多少摄氏度时篮球内气压达到1.2 atm；

(2)要使篮球内气压达到1.6 atm，求需打气的次数N（设打气过程中气体温度不变）。

【答案】(1)87 ℃；(2)9（次）

【详解】

(1)设大气压强为，篮球内气体初始状态参量分别为、，温度降低后状态参量分别为、，由整个过程中篮球没有变形，可视为等容变化，根据气体状态方程得

①

其中、K、，代入数据得

②

t2=87 ℃ ③

(2)设篮球内部容积为V=7.5 L，打气筒每打一次气的体积L，最后篮球内气压达为p3=1.6 atm ，由玻意耳定律，有

④

解得

N=9（次）⑤

15．（5分）一列简谐横波沿轴正方向传播，在和时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期。下列说法正确的是______。

A．波速为

B．波长为

C．的质点在时位于波谷

D．的质点在时位于波谷

E.若此波传入另一介质中其波速变为，则它在该介质中的波长为

【答案】ACE

【详解】

AB．波沿轴正方向传播，根据波形图可知

该波的周期，只能等于0，故；由图可知波长

故波速为

A正确，B错误；

C．质点在时位于平衡位置向上振动，经过时

所以时处的质点位于波谷，故C正确；

D．质点在时位于平衡位置向上振动，经过时

即

即

所以时处的质点位于平衡位置上边，正向下振动，D错误；

E．若此波传入另一介质中，频率不变，则周期不变，其波速变为，则它在该介质中的波长为

E正确。

故选ACE。

16．（10分）如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为，AD⊥BO，∠DAO=30°，光在空气中的传播速度为c，求：

(1)玻璃砖的折射率；

(2)光在玻璃砖中传播的时间。

【答案】(1)；(2)

【详解】

（1）光束射到玻璃砖AO界面时，由于入射光线与AO面的夹角为30°，又因 ∠DAO=30°

由图中的几何关系可知，入射角，经玻璃折射后，因折射光线平行于BO边，由图中的几何关系可知，在AO界面折射角，由

解得

（2）光在玻璃中传播过程中有

光在玻璃中传播的路程为

又因

解得