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高中物理高考 卷5-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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这是一份高中物理高考 卷5-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），共22页。
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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
第五模拟
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．（2020·浙江高三月考）同一单色光以不同的入射角射向介质a和介质b的界面，入射光、反射光和折射光的三种情形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光源处在介质a中 B．光在介质b中的波长更长
C．光在介质a中的能量更大 D．光在介质b中的传播速度更小
【答案】 D
【详解】
根据图像可知，当入射角大于临界角时，入射光在b介质发生全反射，故光源处在介质b中，在第二幅图中，可知入射角小于折射角，故介质a的折射率小， ， 可知，光在介质a中的波长更长；光波的频率不变，则 不变，因为介质b折射率大，光在介质b中的传播速度更小，故ABC错误D正确。
故选D。
2．（2021·全国高三专题练习）如图所示，为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是（ ）
A．三个状态的压强相等
B．从到气体的内能减小
C．从到气体吸收热量
D．从到与从到气体对外界做功的数值相等
【答案】 C
【详解】
A．反向延长ac线，不过坐标原点，说明气体不是等压变化，故abc三个状态的压强不相等，故A错误；
B．从a到c，气体的温度越来越高，气体的内能越来越大，故B错误；
C．从a到b，气体的温度升高，内能增加，由于气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可得，气体吸热，故C正确；
D．从a到c的过程中，任意一点与坐标原点的连线斜率越来越小，压强越来越大，从a到b平均压强小于从b到c的平均压强，根据可知，从b到c气体对外界做功大于从a到b气体对外界做功，故D错误。
故选C。
3．（2020·九龙坡区·重庆市育才中学高三月考）如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω、万有引力常量为G，则（ ）
A．发射卫星b时速度要大于11.2km/s
B．卫星a和b下一次相距最近还需经过
C．卫星a的机械能大于卫星b的机械能
D．若要卫星c沿同步轨道与b实现对接，可让卫星c加速
【答案】 B
【详解】
A．卫星绕地球在较高的轨道上做匀速圆周运动，11.2km/s是指在地球上发射的物体逃离地球所需的最小初始速度，所以发射卫星时速度小于11.2km/s，故A错误；
B．地球自转角速度为，则与的角速度为，距离地球表面的高度为，根据万有引力提供向心力
解得卫星的角速度
此时、恰好相距最近，到卫星和下一次相距最近，满足
解得
故B正确；
C．卫星a如果要进入高轨道做圆周运动，需要点火加速，机械能增加，因此卫星a的机械能小于卫星b的机械能。故C错误；
D．让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，离开原轨道进入高轨道，所以不能与b实现对接，故D错误。
故选B。
4．（2020·苏州新草桥中学高三月考）2015年9月30日，乒乓球亚锦赛中中国男团以比分3∶0击败日本男团，实现了亚锦赛男团项目的九连冠。如图，假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间摩擦，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员的加速度大小为gsin θ
B．球拍对球的作用力大小为mgcos θ
C．运动员对球拍的作用力大小为
D．运动员对地面的作用力方向竖直向下
【答案】 C
【详解】
A．球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，
则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得
故A错误；
B．根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力
故B错误；
C．对球拍和球整体分析，整体的合力为（M+m）a，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为
故C正确；
D．运动员在水平方向加速运动，运动员受到水平方向的摩擦力与竖直方向的支持力，合力不在竖直方向，根据牛顿第三定律可知，运动员对地面的作用力也不在竖直方向上，故D错误。
故选C。
5．（2020·哈尔滨市第一中学校高三月考）在如图所示的电路中，电容器的电容为，两极板间有一静止的带电液滴。现将滑动变阻器的滑片稍向上移动一些，电压表示数变化量的绝对值为，电容器电量变化量的绝对值为。下列说法正确的是（ ）
A．一定大于 B．灯泡一定变亮
C．电源输出功率一定减小 D．带电液滴向上运动
【答案】 A
【详解】
A．将滑动变阻器的滑片稍向上移动时，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，则路端电压变小。总电流变大，灯泡的电压变大，即电压表的示数变大。根据路端电压等于灯泡的电压与右侧并联部分电压之和，可知，右侧并联部分电压变小，由于路端电压变小，所以右侧并联部分电压减小量大于灯泡电压的增加量，所以电容器电压的变化量绝对值大于，因此电容器电量变化量的绝对值为一定大于，故A正确；
B．右侧并联部分电压变小，灯泡的电压变小，则灯泡一定变暗，故B错误；
C．由于电源的内外电阻关系未知，所以不能判断电源输出功率如何变化，故C错误；
D．电容器板间电压变小，电场强度变小，带电液滴向下运动。故D错误。
故A。
6．（2020·河南郑州市·郑州一中高三月考）某国产汽车输出的最大功率为P0，试车员驾车在某段平直路面上由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，汽车受到的阻力恒为f。已知试车员和汽车的总质量为m，从启动到刚开始以最大功率匀速运动用时为t，则（ ）
A．汽车做匀加速直线运动时牵引力逐渐增大
B．汽车做匀加速直线运动时发动机输出功率与时间成正比
C．汽车做匀加速运动所用的时间为
D．汽车的最大速度为
【答案】 B
【详解】
A．汽车做匀加速直线运动过程中，由牛顿第二定律
可得
故牵引力恒定，选项A错误；
B．汽车做匀加速直线运动时
选项B正确；
C．根据
可得匀加速能达到的最大速度为
汽车匀加速达到最大速度所用的时间
选项C错误；
D．当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时
选项D错误。
故选B。
7．（2020·广东高三月考）匀强电场中有一个直角三角形，∠c=37°，ab边长3cm，a、b、c三点电势分别为7 V、16 V、0 V，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的大小为500 V/m
B．电场强度的方向沿bc方向，由b指向c
C．电子在a点的电势能比在b点的低9 eV
D．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为7 eV
【答案】 A
【详解】
A．设bc边d点电势为7V，则
过b点做ad的垂线，垂足为e
电场强度的大小为
A正确；
B．电场强度的方向沿be方向，B错误；
C．电子在a点和b点的电势能分别为
C错误；
D．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为
D错误。
故选A。
8．（2021·全国高三专题练习）用电阻率为ρ、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为R的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（ ）
A．圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．圆环所受安培力大小除时刻为零外，其他时刻不为零
C．圆环中的感应电流大小为
D．圆环中产生的热量为
【答案】 C
【详解】
A．根据图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向， A错误；
B．由于圆环没有在磁场中，不受安培力，B错误；
C．由闭合电路欧姆定律得
又根据法拉第电磁感应定律得
正方形的边长
又根据电阻定律得
联立解得
C正确；
D．圆环中产生的热量为
D错误。
故选C。
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．（2020·陕西汉中市·高三一模）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N为轨迹上的两个点，由此可知（ ）
A．粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
B．粒子在M、N两点间的运动过程中，电场力一定做正功
C．粒子在N点的电势能一定比在M点的电势能大
D．三个等势面中，不能判断a、b、c中哪一个电势最高
【答案】 CD
【详解】
A．等差等势线越密的地方电场线越密，电场越强，则电场力越大，故粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小，故A错误；
BC．如果粒子从N点运动到M点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，电势能减小，有
如果粒子从M点运动到N点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为顿角，电场力对粒子做负功，电势能增大，有
综上所述，故B错误，C正确；
D．由于不知道电荷电性，无法判断a、b、c中哪一个电势最高，故D正确。
故选CD。
10．（2020·江苏盐城市·盐城中学高三月考）一物体自时开始做直线运动，图像如图所示。下列选项说法正确的是（ ）
A．在内，物体离出发点最远为30m
B．在内，物体经过的路程为40m
C．在内，物体的平均速度为
D．在内，物体所受的合外力做负功
【答案】 BC
【详解】
A．，物体向正向运动，向负向运动，故末离出发点最远，由面积法求出的位移
故A错误；
B．由面积法求出的位移，的位移
总路程为
故B正确；
C．由面积法求出的位移
平均速度为
故C正确；
D．由图象知过程物体做匀加速直线运动，故合力和位移同向，合力做正功，故D错误。
故选BC。
11．（2020·江苏南通市·高三月考）实验小组用图甲所示装置研究电子在平行金属板间的运动。将放射源P靠近速度选择器，速度选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，P能沿水平方向发出不同速率的电子，某速率的电子能沿直线通过速度选择器，再沿平行金属板A、B的中轴线O1O2射入板间。已知水平金属板长为L、间距为d，两板间加有图乙所示的交变电压，电子的电荷量为e，质量为m（电子重力及相互间作用力忽略不计）。以下说法中正确的有（ ）
A．沿直线穿过速度选择器的电子的速率为
B．只增大速度选择器中的电场强度E，沿中轴线射入的电子穿过A、B板的时间变长
C．若t=时刻进入A、B板间的电子恰能水平飞出，则飞出方向可能沿O1O2
D．若t=0时刻进入金属板间A、B的电子恰能水平飞出，则（n=1，2，3……）
【答案】 ACD
【详解】
A．粒子受电场力和洛伦兹力的作用，沿中轴线运动，则带电粒子受力平衡，所以有
得
故A正确；
B．若只增大速度选择器中的电场强度E，电子沿中轴线射入，则此时
v也增大，则在A、B板长度不变的情况下，电子穿过A、B板的时间变短，故B错误；
C．若时刻进入A、B板间的电子恰能水平飞出，且飞出方向沿O1O2方向，此时仅电场力做功，根据对称性可知，只需飞出时时刻为
（n=1，2，3……）
故C正确；
D．若t=0时刻进入金属板间A、B的电子恰能水平飞出，则此时竖直方向的速度为0，电场力做功平衡，即通过的时刻为nT（n=1，2，3……），可计算此时速度为
根据洛伦兹力和电场力平衡可得
联立得
（n=1，2，3……）
故D正确；
故选ACD。
12．（2020·九龙坡区·重庆市育才中学高三期中）有一倾角为的斜面，其底端固定一挡板M，可视为质点的木块A、B质量均为m，木块A、B与斜面间的动摩擦因数相同，挡板M通过一轻弹簧与木块A相连接。如图所示，开始时木块A恰好静止在P处，弹簧处于自然伸长状态，P、Q间的距离为L，木块B从Q点以初速度向下运动，与木块A相撞后立刻一起向下运动，但不粘连。木块A、B一起到达最低点后反弹，木块B向上运动恰好能回到Q点。则以下说法正确的是（ ）
A．木块B与A相撞后瞬间的速度为
B．弹簧第一次被压缩时的最大弹性势能
C．弹簧第一次被压缩时的最大压缩量
D．弹簧第一次被压缩时的最大压缩量
【答案】 BD
【详解】
A．开始时木块A恰好静止在P处，则有
木块B下滑做匀速直线运动，B和A相撞前后，总动量守恒，则有
解得，故A错误；
B．木块B和A压缩弹簧的初动能
从碰撞结束到最低点由动能定理可得
联立解得
故B正确；
CD．设两木块向下压缩弹簧的最大长度为s，两木块被弹簧弹回到P点时的速度为v2，则
两木块在P点处分开后，木块B上滑到Q点的过程
联立可得
故C错误，D正确。
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2020·山东胶州市·高三期中）某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是可视为质点的滑块。
第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽右端M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；
第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出M距离P′间的水平距离x2。
（1）本实验必须的测量仪器是______；
（2）为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是______；（写出需要的物理量并用相应的符号表示）
（3）滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝______。（用物理量符号表示）
【答案】 刻度尺 测出滑槽末端与右端M的距离L
【详解】
（1）实验中需要测量滑块的水平距离，故需要的测量仪器是刻度尺；
（2）第二次实验中，需要计算摩擦力做功，故需要测量滑槽末端与右端M的距离L；
（3）第一次实验，根据平抛运动规律，有
，
可得，滑块到达滑槽末端的速度为
第二次实验，根据平抛运动规律，有
，
可得，滑块到达桌面右端的速度为
对第二次实验，滑块从滑槽末端离开到运动到桌面右端，应用动能定理，有
代入数据，得
14．（2020·四川成都市·石室中学高三一模）如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，表头G的量程为0~6mA，内阻r=100Ω，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压5V挡和10V挡，直流电流10 mA挡和100 mA挡，欧姆 ×100Ω挡。请完成下列问题。
（1）若旋转选择开关S旋到位置4、5时，电表用来测量______ ； S旋到位置______时，电表可测量直流电流，且量程较大；
（2）已知图中的电源E的电动势为6V，当把开关S接到位置3，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为______Ω。 根据题给条件可得R5=______Ω。
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______ （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 直流电压 1 偏大
【详解】
（1）根据多用电表的原理可知，当开关S旋到位置4、5时是直流电压档；
当开关S旋到位置1、2时是直流电流档，且位置1的量程较大；
（2）当把开关S接到位置3时是欧姆档，此时通过电路的最大电流为
由
端与“5”相连时，多用电表为直流电压档，端与“4”相连时，多用电表为直流电压档；则有
（3）当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流不变，由公式
知欧姆表内阻得调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现，由公式
可知当变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表示数变大。
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．（2020·重庆北碚区·西南大学附中高三月考）一列简谐横波沿x轴正向传播，波源位于x=0位置，t=0时刻波源开始沿y轴方向振动，经过0.15s时形成的波形如图所示。
①求该波的波长、频率和此后1s内x=20cm处的质点通过的路程；
②此后在经过多长时间，x=60cm处的质点第一次出现在波谷位置。
【答案】 ①，5Hz，1.2m；②0.125s
【详解】
（1）由题意可知
得
频率为
由图可知，则有
得
1s即为5个周期，x=20cm处的质点通过的路程
（2）波速为
波传到x=60cm处所用的时间为
再经过四分之一周期到达波谷即
则总时间为
16．（2020·西藏乃东区·山南二中高三月考）单色光以入射角射到半径为R、折射率为的透明球体中，并被球内经一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如图所示。真空中的光速为。
（1）在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
（2）求入射光与出射光之间的夹角；
（3）单色光通过透明球体的时间（用R和表达）。
【答案】 （1）；（2）；（3）
【详解】
（1）光路如图所示
（2）由折射定律可知
得
根据几何关系得
（3）单色光在透明球体中的传播速度为
则
所以传播时间
17．（2020·沙坪坝区·重庆八中高三月考）如图所示，在xOy平面坐标系内，以原点O为圆心，R为半径的圆内有磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆外有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，A点坐标为（0，-R）。
（1）一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以某一速率沿纸面从A点沿y轴正方向射入圆形磁场。求：
Ⅰ．若粒子入射速率为，画出粒子在磁场中运动的轨迹；
Ⅱ．若粒子再次回到A点的时间为（n＞2且n为整数），求粒子入射速度vn满足的关系；
（2）若一中性微粒原本静止在A点，某时刻突然分裂为P、Q两带电微粒，质量分别为m、2m。其中P微粒电荷量为q（q＞0），速度沿y轴正向。判断P、Q能否相撞，若相撞求经过多久相撞，及撞击点位置坐标（不计粒子重力和粒子间的相互作用）。
【答案】 （1）Ⅰ.见解析；Ⅱ.（且n为整数）；（2）见解析
【详解】
（1）Ⅰ．由牛顿第二定律可得
联立可得得
轨迹如图所示
Ⅱ．
（取正整数）
代入得
可得
（且n为整数）
（2）对P有
，
由动量守恒有
对Q有
运动半径相同，可画出运动轨迹
可知必然相碰
得
由几何关系可知相遇点坐标为
18．（2020·河南郑州市·郑州一中高三月考）如图所示，质量M＝1kg的长木板静止在水平地面上，右端固定一轻质微型弹簧，用质量为m＝0.5 kg的物块压缩弹簧并固定，此时弹簧的弹性势能为6 J，木板右端距离竖直墙L＝34 cm。某时刻释放弹簧，使得物块和木板瞬间获得一定的速度，之后木板与竖直墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知木板和地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物块和木板间的动摩擦因数μ2＝0.3，重力加速度g取10m/s2，运动过程中物块始终在木板上。求：
（1）释放弹簧后的瞬间物块和木板的速度大小；
（2）把物块看作质点，不考虑弹簧的长度，则木板的最小长度约为多少；（结果保留2位小数）
（3）木板停止运动时，其右端距离竖直墙多远。（结果保留2位小数）
【答案】 （1）；（2）1.75m；（3）1.91m
【详解】
（1）设弹簧释放的瞬间木板和物块的速度分别为，，由于系统在水平方向上所受合力为零，由动量守恒和能量守恒定律知
由以上两式解得
（2）释放弹簧后，设木板运动到竖直墙时的速度大小为v，运动的时间为，则
解得
解得
设在时间内物块的加速度大小为a，位移为大小x，时刻速度大小为，由
得
时刻物块的速度大于木板的速度，所以物块继续以加速度a减速，设时刻之后木板的加速度为，有
得
故后木板做匀速运动，设经过物块的速度等于木板的速度，则
解得
设在时间内木板和物块的位移分别为和，于是
所以木板的最小长度为
（3）物块和木板达到共同速度后一起减速，设加速度为，位移为
解得
木板停止运动时，其右端距离竖直墙
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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
第五模拟
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．（2020·浙江高三月考）同一单色光以不同的入射角射向介质a和介质b的界面，入射光、反射光和折射光的三种情形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光源处在介质a中 B．光在介质b中的波长更长
C．光在介质a中的能量更大 D．光在介质b中的传播速度更小
【答案】 D
【详解】
根据图像可知，当入射角大于临界角时，入射光在b介质发生全反射，故光源处在介质b中，在第二幅图中，可知入射角小于折射角，故介质a的折射率小， ， 可知，光在介质a中的波长更长；光波的频率不变，则 不变，因为介质b折射率大，光在介质b中的传播速度更小，故ABC错误D正确。
故选D。
2．（2021·全国高三专题练习）如图所示，为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是（ ）
A．三个状态的压强相等
B．从到气体的内能减小
C．从到气体吸收热量
D．从到与从到气体对外界做功的数值相等
【答案】 C
【详解】
A．反向延长ac线，不过坐标原点，说明气体不是等压变化，故abc三个状态的压强不相等，故A错误；
B．从a到c，气体的温度越来越高，气体的内能越来越大，故B错误；
C．从a到b，气体的温度升高，内能增加，由于气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可得，气体吸热，故C正确；
D．从a到c的过程中，任意一点与坐标原点的连线斜率越来越小，压强越来越大，从a到b平均压强小于从b到c的平均压强，根据可知，从b到c气体对外界做功大于从a到b气体对外界做功，故D错误。
故选C。
3．（2020·九龙坡区·重庆市育才中学高三月考）如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω、万有引力常量为G，则（ ）
A．发射卫星b时速度要大于11.2km/s
B．卫星a和b下一次相距最近还需经过
C．卫星a的机械能大于卫星b的机械能
D．若要卫星c沿同步轨道与b实现对接，可让卫星c加速
【答案】 B
【详解】
A．卫星绕地球在较高的轨道上做匀速圆周运动，11.2km/s是指在地球上发射的物体逃离地球所需的最小初始速度，所以发射卫星时速度小于11.2km/s，故A错误；
B．地球自转角速度为，则与的角速度为，距离地球表面的高度为，根据万有引力提供向心力
解得卫星的角速度
此时、恰好相距最近，到卫星和下一次相距最近，满足
解得
故B正确；
C．卫星a如果要进入高轨道做圆周运动，需要点火加速，机械能增加，因此卫星a的机械能小于卫星b的机械能。故C错误；
D．让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，离开原轨道进入高轨道，所以不能与b实现对接，故D错误。
故选B。
4．（2020·苏州新草桥中学高三月考）2015年9月30日，乒乓球亚锦赛中中国男团以比分3∶0击败日本男团，实现了亚锦赛男团项目的九连冠。如图，假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间摩擦，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员的加速度大小为gsin θ
B．球拍对球的作用力大小为mgcos θ
C．运动员对球拍的作用力大小为
D．运动员对地面的作用力方向竖直向下
【答案】 C
【详解】
A．球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，
则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得
故A错误；
B．根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力
故B错误；
C．对球拍和球整体分析，整体的合力为（M+m）a，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为
故C正确；
D．运动员在水平方向加速运动，运动员受到水平方向的摩擦力与竖直方向的支持力，合力不在竖直方向，根据牛顿第三定律可知，运动员对地面的作用力也不在竖直方向上，故D错误。
故选C。
5．（2020·哈尔滨市第一中学校高三月考）在如图所示的电路中，电容器的电容为，两极板间有一静止的带电液滴。现将滑动变阻器的滑片稍向上移动一些，电压表示数变化量的绝对值为，电容器电量变化量的绝对值为。下列说法正确的是（ ）
A．一定大于 B．灯泡一定变亮
C．电源输出功率一定减小 D．带电液滴向上运动
【答案】 A
【详解】
A．将滑动变阻器的滑片稍向上移动时，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，则路端电压变小。总电流变大，灯泡的电压变大，即电压表的示数变大。根据路端电压等于灯泡的电压与右侧并联部分电压之和，可知，右侧并联部分电压变小，由于路端电压变小，所以右侧并联部分电压减小量大于灯泡电压的增加量，所以电容器电压的变化量绝对值大于，因此电容器电量变化量的绝对值为一定大于，故A正确；
B．右侧并联部分电压变小，灯泡的电压变小，则灯泡一定变暗，故B错误；
C．由于电源的内外电阻关系未知，所以不能判断电源输出功率如何变化，故C错误；
D．电容器板间电压变小，电场强度变小，带电液滴向下运动。故D错误。
故A。
6．（2020·河南郑州市·郑州一中高三月考）某国产汽车输出的最大功率为P0，试车员驾车在某段平直路面上由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，汽车受到的阻力恒为f。已知试车员和汽车的总质量为m，从启动到刚开始以最大功率匀速运动用时为t，则（ ）
A．汽车做匀加速直线运动时牵引力逐渐增大
B．汽车做匀加速直线运动时发动机输出功率与时间成正比
C．汽车做匀加速运动所用的时间为
D．汽车的最大速度为
【答案】 B
【详解】
A．汽车做匀加速直线运动过程中，由牛顿第二定律
可得
故牵引力恒定，选项A错误；
B．汽车做匀加速直线运动时
选项B正确；
C．根据
可得匀加速能达到的最大速度为
汽车匀加速达到最大速度所用的时间
选项C错误；
D．当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时
选项D错误。
故选B。
7．（2020·广东高三月考）匀强电场中有一个直角三角形，∠c=37°，ab边长3cm，a、b、c三点电势分别为7 V、16 V、0 V，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的大小为500 V/m
B．电场强度的方向沿bc方向，由b指向c
C．电子在a点的电势能比在b点的低9 eV
D．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为7 eV
【答案】 A
【详解】
A．设bc边d点电势为7V，则
过b点做ad的垂线，垂足为e
电场强度的大小为
A正确；
B．电场强度的方向沿be方向，B错误；
C．电子在a点和b点的电势能分别为
C错误；
D．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为
D错误。
故选A。
8．（2021·全国高三专题练习）用电阻率为ρ、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为R的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（ ）
A．圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．圆环所受安培力大小除时刻为零外，其他时刻不为零
C．圆环中的感应电流大小为
D．圆环中产生的热量为
【答案】 C
【详解】
A．根据图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向， A错误；
B．由于圆环没有在磁场中，不受安培力，B错误；
C．由闭合电路欧姆定律得
又根据法拉第电磁感应定律得
正方形的边长
又根据电阻定律得
联立解得
C正确；
D．圆环中产生的热量为
D错误。
故选C。
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．（2020·陕西汉中市·高三一模）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N为轨迹上的两个点，由此可知（ ）
A．粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
B．粒子在M、N两点间的运动过程中，电场力一定做正功
C．粒子在N点的电势能一定比在M点的电势能大
D．三个等势面中，不能判断a、b、c中哪一个电势最高
【答案】 CD
【详解】
A．等差等势线越密的地方电场线越密，电场越强，则电场力越大，故粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小，故A错误；
BC．如果粒子从N点运动到M点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，电势能减小，有
如果粒子从M点运动到N点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为顿角，电场力对粒子做负功，电势能增大，有
综上所述，故B错误，C正确；
D．由于不知道电荷电性，无法判断a、b、c中哪一个电势最高，故D正确。
故选CD。
10．（2020·江苏盐城市·盐城中学高三月考）一物体自时开始做直线运动，图像如图所示。下列选项说法正确的是（ ）
A．在内，物体离出发点最远为30m
B．在内，物体经过的路程为40m
C．在内，物体的平均速度为
D．在内，物体所受的合外力做负功
【答案】 BC
【详解】
A．，物体向正向运动，向负向运动，故末离出发点最远，由面积法求出的位移
故A错误；
B．由面积法求出的位移，的位移
总路程为
故B正确；
C．由面积法求出的位移
平均速度为
故C正确；
D．由图象知过程物体做匀加速直线运动，故合力和位移同向，合力做正功，故D错误。
故选BC。
11．（2020·江苏南通市·高三月考）实验小组用图甲所示装置研究电子在平行金属板间的运动。将放射源P靠近速度选择器，速度选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，P能沿水平方向发出不同速率的电子，某速率的电子能沿直线通过速度选择器，再沿平行金属板A、B的中轴线O1O2射入板间。已知水平金属板长为L、间距为d，两板间加有图乙所示的交变电压，电子的电荷量为e，质量为m（电子重力及相互间作用力忽略不计）。以下说法中正确的有（ ）
A．沿直线穿过速度选择器的电子的速率为
B．只增大速度选择器中的电场强度E，沿中轴线射入的电子穿过A、B板的时间变长
C．若t=时刻进入A、B板间的电子恰能水平飞出，则飞出方向可能沿O1O2
D．若t=0时刻进入金属板间A、B的电子恰能水平飞出，则（n=1，2，3……）
【答案】 ACD
【详解】
A．粒子受电场力和洛伦兹力的作用，沿中轴线运动，则带电粒子受力平衡，所以有
得
故A正确；
B．若只增大速度选择器中的电场强度E，电子沿中轴线射入，则此时
v也增大，则在A、B板长度不变的情况下，电子穿过A、B板的时间变短，故B错误；
C．若时刻进入A、B板间的电子恰能水平飞出，且飞出方向沿O1O2方向，此时仅电场力做功，根据对称性可知，只需飞出时时刻为
（n=1，2，3……）
故C正确；
D．若t=0时刻进入金属板间A、B的电子恰能水平飞出，则此时竖直方向的速度为0，电场力做功平衡，即通过的时刻为nT（n=1，2，3……），可计算此时速度为
根据洛伦兹力和电场力平衡可得
联立得
（n=1，2，3……）
故D正确；
故选ACD。
12．（2020·九龙坡区·重庆市育才中学高三期中）有一倾角为的斜面，其底端固定一挡板M，可视为质点的木块A、B质量均为m，木块A、B与斜面间的动摩擦因数相同，挡板M通过一轻弹簧与木块A相连接。如图所示，开始时木块A恰好静止在P处，弹簧处于自然伸长状态，P、Q间的距离为L，木块B从Q点以初速度向下运动，与木块A相撞后立刻一起向下运动，但不粘连。木块A、B一起到达最低点后反弹，木块B向上运动恰好能回到Q点。则以下说法正确的是（ ）
A．木块B与A相撞后瞬间的速度为
B．弹簧第一次被压缩时的最大弹性势能
C．弹簧第一次被压缩时的最大压缩量
D．弹簧第一次被压缩时的最大压缩量
【答案】 BD
【详解】
A．开始时木块A恰好静止在P处，则有
木块B下滑做匀速直线运动，B和A相撞前后，总动量守恒，则有
解得，故A错误；
B．木块B和A压缩弹簧的初动能
从碰撞结束到最低点由动能定理可得
联立解得
故B正确；
CD．设两木块向下压缩弹簧的最大长度为s，两木块被弹簧弹回到P点时的速度为v2，则
两木块在P点处分开后，木块B上滑到Q点的过程
联立可得
故C错误，D正确。
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2020·山东胶州市·高三期中）某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是可视为质点的滑块。
第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽右端M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；
第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出M距离P′间的水平距离x2。
（1）本实验必须的测量仪器是______；
（2）为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是______；（写出需要的物理量并用相应的符号表示）
（3）滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝______。（用物理量符号表示）
【答案】 刻度尺 测出滑槽末端与右端M的距离L
【详解】
（1）实验中需要测量滑块的水平距离，故需要的测量仪器是刻度尺；
（2）第二次实验中，需要计算摩擦力做功，故需要测量滑槽末端与右端M的距离L；
（3）第一次实验，根据平抛运动规律，有
，
可得，滑块到达滑槽末端的速度为
第二次实验，根据平抛运动规律，有
，
可得，滑块到达桌面右端的速度为
对第二次实验，滑块从滑槽末端离开到运动到桌面右端，应用动能定理，有
代入数据，得
14．（2020·四川成都市·石室中学高三一模）如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，表头G的量程为0~6mA，内阻r=100Ω，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压5V挡和10V挡，直流电流10 mA挡和100 mA挡，欧姆 ×100Ω挡。请完成下列问题。
（1）若旋转选择开关S旋到位置4、5时，电表用来测量______ ； S旋到位置______时，电表可测量直流电流，且量程较大；
（2）已知图中的电源E的电动势为6V，当把开关S接到位置3，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为______Ω。 根据题给条件可得R5=______Ω。
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______ （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 直流电压 1 偏大
【详解】
（1）根据多用电表的原理可知，当开关S旋到位置4、5时是直流电压档；
当开关S旋到位置1、2时是直流电流档，且位置1的量程较大；
（2）当把开关S接到位置3时是欧姆档，此时通过电路的最大电流为
由
端与“5”相连时，多用电表为直流电压档，端与“4”相连时，多用电表为直流电压档；则有
（3）当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流不变，由公式
知欧姆表内阻得调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现，由公式
可知当变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表示数变大。
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．（2020·重庆北碚区·西南大学附中高三月考）一列简谐横波沿x轴正向传播，波源位于x=0位置，t=0时刻波源开始沿y轴方向振动，经过0.15s时形成的波形如图所示。
①求该波的波长、频率和此后1s内x=20cm处的质点通过的路程；
②此后在经过多长时间，x=60cm处的质点第一次出现在波谷位置。
【答案】 ①，5Hz，1.2m；②0.125s
【详解】
（1）由题意可知
得
频率为
由图可知，则有
得
1s即为5个周期，x=20cm处的质点通过的路程
（2）波速为
波传到x=60cm处所用的时间为
再经过四分之一周期到达波谷即
则总时间为
16．（2020·西藏乃东区·山南二中高三月考）单色光以入射角射到半径为R、折射率为的透明球体中，并被球内经一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如图所示。真空中的光速为。
（1）在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
（2）求入射光与出射光之间的夹角；
（3）单色光通过透明球体的时间（用R和表达）。
【答案】 （1）；（2）；（3）
【详解】
（1）光路如图所示
（2）由折射定律可知
得
根据几何关系得
（3）单色光在透明球体中的传播速度为
则
所以传播时间
17．（2020·沙坪坝区·重庆八中高三月考）如图所示，在xOy平面坐标系内，以原点O为圆心，R为半径的圆内有磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆外有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，A点坐标为（0，-R）。
（1）一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以某一速率沿纸面从A点沿y轴正方向射入圆形磁场。求：
Ⅰ．若粒子入射速率为，画出粒子在磁场中运动的轨迹；
Ⅱ．若粒子再次回到A点的时间为（n＞2且n为整数），求粒子入射速度vn满足的关系；
（2）若一中性微粒原本静止在A点，某时刻突然分裂为P、Q两带电微粒，质量分别为m、2m。其中P微粒电荷量为q（q＞0），速度沿y轴正向。判断P、Q能否相撞，若相撞求经过多久相撞，及撞击点位置坐标（不计粒子重力和粒子间的相互作用）。
【答案】 （1）Ⅰ.见解析；Ⅱ.（且n为整数）；（2）见解析
【详解】
（1）Ⅰ．由牛顿第二定律可得
联立可得得
轨迹如图所示
Ⅱ．
（取正整数）
代入得
可得
（且n为整数）
（2）对P有
，
由动量守恒有
对Q有
运动半径相同，可画出运动轨迹
可知必然相碰
得
由几何关系可知相遇点坐标为
18．（2020·河南郑州市·郑州一中高三月考）如图所示，质量M＝1kg的长木板静止在水平地面上，右端固定一轻质微型弹簧，用质量为m＝0.5 kg的物块压缩弹簧并固定，此时弹簧的弹性势能为6 J，木板右端距离竖直墙L＝34 cm。某时刻释放弹簧，使得物块和木板瞬间获得一定的速度，之后木板与竖直墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知木板和地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物块和木板间的动摩擦因数μ2＝0.3，重力加速度g取10m/s2，运动过程中物块始终在木板上。求：
（1）释放弹簧后的瞬间物块和木板的速度大小；
（2）把物块看作质点，不考虑弹簧的长度，则木板的最小长度约为多少；（结果保留2位小数）
（3）木板停止运动时，其右端距离竖直墙多远。（结果保留2位小数）
【答案】 （1）；（2）1.75m；（3）1.91m
【详解】
（1）设弹簧释放的瞬间木板和物块的速度分别为，，由于系统在水平方向上所受合力为零，由动量守恒和能量守恒定律知
由以上两式解得
（2）释放弹簧后，设木板运动到竖直墙时的速度大小为v，运动的时间为，则
解得
解得
设在时间内物块的加速度大小为a，位移为大小x，时刻速度大小为，由
得
时刻物块的速度大于木板的速度，所以物块继续以加速度a减速，设时刻之后木板的加速度为，有
得
故后木板做匀速运动，设经过物块的速度等于木板的速度，则
解得
设在时间内木板和物块的位移分别为和，于是
所以木板的最小长度为
（3）物块和木板达到共同速度后一起减速，设加速度为，位移为
解得
木板停止运动时，其右端距离竖直墙
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