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2021届高考物理模拟预热卷（重庆地区专用）

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这是一份2021届高考物理模拟预热卷（重庆地区专用），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知一个原子核经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列说法正确的是( )

A.衰变过程中共发生了7次α衰变和6次β衰变

B.一次衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子

C.的半衰期与任意一个原子核发生衰变的时间相等

D.的人工放射性同位素比天然放射性物质半衰期更短，放射性废料更容易处理

2.某同学在书房设计的吊灯如图所示，水平直杆固定在墙上，为两条轻绳，O为结点，。现将绳缓慢加长且上端沿水平杆缓慢右移到处，此过程中保持结点O不动，则( )

A.绳与绳的合力逐渐增大 B.绳所受拉力逐渐减小

C.绳所受拉力逐渐增大 D.绳所受拉力先减小后增大

3.如图所示，长度为的不可伸长的绝缘轻绳，穿过中心有孔的两个完全相同的带电小球P和Q，悬挂于天花板上的O点，两球静止时的位置将轻绳分成长度相等的三段，处于等边三角形的三个顶点上，已知两小球的质量均为m，静电力常量为k，重力加速度为g，不计轻绳与球孔之间的摩擦，则小球所带的电荷量为( )

A. B. C. D.

4.如图所示，小滑块的质量分别为,间通过轻质铰链用长为L的刚性轻杆连接，Q套在固定的水平横杆上，P和竖直放置的轻弹簧上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上。当杆与竖直方向的夹角时，弹簧处于原长，此时，将P由静止释放，下降到最低点时。整个运动过程中，始终在同一竖直平面内，滑块P始终没有离开竖直墙壁,弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则在P下降过程中( )

A.组成的系统机械能守恒

B.轻杆始终对Q做正功

C.弹簧弹性势能最大值为

D.P和弹簧组成的系统机械能最小时，Q受到水平横杆的支持力大小等于

5.如图所示为发射卫星的轨道简化示意图，先将卫星发射到半径为的圆轨道I上做匀速圆周运动，在A点时使卫星变轨进入椭圆轨道Ⅱ上，卫星运动到椭圆轨道的远地点B点时，再次变轨，进入半径为的圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道Ⅱ上运行到A点时的速率为v，卫星的质量为m，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，忽略变轨时消耗的燃料质量，则下列说法正确的是( )

A.卫星从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ，在B位置时要向前喷气

B.在轨道Ⅰ上卫星与地球球心的连线单位时间内扫过的面积要比在轨道Ⅲ上的大

C.卫星在轨道Ⅲ上B点的加速度大于在轨道Ⅱ（稳定运行）上B点的加速度

D.发动机在B点对卫星做的功为

6.甲、乙两辆车初始时相距1 000 m，甲车在后，乙车在前，在同一条公路上做匀变速直线运动，它们的图像如图所示，则下列说法正确的是( )

A.乙车比甲车早出发8 s B.两辆车在时速度相等

C.两辆车能相撞 D.甲车停下时，甲车在乙车前边191 m处

7.如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（）

A.的阻值为

B.电源电动势为，内阻为

C.内电阻上消耗的电能为

D.若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为之前的

二、多项选择题:本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

8.如图所示，直角三角形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，置于A点的粒子源能沿方向向磁场内同时发射比荷相同但速率不同的带正电粒子。已知刚好从B点射出磁场的粒子在磁场中的运动时间为t，，不计粒子间的相互作用及重力，则( )

A.从边射出磁场的粒子一定同时平行射出

B.从边中点射出磁场的粒子的速率为

C.垂直边射出的粒子在磁场中的运动时间为

D.从边射出磁场的粒子的速率有可能小于

9.如图所示，长为L的水平传送带以速度v逆时针运转，将小石墨块P轻放在传送带右端A，当石墨块从左端B离开传送带时，传送带上留下了长度为的痕迹，不计绕过传动轮的皮带长度，下列说法正确的是( )

A.增大传送带速度v，划痕长度可能不变

B.减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，划痕长度可能会减小

C.增加传送带的长度，划痕长度一定会变长

D.一定条件下可使

10.如图所示，变压器原副线圈的匝数分别为，原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连，导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，副线圈接阻值的电阻，原线圈串联一阻值也为R的电阻，与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值、质量的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计，导轨足够长，导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰，电表均为理想电表，则( )

A.电压表的示数为1 V

B.电流表的示数为0.2 A

C.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为

D.在0~0.05 s的时间内外力F做的功为1.32 J

三、非选择题:共57分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题:共45分。

11.（6分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。

A.待测干电池一节

B.电流表（量程0~0.6 A，内阻）

C.电压表（量程0~3 V，内阻未知）

D.滑动变阻器R（0~）

E.开关、导线若干

在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量干电池的电动势和内阻。

（1）实验电路图应选择图1中的_________（填“甲”或“乙”）。

（2）根据实验中电流表和电压表的示数，将得到的数据描入了坐标中，并得到了如图2所示的图象，则干电池的电动势________V，内阻_________Ω。

（3）对于本实验，如果我们不知道电表的内阻且电表并非理想电表，实验中关于电流表和电压表内阻对测量值的影响，以下说法正确的是__________。

A.用图3所示电路时， B.用图3所示电路时，

C.用图4所示电路时， D.用图4所示电路时，

12.（9分）某学习小组采用图甲所示气垫导轨装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下，请回答下列问题。

（1）用天平测得滑块（均包括挡光片）的质量分别为；用游标卡尺测得挡光片的宽度均为d。若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示，则其读数为___________mm。

（2）充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05 s、0.06 s，则应使导轨右端___________（选填“调高”或“调低”），直至滑块在导轨上运动，通过两个光电门时______________，说明气垫导轨已经调节水平。

（3）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧，并释放滑块A，滑块A一直向右运动，与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为。

（4）在实验误差允许范围内，若表达式_____________（用测得的物理量表示）成立，说明滑块碰撞过程中动量守恒；若表达式__________（仅用、和表示）成立，说明滑块碰撞过程中机械能和动量均守恒。

13.（12分）如图所示，质量为的工件带有半径的光滑圆弧轨道，静止在光滑水平地面上，B为轨道的最低点，B点距地面高度。质量为的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放，经B点后滑离工件，取。求：

（1）物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力；

（2）物块落地时距工件初始静止时右端位置的水平距离。

14.（18分）如图所示，两根光滑平行且电阻不计的金属导轨和，分为倾斜部分和水平部分，，导轨间距为L，在导轨的倾斜部分有垂直导轨平面斜向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将一金属棒从A点由静止释放，当前一根棒经过底端时，立即将相同的金属棒也放到A点由静止释放，且金属棒经过处时无动能损失。已知每根金属棒的长度均为L，电阻均为R，质量均为m，运动过程中金属棒始终与平行，倾斜部分导轨与水平面的夹角为θ，释放点离水平面高度为h，重力加速度为g。

（1）若释放的第二根金属棒到达时速度大小为，则第一根金属棒产生的内能是多少？

（2）若释放的第二根金属棒到达时速度大小为，此时第一根与第二根之间的距离为多少？

（3）若第三根金属棒在到达前已做匀速运动，则至第五根刚要释放时，第三根棒上产生的内能是多少？

（二）选考题:共12分。请考生从第15题和第16题中任选一题作答，若两题都做，则按所做的第一题记分。

15.[物理——选修3–3]（12分）

（1）（4分）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中( )

A.气体体积逐渐减小，内能增加 B.气体压强逐渐增大，内能变大

C.气体压强逐渐增大，吸收热量 D.外界对气体做功，气体内能不变

（2）（8分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。

（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?

（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少?

16.【物理——选修3–4】（12分）

（1）（4分）一列简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，在时刻的波形如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标为。下列说法正确的是__________。

A.该简谐波传播的最小速度为2.0 m/s

B.波传播的速度为

C.若波向x轴正方向传播，质点P比质点Q先回到平衡位置

D.若波向x轴负方向传播，质点P运动路程的最小值为25 cm

（2）（8分）由两种透明材料甲、乙制成的棱镜的截面如图所示，其中材料甲的截面为直角三角形，，，材料乙是圆截面。一细光束由边的中点D与成30°角斜射入材料甲，经折射后该光束刚好在乙的圆弧面上发生全反射，然后射到边上的G点（未画出）。已知材料甲的折射率，真空中光速为c。求：

（i）材料乙的折射率；

（ⅱ）该细光束在此棱镜中从D传播到G所经历的时间t。

答案以及解析

1.答案：D

解析：衰变过程中发生α衰变的次数为（次），β衰变的次数为（次），故A错误；一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，故B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，故C错误；与天然放射性物质相比，的人工放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状，特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射性废料更容易处理，故D正确。

2.答案：C

解析：以结点O为研究对象，绳与绳的合力F与吊灯的重力大小相等，方向相反，保持不变，A错误；根据正弦定理有，得，，由于初态，端右移过程中，逐渐减小，逐渐增大，不变，则均逐渐增大，C正确，BD错误。

3.答案：C

解析：对任一小球进行受力分析，受到重力和间的库仑力，还有倾斜轻绳和水平轻绳的拉力，由题意可知，倾斜轻绳与水平方向的夹角为60°，轻绳上的拉力大小处处相等，设拉力大小为F，由平衡条件得，竖直方向上有，水平方向上有，联立解得，C选项正确。

4.答案：D

解析：由于不计摩擦，和弹簧三者组成的系统机械能守恒，故组成的系统机械能不守恒，故选项A错误；在P下降过程中，Q一直沿着杆向左运动，P下降至最低点时，P的速度为零，Q速度也为零，故在P下降过程中，Q一定经历先加速后减速的过程，由受力分析知，Q加速过程，轻杆对其做正功，Q减速过程，轻杆对其做负功，故选项B错误；P下降至最低点时，弹簧弹性势能最大，此时的速度都为零，由于和弹簧三者组成的系统机械能守恒，故此时弹簧弹性势能即为系统减少的重力势能，亦即P减少的重力势能，，故选项C错误；经分析可知，P和弹簧组成的系统机械能最小时，Q的动能最大，速度最大，加速度为零，轻杆对Q的作用力为零，此时，对Q受力分析可知，水平横杆对Q的支持力大小等于Q的重力，故选项D正确。

5.答案：D

解析：卫星从椭圆轨道Ⅱ（做向心运动）变轨到圆轨道Ⅲ，在B位置时动力气源要向后喷气加速，选项A错误。由得，可知，由于圆轨道Ⅲ的半径大于圆轨道I的半径，所以在轨道I上卫星与地球球心的连线单位时间内扫过的面积要比在轨道Ⅲ上的小，选项B错误。根据可知，卫星在轨道Ⅲ和轨道Ⅱ（稳定运行）上的B点时，与地心的距离相同，则加速度大小相同，选项C错误。由知，当卫星在的圆轨道上运行时，有，得卫星在圆轨道上运行时通过B点的速度为，由开普勒第二定律知卫星在椭圆轨道上B点的速度为，发动机在B点对卫星做的功，选项D正确。

6.答案：B

解析：由题图可知，乙车比甲车晚出发8 s，故A错误；由题图可知，甲车做匀减速直线运动，根据运动学公式得，乙车做匀加速直线运动，根据运动学公式得，当两车速度相等时，解得，同时解得两车的共同速度，故B正确；由于当两车速度相等时若不相撞则不会再相撞，则当时甲车的位移，乙车的位移，因为，所以两车不会相撞，故C错误；甲车停下来时，根据运动学公式得其位移，乙车的位移，两车之间的距离为，甲车在乙车后191 m处，故D错误.

7.答案：C

解析：两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电阻两端电压，电路中电流，则电阻在内消耗的电能，故C正确；

8.答案：AC

解析：由带电粒子在匀强磁场中的运动规律及几何关系可知，从边射出磁场的粒子，其速度方向均与边成30°角，斜向右下方，其运动轨迹所对的圆心角均为60°，在磁场中的运动时间均为t，选项A正确；从边中点射出磁场的粒子，由几何关系可知，粒子做圆周运动的轨迹半径为，由可得，又因为从B点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为t，故有，解得，代入可解得，选项B错误；由几何关系可知，垂直边射出的粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对圆心角为30°，故其在磁场中的运动时间为，选项C正确；刚好从B点射出的粒子，其轨迹半径为，由解得粒子速度大小为，要使粒子从边射出，粒子的速度，选项D错误。

9.答案：AD

解析：分三种情况：①石墨块到达B前速度等于v，则，其中，解得，v增大则变长；②石墨块到达B速度小于或等于v，且运动时间，则，得，增大v则变长；③石墨块到达B速度小于或等于v，且运动时间，此时在石墨块到达B端前划痕前端就追上石墨块，划痕长度为，之后的划痕与原来划痕重叠，划痕长度为不变，选项A正确；由上述可知，减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，则会变长或不变，选项B错误；第①种情况下与L无关，选项C错误；由③可知选项D正确。

10.答案：CD

解析：由速度随时间变化的关系式可得，故导体棒产生的感应电动势的最大值为，电源电动势为，电动势的有效值为，设原线圈的输入电压为，副线圈的输出电压为，原线圈的输入电流为，副线圈的输出电流为，则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有，由变压器的工作原理可知，对副线圈的回路，由欧姆定律有，由以上式子可解得，故电压表示数为，电流表示数为，AB错误；根据，可知原线圈中磁通量变化率的最大值为，由于变压器无能量损失，故是理想变压器，原线圈中的磁通量即为铁芯中的磁通量，故C正确；在时间内，电路产生的焦耳热，根据能量守恒定律得，故，D正确。

11.答案：（1）甲

（2）1.5；0.7

（3）AB

解析：（1）因为电流表的内阻已知，故可将电流表内阻等效为干电池内阻，求出等效内阻后，再求出实际干电池的内阻，故采用图1中的甲可以有效修正实验的系统误差。（2）由图象可知，干电池的电动势为，等效内阻为，故电源内阻为。（3）在图3中，由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实电流值，据可知，电动势测量值小于真实电动势，内阻测量值小于真实值，故选项AB正确；在图4中，将电流表看成内阻一部分，则内阻测量值大于真实内阻，故选项D错误；由可知，电动势测量值等于真实值，选项C错误。

12.答案：（1）5.20

（2）调低；两个计时器显示的时间相等

（4）；

解析：（1）游标卡尺的读数为。（2）同一滑块通过两个光电门，由知，时间长的速度小，可知滑块做减速运动，导轨右端应调低一点，直至两个计时器显示的时间相等，即说明滑块做匀速运动，导轨已调成水平。（4）滑块A碰前速度，碰后速度，滑块B碰后速度，在实验误差允许范围内，若表达式即成立，说明碰撞过程中动量守恒；若表达式即成立，联立解得，说明碰撞过程中机械能和动量均守恒。

13.答案：（1）280N，方向竖直向下

（2）0m

解析：（1）物块从圆弧轨道顶端滑到B点过程中，物块和工件组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，则有

联立解得

在B点处，对物块有

解得

根据牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小，方向竖直向下

（2）物块滑离工件后做平抛运动的时间

物块从滑离工件到落地过程水平方向运动的距离

而工件在物块滑离前的运动过程中向左运动，设物块向右运动的距离为，工件向左运动的距离为，两者在水平方向动量守恒，则由水平方向动量守恒得

两边同乘于两者相互作用的时间得

又由位移关系得

联立解得，

故物块落地时距工件开始静止时右端位置的水平距离为

14.答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）设第一根金属棒在第二根运动到时产生的内能为Q

由功能关系及电路知识知

解得

（2）对第二根金属棒在磁场中的运动过程分析，设下滑时间为t，受到的安培力的平均值为

由动量定理有

又（为A到C的距离）

由几何知识有

联立解得

由功能关系知第一根棒下滑到水平面时速度为

当第二根棒下滑到水平面处时两棒间距为

（3）第三根棒在斜导轨上匀速运动时有

解得

在第三根棒下滑的过程中，结合电路知识得第三根棒上产生的内能

同理可求第四根棒在斜导轨上匀速下滑时的速度

在第四根棒在斜导轨下滑过程中，结合电路知识得第三根棒产生的内能

当第五根刚要释放时，第三根金属棒产生的内能

15.答案：（1）D

（2）（i）12.9cm

（ii）363K

解析：（1）外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知D正确，ABC错误。

（2）解：（i）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。由玻意耳定律有

①

设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有

②

③

④

联立①②③④式并代入题给数据得

⑤

（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖—吕萨克定律有

⑥

按题设条件有

⑦

联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得

⑧

16.答案：（1）D

（2）（i）2；（ii）

解析：（1）由题图可知，0.5 s内波传播的最短距离为0.5 m，故最小速度为1.0 m/s，A错误；若波向x轴正方向传播，波速为，若波向x轴负方向传播，波速为，故B错误；若波向x轴正方向传播，时刻后质点P远离平衡位置运动，质点Q靠近平衡位置运动，故质点P比质点Q后回到平衡位置，C错误；若波向x轴负方向传播，质点P向平衡位置运动，0.5 s时质点P向上振动，0 s时质点P向下振动，0.5 s时质点P至少运动了，所以最短路程为25 cm，D正确。