2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 河北地区专用

2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 河北地区专用

一、单选题

1.分别置于两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，在一条直线上，且。已知点的磁感应强度大小为，点的磁感应强度为。若将处导线的电流切断，则（   ）

A.点的磁感应强度大小变为，点的磁感应强度大小变为

B.点的磁感应强度大小变为，点的磁感应强度大小变为

C.点的磁感应强度大小变为，点的磁感应强度大小变为

D.点的磁感应强度大小变为，点的磁感应强度大小变为

2.如图所示为甲、乙两物体在同一条直线上运动的位移x随着时间t变化的图象，则(   )

A．甲做匀加速直线运动，乙做匀减速直线运动

B．当t=4s时甲、乙两物体相遇

C．当t=2s时刻甲、乙两物体相遇

D．甲、乙两物体运动的速度相同

3.甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍.下列应用公式进行的推论正确的有(   )

A.由可知，甲的速度是乙的倍 B.由可知，甲的向心加速度是乙的2倍

C.由可知，甲的向心力是乙的 D.由可知，甲的周期是乙的倍

4.随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是(   )

A.理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍

B.若没有交流变频器，则电压表的示数为220 V

C.穿过原、副线圈的磁通量之比为1:2

D.穿过原、副线圈的磁通量之比为2:1

5.如图,边长为的正方形内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(所在平面)向外.边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于边的方向发射电子.已知电子的比荷为k.则从两点射出的电子的速度大小分别为(   )

A. B. C. D.

6.如图所示，质量为10 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2.5 kg的物体B用细线悬挂起来，紧挨在一起但之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取）(   )

A.0 B.20 N C.25 N D.125 N

二、多选题

7.光滑的水平面上,质量为的小球以速度与质量为的静止小球正碰,碰后两小球的速度大小都为,方向相反,则两小球质量之比和碰撞前后动能变化量之比为（   ）

A.  B.   

C.  D.

8.小明坐在半球形轨道顶端玩耍，突然被小伙伴推了一下，沿球面向下滑动。半球形轨道横截面示意图如图所示。假设球面是光滑的，球半径为R，从最高点A滑动时的水平速度为，至B点时脱离轨道，最终落在水平地面上的C点，和间的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是(   )

A.从A到B的过程中，小明水平方向的加速度先减小后增大

B.在B点时，小明的速度为

C.

D.从A到C的过程中，小明运动的时间大于

9.一平行板电容器的两极板正对水平放置，与电源、滑动变阻器及开关S连接成如图所示的电路，极板间距为d，当两极板间的电压为U时，两板间有一质量和电荷量分别为的带电粒子静止在电容器中，则下列说法正确的是(   )

A.断开开关S，将B板竖直下移一小段距离后，带电粒子将向下运动

B.断开开关S，将B板水平右移一小段距离后，带电粒子将向上运动

C.闭合开关S，将滑片P上移使极板间的电压增大，则粒子的加速度为

D.闭合开关S，将滑片P上移使极板间的电压增大，则粒子的加速度为

10.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块.另一端与斜面上的物块相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动，直至悬挂的细绳与竖直方向成45°.已知始终保持静止，则在此过程中（   ）

A.水平拉力的大小可能保持不变

B.所受细绳的拉力大小一定一直增加

C.所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D.所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

三、实验题

11.某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门与光电计时器相连记录小球经过光电门所用的时间t。
 

（1）利用游标卡尺测量小球的直径，结果如图乙所示，则小球的直径_____mm。

（2）若要计算出当地的重力加速度，除上述已知量，还需要测量的物理量是_________，重力加速度的表达式为_________（用题目中的已知量和所测物理量符号表示）。

（3）以下实验操作中，可以减小系统误差的是_________。

A.适当增加固定挡板与光电门之间的距离

B.多次测量取平均值

C.小球选用质量较大、体积较小的金属球

12.现要描绘标有“2.5 V  0.8 W”的小灯泡L的伏安特性曲线，小海同学设计了图甲所示电路进行实验。

（1）请将滑动变阻器接入电路（用笔画线代替导线完成）；

（2）某次测量时，电压表的指针如图乙所示，此时电压表的读数为_______V；

（3）为进一步研究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明利用测量所得的数据通过计算电功率。小明采用图像法处理数据，将作为纵、横坐标建立直角坐标系，将获得的数据在坐标纸上描点，并根据数据分布点作出了一条直线，如图丙所示。请指出图像中两处不恰当的地方为___________、__________。

四、计算题

13.如图，倾角的光滑固定斜面上放有三个质量均为的物块(均可视为质点)，固定，与斜面底端处的挡板接触，与通过轻弹簧相连且均处于静止状态，间的距离为。现由静止释放，一段时间后与发生碰撞，重力加速度大小为，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(与始终未接触，弹簧始终在弹性限度内)

(1)求与碰撞前瞬间的速度大小；

(2)若的碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撤去，且沿斜面向下运动到速度为零时，弹簧的弹性势能增量为，求沿斜面向下运动的最大距离；

(3)若下滑后与碰撞并粘在一起，且刚好要离开挡板时，的总动能为，求弹簧的劲度系数。

14.如图所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd.棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处于磁感应强度为B0=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里．相距0.2m的水平虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．在t=0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高度处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2.求：

(1)在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小；

(2)在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；

(3)棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热．

15.新冠肺炎疫情期间，国家从北方调大批装有氧气的钢瓶送往武汉，每个钢瓶的容积为，北方测得钢瓶内氧气压强为，每个钢瓶总质量，温度为300 K，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为，温度为330 K。现使用其中一瓶氧气，先用小钢瓶（加抽气机）缓慢分装，小钢瓶容积为，分装后每个小钢瓶内氧气压强为，要求大钢瓶内压强降到时就停止分装。

（1）通过计算判断钢瓶在运输途中是否漏气；

（2）一个大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用。

16.一大型游乐场建有一个半球型游泳池，游泳池半径为R，游泳池内注满水。一潜泳者可在水面下方游动，其头罩上带有一单色光源，游泳池水面上的最大发光面积为游泳池面积的，求：

（1）池内水的折射率；

（2）射出水面的光在水中传播的最长时间。

参考答案

1.答案：C

解析：设导线在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，根据右手螺旋定则有：，联立两式解得，，，故C正确，A、B、D错误。故选C。

2.答案：C

解析：A.根据直线的斜率等于物体运动的速度，则知两个物体都做匀速直线运动，故A错误;B.当t=4s时甲、乙两物体的位置不同，没有相遇，故B错误;C.当t=2s刻甲、乙两物体纵坐标相同，到达同位置相遇，故C正确。D.两个图象的斜率大小相等，则两物体运动的速度大小相同，但方向相反，不相同，故D错误。故选：C。

3.答案：D

解析：本题考查万有引力定律的应用.人造卫星绕地球运动时，万有引力提供其做圆周运动的向心力，由,解得,已知甲的轨道半径是乙的2倍，则乙的速度大小是甲的倍，A错误；由，解得,已知甲的轨道半径是乙的2倍，则乙的向心加速度大小是甲的4倍，又两颗人造卫星质量相同，则甲的向心力大小是乙的，B错误，C错误;由开普勒第三定律可知，两颗人造卫星环绕同一天体（地球）运动，已知甲的轨道半径是乙的2倍，则甲的周期是乙的倍，D正确.

4.答案：A

解析：本题结合交流变频器考查理想变压器的性质。若原线圈输出电压的频率增大为原来的2倍，由可知，原线圈输出电压变为原来的2倍，由可知，副线圈的输出电压变为原来的2倍，故A正确；若没有交流变频器，原线圈输入电压为220 V，又，则电压表的示数为110 V，故B错误；根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1，故C、D错误。

5.答案：B

解析：电子在匀强磁场中运动,洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力,由得电子在匀强磁场中运动的轨迹半径为.若电子从a点射出,则轨迹圆心在中点上,之间的轨迹为半圆,则轨迹半径，解得从a点射出的电子速度大小.若电子从d点射出,运动轨迹如图所示.设轨迹半径为,则,解得,与联立解得从d点射出的电子速度大小为,选项B正确.

6.答案：B

解析：由于剪断细线前，间无压力，根据平衡条件可知，弹簧的弹力为；剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律可得整体的加速度；对B分析，根据牛顿第二定律可得，解得，则B对A的压力为20 N，故B正确。

7.答案：AD

解析：以原来的速度v的方向为正方向,根据动量守恒定律得；所以，所以A选项是正确的、B错误.两球碰撞前后动能变化量分别为: ；；所以；故C错误、D正确.所以AD选项是正确的.

8.答案：BCD

解析：本题考查牛顿第二定律、动能定理和运动学的综合问题。小明从A到B的过程中，在A点水平方向的加速度为零，下落到B点之前水平方向有加速度，到达B点时水平方向的加速度为零，故从A到B的过程中，小明水平方向的加速度先增大后减小，故A错误；在B点时，对小明根据牛顿第二定律有，解得小明在B点的速度为，故B正确；对小明从A到B的过程根据动能定理有,解得,故C正确；若小明从A到C做自由落体运动，则运动时间,从A到B的过程中，小明竖直方向的加速度小于g，故小明从A到C运动的时间，故D正确。

9.答案：BC

解析：本题考查含平行板电容器电路的动态分析。断开开关S，两极板的带电荷量不变，根据得,将B板竖直下移一小段距离后，两板间距离增大，两极板间的场强不变，带电粒子将保持静止，A错误；将B板水平右移一小段距离后，两板间正对的面积S减小，两极板间的场强增大，带电粒子将向上运动，B正确；闭合开关S，两极板间的电压为U，两板间有一质量和电荷量分别为的带电粒子静止在电容器中，则，极板间的电压增大后，根据牛顿第二定律，有，解得，C正确，D错误。

10.答案：BD

解析：如图所示，以物块为研究对象，它在水平向左拉力作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为的过程中，水平拉力逐渐增大，绳子拉力逐渐增大，A错误，B正确；

对受力分析可知，若起初受到的摩擦力沿斜面向下，则随着绳子拉力的增加，则摩擦力也逐渐增大；若起初受到的摩擦力沿斜面向上，则随着绳子拉力的增加，摩擦力可能先减小后增加，C错误，D正确。

11.答案：（1）3.0

（2）小球球心与光电门中心之间的距离h；

（3）C

解析：（1）根据游标卡尺读数规则可知，小球的直径为。

（2）根据可得重力加速度，因此还需要测得小球球心与光电门中心之间的距离h。

（3）选项A、B可以减小实验的偶然误差，实验时在计算过程中忽略了空气阻力的作用，故选择体积较小、质量较大的金属球可减小系统误差，故选C。

12.答案：（1）见解析（2）2.05（2.04 ~2.06）（3）图线不能作成直线;横坐标的标度选择不合理

解析：本题考查“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。

（1）从图像可知电压从零开始调节，所以滑动变阻器应用分压式接法，连接实物图如图所示；

（2）因电压表量程选择0~3 V，精确度为0.1 V，则电压表读数估读到0.01 V，故此时电压表的读数为2.05 V；

（3）图像中不恰当的地方有：①图像不能作成直线，应用平滑的曲线连接；

②横坐标的标度选择不合理，最大值标为比较合适。

13.答案：(1)根据机械能守恒定律：解得

(2)设碰撞后瞬间的速度大小分别为，根据动量守恒定律：

由能量关系：

解得，；

碰撞后，对沿斜面向下压缩弹簧至速度为零的过程，根据能量关系：

解得:

(3)碰撞前，弹簧的压缩量:

设碰撞后瞬间的共同速度大小为，则：

解得

当恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为：

可见，在开始沿斜面向下运动到刚好要离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能改变量为零，根据机械能守恒定律：

解得：

解析：

14.答案：(1)对棒ab自由下落过程，有 

磁感应强度变化率为                        

由法拉第电磁感应定律得，0～时间内感应电动势      

联立以上各式并代入数据可得　                               

(2)由棒ab匀速进入磁场区域可知

代入数据，可解得                                                  

在～时间内，对棒cd受力分析可得                     

代入数据，可解得                                        

(3)解法1：

棒ab刚进入磁场时的速度为                               

棒ab刚进入磁场后的感应电动势为                       

由电路知                                               

在0～时间内，感应电流为                           

棒cd在0～时间内产生的焦耳热

解得                                                          

第三问也可以用解法2：

棒ab刚进入磁场时的速度为                         

全程由动能定理                           

由电路知                                         

解得   

解析：

15.答案：（1）没有漏气

（2）823瓶

解析：本题考查气体的变质量问题。

（1）由理想气体状态方程可知

不漏气的条件下为恒量

钢瓶在北方时，有

钢瓶在武汉时，有，则可判断出钢瓶在运输途中没有漏气

（2）设大钢瓶内氧气发生等温变化，至停止分装时，气体压强为，体积为，

则有，

由玻意耳定律有

可得，设可用于分装小钢瓶部分的氧气分装前压强为，体积为，

则，

小钢瓶内氧气的压强

由玻意耳定律有

解得瓶，所以一个大钢瓶可以分装823小钢瓶供病人使用

16.答案：（1）设液体折射率为n，当光源S位于O点正下方的池底时发光面积最大，发光半径为r，,此时光恰好发生全反射,根据几何关系,解得：.

（2）发光点在O点正下方池底处以临界角射出时光路最长,,解得.