2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 湖北地区专用

2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 湖北地区专用

一、单选题

1.在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑圆弧形槽的小车，一质量为m的小铁块以速度沿水平槽口滑上小车，且上滑过程始终未离开小车，如图所示，若，则铁块离开小车时将(   )

A.向左平抛      B.向右平抛        C.自由落体      D.无法判断

2.电磁炮是目前许多国家热衷发展的一种新式武器，其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时，强电流从一导轨流入，经滑块（炮弹）从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，磁感应强度大小只与电流成正比。通有电流的滑块在安培力的作用下（不计阻力）加速一段距离后，炮弹会以很大的动能射出。关于电磁炮，下列说法正确的是（   ）

A．当水平放置的平行导轨通有如图所示的电流时，导轨间的磁场方向竖直向下

B．当回路中电流一定时，炮弹将做匀加速直线运动

C．若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍

D．若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍

3.实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氚电池”，它的体积比一元硬币还要小，就是利用了氚核发生β衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氚电池”供电，使用寿命长达20年。该反应除了放出β射线外，还会放出不带电、质量基本为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是(   )

A.氚核发生β衰变后，新核平均核子质量会增加

B.氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外电子

C.氚核发生β衰变时还会放出

D.经过12.5年后，反应后剩余物的质量变为初始质量的一半

4.如图，中，．匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V．下列说法中正确的是(   )

A.电场强度的方向沿ac方向 

B.电场强度的大小为2V/cm
C.电子从a点移动到b点，电势能减少了4eV 

D.电子从c点移动到b点，电场力做功为4eV

5.如图，波速大小相同、振幅均为2cm的两列简谐波，甲波(实线)沿x轴正方向传播，乙波(虚线)沿x轴负方向传播。在t0＝0时刻的部分波形如图所示，在t1＝0.15s时，两列波第一次完全重合。下列说法正确的是(   )

A．甲、乙两列波的周期均为0.4s

B．甲、乙两列波的波速大小均为5m/s

C．甲、乙两列波的波速大小均为10m/s

D．t2＝0.5s时，甲、乙两列波的波形第二次完全重合

6.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态；把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则下列判断正确的是(   )

A．A对地面的压力减小 B．B对墙的压力增大

C．A与B之间的作用力大小不变 D．地面对A的摩擦力减小

7.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上.空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一个带正电的小物块(可视为质点)从A点以初速度向左运动,接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零,弹簧始终在弹性限度内.已知物块质量为m，两点间距离为L,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则物块由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是(   )

A.小物块的加速度先不变后减小

B.弹簧的弹性势能增加量为

C.小物块与弹簧接触的过程中,弹簧弹力的功率先增大后减小

D.小物块运动到C点时速度为零,加速度也一定为零

二、多选题

8.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形。单色光束从空气射到柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和折射光束2。已知玻璃柱的折射率为,入射角为45°(相应的折射角为24°)。现保持入射光束不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°,如图中虚线所示,则(   )

A.光束1转过15°  B.光束1转过30°

C.光束2转过的角度小于15° D.光束2转过的角度大于15°

9.如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是(   )

A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7 km/s

B.卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7 km/s

C.卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同

D.卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度

10.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，下列说法正确的是（   ）

A.交流电压u的表达式

B.温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

C.变压器原、副线圈中的电流之比随处温度的变化而变化

D.处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大

11.如图所示，在竖直面内有一长为、宽为L的矩形导线框，电阻为R，导线框正下方有宽度也为L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，某时刻起由静止释放导线框，以导线框的下边恰与磁场的上边界重合时开始计时，随后导线框以速度匀速进入并通过磁场区域。规定导线框的速度v方向向下时为正，电流I沿顺时针方向时为正，磁感线垂直纸面向外时导线框中的磁通量Φ为正，a点电势高于b点时，两点间电势差U为正。则以下关于随时间变化的图像正确的是(   )

A. B. C. D.

三、实验题

12.某小组设计了如图所示的实验方案做“验证牛顿第二定律实验”。质量分别为的两物体通过一根跨过定滑轮的轻质细线相连接，物体Q上固定宽度为d的挡光片。在外力的作用下让物体Q静止在A点，稳定后释放P和Q，在A点正上方高h处固定一光电门，挡光片通过光电门的时间t可由光电计时器测出。实验过程中可调整光电门的位置从而改变h，并测出对应的时间t，得到若干组。

（1）该实验的实验原理是_________（用题中所给的量表示）。

（2）得到若干组后，该小组的同学提出用图像法来处理实验数据，你认为他们应该描绘的图像是__________。

A. B. C. D.

（3）该小组的同学按上述方法作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，试写出一条可能的原因__________。

13.某实验探究小组利用如图所示的电路测量一毫安表的内阻以及一电源的电动势和内阻。实验室提供的实验器材如下：

A.待测毫安表（满偏电流2.5 mA，内阻大约）

B.待测电源（E大约为3 V,r大约为）

C.电阻箱（最大阻值为）

D.电阻箱（最大阻值为）

E.电阻箱（最大阻值为）

F.开关、导线若干

实验步骤如下：

a.将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏

b.保持电阻箱的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使毫安表示数达到满偏值的一半，同时记录电阻箱的读数

c.断开开关，调节电阻箱，记下电阻箱的读数和毫安表的示数I

d.多次重复步骤c

e.在坐标纸上以为纵坐标，以为横坐标，用直线拟合，作出图像

回答下列问题：

在本实验中，

（1）电阻箱应选择_______（用器材前面的字母表示）。

（2）毫安表内阻的测量值为__________。

（3）若获得图像的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势测量值的表达式为________，内阻测量值的表达式为________。

（4）用上述方法测出的电源内阻________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

四、计算题

14.质量为的汽缸如图甲所示放置，质量为、横截面积为的活塞密封一部分气体，气体的长度为，此时环境温度为19 ℃，大气压强为，重力加速度g取，不计活塞与汽缸之间的摩擦，汽缸导热性能良好，气体可视为理想气体。

（1）现将汽缸缓慢倒过来用弹簧支撑，如图乙所示，在这一过程中没有气体泄漏，若环境温度升高至29 ℃，求此时弹簧的弹力；

（2）现将汽缸缓慢倒过来悬挂，如图丙所示，在这一过程中没有气体泄漏，求稳定后活塞相对汽缸移动的距离（结果保留小数点后一位）。

15.在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ.

(1)证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值.

(2)已知滑块与车面间动摩擦因数，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速4m/s，取，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？

(3)在(2)的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？

16.在平面直角坐标系内，第一象限内存在如图所示的三部分紧邻的有界磁场I、Ⅱ、Ⅲ，磁场宽度均为0.3 m，从左到右磁感应强度大小依次为，方向如图所示，已知。一带正电粒子以速度从坐标原点O沿x轴正方向射入，已知该粒子的比荷，不计粒子重力。求：

（1）粒子射出磁场时的位置坐标；

（2）粒子从射入磁场到射出磁场这段时间内的平均速度（结果保留三位有效数字）。

参考答案

1.答案：C

解析：小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向的动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得,系统的机械能守恒,由机械能守恒定律得,解得铁块离开车时,.所以铁块离开车时将做自由落体运动,故A、B、D错误,C正确.

2.答案：B

解析：A．根据安培定则可知，导轨上的电流在导轨平面产生的磁场方向向上，A错误；

B．炮弹在安培力的作用下运动，回路中电流一定，磁感应强度一定，根据牛顿第二定律，可知加速度恒定，所以炮弹做匀加速直线运动，B正确；

C．若只将电流增大2倍，磁感应强度也增大2倍，根据动能定理，可知动能变为原来的4倍，C错误；

D．若只将导轨长度增大2倍，根据动能定理可知炮弹射出的动能会变为原来的2倍，D错误。故选B。

3.答案：C

解析：本题考查原子物理知识。氚核发生β衰变放出能量，新核平均核子质量会减小，A错误；发生β衰变产生的电子来源于核内中子转变为质子时放出的电子，而不是核外电子，B错误；氚核发生β衰变的核反应方程为,C正确；衰变反应放出的是电子和中微子，质量很小，12.5年后剩余物的质量和初始质量相近，D错误。

4.答案：B

解析：由题意知,在同一等势线上,电场强度的方向垂直于等势线并由高电势指向低电势,A项错。由题意知,,由几何关系可知,b点与等势线的距离,所以匀强电场的场强大小为,B项对。由可知,电子从a点移动到b点,电场力做的功为-4eV,电势能增加了4eV;电子从c点移动到b点,电场力做的功为-4eV,C、D项错。

5.答案：B

解析：由图可知的波长均为4m，取甲、乙两个相邻波峰为研究对象，两列波的波速大小均为，周期均为，故B正确，AC错误；从图上可以得出甲、乙两列波的波形第二次完全重合波形运动距离=0.5m+5m=5.5m，需要时间，故D错误。

6.答案：D

解析：以A、B为整体分析，竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体重力不变，故A对地面的压力不变，故A错误。对小球B受力分析，作出平行四边形，如图所示，A移动前后，B受力平衡，即B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；A向右移动少许，弧形斜面的切线顺时针旋转，A的弹力减小，故B、C错误。分析A、B整体，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，则摩擦力减小，故D正确。

7.答案：C

解析：物块与水平面间的动摩擦因数为μ,由于小物块克服摩擦力做功,机械能减小,则小物块的速度减小,根据可知,小物块受到的洛伦兹力减小,由左手定则可知,小物块向左运动的过程中受到的洛伦兹力的方向向下,洛伦兹力减小,则小物块受到的向上的支持力减小,所以摩擦力也减小,小物块的加速度也减小;当小物块接触弹簧后,小物块的加速度减小,而F增大,所以不能判断出加速度的变化,故A错误.小物块由A点运动到C点的过程中,动能转化为弹簧的弹性势能和内能，根据能量守恒定律知,小物块克服摩擦力做的功,由于摩擦力是变力,且可知,弹簧的弹性势能增加量一定不是,故B错误.小物块与弹簧接触的过程中,由,可知开始时弹簧弹力的功率为0,然后弹力逐渐增大,物块速度逐渐减小,最后物块速度等于0时,弹簧弹力的功率也是0,由此可知,弹簧的功率先增大到某一个最大值后开始减小,即弹簧弹力的功率先增大后减小,故C正确.小物块运动到C点时,弹簧处于压缩状态,由于不知道小物块在C点受到的弹簧的弹力与摩擦力的大小关系,所以不能判断出小物块的加速度是否为零,故D错误.

8.答案：BC

解析：转动前,光束1(反射光)与入射光线间的夹角为,光束2(折射光)与入射光线间的夹角为;转动后,反射光与入射光的夹角,根据折射定律得,则折射光线与入射光线间的夹角为,得,,故B、C项正确。

9.答案：AC

解析：卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7 km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7 km/s.故A正确；假设有一圆轨道经过B点，根据，可知此轨道上的速度小于7.7 km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动．故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s，故B错误；卫星在A点时，距离地球的距离相同，万有引力相同，根据牛顿第二定律，加速度相同．故C正确．因为卫星在轨道2经过A点要加速做离心运动才能进入轨道3，故卫星在3轨道所具有的最大速率大于2轨道所具有的最大速率．故D错误．

10.答案：AD

解析：由图乙可知交流电压的最大值，周期T=0.02s，角速度,则可得交流电压u的表达式,故A正确；Rt处温度升高时，其阻值减小，副线圈中电流变大，电流表的示数变大，原线圈中电流变大，电压表的示数不变，故变压器输入功率变大，故B错误,D正确;变压器原、副线圈中的电流之比等于n2:n1，不随Rt处温度的变化而变化，故C错误.

11.答案：AC

解析：本题考查导线框穿过有界匀强磁场的图像问题。导线框匀速进入磁场，即导线框所受安培力，大小等于线框的重力，穿过导线框的磁通量方向向外且由零逐渐增加到，感应电流，方向沿顺时针;两点间电势差。当导线框穿出磁场过程时，穿过导线框的磁通量方向向外由逐渐减小到零，感应电流，方向沿逆时针；两点间电势差。导线框匀速穿出磁场后，只受重力作用，导线框做匀加速直线运动，故选A、C。

12.答案：（1）

（2）D

（3）轻质细线与定滑轮之间有摩擦或光电门测瞬时速度存在误差

解析：本题考查探究牛顿第二定律实验。

（1）根据牛顿第二定律的表达式，有，物体做匀变速直线运动，有，而速度，代入公式可得，该实验原理是；

（2）由可知h与成正比关系，所以应该描绘的图像是图像，理论上可以得到一条过原点的直线；

（3）作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，说明实验误差较大，可能的原因有轻质细线与定滑轮之间有摩擦、光电门测瞬时速度存在误差等。

13.答案：（1）C

（2）

（3）；

（4）大于

解析：本题考查半偏法测电表内阻、测量电源电动势和内阻实验。

（1）将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏，由闭合电路欧姆定律可知此时回路中的总电阻约为，所以电阻箱应选择C。

（2）将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏；保持电阻箱的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使毫安表示数达到满偏值的一半，则流过的电流也是满偏值的一半，所以此时毫安表内阻。

（3）断开开关，调节电阻箱，记下电阻箱的读数和毫安表的示数I，由闭合电路欧姆定律，，经过变形，得；若获得图像的斜率为k，纵截距为b，则，将代入解得电源电动势测量值的表达式为，内阻测量值的表达式为。

（4）用题述方法测出的电源内阻的误差来自于毫安表内阻的测量误差，在用半偏法测毫安表内阻时，闭合，电路中总电阻减小，总电流增大，大于原毫安表的满偏电流，而此时毫安表指针半偏，所以流经的电流比毫安表的多，的电阻比毫安表的电阻小，但我们把的读数当成毫安表的内阻，故测得的毫安表的内阻偏小，即，将代入上述表达式得到的电源内阻大于真实值。

14.答案：（1）400 N

（2）2.7 cm

解析：本题考查玻意耳定律和受力分析。

（1）根据受力分析可知，题图乙中弹簧弹力与汽缸和活塞的重力大小之和相等，与环境温度无关，设弹簧的弹力为F，有

（2）设汽缸倒置后封闭气体的长度为，汽缸倒置悬挂前后气体发生等温变化，根据玻意耳定律知

其中

联立解得

活塞相对汽缸移动的距离为

15.答案：( 1)；(2)；(3)

解析：  (1)根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度

滑块相对车滑动的时间

滑块相对车滑动的距离

滑块与车摩擦产生的内能

由上述各式解得(与动摩擦因数μ无关的定值)

(2)设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则

滑块运动到车左端的时间①

由几何关系有②

由牛顿定律有③

由①②③式代入数据解得，

则恒力F大小应该满足条件是

(3)力F取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动(设运动加速度为a2，时间为t2)，再做匀减速运动(设运动加速度大小为a3).到达车右端时，与车达共同速度.则有

④

⑤

⑥

由④⑤⑥式代入数据解得

则力F的作用时间t应满足，即

16.答案：（1）

（2），方向沿y轴正方向

解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。

（1）根据题意，画出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，

由图可知粒子从y轴正半轴上一点射出，洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，有

解得粒子在磁场I中的轨迹半径

同理可得粒子在磁场Ⅱ、Ⅲ中的轨迹半径分别为

由几何关系得粒子射出磁场时的纵坐标

解得

所以粒子射出磁场时的位置坐标为；

（2）设带电粒子依次运动五段圆弧所对应的时间分别为，则

，

，

，

则粒子在磁场中运动的总时间

粒子在磁场中的位移，

粒子从射入磁场到射出磁场这段时间内的平均速度

解得，方向沿y轴正方向