2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 重庆地区专用

2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 重庆地区专用

一、单选题

1.如图所示，长为L的轻绳一端系于天花板上的O点，另一端与物块相连，物块可视为质点。将物块拉到与O点等高的位置a，并由静止释放，不计空气阻力。当物块下摆至最低点与水平面相切时，轻绳恰好被拉断。已知物块质量为m，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则(   )

A.物块运动到O点正下方的速度为

B.物块在水平面上滑行的最大距离为

C.物块由最高点运动至最低点的过程中，重力的功率一直增大

D.轻绳的最大拉力为

2.发生β衰变后变为,β衰变后产生的电子全部定向移动形成电流。如果在20 s内发生衰变的个数为个，则这段时间内产生的平均电流为(   )

A. B. C. D.

3.如图所示为某电场电场线的分布，实线为电场线，方向如图中箭头所示，是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，连线垂直于。以下说法正确的是(   )
 

A.O点电势与Q点电势相等

B.间的电势差大于间的电势差

C.将一负电荷由M点移动到Q点，负电荷的电势能减小

D.在Q点静止释放一个正电荷，正电荷受电场力的作用将沿虚线圆运动一段距离

4.如图所示，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方O点用细丝线悬挂一铜制圆环。将圆环从a点无初速度释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b和最右侧点c后返回，下列说法正确的是(   )

A.从a到c的过程中圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针

B.运动过程中圆环受到的安培力方向始终沿竖直方向

C.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间

D.圆环从b到c产生的热量等于从c到b产生的热量

5.如图所示，半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时导线框直线边水平，导线框中通有顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°，此时每根细线的拉力大小均为。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小均为，则导线框中的电流大小为(   )
 

A. B. C. D.

6.北京时间2020年7月23日，在中国文昌航天发射场（我国四大发射场中纬度最低），长征五号运载火箭将“天问一号”直接送入地火转移轨道。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月（关闭发动机）后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。关于“天问一号”，以下说法正确的是(   )

A．选择文昌发射场的一个原因是该地角速度较大

B．“天问一号”在飞往火星的过程中，不受重力作用，处于完全失重状态

C．“天问一号”在火星捕获轨道经过近火星点A的动能大于在火星停泊轨道经过该点的动能

D．“天问一号”在火星停泊轨道经过近火星点A的加速度大于在科学探测轨道经过该点的加速度

7.自卸式运输车又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起至竖直的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff，下列说法中正确的是(   )

A．摩擦力Ff逐渐增大 B．摩擦力Ff先增大后减小

C．支持力FN逐渐增大 D．支持力FN先减小后不变

二、多选题

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.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

10.如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止.现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使物块B做加速度为a的匀加速直线运动，A、B两物块在开始一段时间内的关系分别对应图乙中A、B图线（时刻A、B的图线相切，时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则(   )

A.时刻，弹簧形变量为零 B.时刻，弹簧形变量为

C.从开始到时刻，拉力逐渐增大 D.从开始到时刻，拉力的功率变大

三、实验题

11.北京将是首个举办过夏季奥运和冬奥会的城市，花样滑冰是冬奥会上一个极具观赏性的比赛项目，小明和小乐同学在观看双人花样滑冰比赛时，看到男运动员拉着女运动员的手以男运动员为轴旋转（如图a所示），他们开始讨论运动员旋转快慢跟什么条件有关，于是就设计了一个实验来探究影响运动员旋转周期的因素。他们在实验室准备了铁架台、栓有细绳的小钢球、毫米刻度尺和秒表，已知当地的重力加速度为g。该同学实验操作步骤如下：

（a）     （b）

（1）将铁架台放在水平桌面上，将小球悬挂在铁架台横杆上，按如图b所示固定好刻度尺，使刻度尺的零刻度与绳子结点处于同一高度。

（2）给小球一个初速度，并经过调整尽量使小球在水平方向上做圆周运动，这样小球的运动可以看做是匀速圆周运动。小明立刻拿着秒表开始计时并数小球圆周运动的圈数，从他按下秒表的那一刻开始数1，当数到n时停秒表，秒表显示的时间为t，则小球做圆周运动的周期T0=_____。在小明数数计时的过程中，小乐同学负责从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度hi，多次测量后取平均值，这样做的目的是为了减小_____（填“偶然误差”或“系统误差”）。

（3）由匀速圆周运动规律，小球做圆周运动周期的表达式为T=_____（用以上题目所给出的符号表示，若题中没有给出请注明）

（4）带入所测数据经过计算，若T0≈T，则可以证明运动员的旋转快慢与有关。

12.某实验小组利用伏安法进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，部分实验器材如下：

A.电源E（电动势3 V，内阻不计）；B.电流表（量程0~500 mA，内阻约为）；

C.电流表（量程0~0.6 mA，内阻为）；D.开关、导线若干。

（1）因为需要一个量程为3 V的电压表，上述器材中可以用来改装成电压表的电流表为_________（选填选项前的字母），还需要一个阻值为________Ω的定值电阻与所选电流表串联进行改装。

（2）改装好电压表后，采用如图甲所示电路，根据不同温度下电压表和电流表的读数比值，得到不同温度下热敏电阻R的阻值，描绘出如图乙中的曲线，由于系统误差，图乙中由实验得到的数据描绘出的实际曲线与理论曲线相比有一定的差异，图乙中标记为Ⅰ的图线是____________（选填“实际曲线”或“理论曲线”）。

（3）兴趣小组利用该热敏电阻制作了一个检测油箱警戒液位的低油位报警装置，如图丙所示。给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热，当液面高于热敏电阻的高度，热敏电阻上产生的热量会被液体带走，温度基本不变，当液体减少、热敏电阻露出液面时，热敏电阻的温度将___________（选填“升高”或“降低”），阻值会____________（选填“增加”或“减小”），指示灯会亮，就知道液面低于设定值。若根据图乙中Ⅱ的图线数据来设定油箱警戒液位值，实际工作中指示灯亮的时间点将__________（选填“延迟”“不变”或“提前”）。

四、计算题

13.如图所示，右侧光滑水平地面上紧靠光滑网弧轨道BC有一长度为L=2.0m、质量为M=1kg的木板，木板上表面正好与圆弧轨道底部相切，处在同一水平线上，木板的右方有一足够长的台阶，其高度正好与木板相同；左侧光滑的水平桌面上固定一轻弹簧，质量m=1kg的小物块将弹簧的另一端压缩之后由静止释放，离开弹簧后从A点水平飞出，恰好从B点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道BC，从底部C处滑上木板使其从静止开始向右运动，当木板速度为2m/s时，木板与右侧台阶碰撞立即被粘住（即速度变为零），若O为圆弧轨道的同心，C为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径R=1m，∠BOC=60°，g=10m/s2，物块碰撞前后均可视为质点．求：

(1)弹簧最初具有的弹性势能；

(2)小物块第一次到达圆弧轨道的C点时对圆弧轨道的压力大小；

(3)若物块与木板及台阶表面间的动摩擦因数均为μ=0.2，求物块m在台阶表面上滑行的最大距离．

14.如图所示为平面直角坐标系平面，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为。一个质量为m、带负电的粒子从y轴上的P点沿x轴负方向射出，速度大小为，粒子的比荷，粒子运动过程中依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C点运动到D点所用时间与从A点运动到C点所用时间的关系为，不计粒子重力。求：

（1）A点的坐标；

（2）电场强度和的比值；

（3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。

15.[物理——选修3-3]

（1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，在每200 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1 mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的油膜面积为，则油酸分子大小约为__________m（保留3位有效数字）。在该实验中，液体表面的张力使液滴从针头滴落时呈现球状，则液体表面层分子间作用力表现为__________（填“引力”或“斥力”），分子间距离____________（填“大于”“等于”或“小于”）液体分子的平衡距离。

（2）一个特殊的气体温度计由两个装有理想气体的导热容器组装而成，将两个导热容器分别放入甲、乙两个水槽中，如图所示。用水银压强计测量两容器的压强差。导热容器的容积恒定且远大于水银压强计的容积。当两个水槽的温度都为0 ℃（273 K）时，没有压强差。当水槽乙处于0℃，而水槽甲处于100 ℃时，压强差为120 mmHg。

①0 ℃时导热容器内气体的压强为多大？

②当水槽乙处于0 ℃，而水槽甲处于一个未知的待测温度（高于0 ℃）时，压强差为90 mmHg，则此未知温度是多少？

16.[选修3-4]

（1）下列有关叙述正确的是_____。

A.第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的

B.狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变快

C.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关

D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理

E.泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象

（2）如图所示，两等腰三棱镜和腰长相等，顶角分别为和。将边贴合在一起，组成的四棱镜。一束单色光平行于边从上的O点射入棱镜，经界面后进入棱镜。已知棱镜的折射率，棱镜的折射率，不考虑光在各界面上反射后的传播，求：（取）

①光线在棱镜内与界面所夹的锐角θ；
②判断光能否从面射出。

参考答案

1.答案：B

解析：本题通过物块的运动考查牛顿运动定律、动能定理和重力的功率。物块从水平位置摆至最低点的过程，由动能定理有，得，选项A错误；轻绳被拉断后，对物块在水平面上的运动,有，解得，选项B正确；物块在最高点重力的功率为零，在最低点重力的功率也为零，故物块由最高点运动至最低点的过程中，重力的功率先增大后减小，选项C错误；物块在最低点时，轻绳的拉力最大，有，解得，选项D错误。

2.答案：B

解析：本题通过核的衰变考查核反应方程和电流的微观表达式。根据核反应前后电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程为，每个核衰变会产生一个电子，则平均电流为，选项B正确。

3.答案：B

解析：本题考查对静电场中电场线的理解。根据电场线与等势线垂直的特点，可分别作出经过O点和Q点的等势线，根据沿电场线方向电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故A错误；根据电场线分布可知，间的平均电场强度比间的平均电场强度大，故由公式可知，间的电势差大于间的电势差，故B正确；M点的电势比Q点的电势高，负电荷从高电势处移动到低电势处电场力做负功，负电荷的电势能增加，故C错误；在Q点静止释放一个正电荷，正电荷所受电场力方向与该点电场线的切线方向相同，故正电荷所受电场力方向斜向右上方，则正电荷不会沿虚线圆运动，故D错误。

4.答案：B

解析：由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸面向外，圆环从a到b的过程中磁通量增加，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是顺时针；圆环从b到c的过程中磁通量减小，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是逆时针，故A错误；圆环从a到b的运动过程中，将环分解为若干个小的电流元，上半环的左右对称部分所受合力向下，下半环左右对称部分所受合力向上；下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场强，则整个环所受安培力的方向向上，故B正确；圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b的速率（一部分机械能转化为电能），则圆环从b到c的时间小于从c到b的时间，故C错误；圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b的速率，则圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经同一位置时从b到c圆环所受安培力大于从c到b圆环所受安培力，圆环从b到c的过程克服安培力做的功大于圆环从c到b的过程克服安培力做的功，圆环从b到c产生的热量大于从c到b产生的热量，故D错误。

5.答案：B

解析：本题考查通电导线框在磁场中的受力问题。当磁场在虚线下方时，由处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°可知，处于磁场中的导线框有效长度为，由左手定则可知导线框受到向下的安培力，大小为，由平衡条件知；当把磁场移到虚线上方时，导线框受到向上的安培力，大小为，由平衡条件知，两式联立可得，故选B。

6.答案：C

解析：A、选择文昌发射场的一个原因是该地线速度较大，地球表面上除两极任何位置的角速度都是一样的，故A错误；

B、“天问一号”在飞往火星的过程中，受重力作用，处于完全失重状态，故B错误；

C、“天问一号”经过近火星A点时，需要制动减速才能从火星捕获轨道变轨至火星停泊轨道，故C正确；

D、不管是捕获、停泊还是科学探测轨道，“天问一号”经过近火星点A的加速度都是一样大，故D错误。

7.答案：B

解析：开始时货物受重力和支持力，抬起后受到向上的静摩擦力；静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即Ff=mgsinθ，随角度的增大，静摩擦力增大；当角度达一定程度时，物体开始滑动，由静摩擦力变化滑动摩擦力，而滑动摩擦力Ff=μmgcosθ，cosθ随角度的增加而增小，故滑动摩擦力将减小；故摩擦力是先增大后减小的，故A错误，B正确；支持力FN=mgcosθ，cosθ随角度的增加而增小，故支持力一定是逐渐减小，故CD错误.

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：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.

10.答案：BD

解析：由题图乙可知，在时刻，物块A的速度最大，此时物块A受力平衡，故弹簧弹力等于物块A的重力沿平行斜面方向的分力，弹簧弹力不为零，故弹簧的形变量不为零，故A错误；在时刻，物块A、B间的弹力为零，对物块A，根据牛顿第二定律可得，解得弹簧的形变量，故B正确；从开始到时刻，物块A与物块B整体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，解得，当逐渐减小时F逐渐增大，故拉力F的功率变大，故D正确；到时刻，对物块B，根据牛顿第二定律可得，得，则F不变，故C错误.

11.答案：（2）;偶然误差（3）

（4）男运动员肩部与女运动员重心的高度差（男运动员手臂与竖直方向夹角）

解析：（2）因为从计时开始数1，所以数到n时经历了n-1个周期，故；多次测量取平均值是为了减小偶然误差。

（3）根据实验模型，由绳在水平方向分力提供向心力，其中θ为绳与竖直方向夹角，L为绳长。故。

（4）根据（3）中结论，周期与悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度有关。

12.答案：（1）C；4900

（2）理论曲线

（3）升高；减小；延迟

解析：（1）要将电流表改装成电压表，需要选择内阻已知且为确定值的电流表，故选C；根据可得。

（2）图甲所示测量电路采用电流表外接法，由于系统误差，同一温度下热敏电阻阻值的测量值偏小，故图乙中标记为Ⅱ的图线是由实验得到数据描绘出的实际曲线，标记为I的图线是理论曲线。

（3）根据图乙中Ⅱ的图线数据来设定油箱警戒液位值，热敏电阻阻值比真实值小，警戒液位值将被设定得比理论值大，因此指示灯亮的时间点将延迟。

13.答案：(1)m/s，设小物块在A点的速度为，则在B点有：.

设弹簧最初具有的弹性势能为，则：,代入数据联立解得：J.

(2)设小物块在B点的速度为，则从B到C的过程中有：.

设在C点，圆轨道对小物块的支持力为N，则有：，代入数据解得：m/s，N.

由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的C点时对圆轨道的压力为26N.

(3)设物块m滑上木板后，当木板速度为：时，物块速度为，以向有为正方向，由动量守恒定律得：，解得：m/s.

设在此过程中物块运动的位移为，木板运动的位移为，由动能定理得：对物块，解得：m,

对木板,解得：,此时木板静止，物块m正好到木板左端，设物块m在台阶上运动的最大距离为，由动能定理得：,解得：.

解析：

14.答案：（1）

（2）

（3）

解析：本题考查带电粒子在电磁组合场中的运动。

（1）分析粒子运动情况，作出粒子的运动轨迹如图所示，

粒子从P点沿x轴负方向进入匀强磁场，做匀速圆周运动，设轨迹半径为r，则有

代入数据解得

，

可见粒子做圆周运动的圆心在O点，A点的纵坐标为

所以A点的坐标为

（2）由题意可知粒子在C点时的动能为在A点时动能的2倍，有

解得

可知粒子在C点的速度方向与x轴正方向的夹角，粒子沿y轴负方向的分速度大小为

在第一象限，粒子做类平抛运动，竖直方向的加速度

在竖直方向根据运动学公式有

联立解得

根据类平抛规律可知

，

解得，粒子从A到C的运动时间为

由题意有

根据题意和分析知，粒子在第四象限受到的电场力方向和粒子在C点的速度方向垂直，

加速度大小为

在同一条平行于y轴的直线上，有

联立解得

则

（3）粒子在D点的速度大小

根据动能定理可得，电场力对粒子做的功

联立解得

15.答案：（1）；引力；大于

（2）①327.6 mmHg

②348 K

解析：（1）本题通过“用油膜法估测分子的大小”实验考查分子大小、液体表面层分子间作用力、分子间距离。由题意可知，一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为，则油酸分子的大小约为；液滴从针头滴落时呈现球状，是因为液体表面层分子间作用力表现为引力；当分子间作用力表现为引力时，分子间距离大于液体分子的平衡距离。

（2）本题通过特殊的气体温度计考查气体的等容变化。

①以水槽甲中容器内的气体为研究对象，设0 ℃时，导热容器内气体的压强为，

100 ℃时，即时，气体的压强为

气体做等容变化，有

解得

②设未知温度为，则，

有

解得

16.答案：（1）ACE

（2）①45°

②不能，见解析

解析：（1）本题考查对波的问题的理解。第五代移动通信系统（5G）采用的电磁波由电磁振荡产生，该波的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确；狭义相对论中有“动钟变慢”效应，高速运行的卫星上的人会认为地球上的时钟变慢，故B错误；单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，故C正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应原理，故D错误；泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故E正确。

（1）本题考查光在棱镜组合体中的折射与全反射现象。
①单色光在四棱镜内的光路如图所示，根据折射定律可知，
 

解得
根据几何关系可知，
则光线在棱镜内与面所夹的锐角
②棱镜的折射率，
其临界角满足
若在面发生全反射，有，即
由相对折射率公式
解得
根据几何关系解得，光线恰好在面发生全反射，故光不能从面射出。