2021届高考物理金榜押题卷 新高考版（三）（湖北专版）

2021届高考物理金榜押题卷 新高考版（三）（湖北专版）

一、单选题

1.D（氘）和T（氚）发生核反应会产生氦核，核反应方程是，关于该核反应下列说法正确的是(   )

A.该反应为衰变  B.方程中的X是卢瑟福发现的

C.的比结合能比的大 D.反应后核子的平均质量减小

2.如图所示为某物体做直线运动的图象，其中在和时刻物体的瞬时速度分别为和。则下列有关物体在运动过程中的说法正确的是(   )

A.物体的速度方向和加速度方向始终相同 B.物体的速度大小和加速度大小都逐渐变小

C.合外力对物体先做正功后做负功 D.物体的平均速度大小小于

3.如图所示，波源S在竖直方向做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，产生的波向左、右同时传播，波速，是分别位于波源左、右两侧的质点，质点Q到波源的距离是质点P到波源距离的3倍，从时开始计时，当波源第二次到达波峰时，波刚好传到P点。则从时开始计时到质点Q第一次到达负向最大位移处的过程中，波源通过的路程为(   )

A.1.2 m  B.1.4 m  C.1.6 m  D.1.8 m

4.某同学利用激光笔研究某种透明材料的折射率。如图所示是透明材料制成的玻璃砖，厚度为，平面与玻璃砖上表面夹角为，一细激光束沿平面入射，入射点为O，O在玻璃砖下表面投影点为。细激光束在平面内改变入射方向时，折射光线在玻璃砖下表面的出射点到距离的最大值为，最小值为。则透明材料的折射率n及平面与玻璃砖上表面的夹角分别为(   )

A. B. C. D.

5.如图所示，质量相等的甲、乙两物体（均可视为质点），分别从倾角为60°、30°的光滑斜面的顶点A、B由静止滑下，最后到达斜面底端D点，A、B、C在同一竖直线上，下列说法正确的是(   )

A.甲、乙两物体到达D点时的速度大小之比为1:1

B.在D点，甲、乙两物体重力的功率之比为

C.整个过程中，甲、乙两物体重力的冲量之比为1：1

D.整个过程中，甲、乙两物体所受合力的平均功率之比为

6.如图，水平面内有六个点，它们均匀分布在半径为R、圆心为O的同一圆周上。若水平面内存在一场强大小为E、方向沿的匀强电场，在圆心O处固定一电荷量为的负点电荷，其中k为静电力常量，则(   )

A.在六个点中，A点的场强最小 B.C点的场强大小为E，方向沿方向

C.F点的场强大小为E，方向沿方向 D.D点的场强大小为，方向沿方向

7.2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。若未来在月球上建造一个“球形溶洞实验室”，假设月球是一个质量分布均匀的半径为R的球体，球心为O，在球内挖一个球形溶洞，溶洞球心在点，半径为是一条垂直于的直径，如图所示。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。则下列说法正确的是(   )

A.在点静止释放一个小球，小球将做加速度增大的加速运动

B.在连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向指向点

C.在点沿方向抛出一个小球，小球将做匀变速曲线运动

D.在点抛出一个小球，小球不可能运动到点

二、多选题

8.如图甲所示，M是一个小型理想变压器，其右侧部分为一火警报警系统原理图的一部分，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，常温和低于常温时其电阻等于为一定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原、副线圈匝数比，其输入端间所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。报警电路两端电压超过一定值时触发报警（图甲中未画出），下列说法正确的是(   )
 

A.电压表的示数可能大于30 V  B.通过的电流的频率为55 Hz

C.报警电路一定接在两端 D.增大的阻值可提高该报警系统的灵敏度

9.如图，质量为m、带电荷量为q的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上两点时的速度大小分别为，方向分别与成角斜向上、角斜向下。已知，则(   )

A.电场方向与垂直  B.场强大小为

C.质子从A点运动到B点所用的时间为 D.质子的最小动能为

10.如图所示，在距地面高处固定有两根间距为水平放置的平行金属导轨，导轨的左端接有电源E，右端边缘处静置有一长、质量、电阻的导体棒，导体棒所在空间有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。闭合开关后，导体棒以某一初速度水平向右抛出，已知导体棒落地点到抛出点的水平距离，重力加速度，则(   )

A.在空中运动过程中，导体棒a端的电势低于b端的电势

B.导体棒抛出时的初速度大小为5 m/s

C.在空中运动过程中，导体棒上产生的感应电动势大小恒定

D.闭合开关后，通过导体棒的电荷量为1.0 C

11.如图所示，光滑水平面上静置A、B、C、D四个物块，其中，B、C两物块用一轻质弹簧连接，若A以速度向右滑动与B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当B、C速度相等时，C恰好与D发生弹性碰撞，碰后瞬间D的速度为，设整个过程中碰撞时间均极短，下列说法正确的是(   )

A.物块D的质量为2m

B.物块C对物块D的冲量大小为

C.整个过程中整个系统损失的机械能为

D.C、D碰撞后弹簧压缩至最短时弹性势能为

三、实验题

12.研究平抛运动的实验装置如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动时不同时刻的位置。

回答下列问题：

（1）某次实验过程中获得小球连续三个时刻的位置如图乙所示，若频闪照相机的频率为，用刻度尺测得照片上，照片上物体影像的大小与物体的实际大小的比值为，则当地的重力加速度_______（用字母表示）=_______（计算结果保留至小数点后两位）；

（2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量的物理量是________；

（3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一影响因素分析，重力加速度的测量值________（填“偏大”“偏小”或“没有影响”），小球离开斜槽末端的速度的测量值_______（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。

13.某实验小组自制三个水果电池并将其串联起来（如图甲所示，总电动势约为4.5 V），利用如下器材设计了如图乙所示的电路，先测量未知电阻阻值，再利用图丙所示电路测量水果电池的电动势及内阻。实验室提供的器材有：

电流表（量程0~15 mA，内阻为）；

电流表（量程0~100 mA，内阻为）；

定值电阻（阻值）；

定值电阻（阻值）；

滑动变阻器（阻值范围）；

电阻箱（阻值范围）；

待测电阻（电阻约）；

开关S，导线若干。

（1）图乙中为使测量更准确，电阻A应选_______（填符号），已知此电路设计不会损坏电表，其原因是_________________。

（2）实验小组在某次实验中，测得，则待测电阻的阻值为__________。

（3）测水果电池电动势和内阻时，图丙中电阻B选择，某实验小组通过处理实验数据，作出了电阻B的阻值R与电流表示数的倒数之间的关系图象，如图丁所示，则水果电池的总电动势为_______，总内阻为_______。

四、计算题

14.如图所示，封闭的柱形导热容器内装有一定质量的理想气体，被横截面积为S（厚度不计）的导热活塞分隔成两部分，不计活塞与容器壁间的摩擦力。当容器做自由落体运动时，两部分气体的体积刚好相等。将容器固定在倾角的斜面上，平衡时，两部分气体的体积之比为2:1，且A部分气体的压强等于，重力加速度为，，气体的温度始终保持不变。

（1）求活塞的质量及容器做自由落体运动时两部分气体的压强；

（2）若把容器倒置在水平地面处于静止状态，使A部分气体在B部分气体的下方，则平衡时两部分气体的压强之差为多少？

15.一台起重机将质量为的货物从静止开始竖直匀加速吊起，在2 s末货物的速度达到2 m/s时起重机刚好达到额定功率，然后以额定功率继续提升货物，又经过3 s货物已经向上匀速运动。已知重力加速度，不计空气阻力，求：

（1）起重机的额定功率P；

（2）货物5 s内上升的总高度。

16.如图所示，半径为l的弧形金属薄板，顶部有一直径为的小孔，圆弧圆心O处有一粒子源，粒子源与金属薄板间存在电势差为U的均匀辐向电场，金属薄板上方有一垂直纸面的有界匀强磁场，磁感应强度为B。直线为过小孔圆心且与圆弧相切的水平线。质量为m、电荷量为+q的粒子，从粒子源O处无初速度逸出，经电场加速后从小孔射出，立即进入磁场，从小孔左右两侧射出的粒子，经磁场偏转后以水平方向速度离开磁场。当角很小时取，不计粒子重力及其相互作用。求：

（1）粒子进入磁场的速度大小。

（2）从小孔左右两侧射出的粒子在磁场中运动的时间差。

（3）从小孔左右两侧射出的带电粒子从磁场飞出时位置的竖直高度差。

参考答案

1.答案：D

解析：该反应为聚变反应，不是衰变，A错误；根据质量数和电荷数守恒可知，方程中的X表示中子，是查德威克发现的，B错误；聚变反应释放能量，有质量亏损，反应后核子的平均质量减小，的比结合能比的小，C错误、D正确。

2.答案：D

解析：物体先做减速运动，后做加速运动，物体的速度方向和加速度方向先相反后相同，选项A错误；物体的速度大小和加速度大小都是先减小后增大，选项B错误；根据动能定理可知合外力对物体先做负功后做正功，选项C错误；若物体做匀变速直线运动，则在过程中物体的平均速度大小为，由题图可知物体在过程中的位移小于做匀变速直线运动的位移，所以物体在过程中的平均速度大小小于，选项D正确。

3.答案：D

解析：由可知波源起振方向竖直向上，所以从时开始计时到波源第二次到达波峰所用时间为，波传播的距离即之间的距离，则质点Q到波源的距离，因此波传播到Q点所需的时间，质点Q从开始振动到第一次到达负向最大位移处，需要的时间，所以从时开始计时到质点Q第一次到达负向最大位移处波源振动的总时间为，波源在此过程中通过的路程为，故D正确。

4.答案：A

解析：当光线沿MN方向射入时，入射角，折射角为，折射光线在玻璃砖下表面的出射点到距离为最大值，由几何关系有，得，，当光线垂直MN方向射入时，入射角，折射角为，折射光线在玻璃砖下表面的出射点到距离为最小值，由几何关系有，得，代入，得，，故A正确。

5.答案：C

解析：对两物体分别进行受力分析可得，甲、乙两物体加速度大小之比为，位移之比，由直线运动规律有，综合可得，A错误；在点，重力的功率之比为，B错误；整个过程中，甲、乙两物体的运动时间之比为，甲、乙两物体所受重力相等，则重力的冲量大小之比为1:1，C正确；两物体所受合力大小之比为，则合力做的功之比为，则合力的平均功率之比为，D错误。

6.答案：B

解析：圆心处的点电荷在圆周上产生的场强大小为点的场强最大，为，方向沿方向，A错误；由几何知识可知C点的场强大小为，方向沿方向，F点的场强大小为，方向沿方向，D点的场强大小为，场强最小，B正确，CD错误。

7.答案：C

解析：设月球的密度为，如图所示，对于溶洞中任意一点，设，，，没有溶洞时点的重力加速度，而溶洞内的物质在点产生的重力加速度为，设除去溶洞内的物质后点的重力加速度为，根据平行四边形定则和几何知识可知的方向与连线平行，可得，即溶洞中各点的重力加速度大小相等，方向与连线平行，在点静止释放一个小球，小球将做加速度不变的加速运动，选项A错误；在连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向平行于连线，选项B错误；在点沿方向抛出一个小球，小球将做平抛运动，即匀变速曲线运动，选项C正确；在点抛出一个小球，如果小球做斜抛运动，只要初速度大小和方向恰当，小球可能运动到点，选项D错误。

8.答案：CD

解析：由图乙可知，输入电压有效值为220 V，根据变压器电压与匝数的关系，可得副线圈两端的电压有效值为55 V，电压表测得的是两端的电压，则常温和低于常温时，电压表示数为27.5 V，高温和出现火警时，电阻减小，副线圈中电流增大，因副线圈两端电压不变，两端电压增大，则电压表示数减小，A错误；变压器与电阻不改变电流频率，由图乙可知，电流频率为50 Hz，B错误；图甲电路中，两端的电压随温度升高而减小，不符合报警电路要求，两端电压因电阻减小而增大，符合要求，原副线圈两端电压不变，故报警电路只能接在两端，C正确；增大的阻值会使分得的电压增大，报警器更容易被触发，D正确。

9.答案：BC

解析：质子在匀强电场中做抛体运动，在与电场方向垂直的方向上分速度相等，设与电场线的夹角为，如图所示，结合与方向垂直有，解得，电场方向不与垂直，A错误；根据动能定理有，解得，B正确；由图中关系可知，质子从A点运动到B点所用的时间，C正确；质子沿电场线方向的分速度为零时动能最小，质子的最小动能为，D错误。

10.答案：BC

解析：由右手定则可知，导体棒在空中运动过程中，在水平方向上要切割磁感线，从而产生感应电动势，但无感应电流，不受安培力，故导体棒在平抛运动过程中水平方向上的速度不变，由可知导体棒上产生的感应电动势大小不变，且a端电势高于b端电势，故选项C正确、A错误；导体棒从抛出到落地的时间为，故导体棒做平抛运动的初速度，选项B正确；设闭合开关时导体棒中有电流流过的时间为，由动量定理可得，因，故有，即，代入数据解得，选项D错误。

11.答案：BC

解析：物块A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得

，解得，此碰撞过程中损失的机械能为，之后C、D间的碰撞为弹性碰撞，所以整个过程中整个系统损失的机械能为，C正确；当B、C共速时，有，解得，C、D发生弹性碰撞的过程中，有，，联立解得，A错误；C、D碰撞过程中物块C对物块D的冲量，B正确；物块C与D碰撞后，取A、B、C和弹簧整体为研究对象，C、D碰后弹簧压缩至最短时，根据动量守恒定律得，C、D碰撞前瞬间弹簧的弹性势能为，C、D碰撞后弹簧的最大弹性势能为，联立解得，D错误。

12.答案：（1）;9.60（2）两点间的水平距离（两点间的水平距离，或两点间的水平距离）（3）没有影响;偏小

解析：（1）由题意可知小球从A到B的时间与从B到C的时间相等，小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据以及照片上物体影像的大小与物体的实际大小之比，可得，即代入数据得。（2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量两点间的水平距离（或两点间的水平距离，或两点间的水平距离），即。（3）无论斜槽末端切线是否水平，小球均做抛体运动，竖直方向的分运动为匀变速直线运动，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，故仅从“斜槽末端切线不水平”这一影响因素分析，重力加速度的测量值没有影响；若斜槽末端切线不水平，小球离开斜槽末端后利用得到的是小球离开斜槽末端时速度在水平方向上的分速度，测量值偏小。

13.答案：（1）;水果电池的内阻可能比较大

（2）

（3）4.3 V;

解析：（1）水果电池的电动势约4.5 V，电流表与电阻串联，相当于量程为的电压表，可知图乙中电阻A应选；水果电池的内阻可能比较大，所以此电路设计不会损坏电表。（2）由，可得；（3）由电路图丙可知，电流表，电阻B以及电源组成闭合电路，由闭合电路的欧姆定律有，即，由图丁中图线可知，，解得。

14.答案：（1）设活塞的质量为m，容器放置在斜面平衡时，B部分气体的压强设为，对活塞受力分析，由力的平衡条件可得

容器做自由落体运动时，活塞处于完全失重状态，两部分气体对活塞的压力之差为0，两部分气体压强相等，设为p，设柱形容器的容积为V

对A部分气体由玻意耳定律有

对B部分气体由玻意耳定律有

解得，

（2）若把容器倒置在水平地面处于静止状态，设平衡时两部分气体的压强分别为，则

将代入

解得

解析：

15.答案：（1）设货物在匀加速阶段的加速度大小为a，则有

可得

设0~2 s内起重机向上的牵引力为F，则由牛顿第二定律可得

解得

则有

解得

（2）设货物在匀加速阶段上升的高度为，则有

解得

设以额定功率提升货物阶段所用时间为、上升高度为，最终匀速时的速度大小为，可得

代入数据可解得

故货物上升的总高度为

解析：

16.答案：（1）（2）（3）

解析：（1）带电粒子在电场中运动，根据动能定理可得，

解得。

（2）带电粒子垂直进入匀强磁场，发生偏转，

，，

其周期，

设小孔左右两侧边缘与O连线所成角度为，

当左侧粒子在磁场中水平飞出时，其偏转的圆心角为，

其偏转所需时间为，

则右侧粒子在磁场中水平飞出时，其偏转的圆心角为，

其偏转所需时间为，

又，

故两者在磁场中运动时间差为。

（3）同样设小孔左右两侧边缘与O连线所成角度为，带电粒子在磁场中偏转半径

，

左侧打出粒子在磁场中水平飞出时，其距离小孔的竖直高度为，

且由于小孔直径远小于粒子源到小孔距离

，

右侧打出粒子在磁场中水平飞出时，其距离小孔的竖直高度为

，

故从小孔左右两侧打出的带电粒子从磁场飞出时的竖直高度差

。