高中物理高考 卷3-2021年决胜高考物理模考冲刺卷（新高考广东专用）（解析版）

2021年决胜高考物理模考冲刺卷

本试卷共16小题，满分100分，考试时间75分钟

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．避雷针上方有带电云层时避雷针附近的电场线分布如图所示，M、N是电场中两个点，下列说法正确的有（　　）

A．M点的场强比N点的大

B．M点的电势比N点的高

C．电子在M点电势能比在N点的大

D．电子可能沿着某一条弯曲的电场线运动到M点

【答案】B

【解析】

A．根据电场线密集的地方电场强度大，可知M点的场强比N点的小，故A错误；

B．根据沿电场线方向电势降低，可知M点的电势比N点的高，故B正确；

C．负电荷在电势高的地方具有的电势能小，故电子在M点电势能比在N点的小，C错误；

D．做曲线运动的物体受到的合力指向曲线的内侧，而电子受到的合力即电场力沿曲线的切线方向，故电子不可能沿着某一条弯曲的电场线运动到M点，D错误。

故选B。

2．我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道．如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道上运动．下列说法正确的是（    ）

A．卫星在上运行的周期大于在上运行的周期

B．卫星在上运行的加速度大于在上运行的加速度

C．卫星在上运行的线速度小于在上运行的线速度

D．卫星在上运行的角速度小于在上运行的角速度

【答案】B

【解析】A．根据万有引力等于向心力， ， ，卫星在上运行的轨道半径小于在上运行轨道半径，所以卫星在上运行的周期小于在上运行的周期，故A错误；

B． ，卫星在上运行的轨道半径小于在上运行的轨道半径，所以卫星在上运行的加速度大于在上运行的加速度，故B正确；

C． ，卫星在上运行的轨道半径小于在上运行的轨道半径，所以卫星在上运行的线速度大于在上运行的线速度，故C错误；

D． ，卫星在上运行的轨道半径小于在上运行的轨道半径，卫星在上运行的角速度大于在上运行的角速度，故D错误；

故选：B．

3．如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO’以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2．已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，则：

A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sin100tV

B．若开关S闭合，电流表示数将增大

C．若开关S闭合，灯泡L1将更亮

D．灯泡L1的额定功率为2W

【答案】B

【解析】

【解析】

A.变压器的输入电压的最大值为：Um=NBSω=10×0.4×0.5×100=200V；从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为：u=Umcosωt=200cos100t（V），故选项A不符合题意；

B.若开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻减小，故输出电流增加，故输入电流也增加，电流表示数将增大，故选项B符合题意；

C.若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡L1亮度不变；故选项C不符合题意；

D.变压器输入电压的有效值为：；开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率，为：P=U1I1=100×0.01=W，故选项D不符合题意；

4．质量为m的物体放在光滑水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定推力F作用下，由静止开始运动，在时间t内推力的冲量和重力的冲量大小分别为（　　）

A．Ft；0    B．Ftcosθ；0    C．Ft；mgt    D．Ftcosθ；mgt

【答案】C

【解析】在时间t内推力的冲量，重力的冲量，故C正确，A、B、D错误。

点睛：解决本题的关键掌握冲量的表达式，基础题，知道冲量是矢量。

5．根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是（　　）

A．图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性

B．图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同

C．图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，最有可能使用的射线是β射线

D．图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，由图可知中等大小的核的比结合能最大，即（核反应中）平均每个核子的质量亏损最小

【答案】B

【解析】

A．题图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有波动性，选项A错误；

B．题图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同，选项B正确；

C．题图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，由于γ射线穿透能力最强，最有可能使用的射线是γ射线，选项C错误；

D．题图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图象，可知中等大小的核的比结合能最大，即在核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量最大，平均每个核子的质量亏损最大，选项D错误。

故选B。

6．如图所示，人在岸上拉船。已知人以速度向左匀速运动，船的质量为，水对船的水平阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的加速度大小为，则此时（　　）

A．船的速度大小为 B．船的速度大小为

C．船所受到轻绳的拉力大小为 D．船所受到轻绳的拉力大小为

【答案】BC

【解析】

AB．根据运动的合成与分解得

故A错误，B正确；

CD．对小船受力分析有

解得

故C正确，D错误；

故选BC。

7．如图所示，在直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为IA和IB，∠A=30°，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，k为比例系数，R为该点到导线的距离，I为导线的电流强度．当一电子在C点的速度方向垂直纸面向外时，所受洛伦兹力方向垂直BC向下，则两直导线的电流强度IA和IB之比为

A． B． C． D．4

【答案】D

【解析】

电子受力方向向下，则根据左手定则可知，合磁场方向向右；根据安培定则分别表示两导线在C点形成的场强如图所示；

根据平行四边形定则可知：

因，且rB=BC；rA=AC=2BC；

联立可得：

A. 与计算结果不相符，故A不符合题意；

B.     与计算结果不相符，故B不符合题意；

C.     与计算结果不相符，故C不符合题意；

D. 4与计算结果相符，故D符合题意．

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分有选错的得0分。

8．在空气某点将三个相同小球以相同的速率v分别斜向上抛出、竖直上抛和竖直下抛，均不计空气阻力，则从抛出到落地（ ）

A．三个小球的加速度相同

B．三个小球所受的重力做功相同

C．三个小球空中运动的时间相同

D．斜向上抛出的小球能达到的高度最大

【答案】AB

【解析】

由于阻力不计，故三个小球在空中均只受重力，故加速度均为g，故A正确；因三个小球初末位置的高度差均相同，因此重力做功相同，故B正确；三个小球的落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，故C错误；由于斜上抛的物体到达最高点时有水平速度，因此根据机械能守恒可知，竖直上抛的小球能达到的高度最大，故D错误．故选AB．

点睛：本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒，然后根据竖直方向上的运动决定时间和最大高度．

9．如图甲所示，两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内，相距l=1m。磁感应强度B=1T的范围足够大的匀强磁场垂直导轨平面向下。两根质量均为m=1kg、电阻均为r=0.5Ω的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好，开始两杆均静止。已知a杆与导轨间的动摩擦因数=0.15，b杆与导轨间的动摩擦因数=0.1，现对b杆加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力F，已知在t1时刻，a杆开始运动。假设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2则下列说法正确的是（　　）

A．当a杆开始运动时，b杆的速度大小为1.6m/s

B．当a杆开始运动时，b杆的加速度为零

C．两杆最终以不同的速度做匀速直线运动

D．在t1~t2时间内。安培力对a、b杆做功的代数和的值等于系统产生的焦耳热

【答案】BCD

【解析】

A．t=t1时，a杆开始运动，此时回路中的电流

a杆受到的安培力大小

可得

v1=1.5m/s

故A错误；

B．t=t1时，外力大小为

F2=2.5N

对b杆有∶

可得

a=0

故B正确；

C．t=t2后，外力大小

F=2.5N

又

可知最终两杆受到安培力的大小均为

两杆以不同的速度做匀速直线运动，故C正确；

D．在t1~t2时间内，由功能关系可知，安培力对a、b杆做功的代数和的值等于系统产生的焦耳热，故D正确。

故选BCD。

10．如图所示，一轻弹簧直立于水平面上，弹簧处于原长时上端在O点，将一质量为M的物块甲轻放在弹簧上端，物块下降到A点时速度最大，下降到B点时速度为0，O、B间距为h．换用另一物块乙，从距O点高为h的C点静止释放，也刚好能将弹簧压缩到B点，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，则

A．弹簧的最大弹性势能为Mgh

B．乙的最大速度为

C．乙的质量是M/2

D．乙的最大动能比甲的大

【答案】ACD

【解析】

A．由于弹簧的弹力与形变量成正比，所以物块甲向下的运动具有对称性，由题可知，物块甲在B点的加速度大小为，则方向一定向上，由对称性可知，物块甲在B点的速度为0；物块甲向下运动的过程中，物块甲的重力势能转化为弹簧的弹性势能，所以物块甲在B点时，弹簧的弹性势能最大为，故选项A正确；

B．由自由落体运动的公式可得，物块乙到达O点时的速度，物块乙到达O点后，刚接触弹簧时，弹簧的弹力小于物块乙的重力，所以物块乙将继续向下做加速运动，所以物块乙的最大速度一定大于，故选项B错误；

C．物块乙向下运动的过程中，物块乙的重力势能转化为弹簧的弹性势能，则从C到B的过程中则有：，所以，故选项C正确；

D．物块甲到达A点的速度最大，则物块甲在A点受到的弹簧的弹力等于物块甲的重力，即，由物块甲运动的对称性可知，到达B点时则有，联立解得，根据动能定理可得：；乙受到的合外力等于0时速度最大，此时有，联立解得，根据动能定理可得：，由于，则有，故选项D正确．

三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，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42分。

11．在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，

（1）请按正确的实验顺序填写下列步骤：_____．

①开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”软件界面

②卸下“定位挡片”和“小标尺盘”，安装光电门传感器并接入数据采集器

③摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处

④把光电门传感器放在大标尺盘最底端的D点，并以此作为零势能点．A、B、C点相对于D点的高度已事先输入，作为计算机的默认值

⑤点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能

⑥依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据

（2）（多选题）除了以上实验步骤，该实验还需要测量的物理量有_________。

A．摆线的长度    B．摆锤的直径    C．摆锤的质量    D．摆锤下落的时间．

【答案】②①④③⑤⑥    BC   

【分析】

摆锤摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在这个条件下得出结论：只有重力做功的情况下摆锤机械能守恒．实验前使标尺盘上的竖直线与摆线平行，能使得光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内．

【解析】

（1）卸下“定位挡片”和“小标尺盘”，安装光电门传感器，用来采集数据；再开启电源，运行软件；确定零势能点，然后输入相应的高度；开始点击“开始记录”，同时释放摆锤；更换光电门位置，重复实验；最后点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能．

故答案为②①④③⑤⑥；

（2）根据实验原理可知，减小的重力势能转化为动能的增加．还需要测量摆锺的直径△d，及其质量m；故BC正确，AD错误；

故答案为（1）②①④③⑤⑥；（2）BC．

12．（9分）要测绘额定电压为 2V 的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择 的器材除了导线和开 关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电源 E（电动势 3.0V，内阻可不计）

B．电压表 V1(量程为 0~3.0V，内阻约 2kΩ)

C．电压表 V2 (0~15.0V，内阻约 6kΩ

D．电流表 A1(0~0.6A，内阻约 1Ω)

E．电流表 A2 (0~100mA，内阻约 2Ω)

F．滑动变阻器 R1（最大值 10Ω）

G．滑动变阻器 R2（最大值 2kΩ）

（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择_____________，电流表应选择_____________，滑动变阻器应选择_____________。（填各器材的序号）

（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中。

（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中 的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。

（4）该小电珠的额定功率是_____________(结果保留三位有效数字)。

【答案】B    D    F            1.00W   

【解析】

（1）[1]灯泡额定电压是2V，电压表应选B；

[2]由表中实验数据可知，最大电流为0.5A，电流表选D；

[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选F；

（2）[4]描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由表中实验数据可知，灯泡最大电阻约为3.7Ω，电压表内阻约为2kΩ，灯泡电阻阻值远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示：

（3）[5]应用描点法作图，根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出灯泡的I-U图象，图象如图所示：

（4）[6]由图可知，当电压为2V，电流为0.5A；则功率

P=UI=2×0.5=1.00W

13．（10分）如图所示，一条光滑轨道由圆弧轨道和水平轨道组成，三个完全相同的滑块A、B、C质量均为m，滑块B、C原来静止，B右端拴接一轻弹簧。滑块A从距离水平轨道高h处无初速度释放，滑块A与滑块B相碰并粘接在一起（假设碰撞时间极短），然后继续运动到弹簧与滑块C 相互作用。已知重力加速度g，求：

（1）滑块A与滑块B碰撞刚结束时的速度vAB；

（2）弹簧被压缩至最短时的弹性势能Ep；

（3）滑块C离开弹簧时的速度vC。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】试题分析：（1）根据动能定理求出A下滑到底端的速度，结合动量守恒求出A、B碰撞结束后的速度．（2）当A、B、C速度相等时，弹簧压缩至最短，根据动量守恒、能量守恒求出弹簧被压缩至最短时的弹性势能．（3）根据动量守恒、能量守恒求出滑块C离开弹簧时的速度．

（1）滑块A下滑过程中，由动能定理得

滑块A与滑块B碰撞中，由动量守恒定律得

（2）当三个滑块速度相同时，弹簧被压缩至最短

由动量守恒定律得

由能量守恒定律

（3）滑块C离开弹簧时，由动量守恒定律

机械能守恒定律

得

14．（16分）如图所示，在x轴下方的区域内存在沿y轴正向的匀强电场，电场强度为E．在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。y轴下方的A点与O点的距离为d，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场。(不计粒子的重力)

(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r；

(2)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴，电场强度需大于或等于某个值E0，求E0；

(3)若电场强度E等于第(2)问E0的，求粒子经过x轴时的位置。

【答案】(1) ；(2)； (3)

【解析】

（1）粒子在电场中加速，由动能定理得

qEd＝mv2　①

粒子进入磁场后做圆周运动，有

qvB＝m　②

解得粒子在磁场中运动的半径

r＝　③

（2）粒子之后恰好不再经过x轴，则离开磁场时的速度方向与x轴平行，运动情况如图①

可得R＝r　④  由以上各式解得

E0＝

（3）将E＝E0代入可得磁场中运动的轨道半径 r＝　⑥

粒子运动情况如图②，图中的角度α、β满足

cosα＝＝

即α＝30°　⑦  β＝2α＝60°　⑧

粒子经过x轴时的位置坐标为

x＝r＋　⑨

解得x＝R.　⑩

（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

15.[选修3-3]（12分）

（1）（4分）如图，开口向下、粗细均匀的玻璃管中，用长度分别为h1=5cm和h2=8cm两段水银柱封闭了两段气体A和B，稳定后A、B体积相等，设定外界大气压恒为p0=75cmHg，则封闭气体 A的压强为________ cmHg。若降低相同的温度（设原来温度相同），则A的体积VA_______VB。(填“>”， “<”或者“=" )

【答案】62    =   

【解析】

根据平衡可得，，根据公式，可得体积相等

（2）（8分）如图甲所示，在内壁光滑、导热性良好的汽缸内通过有一定质量的密封活塞，密封一部分气体汽缸水平放置时，活塞距离汽缸底部的距离为L．现迅速将汽缸竖立起来，活塞缓慢下降，稳定后，活塞距离汽缸底部的距离为2L/3，如图乙所示．已知活塞的横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，重力加速度为g．求：

（1）末态时气体的压强p；

（2）活塞的质量m；

（3）在此过程中，气体与外界交换的热量Q．

【答案】（1）  （2）  （3）（放热）

【解析】

试题分析：气缸中气体发生等温变化，根据玻意耳定律可直接求解；末态活塞受力平衡，即可求出活塞的质量m；求出在此过程中外界对气体做功，在根据热力学第一定律即可求出气体与外界交换的热量．

（1）以气缸中的封闭气体为研究对象，气体发生等温变化

初态：p1=p0  V1=LS      末态：p2   

由玻意耳定律：    

解得：  

（2）末态活塞受力平衡：

解得：  

（3）在此过程中外界对气体做功为：

热力学第一定律：

解得： 所以放热

点睛：本题主要考查了气体实验定律的直接应用，关键是分析气体发生了什么变化，明确初末状态参量，运用合适的实验定律求解即可．

16.[选修3-4]（12分）

（1）（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.2s时刻的波形，波传播的速度大小为25m/s，则这列波沿_______(填“x轴正方向”或“x轴负方向”)传播，x＝1m处的质点在0.8s内运动的路程为_______cm

【答案】x轴负方向    200   

【解析】

这列波在0.2s内传播的距离为：

x=vt=5m =l

由此判断这列波沿x轴负方向传播；波的传播周期：

T==0.16s

则x=lm处的质点在0.8s内运动的路程：

s=×4×10cm=200cm．

（2）（8分）图为一光导纤维(可简化为一长直玻璃圆柱体)的示意图．光导纤维长为L，现有一光线从光导纤维一端的横截面圆心处入射，光线和轴线的夹角增大到i时恰好还有同入射光线相同强度的光线从另一端射出。已知光在真空中的传播速度为c，求：

（i）玻璃对该光线的折射率；

（ii）光线从光导纤维的一端传播到另一端所需的最长时间。

【答案】（i）；（ii）

【解析】

（ⅰ）设入射角为i，折射角为r，光线到达上界面的入射角为，全反射临界角为C，由折射定律可得

由几何关系有

所以

由题意知，入射角为i时，有

因为

所以

综上解得

（ⅱ）光在玻璃介质中的传播速度

在介质中传播所走的路程

α越小，越大，即

光在光导纤维中传播的最长时间

综上解得