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

2021年决胜高考物理模考冲刺卷（三）

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．在一条平直的公路上有甲、乙两城，汽车从甲城以大小为v1的速度作匀速直线运动行驶到乙城，紧接着又从乙城以大小为的速度作匀速直接运动返回到甲乙两城的正中点的一小镇，则汽车在这一全过程的平均速度（大小）为 （ ）

A．    B．    C．    D．

【答案】D

【解析】

平均速度等于总位移比总时间即，选D。

2．如图所示，质量为m的球用轻绳悬挂在光滑竖直墙上，绳与墙夹角α，绳中张力为，则球对墙的压力大小不可能是（    ）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】

对小球进行受力分析

根据几何关系得出

以拉力方向和垂直拉方向为x轴和y轴分解，如图

得

因此C选项不可能，选C

3．如图所示，是两个固定的等量的正电荷的电场分布情况， 为两电荷连线的中点， 为两电荷连线的中垂线，将一正电荷由点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（    ）

A．电势能逐渐减小    B．电势能逐渐增大

C．受到的电场力逐渐减小    D．受到的电场力逐渐增大

【答案】A

【解析】试题分析：等量同种正电荷电场中，在其连线上电场强度先减小，中点C处的电场强度最小，然后再增大，方向指向C点，沿电场线的方向电势降低知，中点C电势最低，在其中垂线上电场方向竖直向上，C点的电场强度为零，无穷远处电场强度为零，所以从C向两侧先增大后减小，沿电场线方向电势降低，所以C点的电势最高

由题， 、是两个等量的正电荷，作出中垂线上电场线如图，根据顺着电场线电势降低，可知正电荷由点沿移至无穷远的过程中，电势不断降低，电场力做正功，其电势能不断减小，故A正确B错误；根据电场的叠加可知， 点的场强为零，而无穷远处场强也为零，而无穷远处场强也为零，所以由点沿移至无穷远的过程中，场强先增大，后减小， 受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小，故CD错误．

4．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图像。则下列说法中正确的是（　　）

A．电动势，短路电流

B．电动势，内阻

C．电动势，内阻

D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大

【答案】AD

【详解】

ABC．图像中与轴的交点表示电源的电动势，电动势

图像与轴的交点表示短路电流，故发生短路时的电流

而斜率的绝对值表示内阻，故内阻

故BC错误，A正确；

D．根据可知

内阻

故当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大，故D正确。

故选AD。

【点睛】

根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压为；图像中与轴的交点表示电源的电动势，与轴的交点表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻。

5．如图所示，线框abcd由四根完全相同的导体捧连接而成，ac也通过同种材质的导体棒连接，其中ab=bc=cd=ad=L，，固定在匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直，现将直流电源E连接在线框的a、c两点之间，此时导体棒ab所受安培力大小为F，则整个线框所受安培力的大小为（　　）

A．2F

B．

C．

D．3F

【答案】B

【详解】

由于ab所受安培力为F，根据叠加原理可知abc所受的总安培力为，则adc所受的安培力也为，而

故电流之比

安培力之比为

故

因此整个线框所受安培力大小为

故选B。

6．秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站．在一次核反应中一个中子轰击变成、和若干个中子，已知、、的比结合能分别为7.6MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则

A．该核反应方程为

B．要发生该核反应需要吸收能量

C．比更稳定

D．该核反应中质量增加

【答案】C

【详解】

A. 该核反应方程为，选项A错误；

B. 发生该核反应需要放出能量，选项B错误；

C. 比的比结合能大，则更稳定，选项C正确；

D. 该核反应中放出能量，则有质量亏损，质量减小，选项D错误．

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7．2020年3月10日，北京航天飞行控制中心圆满完成我国首次火星探测任务无线联试。火星属于类地行星，直径为地球的，质量为地球的，认为火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，其轨道半径分别为2.25×10，1.5×10m，不考虑地球和火星的自传（     ）

A．火星表面的重力加速是地球表面的重力加速的

B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的

C．火星的公转周期为年

D．火星公转加速度是地球公转加速度的

【答案】BC

【详解】

A．根据

可得

A错误；

B．根据

可知

B正确；

C．根据

代入轨道半径，可知

由于地球公转周期为1年，因此火星的公转周期为年，C正确；

D．根据

代入轨道半径可得

因此火星公转加速度是地球公转加速度的，D错误。

故选BC。

8．小明同学骑自行车在平直的公路上从地由静止出发运动至地停止，经历了匀加速、匀速、匀减速三个过程，设加速和减速过程的加速度大小分别为、，匀速过程的速度大小为，则（　　）

A．增大，保持、不变，整个运动过程的平均速度变大

B．增大，保持、不变，匀速运动过程的时间将变短

C．要保持全程的运动时间不变，可以保持不变，减小、来实现

D．要保持全程的运动时间不变，可以保持不变，改变、 来实现

【答案】AD

【详解】

A．在增大，保持、不变的情况下，整个运动过程的时间变短，因此平均速度变大，A选项正确；

B．在增大，保持、不变的情况下，由于匀加速运动阶段的位移变短，而匀减速运动阶段的位移不变，所以匀速时间变长，B选项错误；

C．在保持不变，减小、的情况下，由于总位移不变，因此运动时间一定变长，C选项错误；

D．在保持，增大，减小的情况下，运动时间可能保持不变，D选项正确。

故选AD。

9．如图甲所示，光滑斜面上有固定挡板A，斜面上叠放着小物块B和薄木板C、木板下端位于板A处，整体处于静止状态，木板C受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力F作用时，木板C的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g=10m/s2，则由图像可知（　　）

A．10N<F<15N时物块B和木板C相对滑动

B．F>15N时物块B和木板C相对滑动

C．水板C的质量

D．木板和物块两者间的动摩擦因数

【答案】BD

【详解】

AB．由图像可知，当10N<F<15N时物块B和木板C相对静止，当 F>15N时木板的加速度变大，可知此时物块B和木板C产生了相对滑动，选项A错误，B正确；

C．对木板和木块的整体，当F1=10N时，a=0，则

当F2=15N时，a=2.5m/s2，则

联立方程可求解

M+m=2kg

sinθ=0.5

但是不能求解木板C的质量，选项C错误；

D．因当F2=15N时，a=2.5m/s2，此时木块和木板开始发生相对滑动，此时物块和木板之间的摩擦力达到最大，则对物块

联立方程可求解

选项C错误，D正确。

故选BD。

10．如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。 质量为m、电阻为r的导体棒ab与一劲度系数为k的轻质弹簧相连，导体棒放在导轨上处于静止状态。 现给导体棒平行导轨平面向上、大小为的初速度，当导体棒的速度第一次为0时，弹簧恰好处于自由伸长状态。 导体棒运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。 不计导轨电阻，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A．在整个运动的过程中，电阻上产生的热量小于

B．导体棒刚获得初速度时的加速度大小为

C．导体棒从初速度开始到速度第一次为0时，发生的位移大小为

D．导体棒从初速度开始到速度第一次为0时，损失的机械能为

【答案】ACD

【详解】

A．最终导体棒静止在原来的位置，根据能量守恒得，整个回路产生的热量

电阻R上产生的焦耳热

故A正确；
B．初始时刻产生的感应电动势

E=Blv0

则通过电阻R的电流

安培力

根据牛顿第二定律可得加速度

故B错误；
C．导体棒原来静止时弹簧压缩x，根据平衡条件可得

kx=mgsinθ

解得

由于导体棒的速度第一次为0时，弹簧恰好处于自由伸长状态，所以导体棒从初速度v0开始到速度第一次为0时，发生的位移大小为

故C正确；
D．导体棒从初速度v0开始到速度第一次为0时，对导体棒根据能量关系可得

mv02=mgsinθ•x+E损

解得导体棒损失的机械能

故D正确。
故选ACD。

三、非选择题：共56分。第11～14题为必考题，每个试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43分。

11．（6分）

某同学通过实验探究加速度与合外力的关系。实验装置如图， AB是长度为l的气垫导轨，将A端垫高，B端固定于水平桌面上，并在B端固定连接了一个光电门。实验中，将一个边长为d、质量为m的正方体小滑块从A端静止释放，经过B端时由光电门记录下挡光时间，根据上述实验操作，回答下列问题：

(1)某次实验中调整气垫导轨与水平桌面的夹角，小滑块由A静止释放后，经过B端时挡光时间为t，已知重力加速度为g，则此次实验中小滑块的合外力F合=_____，小物块下滑的加速度a=______(表达式中物理量用题中所给字母表示)。

(2)改变气垫导轨与水平面的夹角，多次进行实验，作出a—F合图线，验证a与F合是否成正比。

(3)该装置________(选填“可以”或“不可以”)用来验证物体加速度与质量成反比。

【答案】        不可以   

【详解】

(1)[1]小物块在板上下滑时的合外力为

合

[2]运动到端时的瞬时速度

由运动学公式可得

(3)[3]由于小物块质量改变会导致合外力也改变，同时小物块加速度与质量无关，所以无法验证物体加速度与质量成反比。

12．（9分）

某同学利用实验室提供的如下器材测量电源的电动势和内阻：

待测电源（约3V，约），电压表V（量程为15V，内阻很大）；

电阻（阻值为），电阻（阻值为）；

毫安表G（量程为2.5mA，内阻为）；

电阻箱（最大阻值为）；

开关，导线若干。

(1)实验中该同学准备用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻，该方案在实际操作中不可行，原因是__________；

(2)由于电压表不可用，现利用题中器材改装一个量程为的电压表，则要把题中的毫安表G与电阻______（填器材的代号）______（选填“串”或者“并”）联；

(3)为保护电路中的电源和毫安表，需要把电阻______（填器材的代号）与电源串联；

(4)在以下虚线方框中完成电路图，并将仪器的符号标在图中____；

(5)实验中得到了多组电用箱的阻值和对应的毫安表的读数，并作出如图所示的关系图象，若已知图象斜率为，纵截距为，则电源电动势______，内阻______。（要求用测得的物理量和已知物理量的符号表示，流过毫安表的电流相对流过电阻箱的电流可忽略不计）

【答案】电压表量程太大，导致偏转角过小，误差较大        串                   

【详解】

(1)电压表量程太大，导致偏转角过小，误差较大。

(2)电压表的改装，需要串联一个大电阻，根据欧姆定律

代入数据解得

故需要串联R2电阻。

(3)为保护电路中的电源和毫安表，需要串联电阻R1进行分压。

(4)电路图如图所示

(5)根据闭合回路欧姆定律，有

联立可变形为

故有

解得

13．（13分）

如图所示，Y和Y′是真空中一对水平放置的平行金属板，板间距离为d，板长为L，两板间电势差为U，板间电场可视为匀强电场．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以水平初速度v0射入板间．已知该粒子能射出金属板，求：

（1）若不计粒子重力，带电粒子射出金属板时速度v的大小；

（2）若不计粒子重力，在带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功W．

（3）极板间既有电场也有重力场．电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式．类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念．

【答案】（1）， （2）（3），

【解析】（1）粒子射出金属板时偏转量为y=，设带电粒子射出金属板时速度为v，根据动能定理得，F电×y=，即，解之得；

（2）带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功W=F电×y=；

（3）电势的定义式为；则重力势．

考点：带电粒子在电场中的运动，电势与重力势的概念．

14．（15分）

如图所示，一“U型槽”滑块，由两个光滑内表面的圆孤形槽、和粗糙水平面组合而成，质量，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板，另一质量的物块从点正上方距离水平面的高度处自由下落，恰好从相切进入槽内，通过部分进入圆弧槽。已知“U型槽”圆弧的半径，水平轨道部分BC长，物块与“U型槽”水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度。

(1)求物块第一次经过点对“圆弧型槽”的压力；

(2)求物块从“型槽”点分离后能到达的距离水平面的最大高度；

(3)当“U型槽”的速度最大时，求物块的速度，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在部分运动的总路程。

【答案】(1)；(2)；(3) ；

【详解】

(1)物块由静止到第一次过点，槽静止不动，对物块由机械能守恒

在点

对槽的压力

(2)物块从点离开“U型槽”时“U型槽”的速度为，对物块和槽组成的系统，由水平方向的动量守恒

物块从点到离“U型槽”后的最高点，对物块和槽组成的系统，由能量守恒

联立解得

(3)当物块从“U型槽”返回时的速度最大时，由水平方向的动量守恒和能量守恒

解得

方向水平向左

最终物块与“U型槽”相对静止，由能量守恒

物块在部分运动的总路程

（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

15.[物理选修3-3]（13分）

（1）（5分）图示是压力保温瓶的结构简图，活塞a与液面之间密闭了一段质量的气体假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体_________（填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．内能增大

B．体积增大

C．压强增大

D．温度升高

E.分子间作用力增大

【答案】ACD

【解析】

当向下压活塞a时，压力对气体做功，气体与外界又没有热交换，由热力学第一定律△U=W+Q得瓶内气体的内能增大，故A正确；向下压a的过程中，气体的体积减小，故B错误；一定质量的气体，内能增大，温度升高，体积减小，根据气态方程，可知气体的压强增大，故CD正确；瓶内气体为理想气体，则气体分子间的作用力为零，分子间作用力不变，故E错误．所以ACD正确，BE错误．

（2）（8分）潜水艇的贮气筒与水箱相连，当贮气简中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起．某潜水艇贮气筒的容积是，其上的气压表显示内部贮有压强为的压缩空气，在一次潜到海底作业后的上浮操作中利用筒内的压缩空气将水箱中体积为水排出了潜水艇的水箱，此时气压表显示筒内剩余空气的压强是．设在排水过程中压缩空气的温度不变，已知海平面处的大气压强，海水的密度,，求：

（1）若保持气体温度不变，将压强为的压缩空气变为压强是的空气，其体积将会是多少？

（2）试估算此潜水艇所在海底位置的深度．

【答案】（1）m3    （2）200m

【解析】

解：（1）把压强，体积的气体转化为压强为，体积为

根据玻意耳定律有：

解得：

（2）排水过程中排出的压强的压缩空气的体积为

把压强、体积为的压缩空气，转变为压强为、体积为的空气

由波意耳定律有：

解得：

设潜水艇所在位置的海水深度为h，所以

解得

16.[物理选修3—4]（13分）

（1）（5分）位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为8m/s，已知t=0时刻波刚好传播到x=13m处，部分波形如图所示。下列说法正确的是__________。（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．波源S开始振动的方向沿y轴负方向

B．波源的振动频率为1Hz

C．t=9.25s时，x=13m处的质点的位移为5cm

D．t=20s时，波刚好传播到x=160m处

E.在0~20s内，x=13m处的质点通过的路程为4m

【答案】BCE

【详解】

A. 波源S开始振动的方向与t=0时刻x=13m处的质点起振的方向相同，由图可知沿y轴正方向，选项A错误；

B由图可知波长λ=8m，则周期

频率

选项B正确；

C. t=9.25s=9T时，x=13m处的质点振动到最高点，位移为5cm，选项C正确；

D. t=20s时，波向前传播

则波刚好传播到x=160m+13m=173m处，选项D错误；

E. 因为20s=20T，则在0～20s内，x=13m处的质点通过的路程为20×4A=80A=400cm=4m，选项E正确。

故选BCE。

（2）（8分）一游客在夜间站在平静湖面的长直岸边的O点，湖面与岸平齐，在O点正前方的水下d =4m处有一点光源S，光源到岸的距离为x =3m，湖面上被光照亮的地方到O点的最大距离为m，求：

①水的折射率；

②若游客眼睛到地面高度h=1.4m，由O点垂直岸向后退多大距离时看不到点光源发出的光。

【答案】①1.25；②。

【详解】

①作出光路图，如图所示

被照亮的最远点为A，由几何关系有

，

而

联立解得n=1.25

②从S射向O点的光进入不了人眼，人后退距离最大，为L时恰看不到S的光，则有

根据折射定律有

根据几何关系有

解得