高中物理高考 卷3-备战2021年高考物理【名校地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷（解析版）

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绝密★启用前|备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷第三模拟一、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．（2021·湖南长沙市·高三月考）放射性元素衰变为，同时伴随射线产生，其衰变方程为，则下列说法正确的是（　　）A．衰变过程需要吸收能量B．射线是由放出的C．衰变过程放出X，表明内有XD．与核子数相同，核子的总质量相同【答案】  B【解析】A．衰变过程释放能量，A错误；B．射线是由衰变后的处于激发态向低能级跃迁放出的，B正确；C．根据质量数、电荷数守恒可知，X是电子，原子核中没有电子，C错误；D．衰变过程释放核能，有质量亏损，因此比核子的总质量大，D错误。故选B。2．（2020·湖南永州市·高三月考）如图所示为利用三脚架固定照相机进行拍照的示意图，三脚架放在水平面上，三只脚对称地支起相机。若保持每只脚的长度不变，通过调节三只脚之间的夹角使照相机的位置降低，则下列说法正确的是（　　）A．固定照相机的底座对每只脚的作用力不变B．地面对每只脚的作用力不变C．每只脚对地面的压力增大D．每只脚对地面的摩擦力增大【答案】  D【解析】如图所示为底座受到一只脚的力的示意图：设底座和照相机的总质量为M，有当照相机位置降低时减小，因为不变，所以F和均增大；地面对每只脚的作用力示意图与上图类似，同理可知，地面对每只脚的支持力不变，静摩擦力增大。结合作用力与反作用力可知，D项正确。故选D。3．（2021·湖南株洲市·高三期末）如图，某城市音乐喷泉广场的水池中在半径为R的圆周上按同样方式等间隔地安装了n个规格相同的喷管，喷管与水面的夹角为，管口横截面积为S且与水面相平。全部开启后，经目测，空中水柱几乎都在圆心处交汇，已知水的密度为，则可估算出空中水柱的总质量为（　　）A． B． C． D．【答案】  A【解析】n个水管，则有每个水管质量为联立解得水平速度为水平方向做匀速直线运动，则有联立解得故A正确，BCD错误。故选A。4．（2020·湖南省宁远县第一中学高三月考）如图所示，A、B、C为三段圆柱体，质量均为m，均可视为质点，通过铰链与两根长为L的轻杆相连，A、B、C位于竖直面内且成正三角形，其中A、C置于光滑水平面上，A、C带电，电荷量均为q，A、C间的库仑力忽略不计，B不带电。起初在水平向右的匀强电场中三个物体均保持静止，现水平电场突然消失，B由静止下落，物体A、C在杆的作用下向两侧滑动，三物体的运动始终在同一竖直平面内。已知重力加速度为g，则物体B由静止至落地的过程中，下列说法正确的是（　　）A．物体A、C带异种电荷，且A带负电，C带正电B．水平电场的电场强度C．圆柱A对地面的压力一直大于D．圆柱B落地的速度大小近似为【答案】  D【解析】AB．根据平衡条件可知，A带正电，C带负电，对B受力分析可知，杆上的支持力解得对C分析可得杆上作用力的水平分力等于电场力，即解得可知，AB错误；C．在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上作用力，故球A对地面的压力可能小于，C错误；D．对整个系统分析解得D正确。故选D。5．（2020·湖南长沙市·雅礼中学）均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为B。圆环的质量为m，半径为r，给环以竖直向上的初速度v，圆环上升最大的高度为H，然后落回抛出点，此过程中（　　）A．圆环先有扩张后有收缩趋势B．圆环上升时间比下降时间短C．圆环上升过程和下降过程产生的热量相同D．圆环上升过程经过位置时的速度有可能大于【答案】  B【解析】A．圆环上升时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为逆时针方向；根据左手定则可得，圆环受到的安培力的方向向下；圆环下降时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向；根据左手定则可得，圆环受到的安培力的方向向上；整个过程中，圆环既没有扩张的趋势，也没有收缩的趋势，故A错误；B．圆环在上升过程中，感应电流安培力向下，合力为重力与安培力之和，而圆环下降过程中，感应电流安培力向上，合力为重力和安培力之差，因此圆环上升时减速的加速度大小大于下降时加速的加速度大小，上升和下降位移相同，因此上升时间小于下落时间。故B正确；C．圆环运动过程中因电磁感应产生热量，机械能减小，因此圆环上升和下降经过同一位置时，下降时的速度小于上升时的速度，因此经过任一高度，上升时感应电流安培力大于下降时的安培力，圆环在上升过程克服安培力做功大于下落过程中克服安培力做功，因此圆环上升过程中产生热量较大，故C错误。D．若圆环上升过程做匀减速直线运动，则根据解得经过位置时的速度为。实际上圆环上升过程做加速度减小的减速运动，可知前半段速度减小快，经过位置时的速度小于，故D错误。故选B。6．（2020·湖南长沙市·高三月考）如图甲所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为电阻箱，电流表为理想表。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中电流为I1、I2时对应的外电阻分别为R1、R2，电源的效率分别为η1、η2，输出功率均为P0，下列说法中正确的是（　　）A． B． C． D．【答案】  B【解析】A．根据闭合电路的欧姆定律有E = I（R + r）由图乙可看出I1 < I2则R1 > R2A错误；B．根据闭合电路的欧姆定律，和功率公式有E = I（R + r），P = UI整理有EI1 - rI12= EI2 - rI22最后有B正确；C．根据闭合电路的欧姆定律，和功率公式有E = I（R + r），P0= I12R1= I22R2整理得，联立可得r2= R1R2C错误；D．电源的效率为η = 由图乙可知P = P0，I1 < I2则可计算出η1 > η2D错误。故选B。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·湖南长沙市·雅礼中学高三月考）空间有一水平匀强电场，范围足够大，场中有一粒子源，某时刻释放出速度大小相同的同种带电粒子，速度方向沿垂直于电场的竖直面内各方向，粒子的重力不计，如图所示，则（　　）A．同一时刻所有粒子的动量大小相等B．同一时刻所有粒子的位移相同C．同一时刻所有粒子到达同一等势面上D．同一时刻所有粒子到达同一水平面上【答案】  AC【解析】A．粒子在电场中做类平抛运动，所有粒子初速度大小相等，则在同一时刻，所有粒子动量大小相等而方向不同，粒子动量不同，故A正确；B．粒子在电场中做类平抛运动，同一时刻所有粒子位移大小相等但方向不同，粒子位移不同，故B错误；CD．粒子在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在相等时间内所有粒子在水平方向位移相等，所有粒子同时到达与电场垂直的同一竖直面内，所有粒子不会同时到达同一水平面，匀强电场等势面是与电场垂直的平面，由此可知，在同一时刻所有粒子到达同一等势面，故C正确，D错误；故选AC。8．（2020·湖南省宁远县第一中学高三月考）如图，在光滑水平面上放着质量分别为和m的两个物块，弹簧与A、B拴接，现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩，此时弹簧弹性势能为E。然后撤去外力，则（　　）A．从撤去外力到A离开墙面的过程中，墙面对A的冲量大小为B．当A离开墙面时，B的动量大小为C．A离开墙面后，A的最大速度为D．A离开墙面后，弹簧最大弹性势能为【答案】  AD【解析】A．设当A离开墙面时，B的速度大小为，根据功能关系知得从撤去外力到A离开墙面的过程中，对A、B及弹簧组成的系统，由动量定理得，墙面对A的冲量大小故A正确；B．当A离开墙面时，B的动量大小故B错误；C．A离开墙后，当弹簧再次恢复原长时，A的速度最大，根据系统动量和机械能均守恒，取向右为正方向，由动量守恒有由机械能守恒有解得A的最大速度故C错误；D．A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大。设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为。根据动量守恒和机械能守恒得联立解得：弹簧的弹性势能最大值故D正确。故选AD。9．（2021·湖南长沙市·高三月考）如图所示为回旋加速器的示意图，用回旋加速器加速某带电粒子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。设D形盒半径为R，不计粒子在两极板间运动的时间，则下列说法正确的是（　　）A．带电粒子被加速后的最大速度不可能超过B．增大加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的时间变短C．只要R足够大，带电粒子的速度就可以被加速到足够大D．不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间可能不同【答案】  AB【解析】A．由圆周运动知识有可得当时，v最大，此时，故A正确；B．增大加速电场的电压，其它条件不变，每次加速后粒子获得的动能增加，但最终的动能不变，故在电场中加速的次数减少，带电粒子在D形盒中运动的时间变短，故B正确；C．带电粒子的速度不能加速到足够大，因为当速度达到一定程度后，带电粒子的质量会发生变化，则运动周期也就发生变化了，就不能达到恰好加速的条件了，故C错误；D．粒子在回旋加速器中被加速的过程，由动能定理有又粒子在回旋加速器中运动的时间为整理得与粒子的质量和带电量无关，因此不同的粒子在同一回旋加速器中运动的时间相同，故D错误。故选AB。10．（2020·湖南长沙市·雅礼中学高三月考）2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”．如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动．已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则A．“鹊桥”的线速度大于月球的线速度B．“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度C．x满足D．x满足【答案】  AC【解析】根据题意“鹊桥”与月球运动的角速度相等，中继星绕地球转动的半径比月球绕地球的半径大，根据线速度可知 “鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球转动的线速度大，故A正确；向心加速度.鹊桥”中继星统地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度大，故B错误：中继卫星的向心力由月球和地球引力的合力提供则有：对月球而言则有两式联立可解得：故C正确；D错误；故选AC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）（2020·湖南高三月考）某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与木板间的动摩擦因数。PQ为一块倾斜放置的木板，在其底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画出）。每次实验时将一物块（其上固定有宽度为d的遮光条）从不同高度h处由静止释放，保持P、Q两点间的水平距离不变。物块与木板间的动摩擦因数处处相同，取重力加速度大小。（1）用10分度游标卡尺测得物块上的遮光条宽度d如图乙所示，则d=______mm；（2）该小组根据实验数据，计算得到物块经过光电门的速度大小v，并作出了如图丙所示的图像。由此可知物块与木板间的动摩擦因数______；（3）物块下滑过程中，由于空气阻力的影响，会使动摩擦因数的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】  3.8    0.25    偏大【解析】（1）根据游标卡尺读数可得，遮光条宽度为（2）由动能定理有其中则有结合图丙可知解得（3）上式中把空气阻力也算到摩擦力中去了，实际的摩擦力小些，所以动摩擦因数的测量值偏大。12. （9分）（2020·湖南高三月考）某研究小组想测量一捆标称长度为20m，横截面积4.0mm2的合金丝的实际长度。该小组首先测得导线横截面积与标称值相同，又查得该种合金的电阻率为，再利用图甲所示电路测出合金丝的电阻Rx，从而确定合金丝的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0~0.6A，内阻约0.1Ω电压表：量程0~3V，内阻约10kΩ滑动变阻器R1：最大阻值10Ω滑动变阻器R2：最大阻值100Ω定值电阻：R0=3Ω电源：电动势6V，内阻较小；开关、导线若干。回答下列问题：（1）小组首先根据标称值估算该合金丝的电阻为_________Ω。实验中为便于操作并取得多组数据，滑动变阻器应选_______（填“R1”或“R2”）。（2）在图丙所示实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接_______。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.42A时，电压表示数如图乙所示，则合金丝电阻的测量值为__________Ω。（保留3位有效数字）（4）合金丝实际长度为_________m。（保留3位有效数字）。【答案】  2.5    R1        2.48    19.8【解析】（1）电阻约为电路采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器选较小的，故选。（2）如下图（3）根据欧姆定律得代入数据得（4）根据得13. （13分）（2020·湖南郴州市·高三月考）如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=3.2m的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=5m高处由静止开始下滑，与滑块B发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。已知mA=mB=1kg，mc=3kg，g=10m/s2。求：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。【答案】  （1）5m/s；（2） 15J；（3）3.2m【解析】（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有：滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：解得（2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，以向右为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得把v2、v3代人解得Ep=15J（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，以向右为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动水平方向s=v5t竖直方向解得s=3.2m14. （15分）（2020·湖南长沙市·雅礼中学高三月考）如图甲所示，两条相距的光滑平行金属导轨位于同一竖直面（纸面）内，其上端接一阻值为的电阻，在两导轨间下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为。现使长为、电阻为、质量为的金属棒由静止开始自位置释放，向下运动距离后速度不再变化（棒与导轨始终保持良好的接触且下落过程中始终保持水平，忽略空气阻力，导轨电阻不计）。（1）求棒在向下运动距离过程中回路产生的总焦耳热；（2）棒从静止释放经过时间下降了，求此时刻的速度大小；（3）如图乙所示，在上方区域加一面积为的垂直于纸面向里的匀强磁场，棒由静止开始自上方某一高度处释放，自棒运动到位置时开始计时，随时间的变化关系，式中为已知常量；棒以速度进入下方磁场后立即施加一竖直外力使其保持匀速运动。求在时刻穿过回路的总磁通量和电阻的电功率。【答案】  （1） ；（2）；（3） ， 【解析】（1）对闭合回路由平衡条件可知解得由功能关系解得（2）由动量定理可知即又解得（3）因为由法拉第电磁感应定律可得解得（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]（1）（5分）（2020·湖南高三月考）下列说法正确的是        。（填正确答案标号，选对1个给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0分）A．布朗运动表明分子越小，分子运动越剧烈B．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大C．影响气体压强大小的两个因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度D．液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子相互吸引E.只要是具有各向异性的物体一定是晶体，具有各向同性的物体一定是非晶体【答案】  BCD【解析】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，它间接证明了分子永不停息地做无规则运动。颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈。布朗运动并不能表明分子越小，分子运动越剧烈，故A错误；B．气体放出热量的同时若外界对物体做功，物体的内能可能增大，则其分子的平均动能可能增大，故B正确；C．影响气体压强大小的两个宏观因素是气体的体积和温度，两个微观因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度，故C正确；D．液体不浸润某种固体时，例如水银对玻璃：当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀硫，这时在附着层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故D正确；E．多晶体和非晶体均具有各向同性，故E错误。故选BCD。（2）（8分）（2020·长沙市·湖南师大附中高三月考）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象，如图所示，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为，压强为大气压强。当气体温度上升至时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为，温度仍为。再过一段时间，内部气体温度恢复到。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：（1）当温度上升且尚未放气时，封闭气体的压强多大？杯盖的重力多大？（2）放出气体后，当温度恢复到时，封闭气体的压强多大？【答案】  （1），；（2）【解析】（1）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度，压强为，末状态温度，压强设为，由查理定律得代入数据，解得盖的重力为G，刚好被顶起时，由平衡条件得联立方程，解得（2）放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度，压强，末状态温度，压强设为，由查理定律得代入数据，解得16. [物理选修3-4]（1）（5分）（2021·湖南高三零模）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图（b）所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是           。（填正确答案标号，选对1个给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0分）A．平衡位置在x=3m与x=7m的质点具有相同的运动状态B．A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间C．t=9s时，平衡位置在x=1.7m处的质点加速度方向沿y轴正方向D．t=13.5s时，平衡位置在x=1.4m处的质点位移为负值E.t=18s时，平衡位置在x=1.2m处的质点速度方向沿y轴负方向【答案】  ACE【解析】A．根据波动图和振动图可读出波的波长，周期为，故可得波速为平衡位置在x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况完全相同，故A正确；B．根据A质点的振动图可知，t=7.5s时A质点在正的最大位移处，因周期为，则t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，故t=6s时A正在负的位移位置向平衡位置振动，由t=6s的波动图可知A质点的平衡位置与原点的距离在0m到0.5m之间，故B错误；C．根据t=9s与t=6s的时间差为则平衡位置在x=1.7m处的质点在波形图上再振动的时间，x=1.5m的质点处于平衡位置，x=2.0m的质点处于波谷，则x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，故加速度为沿着y轴正方向，故C正确；D．根据t=13.5s与t=6s的时间差为则平衡位置在x=1.4m处的质点在波形图上再振动超过的时间，x=1.0m的质点处于波峰，x=1.5m的质点处于平衡位置，则x=1.4m的质点位移为正，故D错误；E．根据t=18s与t=6s的时间差为则平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向，故E正确；故选ACE。（2）（8分）（2020·湖南高三月考）一块半径的半球形玻璃砖底面水平放置，玻璃砖的截面如图所示，点处有一点光源，且点到球心的距离为。在玻璃砖的顶端处时恰好没有光线射出。求：（1）玻璃砖的折射率；（2）玻璃砖的截面上有光线射出的圆弧长度。【答案】  （1）2；（2）【解析】（1）由题意作出光路图从点射到点的光线恰好发生全反射，则有其中解得，，（2）设从点射出的光线在点处恰好发生全反射，则有，在三角形中，由几何关系可知解得所以在玻璃砖的截面上有光射出的范围所对应的圆心角为故玻璃砖的截面上有光线射出的圆弧长度