2021届高考物理模拟预热卷（全国Ⅱ卷）

2021届高考物理模拟预热卷（全国Ⅱ卷）

一、单项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从能级向能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是（   ）

A.从能级向能级跃迁时辐射的光，也一定能使阴极K发生光电效应

B.用从能级向能级跃迁时辐射的光照射阴极K，阴极K的逸出功会变大

C.在光的频率不变的情况下，饱和电流不随入射光强度的变化而变化

D.用从能级向能级跃迁时辐射的光照射能级的氢原子，可以使其电离

2.当地时间2020年1月26日,科比·布莱恩特于加利福尼亚州的一场直升机坠机事故中不幸遇难,令人惋惜,很多人都听说过他的洛杉矶凌晨四点太阳的故事.某次比赛中,科比正对篮板罚球,篮球恰好垂直打在篮板上距离地面高为的位置后反弹入框.已知罚球线到篮板的水平距离为,篮球出手点在罚球线正上方高为的位置.不计空气阻力,重力加速度.则篮球出手时速度大小最接近(   )

A. B. C. D.

3.如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为，用水平恒力拉动小车，下列关于物块的加速度和小车的加速度.当水平恒力取不同值时，与的值可能为（当地重力加速度取）（   ）

A.，  B.，
C.， D.，

4.如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（    ）

A.的阻值为

B.电源电动势为，内阻为

C.内电阻上消耗的电能为

D.若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为之前的

5.如图所示，图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为（为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是(   )
 

A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

6.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3.轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（   ）

A.要将卫星由圆轨道1送人圆轨道3，需要在圆轨道1的点和椭圆轨道2的远地点分别点火加速一次

B.由于卫星由圆轨道1送人圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度

C.卫星在椭圆轨道2上的近地点点的速度一定大于，而在远地点的速度一定小于

D.卫星在椭圆轨道2上经过点时的加速度大于它在圆轨道3上经过点时的加速度

7.如图所示，圆形区域内以直线为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为。在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为，电量大小为的粒子在极板右侧附近，由静止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线射入磁场，直线与直径距离为。粒子在上方磁场中偏转后，恰能垂直直径进入下面的磁场，之后在下方磁场中偏转后恰好从点进入上方的磁场。带电粒子的重力不计。则（   ）

A.带电粒子带负电        

B.加速电场的电压为

C.粒子进入下方磁场时的运动半径为

D.下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍

8.如图所示的理想变压器,其输入端接在的交流电源上,原、副线圈的匝数比为为电阻箱,副线圈中的电阻,电表均为理想电表。下列说法正确的是(   )

A.当时,电压表的读数为100V B.当时,电流表的读数为5A

C.当时,电流表的读数为4A D.当时,电压表的读数为100V

三、非选择题：本题共6小题，共62分，包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13题~第14题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共47分）

9.在探究加速度与力、质量的关系实验中,如图甲所示,将一端带有滑轮的长木板放在水平桌面上,小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶连接,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为,平衡摩擦力后,在保持实验小车质量不变的情况下,打开电源,释放小车,根据纸带得到小车运动的加速度为a;多次改变砂桶和砂子的总质量m,根据纸带计算出对应的加速度.

(1)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这两种现象的原因可能有______.

A.木板右端垫起的高度过大

B.木板右端垫起的高度过小

C.砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M

D.砂桶和砂子的总质量m未远小于小车的质量M

(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个打出的点未画出,则小车运动的加速度______(结果保留三位有效数字).

(3)小车质量M一定,改变砂桶中砂子的质量,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示,则小车的质量________kg.(g取)

10.在测定干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：

A.待测干电池（1节）

B.电流计G（满偏电流1 mA，内阻）

C.电流表A（0~0.6、0~3 A，内阻未知）

D.滑动变阻器（，10 A）

E.滑动变阻器（，1 A）

F.定值电阻（阻值）

G.开关K与导线若干

（1）在实验中，为了操作方便且能够准确进行测量，滑动变阻器应选用_______（填“”或“”）；电流表的量程应为_________A（填“0.6”或“3”）.

（2）根据题目提供的实验器材，请设计出测量干电池电动势和内阻的电路原理图，并画在下面方框内（请标明器材代号）.

（3）如图所示为某同学利用上述设计实验电路测出的数据绘出的图像（为电流计G的示数，为电流表A的示数），则由此图线可以得到被测干电池的电动势________V，内阻______.（计算结果保留两位有效数字）

11.如图所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成角，两轨道间距为，一金属棒垂直两轨道水平放置。金属棒质量为，电阻为，轨道上端的电源电动势为，内阻为。为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场。

(1)则该磁场的磁感应强度应是多大？

(2)若将磁场方向变为竖直向下，此时导轨由静止下滑的瞬间加速度？

12.学校科技小组设计了“e”字形轨道竖直放置在水平面上，该轨道由两个光滑半圆形轨道ABC、CDE和粗糙的水平直轨道EF组成，末端与竖直的弹性挡板OF连接，轨道CDE半径，轨道ABC半径为，A端与地面相切.现将质量小滑块从水平地面P点以速度沿轨道上滑，运动到F点与挡板发生完全弹性碰撞.已知直线轨道EF长为，小滑块与轨道EF的动摩擦因数，其余阻力均不计，小滑块可视为质点.求：

（1）小滑块在ABC圆轨道运动时对轨道C点的压力；

（2）小滑块最终停止的位置离F点的距离；

（3）若改变小滑块的初速度，使小滑块能停在EF轨道上，且运动过程中不脱离轨道，则小滑块的初速度满足什么条件.

(二)选考题：共15分，在所给的2道题中任选一题作答。如果多答，则按所做的第一题计分。

13.[物理——选修3–3]

（1）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中(   )

A.气体体积逐渐减小，内能增加

B.气体压强逐渐增大，内能不变

C.气体压强逐渐增大，放出热量

D.外界对气体做功，气体内能不变

E.外界对气体做功，气体吸收热量

（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。

（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?

（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少?

14.【物理——选修3-4】

（1）如图所示，玻璃砖的横截面由半径为的圆和宽度也为的矩形组成，点为圆的圆心，光屏与玻璃砖左右两侧的直边缘部分平行，到玻璃砖右侧直边缘的距离也为。一单色光线在点垂直玻璃砖左侧边缘射入玻璃砖，两点间的距离为，入射光线的延长线与光屏的交点为点，光线进入玻璃砖后，自玻璃砖右侧弧面再射出时的折射角60°，则此玻璃砖的折射率为_____，若使入射光线绕入射点顺时针旋转60°，光线照射到屏上的亮点到点的距离为_____。

（2）如图所示，波源和完全相同，质点到的距离；质点到的距离。两波源自时开始振动，位移随时间变化的关系式都为，两波源传出的波在介质中的波长都为。求:

（ⅰ）两波源传出的波在介质中的传播速度;

（ⅱ）质点在至时间内经过的路程。

答案以及解析

1.答案：D

解析：由玻尔理论知和能级的能级差大于和能级的能级差，用从能级向能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，若用从能级向能级跃迁时辐射的光照射阴极K，不能使阴极K发生光电效应，选项A错误；逸出功由金属本身决定，与入射光频率大小无关，选项B错误；在入射光的频率不变的情况下，入射光越强，则单位时间逸出的光电子数越多，饱和电流越大，选项C错误；当处于能级的氢原子吸收的能量大于或等于0.85 eV时，将会被电离，能级与能级间的能量差大于0.85 eV，D正确。

2.答案：B

解析：将篮球从出手到撞击篮板的运动逆向理解为平抛运动，水平位移为4.60 m，竖直位移为3.55 m-2.30 m=1.25 m，由自由落体运动可知运动时间为0.5 s，从而竖直速度为5 m/s，水平速度为9.2 m/s，合成后速度大小约为10.5 m/s，故B项正确。

3.答案：D

解析：当物块和小车无相对运动时,两者加速度相同,此时小车对物块的摩擦力提供物块的加速度,所以物块的最大加速度,即无相对滑动时的最大加速度为;当小车与物块发生相对滑动时,物块的加速度为,小车的加速度大于,故选项D正确.

4.答案：C

解析： 两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电阻两端电压，电路中电流，则电阻在内消耗的电能，故C正确；

5.答案：C

解析：电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，由、与得：Q与C成正比，而C与d成反比，则E与d成反比，所以E与Q成正比．则由Q与t关系可得，E与t的关系：选第②；Q随时间t的变化关系为又由于Q与d成反比．所以d与t成线性关系．故选第③
故选C

6.答案：AC

解析：卫星由小圆变椭圆，需要在点点火加速，而卫星由椭圆变大圆，需要在点点火加速；卫星在3轨道和1轨道做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得线速度为，而，可知卫星在圆轨道3上正常运行速度小于卫星在圆轨道1上正常运行速度；卫星在1轨道的速度为，而由1轨道加速进入2轨道，则在椭圆轨道2上的近地点的速度一定大于，而椭圆上由近地点到远地点减速，且3轨道的线速度大于椭圆在远地点的速度，故在远地点的速度一定小于，即．卫星在椭圆轨道2和圆轨道3经过点的加速度相同，故AC正确．

7.答案：AC

解析：从点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；由题意知，粒子在上方磁场中做匀速圆周运动的半径，在电场中加速有：，在上方磁场中：，联立得：，所以选项B错误；粒子在下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：，解得，所以选项C正确；由洛仑兹力提供向心力得到半径：，由于，所以，所以选项D错误。

8.答案：BC

解析：输入端电压的有效值为100V，当时，电压表的读数为，选项A错误；次级线圈中的电流，选项B正确；当时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压为：100-0.5I×10=100-5I，则次级电压为(100-5I)/2，则(100－5I)/2=I×10，解得I=4A，此时电压表读数为IR=40V，选项C正确，D错误。

9.答案：(1)AD

(2)1.60

(3)0.5

解析：(1)图像不过原点的原因是平衡摩擦力过度,图像末端发生弯曲的原因是不满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量,A、D正确.

(2)根据得,

.

(3)设绳子的拉力为T,对砂桶和砂子受力分析,由牛顿第二定律得,对小车受力分析得,联立解得,则图像的斜率,所以小车的质量.

10.答案：（1）;0.6

（2）如图所示

（3）1.5;1.0

解析：（1）干电池的电动势较小，为了便于调整电路，滑动变阻器应选，测一节干电池电动势与内阻实验，电路中电流较小，约为零点几安培，因此电流表应选0~0.6 A量程.（2）实验中没有电压表，可以用已知内阻的电流计G与定值电阻串联组成电压表测路端电压，电流表A测电路电流，实验电路图如答图所示.（3）根据实验电路图，由闭合电路欧姆定律得，图线的函数表达式应为，由题中图像可知，图像的截距，图像斜率的绝对值，解得干电池的电动势为，内阻.

11.答案：(1)根据闭合电路的欧姆定律和安培力公式得①②

对导体棒受力分析，如图所示③

联立①②③得

 (2) 由牛顿第二定律可知

解得

12.答案：解：（1）小滑块从P到C过程中，根据动能定理得

解得

在ABC圆轨道上的C点对小滑块受力分析有

得

根据牛顿第三定律可知，小滑块在ABC圆轨道运动时对轨道C点的压力

，方向竖直向上

（2）从P点到在EF轨道上停止过程中，得

解得

因为

故小滑块最终停在离F点0.3 m处

（3）小滑块刚好经过最高点C，则

解得

当小滑块第一次从挡板弹回时，到达小圆的圆心等高处D点速度为零，得

解得

所以小滑块初速度范围为

13.答案：（1）BCD

（2）解：（i）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。由玻意耳定律有

①

设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有

②

③

④

联立①②③④式并代入题给数据得

⑤

（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖—吕萨克定律有

⑥

按题设条件有

⑦

联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得

⑧

解析：（1）外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确，AE错误。

14.答案：（1）

（2）（ⅰ）由得①，两波源的周期②，传播速度③。

（ⅱ）

解析：（1）由几何知识知，光线在B点的入射角为30°，，入射光线绕A点顺时针转过60°后，由几何知识计算可得光线将在玻璃砖右侧直边缘部分射向光屏PQ，结合平行玻璃砖的结论可得光线照射到屏PQ时离M点的距离为。