2021届高考物理考前复习大串讲-专题16 高考预测卷（一）物理部分 Word版含解析

这是一份2021届高考物理考前复习大串讲-专题16 高考预测卷（一）物理部分 Word版含解析，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

14．(2017·南通一模)如图所示，为一光电管电路，滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有( )
A．加大照射光的强度
B．换用波长短的光照射
C．将P向b滑动
D．将电源正、负极对调
【答案】B
【解析】电表无偏转，说明没有发生光电效应现象，即入射光的频率小于极限频率，要能发生光电效应现象，只有增大入射光的频率，即减小入射光的波长。
15．(2017·新疆乌鲁木齐二诊)交流发电机的原理如图所示，10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕轴做匀速转动，转动的角速度为10π rad/s，线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为0.1 Wb。若从线圈平面与磁场平行的位置开始计时，在t＝eq \f(1,30) s时，矩形线圈中产生的感应电动势的瞬时值为( )
A．27.2 V B．15.7 V C．19.2 V D．11.1 V
【答案】B
16．(2017·山西太原质检)据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后，先在地球表面附近以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后以线速度v′在火星表面附近环绕火星飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1∶2，密度之比为5∶7。设火星与地球表面的重力加速度分别为g′和g，下列结论正确的是( )
A．g′∶g＝1∶4 B．g′∶g＝7∶10
C．v′∶v＝eq \r(\f(5,28)) D．v′∶v＝eq \r(\f(5,14))
【答案】C
17．(2017·广东四校联考)如图所示内壁光滑的环形槽半径为R，固定在竖直平面内，环形槽上的P、Q两点与环形槽圆心等高，质量均为m的小球(可视为质点)A和B，以等大的速率v0同时从P处向上、向下滑入环形槽，若在运动过程中两球均未脱离环形槽，设当地重力加速度为g，则下列叙述正确的是( )
A．两球第一次相遇时速度相同
B．两球第一次相遇点在Q点
C．小球A通过最高点时的机械能小于小球B通过最低点时的机械能
D．小球A通过最高点和小球B通过最低点时对环形槽的压力差为6mg
【答案】D
【解析】由于两球在初始位置的机械能相等，故两球在环形槽内的任何位置的机械能都相等，选项C错误；对小球A，由机械能守恒定律可得：eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＝mgR＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)，在最高点，由牛顿第二定律可得：FA＋mg＝eq \f(mveq \\al(2,A),R)；对小球B，由机械能守恒定律可得：eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＝－mgR＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)，在最低点，由牛顿第二定律可得：FB－mg＝eq \f(mveq \\al(2,B),R)，联立可得：ΔF＝FB－FA＝6mg，选项D正确；分别对两球受力分析，可知两球的重力在圆环切线方向的分力改变速度的大小，又因为两球从P点到Q点的路程相等，分别作出此过程的速率—时间图象，由图象可知小球B先到达Q点，故选项B错误；其相遇点在Q点的上方，由机械能守恒定律可知，两球第一次相遇时速度的大小相等，但方向不同，选项A错误。
18．(2017·湖南衡阳联考)某静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的变化规律如图所示。一质量为m、带电量为＋q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点(x＝0)进入电场，仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是( )
A．粒子从O运动到x1的过程中做匀加速直线运动
B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大
C．若v0＝2eq \r(\f(qφ0,m))，粒子在运动过程中的最大速度为eq \r(\f(6qφ0,m))
D．要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为2eq \r(\f(qφ0,m))
【答案】C
19．(2017·西工大附中测试)摄制组在某大楼边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶。如图所示，若特技演员质量m＝50 kg，导演在某房顶离地H＝12 m处架设了轮轴(轮与轴有相同的角速度)，轮和轴的直径之比为3∶2(人和车均视为质点，且轮轴直径远小于H)，若轨道车从图中A匀速前进到B，速度v＝10 m/s，绳BO与水平方向的夹角为53°，则由于绕在轮上细钢丝的拉动，使演员由地面从静止开始向上运动。在车从A运动到B的过程中(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8) ( )
A．演员上升的高度为3 m
B．演员最大速度为9 m/s
C．以地面为重力势能的零点，演员最大机械能为2 400 J
D．钢丝在这一过程中对演员做功为4 275 J
【答案】BD
20．(2017·河南洛阳高三统考)如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的光滑圆弧导轨相接。导轨宽度为20 cm，电阻不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。一根垂直导轨放置的质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触。当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态。当导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°(sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2)，则( )
A．磁场方向一定竖直向上
B．电源的电动势E＝8.0 V
C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝8 N
D．导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J
【答案】BD
21．(2017·福建福州质检)在半径为R的圆形区域内，存在垂直圆面的匀强磁场。圆边上的P处有一粒子源，不断沿垂直于磁场的各个方向，向磁场区发射速率均为v0的同种粒子，如图所示。现测得：当磁感应强度为B1时，粒子均从由P点开始弧长为eq \f(1,2)πR的圆周范围内射出磁场；当磁感应强度为B2时，粒子则都从由P点开始弧长为eq \f(2,3)πR的圆周范围内射出磁场。不计粒子的重力，则( )
A．前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1∶r2＝eq \r(2)∶eq \r(3)
B．前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1∶r2＝2∶3
C．前、后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2＝eq \r(2)∶eq \r(3)
D．前、后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2＝eq \r(3)∶eq \r(2)
【答案】AD
第 II 卷
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共129分）
22.(5分)(2017·湖南衡阳联考)(6分)
某实验小组在做“验证牛顿第二定律”实验中。
(1)在闭合电键之前，甲同学将实验器材组装成图甲所示，请指出该装置中的错误或不妥之处(只要答出其中的两点即可)：________；________。
(2)乙同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中得到如图乙所示的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出，由图中的数据可计算得小车加速度为________m/s2。(保留两位有效数字)
(3)丙同学在利用上述调整好的装置进行实验中，保持沙和沙桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，eq \f(1,a)为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的eq \f(1,a)－m关系图线，图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为________。
图丙
【答案】(1)用的是直流电源 木板的右端没有垫高 小车离打点计时器太远(任写两条)
(2)0.60 (3)eq \f(M,b)
【解析】(1)打点计时器必须使用交流电源，该实验还应平衡摩擦力，释放小车时小车应靠近打点计时器。
(2)小车的加速度a＝eq \f(（10.38－6.32）×10－2－2.86×10－2,2×0.12) m/s2＝0.60 m/s2
(3)由牛顿第二定律得F＝(M＋m)a，整理得eq \f(1,a)＝eq \f(M,F)＋eq \f(m,F)
由图象得eq \f(M,F)＝b，则F＝eq \f(M,b)
23.（10分）(2017·河北保定调研)(9分)
某实验小组想通过实验研究苹果电池的电动势和内阻。他们制作了一个苹果电池进行研究，了解到苹果电池的内阻可能比较大，因此设计了一个如图1所示的实物电路进行测量。
(1)请按图中所示实物图在方框内画出电路图(电源用“”表示)。
(2)测定苹果电池的电动势和内阻，所用的器材有：
①苹果电池E：电动势约为1 V；
②电压表V：量程1 V，内阻RV＝3 kΩ；
③电阻箱R：最大阻值9 999 Ω；
④开关S，导线若干。
(3)实验步骤如下：
①按电路图连接电路(为电路安全，先将电阻箱的电阻调到最大值)；
②闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R，并计算出对应的eq \f(1,R)与eq \f(1,U)的值，如下表所示：
③以eq \f(1,U)为纵坐标，eq \f(1,R)为横坐标，将计算出的数据描绘在坐标纸内，作出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线；
④计算得出苹果电池的电动势和内阻。
请回答下列问题：
图2
ⅰ.实验得到的部分数据如上表所示，其中当电阻箱的电阻R＝2 000 Ω时，电压表的示数如图2所示。读出数据，完成上表。
答：①________，②________。
ⅱ.请根据实验数据在图3中作出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线。
图3
ⅲ.根据eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线求得该苹果电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(保留2位有效数字)
【答案】(1)如图甲所示
图甲
(3)ⅰ(0.36～0.38均可) 2.7(2.6～2.8均可) ⅱ.如图乙所示。
图乙
ⅲ.1.0(0.9～1.1均可) 2.1×103(1.8×103～2.3×103均可)
24.（14分）(2017·景德镇市二检)（14分）
如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能)，小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求：
(1)碰撞后小球A和小球B的速度；
(2)小球B掉入小车后的速度。
【答案】(1)－eq \f(1,5)v0，方向向左 eq \f(4,5)v0，方向向右
(2)eq \f(1,10)v0，方向向右
【解析】(1)A球与B球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向，有:
m1v0＝m1v1＋m2v2
碰撞过程中系统机械能守恒，有：
eq \f(1,2)m1veq \\al(2,0)＝eq \f(1,2)m1veq \\al(2,1)＋eq \f(1,2)m2veq \\al(2,2)
可解得v1＝eq \f(（m1－m2）v0,m1＋m2)＝－eq \f(1,5)v0
v2＝eq \f(2m1v0,m1＋m2)＝eq \f(4,5)v0
即碰后A球向左，B球向右。
(2)B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有：
m2v2＋m3v3＝(m2＋m3)v3′
解得v3′＝eq \f(1,10)v0水平向右.
25.（18分）(2017·江南十校联考)(18分)
如图，MN、PQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨，间距L＝1 m；整个空间以OO′为边界，左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1＝1 T，右侧有方向相同、磁感应强度大小B2＝2 T的匀强磁场。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m＝0.1 kg，与导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.2，其在导轨间的电阻均为R＝1 Ω。开始时，a、b棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F＝0.8 N向右拉b棒。假定a棒始终在OO′左侧运动，b棒始终在OO′右侧运动，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10 m/s2。
(1)a棒开始滑动时，求b棒的速度大小；
(2)当b棒的加速度为1.5 m/s2时，求a棒的加速度大小；
(3)已知经过足够长的时间后，b棒开始做匀加速运动，求该匀加速运动的加速度大小，并计算此时a棒中电流的热功率。
【答案】(1)0.2 m/s (2)0.25 m/s2 (3)0.4 m/s2 0.078 4
联立①②知
v＝0.2 m/s③
(2)设a棒的加速度为a1，b棒的加速度为a2。由牛顿第二定律知
B1IL－μmg＝ma1④
F－B2IL－μmg＝ma2⑤
联立④⑤式
a1＝0.25 m/s2⑥
(3)设a棒开始做匀加速运动加速度a1′，b棒开始做匀加速运动加速度为a2′
由牛顿第二定律知
B1IL－μmg＝ma1′⑦
F－B2IL－μmg＝ma2′⑧
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知
I＝eq \f(B2Lv2－B1Lv1,2R)⑨
由于电流不变，则
(B2Lv2－B1Lv1)为常量⑩
所以两棒加速度满足以下关系
2a2′＝a1′⑪
联立⑦⑧⑪知
I＝0.28 A⑫
⑫式代入⑧式知
a2′＝0.4 m/s2⑬
由焦耳定律知
P＝I2R⑭
代入数据
P＝0.078 4 W⑮
33． (2017·山西四校联考)【物理——选修3－3】(15分)
(1)(6分)下列说法中正确的是________(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
B．布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的
E．第二类永动机不违背能量守恒定律，因此是可能制成的
(2)(9分)如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气(可视为理想气体)，气柱长L＝20 cm。活塞A上方的水银深H＝15 cm，两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的1/3被推入细筒中，求活塞B上移的距离。(设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0相当于75 cm的水银柱产生的压强。)
【答案】(1)ABC (2) 7 cm
(2)初态封闭气体压强：p1＝pH＋p0
1/3水银上升到细筒中，设粗筒横截面积为S，则
eq \f(1,3)HS＝h1eq \f(S,3)；eq \f(2,3)HS＝h2S
此时封闭气体压强：p2＝ph1＋ph2＋p0
V1＝LS；V2＝L′S
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
解得L′＝18 cm
活塞B上升的距离d＝H＋L－L′－eq \f(2,3)H＝7 cm
34．(2017·江南十校联考)【物理——选修3－4】(15分)
(1)(5分)一列简谐横波沿x轴传播，波速为v＝4 m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图甲所示，t＝0.45 s时部分波形图如图乙所示。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．简谐横波的传播方向沿x轴正方向
B．简谐横波的波长为1.8 m
C．x＝0.5 m处的质点比x＝0处的质点振动滞后0.5 s
D．x＝0处的质点经过0.6 s的路程为0.6 m
E．t＝0.45 s时x＝0处的质点对应的纵坐标为eq \f(\r(2),20) m
(2)(10分)如图，三角形AOB为等腰直角三棱镜的横截面，以OA、OB为轴建立直角坐标系xOy，OA＝OB＝L，棱镜的折射率为n＝eq \r(2)。一束平行于斜边AB的平行光从OB边射入。光透过棱镜只考虑一次内部反射。
(ⅰ)求距离O点多远的入射光刚好从A点射出；
(ⅱ)部分光将会从OA边以平行于AB边的方向射出，这部分透射光在垂直于光线方向的宽度。(已知sin 15°＝eq \f(\r(6)－\r(2),4)，cs 15°＝eq \f(\r(6)＋\r(2),4))
【答案】（1）ADE（2）见解析
【解析】(1)由图可知，x＝0处质点在t＝0.45 s时沿y轴正方向振动，则该波沿x轴正方向传播，A正确；简谐波的波长λ＝1.6 m，B错误；简谐波的周期T＝0.4 s，则波速v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(1.6,0.4) m/s＝4 m/s，x＝0.5 m处的质点比x＝0处的质点振动滞后时间为t＝eq \f(0.5,4) s＝0.125 s，C错误；x＝0处的质点经过0. 6 s的路程s＝eq \f(0.6,0.4)×4 A＝0.6 m，D正确；x＝0处的质点的振动方程为y＝0.1sin 5πt(m)，t＝0.45 s代入得y＝eq \f(\r(2),20) m，E正确。
R/Ω
9 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
R－1/(10－4Ω－1)
1.1
1.7
2.0
2.5
3.3
5.0
U/V
0.53
0.50
0.48
0.46
0.43
①
U－1/V－1
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
②