2021届全国I卷高考高三临考全真模拟 物理（一）（解析版）

这是一份2021届全国I卷高考高三临考全真模拟 物理（一）（解析版），共11页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，如图，斜面体a放置在水平地面上等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18只有一项是符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．小李同学在探究电磁感应现象和楞次定律时，进行了如下实验：如图所示，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃上，玻璃正下方有两块完全相同的蹄形磁铁，磁铁四个磁极之间的距离相等。当两块磁铁匀速向右通过玻璃正下方时，玻璃上的线圈始终保持不动，关于线圈所受摩擦力的方向，下列说法正确的是( )
A．先向左，后向右
B．先向左，后向右，再向左
C．一直向右
D．一直向左
15．如图所示，F为匀强磁场中一点，某放射性元素的原子核静止在P点，该原子核发生衰变后，放出一个氦核（eq \\al(4,2)He）和一个新核，它们速度方向与磁场垂直，其轨迹均为圆弧，半径之比为45∶1，重力、阻力和氦核与新核间的库仑力均不计。下列说法正确的是( )
A．放射性元素原子核的电荷数是90
B．可能的衰变方程为eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He
C．氦核和新核动量比是1∶45
D．衰变前核的质量等于衰变后氮核和新核的总质量
16．如图为一退役卫星绕地球M运动的示意图，卫星先绕虚线圆轨道运行，在B点处变轨进入椭圆轨道，A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点，A点与地球球心的距离为a，B点与地球球心的距离为b，半短轴的长度为c，当退役卫星运动到A点时，再次变轨进入大气层以实现回收太空垃圾的目的。则下列说法中正确的是（引力常量为G，地球质量为M）( )
A．退役卫星沿椭圆轨道从B点经C点运动到A点的过程中，速率先减小后增大
B．退役卫星在C点的加速度大小为
C．若要将退役卫星带回地球大气层，微型电力推进器需提供动力使其加速运动
D．退役卫星在A点变轨刚要进入大气层的速度比虚线圆轨道的速度小
17．某烟花弹在点燃后升空到离地h时速度变为零，此时弹中火药爆炸将烟花弹炸裂为质量相等的A、B两部分，A竖直向上运动，B竖直向下运动，A继续上升的最大高度为eq \f(1,3)h，从爆炸之后瞬间开始计时，A、B在空中运动的时间分别为tA和tB。不计空气阻力，重力加速度为g，则tA与tB的比值为( )
A．1.5 B．2 C．3 D．4
18．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方eq \f(1,2)d处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向下平移eq \f(1,3)d，则从P点开始下落的相同粒子将( )
A．打到下极板上 B．在下极板处返回
C．在距下极板eq \f(1,3)d处返回 D．在距上极板eq \f(2,3)d处返回
19．如图，斜面体a放置在水平地面上。一根跨过光滑定滑轮的轻绳，左侧平行于斜面且与斜面上的物块b相连，另一端与小球c相连，整个系统处于静止状态。现对c施加一水平力F，使小球缓慢上升一小段距离，整个过程中a、b保持静止状态。则该过程中( )
A．轻绳的拉力先减小后增大
B．b受到的摩擦力方向可能变化
C．地面对a的摩擦力可能不变
D．地面对a的弹力减小
20．如图甲所示，O点处固定有力传感器，长为l的轻绳一端与力传感器相连，另一端固定着一个小球。现让小球在最低点以某一速度开始运动，设轻绳与竖直方向的角度为θ（如图所示），图乙为轻绳弹力大小F随cs θ变化的部分图像。图乙中a为已知量，不考虑空气阻力，重力加速度大小为g，则( )
A．小球质量为
B．小球在与圆心等高处时的速度为
C．小球运动到θ＝45°时的动能为eq \r(2)mgl
D．小球在最低点时对细线的拉力为5a
21．如图所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内一边长为a的正方形ABCD内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（图中未画出），其中AB边与x轴正方向成30°角。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P点以速度v0沿y轴负方向射入电场中，粒子恰好从A点进入磁场，进入磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，然后从B点离开磁场，不考虑粒子的重力，下列说法正确的是( )
A．磁场的方向为垂直坐标平面向外
B．P点的纵坐标为eq \r(3)a
C．匀强磁场的磁感应强度为
D．粒子从P点运动到B点的时间为
三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第34题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共47分)
22．(6分)如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝10 mA，R1＝200 Ω，Ω，则当S1和S2均断开时，改装成的电表是__________（填电流表或电压表），量程为________；当S1和S2均闭合时，改装成的电表是__________（填电流表或电压表），量程为________。
23．(9分)用下列器材测量小车质量M。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为50 Hz的交流电源，直尺，6个槽码，每个槽码的质量均为m＝10 g。
(1)完成下列实验步骤中的填空：
i．按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_________的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；
iii．依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；
iv．以取下槽码的总个数n(1≤n≤6)的倒数eq \f(1,n)为横坐标，eq \f(1,a)为纵坐标，在坐标纸上作出eq \f(1,a)－eq \f(1,n)关系图线。
(2)已知重力加速度大小g＝9.8 m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
①下列说法错误的是___________；
A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放
B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg
②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小v5＝__________m/s，加速度大小a＝__________ m/s2；
③写出eq \f(1,a)随eq \f(1,n)变化的关系式__________（用M，m，g，a，n表示）；
④测得eq \f(1,a)－eq \f(1,n)关系图线的斜率为2.5 s2/m，则小车质量M＝__________kg。
24．(12分)跑酷是以日常生活的环境为运动场所的极限运动。质量m＝50 kg的跑酷运动员，在水平高台上水平向右跑到高台边缘，以v0的速度从边缘的A点水平向右跳出，运动t1＝0.6 s后落在一倾角为53°的斜面B点，速度方向与斜面垂直。此时运动员迅速转身并调整姿势，以eq \f(3,8)v0的速度从B点水平向左蹬出，刚好落到斜面的底端C点。假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6。求：
(1)运动员从高台边缘跳出的水平速度v0大小；
(2)从B点落到C点的过程中运动员重力做的功W。
25．(20分)如图所示，两根平行的光滑轨道af、a′f′固定在绝缘水平面上，轨道的cd段和c′d′段是绝缘体，其余部分是导体，aa′之间和ff′之间分别用导线（导线电阻不计）连接定值电阻R1＝1 Ω、R2＝2 Ω，两轨道间距L＝1 m，bc＝ b′c′＝0.77 m，de＝ d′e′＝L，ef＝e′f′＝2L，cc′左侧轨道电阻不计，dd′右侧的轨道单位长度电阻为r0＝0.1 Ω/m。cc′左侧轨道区域内有磁感应强度大小B0＝1 T，方向竖直向下的匀强磁场，一质量m＝1 kg且电阻不计的导体棒在F＝4 N的恒力作用下由bb′位置从静止开始运动，到达cc′位置时速度v＝2 m/s，此时撤去外力F。
(1)导体棒由bb′运动到cc′过程，通过电阻R1的电荷量和电阻R1上产生的热量分别是多少？
(2)当导体棒刚到达dd′位置时记为t＝0时刻，此时在dd′右侧空间加一竖直方向，大小随时间均匀变化的匀强磁场，t＝0时刻磁感应强度方向竖直向上，磁感应强度随时间的变化关系为B＝(2.3－0.2t) T，并且给导体棒重新施加一外力使它以v＝2 m/s继续做匀速运动，则导体棒由dd′运动到ee′的过程中克服安培力做的功是多少？
(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分)
33．[选修3－3](15分)
(1)(5分)下列关于固体、液体、气体的说法正确的是 。（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．固体可以分为晶体和非晶体两类，在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化
B．空气中水蒸气的压强越接近相同温度下的饱和汽压，人们感觉空气越干爽
C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
D．气体的压强是由于大量的气体分子频繁碰撞器壁产生的
E．对一定质量的理想气体，可以采取热传递的方式改变其温度而压强和体积却不变
(2)(10分)某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图所示，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为2p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10 m高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：
(i)当A向右移动eq \f(L,4)时，水的深度h；
(ii)该深度计能测量的最大水深hm。
34．[选修3－4](15分)
(1)(6分)一等腰三棱镜的横截面如图所示，O1O2为等腰三角形的对称轴，两束不同的单色细光束MN、PQ（关于O1O2对称）在横截面内平行O1O2射入三棱镜，射出后相交于O1O2下方的S点。三棱镜对MN光的折射率___________对PQ光的折射率，MN光在真空中的波长___________PQ光在真空中的波长；若使两光束通过同一双缝干涉装置，则MN光的干涉条纹间距___________PQ光的干涉条纹间距。（均选填“大于”“等于”或“小于”）
(2)(9分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5 Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在xA＝2.5 cm处，质点B的平衡位置在xB＝16 cm处，从图示对应的时刻开始计时。
(i)判断A、B两质点哪个先回到平衡位置，并求出它们先后回到平衡位置的时间差；
(ii)求质点A的振动方程。
物 理 答 案
二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18只有一项是符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．【答案】D
【解析】由楞次定律，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，故磁极对线圈有向右的安培力，则线圈所受摩擦力一直向左。故选D。
15．【答案】B
【解析】由于放出的氮核（eq \\al(4,2)He）和新核过程，系统的动量守恒，则有，所以氦核和新核动量比是1∶1，则C错误；由于放出的氮核（eq \\al(4,2)He）和新核在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有qvB＝meq \f(v2,R)，解得R＝eq \f(mv,qB)，则它们的轨道半径与它们所带的电荷数成反比，所以，则新核所带的电荷数为90，由于核反应过程电荷数，质量数守恒，则放射性元素原子核的电荷数是92，所以可能的衰变方程为eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He，所以A错误；B正确；因为衰变过程有能量释放，所以衰变前核的质量大于衰变后氮核和新核的总质量，则D错误。
16．【答案】B
【解析】退役卫星从B点经C点运动到A点的过程中，速率一直增大，A错误；退役卫星在C点时，有，故，B正确；退役卫星若要进入大气层，必须减速，故微型电力推进器必须反向推送，C错误；在A点变轨刚要进入大气层的退役卫星的速度等于过A点做圆周运动的速度，又因为半径越大，圆周运动的线速度越小，故过A点变轨刚要进入大气层的速度一定比虚线圆轨道的速度大，D错误。
17．【答案】C
【解析】设爆炸后竖直向上运动的一部分速度大小为vA，竖直向下运动的一部分速度大小为vB。落地时间为tB。因为爆炸后A、B运动方向相反，根据动量守恒定律，可知，A爆炸后上升高度为eq \f(1,3)h，根据运动学公式，得，A从爆炸后到落地过程中，解得（不合题意舍去），B从爆炸后到落地过程中，解得（不合题意舍去），故tA与tB的比值为3，ABD错误，C正确。
18．【答案】A
【解析】对下极板未移动前，从静止释放到速度为零的过程运用动能定理得，若将下极板向下平移eq \f(1,3)d，设运动到距离上极板x处返回，解得，即打到下极板上。故选A。
19．【答案】BD
【解析】取小球c为研究对象，受到重力mg、拉力F和绳子拉力FT作用，设绳子与竖直方向夹角为，根据平衡条件可得水平力，绳子的拉力，绳子与竖直方向夹角逐渐增大，绳子的拉力FT逐渐增大，A错误；在这个过程中绳子张力变大，由于物块b所受斜面体的摩擦力开始时并不知道其方向，如果开始时物块b受到的摩擦力方向沿斜面向上，随着绳子拉力的增大，摩擦力方向可能变为沿斜面向下，所以物块b受到的摩擦力方向可能变化，B正确；以物块b和斜面体a整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得地面对斜面体a的摩擦力，由于绳子拉力FT逐渐增大，则地面对斜面体a的摩擦力一定变大；在竖直方向根据平衡条件可得，由于绳子拉力FT逐渐增大，所以水平地面对斜面体a的弹力减小，C错误，D正确。
20．【答案】AD
【解析】根据动能定理有，由牛顿第二定律可得，解得，由图像可得，，解得 ，，所以A正确；小球在与圆心等高处时的速度为，解得，所以B错误；小球运动到时的动能为，解得，所以C错误；小球在最低点时对细线的拉力为，解得，所以D正确。
21．【答案】BD
【解析】由题可知粒子带正电，结合左手定则可知磁场的方向为垂直坐标平面向里，故A错误；在A点分析有，由几何关系结合类平抛运动有，，解得，，故B正确；在A点分析有，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆心为Q点，粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，由洛伦兹力提供向心力有，解得，故C错误；由几何关系结合运动规律可知粒子在磁场中运动的时间，所以粒子从P点运动到B点的时间，故D正确。
三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第34题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共47分)
22．(6分)
【答案】电压表 3 V 电流表 1 A
【解析】当S1和S2均断开时，小量程电流表G先R1串联，改装成的电表是电压表，根据分压原理，有；当S1和S2均闭合时，小量程电流表G与R2并联改装成的电表是电流表，根据分流原理，有。
23．(9分)
【答案】(1)等间距 (2)CD 0.723 0.820 0.250
【解析】(1)若小车匀速下滑则a＝0，由，故纸带上打出一系列等间距的点。
(2)①先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放，故A正确；小车下滑时，为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行，故B正确；由于该实验每个槽码的质量已知道，故不需要使质量远小于小车质量，故C错误；若细线下端悬挂着2个槽码，小车加速下滑，槽码加速上升，槽码超重，故细线对小车的拉力大于2个槽码的重力，所以小车下滑过程中受到的合外力小于4mg，故D错误。
②根据图乙，点5是点4、6的中间时刻，由，解得。
③对于小车，，即。
④由③可得斜率，即得。
24．(12分)
【解析】(1)假设运动员刚落在B点时竖直方向的速度为vy，运动员从A点落到B点，有：
vy＝g t1
v0 ＝vy tan53°
解得v0 ＝8 m/s。
(2)运动员从B点落到C点，做平抛运动。在此过程中，有：
水平位移
竖直位移
又

解得。
25．(20分)
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律有 ①
式中，根据闭合电路欧姆定律有 ②
通过电阻R1的电荷量 ③
联立解得 ④
导体棒由运动到过程，根据动能定理 ⑤
⑥
代入数据解得 ⑦
(2)经过时间，回路电动势 ⑧
式中 ⑨
回路总电阻 ⑩
回路电流
代入数据解得
故导体棒由dd′运动到ee′，回路电流不变，则导体棒克服安培力做功
其中

式中
代入数据解得。
(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分)
33．[选修3－3](15分)
(1)(5分)
【答案】ACD
【解析】固体分为晶体和非晶体两类，在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故A正确；空气中水蒸气的压强越接近相同温度下的饱和汽压，水蒸发的越慢，人感觉空气越潮湿，故B错误；一定质量的某种理想气体在等压膨胀时，根据eq \f(pV,T)＝C判断可知，温度一定升高，理想气体的内能只与温度有关，所以内能一定增加，故C正确；气体的压强就是由于大量的气体分子频繁碰撞器壁产生的，故D正确；对一定质量的理想气体，采取热传递的方式改变其温度，根据eq \f(pV,T)＝C判断可知，温度一定变化，所以压强和体积至少有一个量会发生变化，故E错误。
(2)(10分)
【解析】(i)设活塞A、B的面积为S，对于气体Ⅰ有p0LS＝p1·eq \f(3,4)L·S
得p1＝eq \f(4,3)p0＜2p0
说明B活塞不动
由于p1＝p0＋ρgh，即eq \f(4,3)p0＝p0＋ρgh
则水的深度h＝eq \f(10,3) m≈3.33 m。
(ii)深度计达到最大深度时，活塞A移到汽缸Ⅰ的最右端，此时活塞B向右移动的距离为x。
对于活塞A右侧气体有pmxS＝p0LS
对于活塞B右侧气体有pm(L－x)S＝2p0LS
联立可得pm＝3p0
那么水压p水＝pm－p0＝2p0
则hm＝2×10 m＝20 m。
34．[选修3－4](15分)
(1)(6分)
【答案】大于 小于 小于
【解析】由图可知两束光的入射角相等，而MN光的偏折程度大于PQ光的偏折角度，故玻璃对MN光的折射率大于PQ的折射率； PQ光的折射率小，则PQ光的频率小，波长较长，故MN光在真空中的波长小于PQ光在真空中的波长；根据可知，双缝干涉的间距与波长成正比，故MMNN光的干涉条纹间距小于PQ光的干涉条纹间距。
(2)(9分)
【解析】(i)A先回到平衡位置，波长λ＝0.2 m，波速为
v＝λf＝1 m/s
Δt＝tB－tA＝0.035 s
(ii)质点A的振动方程为y＝Asin (ωt＋φ)
A＝10 cm
ω＝2πf＝10π rad/s
t＝0时
yA＝－5eq \r(2) cm
代入振动方程中可得φ＝－eq \f(π,4)
所以，质点A的振动方程为。