2021年河南省开封市高考物理一模试卷_(带答案解析).docx

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2021年河南省开封市高考物理一模试卷
试卷副标题
考试范围：xxx；考试时间：120分钟；命题人：xxx
题号
一
二
三
四
总分
得分





注意事项：
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请将答案正确填写在答题卡上

评卷人
得分



一、 单选题（共5题）
1. 由上海航天局联合国内数家科研机构研制的月球车，是我国探月工程中的重要部分。月球车进入休眠期时可采用同位素Pu238​电池为其保暖供电。Pu238​是人工放射性元素，可用弱​​​93237Np​吸收一个中子得到。Pu238​衰变时只放出α​射线，其半衰期为88​年。下列说法正确的是( )​
A.Np237​转变成Pu238​的核反应方程为​​​93237N​p+01n​→94238P​u+−10e​
B.α​衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子
C.若有4​个Pu238​原子核，经过88​年一定只剩下2​个Pu238​原子核
D.在月球环境下Pu238​的半衰期可能会发生变化
2. 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。近年来，高空坠物致人伤亡的案例不断见诸报端，很小的物体从高处坠落也可能对人造成严重的伤害。设一个50g​的鸡蛋从16​楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差约为3m​，鸡蛋撞击地面的时间约为​3×10−3s​。不计空气阻力，鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为(​g=10m/s2)( )​
A.300N​ B.400N​ C.500N​ D.600N​
3. 2020​年7​月31​日，习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时代。我国自主研发的北斗卫星导航系统由35​颗卫星组成，包括5​颗地球静止同步轨道卫星和3​颗倾斜同步轨道卫星，以及27​颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为​2.15×104km​，同步轨道卫星的高度约为​3.60×104km​，已知地球半径为​6.4×103km​，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是( )​
A.倾斜同步轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能一定相等
B.静止同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大
C.中轨道卫星的运行周期约为30ℎ​
D.中轨道卫星的发射速度大于11.2km/s​
4. 如图所示，物体从A​点以不同的速度水平抛出，忽略空气阻力，关于物体的运动下列说法正确的是( )​

A.物体的落点离A​点越远，则物体从A​点抛出的速度一定越大
B.物体的落点离A​点越远，则物体运动的时间一定越长
C.若物体落到斜面上，则物体落到斜面上时的速度方向一定不同
D.若物体落到斜面上，则整个运动过程物体速度变化的方向一定不同
5. 在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己统制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示。线圈a​作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b​接小灯泡，他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载(​电流过大，超过学生电源允许的最大值)​。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是( )​

A.增大电源电压
B.适当减少原线圈a​的匝数
C.换一个电阻更大的灯泡
D.将线圈a​改接在学生电源直流输出端

评卷人
得分



二、 多选题（共5题）
6. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量为m=4.2g​、边长L=1m​的正方形单匝线圈。其总电阻r=1Ω​，在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B​大小随时间t​的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是(​g=10m/s2)( )​

A.线圈中产生逆时针方向的感应电流
B.线圈中的感应电流大小为0.1A​
C.t=4s​时轻质细线的拉力大小为0.012N​
D.6s​内通过线圈横截面的电荷量为3C​
7. 如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a​、b​经电压U​加速(​在A​点初速度为零)​后，进入磁感应强度为B​的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S​上的​x1​、​x2​处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a​、b​所通过的径迹，则( )​

A.在磁场中a​运动的时间小于b​运动的时间
B.a​的比荷大于b​的比荷
C.增大加速电压U​，粒子在磁场中的运动时间变长
D.若同时增大加速电压U​和磁感应强度B​，粒子打在感光片上的位置将向右移动
8. 如图所示，一粗糙的绝缘细杆倾斜固定放置，顶端A​固定一个带电小球，另一套在杆上的带电小环从杆上B​点静止释放，沿杆运动至C​点停下，则( )​

A.带电小环运动过程中的电势能先增大后减小
B.带电小球和带电小环带同种电荷
C.带电小环下滑过程先做匀加速运动后做匀减速运动
D.带电小环下滑过程克服摩擦力做的功大于机械能的变化量
9. 下列说法正确的是( )​
A.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
B.物体的温度越高，分子平均动能越大
C.外界对气体做正功，气体的内能一定增加
D.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
E.若消除热机的漏气、摩擦和热量损耗，热机效率可以达到100％​
10. 如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a​、b​两束，则下列说法正确的是( )​

A.a​光的折射率小于b​光折射率
B.在真空中，单色光a​的波长大于单色光b​的波长
C.使用同种装置，用b​光做双缝干涉实验得到的条纹比用a​光得到的条纹宽
D.b​光在水中传播的速度比a​光大
E.发生全反射时，a​光的临界角比b​光大

评卷人
得分



三、 实验题（共2题）
11. 甲、乙、丙三位同学分别设计了测量动摩擦因数的实验(​重力加速度大小为g)​。

(1)​甲同学设计的实验装置如图a​所示，实验时把A​水平拉出，弹簧测力计稳定时示数为F​，已知A​和B​的质量分别为M​和m​，则能测出 ______(​填A​与B​或A​与地面)​之间的动摩擦因数，且μ=​​______ 。
(2)​乙同学设计的实验装置如图b​所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz​，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图c​所示，图中标出了五个连续点之间的距离，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是 ______(​填正确答案标号)​。
A.物块的质量
B.斜面的高
C.斜面的倾角
(3)​丙同学设计的实验装置如图d​所示，物块从斜面顶端A​由静止释放，滑至水平部分C​点停止。已知斜面高为ℎ​，滑块运动的整个过程水平距离为s​，设转角B​处无动能损失，斜面和水平部分与物块的动摩擦因数相同，则物块与斜面间的动摩擦因数μ=​​______ 。
12. LED​二极管的应用是非常广泛的，2014​年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(LED)​，并因此带来的新型节能光源。某实验小组要精确测定额定电压为5V​的LED​灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500Ω​。实验室提供的器材有：
A.电流表​A1(​量程为15mA​，内阻​RA1​约为3Ω)​
B.电流表​A2(​量程为3mA​，内阻​RA2=15Ω)​
C.定值电阻​R1=997Ω​
D.定值电阻​R2=1985Ω​
E.滑动变阻器R(0～20Ω)​
F.蓄电池E(​电动势为9V​，内阻很小)​
G.开关S​
(1)​部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1​为 ______ ，电表2​为 ______ ，定值电阻为 ______(​填写器材前的字母编号)​。
(2)​将电路图补充完整。
(3)​写出测量LED​灯正常工作时的电阻表达式​Rx=​​______(​用已知量和测量量的字母表示)​，当表达式中的 ______(​填字母)​达到 ______mA​，记下另一电表的读数代入电阻表达式，其结果为LED​灯正常工作的电阻。


评卷人
得分



四、 计算题（共4题）
13. 如图所示，一绝缘细线下端悬挂一质量​m=1.0×10−2kg​、电荷量​q=+2.0×10−5C​的带电小球，小球静止在水平方向的匀强电场​E1​中，细线与竖直方向的夹角θ=45°​。以小球静止位置为坐标原点O​，在竖直平面内建立直角坐标系xOy​，其中x​轴水平。某时刻剪断细线，经​t1=0.2s​，电场​E1​突然反向，大小不变；再经​t2=0.2s​，撤去匀强的电场​E1​，同时施加另一匀强电场​E2​；又经​t3=0.4s​小球速度为零​(g=10m/s2,​空气阻力不计)​。求：
(1)​匀强电场强度​E1​；
(2)​小球运动0.4s​时的速度大小和方向；
(3)​匀强电场强度​E2​。

14. 在粗糙水平面上固定一半径R=2.75m​的光滑四分之一圆弧槽。距圆弧槽最低点右侧​x0=0.75m​处有一个质量M=1.0kg​、长度L=5.75m​的薄木板，薄木板与圆弧槽最低点平齐。圆弧槽最低点放置一可视为质点的质量m=3.0kg​的小物块Q​，现让一质量也为m​的小物块P(​可视为质点)​以​v0=14m/s​的水平初速度从右端滑上薄木板。当小物块运动至薄木板左端时，薄木板左端恰好与圆弧槽相撞，同时小物块P​与Q​碰撞并粘连在一起。已知小物块P​与薄木板间的动摩擦因数​μ1=0.40​，重力加速度​g=10m/s2​，求：
(1)​从P​开始运动到与Q​发生碰撞所经历的时间t​；
(2)​薄木板与水平面间的动摩擦因数​μ2​；
(3)P​、Q​碰撞后运动的最大高度H​。

15. 如图所示，竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝(​图中未画出)​，面积为S​的绝热活塞位于气缸内(​质量不计)​，下端封闭一定质量的某种理想气体，绝热活塞上放置一质量为M​的重物并保持平衡，此时气缸内理想气体的温度为​T0​，活塞距气缸底部的高度为ℎ​，现用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热，活塞上升了13ℎ​，封闭理想气体的内能增加了△U​。已知大气压强为​p0​，重力加速度为g​。求：
①活塞上升13ℎ​时理想气体的温度；
②理想气体吸收的热量Q​。

16. 一列简谐横波沿x​轴正向传播，t=0​时的图象如图所示，此时刻后介质中P​质点回到平衡位置的最短时间为0.2s​，Q​质点回到平衡位置的最短时间为1s​，已知t=0​时两质点相对平衡位置的位移相同，则：
(1)​波的传播周期为多少秒？
(2)​传播速度是多大？
(3)​从t=0​时刻算起经过多长时间质点Q​第二次回到平衡位置？


参考答案及解析
一、 单选题
1. 【答案】A
【解析】解：根据质量数守恒及核电荷数守恒，弱​​​93237Np​得到​​​94238Pu​的核反应方程式为：​​​93237N​p+01n​→94238P​u+−10e​，Pu238​衰变时只放出α​射线，其衰变方程式为：​​​94238P​u→92234U​+24He​。
A​、根据核反应方程式知，中子被Np237​吸收后，转变为Pu238​时，将放出电子，故A​正确；
B​、根据Pu238​的α​衰变方程知，衰变时并不是中子转化为质子，故B​错误；
C​、半衰期适用于大量原子核，故C​错误；
D​、原子核衰变不会受外界因素影响而变化，故D​错误。
故选：A​。
根据质量数守恒及核电荷数守恒，写出弱​​​93237Np​得到​​​94238Pu​的核反应方程式及Pu238​衰变方程式；在β​衰变中，一个中子转变为一个质子和一个电子；半衰期适用于大量原子核；原子核衰变不会受外界因素影响而变化。
本题考查了核反应方程式的书写、原子核衰变等知识点，根据质量数守恒及核电荷数守恒写出核反应方程式是解决本题的关键，掌握α​与β​衰变的区别，注意半衰期的适用条件与特征。
2. 【答案】C
【解析】解：鸡蛋做自由落体运动，落地速度：v=2gℎ=2×10×3×(16−1)=30m/s​
鸡蛋的质量m=50g=0.050kg​，与地面的接触时间​t=3×10−3s​
以向上为正方向，则鸡蛋落地时的速度：v=−30m/s​
对鸡蛋落地过程，由动量定理得：
(F−mg)t=0−mv​
代入数据解得：F=500.5N≈500N​，故C​正确，ABD​错误；
故选：C​。
不计空气阻力，鸡蛋做自由落体运动，求出鸡蛋落地时的速度，鸡蛋与地面接触过程，应用动量定理求出地面对鸡蛋的平均作用力，然后应用牛顿第三定律求出鸡蛋对地面的平均作用力。
本题主要考查动量定理，鸡蛋做自由落体运动，求出鸡蛋落地时的速度，鸡蛋与地面接触过程，应用动量定理求出地面对鸡蛋的平均作用力，然后应用牛顿第三定律求出鸡蛋对地面的平均作用力。
3. 【答案】B
【解析】解：卫星运动万有引力提供圆周运动向心力有：GMm​r2=​mv2r=m∙4​π2r​T2​
A​、线速度v=GMr​，中轨道的卫星半径小，线速度大，但不知道卫星质量，故不能确定动能的大小，故A​错误；
B​、根据v=GMr​，同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大，故B​正确；
C​、周期T=2π​r3GM​，可得中轨道卫星周期为小于同步卫星的周期，静止同步轨道卫星周期为24ℎ​，所以中轨道卫星的运行周期小于24ℎ​，故C​错误；
D​、11.2km/s​是第二宇宙速度，是卫星逃离地球的引力的速度，中轨道卫星的发射速度一定小于11.2km/s​，故D​错误。
故选：B​。
卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力得到线速度和周期的表达式，再由半径关系比较各个量的大小；11.2km/s​是第二宇宙速度。
解决本题的关键是熟练掌握由万有引力提供圆周运动向心力得到描述圆周运动物理量与半径的关系，注意卫星的轨道半径与距地面高度的关系。
4. 【答案】A
【解析】解：A​、当物体落在斜面上，由平抛运动规律和几何知识有y=12​gt2​，x=vt​，yx=tanθ​，得v=gt2tanθ​，由于物体的落点离A​点越远，下落时间越长，故抛出的速度也越大。当物体落在水平面上时，由平抛运动规律有ℎ=12​gt2​，x=vt​，由于下落时间一定，故物体的落点离A​点越远，抛出的速度越大，故A​正确；
B​、当物体落在水平面上，平抛运动的高度ℎ​为定值，由ℎ=12​gt2​可知物体运动时间不变，故B​错误；
C​、由速度偏向角的正切等于2​倍位移偏向角的正切(tana=2tanθ)​，知物体落到斜面上时的速度方向相同，故C​错误；
D​、由平抛运动规律，速度变化量△v=gt​，速度变化的方向与重力加速度g​的方向相同，则整个运动过程物体速度变化的方向相同，故D​错误。
故选：A​。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移与水平位移的关系分析水平速度与水平和竖直位移的关系，根据末速度的方向分析速度变化的方向。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，运用运动学公式灵活求解。

5. 【答案】C
【解析】解：A.​若增大电源电压，根据变压器电压和匝数关系：​Ua​Ub=​na​nb​，则次级线圈b​的电压变大，由欧姆定律：I=UR​，次级线圈b​电流变大，由​IaIb=​nb​na​得：初级a​电流变大，不能解决电源过载，故A​错误；
B.适当减少线圈a​的匝数，则根据变压器电压和匝数关系：​Ua​Ub=​na​nb​，可知，次级线圈b​电压增大，由欧姆定律：I=UR​，次级线圈回路电流增大，由​Ia​Ib=​nb​na​，故初级线圈回路电流增大，不能解决电源过载，故B​错误；
C.换一个电阻更大的灯泡，则次级线圈回路电阻增大，电流变小，由​Ia​Ib=​nb​na​，则初级线圈电流变小，可以解决电源过载，故C​正确；
D.将线圈a​改接在学生电源直流输出端，则变压器次级将无电压，灯泡不亮，故D​错误。
故选：C​。
明确理想变压器的基本原理，知道理想变压器的电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率，没有能量损失。
本题考查了变压器的构造和原理，知道匝数与电压和电流的比例关系是解题的关键，明确变压器只能改变交流电，而不能改变直流电。
二、 多选题
6. 【答案】AC
【解析】解：A​、由于磁场向里增加，由楞次定律可知电流的方向为逆时针方向，故A​正确；
B​、由法拉第电磁感应定律得：E=△B△t∙S=0.8−0.26×12​×12V=0.05V​，
根据闭合电路的欧姆定律可得线圈中的感应电流大小为I=Er=0.051A=0.05A​，故B​错误；
C​、根据图乙可知，t=4s​时磁感应强度为B=0.6T​，根据安培力的计算公式可得​F安=BIL=0.6×0.05×1N=0.03N​，
根据受力分析​F安+​F绳=mg​，其中m=4.2g=0.0042kg​，解得：​F绳=0.012N​，故C​正确；
D​、6s​内通过线圈横截面的电荷量为q=It=0.05×6C=0.3C​，故D​错误。
故选：AC​。
由楞次定律判断电流的方向；由法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律可得线圈中的感应电流大小；根据安培力的计算公式结合平衡条件求解绳子拉力大小；根据电荷量的计算公式求解通过线圈横截面的电荷量。
本题主要是考查楞次定律、法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用，能够根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，掌握安培力的方向的判断方法。
7. 【答案】AB
【解析】解：带点粒子在电场中加速，
由动能定理：Uq=12​mv2​
在磁场中偏转
洛伦兹力做为向心力：qvB=m​v2r​
解得：qm=2U​B2​r2​
由图可知：​ra