高中物理高考 卷4-2021年决胜高考物理模考冲刺卷（新高考湖南专用）（解析版）

2021年决胜高考物理模考冲刺卷（四）

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．从水平匀速飞行的飞机上向机外自由释放一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是（　　）

A．从飞机上看，物体静止 B．从飞机上看，物体做曲线运动

C．从地面上看物体竖直下落 D．从地面上看物体做曲线运动

【答案】D

【详解】

从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，物体具有水平初速度，从地面上看，物体做平抛运动，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，又飞机做匀速直线运动，从飞机上看物体始终在正下方，所以从飞机上看，物体做自由落体运动

故选D。

2．下列方程与对应括号中所表示的核反应类型相符的是（　　）

A．（人工转变）

B．（α衰变）

C．（轻核聚变）

D．（重核裂变）

【答案】D

【解析】

A中原子核的质子增大1，同时有一个电子生成，是衰变，A错误；B是氢核的聚变，不是衰变，B错误；C是用粒子轰击氮核，发现质子的方程，是人工核转变方程，C错误；D是是重核裂变，D正确．

3．如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量同种正点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是(    )

A．A、B两处电势、场强均相同

B．C、D两处电势、场强均不同

C．在虚线AB上O点的场强最小

D．带负电的试探电荷在O处的电势能大于在C处的电势能

【答案】C

【详解】

A．根据顺着电场线方向电势降低，结合等量同种电荷电场线、等势面分布对称性特点可以知道A、B两处电势相同，场强大小相等、方向相反，所以场强不同，故A错误.

B．根据等量同种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处场强方向相反，但电势相同.故B错误.

C．根据电场线疏密表示场强的大小可以知道在AB之间，O点场强为零，为最小.所以C正确.

D．OC间的电场强度方向向上，根据顺着电场线方向电势降低，可以知道O点电势高于C点电势，则负电荷在O处电势能小于在C处电势能.故D错误.

4．如图所示，两根光滑细棒在同一竖直平面内，两棒与水平面成角，棒上各穿有一个质量为m的相同小球，两球用轻质弹簧连接，两小球在图中位置处于静止状态，此时弹簧与水平面平行，则下列判断正确的是　　

A．弹簧处于压缩状态

B．弹簧处于拉伸状态

C．弹簧的弹力大小为mg

D．弹簧的弹力大小为

【答案】B

【分析】

分析其中一个小球的受力情况，由平衡条件判断弹力的方向，从而分析弹簧的状态，由平衡条件求得弹力的大小；

【详解】

A、以左侧小球为研究对象，假如弹簧处于压缩状态，弹簧对该球的弹力方向水平向左，小球还受到竖直向下的重力和棒的弹力，棒的弹簧垂直于棒，根据平行四边形定则可知，这三个力的合力不可能为零，则小球不可能处于静止状态，与题矛盾，所以弹簧一定处于拉伸状态．故A错误，B正确；

C、设弹簧的弹力大小为F，根据平衡条件得：，则得弹簧的弹力大小，故CD错误．

【点睛】

解决本题的关键要掌握共点力平衡条件：合力为零，运用此条件可分析物体的受力情况，检验物体能否处于平衡状态．

5．如图，一段半径为R的半圆形粗铜导线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜导线所在空间有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下。当铜导线通有大小为I的电流时，铜导线所受安培力的大小为（  ）

A． B．

C． D．

【答案】D

【详解】

导线在磁场中的有效长度为2R,故铜导线所受安培力的大小为：

，

故D正确，ABC错误；

6．图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法中正确的是（　　）

A．电源的内阻为0.5Ω

B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小

C．当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻约为

D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3W

【答案】D

【详解】

A．结合甲图像，电源的内阻为

A错误；

B．由图乙可知，电压和电流越大，即功率越大，图像的斜率越大，由

可知，小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B错误；

C．由图乙可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，通过的电流为，则它的电阻约为

C错误；

D．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，图像的交点即小灯泡的电压、电流，如图所示

可得U=0.5V，I=6A，则小灯泡的功率约为

D正确。

故选D。

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．如图所示，在光滑水平地面上有一辆平板小车，车上放着一个滑块，滑块和平板小车间有摩擦，滑块在水平恒力F作用下从车的一端拉到另一端．第一次拉滑块时将小车固定，第二次拉滑块时小车没有固定，在这先后两次拉动木块的过程中，下列说法中正确的是

A．滑块所受的摩擦力一样大

B．拉力F做的功一样大

C．滑块获得的动能一样大

D．系统增加的内能一样大

【答案】AD

【详解】

A．滑动摩擦力与压力成正比，两次压力相等，都等于mg，动摩擦因素是一定的，故滑动摩擦力一定相等，故A正确；

B．第二次由于小车也会向右移动，故滑块的对地位移变大了，故拉力做的功变多了，故B错误；

C．根据动能定理，有：

(F−f)x=mv2

第二次由于小车也会向右移动，滑块的对地位移x变大了，故获得的动能也变大了，故C错误；

D．根据功能关系，系统增加的内能等于一对滑动摩擦力做的功，即：Q=f⋅△S；两次相对路程都等于小车的长度，故产生的内能相等，故D正确；

故选AD.

8．我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，其标识如图所示。若火星质量为地球质量的10%，半径地球半径的50%；若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，下列说法正确的是（　　）

A．同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值为

B．火星与地球绕太阳运动的线速度大小之比为2∶3

C．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度

D．火星探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

【答案】C

【详解】

A．根据

解得

A错误；

B. 根据

得

解得

B错误；

C. 根据

 得

解得

火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，C正确；

D. 火星探测器的发射速度应大于或等于第二宇宙速度，D错误。

故选C。

9．在下列位移一时间图像和速度时间图像中，甲、乙、丙、丁代表四个不同物体的运动情况，下列描述正确的是（　　）

A．在0-t4时间内，甲丙均做往返运动

B．在t1-t2时间内，甲丙均做匀速直线运动

C．在0-t3时间内，甲的平均速率等于乙的平均速率，丙的平均速度大于丁的平均速度

D．在t3时刻，v甲＞v乙，a丙＞a丁

【答案】CD

【详解】

A．在0-t4时间内，甲做往返运动，丙一直做速度方向不变的直线运动，故A错误；

B．在t1-t2时间内，甲处于静止状态，丙做匀速直线运动，故B错误；

C．在0-t3时间内，甲、乙的位移相等，故甲的平均速率等于乙的平均速率，而在v—t图像中，图形与x轴所围成的面积表示位移的大小，即有丙的位移大于丁的位移，故丙的平均速度大于丁的平均速度，故C正确；

D．在x—t图像中，斜率的绝对值表示速度的大小，在v—t图像中，斜率的绝对值表示加速度的大小，故在t3时刻，有v甲＞v乙，a丙＞a丁，故D正确。

故选CD。

10．如图甲所示，间距L=1m、电阻不计的平行导轨固定在斜面上，倾角 =37°，导轨下端与R=2的电阻相连，空间存在范围足够大的匀强磁场，若规定竖直向下为磁感应强度的正方向，则磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示，长L=1m、电阻r=1的导体棒在距导轨底端d=1m的位置始终保持静止状态，已知t=1s时导体棒与导轨间的摩擦力为0，t=3s时导体棒与导轨间的静摩擦力恰好达到最大值，重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(    )

A．回路中的感应电动势为3.75V

B．导体棒的质量为0.5kg

C．在前3s内，导体棒与导轨间的摩擦力一定先减小后增大

D．在前3s内，导体棒所受摩擦力的方向先沿导轨向下后沿导轨向上

【答案】BCD

【详解】

A.由法拉第电磁感应定律知

故A错误；

B.t=1s时导体棒与导轨间的摩擦力为0，即

解得

m=0.5kg

故B正确；

C.在前3s内，导体棒所受安培力沿导轨向上的分力先减小，扣沿导轨向下增大，且t=1s时导体棒与导轨间的摩擦力为0，导体棒与导轨间的摩擦力一定先减小到0后反向增大，故C正确；

D.在前3s内，导体棒所受摩擦力的方向先沿导轨向下后沿导轨向上，故D正确。

故选BCD。

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）

用如图所示的装置可以测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连.先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的小滑块压缩弹簧到某位置A，由静止释放小滑块，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.

（1）计算小滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_________.

（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量有_________.

A．弹簧原长       B．当地重力加速度            C．小滑块（含遮光片）的质量

（3）实验误差的来源有_______

A．空气阻力       B．小滑块的大小            C．弹簧的质量

【答案】    C    AC   

【详解】

(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度；则有：

(2)弹簧的弹性势能等于物体增加的动能，故应求解物体的动能，根据动能表达式可知，应测量小滑块（含遮光片）的质量，故选C．

(3)由于存在空气阻力，则阻力做负功，小滑块的动能增加量小于弹簧的弹性势能的减小量；由于弹簧有质量，故弹簧的弹性势能有小部分转化弹簧的动能，故小滑块的动能增加量小于弹簧弹性势能的减小量，故选AC.

【点睛】

明确实验原理，知道测量弹性势能的方法是利用了功能关系，将弹性势能转化为了滑块的动能；根据速度公式可求得弹出后的速度；再根据实验原理明确应测量的数据；同时实验原理分析可能产生误差的原因．

12．（9分）

如图1所示为一位同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图。

(1)该同学先用一直流电压表粗测电源的电动势，已知所接的电压表量程为0～15V，其示数如图2所示，则电压表的读数为___________V。

(2)根据图1电路图实验，在某次实验时毫安表的示数如图3所示，其读数为___________mA。

(3)若在操作过程中同时读取电流与电阻箱阻值的读数，当电阻箱为R1=150时，电流表读数为I1=50mA，当电阻箱为R2=200时，电流表读数为I2=40mA，则电源的电动势E=___________V，内阻r=___________。（结果保留两位有效数字）

【答案】9.5    68    10    50   

【解析】所接的电压表量程为0～15V，则电压表的分度值为0.5 V；其示数如图2所示，则电压表的读数9.5 V．所接毫安表量程为0～100mA，则毫安表的分度值为2mA；毫安表的示数如图3所示，其读数为68 mA．

据闭合电路欧姆定律可得：

联立解得：

．

第三空．电源电动势为

第四空．电源内阻为

13．（13分）

如图所示，在光滑水平面上依次放有弹性小球A、B和带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块C, C的曲面下端与水平面相切，三者的质量关系为．现让小球A以水平速度v0=6m/s向右运动，与B发生弹性碰撞，碰后B冲上滑块C，．求：

（1）A、B碰后瞬间的速度vA 、vB；

（2）B冲上C后能够上升的最大高度．

【答案】(1)vA=-2m/s，向左；vB=4m/s，向右；(2)0.4m

【解析】

（1）设A的质量为m，则B、C的质量均为2m；小球A与B发生弹性碰撞，由动量守恒和动能守恒可知：

解得： 向左；

，向右

（2）当B冲上C上升到最大高度h时，B、C共同的速度为v，根据水平方向动量守恒可得：2mvB=4mv

BC系统机械能守恒：

解得：

14．（15分）

如图所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距为L．A1、A2上各有位置正对的小孔P、Q．两板间存在两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，水平面PQ和MN分别是两个磁场区的理想边界面．挡板A1的左侧是方向水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为＋q的粒子从电场中的O点以大小为v0的初速度竖直向上射出，运动一段时间后从小孔P进入Ⅰ区，此时速度方向与竖直方向的夹角θ = 60º．粒子进入Ⅰ区运动之后，从PQ边界上的 C1点第一次离开Ⅰ区，C1点与挡板A1的距离为d，然后进入没有磁场的区域运动，从MN边界上的D1点（图中未画出）第一次进入Ⅱ区，D1点与挡板A1的距离为．不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．

（1）求匀强电场中O、P两点间的电势差U和Ⅰ区的磁感应强度B1的大小；

（2）已知，最后粒子恰好从小孔Q射出，求Ⅱ区的磁感应强度B2的大小可能是哪些值？

【答案】（1）（2）、、

【解析】

（1）粒子从O点运动到P点过程，由动能定理得

①

在P点速度满足

v0=vcosθ②

解得O、P两点间的电势差③

粒子在Ⅰ区内做圆周运动，有 ④

粒子运动情况如图，可得2r1cosθ=d⑤

解得Ⅰ区的磁感应强度⑥

（2）粒子在Ⅱ区内做圆周运动，有⑦

粒子运动情况如图，粒子完成一个完整的周期性运动，到达PQ边界的C2点时，与挡板A1的距离为 ⑧

即x=4d-r2

先不考虑粒子碰到挡板的情况下，恰好从小孔Q射出，有两种情况．

①第一种情况是粒子斜向下射出小孔Q，对应的条件是

Nx+d=L  （n=1,2,3,……）   ⑨

将L=13d代入并整理可得

⑩

考虑到r2>0，则n>3

再考虑粒子不能碰到挡板，则需满足条件 ⑾

可解得

综合以上条件，可知n只能取4和5两个值，即r2=d和r2=d⑿

解得Ⅱ区的磁感应强度大小的两个可能值是    

和⒀

②第二种情况是粒子斜向上射出小孔Q，对应的条件是

nx=L  （n=1,2,3,……）        ⒁

可得 ⒂

考虑到r2>0，则n>3

粒子不能碰到挡板A2，需满足条件

⒃

解得r2<d

综合以上条件可知只能取n =4，即r2=d⒄

解得Ⅱ区的磁感应强度大小的另一个可能值是⒅

点睛：带电粒子在磁场中的运动问题，关键是搞清粒子在磁场中的运动轨迹，画出轨迹图，并能根据题目的条件进行讨论可能出现的情况.

（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]（13分）

（1）（5分）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．液晶具有流动性、各种物理性质均具有各向异性

B．在太空大课堂中处于完全失重状态的水滴呈现球形，是由液体表面张力引起的

C．热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体

D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，则气体分子的平均动能一定增大，但气体压强不一定增大

E.某气体分子的体积是V0，阿伏伽德罗常数为NA，则标准状态下该气体的摩尔体积为NAV0

【答案】BCD

【详解】

A．液晶具有液体的流动性和光学性质各向异性，故A错误；

B．太空中处于失重状态的水滴受到的重力提供向心力，由于液体的表面张力的作用而呈球形，故B正确；

C．热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体；而温度是分子的平均动能的标志，所以热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体，故C正确；

D．根据理想气体的状态方程：可知，气体的温度升高，而体积的变化不知道，所以不能判断出气体的压强的变化，故D正确；

E．对气体，由于分子间距的存在，NAV0并不等于摩尔体积，故E错误。

故选BCD。

（2）（8分）如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的图象，已知气体在状态C时的体积是6L，则：

(1)问A到B、B到C、C到D分属于什么变化（等温变化、等压变化、等容变化）；

(2)求状态D时的体积VD；

(3)求状态A时的气体体积VA。

【答案】(1) A到B等温过程、B到C等容过程、C到D等压过程；(2)8L；(3)3L

【详解】

(1)根据图像可知： A到B等温过程；B到C图像是过原点直线，所以是等容过程；C到D等压过程。

(2)C到D过程，属于等压变化，由等压变化规律可知：

体积与热力学温度成正比，即

解得：

VD=8L

(3)由图可知，B到C过程属于等容变化，所以

VB=VC=6L

A到B过程为等温变化，压强与体积成反比，即

代入数据，有

2VA=VB=6L

解得

VA=3L

16.[物理选修3—4]（13分）

（1）（5分）如图所示为一沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波形图，a，b，c是介质中的三个质点，a的平衡位置坐标m，b的平衡位置坐标m，c的平衡位置坐标m。已知该时刻质点c在平衡位置，向下运动，并且经过3s第一次到达波峰。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．这列波的传播方向沿x轴负方向

B．这列波的周期为12s

C．这列波的传播速度大小为2m/s

D．t=1s时，质点a和质点b的速度大小相等

E.从t=0时开始计时1s内，质点a和质点b通过的路程相等

【答案】ACD

【详解】

A．质点c位于平衡位置，振动方向向下，根据“同侧法”可以判定该波沿x轴负方向传播，选项A正确；

B．质点c从平衡位置，到达波谷又运动到波峰的总时间为，所以这列波的周期T=4s，选项B错误；

C．由图可知这列波的波长m，所以波速

选项C正确；

D．该时刻开始计时，由波的传播规律可知，在1s时，x=2m处的质点处在平衡位置，质点a和质点b的平衡位置到x=2m处的距离相等，根据对称关系可知，质点a和质点b的速度大小相等，选项D正确；

E．从该时刻开始计时，由振动的规律可知，1s内质点a通过的路程为m，质点b通过的路程为m，选项E错误。

故选ACD。

（2）（8分）由某种材料制成的直角三角形棱镜，折射率n1=2，AC边长为L，∠C=，∠B= ，AB面水平放置．另有一半径为，圆心角的扇形玻璃砖紧贴AC边放置，圆心O在AC中点处，折射率n2=，如图所示．有一束宽为d的平行光垂直AB面射入棱镜，并能全部从AC面垂直射出．求：

(Ⅰ)从AB面入射的平行光束宽度d的最大值；

(Ⅱ)光从OC面垂直射入扇形玻璃砖后，从圆弧面直接射出的区域所对应的圆心角．

【答案】(1)L  (2)45°

【详解】

解：(I)在三角形棱镜中，设全反射临界角为C1， 则有：

解得： C1=

如图，从D点射入的光线，在BC面反射到A点，则从B、D间垂直射入的光都能垂直射到AC面

由几何关系，有： ， 即宽度为

(II)设扇形玻璃砖全反射角为C2，且知：      

解得：C2=

如图，当α=时，从OC面垂直射入扇形玻璃砖的光线恰不能从圆弧面直接射出

故所求圆心角：