高中物理高考 卷5-备战2021年高考物理【名校地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷（解析版）

这是一份高中物理高考 卷5-备战2021年高考物理【名校地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷（解析版），共23页。
绝密★启用前|
备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（湖南专用）·2月卷
第五模拟
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．（2020·湖南永州市·高三月考）2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案：原子核可以俘获原子的K层电子而成为的激发态，并放出中微子（当时写作），即。而又可以放出光子而回到基态，即。下列说法正确的是（　　）
A．是核聚变反应
B．和的核子数相同
C．和的比结合能相同
D．的过程中，由于质量数守恒，故未出现质量亏损
【答案】 B
【解析】
A．该反应为原子核的人工转变，A项错误；
B．核反应中没有质子数和中子数的变化，则和的核子数相同，B项正确；
C．核反应中放出了能量，则比更稳定，的比结合能大于的比结合能，C项错误；
D．核反应中放出了能量，故该反应过程发生了质量亏损，D项错误。
故选B。
2．（2020·衡阳市船山英文学校高三月考）如图所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，闭合开关，电路稳定后电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2，下列判断正确的是（　　）

A．仅将R1增大，Q1增大，而Q2减小
B．仅将R2增大，Q1和Q2都将减小
C．仅将R3增大，Q1减小而Q2增大
D．突然断开开关S，有图示自下而上的电流流过R3
【答案】 A
【解析】
A．仅增大R1，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电容器C1两端电压增大，C2两端电压减小，电容器所带电荷量Q1增大，Q2减小，故A正确；
B．仅增大R2，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电阻R1两端电压变小，电阻R2两端电压变大，电容器C1、C2两端电压变大，两电容器所带电荷量Q1和Q2都增加，故B错误；
C．仅增大R3，整个电路电阻不变，Q1和Q2都将不变，故C错误；
D．突然断开开关S，两个电容器都放电，有自上而下的电流路过R3，故D错误。
故选A。
3．（2020·湖南省宁远县第一中学高三月考）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度逆时针匀速转动。在传送带的上端由静止轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数，木块的位移用x表示，动能用表示，重力势能用表示，则图中能客观地反映小木块的各运动关系的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】 C
【解析】
初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得加速度

当小木块的速度与传送带速度相等时，由于知木块与传送带不能一起匀速下滑，要继续加速运动

A．以地面为零势能面，设传送带长度为l，则有

A错误；
BC．根据动能定理得，共速前

为共速时的位移，共速后

B错误，C正确；
D．共速前，根据位移公式得

为共速时的时间，共速后

D错误。
故选C。
4．（2020·长沙市·湖南师大附中高三月考）如图所示，光滑直角三角形支架ABC竖直固定在水平地面上，B、C两点均在地面上，AB与BC间的夹角为θ，分别套在AB、AC上的小球a和b用轻绳连接，系统处于静止状态，轻绳与CA间的夹角为α．a、b的质量之比为（　　）

A． B． C． D．
【答案】 A
【解析】
对a、b两球分别受力分析，建立沿支架和垂直于支架的坐标系，如图所示：

对a由平衡条件：，，可得；
对b由平衡条件：，，可得；
同一根绳的张力处处相同，联立可得，有；
5．（2020·双峰县第一中学高三月考）如图所示，水平面（图中未画出）上相距为d的A、B两点固定有异种电荷，电荷量均为Q，其中A处电荷带正电、B处电荷带负电，在A、B两点连线的竖直中垂线上固定一根内壁粗糙的绝缘细管，细管的上、下两端管口关于AB对称。现使一质量为m，电荷量为q的带正电小圆柱体（圆柱体直径略小于细管的内径）从上端管口由静止开始下落，结果小圆柱体到达两电荷的连线中点O时的加速度为零，且此时小圆柱体的速度大小为v。重力加速度大小为g，静电力常量为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．O点的电场强度大小为
B．管壁对小圆柱体的弹力的最大值为
C．小圆柱体和管壁间的动摩擦因数为
D．小圆柱体到达下端管口时的速度大小为
【答案】 D
【解析】
A．在O点，单个电荷产生的电场，其电场强度大小

根据矢量的合成法则可得O点的电场强度大小

A错误；
B．根据等量异种电荷产生的电场的特点可知，A、B两点的连线上O点的电场强度最大，
故小圆柱体到达O点时所受电场力最大，由小圆柱体水平方向受力平衡可知，此时管壁对小圆柱体的弹力最大，且弹力的最大值

B错误；
C．经分析可知，小圆柱体到达O点时竖直方向所受合力为零，有

解得小圆柱体和管壁间的动摩擦因数

C错误；
D．设小圆柱体从上端管口运动到O点的过程中克服摩擦力所做的功为W，由动能定理有

因做功具有对称性，设小圆柱体到达下端管口时的速度大小为，有

解得

D正确。
故选D。
6．（2019·湖南怀化市·高考模拟）如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，其中倾角θ=37°的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心，质量为m的带负电小球（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，A、B两点高度差为h，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．则下列判断正确的是

A．若在O点放个正点电荷，小球通过D点的速度一定大于
B．若在O点放个正点电荷，小球从C点沿圆弧轨道到D点过程机械能不守恒
C．调整高度差h，小球从D点离开圆弧轨道后有可能直接落在B点
D．当h=2.5R时，小球会从D点以的速度飞出，做平抛运动
【答案】 A
【解析】
若在O点放个正点电荷，小球恰好能从D点飞出根据牛顿第二定律可知： 小球通过D点的速度一定大于，故A正确；若在O点放个正点电荷，小球从C点沿圆弧轨道到D点过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故B错误；若小球恰好能从D点离开圆弧轨道，设此时小球通过D点的速度为v0，则有： 可得 小球从D点离开后做平抛运动有： ，解得：水平距离为：，小球从D点离开圆弧轨道后不可能直接落在B点，故C错误；小球恰好能从D点离开圆弧轨道，设此时小球通过D点的速度为v0，则有： 可得，则从A点到D根据机械能守恒可知： 解得： ，故D错误；故选A
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．（2020·湖南永州市·高三三模）如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉一质量为m、边长为a、电阻为R的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时。若磁场的宽度为b（b>3a），在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0，并开始离开匀强磁场。此过程中v－t图象如图乙所示，则（　　）

A．t0时刻线框的速度为
B．t=0时刻，线框右侧边MN两端电压为Bav0
C．0～t0时间内，通过线框某一横截面的电荷量为
D．线框从1位置运动到2位置的过程中，线框中产生的焦耳热为Fb
【答案】 CD
【解析】
A．根据图象可知在t0～3t0时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于F，根据牛顿第二定律可得加速度为

在t0时刻线框的速度为

故A错误；
B．t=0时刻，线框右侧边MN的两端电压为外电压，线框产生的感应电动势为

外电压即MN间的电压为

故B错误；
C．线框进入磁场过程中，流过某一截面的电量为

而

联立解得，故C错误；
D．由图可知，线框在位置1和位置2时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有

解得，故产生的焦耳热为Fb，故D正确。
故选CD。
8．（2020·湖南宁乡一中高三月考）某学校运动会上，身高相等的甲、乙两位同学投出的铅球比赛，甲的运动成绩比乙好，通过高速摄像设备测得两球运动路径的如图所示，两个铅球最高点在同一水平面内，以抛出点为原点，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴建立直角坐标系，轨迹分别交X轴于两点，铅球分别落在水平地面上A、B位置，不计空气阻力的影响，则（　　）

A．甲乙投出时的投射角相等
B．两个铅球投出时的初速度竖直方向的分量大小相等
C．两个铅球在空中运动过程中动量的变化量相等
D．两个铅球落地时的速度可能相等
【答案】 BC
【解析】
AB．两铅球上升的最大高度相同，则有

水平位移

则

根据

故投射角

故A错误，B正确；
CD．由动量定理得

由于

则


落地时，竖直方向分速度相等，但水平方向分速度不同，故两个铅球落地时的速度不相等，故C正确，D错误。
故选BC。
9．（2020·衡阳市第二十六中学高三月考）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则下列说法正确的是（　　）

A．磁铁对桌面的压力增大
B．磁铁对桌面的压力减小
C．桌面对磁铁没有摩擦力
D．磁铁所受的合力不变
【答案】 ACD
【解析】
ABC． 磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中央上方，所以此处的磁感线是水平的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的"安培力"方向竖直向上，如下图所示

长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是竖直向下的﹔因此磁铁对水平桌面的压力除了重力之外还有通电导线的作用力，压力是增大的﹔因为这两个力的方向都是竖直向下的，所以磁铁不会发生相对运动，也就不会产生摩擦力，故AC正确，B错误；
D．磁铁处于静止状态，则所受的合力不变，故D正确。
故选ACD。
10．（2020·湖南高三月考）质量的物体在合外力的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合外力随时间变化图像如图所示。下列说法不正确的是（　　）

A．物体先做匀加速直线运动，再做加速度减小的减速运动
B．末物体的速度为零
C．内合外力的冲量为
D．内合外力做功为
【答案】 ABC
【解析】
A．由图像可知物体前做匀加速直线运动，做加速度减小的加速运动，做加速度增大的减速运动，选项A错误；
B．由动量定理可知，合外力冲量等于物体动量的变化，物体从静止开始运动，有

在图像中，合外力的冲量即为所围成图形的面积，有

解得

选项B错误；
C．在图像中，合外力的冲量即为所围成图形的面积，内合外力的冲量为

选项C错误；
D．内合外力的冲量为，则末的瞬时速度为
，
由及得内合外力做功

故D选项正确。
本题选不正确的，故选ABC。
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）
（2020·湖南湘潭市·高三三模）图甲为测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置示意图。木板固定在水平桌面上，打点计时器连接的电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点：

（1）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间还有一个计时点未标出。用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，则打点计时器打计数点C时纸带的速度大小v=__________m/s；打该纸带的过程中滑块的加速度大小a=__________m/s2；（结果均保留两位有效数字）
（2）若已知滑块的质量为m1，木板的质量为m2，托盘和砝码的总质量为m3，重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数__________。（用相应的字母符号表示）
【答案】 0.58 4.7
【解析】
（1）．相邻两计数点间还有一个计时点未标出，则T=0.04s；


（2）．根据牛顿第二定律可得

解得

12. （9分）
（2020·湖南长沙市·长郡中学高三月考）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器．请回答下列问题：

（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经正确操作后，指针指示如图甲a．为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡_____档（选填“×10”“×1k”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图甲b，则待测电阻为_____Ω．
（2）图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图．其中，电流表满偏电流为0.5mA、内阻为10Ω；电池电动势为1.5V、内阻为1Ω；变阻器R0的阻值范围为0〜5000Ω．
①该欧姆表的两只表笔中，_____是黑表笔．（选填“A”或“B”）；
②该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的．当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时，欧姆表仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变_____（填“大”或“小”），若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω，则这个待测电阻的真实阻值为_____Ω．（结果保留三位有效数字）
【答案】 ×1k 30000 B 调小 387
【解析】
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经正确操作后，指针指示如图甲a．显然是批针偏转过小，示数太大，为了减小示数，则必增大倍率，即要欧姆档的倍率调到×1k；
若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图甲b，则待测电阻为

（2）由于欧姆表与其他档位的表是共用表头的，所以欧姆表的内接电源的+接线柱必从表头的+相接，电流要求从+接线柱（即红接线柱）流进，所以A是红接线柱，B是黑接线柱；
欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的．则此时调零电阻连入电路的电阻

当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时，欧姆表仍可调零，此时要使电流表仍满偏，则

所以要调小；
若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω，则有：此时正常电阻400Ω在正常原电动势中的电流

若把此电阻接入旧的欧姆表中时电流I对应的阻值

13. （13分）
（2020·湖南怀化市·高三一模）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN。Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1=0.1kg、电阻的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg、电阻的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大？
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，ab上产生的热量Q=1.3J，此过程中cd运动的时间t为多少？

【答案】 （1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.38s
【解析】
（1）由右手定则可判断出cd中的电流方向为由d到c，则ab中电流方向为由a流向b。
（2）开始放置时ab刚好不下滑，对ab由平衡条件，最大静摩擦力为

设ab刚要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律

设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律

设ab所受安培力为F安，有

此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有

代入数据解得
v=5m/s

（3）设cd棒运动过程中沿轨道向下滑动的距离为x，运动的时间为t，在电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒定律有

又

解得
x=3.8m
从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中对cd由动量定理

由法拉第电磁感应定律：

由闭合电路欧姆应定律：

解得
t=1.38s
另解：


所以

解得
t=1.38s
14. （15分）
（2020·湖南高三月考）如图所示，足够长的固定木板的倾角为，劲度系数的轻质弹簧的一端固定在木板上的P点，图中A、P间距等于弹簧的自然长度。现将质量的可视为质点的物块放在木板上，在外力作用下将弹簧压缩到某一位置B后由静止释放。已知物块与弹簧不拴结，木板PA段光滑，AQ段粗糙，物块与AQ段木板间的动摩擦因数，物块在B点释放后向上运动，第一次向上到达A点时速度大小为。（计算结果可用根式表示，取重力加速度，，）
（1）求物块第一次向下运动到A点时的速度大小；
（2）已知弹簧的弹性势能表达式为（其中x为弹簧的形变量），求物块第一次向下运动过程中的最大速度值；
（3）求物块在A点上方运动的总路程s；
（4）求物块在A点上方运动的总时间t。

【答案】 （1）3m/s；（2）；（3）4.5m，（4）
【解析】
（1）物块上滑

解得
a1=9m/s2
物块下滑

解得
a2=3m/s2


解得
=3m/s
（2）物块速度最大时所受合外力为零

根据机械能守恒定律有

解得

（3）由功能关系得

解得
s=4.5m
（4）设每次到达A点的速度依次为v1、ꞌ、v2、ꞌ、v3、ꞌ......其中v1、v2、v3、......表示向上到达A点的速度；ꞌ、ꞌ、ꞌ、......表示向下到达A点的速度，由运动过程及第（1）问可知，每次在A点速度向上时
v1：v2：v3：v4：v5：...=：3：：1：：...
同理，每次在A点速度向下时
ꞌ：ꞌ：ꞌ：ꞌ：...=3：：1：：...
设物块每次从A点向上运动到最高点的时间依次为t1、t2、t3、......从最高点向下运动到A点的时间依次为t’1、t’2、t’3、......，有
、、、......
、、、......


（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]
（1）（5分）
（2014·湖南岳阳市·高三月考）下列说法中正确是________。（填正确答案标号，选对1个给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0分）
A．悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的
B．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能
C．橡胶无固定熔点，是非晶体
D．热机的效率可以等于100%
E.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
【答案】 ACE
【解析】
A．悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的，故A符合题意；
B．物体中分子热运动的动能及分子势能之和等于物体的内能，故B不符合题意；
C．橡胶是非晶体，没有固定的熔点，故C符合题意；
D．热机的效率无法达到100%，故D不符合题意；
E．温度是分子平均动能的标志；温度越高，分子平均动能越大，故E符合题意。
故选ACE。
（2）（8分）
（2020·湖南永州市·高三月考）某物理兴趣小组为了测出一个内部形状不规则的球状玻璃容器的容积，在容器开口处插入一根两端开口的玻璃管，并对容器与玻璃管的接口密封，保持玻璃管竖直放置，如图所示。玻璃管中空部分粗细均匀，横截面积为S．用一段长度为h的水银柱封闭气体，当温度为且水银柱静止时，玻璃管内封闭气体的长度为；当把容器浸到温度为的热水中，水银柱再次静止时，玻璃管内封闭气体的长度变为。已知整个过程中，大气压强未发生变化，水银柱没有溢出管口，气体可以看做理想气体，水银密度为，大气压强为，重力加速度为g，求：
（1）容器的容积V为多少？
（2）若整个过程中，被封闭气体吸收的热量为Q，则气体的内能变化了多少？

【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）对封闭气体
初态：体积

温度为，末态：体积

温度为，气体发生等压变化，有

联立解得

（2）对封闭气体，等压膨胀对外做功，有

而


故

由热力学第一定律

可知内能的增加量为

16. [物理选修3-4]
（1）（5分）
（2021·湖南长沙市·高三月考）A、B是一列简谐横波传播路径上的两个质点，两质点的振动图像如图所示，A质点的振动比B质点的振动滞后7s。A、B两点间的距离为。则 。（填正确答案标号，选对1个给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0分）

A．简谐波从A向B传播
B．简谐波的波长为4 m
C．简谐波的传播速度大小为
D．某1 s内，A、B两质点的振动方向可能相反
E.质点A的速度最大时，质点B的加速度一定最大
【答案】 CDE
【解析】
A.由于质点A振动比质点B滞后，因此波从B传播到A，A错误；
B.由题意可知，波动周期为4s，波从B传播到A所用的时间为7s，为，因此A、B间的距离为，即，则，B错误；
C.波传播的速度，C正确；
D.由振动图像可知，2 s~3 s内，两质点的振动方向相反，D正确；
E.质点A的速度最大时，即处于平衡位置时，质点B不是在波峰就是在波谷，此时质点B的加速度最大，E正确。
故选CDE。
（2）（8分）
（2020·湖南永州市·高三月考）一个半径为R的玻璃半球，过球心O的纵截面如图所示，AB为半圆的直径，为垂直于AB的光轴。现有一束平行光从半球底面垂直入射，半球面上有光射出的区域的边界到的距离为（不考虑被半球内表面反射后的光线）。已知真空中的光速为c。
（1）求该玻璃半球的折射率；
（2）若从OA中点入射的光线在球面的M点折射后经过光轴上的N点，求光从M点传播到N点所用的时间。

【答案】 （1）；（2）
【解析】
（1）如图甲所示，从P点入射的光线恰好在Q点发生全反射，则Q点为球面被照亮区域的边界点，即

由几何关系得

又

则


（2）从OA中点射入的光线在球面M点发生折射的光路如图所示

设入射角和折射角分别为i和r
方法1：由几何关系得

可得

由折射定律得

可得

由几何关系得

则

光从M点传播到N点所用的时间

方法2：由折射定律得

在中，由正弦定理得

由几何关系得


联立解得

光从M点传播到N点所用的时间