广西壮族自治区柳州市柳江区2021届高考物理模拟试题(含答案)

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1、 1 2021 届高考物理模拟试题届高考物理模拟试题 二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第 141 8 题只有一项符合题目要求,第 1921 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选 对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14下面有关物理学史的说法中正确的组合是( ) 安培提出了分子电流假说 奥斯特发现了电流的热效应规律 卡文迪许测定了万有引力常量 密立根测定了电子的电量 A B C D 15个电子只在电场力作用下从 a 点运动到 b 点的轨迹如图虚线所示,图中一组平行实线 可能是电场线也可能是等势面,则以下说法正确的是 A无论图

2、中的实线是电场线还是等势面,a 点的场强都比 b 点的场强小 B无论图中的实线是电场线还是等势面,a 点的电势都比 b 点的电势高 C如果实线是等势面,电子在 a 点的速率小于在 b 点的速率 D如果实线是电场线,电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大 16.如图所示,质量为 m 的铜棒长为 L,棒的两端各与长为 a 的细软铜线相连,静止悬挂在磁 感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中。当棒中通过恒定电流后,铜棒向上摆动, 最大偏角为 ,重力加速度 g 已知,则下列说法正确的是 A.铜棒摆动过程中,摆角为/2时,棒受力平衡 B.铜棒摆动过程中,安培力逐渐变小 C.铜棒摆动过程中,机

3、械能守恒 D.根据题中所给条件可以求出棒中的电流 172018 年 1 月 12 日,我国成功发射北斗三号组网卫星。如图为发射卫星的示意图,先将 卫星发射到半径为 r 的圆轨道上做圆周运动,到 A 点时使卫星加速进入椭圆轨道,到椭圆轨 道的远地点 B 点时,再次改变卫星的速度,使卫星进入半径为 2r 的圆轨道。已知卫星在椭 圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值,卫星在椭圆轨道上 A 点时的速度为 v,卫星的 质量为 m,地球的质量为 M,引力常量为 G,则发动机在 A 点对卫星做的功与在 B 点对卫 星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)( ) A. r GMm v 4 3 m 8 5 2 B

4、. r GMm v 4 3 m 4 3 2 C. r GMm v 4 3 m 4 3 2 D. r GMm v 4 3 m 8 5 2 18、如图所示,一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面 AB,右侧面是曲面 AC, 已知 AB 和 AC 的长度相同两个小球 p、q 同时从 A 点分别沿 AB 和 AC 由静止开始下滑, 比较它们到达水平面所用的时间( ) A. q 小球先到 Bp 小球先到 C两小球同时到 D无法确定 19、如图所示,理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表、理想电压表,副线圈上通 过输电线接有一个灯泡 L,一个电吹风 M,输电线的等效电阻为 R,副线圈匝数可以通 过调

5、节滑片 P 改变S 断开时,灯泡 L 正常发光,滑片 P 位置不动,当 S 闭合时,以下 说法中正确的是( ) A电压表读数增大 B电流表读数减小 C等效电阻 R 两端电压增大 2 D为使灯泡 L 正常发光,滑片 P 应向上滑动 20如图所示,N为金属板,M为金属网,它们分别与电池的两极相连,各电池的电动势和 极性如图所示,己知金属板的逸出功为4.8eV现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的 能量已在图上标出),则下列说法正确的是( ) AA图中无光电子射出 BB图中光电子到达金属板时的动能大 小为1.5eV CC图中的光电子能到达金属网 DD 图中光电子到达金属板时的最大 动能为 3.5e

6、V 21 如图, POQ 是折成 600角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨, 导轨关于竖直轴线对称, OP=OQ=L=m3,整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时 间变化规律为 B=1-8t(T)。 一质量为 1kg、 长为 L、 电阻为 1、 粗细均匀的导体棒锁定于 OP、 OQ 的中点 a、b 位置。当磁感应强度变为 B=0.5T 后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导 体棒向下运动,离开导轨时的加速度大小是 7.3m/s2。导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨 电阻不计,重力加速度为 g=10m/s2下列说法正确的是( ) A. 导体棒解除锁定前回路中电流的方向是

7、aoba B. 导体棒解除锁定前回路中的电流大小是 33A C. 导体棒滑到导轨末端时的速度为 v=3.6m/s D. 导体棒运动过程中产生的焦耳热是 2.02J 三、非选择题:第 2225 题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 33、34 题为选考题, 考生根据要求作答。 (一)必考题 22、(5 分)某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示 的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力 传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘 里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力(传感器读数为零

8、0),再进行后面 的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量 M,平衡摩 擦力时砝码和砝码盘的总质量 m0,挡光板的宽度 d,光电门 1 和 2 的中心距离 s. (1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量?_(填“需要”或“不需 要”) (2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度 d,如图所示,d _ mm. (3)某次实验过程:力传感器的读数为 F,光电计时器记录小车通过光电门 1 和 2 的挡光 时间分别为 t1、t2(小车通过光电门 2 后,砝码盘才落地),已知重力加速度为 g,则该实 验要验证的“牛顿第二定律”表达式是:_(用测量数据 及已知量表示

9、) 3 23. (9分)某同学设计了如图甲所示的实验电路,电路中各个元件的参数为:电池组(电动势约6V, 内阻 r 约 2)、 电流表(量程 2.0A,内阻 RA=0.2)、 电阻箱 R1(099.9)、 待测电阻 R2、 定值电阻 R0=1.0、 开关及导线若干.他用该电 路测电阻 R2的阻值及电源的电动势和内阻. (1)该同学首先测出了 R2的阻值。 他的主要操作步骤是:先闭合开关 S, 将单刀 双掷开关 Sl掷于 b,读出电流表的示数 I;然 后将单刀双掷开关 S1掷于 a,调节电阻箱的电阻值为 1.0 时,电流表的示数也为 I。 电阻 R2的阻值为 。 (2)他接着利用该电路测电源电动

10、势和内电阻。 其主要实验步骤为: A将 S1掷于 a,调节电阻箱 R1的阻值至 (填“最大值”或“最小值”),之后闭合开关 S; B调节电阻箱 R1,得到一系列电阻值 R 和电流 I 的数据; C断开开关,整理实验仪器。 图乙是他根据实验数据绘出的 1 R I 图象,图象纵轴截距与电源电动势的乘积代 表 ,电源电动势 E= V,内阻 r= (计算结果保留两位有效数字)。 若电流表的内阻未知,仍按上述方案进行测量,则电动势的测量值 真实值, 内 阻的测量值 真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。 24 (12 分)如图所示, 一倾角 =37的斜面底端与一传送带左端相连于 B 点, 传送带以

11、v=6m/s 的速度顺时针转动,有一小物块从斜面顶端点以 0=4m/s 的初速度沿斜面下滑,当物块滑到 斜面的底端点时速度恰好为零,然后在传送带的带动下,运动到 C 点。己知斜面 AB 长度为 L1=8m,传送带 BC 长度为 L2=18m,物块与传送带之间的动摩擦因数 2=0.3, (sin37 =0.6, cos37 =0.8,g=10m/s2) (1)求物块与斜而之间的动摩擦因数 l; (2)求物块在传送带上运动时间; 25 (18 分)如图所示的竖直平面内,相距为 d 的不带电平行金属板 M、N 水平固定放置, 与灯泡 L、开关 S 组成回路并接地,上极板 M 与其上方空间的 D 点相

12、距 h,灯泡 L 的额定功 率与电压分别为 PL、UL。带电的小物体以水平向右的速度 v0从 D 点连续发射,落在 M 板其 电荷立即被吸收,M 板吸收一定电量后闭合开关 S,灯泡能维持正常发光。设小物体视为质 点,重力加速度为 g,金属板面积足够大,M 板吸收电量后在板面均匀分布,M、N 板间形 成匀强电场,忽略带电小物体间的相互作用以及空气阻力。 (1)初始时带电小物体落在 M 板上速度? (2)假设单位时间内发射 n 个小物体,求每个小物体所带的电量? 4 (3)闭合开关 S 后,带电微粒 Q 以水平速度从匀强电场左 侧某点进入电场,并保持速度穿过 M、N 板之间。现若在 M、N 板间某

13、区域加上方向垂直于纸面的匀强磁场,使 Q 在纸面内无论从电场左侧任何位置以某水平速度进入,都 能到达 N 板上某定点 O,求所加磁场区域为最小时的几何 形状及位置。 (二)选考题:共 15 分。请考生从 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.(物理选修 33) (15 分) (1)(5 分)如图所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显 微镜一起分别放在图中的 A、B、C、D 四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的 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

14、,最低得分为 0 分) A放在 A 位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B放在 B 位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比 A 位置 时稍少些 C放在 C 位置时,屏上观察不到闪光 D放在 D 位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少 E放在 D 位置时,屏上观察不到闪光 (2)(10 分)一定质量的理想气体经历了如图所示的 ABCDA 循环,该过程每个 状态视为平衡态,各状态参数如图所示A 状态的压强为 1 105 Pa,求: (1)B 状态的温度; (2)完成一次循环,气体与外界热交换的热量。 34.【物理选修 3-4】(15 分) (1)(5 分)图甲为一列简谐横波在某一时

15、刻的波形图,图乙为介质中 x=2m 处的质点 P 以此时 刻为计时起点的振动图象。 下列说法正确的是 (填入正确答案标号。 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 0 分) 。 A这列波的传播速度是 10m/s B这列波沿 x 轴正方向传播 C经过 0.2s,质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向 D经过 0.3s,质点 P 沿 x 轴的正方向运动了 3m E经过 0.7s,质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 5 (2)(10 分)如图所示为一个透明圆柱的横截面,其半径为 R,O 为圆心,AOB 为一条直

16、径。今 有一束光 P 沿与 AB 平行的方向射向圆柱体,人射点 C 到 AB 的距离为 3 2 R,若该人射光线 经折射后恰从 B 点射出。光在真空中的传播速度为 c,不考虑光在圆柱体内的反射。求: 透明圆柱体对该光的折射率多少? 光在圆柱体内传播所经历的时间? 参考答案参考答案 14.A 15.D 16.D 17.A (由 r v m r Mm G 2 1 2 可知, 卫星在轨道半径为 r 的圆轨道上运动的线速度大小 r 1 GM v , 在半径为 2r 的圆轨道上做圆周运动的线速度大小为 2r 2 GM v , 设卫星在椭圆轨道上 B 点的 速度为 B v,由r2 B vvr,可知在 A

17、点时发动机对卫星做功 2 1 2 1 2 1 2 1 mvmvW,在 B 点时发 动机对卫星做的功为 2 2 22 2 v 2 1 2 1 mmvW,因此 r GM mvWW 4 m3 8 5 2 21 ,A 正确,BCD 错 误。 ) 18、A 问题求解:小球 p 做匀加速直线运动,小球 q 做加速度减小的加速运 动,速度时间图像中的面积表示物体运动的位移,两小球的位移是相等的, 根据图像得知 tqtp,即 q 小球先到达。 19、CD 解:A、滑片 P 位置不动,当 S 闭合时,电阻变小,原线圈电压及匝数比 不变,副线圈电压不变,电压表读数变大,故 A 错误; B、副线圈电压不变,电阻变小

18、,输出功率变 大,输入功率变大,根据 P1=U1I1,知电流表读数变大,故 B 错误; C、因为副线圈电流增大,所以等效电阻 R 两端的电压增大,所以 C 选项是正确的; D、副线圈电流变大,等效电阻两端的电压增大,并联部分的电压减小,为了使灯泡 L 正常发光, 必须增大电压,滑片 P 应向上滑动,故 D 正确; 20.AB 21.BC(由楞次定律知,感应电流的方向为顺时针方向,A 正确。解除锁定前,感应电动势 为: 11333 3 cos30cos308V 22222 BB ESLL ttt ; 感应电流为 3 3 2 3 3A 1/ 21/ 2 E I R ,B 正确;滑到导轨末端时的,根

19、据牛顿第二定律 6 maBILmg ,解得感应电流 I=1.83A,由BLvE R E I,得 v=3.6m/s,故 C 正确; 由能量守恒 2 13 24 mghmvQhL, 解得 22 313 1 1031 1 361.02J 4242 mgL Qmv ,D 错误。 ) 22、(1)不需要 (2)5.50 (3) 解:(1)该实验中因为已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的 拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量. (2)游标卡尺的主尺读数为 5mm,游标读数等于 0.05 10mm=0.50mm,所以最终读数 为:5mm+0.50mm=5.50m

20、m. (3)因为光电门的宽度 d 很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度. 滑块通过光电门 1 速度为:v1=d/t1 滑块通过光电门 2 速度为:v2=d/t2 小车所受合外力为:F-m0g 根据功能关系需要验证的关系式为: 即: 。 23.(9 分)(1)1.0(1 分); (2) 最大值(1 分); r+R0+RA(1 分);6.0V(2 分),1.8(2 分); 等于(1 分),大于(1 分) 24、解:(1)在AB过程,物体做匀减速直线运动: 1 2 0 1 2 0 a v L ,可得 2 1 m/s1a 根据牛顿第二定律: 1 oo 1 37sin37cosmamgmg,

21、故 8 7 1 6 分 (2)在BC过程,物体先匀加速: 2 22 m/s3ga s2 0 2 1 a v t ,m6 2 0 11 t v x 3 分 共速后,物体做匀速直线运动:m12 122 xLx s2 2 2 v x t,故s4 21 ttt总 3 分 25解:(1)由题意知,在初始时 M 板不带电,带电小球在空间做平抛运动, 0 vv x ,gh y 2v (2 分), 则落到 M 板上的速度ghvvvy x 2v 2 0 22 ,(2 分) 落到 M 板上的速度方向与水平方向夹角的正切值 0 2 tan v gh v v x y (2 分) 7 (2)灯泡正常发光,金属板 M、N

22、 间的电压为 UL,由电容器原理可知,金属板 M、N 所带 电量为定值,这时落到板 M 的电量全部流过灯泡,设流过灯泡的电流为 IL,在时间 t 内流过 灯泡的电量为 QL,每个小物体所带的电量为 q,有: PL=ILUL (1 分), QL=ILt(1 分) 设单位时间内发射小球的个数为 n,则有:QL=nqt(1 分) 联立以上各式解得: L L nU P q (1 分); (3)闭合开关 S 后,M、N 板间为匀强电场,Q 进入后速度不变,则说明 Q 所受电场力与 重力平衡,再进入磁场区域必做匀速圆周运动,以 O 点为坐标 原点建立如图直角价坐标系 xOy, Q进入板间做匀速直线运动,

23、设 Q做匀速圆周运动的圆心为 0, 半径为 r,OC 与水平方向的夹角为 ,G 点的坐标为(x,y), 有 x=-rcos(1 分); y=r+rsin(1 分) 联立得:x2+(y-r)2=r2 (1 分) 则可知磁场在 y 轴左边的边界为半圆 (1 分) , 要让该圆为量小, 必有: 2 d r (1 分) Q 靠近 M 板进入磁场时做匀速圆周运动的轨迹为 y 轴右边的半圆,其方程为: x2+(y- 2 d )2=( 2 d )2(1 分) Q 从其它位置进入磁场做匀速圆周运动的轨迹不会超过 y 轴与此圆所围区域,故磁场在 y 轴 右边区域最小的边界也为该半圆,则磁场的最小区域为圆,半径为

24、 2 d (1 分);圆心为距 0 点 2 d 的板间中心.(1 分) 33. (1)答案 ABD 解析 根据 粒子散射现象,绝大多数 粒子沿原方向前进,少数 粒子发生较大偏转,A、B、D 正确 (2)解: (1)理想气体从 A 状态到 B 状态的过程中,压强保持不变,根据盖吕萨克定律 有 VA TA VB TB 代入数据解得 TBVB VATA600 K (2)理想气体从 A 状态到 B 状态的过程中,外界对气体做功 W1pA(VBVA) 解得 W1 100 J 气体从 B 状态到 C 状态的过程中,体积保持不变,根据查理定律有 pB TB pC TC 解得 pC 2.5 105 Pa 从

25、C 状态到 D 状态的过程中,外界对气体做功 W2pC(VBVA) 解得 W2250 J 一次循环过程中外界对气体所做的总功 WW1W2150 J 理想气体从 A 状态完成一次循环,回到 A 状态,始末温度不变,所以内能不变根据热力 学第一定律有 UWQ 解得 Q150 J 故完成一次循环,气体向外界放热 150 J. 34 (15 分)(1)(5 分)ABE (2)(10 分)(6 分)根据题意,作如图所示的光路图。连接 AC、OC,过 C 点作 CD 垂直于 8 AB。 由几何关系得2 (1 分) sinCDR (1 分) 因 3 2 CDR (1 分) 所以60=30, (1 分) 由折射定律得 sin 3 sin n (2 分) (4 分)由几何关系得2cos3BCRR (1 分) 光在圆柱体内传播的速度 3 3 c vc n (1 分) 光在圆柱体内传播的时间 3BCR t vc (2 分)

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