江苏省南通市2021届新高考物理一模试卷含解析

1、江苏省南通市 2021 届新高考物理一模试卷、单项选择题：本题共 6小题，每小题 5分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的1如图所示，质量为 m 的物体 A 静止在质量为 M 的斜面 B 上，斜面 B 的倾角 30°。现用水平力 F 推物体 A ，在 F 由零逐渐增加至mg 再逐渐减为零的过程中，A 和B 始终保持静止。对此过程下列说法B A 所受摩擦力方向始终沿斜面向上C A 所受摩擦力的最小值为mg4，最大值为3mg2D A 对 B 的压力的最小值为3 mgmg2，最大值为33mg4【答案】 D【解析】【分析】【详解】B 的支持力，所以地面对 BA

2、对 AB 组成的整体受力分析，整体受力平衡，竖直方向受到重力和地面对 的支持力等于 (M m) g ，保持不变， A 错误；B拉力 F 最大时沿斜面向上的分力为F cos30 0.75mg重力沿斜面向下的分力为mg sin30 0.5mg故此时摩擦力沿斜面向下， B 错误；C对 A 受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，当拉力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向 下的分力时，摩擦力为零，所以摩擦力最小为零，当 F 0时，f 最大，fmax mg sin 30 0.5mgC 错误；D垂直于斜面方向有FN mg cos30F sin30当 F 0 时， FN 最小，最小为FNminmg cos

3、30mg当F3 mg 时， FN 最大，最大为2FNmaxmg cos3031mg22334 mgD 正确。故选 D 。2米歇尔 ?麦耶和迪迪埃 ?奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星飞马座51b 而获得 2019 年诺贝尔物理学奖。飞马座 51b 与恒星相距为 L ，构成双星系统（如图所示） ，它们绕共同的圆心 O 做匀速圆周运动。 设它们的质量分别为 m1、m2且（ m1<m2），已知万有引力常量为 G则下列说法正确的是（ ）A 飞马座 51b 与恒星运动具有相同的线速度B飞马座 51b 与恒星运动所受到的向心力之比为m1： m2C飞马座 51b 与恒星运动轨道的半径之比为 m2：m1

4、D飞马座 51b 与恒星运动周期之比为 m1： m2【答案】 C【解析】【详解】BD双星系统属于同轴转动的模型，具有相同的角速度和周期，两者之间的万有引力提供向心力，故两 者向心力相同，故 BD 错误；22C根据 m1 2r1m2 2r2 ，则半径之比等于质量反比，飞马座51b 与恒星运动轨道的半径之比，即 r1： r2 m2： m1，故 C 正确；A 线速度之比等于半径之比，即v1：v2m1： m2，故 A 错误。故选 C.3如图，若 x轴表示时间， y 轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关 系。若令 x 轴和 y 轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种

5、情况下，相应的物理量之间的关 系。下列说法中正确的是（ ）体动能与时间的关系 B 若 x 轴表示频率， 间的关系C若 x 轴表示时间， 动量与时间的关系D若 x 轴表示时间，y 轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物y 轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之y 轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体y 轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强 度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系答案】 C解析】分析】 【详解】 图中的直线表示是一次函数的关系； A若物体

6、受恒定合外力作用做直线运动，则物体做匀加速直线运动，其速度与时间图像是线性关系，由1 2 1 2物体的动能 mv2m(v0 at)2 ，速度的平方与时间的图像就不是线性关系了，所以此图像不能表示反22映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系，故选项 A 错误； B在光电效应中，由于 Ek h W0 ，说明动能与频率是一次函数的关系，但是当频率=0 时，动能应该是负值，与现在的图像不相符，故选项 B 错误；C若物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体做匀加速直线运动， 由动量定理 p Ft 可得物体的动量 p p0 Ft ，故 C 正确；D当磁感应强度随时间均匀增大时，电动

7、势的大小是不变的，所以选项D 错误。故选 C 。A粒子带负电荷4一带电粒子从电场中的 A 点运动到 B 点，其运动轨迹如图中虚线所示，若不计粒子所受重力，下列说B粒子的初速度不为零C粒子在 A 点的速度大于在 B 点的速度D粒子的加速度大小先减小后增大【答案】 B【解析】【详解】A由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向沿电场线向右，与电场强度方向相同，故 粒子带正电，故 A 错误；B依据运动轨迹，可知，粒子的初速度不为零，否则运动轨迹与电场力共线，故B 正确；C 根据沿电场线方向电势降低可知， A 点电势比 B 点电势高，带正电的粒子在 A 点的电势能大于 B 点 的电势能，由能

8、量守恒可知，粒子在 A 点的动能比 B 点的小，即粒子在 A 点的速度小于在 B 点的速度D 依据电场线密集，电场强度大，电场力大，加速度大，所以粒子的加速度先增大后减小，故D 错误。故选 B 。5某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图像不可能的是（图中 x是位移、 v 是速度、 t 是时间）解析】12x v0t at 2 ，如果上滑到最2AB 正确；速度时间图像试题分析：物体上滑过程中，由于受力恒定，做匀减速直线运动，故位移高点能下滑，则为抛物线，若物体上滑上最高点，不能下落，则之后位移恒定，的斜率表示加速度，上滑过程中加速度为a1 gsin gcos ，下滑过

9、程中加速度a2 gsin gcos ，故上滑过程中加速度大于下滑过程中的加速度， C 错误；如果物体上滑做匀 减速直线运动，速度减小到零后，重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力，则物体不会继续下滑，故处 于静止状态，故 D 正确； 考点：考查了运动图像【名师点睛】物体以一定的初速度沿足够长的斜面，可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线 运动，匀加速运动的加速度小于匀减速运动的加速度，物体返回时速度减小；可能先向上做匀减速直线运 动，后停在最高点v，不6在离地高 h 处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为计空气阻力，重力加速度为 g，两球落地的时间差为

10、( )h2h2vA B Cvvg【答案】 D【解析】【分析】【详解】自由下落的小球，有12h= gt122得t1对于竖直上抛的小球，由机械能守恒得：1 2 1 2 mv mv22则得落地时速度大小为vv2 2ghg，则运动对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，加速度为时间为：t2ggvv2 2hgg2 g故时间之差为vt t2 t1g2hgA h ，与结论不相符，选项 A 错误； vB 2h ，与结论不相符，选项 B 错误； vC2v ，与结论不相符，选项 gC 错误；vDg与结论相符，选项D 正确；故选 D 点睛：本题关键要明确小球运动中机械能守恒，要理清过

11、程中的速度关系，写出相应的公式，分析运动时 间的关系二、多项选择题：本题共 6小题，每小题 5分，共 30 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荷兰某研究所推出了 2023 年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划 . 登陆火星需经历如图所示的 变轨过程，已知引力常量为 G ，则下列说法正确的是( )A 飞船在轨道上运动时，运行的周期Tm Tn T1B飞船在轨道上的机械能大于在轨道上的机械能C 飞船在 P 点从轨道变轨到轨道，需要在P 点朝速度方向喷气D若轨道贴近火星表面，已知飞船在轨道上运动的角速度，可以推知火星的

12、密度 【答案】 ACD【解析】【详解】A 、根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期T T T，故选项 A 正确；BC、飞船在 P 点从轨道变轨到轨道，需要在 P 点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道，则 飞船在轨道上的机械能小于在轨道上的机械能，故选项 B 错误， C 正确；2D、根据 G Mm2 m 2R 以及 M 4 R3 ，解得 3 ，已知飞船在轨道上运动的角速度，可以 R23 4 G推知火星的密度，故选项 D 正确。8下列说法正确的是 ( )A常见的金属是多晶体，具有确定的熔点B干湿泡湿度计的湿泡和干泡所示的温度相差越多，表示空气湿度越大C把玻璃管的裂口放在火焰上烧

13、熔，尖端会变钝是因为液体表面张力作用的结果D脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液E.饱和汽的压强一定大于非饱和汽的压强【答案】 ACD【解析】【详解】A 常见的金属是多晶体，具有确定的熔点，选项A 正确；B干湿泡湿度计的湿泡和干泡所示的温度相差越多，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，选项 B 错误；C 正确；C把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝是因为液体表面张力作用的结果，选项D脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项D 正确；E饱和汽压的大小与温度有关，在温度不知道的情况下，不能简单地说饱和汽的压强一定大于非

14、饱和汽 的压强，故 E 错误。故选 ACD 。9如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O 点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为 60°的光滑圆弧轨道后从 A 点水平飞出，落到斜坡上的 B 点。已知 A 点是斜 坡的起点，光滑圆弧轨道半径为 R 40m ，斜坡与水平面的夹角 30 ，运动员的质量 m 50kg ，重力加速度 g 10m /s2 。下列说法正确的是（）A 运动员从 O 运动到 B 的整个过程中机械能守恒B运动员到达 A 点时的速度为 2m/sC 运动员到达 B 点时的动能为 7 10 J3D运动员从 A 点飞出到落到 B 点所用的时间为

15、 3 s【答案】 AC【解析】【详解】A 运动员从 O 运动到 B 的整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，故 A 选项正确； B运动员在光滑圆轨道上运动时，由机械能守恒得12mvA mgh mgR 1 cos60所以vA 2gR 1 cos60 gR 10 40m/s=20m/s故 B 选项错误；D设运动员做平抛运动的时间为t，水平位移为 x，竖直位移为 y ，则x vAty 12 gt2由几何关系y tan30 3x3联立得t 4 3 s31 4 3 80y 10 m m233故 D 选项错误；C 运动员从 A 到 B 的过程中机械能守恒，所以在 B 点的动能12EkB mgy 2mvA代

16、入EkB 7 104 J3故 C 选项正确。故选 AC 。10如图所示， ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨， AB 间距离为 L ，左右两端均接有阻值为 R 的电 阻， 处在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，质量为 m、长为 L 的导体棒 MN 放在导轨 上， 甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固定， MN 棒始终与导轨垂直并保 持良好接触，导轨与 MN 棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度， MN 棒具有水平向 左的初速度 v0，经过一段时间， MN 棒第一次运动至最右端， 在这一过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热 为 Q

17、 ，则（ ）C当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻 R 的功率小于B2 L2 (v028Q)3m2Q3A 初始时刻棒受到安培力大小为2B2L2v0 RB从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于12 D当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为mv02 2Q20 【答案】 AC【解析】【分析】【详解】A 初始时刻棒产生的感应电动势为： E=BLv 0、感应电流为：E 2BLv0I R R2棒受到安培力大小为：F BIL222B2L2v0R2Q。故 A 正确；B MN 棒第一次运动至最右端的过程中AB 间电阻 R 上产生的焦耳热 Q，回路中产生的总焦耳热为由于安培力始终对

18、 MN 做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培 力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于122Q Q33故 B 错误；C 设棒再次回到初始位置时速度为v。从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于：Q 2 2Q 4Q33 根据能量守恒定律有： 1mv02 1mv2 QE=BLv， AB 间电阻 R 的功率为：202 棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：联立解得：22B2L2P2 8Qv0 3m故 C 正确；D 由能量守恒得知， 当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹

19、性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为12mv041 1 2mv0 2Q2 2 0 故 D 错误。 故选： AC 。在斜劈转动的角速11如图所示，一直角斜劈绕其竖直边BC 做圆周运动，物块始终静止在斜劈 AB 上。度 缓慢增加的过程中，下列说法正确的是（A斜劈对物块的支持力逐渐减小B斜劈对物块的支持力保持不变C斜劈对物块的摩擦力逐渐增加D斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断 【答案】 AC【解析】【详解】物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为 f- mgsin =macos垂直 AB 方向有a=2r ，设斜劈倾角为 ，对物块沿 AB方向mgcos -N=masin 解得f=

20、mgsin +macos N=mgcos-masin 当角速度 逐渐增加时，加速度 a 逐渐增加，f 逐渐增加， N 逐渐减小，故 AC 正确，BD 错误。故选 AC 。12如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为9 :1 ，电表均为理想电表，R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R0 为定值电阻，若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流。下列说法中正确的是（ ）Au 36 2 sin 50 t(V)输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为B t 4 10 2s 时，该发电机的线圈平面位于中性面C Rt 温度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变小，变压器的输入功率变大D Rt 温

21、度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变大，变压器的输入功率变大 【答案】 BC【解析】【分析】【详解】A 由交变电流的图像可读出电压的最大值为36 2V ， 周期为 0.02s，则角速度为2 rad/s 100 rad/s0.02所以输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为u 36 2 sin100 t(V)故A 错误；B当 t 4 10 2s 时，电压的瞬时值为 0，所以该发电机的线圈平面位于中性面，故B 正确；CD Rt 温度升高时，其阻值变小，副线圈中的电流变大则原线圈中电流也变大，由P UI可知变压器的输入功率变大，电压表读数U3 U2 I 2R0减小，故 C 正确， D 错误。故选

22、 BC 。三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16分13为了测量木块与木板间动摩擦因数，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从倾斜木板上 A 点由静止释放， 位移传感器可以测出木块到传感器的距离。 位移传感器连接计算机， 绘出滑块与传感器的距离 s随时间 t 变化规律，取 g 10m/s 2， sin37 0.6，如图所示：(1) 根据上述图线，计算可得木块在 0.4s 时的速度大小为 v ()m/s；(2) 根据上述图线，计算可得木块的加速度大小 a () m/s2；(3) 现测得斜面倾角为 37 ，则 ()。(所有结果均保留 2 位小数)【答案】 0.40 1

23、.00 0.63【解析】【分析】【详解】(1) 1 木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则 木块在 0.4s 时的速度大小v (30 14) 10 2 m/s 0.40m/s0.6 0.2(2) 2 木块在 0.2s时的速度大小v (32 24) 10 2 m/s 0.20m/s0.4 0木块的加速度大小a v v 0.4 0.2 m/s2 1.00m/s2 t 0.4 0.2(3) 3斜面倾角为 37 ，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得mgsin37 mgcos37 am解得55 0.638。置于水平桌面的长木板上固定两14某同学利用下图所

24、示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数个光电门 1、2。滑块上端装有宽度为 d 的挡光条，滑块和挡光条的总质量为 M ，右端通过不可伸长的细线与钩码 m 相连，光电门 1、 2 中心间的距离为x 。开始时直线处于张紧状态，用手托住m ，实验时使其 由静止开始下落，滑块 M 经过光电门 1、2 所用的时间分别为 t1、t2。(1) 该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力，那么他应注意 (2) 如果满足 (1)中的条件，该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数= 。(3) 若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律，他只需 就可以完成实验。答案】 M 远大于 mm d 2 1 122M 2gx t22

25、 t12将木板左端抬高，平衡摩擦力解析】分析】详解】(1) 1 实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力，对滑块应用牛顿第二定律FTMg Ma对钩码mg FT ma两式相加解得加速度a mg MgMm而如果满足题中条件，同理解得加速度为mg MgM若想M 必须远大于 m 。(2) 2 对于滑块通过光电门时的速度dt1v2dt2由动能定理得：(mg Mg)x 1M (d)2 1M (d)22 t2 2t1解得m d2 (1 1)M 2gx ( t22 t12 )(3) 3 验证机械能守恒，需要将摩擦力平衡掉，所以该同学需将木板左端抬高，平衡摩擦力。 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24

26、 分15某日清晨，中国海监船在执行东海定期维权巡航执法过程中，发现从事非法调查作业活动的某船只位 于图甲中的 A 处，预计在 80秒的时间内将到达图甲的 C 处，我国海监执法人员立即调整好航向，沿直线 BC 从静止出发恰好在运动了 80 秒时到达 C 处，而此时该非法船只也恰好到达 C 处，我国海监部门立即 对非法船只进行了驱赶非法船只一直做匀速直线运动且 AC 与 BC 距离相等，我国海监船运动的 v t 图象如图乙所示。(1) 求非法船只的速度大小；(2) 若海监船加速与减速过程的加速度大小不变，海监船从B 处由静止开始若以最短时间准确停在 C 点，需要加速的时间为多少？【答案】 (1)1

27、5m/s(2)30 3 s解析】详解】(1) 结合图乙可知海监船运行的位移即为v t 图线与横坐标轴所围的面积：1x(7030)80 20m1 200m2由运动学公式 x vt ，代入数据可求得：v 15m/s(2) 由加速度定义式： a v 代入数据可求加速与减速过程中加速度大小分别为：20 0 2 2 2 a1 m/s m/s30 3a220 010m/s22m/s2设加速时间为 t1，减速时间为 t2，要使时间最短有a1t1 a2t1 2 1 2 a1t1a2t2 x22解得t130 3 s 16如图甲是某型号无人机在水平地面沿直线加速滑行和离开地面以固定仰角沿直线匀速爬升的示意图，3无

28、人机在滑行和爬升两个过程中：所受推力大小均为其重力的 3 倍，方向与速度方向相同；所受升力大小5k2，方向与速度与其速率的比值均为 k 1，方向与速度方向垂直；所受空气阻力大小与其速率的比值均为方向相反。 k1、k2 未知；已知重力加速度为 g，无人机质量为 m，匀速爬升时的速率为 v0，仰角为 ，且 724sin = ， cos= 。2525(1) 求 k1，k2 的值。(2) 若无人机受到地面的阻力等于压力的k3 倍，无人机沿水平地面滑行时能做匀加速直线运动，求 k3 的值。(3) 若无人机在水平地面由静止开始沿直线滑行，其加速度a 与滑行距离 s的关系如图乙所示，求 s02s0 过 程与

29、 0s0 过程的时间之比。 (无人机在 s02s0这段滑行过程中的平均速度可用该过程始末速度的算术平均值替代)24mg 8mg 答案】 (1)k1 2245mv0g，k2 82m5vg0 ；解析】分析】详解】(1)无人机以速度v 0匀速爬升阶段，受力平衡，沿速度方向有3 mg mgsink2v0垂直速度方向有mg cosk1 v0联立得mg cos 24 mg k1v025v00.6mg mg sin8mgk2v025v0(2) 设无人机在地面滑行时速度为v，受到地面弹力为 F N，受力分析可知竖直方向平衡FN k1v mg水平方向匀加速3mgk2v ma3v a ( k3 )g (k3k1 k2)5m 无人机能做匀加速直线运动， a 不变，方程中 v 的系数必须为零，即k3k1k2 0则有k3k2 1 k1 3(3) 设无人机在 0s0过程经历时间为 t1，s0 位置的速率为 v1；在 s02s0过程经历时间为 t2， 2s0位置的无人机速率为 v2，0s0 过程以加速度 a0匀加速运动，则12 a0t12s0v1a0t1 2a0s0合外力做功为 mas，此过程合外力做功可表示为ma0s0