2021届八省新高考物理模拟卷（湖北专用）（解析版）

2021届八省新高考物理模拟卷一湖北卷（02）

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，在每小题给出的四个选项中，第卜7题只有一项符

合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。

1.（2020•湖北武汉市•高三其他模拟）原子钟是利用原子跃迁产生固定频率的光进行计时的工具。据报道,

中国计划在2020年6月发射最后一颗北斗卫星，这也是中国北斗三号系统的“收官之星”，这些卫星都采用

星载氢原子钟。图示为氢原子的能级图，用大量处于〃=2能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光照射光电

管阴极K,测得光电管中的遏止电压（也叫截止电压）为7.6V,己知普朗克常量丸MGKBXIOEJ.S，元电

荷e=1.6*10-9c，下列判断正确的是（）

O

5JC4

4.55

3OL..S81

2g

31.热

6

3.

A.电子从阴极K表面逸出的取大初动能为2.6eV

B.阴极K材料的逸出功为7.6eV

C.阴极K材料的极限频率约为6.27xlOl4Hz

D.氢原子从〃=4能级跃迁到〃=2能级，发射出的光照射该光电管阴极K时能发生光电效应

【答案】C

【详解】A.根据最大初动能

E,=U<e=7.6eV

故A错误；

B.处于〃=2能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光子能量为

e=hv=-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV

据

耳=加-%

得

因=/7吁Ek=10.2eV—7.6eV=2.6eV

故B错误;

C.根据

hvc=叱

得极限频率为

喙=吆=6.27x1()14Hz

°h

故C正确；

D.从〃=4能级跃迁到〃=2能级，发射出的光子能量

£'=hv'=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV

不能发生光电效应，故D错误。

故选C。

2.(2020•麻城市实验高级中学高三其他模拟)物体A、8从同一地点同时沿同一方向做直线运动，在0-%

时间内，它们的丫-，图像如图所示。下列说法正确的是()

A.A、B的加速度大小均逐渐减小B.A的加速度逐渐增大，8的加速度逐渐减小

C.A、B将要相遇两次D.A、B的平均速度均等于署

【答案】A

【详解】AB.因速度一时间图象的切线的斜率表示物体的加速度，由图可知，两物体的加速度都在不断减

小，故A正确，B错误；

C.两物体在图中交点处距离最远，此后不断接近，在两图线面积与横轴包围的面积相等处相遇，由于相遇

后A的速度一直比B大，故两物体只有一次相遇，C错误；

D.因物体平均速度等于图中图线与横轴所围面积与时间之比，由图可知A物体的平均速度大于空空，

2

B物体的平均速度小于乜署，故D错误。

2

故选Ao

3.（2020•湖北高三月考）如图所示，S是水面波的波源，MN是挡板，Si、&是到S距离相等的两个相同的

狭缝，8。为&S2中垂线上的两点，实线代表波峰、虚线代表波谷，下列说法正确的是（）

A.A、C点为振动加强点

B.B、。点为振动加强点

C.当&、&两狭缝宽度增加时，。点振动一定更剧烈

D.当&、S2两狭缝距离减小时，力点振动幅度一定明显降低

【答案】B

【详解】A.A、C点是波峰和波谷叠加，为振动减弱点，故A错误；

B.8点是波谷和波谷叠加，为振动加强点，。点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，故B正确；

C.当$、52两狭缝宽度增加时，如果缝的宽度大于波的波长，衍射现象不明显，故C错误：

D.当&、S2两狭缝距离减小时，。点可能不是振动加强点，这时振动幅度降低，但如果$、S?两个狭缝关

于8。对称的减小时，D点是振动加强点，此时振动幅度不变，故D错误。

故选B。

4.（2020湖北恩施土家族苗族自治州.高三月考）如图甲所示，真空中有一半径为心电荷量为+。的均匀

带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图

乙所示，则（）

kQ

A.由处场强大小为音

玉

B.必处场强大小为

R'

C.可处电势大小为丝

玉

D.X2处场强大小为华

X2

【答案】D

【详解】A.球体内某点的电场强度，由E=与

r

x3

OR

共同确定，所以为处的场强大小不是华，A错误；

玉

BD.电荷量为Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，当作点电荷，则有也处场强大小半，B错误，D

正确；

C.由U=Ed,可知E-尤图线与x轴所围的面积表示电势差，设坐标原点是零电势,用处的场强大小不是华，

则为处的电势大小不是丝，C错误.

/

故选D。

5.（2020•湖北高三月考）疫情期间，网络学习离不开手机。某同学用手机上网课时为了解放双手，使用了

如图所示的磁性手机支架，支架上的强磁铁与粘在手机背面的引磁片紧紧吸附在一起，使手机处于倾斜状

态而保持静止。下列说法正确的是（）

A.手机一共受到三个力的作用

B.磁性手机支架对手机的合力大于手机的重力

C.调整支架使手机与水平面夹角增大，手机受到的摩擦力减小

D.调整支架使手机与水平面夹角增大，支架对桌面的压力大小不变

【答案】D

【详解】A.手机受到支架对手机的磁力，支架对手机的弹力，支架对手机的摩擦力，自身的重力，共四个

力，故A错误；

B.磁性手机支架对手机的合力与手机的重力为一对平衡力，大小相等，故B错误；

c.调整支架使手机与水平面夹角e增大，手机受到的摩擦力为

f-mgsin0

可知摩擦力增大，故C错误;

D.支架与手机整体处于平衡状态，受到桌面的支持力与总重:力大小相等，根据牛顿第三定律，支架对桌面

的压力大小等于支持力大小，即等于总重力大小，与支架和水平面的夹角无关，故D正确。

故选D。

6.（2020.湖北高三月考）如图所示，边长为。的正方体无盖盒子A3CO-4放置在水平地面上,

。为直线43'上的一点，且与A'的距离为将小球（可视为质点）从。点正上方距离2a处以某一速度

水平抛出，不计空气阻力，重力加速度为g。为使小球能落在盒子内部，则小球抛出时的速度不超过（）

C.J2gaD.y/ga

【答案】A

【详解】依题意，可知小球水平抛出能落到盒子内的最远距离是落到C点，有

1，

a=2gt

XQC=匕"

根据几何知识，有

xoc,=+/=\[5a

联立，解得

故选A«

7.（2020・湖北高三月考）如图，地月拉格朗日点心位于地球和月球的连线上，处在该点的物体在地球和月

球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量与月球质量之比

为81:1,假设地球球心到点心的距离为月球球心到点L的距离的左倍，则最接近长的数值是（）

A.6.5D.10.5

【答案】A

【详解】设地球质量为月球质量桁，物体质量为机°，地球球心到点4的距离为可，月球球心到点心

的距离为巴，月球转动周期为T，取物体为研究对象，由牛顿第二定律可得

取月球为研究对象，由牛顿第二定律可得

由题意可知

,AM81

k=—,——=——

联立解得A=6.5

故选A«

8.（2020•湖北恩施土家族苗族自治州•高三月考）如图甲所示为某一品牌的小型甩干机，内部白色的小筐是

甩衣桶，其简化模型如图乙所示。当甩衣桶在电动机的带动下转动时，衣服贴在甩衣桶壁上，若湿衣服的

质量为1kg,衣服和桶壁间的动摩擦因数为（）.（）1,甩衣桶内壁半径为0.1m,甩干机外壁的半径为0.2m,

当电动机的角速度达到100rad/s时，衣服上的一水滴从桶壁上的小孔被甩出，下降高度为〃时撞到外壁上，

假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

甲乙

A.电动机转动的角速度至少为200rad/s时，衣服才能贴在桶壁上不掉下来

B.电动机转动的角速度至少为100rad/s时，衣服才能贴在桶壁上不掉下来

C.h等于1.5mm

D.h等于3mm

【答案】BC

【详解】AB.当衣服与桶壁间的最大静摩擦力等于重力时，衣服才能恰好贴在桶壁上不掉下来，又最大静

摩擦力等于滑动摩擦力，衣服随桶转动的向心力由桶壁的支持力提供，因此有

fn、=NFz=mg

网=nviTr

两式联立，可得

0)=斤rad/s=100rad/s

即电动机转动的角速度至少为lOOrad/s时，衣服才能贴在桶壁上不掉下来，故A错误B正确;

CD.水滴以沿桶壁切线方向的速度飞出，到碰到外壁的过程中做平抛运动，其运动的俯视图如图所示:

水滴飞出的速度大小为

v=<z>r=100x0.lm/s=10m/s

水滴的水平位移

x=JR2一r=vt

解得f=0.01而，故其竖直位移

m=0.0015m=1.5mrn

9.（2020•湖北高三月考）一艘宇宙飞船带着任务出发了。在远离星球的太空中沿直线飞行时，启动推进器，

飞船受到推力厂的作用，在短时间加内速度改变了Au（其它星球对它的引力可忽略）；当飞船飞近一个无

名的孤立星球时，关闭发动机后飞船能以速度u在离星球的较高轨道上绕星球做周期为7；的匀速圆周运动;

到达孤立星球附近时，再次关闭发动机后飞船在星球表面做匀速圆周运动的周期（，登陆星球后，宇航员

用弹赞测力计称量一个质量为机的祛码时读数为N。已知引力常量为G,忽略该星球自转。则（）

Fbt

A.宇宙飞船的质量为——B.宇宙飞船的质量为姑AL

AvAv

C.孤立星球的质量为上工D.孤立星球的质量为」!工

271G16G万4加3

【答案】ACD

【详解】AB.飞船直线推进时，根据动量定理可得

Fkt=ZMAV

解得飞船的质量为

FZ

in-------

Av

故A正确，B错误;

C.飞船绕孤立星球运动时，根据万有引力提供向心力可得

2

2兀、）mv

解得

2兀G

故C正确;

D.用弹簧秤称量时，则有

NGM

在星球表面运动时有

解得

故D正确;

故选ACD。

10.（2020.湖北襄阳三中高三月考）如图所示，HH氏是同种金属材料（自由电荷为电子）、上下表面为正

方形的两个霍尔元件，山的边长和厚度均为H2边长和厚度的2倍。将两个霍尔元件放置在同一匀强磁场B

中，磁场方向垂直于两元件正方形表面。在两元件上加相同的电压，形成图示方向的电流，M、N两端形成

霍尔电压U,下列说法正确的是（）

A.Hi中的电流强度是山中电流强度的2倍

B.Hi、出上M端电势高于N端电势

C.Hi中产生的霍尔电压是H2中产生的霍尔电压的2倍

D.H］中产生的霍尔电压等于H2中产生的霍尔电压

【答案】AD

【详解】A.根据电阻R=0（，设正方形金属导体边长为小

厚度为6,则

Dap

R=p——=—

abb

则

24=&，

在两导体上加上相同电压，则R中的电流等于&中电流的2倍，故A正确;

B.电子定向移动的分析与电流方向反向，在磁场中受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，向M表面偏转,

所以M端电势低于N端电势，故B错误:

CD.根据电场力与洛伦兹力平衡，则有

evB=e^-,

a

由电流:

I=nesv=neabv=—

R

及电阻:

ap

RD=p—=—

abb

联立解得:

BUabBU

U=Bav=Ba------

Hneabnepabnep

则有Hi中产生的霍尔电压和H2中产生的霍尔电压相等，故C错误，D正确；

故选：ADo

11.（2020•湖北高三月考）如图所示，固定在水平面上的足够长的光滑平行直导轨处于垂直平面向下的匀强

磁场中，一端连接着一个电容器和电源，导轨上放着一根长度与导轨间距相同，有固定阻值的均匀导体棒。

与电容器连接的单刀双掷开关先与左边闭合，待充电结束后，某时刻与右边闭合，作为计时起点，随后导

体棒在运动的过程中始终与导轨接触良好，不计其他位置的电阻，则电容器所带电量4、导体棒的运动速度

丫、流过导体棒的电流/、通过导体的电量Q随时间f变化的图像可能的是（）

C\

O

【答案】BCD

【详解】开关先与左边闭合，使电容器充电。后与右边闭合，导体棒通以放电电流，电容器两端电势差减

小，导体棒上产生向右的安培力，使得导体棒向右加速运动切割磁感应线产生反电动势且逐渐增大，所以

放电电流逐渐减小。

当反电动势增大到与电容器两端电势差等大时，电流消失，安培力为零。导体棒做匀速直线运动，电容器

两端电势差不再改变，所带电量不再减小，通过导体棒的电荷量不再增加。

选项A错误，BCD正确。

二、非选择题：本题共5小题，共56分

12.（2020•湖北高三月考）研究表明：人从高处下落，脚触地瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。为

探究这个问题，某同学用重物从高处自由下落冲击地面来模拟人体落地的情形。下表为实验过程中测得的

相关数据。

常收和测fit物理品测盘数据

重力加速度g|9.8m/J

市物（包括传感器）的质量m8.500kg

政物下落高度〃45.00cm

16物反弹高度人20.00rm

最大冲击力F.850.00N

质物地面接触时间，0.100s

（1）为测量地面对重物的平均作用力尸与重物重力mg的比值，上表中的不需要测量（填物理量

的符号）；若不考虑重物与地面的形变，由上表可知£=____________（结果保留2位有效数字）；

mg

（2）通过上述实验，如果人从一定的高度由静止竖直跳下，为减小脚触地瞬间受到的冲击力，可采取什么措

施？.

【答案】m、Fm6.1穿上运动鞋或屈腿弯曲，增加脚与地面的接触时间

【详解】（1）”］重物在空中运动过程中，由机械能守恒有

mgn,=13mv2

所以重物与地面接触前瞬时的速度大小

H=J?gH

重物离开地面瞬时的速度大小

v2

重物与地面接触过程，设竖直向上为正方向，由动量定理有

(F-mg)t=mv2+mVj

解得

n尸四丁

所以地面对重物的平均作用力尸与重物重:力，〃g的比值

F回+0F,

——=--------r=---------bl

因此上表中的不需要测量的是根和工,。

[2]代入数据解得

F0x0.2000+J2x0.4500

+1«6.1

79^8x0.100

Q）R]MF=m亚逅亚画+mg可以看出人从一定的高度由静止竖直跳下，可以通过穿上运动鞋或屈

腿弯曲，增加脚与地面的接触时间来减小人受到地面的冲击力。

13.（2020・湖北武汉市•华中师大一附中高三月考）用下列器材测量电容器的电容:一块多用电表，一台直流稳

压电源，一个待测电容器（额定电压16V）,定值电阻凡（阻值未知），定值电阻&=150Q电流传感器、数据采集

器和计算机,单刀双掷开关S,导线若干.

实验过程如下：

实验次数实验步骤

①用多用电表的、10“挡■量电阻品,指针偏转如图（甲）所示.

第1次②将电阻4等器材按照图（乙）正确连接电路，将开关S与1端连接.电源向电容器充电.

③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i-t曲线如由（丙）中的实线a所示.

用电阻R：替换用，重复上述实脸步骤②③，测得电流随时间变化的小，曲线如国（丁）中的某条

第2次

虚线所示.

说明:两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同.

«/•om

请完成下列问题：

(1)由图(甲)可知，电阻心的测量值为C；

(2)第1次实验中，电阻吊两端的最大电压U=—V.利用计算机软件测得i-t曲线和两坐标轴所围的面积为

42.3mA・s,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C=—F;

(3)第2次实验中，电流随时间变化的i-t曲线应该是图(丁)中的虚线—(选填或“，),判断依据是

【答案】(1)10094.7x10-3c与实线。比较，最大电流小，且与两坐标轴所围面积相等

【详解】(1)[1].欧姆表读数=表盘刻度x倍率=10x10=100。；

(2)[2][3].由评图象得到开始时电流为/=9()mA=0.09A；故最大电压为

t/=//?i=0.09Axl00Q=9V

故电容为

。=幺=42.3mA.s=47xl

U9V

(3)[4],换用150c的电阻，则根据北=电，因第2次实验的最大电流小些，故不是仇根据Q,=CU,“，

因两条曲线分别与坐标轴所围的面积相等，故不是"，是C：

14.(2020•湖北宜昌市•高三月考)如图为某高压锅结构示意图，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界

连通，此时锅内气体与外界大气压强相等。当锅内温度达到40℃时，气孔1会封闭，将锅内外隔离。若锅

内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀。己

知限压阀的质量为20g,气孔2的横截面积为8mm2,锅的容积为O.CMn?,现在锅内放入20℃、极少量的

水，然后盖好锅盖加热，很快水完全汽化后气孔1封闭。求：(气体可视为理想气体，大气压强"°=L0xl()5pa)

(1)气孔2上的限压阀被顶起时，锅内气体的温度是多少？

(2)从气孔1封闭到温度升到120℃,漏出的气体占气孔1封闭时锅内气体的百分比。

【答案】(1)118.25℃：(2)0.50%

【详解】(1)气体在气孔1封闭到气孔2上的限压阀被顶起的过程中，据查理定律

且=隹

T1％

Pi=Po

限压阀

p2S0=p0SQ+mg

7；=273K+40K=313K

5=273K+L

解得

/2=118.25℃

(2)密封的气体在限压阀顶起至升温到120℃进行等压变化，据盖吕萨克定律

匕=及

T2n

AV=V；-V；

漏出的气体的占气孔1封闭后锅内气体的百分比为

〃=丝乂100%

代入数据解得

7=0.50%

15.(2020•湖北高三月考)某极限运动员乘气球升至距地面”=3.35xl()4m的高空后由静止跳下，到达距

地面的高度/z=1.5xl()3m处时，运动员打开降落伞并成功落地，取重力加速度大小g=10m/s2。

(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至距地面的高度/?=1.5xl()3m处所需的时间人

(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，物体高速运动时所受阻力的大小可近似表示为

f=kv2,其中u为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员

在某段时间内高速下落的丫-1图像如图所示，该运动员和所带装备的总质量初=160kg,求该运动员在达

到最大速度时所受阻力的阻力系数k(结果保留一位有效数字).

4080120160Us

【答案】（l）80s；（2）0.01kg/m

【详解】（1）根据匀变速直线运动的规律有

解得