2021届新高考八省物理模拟卷03（湖南专用解析版）

2021届八省新高考物理模拟卷一湖南卷（03）

物理试卷

一、选择题：本题共6小题，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1.（2020•衡阳市第二十六中学高三月考）一位女士由于驾车超速而被警案拦住。警察走过来对她说：“太太，

你刚才的车速是80km/h!这位女士反驳说：“不可能的！我才开了10分钟，还不到一个小时，怎么可能

走了80km呢?”“太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过80km。”“这也

不可能的。我只要再行驶20km就到家了，根本不需要再开过80km的路程。”你认为这位太太没有认清哪

个科学概念（）

A.位移与路程的概念

B.时间与时刻的概念

C.平均速度与瞬时速度的概念

D.加速度与速度的概念

【答案】C

【详解】平均速度是物体在单位时间内通过对路程，而瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置上的速度；

由题意可知，超速是任意时刻超过80km/h,故该女士没有认清瞬时速度的概念，故ABD错误，C正确。

故选C«

2.（2020.湖南长沙市.雅礼中学高三月考）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比："2=1。：1;b

是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R=10C。从某时刻开始在原线圈以，/两端加上如图乙

所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）

乙

A.当S与〃连接后，理想电流表的示数为2.2A

B.当S与“连接后，/=0.0Is时理想电流表示数为零

C.当S由。拨到人后，原线圈的输入功率变为原来的2倍

D.当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25Hz

【答案】A

【详解】AB.S与。连接后，由

5_=巴

U2n2

又知

220夜

Ui=―占一V=220V

五

解得

5=22V

则理想电压表的示数为22V,又知定值电阻R=1OC,可得理想电流表示数为电流的有效值

u

/=-J2-=2.2A

R

故A正确，B错误;

C.S由a拨到人后

n\:〃2=5:1

则

U\:5'=5：1

得

U2-2U2

据—得功率变为原来的4倍，故C错误；

R

D.输出电压频率不变，仍为50Hz,故D错误。

故选Ao

3.（2020.双峰县第一中学高三月考）如图，半球体置于水平面上，在半球体的上表面上放一物块后，成如

图所示的状态而保持静止，则半球受力的个数为（）

A.2个B.3个C.4个D.5个

【答案】C

【详解】物块处于平衡状态，受到重力和半球体斜向上的支持力，必定受到沿斜面向上的摩擦力才能处了

平衡状态！而且物块受到的支持力与摩擦力的合力与重力大小相等，方向相反。根据牛顿第三定律可知，

物块对半球体的压力与摩擦力的合力一定是竖直向下，与重力相等，所以半球体受到重力、地面的支持力、

物块的压力以及物块对半球体的摩擦力，共4个力。故C正确，ABD错误。

故选C。

4.(2020•湖南省宁远县第一中学高三月考)如图所示，A、B、C为三段圆柱体，质量均为机，均可视为质

点，通过钱链与两根长为L的轻杆相连，A、B、C位于竖直面内且成正三角形，其中A、C置于光滑水平

面上，A、C带电，电荷量均为q,A、C间的库仑力忽略不计•，B不带电。起初在水平向右的匀强电场中

三个物体均保持静止，现水平电场突然消失，B由静止下落，物体A、C在杆的作用下向两侧滑动，三物体

的运动始终在同一竖直平面内。已知重力加速度为g,则物体B由静止至落地的过程中，下列说法正确的是

()

B.水平电场的电场强度E=上2

317

C.圆柱A对地面的压力一直大于〃?g

D.圆柱B落地的速度大小近似为

【答案】D

【详解】AB.根据平衡条件可知，A带正电，C带负电，对B受力分析可知，杆上的支持力

2Fcos30°=mg

解得

F=*mg

对C分析可得杆上作用力的水平分力等于电场力，即

Eq=Feos60°

解得

Eq7mg

可知，AB错误：

C.在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上作用力，故球A对地面的压力可能小于mg,

C错误；

D.对整个系统分析

V3.12

mgL=—mvB

解得

■=J岛.

D正确。

故选D。

5.（2020.湖南长沙市.高三月考）如图，在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡，某人站在左侧

山坡上的P点向对面山坡上水平抛出三个质量不等的石块，分别落在4、8、C三处，不计空气阻力，4、

。两处在同一水平面上，则下列说法中正确的是（）

A.落在。处的石块在空中运动的时间最长

B.落在A、B两处的石块落地速度方向相同

C.落在A、B、。三处的石块落地速度方向相同

D.落在3、C两处的石块落地速度大小不可能相同

【答案】B

【详解】A.平抛运动的运动时间取决于竖直分运动的位移大小，位移越大，运动时间越长，所以落在8处

的石块在空中运动的时间最长，故A错误；

B.设落在A处的石块落地速度方向与水平方向的夹角为a,则

tana=—=—=2x—-----=2x—=2tan0

Vx%卬》

即落地时的速度方向只与山坡倾角有关，与落地点无关，所以落在A、3两处的石块落地速度方向相同,

故B正确；

C.落在A、C两处的石块落地速度方向是不同的，因为直线以和PC的倾角不同，故C错误；

D.落在B、C两处的石块落地速度分别为

%=Juco'gy

由水平位移可知以0<%0，由竖直位移可知％》殳，所以以、么是有可能相等的，故D错误。

故选Bo

6.（2020・湖南长沙市•雅礼中学高三月考）均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表

面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为瓦圆环的质量为相，半径为r,给环以竖直向上

的初速度丫，圆环上升最大的高度为，，然后落回抛出点，此过程中（）

A.圆环先有扩张后有收缩趋势

B.圆环上升时间比下降时间短

C.圆环上升过程和下降过程产生的热量相同

D.圆环上升过程经过与位置时的速度有可能大于巫u

22

【答案】B

【详解】A.圆环上升时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为逆时针方向；根据左手定则可得,

圆环受到的安培力的方向向下；圆环卜降时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向；

根据左手定则可得，圆环受到的安培力的方向向上；整个过程中，圆环既没有扩张的趋势，也没有收缩的

趋势，故A错误：

B.圆环在上升过程中，感应电流安培力向下，合力为重力与安培力之和，而圆环下降过程中，感应电流安

培力向匕合力为重力和安培力之差，因此圆环上升时减速的加速度大小大于下降时加速的加速度大小，

上升和下降位移相同，因此上升时间小于下落时间。故B正确；

C.圆环运动过程中因电磁感应产生热量，机械能减小，因此圆环上升和下降经过同一位置时.，下降时的速

度小于上升时的速度，因此经过任一高度，上升时感应电流安培力大于下降时的安培力，圆环在上升过程

克服安培力做功大于下落过程中克服安培力做功，因此圆环上升过程中产生热量较大，故C错误。

D.若圆环上升过程做匀减速直线运动，则根据

v2=2aH

解得经过与位置时的速度为也v

实际上圆环上升过程做加速度减小的减速运动，可知前半段速度减小

22

快，经过与位置时的速度小于立v，故D错误。

22

故选B。

二、选择题：本题共4小题，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

7.（2020•湖南高三月考）原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（）

B.票Kr核比/Ba核更稳定

C.三个中子和三个质子结合成；Li核时放出能量

D.在核反应a1}+7―北心+啜82+37中，要吸收热量

【答案】BC

【详解】A.根据图像可知；He的平均结合能约为7MeV,核子数为4,所以结合能约为

4x7MeV=28MeV

A错误;

B.平均结合能越大，原子核越稳定，所以累Kr核比2Ba核更稳定，B正确：

C.核子结合成原子核时会质量亏损放出核能，即结合能，所以三个中子和三个质子结合成：Li核时放出能

量，C正确；

D.重核裂变会质量亏损，所以会释放能量，D错误。

故选BCo

8.（2020・双峰县第一中学高三月考）如图，在倾角为30°的光滑斜面上，有质量均为m=2kg的AB两物块

靠在一起,A物块连着一根劲度系数A=20（）N/m的轻弹簧,从两物体静止开始,对B施一沿斜面向上的力F,

使AB-•起以a=lm/s2的加速度做匀加速运动，直至AB分离，取g=10m/s2,则下列说法正确的是（）

A.AB分离前它们间的相互作用力不变

B.当弹簧的压缩量为6cm时，AB分离

C.经占0.2夜sAB分离

D.AB分离时的速度为0.2m/s

【答案】BC

【详解】A.对A受力分析可知，重力、支持力、B对A的作用力、弹力，由于弹力发生变化且A的加速

度不变，由牛顿第二定律可知，AB分离前它们间的相互作用力会发生变化，故A错误；

B.AB分离时速度相同，加速度也相同旦此时的相互作用力为0,对A由牛顿第二定律有

F弹-mgsin300-ma

解得

端=mgsin30+ma=12N

由胡克定律有居单=日解得

x=0.06m=6cm

故B正确；

C.设刚开始时弹簧压缩量为回，则

(mA+7得漳m3()°=kxn

解得

x0=0.1m=10cm

由位移公式得

12

x0~x=~at-

解得

t-0.25/2s

故C正确；

D.由速度位移公式得

2

2a（x0-x）-v

解得

v-0.2&m/s

故D错误。

故选BCo

9.（2020・湖南郴州市•高三月考）如图所示，绝缘水平面内固定有两足够长的平行金属导轨必和及导轨

间距为乩两导轨间分别接有两个阻值均为r的定值电阻凡和&,质量为机、长度为d的导体棒PQ放在

导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻，在空间加上磁感应强度小为B、方向竖直向

下的匀强磁场，两根完全相同的轻弹簧一端与棒的中点连接，另一端固定，初始时刻，两根弹簧恰好处于

原长状态且与导轨在同一平面内，现使导体棒获得水平向左的初速度%,在导体棒第一次运动至右端的过

程中，与上产生的焦耳热为Q,下列说法正确的是（）

Q

A.初始时刻，棒所受安培力的大小为

r

B.棒第一次回到初始位置时，用的电功率为典父_

r

C.棒第一次到达右端时，两根弹簧具有的弹性势能之和为:加诏-2。

D.从初始时刻至棒第一次到达左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为4Q

【答案】AC

【详解】A.初始时刻，导体棒有效的切割长度为以产生的感应电动势为：

E=Bd%

通过棒的感应电流为：

E_2Bdv。

l=~=~r

一r

2

导体棒所受安培力的大小为：

7=Bld

联立解得：

_2B2d\

故A正确；

B.由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，由能量守恒定律知，当棒再次回到初始位置时，速度必小

于%,棒产生的感应电动势小于Bd%,通过导体棒的电流小于竺」&,则4的电功率小于

r

（工竺处）2R=电位，故B错误；

2rr

C.由能量守恒得知，当导体棒第一次达到最右端时，棒的动能全部转化为整个回路中的焦耳热和两根弹簧的

弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为20,所以两根弹簧具有的弹性

势能为5机4―2。，故C正确；

D.由于安培力始终对导体棒做负功，产生焦耳热，第一次运动至最右端的过程中用产生的电热为Q,电路

中产生总热量为20,棒第一次达到最左端的过程中，电路中产生总热量一定小于20,故D错误；

故选ACo

10.（2020.双峰县第一中学高三月考）火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若宇航员在火星表面附

近由静止释放一个质量为机的小球，小球在下落过程中由于受到空气阻力，其加速度“随位移x变化的关

系图像如图所示。已知火星的半径为自转周期为7,引力常量为G,忽略火星自转对重力的影响，则下

列说法正确的是（）

A.火星的“第一宇宙速度”为国R

B.火星的质量为毛-

c.火星静止轨道卫星的轨道半径为病

D.小球下落过程中的最大速度为瓦1

【答案】AD

【详解】A.小球刚释放瞬间即x=0时的速度为零，故此时小球所受空气阻力为零,

可知火星表面的重力加速度大小为小，由

〃也。=加方

可得火星的“第一宇宙速度”

故A正确：

B.由

„Mm

G-j^~=3o

可得火星的质量

M吗

故B错误；

C.由

可得火星静止轨道卫星的轨道半径

Ja°R于

V4乃2

故c错误;

D.当小球下落的速度最大时。=0,此时"以一1图线与x轴包围的“面积”表示合力对小球做的功,

根据动能定理有

112

-maoxo=-mvm

解得小球下落过程中的最大速度

故D正确。

三、非选择题：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。

11.（2020•湖南高三月考）某学校的科技小组在一次创新大赛中利用所学物理知识设计了一种“闯红灯违规

记录仪”，其工作原理如图甲所示，当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且车辆经过的路面下

的压敏电阻受到车的压力，其阻值随压力变化如图乙所示，当压力变化引起电流变化达到一定值时，继电

器的衔铁就被吸下，电路中的电控照相机就启动，记录下违规车辆实况。光控开关未受到该种光照射就自

动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。

工作电路

电控照相机

、光控开关

—<=z>~।

压敏电阻K

乙

甲

（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到（选填“红”“绿”或“黄”）光时自动闭合;

（2）已知控制电路电源电动势为6V,内阻为2C,继电器电阻为8C,当控制电路中电流大于0.06A时,

衔铁会被吸引。则只有质量超过kg的车辆违规时才会被记录.（重力加速度g取lOm/s?）

【答案】红400

【详解】(1)口］因是闯红灯违规证据模拟记录器，故光控开关应在接收到红光时自动闭合。

(2)［2］由闭合电路欧姆定律

1=——-——

R+r+%

可得

E

..0.06

R++r

时可解出尺,90。，再由R—F图象可读出当7?=90。时F=4()00N,由G=%可求出机=400kg,故

只有质量超过400kg的车辆违规时才会被记录。

12.(2020・湖南怀化市•高三一模)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，描绘出滑块与传感器的距离s随时间，变化规律，取gfOmH,疝37。=0.6,如图

所示：

⑴根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为丫=()m/s；

2

(2)根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a=()m/s;

(3)现测得斜面倾角为37。，则片()o(所有结果均保留2位小数)

【答案】0.401.000.63

【详解】(［)口］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

(3074)xl(r2s

v=mz=0.40m/s

0.6-0.2

⑵⑵木块在0.2s时的速度大小

,(32-24)x10-2,，

v=-------------------m/s=0.20m/s

0.4-0

木块的加速度大小

v-vr0.4-0.2

a=m/s2=1.00m/s2

Ar0.4-0.2

（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

/%gsin37°-zzmpcos37°

a=----------------------------

m

解得

//=-»0.63

8

13.（2020•湖南高三一模）滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图甲所示，滑板运动员以某一初速度从4

点水平离开/z=0.8m高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从8点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨

道，然后由C点滑上涂有特殊材料的水平面，水平面与滑板间的动摩擦因数从C点起按图乙规律变化，已

知圆弧与水平面相切于C点，B、C为圆弧的两端点。圆弧轨道的半径R=lm；。为圆心，圆弧对应的圆心

角6=53。，己知g=10m/s2,sin370=0.60）cos370=0.80,不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量

m=50kg,可视为质点，试求:

（1）运动员（连同滑板）离开平台时的初速度用；

（2）运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最低点对轨道的压力;

（3）运动员（连同滑板）在水平面上滑行的最大距离。

僧甲图乙

【答案】（l）3m/s；（2）2150N,竖直向下；（3）3.55m

【详解】（1）运动员从A平抛至8的过程中，

在竖直方向有

y；=2g〃①

在8点有

匕,=%tan8②

由①®得

%=3m/s③

（2）运动员在圆弧轨道做圆周运动到C处时，牛顿第二定律可得:

-mg=

运动员从A到C的过程，由机械能守恒得:

1T丽⑤

〃zg[〃+R（l-cos53。）]=—mVr2

2。

联立③④⑤解得

FN=2150N

由牛顿第三定律得：对轨道的压力为

娟=&=2150N

方向竖直向下；

（3）运动员经过C点以后，由图可知：％=0.5m,〃=0.5

设最远距离为x,则x>F，由动能定理可得：

gmv2=g阳ngx、+〃机g（x-）⑥

由⑤⑥代值解得

jc=3.55m

14.（2020•湖南常德市•高三零模）如图所示，真空中有一个半径『0.5m的圆形磁场区域，与坐标原点O相

切，磁场的磁感应强度大小8=2x10-7,方向垂直于纸面向外，在x=lm处的竖直线的右侧有一水平放置的

正对平行金属板M、N,板间距离为g0.5m,板长乙=lm,平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心O”

若在O点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断的均匀发射出速率相同的比荷为幺Gxio'c/kg,且

m

带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线O2O3

方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：

（1）沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v和粒子在磁场中的运动时间心

（2）从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比；

（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在

两板间加上如图示电压（周期n）,N板比M板电势高时电压值为正，在x轴上沿x轴方向安装有一足够长

的荧光屏（图中未画出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度/。

4

亮线长为§m。

【详解】（1）由题意可知，沿y轴正向射入的粒子运动轨迹如图示

则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必定为

R=LO.5m

根据洛伦兹力提供向心力有

V2

Bqv=m—

R

代入数据解得粒子进入电场时的速度为

v=lxl04m/s

在磁场中运动的时间为

1nm,

to=—T=-----=7.85x10s

42Bq

（2）如图示沿某一方向入射的粒子的运动圆轨迹和磁场圆的交点0、尸以及两圆的圆心。卜组成菱形,

故尸和y轴平行，所以v和x轴平行向右，即所有粒子平行向右出射。故恰能从M端射入平行板间的粒

子的运动轨迹如图所示

因为M板的延长线过。。的中点，故由图示几何关系可知NOOC=60。，则入射速度与)，轴间的夹角为30°

同理可得恰能从N端射入平行板I,HJ的粒子其速度上jy轴间的夹角也为30°，如图所示

f11图示可知，在)，轴正I句夹角左XI都为30°的范围内的粒子都能射入平行板间，故从M、N板左端射入平行

板间的粒子数与从。点射入磁场的粒子数之比为

6001

访一W

(3)根据图可知，粒子进入板间后沿y轴方向的加速度大小为

«=^-=lxl08x—x-^—m/s2=4.5xl07m/s2

md400.5

所有粒子在平行板间运动的时间为

t=—=—rS=IxlO^s

vIxlO4

即粒子在平行板间运行的时间等于电场变化的周期7b,则当粒子由片时刻进入平行板间时，向下侧移最

大，则有

当粒子由六匹+半时刻进入平行板间时，向上侧移最大，则

—[=0.025m

2UJ

因为，、”都小于5=0.25m,故所有射入平行板间的粒子都能从平行板间射出，根据动量定理可得所有出

射粒子的在y轴负方向的速度为

七,型一处x4=

3a3

vy=15x1O'm/s

设速度b.方向与V的夹角为少则

如图所示

1~

从平行板间出射的粒子处于图示范围之内，则

I=AX2-Ax,

代入数据解得

,13,4

Ax,=—m,I=—m

63

亮线左端点距离坐标原点的距离为

（一⑶25

I6j6

254

即亮线左端点的位置坐标为（——m,0）,亮线长为一m

63

选考试题：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.[选修3-3]

(1)(2020.湖南长沙市.长沙一中)下列说法不正确的是。

A.竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是因为水银对玻璃管不浸润的结果

B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值

C.物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体

D.压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现

E.汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少

【答案】BCD

【详解】A.竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力产生的不浸润现象所致，故A

正确不符合题意；

B.相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值，故B错误符合题意；

C.多晶体和非晶体均具有各向同性，故物理性质表现为各向同性的固体不一定是非晶体，故C错误符合题

•rir.

屈、;

D.气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部压强产生的阻力造成的，

并非由于分子之间的斥力造成，故D错误符合题意；

E.气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程?=C可知，压强不变而体积

增大，则气体的温度一定升高；温度是分子的平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，单个分

子对器壁的撞击力增大，压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故E正确不符合

题意。

故选：BCD。

(2)(2020・湖南高三二模)用打气简给篮球打气时，每次提起活塞，篮球充气孔处的橡胶垫立即封闭充气孔，

外界大气自由进入打气筒内；然后向下压活塞，打气简进气口立即封闭，当打气简内气压超过篮球内气压

时，篮球充气孔打开，打气筒内气体被压入篮球内。设某个篮球用了一段时间后，其内气压为P,现用内横

截面积为S的打气筒给篮球打气，每次拉出活塞的长度为上再将活塞压下人长度时都能将吸入打气筒的气

体全部压入篮球内。已知外界大气气压为R),设整个打气过程中气体温度均不变、篮球内胆容积丫已知且

不变。

①求第"次打气完成后，篮球内气体的压强；

②试求第(n+1)次压下活塞长度△〃至少为多大时，篮球充气孔才能打开？

【答案】①PT+十；②凶”而上萩

【详解】①提起压下活塞〃次，则有

np^Sh+pV=Py

解得

PP+n^.

'v

②第5+1）压下活塞前，己经压下了〃次，这时篮球内气压为