2021届河北省新时代NT抗疫爱心卷高考物理模拟试卷(含答案解析)

2021届河北省新时代NT抗疫爱心卷高考物理模拟试卷

一、单选题(本大题共7小题，共24.0分)

1.下列说法不正确的是()

A.卢瑟福用a粒子散射实验，证明原子核是由质子和中子组成的

B.夕衰变中产生的0射线，是原子核内中子转化为质子时释放出的高速电子流

C.比结合能越小表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定

D.电子显微镜是利用了实物粒子的波动性原理制成的

2.2017年6月15日，酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭将我国首颗X射线空间天文卫星成

功发射到550/an高的地球圆形轨道上.该卫星安装的“慧眼”望远镜于8月17日成功监测

到了NGC4993星系两颗中子星合并时发射引力波波源所在的天区.该双中子星合并前相互绕转,

边转边靠近，直至碰撞到一起形成新的天体，并发出电磁波.

(1)以“慧眼”望远镜为参考系，可看作静止的是

A.卫星B.地球

C.酒泉卫星发射中心D.中子星

(2)两中子星边转边靠近的过程中，两者间的万有引力

A.先增大后减小B.先减小后增大C.逐渐减小D.逐渐增大

(3)两颗中子星4、B分别以半径以、3(以>3)绕点0转动，角速度相同，周期分别为。、TB，

线速度大小分别为孙、如.则

.2二

AB

A.TA>TBB.TA<TBC.VA>

vBD.vA<vB

(4)X射线空间天文卫星的运行速度

A.小于7.9km/sB.等于7.9km/sC.大于7.9/CTTI/SD.大于11.2k?n/s

3.今年夏天由于降雨量过大，部分地区爆发了洪水，政府部门积极应

对展开救援工作。如图，一架直升机通过轻绳打捞洪水中质量为小的

物体，由于流动的水对物体产生水平方向的冲击，使轻绳张紧且偏

离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成a角，下列说法正确的是（）

A.物体受到3个力的作用

B.绳子的拉力为翳

C.绳子的拉力可能小于mg

D.物体受到洪水水平方向的作用力等于绳子的拉力

rto6

4.如图为甲、乙两质点的u-t图象。对于甲、乙两质点的运动，下列说1

法中不正确的是（）j•

A.质点甲、乙的速度大小相等.4—514<U

B.在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同•外乙

C.质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反

D.若甲、乙从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大

二、多选题（本大题共6小题，共33.0分）

s

5.如图所示，平行金属导轨与水平面成。角，导轨与固定电阻和&相连，匀V

强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab,质量为导体棒的电阻与固

定电阻K和/?2的阻值相等，与导轨之间的动摩擦因数〃，导体棒协沿导轨

向上滑动，当上滑的速度为"时，受到安培力的大小为F,此时（）

A.电阻/?2的电热功率为台

B.电阻％的电热功率为当

C.整个装置消耗的机械功率为Fv

D.整个装置因摩擦而产生的热功率为〃mgvcose

6.如图所示，竖直的光滑半圆形轨道，水平直径ac=2R,轨道左半

XX

部分处在垂直纸面向里的匀强磁场中，右半部分处在垂直纸面向

外的匀强磁场中。将质量为m的金属小球从a点无初速释放，下列

说法正确的是（

A.运动过程中系统的机械能守恒

B.运动过程中小球内没有感应电流

C.小球不可能运动到c点

D.小球最终产生的内能为mgR

7.如图所示，小车上有固定支架，支架上用细线拴一个小球，线长为L（小o

L

球可看作质点），小车与小球一起以速度％沿水平方向向左匀速运动.当

小车突然碰到矮墙后车立即停止运动，此后小球升高的最大高度可能是.ooL

△〃〃力〃，力〃〃〃

（线未被拉断）（）

A.大于葛B.小于葛C.等于原D.等于2Z,

8.如图所示，水平放置的充电的平行金属板相距为d,其间形成匀强电,?―，丁

场.一带正电油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，一d

油滴的质量为m,带电量为q,则（）'[

A.油滴的加速度为零

B.油滴的电势能增加「mgd

C.两极板的电势差为等

D.场强的方向竖直向上

9.下列说法正确的是（）

A.分子间距离增大，分子间作用力一定减小

B.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动遵循统计规律

10.如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的----

光线能从右侧面射出，那么该材料的折射率（）

A.折射率必须大于应

B.折射率必须小于近

C.折射率一定大于1

D.无论折射率是多大都不可能

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）某同学用图1所示装置进行实验，得到图2所示的纸带，测出点4、C间的距离为14.77cm,点C、E

间的距离为16.33cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,

重锤的质量为m=1.0kg,则C点对应的速度是m/s（保留三位有效数字），重锤在下落过

程中受到的平均阻力大小弓=N。

OABD

,6-33^dJ

图2

图1

（2）另一同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原

因可能是（填序号）。

A.重锤的质量测量错误

员该同学自编了实验数据

C.交流电源的实际频率不等于50Hz

D重锤下落时受到的阻力过大。

12.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，实验室各有如下器材:

A.待测电池组（由两节干电池组成，每节电池电动势约为1.5人内阻为几欧姆）

B.直流电压表匕、吟（量程均为3V,内阻均约为3kO）

C.定值电阻岛（阻值未知）

。.滑动变阻器R（最大阻值为Rm）

E.开关，导线若干

某同学设计了如图甲所示的电路，他利用该电路先测出定值电阻&的阻值，再测量待测电池组的电

（1）先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关s,读出电压表匕和彩的示数分别为Uio、U20,

则可求出定值电阻岛的阻值为&=（用Uio、U20和Rm表示）。

(2)移动滑动变阻器的滑片，读出电压表匕和%的多组数据/、U2,描绘出(A-4的关系图象如图

乙所示。图中直线的斜率为七直线与横轴的截距为U。，则待测电池组的总电动势E=,

总内阻r=(均用k、U。、&表示)。

四、简答题(本大题共2小题，共32.0分)

13.如图所示，在4处固定一弹射器，质量m=0.2kg的小球从弹射器弹出后，沿光滑的水平面运动

至力点后冲上竖直平面内半径为R=0.4m的光滑半圆环轨道BCD,然后通过半圆环轨道从。点水

平飞出，小球从。点飞出后刚好落在出发点4处，已知A、B间的距离为0.4机。重力加速度g取

10m/s2,半圆环轨道的半径远大于小球直径。求：

(1)小球在。点水平飞出时速度大小；

(2)小球通过B点时对轨道压力的大小和方向。

14.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平

面与水平面夹角。=37。,在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=

0.507、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端

接有电动势E=6.0V、内阻r=0.50。的直流电源。现把一个质量?n=

0.05kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导

体棒的电阻为R=2.50,金属导轨的电阻忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g^L10m/s2,

求：

(1)通过导体棒电流/的大小和方向；

(2)导体棒受到的安培力的大小；

(3)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。

五、计算题(本大题共2小题，共20.0分)

15.0.4m。1某种理想气体的压强p与温度t的关系如图所示，图中po为标

准大气压。已知任何理想气体在标准状态下(温度0汽，压强为一个

标准大气压)16。/的体积都是22.43求该气体在状态C时的体积?

-2730127227t/b

16.如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线.

(1)该波可能的传播速度；

(2)若0.1s<T<0,2s,求可能的波速;

(3)若波速为55TH/S,求波的传播方向.

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、a粒子散射实验的结果证明原子具有核式，故A错误；

8、£衰变的实质是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时产生一个电子，这些电子以夕射线的

形式释放出去，故B正确；

C、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，同理可知，比结合能越小表示

原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定，故C正确；

。、人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故。

正确。

本题选不正确的，

故选：4。

a粒子散射实验的结果证明原子的核式结构；

根据0衰变的本质分析；

比结合能越大，原子核越稳定，比结合能越小，原子核越不稳定；

电子显微镜利用了电子的波动性原理制成；

本题考查了a粒子散射实验、/?衰变、比结合能、实物波等内容，多熟悉课本知识，多归类总结；

2.答案：

【小题1】A【小题2】D【小题3】C【小题4】A

解析：

相对于参照物位置变化的物体是运动的，位置不变的物体是静止的，研究运动情况，关键看它与所

选参照物的位置是否变化，据此对各个选项逐一进行分析即可做出选择。

本题考查参考系的选择对研究物体的运动的影响；并且在解答此题的同时可以使学生很好的接受科

技教育，激发学生的爱国主义精神，增强民族自豪感，符合新课程理念，是一道较为典型的好题。

A、“慧眼”HXMT望远镜相对于卫星位置不变，以望远镜为参照物，卫星是静止的，故A正确；

BCD、若以“慧眼”望远镜为参考系，地球、酒泉卫星发射中心、中子星都是运动的，故8CZ）错误；

故选A。

根据万有引力定律F=g詈公式求解，两物体间的万有引力大小与两物体的质量乘积成正比，与距

离的二次方成反比。

解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件。

两中子星边转边靠近的过程中，两者间距离减小，根据万有引力定律?=爷也，「减小，万有引力F

逐渐增大；故4BC错误；。正确；

故选D。

两颗中子星4、B分别以半径以、力(。＞2)绕点。转动，角速度相同，根据T=三判断周期；由v=rw

(1)

判断线速度；

本题知道共轴转动的物体角速度相等，应用线速度、周期公式即可正确解题。

AB,两颗中子星绕点0转动，角速度相同；根据7=号知；周期相同，TA=TB,故AB错误；

CD、角速度相同；由v=ro),以＞玷,故力＞如，故C正确；。错误；

故选Co

7.9krn/s是近地卫星的运行速度，是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，卫星的轨道半径越大，

运行越慢。

解决本题的关键要知道卫星的线速度、加速度和周期与轨道半径的关系，知道卫星的轨道半径越大，

运行越慢。

7.9km/s是近地卫星的运行速度，离地球越远的卫星运动得越慢，故该卫星的运行速度一定小于第

一宇宙速度7.9/cm/s,故A正确，BCD错误；

故选A。

3.答案：C

解析：解：ABC,对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和

水对它水平方向的作用力，如图所示；

竖直方向根据平衡条件可得：尸郎+Tcosa=mg

解得绳子的拉力为7=吧口，绳子的拉力T可能小于mg，故

cosa

AB错误、C正确；

D、水平方向根据平衡条件可得：f=Tsina,洪水水平方向

的作用力等于拉力的水平分力，故。错误。

故选：Co

对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水对它水平方向的作用力，根据平衡条件并运用正交分解

法列式分析。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、

利用平行四功形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程

进行解答，本题关键不要忘了物体还受到浮力作用。

4.答案:B

解析：解：4、由图读出，甲的速度为2M/S,乙的速度为-2m/s,说明两物体的速度大小相等，方

向相反，故A正确。

8、由于质点甲向正方向运动，乙向负方向运动，在相同的时间内，质点甲、乙的位移大小相等，方

向相反，所以位移不相同。故B错误。

C、甲的速度为正值，说明质点甲向所选定的正方向运动，乙的速度为负值，则质点乙与甲的运动方

向相反，故C正确。

。、若甲、乙从同一地点开始运动，因为甲、乙向相反方向运动，则它们之间的距离一定越来越大。

故。正确。

本题选不正确的，

故选：B。

由图能直接读出两质点的速度，只有当位移的大小和方向都相同时，位移才相同。由图线与坐标所

围“面积”读出位移，图线在坐标轴上方，位移为正方向，图线在坐标轴下方，位移为负方向。由

速度的正负确定出速度的方向。根据甲、乙的出发地点位置关系，判断它们之间的距离是增大还是

减小。

本题考查基本的读图能力。要注意速度-时间图象不能反映质点初始位置，知道速度的符号表示速

度的方向。要注意矢量只有大小和方向都相同时才相同。

5.答案：AD

解析：解：力、固定电阻M和/?2并联后的电阻值为：

设就长度为3磁感应强度为B,ab棒的速度为〃时产生的感应电动势为E=8打，ab中感应电流为：

/—E_E_BW

我+R3+R1.5/?

昉所受安培力为：F=BIL=B—L=

1.5R3RJ

电阻此消耗的热功率为：「］=(h)2/?=竺誓…②，

29R

由①②得，匕=手电阻R1和/?2阻值相等，它们消耗的电功率相等，则P1=P2=詈，故A正确，

8错误.

C、导体棒克服摩擦力做功的功率为丹=〃mgucosa,而〃mgcosa<F,所以导体棒克服摩擦力做功

的功率小于Fu,故C错误；

D、整个装置因摩擦而消耗的热功率为：Pf=fv=pmgcosa-v=nmgvcosa-故。正确

故选：AD

导体棒ab向上滑动时切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，电阻％、&并联与导体棒串联.由

感应电动势公式七=8八、欧姆定律、安培力公式，推导安培力与速度的关系式.由功率公式电阻

的热功率及导体棒克服摩擦力做功的功率.

解决本题是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的表达式，结合功率公式和功

能关系进行分析.

6.答案：CD

解析：解：4、小球从磁场交界Ob通过时，由于通过小球的磁通量发生变化，在球内产生涡流，从

而一部分机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；

8、在通过磁场交界时产生感应电流，其他位置无感应电流，故8错误；

C、小球第一次通过0b线有部分机械能转化为内能，那么当小球第一次过0b线后，再向上运动的的

最大高度比c点稍低一点，故C正确；

。、根据能量守恒，每次通过交界线小球都要损失机械能，多次通过交界线后，小球最终停在b处,

则△U=rn.gR,故。正确。

故选：CD。

根据产生感应电流的条件分析是否会产生感应电流，根据能量守恒分析小球上升的高度和最终转化

的内能。

本题主要是考查电磁感应现象，知道感应电流产生的条件以及电磁感应现象中能量的转化是关键。

7.答案：BCD

解析：解：如果小球的速度不能使小球做圆周运动，由机械能守恒可得，\mV2=mgh,所以最大

„2

高度可能是M，所以c正确.

2g

如果有空气的阻力的话，机械能不守恒，最大高度就要小于篝；所以8正确.

2g

如果小球的速度能使小球做圆周运动，那么最大的高度就是圆周运动的直径23所以。正确.

故选：B、C、D.

小球在运动的过程中机械能守恒，由机械能守恒可以求得小球能到达的最大高度；

如果小球可以达到最高点做圆周运动的话，那么最大的高度就是圆周运动的直径.

本题由多种可能性，在分析问题的时候一定要考虑全面，本题考查的就是学生能不能全面的考虑问

题，难度不大.

8.答案：ACD

解析：

微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力必定平衡做匀速直线运动，否则就

做曲线运动.微粒的加速度一定为零.根据能量守恒研究微粒电势能的变化.由题可判断出电场力

方向，根据微粒带正电，可判断电场强度方向.

本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出粒子做匀速直线运动.

A、由题意可知，微粒受到电场力与重力，处于平衡状态，则其加速度为零，故A正确；

8、重力做负功mgd,微粒的重力势能增加，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的电势能减小

了mgd.故8错误.

C、由上可知微粒所受电场力做功皿=^1。乙又W=qU,得到两极板的电势差〃=等.故C正确.

。、由题分析可知微粒必定做匀速直线运动，加速度为零，微粒除重力外还受到竖直向上的电场力,

由于电荷带正电，所以电场强度的方向为竖直向上，故。正确.

故选：ACD.

9.答案:CD

解析：解：4、根据分子力与分子之间距离的关系图象可知，当分子间距离增大时，分子力作用力不

一定减小.故A错误；

8、根据热力学第二定律可知，机械能可以全部转化为内能，内能无法全部用来做功以转化成机械能，

故8错误；

C、根据热力学第零定律可知，温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两

系统温度相同.故C正确；

。、物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动遵循统计规律.故。正

确.

故选：CD

据分子力与分子之间距离的关系图象分析分子力的变化；根据热力学第二定律可知，内能无法全部

用来做功以转化成机械能，根据热力学第零定律可知，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统

温度相同.

该题考查分子间作用力基本内容和热力学第零定律、热力学第二定律的内容，要注意的是热力学第

二定律的几种常见的说法，要切实理解并牢记.

10.答案：BC

解析：

本题关键要掌握全反射的条件，充分运用数学知识进行求解.要注意折射率是大于1的常数。

要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，光线射到右侧面的入射角不大于临界角，根据折射定

律和几何知识结合进行求解。

设光线在上表面的入射角为i,折射角为％,在右侧面的入射角为%，

由几何知识得：%+。2=90。...①

要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，必须满足。2<c...@

则得sin/<sinC=，…③

由sini=nsind1

得：sin%=詈…④

由①得：sin92=cos/=Jl—(^^)2<；…⑤

由③、⑤得：n<Vsin2t+1

因i最大值为90。，则得7i<V2,且n>lo

故选BC。

11.答案：3.890.5BC

解析：解：①B点的即时速度等于AC段的平均速度，即：%.=8"+iG3)cm=3.89m/s；

利用匀变速直线运动的推论△%=a72求出物体下落的加速度为：a=篝=。63(：蒜7)的=

9.75m/s2

根据牛顿第二定律可以得到mg-f=ma,所以有：

f=mg-ma=m(g—a)=1x(9.8—9.75)N=0.05/V

故答案为:0.05N。

②实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，说明测量的物体的速度偏大或者是物

体的重力势能偏小，

A、由重锤下落过程中=可知，重锤的质量与实验的数据无关，所以重锤的质量测量错误

不会影响实验的数据，故A错误；

8、该同学若自编了实验数据，可能导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，故8正确；

C、交流电源的频率不等于50Hz.此时点之间的时间间隔不是0.02s,所以此时的测量的速度可能会大

于真实的数值，导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，故C正确；

。、重锤下落时受到的阻力过大，会使物体的速度减小，不会使物体的动能变大，故。错误；

故选BC。

故答案为：3.89m/s,0.05/V,BC

①纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用中点时刻的即时速度等于该

段上的平均速度，可以求出b点的速度；利用匀变速直线运动的推论△尤=。口，可以求出重锤下落

的加速度大小，根据牛顿第二定律mg-f=ma可以求出重锤下落过程受到的空气阻力大小；

②该实验的系统误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，偶然误差来着数据

的测量。

纸带问题的处理是力学实验中常见的问题。我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得

纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，

从而进一步根据物理规律得出实验结论。

(-20--10)防kU。Ro

12.答案:

Sok-1k-1

n%U-U(U2o-Uio)Rm

解析：解：⑴由图甲所示电路图可知，定值电阻阻值：Ro=^=2Q10=—4一；

Rm

(2)由图甲所示电路图可知，电源电动势：E=U+Ir=U+^r,

22Ko

整理得：力=午1；2-平，

由图示U1—U2图线可知：%=手，々=竿

解得，电源电动势：E

=k-1

电源内阻：r=急；

故答案为：(1产。肃)即；(2)岩；悬。

(1)根据图示电路图应用串联电路特点与欧姆定律求出定值电阻阻值。

(2)根据图示电路图应用闭合电路欧姆定律求出图线的函数表达式，然后根据图示图线求出电源电动

势与内阻。

本题考查了实验数据处理，分析清楚电路结构与实验步骤是解题的前提，应用串并联电路特点与欧

姆定律可以解题，应用闭合电路欧姆定律求出图线的函数表达式是解题的关键。

13.答案:解：

(1)小球从。点飞出后刚好落在出发点4处，小球做平抛运动，运动时间1=后=0-4s,则小球在。点

水平飞出时速度%=绡=Im/s；

(2)4运动至。对小球用动能定理得-mg2R=一如瑶，代入数值解得6=y/17m/s^

在B点小球进入轨道做圆周运动，轨道支持力与小球重力的合力提供向心力，根据向心力公式得FN-

mg=6焦，代入数值解得FN=10.5N,方向竖直向上。

答：(1)小球在。点水平飞出时速度大小为lm/s；

(2)小球通过B点时对轨道压力的大小为10.5N,方向竖直向上。

解析：(1)小球从D点飞出后刚好落在出发点4处，小球做平抛运动。分解平抛运动为水平方向匀速

直线运动和竖直方向自由落体运动，分别在水平和竖直方向有运动学公式求解；

(2)运用动能定理求出B点速度，进入8点后小球做圆周运动，轨道支持力与小球重力的合力提供向

心力，根据向心力公式求解。

此题考查平抛运动基本概念和公式及圆周运动结合动能定理。解题关键为找出小球圆周运动的向心

力。

14.答案：解(1)根据闭合电路欧姆定律可得电路电流：I=^-=-^—A=2A,方向b-a。

K~rT乙5+U.5

(2)根据安培力的计算公式可知导体棒受到的安培力F安=B1L=0.5Tx24x0.4N=0.4N。

(3)导体棒重力沿斜面向下的分力：G]=mgsin37°=0.05x10x0.6N=0.3/V

由于Gi<F安，故摩擦力方向沿斜面向下。

根据力的平衡条件可得Gi+/=产安。

故/=产安.Gi=0.4/V-0.3N=Q.1N,方向沿斜面向下。

答：(1)通