2021届全国学海大联考新高考原创预测试卷（二）物理

2021届全国学海大联考新高考原创预测试卷（二）

物理

★祝考试顺利★

注意事项：

1、考试范围：高考范围。

2、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡

上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷

类型A后的方框涂黑。

3、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂

黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

4、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答

案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

5、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案用

0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选

修题答题区域的答案一律无效。

6、保持卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

7、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

一、单选题（每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意）

1.将冥王星和土星绕太阳的运动都看做匀速圆周运动。已知冥王星绕太阳的公转周期约是土

星绕太阳公转周期的8倍。那么冥王星和土星绕太阳运行的轨道半径之比约为

A.2：1B.4：1C.8：1D.16：1

【答案】B

【解析】

【详解】开普勒第三定律：所有行星绕太阳运行的半长轴的三次方与公转周期二次方的比值

R3R3D3R

都相等，即W=言，已知工：5=8得到金=64,整理得到才=4答案B正确。

AT2外

2.从手中竖直向上抛出的小球，与水平天花板碰撞后又落回到手中，设竖直向上的方向为正

方向，小球与天花板碰撞时间极短。若不计空气阻力和碰撞过程中动能的损失，则下列能够

描述小球从抛出到落回手中整个过程运动规律的图象是（）

【解析】

试题分析：小球先减速上升，突然反向后加速下降，速度时间图象反映了各个不同时刻小球

的速度情况，根据实际情况作图即可.

解：小球先减速上升，突然反向后加速下降；

设竖直向上的方向为正方向，速度的正负表示方向，不表示大小；

故速度V先是正值，不断减小，突然变为负值，且绝对值不断变大；

故选C.

【点评】速度时间图象形象直观地反映了物体速度随时间的变化情况，速度的正负表示方向,

绝对值表示大小.

3.如图所示为水上摩天轮的照片.假如乘客在轿箱中，随转轮始终不停地匀速转动，环绕一

周需18分钟.试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是（）

A.乘客受到的合外力为零

B.乘客乘坐过程中速度保持不变

C.乘客对座椅的压力大小不变

D.从最低点到最高点的过程中，乘客先超重后失重

【答案】D

【解析】

【详解】每个乘客在做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，所以是变速运动，加速度

不为零，合力不为零，故AB错误.乘客对座位的压力大小是变化的，在最低点最大.到达摩

天轮的最高点时，乘客的加速度向下，处于失重状态.故C错误.当有向上的加速度时处于

超重状态，有向下的加速度是处于失重状态，所以从最低点到最高点的过程中，乘客先超重

后失重，D正确；故选：D.

4.将甲、乙两球从足够高处同时由静止释放.两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速

率v成正比，与球的质量无关，即£=内（k为正的常量）.两球的v-t图象如图所示.落地

前两球的速度都已达到各自的稳定值打、V2.则下列判断正确的是（）

A.甲球质量大于乙球

B.甲球质量小于乙球

C.释放瞬间甲球加速度较大

D.释放瞬间乙球加速度较大

【答案】A

【解析】

【详解】AB、两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg,因此最大

速度与其质量成正比，即vLm,由图象知v>V2,因此m,i>m乙；故A正确，B错误.

CD、释放瞬间v=0,因此空气阻力f=0,两球均只受重力，加速度均为重力加速度g.故C、D

错误.

综上所述本题答案是：A

5.如图所示，原长为〃的橡皮绳与长为心的细棉绳的一端都固定在。点，另一端分别系两个

相同的小球。和0,LVI小现将两绳都拉直，处于水平位置，且恰好都没有拉力，然后由静

止释放.当橡皮绳和细棉绳各自第一次摆至。点正下方材点时，橡皮条和细棉绳的长度均为

L.不计空气阻力和橡皮条与细棉绳的质量.下列判断正确的是：

M

A.两小球第一次通过。点正下方时的机械能相同

B.。球通过M点时的动能较大

C.尸球通过〃点时的速度较大

D.上述过程橡皮绳和细棉绳对小球都不做功

【答案】B

【解析】

【详解】ABC.两个系统初状态的总机械能相同，到达。点正下方时橡皮条具有弹性势能，对

P球，重力势能的减小量等于动能的增加量和弹性势能的增加量，根据能量守恒定律得:

mv

mgL2-~p+

对于。球，重力势能的减小量等于动能的增加量，根据能量守恒有:

1

mgj=—mv2

2Q

因为质量相等，可知重力势能减小相同，则。球的动能大于P球的动能，两小球第一次通过。

点正下方时的机械能不同，故A、C错误，B正确:

D.小球P的轨迹不是圆，上述过程橡皮绳的拉力方向与P球的速度方向成钝角，该拉力对小

球做负功，故D错误。

6.如图所示，两根细线p、q的一端固定在同一根竖直杆上，另一端拴住同一个小球.当小球

随杆以角速度3匀速转动时，p、q均被拉直，其中q绳处于水平方向.此时它们对小球的拉

力大小分别为H、F2.若将杆转动的角速度增大，下列判断正确的是（）

A.B、握都将增大B.H增大，F?不变

C.R不变，握增大D.艮、R的合力不变

【答案】C

【解析】

【详解】设p线与竖直方向成9角，设q线的长为r,

则竖直方向Ficos0=mg,

可见Fi大小恒定；

水平方向Fjsin。+Fz=m32r,3增大时，只有增大.

故选：C

7.甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动，r-t图象如图所示，3s末两质点相遇，由

A.甲的加速度小于乙的加速度

B.出发前乙在甲之前6nl处

C.出发前甲在乙之前6巾处

D.相遇前甲、乙两质点的最远距离为6m

【答案】ACD

【解析】

【详解】由图看出，甲的斜率小于乙的斜率，则甲的加速度小于乙的加速度，故A正确；3s

末甲、乙通过的位移分别为：漏=gx3x2〃z=3根，x乙=gx3x6，〃=9，〃，根据题意知，3

秒末两质点在途中相遇，则说明出发前甲在乙之前6m处。由于出发前甲在乙之前6m处，出

发后乙的速度一直大于甲的速度，则两质点间距离不断缩短，所以相遇前甲乙两质点的最远

距离为6m,故CD正确，B错误。

8.如图所示，将小球a从地面以初速度的竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球6从距地

面力处以初速度小水平抛出，两球恰好同时到达同一水平高度?处（不计空气阻力）。下列说

2

法中正确的是:

hO-yO

产h/2

A.两小球同时落地

B.从开始运动到两球到达同一水平高度，球a动能的减少量等于球6动能的增加量

C.两小球落地时，重力的瞬时功率相同

D.到达同一水平的高度后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球6做功功率相等

【答案】B

【解析】

h人i

【详解】A.小球6做平抛运动，两球恰好同时到达同一水平高度7处，根据一=一g”可得

222

小球匕在运动的时间为：

小球。做竖直上抛运动，根据g=可得:

%=我

所以小球6在空中运动的时间为:

小球。在空中运动的时间为:

故A错误；

h

B.根据动能定理可知从开始运动到两球到达同一水平高度，球a动能的减少量等于mg5,

h

球b动能的增加量等于mg5,故B正确；

C.球。落地时竖直方向的速度:

所以落地时球。的重力功率：

P^mgy/gh

球方落地时竖直方向的速度：

%，=

所以落地时球〃重力功率为：

Pb=N"=mg\l^^

两小球落地时，重力的瞬时功率不同，故C错误；

D.到达同一水平的高度后的任意时刻，R?两小球速度在竖直方向的分量不等，所以重力对

球。做功功率和对球b做功功率也不相等，故D错误。

二、多选题（每小题有两个或两个以上答案符合题意，每小题全部选者计4分，选对而不全

者计2分，不选、错选、多选者计0分）

9.一根质量分布均匀的长绳AB,在恒定水平外力F的作用下,沿光滑水平面做直线运动,如图甲

所示.绳内距A端x处的张力T与x的关系如图乙所示，由图可知

RA

a【I》伊f

tI77Nx甲一

乙2x/te

A.水平外力F=6N

B.绳子的质量m=3kg

C.绳子的长度/=2m

D.绳子的加速度a=2w?s*

【答案】AC

【解析】

【详解】绳子均匀分布，且作为一整体，其每一部分的加速度都应该是相同的。因此离作用

点越近的地方力应该越大（要拖动后面的部分）在末尾处受力为0图中得知：既然距离A端

为0时.T最大。那么A端就应该是作用点，且满足TA=F=ma,只能知道F=6N无法求加速度及

质量而x=2m时张力为0即B端距A端距离为2m所以AC正确

10.2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行

星Gliest581c.这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态

水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese

581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正

确的是

A.飞船在Gliest581c表面附近运行的周期约为13天

B.飞船在Gliest581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s

C.人在liese581c上所受重力比在地球上所受重力大

D.Gliest581c的平均密度比地球平均密度小

【答案】BC

【解析】

【详解】分析：根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要求解的物理量.根据已知条

件进行对比.

解答：解：A、飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力.则有：G也'=m"r,得：

rT

所以在Gliese581c表面附近运行的周期与地球表面运行的周期之比为：

由于地球表面运行的周期小于1天，所以飞船在Gliese581c表面附近运行的周期小于一天.故

A错误.

Mmv2\MR[10,

B、由万有引力提供向心力得：G—^r-=m—,上=]77C^=\片＞1所以飞船在行星表

r-ru地丫M地「'3

面做圆周运动时的速度大于7.9km/s,故B正确.

M八m

C、在Gliese581c表面，，物体受到的万有引力等于重力.所以有G^^二mg'

r

M

忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力.所以有GqV=mg

R2

gMR25x15

整理得r旦三7>1,所以在Gliese581c上重力大于在地球上所受的

gM地产1x1.5-2.25

重力.故C正确.

Afc_Me_5"地、”地

---------------------->------

D、行星的密度P=v434__•；4=P岫，故D错误.

ccr-nr^-(1.5/?)7iR

333

故选BC.

点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达

式进行比较.

向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.

11.如图，甲、乙两个弹簧秤外壳质量均为0的外壳，挂钩和弹簧质量均不计.将提环挂有质

量为M的重物的乙秤倒钩在甲的挂钩上，某人手提甲的提环，向下做加速度a=0.25g的匀减

速运动.则下列说法正确的是：

甲

乙

3

A.甲的示数为1.25("+

B.甲的示数为1.251监

C.乙的示数为L25GI/+血g

D.乙的示数为1.25,磨

【答案】AC

【解析】

【详解】物体向下做减速运动，加速度方向竖直向上；设手的拉力为尸，甲的示数为耳，乙

的示数为6，则有:

对弹簧秤与M整体，由牛顿第二定律得：

F~(M+2m)g=(M+2m)x(0.25g)

解得：

尸=L25(M+2Mg

对甲弹簧，由牛顿第二定律得：

F—mg一耳=0.25叫

解得：

K=B=L25(M+M)g

A.与分析相符，故A正确；

B.与分析不符，故B错误；

C.与分析相符，故C正确；

D.与分析不符，故D错误。

12.如图所示，质量为必的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于。点,

另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内.将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放,

小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为力.

若整个过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，则下列说法正确的是()

/

A.弹簧与杆垂直时，小球速度最大

B.弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大

C.小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于所A

D.小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于侬■力

【答案】B

【解析】

【详解】A项：弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向即重力的分力方向沿杆向下,

小球将继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；

B项：小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，

弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；

C项：小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性

势能增加量等于重力势能的减小量，即为/昭九故CD错误。

三、实验题（每空3分，画图3分，共15分）

13.在力的合成实验中,弹簧称的量程为5N,装置好器材后，

（1）用两只弹簧称分别钩住细互成角度地拉橡皮筋，将结点拉到某位置，①此时需记录结点0

的位置、两弹簧称的读数及,

（2）在完成上述操作后，又用一只弹簧称钩住细绳，将结点拉到,记录……，

（3）作出步骤（1）、（2）中各力的图示。

（4）多次重复实验，

【答案】（1）.两拉力方向（或两细绳方向、两细绳位置）（2）.结点0（或同一位置、

原来的0点等）

【解析】

【详解】根据实验原理和实验目的可知，该实验目的是“验证力的平行四边形定则”，

因此需要知道两个分力的大小和方向，由此可以做平行四边形，从而求出合力的理论值，该

实验采用的是“等效替换”；［2］只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到相同的

位置。，还需要记录一个弹簧拉橡皮筋时的弹力的大小和方向。

14.如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力

传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距占48.00cm的4、6两点各安装一个速度

传感器，分别记录小车到达4、6时的速率。

实验主要步骤如下：

①按图装配好装置。

②将拉力传感器固定在小车上

③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；

④接通电源后自。点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力厂的大小及小车分别

到达/、8时的速率%、外；

⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。

222

次数FVn-VAa(m/s)

10.600.770.80

21.041.611.68

31.422.34

42624654.84

63.005.495.72

(1)表中记录了实验测得的几组数据，uj—匕2是两个速度传感器记录速率的平方差，则表格

中缺少的中第3次记录的数据加速度a应为m/s2(结果保留三位有效数字)；

(2)依据表中数据，在坐标纸上作出a〜尸关系图线；

(3)比较实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因

是0

【答案】(1).2.44(2).见解析(3).没有(完全)平衡摩擦力(或平衡摩擦力

倾角过小、拉力传感器读数偏大)

【解析】

【详解】⑴[1]根据匀变速直线运动的位移与速度公式y-%2=为$,可以求出加速度的表

达式：

2L

代入数据解得:

a=2.44m/s2

（2）[2]根据表中数据，得出图象如图所示:

«=0,也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还

为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消，所以原因是没有完全平衡摩擦力。

四、计算题（每题12分，共36分）

15.如图所示，小球由静止开始沿光滑轨道滑下，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在斜面上。

已知斜面的倾角为6=37。，斜面上端与小球抛出点在同一水平面上，斜面长度为£4.5m,斜

面上收/V两点将斜面长度等分为3段。小球可以看作质点，空气阻力不计％为使小球能落在

材点以上，释放小球的位置相对于抛出点的高度人应满足什么条件？（重力加速度取

【答案】0.2m

【解析】

【详解】设小球沿轨道滑至最低点的速度为%,由动能定理得:

mgh-；mv^

小球离开桌面后做平抛运动:

1r八

—LCOS0=vnt

2.12

—LsinOa=—st~

32

联立以上各式可得:

h=

16.小型试验火箭质量为片100kg，点火后燃料能为火箭提供竖直向上的恒定推力后3600N.某

次试验中火箭从地面点火升空后，恒定推力持续了t.=10s,以后火箭失去推力落回地面.设

空气阻力大小恒为200N,不考虑火箭质量的变化，取支lOm/sZ.求：

(1)燃料提供的恒定推力对火箭做的功址

(2)火箭飞行过程达到的最大高度h.

(3)火箭在空中运动的总时间t.

【答案】(1)4.32X10a(2)3600m(3)60s

【解析】

【详解】(1)火箭加速上升阶段的加速度大小为q,根据牛顿第二定律得:

F-mg-f3600-1000-200,日,,2

a.=-------------=----------------------m/s22=24m/s2

'm100

上升过程位移为：

1,1,

X.=—a.=—x24x10~m=1200m

'21'2

恒定推力对火箭做的功为：

卬=自=3600X1200J=4.32X106J

(2)火箭加速上升阶段末速度为：

匕=01fl=24xlOm/s=240m/s

火箭减速上升阶段的加速度大小为：

mg+f1000+200々,

a,=—~~-=-------------m/s2=12m/s22

m100

火箭减速上升阶段的位移为：

%=2L=2f21m=2400m

'2a22x12

火箭飞行过程达到的最大高度为：

h=x[+x2=3600m

(3)减速上升的时间为: