2021届高考物理金榜押题卷（三）（湖北专版）

2021届高考物理金榜押题卷（三）（湖北专版）

一、单选题

1.D（气）和T（晁）发生核反应会产生氧核，核反应方程是：H+：Hf；He+X,关于该核反应下

列说法正确的是（）

A.该反应为a衰变B.方程中的X是卢瑟福发现的

C.：H的比结合能比；He的大D.反应后核子的平均质量减小

2.如图所示为某物体做直线运动的v-f图象，其中在r=0和r=时刻物体的瞬时速度分别为%和

v,o则下列有关物体在0~f。运动过程中的说法正确的是（）

A.物体的速度方向和加速度方向始终相同B.物体的速度大小和加速度大小都逐渐变小

C.合外力对物体先做正功后做负功D.物体的平均速度大小小于以土乜

2

3.如图所示，波源S在竖直方向做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为y=10sin57tfcm,产生

的波向左、右同时传播，波速v=6m/s,P、Q是分别位于波源左、右两侧的质点，质点。到波源

的距离是质点尸到波源距离的3倍，从r=0时开始计时，当波源第二次到达波峰时，波刚好传到

P点。则从f=0时开始计时到质点。第一次到达负向最大位移处的过程中，波源通过的路程为（）

PSQ

।__________।__________________________।

A.1.2mB.1.4mC.1.6mD.1.8m

4.某同学利用激光笔研究某种透明材料的折射率。如图所示是透明材料制成的玻璃砖，厚度为

〃=3.00cm,平面MNP。与玻璃砖上表面夹角为c,一细激光束沿平面MNP。入射，入

射点为O,。在玻璃砖下表面投影点为0'。细激光束在平面MNP。内改变入射方向时，折射光线

在玻璃砖下表面的出射点到。’距离的最大值为4=3.00cm,最小值为4=&cm。则透明材料

的折射率〃及平面MNP。与玻璃砖上表面ABCZ）的夹角a分别为（）

A.〃=&,a=45°B./?=—,cr=45°C.〃=应,a=30°D./?=—,«=30°

22

5.如图所示，质量相等的甲、乙两物体（均可视为质点），分别从倾角为60。、30。的光滑斜面的顶

点A、2由静止滑下，最后到达斜面底端。点，A、B、C在同一竖直线上，下列说法正确的是（）

A.甲、乙两物体到达。点时的速度大小之比为1:1

B.在。点，甲、乙两物体重力的功率之比为6:1

C.整个过程中，甲、乙两物体重力的冲量之比为1：1

D.整个过程中，甲、乙两物体所受合力的平均功率之比为6:1

6.如图，水平面内有A、B、C,D、E、F六个点、,它们均匀分布在半径为R、圆心为。的同一圆周

上。若水平面内存在一场强大小为E、方向沿4）的匀强电场，在圆心。处固定一电荷量为上后

k

的负点电荷，其中％为静电力常量，则（）

A.在六个点中，A点的场强最小B.C点的场强大小为E,方向沿8方向

C.F点的场强大小为E,方向沿FD方向D.O点的场强大小为2E,方向沿ZM方向

7.2020年12月17B1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着

陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。若未来在月球上建造一个“球形溶洞实验室”，假设月球

是一个质量分布均匀的半径为R的球体，球心为0,在球内挖一个球形溶洞，溶洞球心在点，

半径为4=乩48是一条垂直于。«的直径，如图所示。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体

的引力为零。则下列说法正确的是（）

A.在J点静止释放一个小球，小球将做加速度增大的加速运动

B.在AO1连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向指向O点

C.在A点沿A«方向抛出一个小球，小球将做匀变速曲线运动

D.在A点抛出一个小球，小球不可能运动到B点

二、多选题

8.如图甲所示，M是一个小型理想变压器，其右侧部分为一火警报警系统原理图的一部分，《为

阻值随温度升高而减小的热敏电阻，常温和低于常温时其电阻等于K，N为一定值电阻，电压表和

电流表均为理想交流电表。原、副线圈匝数比4：%=4:1,其输入端外。间所接电压"随时间1

的变化关系如图乙所示。报警电路两端电压超过一定值时触发报警（图甲中未画出），下列说法

正确的是（）

图甲图乙

A.电压表的示数可能大于30VB.通过&的电流的频率为55Hz

C.报警电路一定接在"两端D.增大飞的阻值可提高该报警系统的灵敏度

9.如图，质量为机、带电荷量为q的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上

A3两点时的速度大小分别为队有丫，方向分别与他成。=60。角斜向上、，=30。角斜向下。已

知则（）

A.电场方向与反垂直B.场强大小为网二

qL

C.质子从A点运动到8点所用的时间为&D.质子的最小动能为［机/

v8

10.如图所示，在距地面高/?=L25m处固定有两根间距为/=O.5m水平放置的平行金属导轨，导轨

的左端接有电源E,右端边缘处静置有一长/=0.5m、质量帆=0.2kg、电阻R=5.0C的导体棒

ab,导体棒所在空间有磁感应强度大小8=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场。闭合开关后，导体

棒而以某一初速度水平向右抛出，已知导体棒落地点到抛出点的水平距离d=2.5m,重力加速度

g=10m/s2,则()

A.在空中运动过程中，导体棒“端的电势低于匕端的电势

B.导体棒抛出时的初速度大小为5m/s

C.在空中运动过程中，导体棒上产生的感应电动势大小恒定

D.闭合开关后，通过导体棒的电荷量为1.0C

11.如图所示，光滑水平面上静置A、B、C、。四个物块，其中机八=外,=旭0=根，B、C两物块用

一轻质弹簧连接，若A以速度%向右滑动与B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当及C

速度相等时，C恰好与。发生弹性碰撞，碰后瞬间O的速度为生，设整个过程中碰撞时间均极

6

短，下列说法正确的是()

A.物块。的质量为2"

B.物块C对物块D的冲量大小为外

2

C整个过程中整个系统损失的机械能为［机片

40

D.C、。碰撞后弹簧压缩至最短时弹性势能为‘相片

120

三、实验题

12.研究平抛运动的实验装置如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动时不同

时刻的位置。

回答下列问题：

（1）某次实验过程中获得小球连续三个时刻的位置如图乙所示，若频闪照相机的频率为

/=10Hz,用刻度尺测得照片上％=2.52cm、%=3.48cm,照片上物体影像的大小与物体的实际

大小的比值为4=0.1,则当地的重力加速度g=（用字母表示）=m/s?（计算结果

保留至小数点后两位）；

（2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需要测量的物理量是；

（3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一影响因素分析，重力加速度的测量值

（填“偏大”“偏小”或‘没有影响”），小球离开斜槽末端的速度的测量值_______（填“偏大”“偏小”或

“没有影响”）。

13.某实验小组自制三个水果电池并将其串联起来（如图甲所示，总电动势约为4.5V）,利用如下

器材设计了如图乙所示的电路，先测量未知电阻阻值，再利用图丙所示电路测量水果电池的电动

势及内阻。实验室提供的器材有：

电流表A1（量程0~15mA,内阻为外=10£2）；

电流表A2（量程0~100mA,内阻为u=L5C）；

定值电阻与（阻值K=90Q）；

定值电阻R?（阻值旦=190Q）；

滑动变阻器&（阻值范围0~300）；

电阻箱尺（阻值范围0~999.90）；

待测电阻段（电阻约55C）；

开关S,导线若干。

...

图甲

(1)图乙中为使测量更准确，电阻A应选(填符号)，已知此电路设计不会损坏电表,

其原因是。

(2)实验小组在某次实验中，测得/,=12mA,/2=60mA,则待测电阻Rx的阻值为

(3)测水果电池电动势和内阻时，图丙中电阻8选择％,某实验小组通过处理实验数据，作出了

电阻B的阻值R与电流表A?示数的倒数,之间的关系图象，如图丁所示，则水果电池的总电动势

为，总内阻为。

四、计算题

14.如图所示，封闭的柱形导热容器内装有一定质量的理想气体，被横截面积为S(厚度不计)的

导热活塞分隔成48两部分，不计活塞与容器壁间的摩擦力。当容器做自由落体运动时，两部分

气体的体积刚好相等。将容器固定在倾角，=53。的斜面上，平衡时，A、8两部分气体的体积之比

为2:1,且A部分气体的压强等于P。，重力加速度为g,sin53°=0.8,气体的温度始终保持不变。

(1)求活塞的质量及容器做自由落体运动时48两部分气体的压强；

(2)若把容器倒置在水平地面处于静止状态，使A部分气体在8部分气体的下方，则平衡时

A3两部分气体的压强之差为多少？

15.一台起重机将质量为l.Ox1。3kg的货物从静止开始竖直匀加速吊起，在2s末货物的速度达到2

m/s时起重机刚好达到额定功率，然后以额定功率继续提升货物，又经过3s货物已经向上匀速运

动。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力，求：

(1)起重机的额定功率P；

(2)货物5s内上升的总高度。

16.如图所示，半径为/的弧形金属薄板，顶部有一直径为43=/)的小孔，圆弧圆心。处有一粒

子源，粒子源与金属薄板间存在电势差为。的均匀辐向电场，金属薄板上方有一垂直纸面的有界

匀强磁场，磁感应强度为瓦直线/W为过小孔圆心且与圆弧相切的水平线。质量为机、电荷量为

+q的粒子，从粒子源。处无初速度逸出，经电场加速后从小孔射出，立即进入磁场，从小孔左右

两侧射出的粒子，经磁场偏转后以水平方向速度离开磁场。当角，很小时取sine=tan6=e,不

计粒子重力及其相互作用。求：

(1)粒子进入磁场的速度大小。

(2)从小孔左右两侧射出的粒子在磁场中运动的时间差.

(3)从小孔左右两侧射出的带电粒子从磁场飞出时位置的竖直高度差。

参考答案

1.答案：D

解析：该反应为聚变反应，不是a衰变，A错误；根据质量数和电荷数守恒可知，方程中的X表

示中子；n,是查德威克发现的，B错误；聚变反应释放能量，有质量亏损，反应后核子的平均质

量减小，；H的比结合能比；He的小，C错误、D正确。

2.答案：D

解析：物体先做减速运动，后做加速运动，物体的速度方向和加速度方向先相反后相同，选项A

错误；物体的速度大小和加速度大小都是先减小后增大，选项B错误；根据动能定理可知合外力

对物体先做负功后做正功，选项C错误；若物体做匀变速直线运动，则在0~f0过程中物体的平均

速度大小为”五，由题图可知物体在。过程中的位移小于做匀变速直线运动的位移，所以物

体在0~办过程中的平均速度大小小于当匕，选项D正确。

3.答案：D

解析：由y=10sin5mcm可知波源起振方向竖直向上，所以从r=0时开始计时到波源第二次到达

波峰所用时间为r0=（l+；）r=0.5s,波传播的距离即S、P之间的距离&P=%=3m,则质点。

到波源的距离=34户=9m,因此波传播到。点所需的时间乙=1.5s,质点。从开始振动到第

一次到达负向最大位移处，需要的时间芍=[7=0.3$,所以从f=0时开始计时到质点。第一次到

达负向最大位移处波源振动的总时间为f总=乙+4=1.8s=?T,波源在此过程中通过的路程为

5=—x4A=1.8m,故D正确。

2

4.答案：A

解析：当光线沿MN方向射入时，入射角q=90。，折射角为4,折射光线在玻璃砖下表面的出射

点到0'距离为最大值4，由几何关系有tan4=4=1,得4=45。，〃=坐_=直，当光线垂

hsinq

直MN方向射入时，入射角，2=90。-。，折射角为0；,折射光线在玻璃砖下表面的出射点到O'

距离为最小值义,由几何关系有tan。：=幺=且，得义=30。，代入〃=包"=血，得

h3sin02

2=45。，«=90°-6»2=45°,故A正确。

5.答案：C

解析：对两物体分别进行受力分析可得，甲、乙两物体加速度大小之比为生=强”=6：1,位

%sin30°

CD

移之比丝=笔挛=G：1,由直线运动规律有2/4。=谛，2〃乙80=名，综合可得

BDCD।1乙乙

cos30°

星匡X丝=6:1,A错误；在。点，重力的功率之比为殳=唯曳巴亚=3:1,B错

n乙N。乙BDP乙cos60°

恂

误；整个过程中，甲、乙两物体的运动时间之比为九="=1:1,甲、乙两物体所受重力相等，

t乙工

a乙

则重力的冲量大小之比为1:1,C正确；两物体所受合力大小之比为殳=些包”=6:1,则合

F-cmgsin30°

%

力做的功之比为％■=之"=3:1,则合力的平均功率之比为2=去=3：1,D错误。

'乙

6.答案：B

Q

解析：圆心处的点电荷在圆周上产生的场强大小为g=kF=E,A点的场强最大，为

EA=Et+E=2E,方向沿AQ方向，A错误；由几何知识可知C点的场强大小为％=E,方向沿

8方向，尸点的场强大小为EF=2Esin60"=&E,方向沿/力方向，。点的场强大小为

ED=E-E=G,场强最小，B正确，CD错误。

F'-'EE

7.答案：C

解析：设月球的密度为p,如图所示，对于溶洞中任意一点P,设OP=r,0/=个

4?

P^r4

OO\=cl,没有溶洞时P点的重力加速度8=6—^^=—6兀夕人而溶洞内的物质在P点产生的

r3

重力加速度为&=gG7卬设除去溶洞内的物质后P点的重力加速度为g2,根据平行四边形定

则和几何知识可知心的方向与OO|连线平行，可得义=1Ga/,即溶洞中各点的重力加速度大小

相等，方向与连线平行，在q点静止释放一个小球，小球将做加速度不变的加速运动，选项

A错误；在A01连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向平行于001连线，选项B

错误；在A点沿方向抛出一个小球，小球将做平抛运动，即匀变速曲线运动，选项C正确；

在A点抛出一个小球，如果小球做斜抛运动，只要初速度大小和方向恰当，小球可能运动到B

点，选项D错误。

8.答案：CD

解析：由图乙可知，输入电压有效值为220V,根据变压器电压与匝数的关系，可得副线圈两端的

电压有效值为55V,电压表测得的是尺2两端的电压，则常温和低于常温时，电压表示数为27.5

V,高温和出现火警时，&电阻减小，副线圈中电流增大，因副线圈两端电压不变，与两端电压

增大，则电压表示数减小，A错误；变压器与电阻不改变电流频率，由图乙可知，电流频率为50

Hz,B错误；图甲电路中，用两端的电压随温度升高而减小，不符合报警电路要求，打两端电压

因"电阻减小而增大，符合要求，原副线圈两端电压不变，故报警电路只能接在与两端，C正

确；增大凡的阻值会使与分得的电压增大，报警器更容易被触发，D正确。

9.答案:BC

解析：质子在匀强电场中做抛体运动，在与电场方向垂直的方向上分速度相等，设以与电场线的

夹角为尸，如图所示，结合以与以方向垂直有vsin£=6vcos£,解得户=60。，电场方向不与

垂直，A错误；根据动能定理有qElsin(Q+a-90。)=；砥后丫)2-3m廿，解得后=呼1,B

正确；由图中关系可知AC=Lcos(/?+a-90。)，质子从A点运动到3点所用的时间

/=’二=内，c正确；质子沿电场线方向的分速度为零时动能最小，质子的最小动能为

vsinpv

—/n(vsin/7)2=—mv2,D错误。

28

10.答案：BC

解析：由右手定则可知，导体棒在空中运动过程中，在水平方向上要切割磁感线，从而产生感应

电动势，但无感应电流，不受安培力，故导体棒在平抛运动过程中水平方向上的速度%不变，由

E=可知导体棒上产生的感应电动势大小不变，且。端电势高于b端电势，故选项C正确、A

错误；导体棒从抛出到落地的时间为，=、一=0.5s,故导体棒做平抛运动的初速度

%=：=5m/s,选项B正确；设闭合开关时导体棒中有电流流过的时间为加，由动量定理可得

B7/加=m%-0,因g=故有即〃=，，代入数据解得4=2.0C,选项D错

BI

误。

11.答案：BC

解析：物块A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得%%=(%+%)匕

,解得匕=与，此碰撞过程中损失的机械能为=之后C、Z)间

的碰撞为弹性碰撞，所以整个过程中整个系统损失的机械能为C正确；当8、C共速

时，有(叫+为)匕=(%+叫+%)为，解得匕=£,C、£)发生弹性碰撞的过程中，有

mv=mv+m

mcv2=mcv3+ml)-,~^czc3o,联立解得匕=一^■，叼，=3，"，A错误：C、D

碰撞过程中物块C对物块£＞的冲量/=&?=等，B正确；物块C与。碰撞后，取A、B、C和弹

簧整体为研究对象，C、力碰后弹簧压缩至最短时，根据动量守恒定律得

(mA4-niR)v2+mcv3=(mA+mK+mc)v4,C、。碰撞前瞬间弹簧的弹性势能为

Epi+%)匕2~^mA+tnB+如川='机说，C＞。碰撞后弹簧的最大弹性势能为

m

Ep=Em+；（mA+〃%）W+一g（%+B+ec）5，联立解得纥=，*，D错误。

12.答案：（1）⑴-X）广geo（2）A、3两点间的水平距离（B、C两点间的水平距离，或

k

A、C两点间的水平距离）（3）没有影响;偏小

解析：（1）由题意可知小球从A到B的时间与从B到C的时间相等，小球在竖直方向做匀加速直

线运动，根据Ay=g"以及照片上物体影像的大小与物体的实际大小之比，可得当B=

即g=（%一乂）尸代入数据得g=9.60m/S?。（2）要测出小球离开斜槽末端时的速度大小，还需

k

要测量A、3两点间的水平距离x（或8、C两点间的水平距离x,或A、C两点间的水平距离

2x）,即丫=土="。（3）无论斜槽末端切线是否水平，小球均做抛体运动，竖直方向的分运动

ktk

为匀变速直线运动，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，故仅从“斜槽末端切线不水平''这一

影响因素分析，重力加速度的测量值没有影响；若斜槽末端切线不水平，小球离开斜槽末端后利

用丫=土=也得到的是小球离开斜槽末端时速度在水平方向上的分速度，测量值偏小。

ktk

13.答案：（1）%;水果电池的内阻可能比较大

（2）50。

（3）4.3V;41.5Q

解析：（I）水果电池的电动势约4.5V,电流表A1与电阻&串联，相当于量程为

U=%（4+&）=3V的电压表，可知图乙中电阻A应选Rz；水果电池的内阻可能比较大，所以此

电路设计不会损坏电表。（2）由4=12mA,/2=60mA,可得

=12x（10+190）C=5OQ（3）由电路图丙可知，电流表A2,电阻B以及电源组

・12-1,60-12

成闭合电路，由闭合电路的欧姆定律有E=/?（R+4+r），即R=+由图丁中图线可

*2

知E=Z=-^—V=4.3V,6+r=10£Q,解得r=41.5C。

30-10

14.答案：（1）设活塞的质量为瓶，容器放置在斜面平衡时，B部分气体的压强设为Z,对活塞受

力分析，由力的平衡条件可得〃?gsin6+puS=PBS

容器做自由落体运动时.，活塞处于完全失重状态，A3两部分气体对活塞的压力之差为0,两部

分气体压强相等，设为p,设柱形容器的容积为丫

对A部分气体由玻意耳定律有pg=为,

对B部分气体由玻意耳定律有=P“g

解得y，迦，p=+p。

gsin64g3

（2）若把容器倒置在水平地面处于静止状态，设平衡时43两部分气体的压强分