决胜2021年新高考物理核心素养卷（06）（重庆专用解析版）

2021年重庆市新高考综合模拟

物理核心素养卷（06）

一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题

目要求的。

1.2020年3月5日消息，我国自主知识产权三代核电“华龙一号”首堆福清5号机组建设顺利，预计今年并

网发电。下列关于核电站的说法中正确的是（）

A.核反应方程可能是：Ba+；：Kr+2；1n

B.核反应过程中质量和质量数都发生了亏损

C.在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响

D.我国现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量

【答案】D

【解析】A.核裂变反应中一定有中子参加，则该反应方程错误，选项A错误；

B.核反应过程中质量发生了亏损，但是质量数不变，选项B错误；

C.在核反应中，核反应速度由参与反应的中子数目决定，控制棒通过插入的深度来调节中子的数目以控制

链式反应的速度，选项C错误；

D.我国现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量，选项D正确。

故选D。

2.如图所示，在倾角为30。的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质

点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于

两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是（）

A.A、B两小球在空中运动时间之比为6：2

B.A、B两小球在空中运动时间之比为1：百

C.A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为百：2

D.A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为6:近

【答案】C

【解析】AB.A做竖直上抛运动，在空中运动的时间

%=2.%

g

B做平抛运动，落回斜面时位移偏角为30。，可得

可得B球在空中运动的时间/2=逆&,可得A、B两小球在空中运动时间之比为代：1,AB错误；

3g

CD.A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率分别为

PA=〃吆%

PB=mgvy=mg•gt

代入B球的运动时间可得

心D=亍作%

可知A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为6：2,C正确，D错误。

故选C。

3.如图所示，A、B两球完全相同，质量为机，用两根等长的细线悬挂在。点，两球之间夹着一根劲度系

数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为仇则弹簧的长度被压缩了（）

A

mgtan—2mgtan—mgtan02mgtan0

',______2H•2。.

kkkk

【答案】A

【解析】对球A受力分析，受重力佻?、拉力£、弹簧的弹力凡如图

根据平衡条件，结合合成法，有

F=mgtan—

根据胡克定律，有

F-kx

解得

0

mgtan—

故选A。

4.如图所示，在平直公路上行驶的箱式货车内，用轻绳AO、B0在。点悬挂质量为5kg的重物，轻绳A0、

BO与车顶部夹角分别为30。、60%在汽车加速行驶过程中，为保持重物悬挂在。点位置不动，重力加速度

为g，箱式货车的最大加速度（）

A-f

【答案】B

【解析】对小球受力分析可得

FAsin30°+FBsin60°=mg

FBCOS600-FACOS30°=ma

联立解得

整理得

当FA=O时，。取得最大值

故选B。

5.空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为8的匀强磁场，在其间竖直固定两个相同的、彼此正

对的金属细圆环a、b,圆环a在前、圆环b在后。圆环直径为“，两环间距为L、用导线与阻值为R的外电

阻相连，如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为。的逆时针匀速圆周运动（如图），

金属棒电阻为△棒与两圆环始终接触良好，圆环电阻不计。则下列说法正确的是（）

A.金属棒在最低点时回路电流最小

B.金属棒在圆环的上半部分运动时（不包括最左和最右点），a环电势低于b环

从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为i=^BLdC0coscot

C.

4（R+r）

\[2BLdcoR

D.电阻R两端电压的有效值为U=

4(R+r)

【答案】D

【解析】A.导体棒在磁场中运动时，产生正弦式交流电，而且在最高点和最低点，由于速度方向与磁场方

向垂直，产生的感应电动势最大，感应电流也最大，A错误；

B.根据右手定则，在上半部分运动时，导体棒相当于电源，电流从b流向a,a相当于电源的正极，因此,

a环电势高于b环电势，B错误；

C.导体棒运动的速度

(1

v=(o--

2

在最高点时电动势瞬时值

BLda)

E.、BLv=

2

因此从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为

BLdco

coscot=cos&

(")2(/?+r)

C错误；

D.回路中电动势的有效值

Em_y12BLdco

因此电阻R两端电压的有效值为

ER_y[2BLdcoR

R+r4(R+r)

D正确。

故选D。

6.如图所示，固定的点电荷+Q下方有一足够大的接地金属板，在点电荷+Q的正下方金属板的上表面外侧、

内侧各取一点A、B,可认为A、B两点到点电荷+Q的距离均为“，静电力常量为h关于此静电感应现象

判断正确的是（）

T

A.金属板的下表面一定带正电

A点场强大小等于半

B.

C.金属板上感应电荷在8点场强大小等于0

D.金属板上感应电荷在8点场强大小等于是华

【答案】D

【解析】A.大地为远端，所以金属板下表面无电荷，故A错误；

CD.金属板达到静电平衡时，导体内合场强为0,所以感应电荷在8点的场强与+Q在8点场强华等大反

d

向，故C错误，D正确；

B.根据镜像原理，感应电荷在A点场强大小为华，与点电荷的场强叠加后，合场强为竿，B错。

故选D。

7.如图。所示，小物体从竖直弹簧上方离地高九处由静止释放，其动能反与离地高度〃的关系如图b所

示。其中高度从小下降到图像为直线，其余部分为曲线，加对应图像的最高点，轻弹簧劲度系数为晨

小物体质量为加，重力加速度为g。以下说法正确的是()

A.小物体下降至高度届时，弹簧形变量为0

B.小物体下落至高度自时，加速度为0

C.小物体从高度必下降到加，弹簧的弹性势能增加了吧里二

超

D.小物体从高度加下降到〃5,弹簧的最大弹性势能为根g(历》5)

【答案】D

【解析】由图知，小物体下降至高度帕时，动能最大，速度最大，合力等于零，加速度，即kx=k(h2-h3)=mg,

所以A错误；小物体下落至高度h5时，速度减为零，有向上的加速度，故B错误；小物体从高度h2下降到

h4,弹簧形变量为h2-h4,由能量守恒知,弹簧的弹性势能增加了Ep=mg(h2-h4),又因k(h2-h3)=mg,所

以C错误:小物体从高度垢下降到hs,由能量守恒知，弹簧的最大弹性势能等于减少的重:力势能为mg(h「h5),

所以D正确。

二、多项选择题:本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要

求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分.

8.“嫦娥之父”欧阳自远预计我国将在2020年实现火星着陆巡航，在2030年实现火星的采样返回。已知地

球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星的半径为K倍，则下列说法正确的是（）

N

A.地球的密度是火星的I倍

N

B.地球表面的重力加速度是火星表面的,倍

K

D.地球同步卫星的运行速度是火星同步卫星的《半倍

【答案】BC

【解析】A.密度

MMM

——=--------------OC--

己知地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星的半径为K倍，故

22-必一K3

故A错误;

B.星球表面的重力加速度

82一/一片

故B正确；

C.第一宇宙速度

故

A

V2

故c正确;

D.由于题目中不知道星球自转的情况，故无法比较其同步卫星的运动速度，故D错误。

故选BC。

9.如图所示，直线MN两侧分布着垂直纸面向里的匀强磁场，左侧磁场磁感应强度为5,右侧磁感应强度

为28|=3%=6。一个带正电的粒子，比荷为lxl()6c/kg,从。点以*=4*104向$的速度垂直于MN进入

右侧的磁场区域，边界MN上的尸点位于0点上方4cm处，不计离子重力，则粒子从进入磁场到通过P点

所用的时间可能为()

M

XXX

XXX

XXX

XXX

ByXxBiX

XxX

XXXXXX

XXX

，3xXX

O

XXX

xXX

N

兀A7T《57r

-666

A.—xl0sB.—xl0sC.X106SD.—xl0s

42T-2

【答案】BD

【解析】粒子在左侧磁场中运动的半径

4

mvQ_4xl0-24

r\m=—xlOm=—cm

qB11X106X333

粒子在MN右侧磁场中运动的半径

4

mv.y4xl02

r2xl0_m=2cm

26

qB21X10X2

粒子运动轨迹如图;

粒子在左侧磁场中运动的周期

27rm2乃

S=X1OS

4=qB、1()6*3T'

在右侧磁场中运动的周期

2z2万

s^^xlO^s

6

qB210X2

第一次经过P点的时间为

第二次经过P点的时间为

“4条浮心

故选BD»

10.如图所示，平行导轨倾斜放置，处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为

导轨平面与水平面的夹角为。=30。，导轨间距为£；〃、人为两个质量均为〃?，电阻均为R的金属棒，〃、b

放在导轨上，均刚好不下滑，给。一个平行斜面向上的恒力凡使。沿导轨向上运动，当a达到最大速度时,

匕刚好不上滑，从。开始运动到a达到最大速度的过程中，通过金属棒匕的电量为必已知最大静摩擦力等

于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为g,整个过程两金属棒始终与导轨垂直并接触良好，则下列说

法中正确的是（）

B

A.F=2mg

mgR

B.金属棒。运动的最大速度是

C.从。开始运动到。达到最大速度的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为〃?七一，

BLB十

D.“达到最大速度后撤去凡在金属棒“停止运动前，金属棒。的加速度大小一定大于g

【答案】ACD

【解析】A.对两棒整体，由题可知

F=2mgsin6+2/,f-mgsin0

解得

F=2mg

A正确;

B.由牛顿第二定律可得

F=mgsin9+f+生包■

2R

解得金属棒“运动的最大速度

2mgR

V----------------

B2I?

B错误;

C.从。开始运动到。达到最大速度的过程中，金属棒。沿斜面向上运动的距离x满足

BLx

q

2R

即

根据能量守恒

Fx=2Q+(mgsin^+/)x+—mv2

h2

解得

mgqRm3g2R~

Q=~BLB4L4

C正确;

D.”达到最大速度后撤去F,a运动过程中

mgsin9+f+^^=mal

2R

即

B2I?V

mg+---=ma

IK}

解得

q>g

D正确。

故选ACD。

三、非选择题:共57分。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。

(-)必考题:共45分。

11.为了“验证牛顿运动定律“小红在实验室找到了有关仪器并进行了组装,开关闭合前实验装置如图甲所示:

(1)请指出该实验装置中存在的错误：(写出一处错误即可)：

(2)小红所在的实验小组，通过讨论并改进了该实验装置。对实验的原理该小组同学共提出了以下观点:

①测量质量：用天平测出小车的质量M

②测量合外力：

A.摩擦力得到平衡后即可用沙桶所受的重力mg来代替小车所受的合外力

B.摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，才可用沙和桶所受的重力来代替小车所受的合外力

C.摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，拉力传感器的读数才与小车所受的合外力接近相等

③测量加速度：

D.根据。=2:即可得出小车的加速度，其中M和,”分别为小车和沙桶（含沙）的质量

E.计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出v-f图象，量出长木板的倾角仇由。=1311。求出加速度

F.计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出内图象，在图象上找两个离得较远的点，由两点所对应的速

度、时间用。=”计算出加速度

Ar

对以上观点中，测量合外力的方法最好的是；计算加速度的方法中最为恰当的是；（均选填

字母序号）

（3）数据处理:为了直观地判断小车的加速度a与质量M的数量关系，应作（选填“a-M”或“a-」-"）

M

图象。

【答案】①电磁打点计时器应该接在220V的交流电上，电磁打点计时器应该接4〜6V交流电源；②小车远

离打点计时器处开始释放，小车应从靠近打点计时器处开始释放。BFa--

M

【解析】该实验装置中存在两处错误：①电磁打点计时器应该接在220V的交流电上，电磁打点计时

器应该接4~6V交流电源；②小车远离打点计时器处开始释放，小车应从靠近打点计时器处开始释放。

（2）⑵测量合外力的方法最好的是：摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，才可用沙和桶所受的

重力来代替小车所受的合外力；如果用力的传感器来测量小车的拉力，加速度大小没有什么要求。所以选B。

⑶计算加速度的方法中最为恰当的是：计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出Lf图象，在图象上找两

个离得较远的点，由两点所对应的速度、时间用

Av

a=一

Ar

计算出加速度。如果用

M

即可得出小车的加速度，则需要满足M远大于加。如果画出图象，量出长木板的倾角仇认为

a=land

来求出加速度是错误的，urn。并非是直线的斜率。所以选F。

⑶[4]为了宜观地判断小车的加速度。与质量加的数量关系，应作a-」-图象，因为图象是直线，

MM

直观性更强。

12.某同学测量某一电源的电动势和内阻，使用的电路如图甲所示，其中虚线框内为用毫安表改装成双量

程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10C,满偏电流为100mA。电压表量程为3V,R。、4、/?2为定值电

阻，其中的Ro=3C。

甲乙

(1)若使用”和b两个接线柱，电流表量程为0.6A；若使用“和c两个接线柱，电流表量程为3.0A,则

R]=Q,/?2=Co

(2)实验步骤：

①按照原理图连接电路；

②开关S2拨向6,将滑动变阻器R的滑片移动到左端，闭合开关8；

③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的亳安表的示数/和电压表的示数U.

⑶数据处理：

①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的U-I图像；

②由图像得出电源的电动势£=V,内阻lC(E和r的结果均保留2位有效数字)。

【答案】041.63.01.5

【解析】(1)口]⑵使用。、一接线柱时

0.1x10

=0.1+=0.6A

R、+R,

使用"、c接线柱时

0.1x(10+/?)

=0.1+2=3A

联立解得

R=0.4Q

&=1.6。

(3)[3]⑷毫安表接。，则可知改装后量程为毫安表量程的6倍，由闭合电路欧姆定律可得

U=E-6I(r+&)

由图可知

E=3.0V

联立解得

r=L5Q

13.如图所示，倾角6=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量均不

计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数左=240N/m的轻弹簧连接，物体B被

位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C

连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于。处，绳与细杆的夹角a=53°，

且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为d=0.2m,位置R与位置。关于位置S对称，

轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现让环C从位置R由静止释放，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g

取10m/s，求

(1)小环C的质量M；

(2)小环C通过位置S时的动能纭及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功喉；

(3)小环C运动到位置。的速率v。

【答案】⑴0.72kg；⑵1.38J，0.3J；(3)2m/s

【解析】(1)先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力、支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳

子的拉力为

T=2根gsin9=2xlxl0xsin37°N=12N

以C为研究对象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图

则

Tcos53°=Mg

代入数据得

M=0.72kg

(2)由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态;

产生B沿斜面方向的受力

K=mgsin(9=lxl()xsin37N=6N

弹簧的伸长量

Ax.=—=—^―m=0.025m

k240

由题图中的几何关系可知

-777;SDd0.2

RD=QD=------=-------=—m=0.25m

sinasin530.8

所以C由R点运动到S点的过程中，弹簧将缩短

x=RD-SD=0.25m-0.20m=0.05m>0.025m

可知弹簧将由开始时的伸长状态变成压缩状态，压缩量

AX2=x-ZkXj=0.05m-0.025m=0.025m=Axj

由于弹簧的压缩量等于弹簧开始时的伸长量，所以当C运动到S点时，弹簧的弹性势能与开始时的弹性势

能是相等的。而A下降的距离等于弹簧缩短的距离x,即0.05m,在C从R点运动到S点的过程中，C受

到的重力、A受到的重力对A与C组成的系统做功。当C到达S点时，C沿绳子方向的分速度是0,所以

A的速度是0,A与C减小的重力势能转化为C的动能，由机械能守恒定律得

__1

Mg•RS+mg-X-Sin0=—

代入数据求得环C的动能

1,

2

Ek=-A/v,=1.38J

环下降的过程中重力和绳子的拉力对环做功，由动能定理得

Mg-RS+WJ=Ek

代入数据得

WT=0.3J

(3)结合第二步的分析可知，当环到达。点时，由于RO=Q£>,所以，物体A恰好又回到了开始时的位置,

弹簧的长度又回到了最初的长度，所以环从H到S的过程中，只有环的重力势能减小，其他的物体的势能

保持不变，对环在。点的速度进行分解如图，则

由图可知，物体A上升的速度即沿绳子方向的速度，是环C的一个分速度，它们之间的关系

—=cosa=cos530=0.6

V

所以

vA-0.6v

由功能关系

一

MgRQ=-1Mv72+-1mv9\

代入数据解得

u=2m/s

14.如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角a=37。，导轨间距L=lm,顶端用电

阻R=2C的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。质

量如=0.1kg、电阻凡=4。的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m,M与导轨间的动摩擦因数川=0.25,质

量，吸=0.3施、电阻R2=2C的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数〃2=0.8。将导体棒M、N同时从

导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2,运动过程中M、N与导轨始终接触

良好，已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求例、N相碰前，M上产生的焦耳热;

(2)求M、N相碰前M运动的时间；

(3)M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F,使M、N同时匀减速到零,

求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。

【答案】(1)0.48J：(2)1.5s；(3)F=0.96-0.08/(/<2.5s)

【解析】(1)M棒匀速时，有

/Higsin37°=//iwigcos37°+BIL①

E=BLv燧

RR2

R总=A+④

R+R2

M棒从开始到达虚线位置，有

n\gdsin370=〃1町gdcos37°+3^商+Q&⑤

M棒、N棒、电阻R产生的焦耳热之比为

QM：QN：QR=8：1：1@

8

<2M=—<2fi©

由①〜⑦式解得

QM=0.48J

(2)对M棒由动量定理有

(migsin37—Mi〃?igcos37°—8/w⑧

q-i口⑨

R.总

A(P=BLd®

/=l.5s

（3）对M、N棒碰撞过程，有

/nivo=/wivi+旭2也⑪

g班4=；肛片1⑫

碰后对N棒

"2〃i2gcos37°—m2gsin37=/%2〃2⑬

归〃2加⑭

碰后对M棒

j〃igsin37+〃i〃？igcos370+6/'L一尸二"17al⑮

M二〃m)⑯

R总

r()=2.5s@

山丹须解得

F=0.96-0.08r(/<2.5s)

（-）选考题:共12分。请考生从第15题和第16题中任选一题作答，若两题都做，则按所做的第一题记

分。

15.[选修3-3]（12分）

（1）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会,

病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气

体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（）

A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能

B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率

C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数

D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力

【答案】C

【解析】AB.因为负压病房的温度和外界温度相同，而温度是分子平均动能的标志，则负压病房内气体分

子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小

于外界环境中每个气体分子的运动速率，选项AB错误；

C.负压病房内的压强较小，温度与外界相同，则分子数密度较小，即负压病房内单位体积气体分子的个数

小于外界环境中单位体积气体分子的个数，选项c正确；

D.负压病房内的压强较小，根据F=pS可知，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体

压力，选项D错误。

故选C。

(2)竖直放置U型玻璃管左侧管中气体由活塞封闭，右侧管开口时，左右水银面高度差为4cm,此时右

管口至液面距离为20cm,左管内活塞底部与右管口相平，如图所示.现将右管口封住，缓慢移动活塞至左

右液面相平。已知大气压强保持a=76cmHg不变，右侧管横截面积为左侧管横截面积的3倍，封闭气体

均为理想气体，温度保持不变.求：活塞移动的距离和液面相平时左管中的气体压强。

【答案】4.6cm；80cmHg

【解析】设左侧管横截面积为5,活塞向下移动距离x

左管气体，初态压强Pt=72cmHg,体积X=16S

末态压强乙体积匕=(19—x)S

右管气体，初态压强0o=76cmHg,体积V=20x3S

末态压强"，体积V'=19x3S

由理想气体状态方程

PM=，匕

PoV=pv'

联立解得：活塞向下移动距离

x=4.6cm

液面相平时压强

p=80cmHg

16.[选修3-4]（12分）

（1）如图，波源S从平衡位置开始振动，运动方向沿y轴负方向，振动周期T=0.01s,产生的简谐波向左、

右两个方向传播，波速均为u=40m/s。过一段时间后，P、Q两点开始振动。已知距离SP=1.0m、SQ=1.3m。

若以Q点开始振动的时刻作为计时起点，下面四个图像中P、Q两点的振动图像分别是

/vt

PSQ

A.甲图和乙图B,丙图和乙图C.丁图和丙图D.丁图和甲图

【答案】B

2

【解析】由口=一得，

T

A=vT=40x0.0Im=0.4m

据题有

SP=1.0m=2-A

2

SQ=1.3m=3；；l

当波传到。点时，S已经振动时间为3,，此时S在波谷。根据