核心素养卷（01） 决胜2021年新高考物理核心素养卷（福建专用）（解析版）

2021年福建省新高考综合模拟

物理核心素养卷（01）

一、单项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16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.瑞士数学家、物理学家巴耳末的主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式，氢原子

从〃=3,4,5,6这四个能级跃迁到〃=2能级时，得到的是可见光，其中从〃=3能级跃迁到n=2能级发出

的是红光，从“=6能级跃迁到〃=2能级发出的是紫光，氢原子能级图如图所示，则氢原子从〃=6能级

向低能级跃迁时辐射的电磁波中波长最短的可能是（）

”唯

..............................-0.38

S-------------------------0.54

4-------------------------0.85

2------------------------3.40

）------------------------13.60

A.红外线B.紫外线C.4射线D.7射线

【答案】B

【解析】

AB.从氢原子能级图中可知氢原子从〃=6能级跃迁到〃=1能级时辐射的电磁波能量最高，频率最大，波

长最短，其波长比紫光波长短，所以A错误，B正确；

CD.夕射线不是电磁波，是高速电子流，7射线虽然是电磁波，但，射线是原子核受激发产生的，氢原子

核外电子的跃迁不可能产生7射线，所以CD错误；

故选B。

2.给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子

势能，则胎内气体（）

A.从外界吸热B.对外界做负功

C.分子平均动能减少D.内能增加

【答案】A

【解析】

不计分子间势能，气体的内能只有动能，只由温度决定，所以气体内能不变，在缓缓放水的过程中，若车

胎不漏气，气体膨胀对外做功，所以气体要从外界吸热，A对•：

3.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电

流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴00'沿逆时针方向匀速转动，已知发电机线圈电阻为5C,外接一只阻值

为5。的电阻R,不计电路的其他电阻，已知电阻R两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。则（）

A.线圈的转速为100r/s

B.交流电流表的示数为2夜A

C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行

D.电阻R在1分钟内产生的热量为4800J

【答案】D

【解析】

A.由图乙可知，交变电流的周期为0.02s,所以线圈的转速为

〃=一=50r/s

T

A错误；

B.电阻R两端的电压的有效值为20V,交流电流表的示数为有效值，其值为

/上=4A

R

B错误；

C.0.01s时电压为零，则感应电动势为零，线圈处于中性面位置。C错误；

D.电阻R在1分钟内产生的热量为

Q=/2放=4800J

D正确。

故选D。

4.如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的金属球B置于斜面上，轻

绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计金属球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处

于静止状态，则()

A.斜面体对水平面的压力等于(M+m)g

B.水平面对斜面体有向左的摩擦力作用

C.当斜面体缓慢向右移动时,细线对金属球的拉力变大

D.当斜面体缓慢向右移动时，斜面对金属球的支持力变小

【答案】C

【解析】

以斜面体和小球整体为研究对象受力分析如图所示

竖直方向

N-^m+M)g—Tsin0

根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力

N，=N<(M+喻g

故A错误;

B.水平方向

f=Teos6

方向水平向右，故B错误；

C.当斜面体缓慢向右移动时，将小球重力分解,

mg

由图解法知T变大，故C正确；

D.当斜面体缓慢向右移动时，绳子与水平方向夹角变小，则竖直方向分力变小，斜面对小球的支持力变大,

故D错误；

故选C«

二、多项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分每小题有多项符合题目要求，全部选对的

得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5.中国首次火星探测任务“天间一号”已于2021年2月10日成功环绕火星。火星公转轨道半径是地球公转

311

轨道半径的万，火星的半径为地球半径的,，火星的质量为地球质量的火星探测器在火星表面附近绕

火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为T,已知火星和地球绕太

阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（）

23

A.火星的公转周期和地球的公转周期之比为

7

B.火星的自转周期和地球的自转周期之比为

C.探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为4

3冗

D.火星的平均密度为

【答案】CD

【解析】

AB.设太阳质量为M,火星、地球质量分别为m、m2,轨道半径分别为n、m公转周期分别为Ti、T2t

则

乃〈

Mm,=（弁2）（

「Mim2/r2

r24

故A、B错误；

C.设火星、地球的半径分别为Ri、Ri,探测器质量为m,运行速度分别为vi、V2,则

故C正确；

D.探测器绕火星表面附近运行时，有

G詈…

整理得

Gm}_442

GmA_442

47=47

一万xR-7rxT

3,3

即

/n3乃

0=43=彳

邛

故D正确。

故选CD。

6.如图甲所示，长为L的两块平行金属板A、B水平放置，两金属板间接如图乙所示的电压，一质量为机、

电荷量为+q的小球在「=0时刻从贴近上极板的边缘以沿水平方向的初速度%进入电场，一段时间后小球

垂直撞在平行金属板右侧竖直放置的弹性绝缘板MN上并被反弹。不计小球与弹性板碰撞的时间，且在碰

撞过程中小球的电荷量不发生变化，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.1=0时刻两极板间的电压（4与两极板间距离d的关系为。。=竽

U7/7

B.两极板间的距离最小为铲

m（g2l}+9%

C.小球在运动过程中的最大动能为一^~—

岷

D.小球在电场运动过的过程中电场力的冲量大小为2叫空+片

V%

【答案】AC

【解析】

L

A.由题意可知小球，=一时以沿水平方向的速度撞在弹性板上，小球在竖直方向上一定先加速后减速，所

%

以小球受到的电场力方向一定竖直向上，当电压为U。时有

mg-q——=ma

dA

当电压为火;（）时有

-mg-ma2

且

、L

a\x2~-a--,--x—=0

3%3%

解得

mgd

U0=

2q

故A正确；

B.由A项分析可得

1

4=2S，4=g

2L

小球在'=俞时竖直方向的速度

:gL

0=

3vn

°□把时间内小球在竖直方向上的位移

y二

9片

2L1.L

T-O-时间内小球在竖直方向上的位移

gjL

卜2=

18诏

所以两极板间的距离

北%+

B错误;

2L

小球在，=不时在竖直方向上的速度最大，此时小球的动能最大,则

C正确:

D.小球与弹性板碰撞后沿原路径从A板左边缘离开电场，对小球在电场中的运动进行分析，由冲量的定义

有

/2x必x主+史必x2xM=空更

d3%d3v0%

D错误。

故选AC。

7.如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN是其中的一条直线，线上有A、B、C三点。

一带电量为+2xl（Pc、质量为IxlO-3kg的小物块从A点静止释放，沿MN作直线运动，其运动的v-t图像如

图乙所示，其中B点处的切线斜率最大（图中标出了该切线），C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物

块电量保持不变，则下列说法中正确的是（）

A.AB两点电势差UAB=4V

B.B点为AC间电场强度最大的点，场强大小E=2V/m

C.由A到C的过程中小物块的电势能先减小后变大

D.小物块从B点到C点电场力做的功W=10-2j

【答案】AD

【解析】

A.根据动能定理，可知

解得

A正确。

B.v-t图像的斜率为加速度，有图像可知，B点的加速度最大，且

a=2m/s2

所以粒子在B的电场强度最大，根据公式

qE-ma

可知

E^W/m

B错误。

C.从A到B到C物体速度一直变大，所以物体动能一直升高，根据能量守恒可知，物体电势能一直降低,

C错误。

D.根据动能定理可知

W=-mv^--mv\=10-2j

22

D正确。

故选ADo

8.如图所示，质量均为m的两物块A、B通过一轻质弹簧连接，静止放置在光滑水平面上，弹簧开始时处

于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。％=0时刻在A上施加一个水平向左的恒力F,/时刻弹簧

第一次恢复到原长，此时A、B速度分别为匕和丫2。则L到t2时间内（）

AB

A.A、B和弹簧组成的系统的机械能先增大后减小

B.当弹簧的弹性势能最大时，两物块速度相等

C.当A的加速度为零时，B的加速度为工

2m

D.物块B移动的距离为

2F

【答案】BD

【解析】

A.恒力F做正功，A、B和弹簧组成的系统的机械能一直增大，A错误；

B.当弹簧的弹性势能最大时，弹簧最长，两物块速度相等，B正确；

F

C.当A的加速度为零时，弹簧的弹力等于F,B的加速度为一,C错误;

m

D.因为弹簧恢复原长，押簧的弹性势能等于零，对系统根据功能关系

r1212

Fx=—mvx+—mv2

解得

m(vl

x=+4)

2F

物块B移动的距离为‘〃（看+彩）,D正确。

IF

故选BDo

三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。

9.如图，在双缝干涉实验中，Si和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝与、S2和P点的距离差为

Z.lxlO^m,用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝Si、S2距离相等，且A光频率为

/=5.0xl0"Hz„则P点处是（填“亮”或“暗”）条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗

条纹（填“均匀”或“不均匀”）分布。（光在空气中的速度C=3.0xl（）8m/s）

【答案】暗不均匀

【解析】

[1]设A光在空气中波长为九，由九=亍得/l=6xl（r7m，光的路程差3=2.1xl（）Fm，所以

N=Z=3.5

2

即从Si和S2到P点的光的路程差8是波长X的3.5倍，所以P点为暗条纹。

[2]将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的。

10.“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验中，选用同一型号的新、旧电池各一节分别做电源，做了两

次实验，得到了新、旧电池的U-I图像如图所示，旧电池的U-I图像是图线；当实验中外电阻R

均为2c时，新、旧电池输出功率的比值为。

UN

100

【答案】B2.04（或一）

49

【解析】

”］旧电池的内阻较大，则U-I图像的斜率较大，则旧电池的U-I图像是B；

⑵将电阻R=2Q的U-I图像画在电源的U-I图像上，如图

则新电池的输出功率

Pt=IiUi=l.OOxO.5O=O.5OW

旧电池的输出功率

P2=l2U2=0.70x0.35=0.245W

则

P.0.51003

」=------=—=2.04

P,0.24549

11."探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹。

(1)在做“探究平抛运动的特点''实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸

之外，下列实验器材中还需要的有。(填入正确选项前的字母)

A.刻度尺B.秒表C.天平

(2)引起实验结果出现误差的原因可能是。

A.实验中使用密度较小的小球

B.斜槽不光滑，有摩擦

C.小球自由滚下时起始位置不完全相同

D.以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点0

(3)实验中，某同学安装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端Q斜向上与水平方向所成的

夹角为0。该同学在某次实验时，小球离开斜槽的速度大小为vo,建立xQy平面直角坐标系。请根据平抛

运动规律写出小球水平方向的位移x与时间t关系式和竖直方向的位移y与时间t关系式

2

【答案】AACDx=%fcos。y=votsin0-—gt

【解析】

(1)口]实验通过描出小球平抛运动轨迹上的点，然后作出平抛运动轨迹，根据运动轨迹测出小球的水平与竖

直分位移，应用运动学公式求出小球的初速度，实验不需要测时间、质量，实验需要用刻度尺测距离，故A

正确，BC错误。

故选A„

(2)[2]A.使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力，可以减少实验误差，实验中使用

密度较小的小球，增大实验误差，故A正确；

B.该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，每次钢球与斜

槽间的摩擦对小球做的功相同，因此斜槽不光滑，有摩擦，对实验没有影响，故B错误；

C.为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故c正确;

D.建立坐标系时，因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影，以斜槽末端端口位置为坐标

原点，使得测量误差增大，故D正确。

故选ACDo

(3)[3]小球离开斜槽的速度大小为vo,与水平方向所成的夹角为9,所以小球做斜抛运动，水平方向是匀速

直线运动，水平方向的速度

也=%cos0

小球水平方向的位移x与时间t关系式

x=%fcos6

[4]竖直方向上是匀变速直线运动，竖直方向上的初速度为

%=%sin6

竖直方向的位移y与时间t关系式

・c12

y=votsmO--gt

12.如图所示为某多用电表内部简化电路图

(1)探索黑箱内的电学元件时，如需判断有无电容器,选择开关S应接.,如要判断黑箱中有无电

源，从更安全的角度出发，选择开关S应接（选填''1”"2""3'"'4""5''或"6"）；

(2)已知Ig为表头的满偏电流，若Rg=R=R2,则选择开关S接1,2时，两直流电流档量程最大值之比

(3)已知表头的满偏电流为200HA,内阻为400Q。选择开关S接6时为直流电压5V档，选择开关S接2时

为直流电流1mA档，则R3+R4=Q。

【答案】3、4或3462：14920Q

【解析】

(1)口］判断有无电容器应用欧姆档，选择开关S应接3或4；

⑵从更安全的角度出发判断电源时选择6,大量程电压表更合理；

3

(2)［3］由于三个电阻大小相等，当电衣满偏时接1,2的电流分别为31g和二乙，即两直流电流档量程最大值

2g

之比为2：1；

(3)⑷由欧姆定律可得

44+M居+-)=—

代入数据可得

%+凡=4920^

13.如图中所示，真空中有一粒子源，连续不断地放射出带正电的粒子。粒子的初速度很小(可视为零)。

粒子经加速电压Ui加速后，从0点沿着偏转电场中线OM射入偏转电场，两偏转极板间的距离为L,所加

周期性电压Um如图乙所示。偏转极板右侧有宽度为L的足够长匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。磁

场右边界是一个足够大的光屏，所有到达光屏的粒子均不再反弹。粒子飞过偏转极板间的时间极短，可认

为每个粒子飞过的这段时间里偏转电压几乎不变。已知f=0时刻射入偏转极板间的粒子，轨迹恰好与光屏

相切；偏转电压为25时射入偏转极板间的粒子恰好沿着偏转极板上边缘飞出电场。不计粒子重力及粒子

之间的相互作用力。求：

(1)偏转极板的长度；

(2)磁场右侧光屏上有粒子击中的范围的长度。

bEr

_L_=.一

?」一--/二二

\\o"♦一

-rn-­•

甲乙

【答案】(l)x=L：(2)”=&L+g

【解析】

(1)设带电粒子感开加速电场时速度为VO,,据动能定理有

U}q=-mvl

设偏转极板的长度为x,当。疝=2。1时，粒子在偏转电场中竖直方向加速度为a*运动时间为t,则

L12

-=-at

22v丫

2U、q

a=——

YmL

x

%

联立解得％=心.

(2)设/=0时刻射入偏转极板间的粒子在磁场中轨道半径为Ro,偏转电压为2U1时沿着偏转极板上边缘飞出

电场时速度为VI,则

2

q%B=加?

可得

A

w=收+¥=瓜。

2

q%B=m'

联立可得根据几何关系

H=L+y[2L--

2

解得H=&+£

2

14.如图，轻弹簧放在水平面上，左端固定，右端与放置在水平面上质量m=lkg的小滑块甲接触(不相连)，

弹簧处于原长时甲位于0点。在水平面的B点处平滑连接一足够长的斜面，0B间的距离d=lm。现用外力

将甲缓慢向左移动1m到A点，此时弹簧的弹性势能为Ep=14.5J。撤去外力，甲弹出后在B点与质量M=2kg

静止的小滑块乙发生弹性正碰，碰后甲乙恰好不再发生碰撞，且停在同一位置。已知两滑块与水平面、斜

面之间的动摩擦因数均为H=0.5,g取10m/s2,求：

(1)甲、乙碰撞前瞬间甲的速度大小；

(2)斜面的倾角的正切值tan。；

(3)把乙换成小滑块丙，丙的质量为1kg,与水平面、斜面之间的动摩擦因数均为产0.5,将丙静止放在

0B间的C点，CO距离为X,仍将甲由A点静止释放，弹出后与丙相碰，碰后两滑块粘在一起运动，求它

们在轨道上到达的最大高度h与x之间的关系式。

【答案】(1)3m/s；(2)-；(3)当xWO.7m时，力=0；当0.7m<x41m时，

664128

【解析】

(1)设甲、乙第一次碰前甲的速度大小为vo,从甲释放到甲、乙第一次碰前，对甲根据动能定理可得

Ep-/Jmg.2d=g机%2①

代入数据解得

%=3m/s

(2)设甲、乙第一次碰后的速度分别为VI、V2,根据动量守恒定理和机械能守恒定律可得

=mVj+②

12121A42

—mv0=—mvx+—MV2③

联立②③式解得

V1=-Im/s,v2=2m/s

碰后甲向左做匀减速直线运动，假设运动si后静止，对甲根据动能定理有

1.「

_/vng.S]=0--mVj④

代入数据解得

1=0.1m

碰后乙沿斜面向上做匀减速运动，根据动能定理有

h1

-Mgh-juMgcos0-------=0——Mv{9⑤

sin。2

之后乙沿斜面向下做匀加速运动，追上甲时速度恰好为零，根据动能定理有

h

Mgh-/iMgcos0---------=0⑥

sin。

联立⑤⑥解得

5

tang二—

(3)从甲释放到甲、丙第一次碰前，对甲根据动能定理可得

-4mg.2(d+x)=g小媪⑦

假设甲、丙碰后的速度为v,根据动量守恒定理有

m%=2mv⑧

碰甲、丙沿斜面向上做匀减速运动，根据动能定理有

hJ

-2mgh-〃•2mg(d一x+cos0•———)=0-----2mv2⑨

sin。2

联立⑦⑧⑨可得

〃=竺》-旦(m)

64128

令h='x------=0,可得

64128

x=0.7m

故h与x之间的关系式为

当冗<0.7m时，/?=0

1521

当0.7m<xW1m时，h--x------(m)

64128

15.距离为d的两根轨道CDGH平行放置,48、CO与水平面的夹角为30。，BE、DG为两

段光滑绝缘圆弧轨道(长度可忽略)，除的、0G两段外其余部分均为金属，电阻可忽略不计，EF、GH

m

均光滑、足够长且二者在同一水平面上，轨道的AC端接一个电容为C=的电容器，端接一个电

B2d2

阻恒为R的小灯泡，ABC。所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，EG右侧的水平内的磁场方向竖直向

上，磁感应强度的大小均为B。长为d、质量为机、电阻不计的导体棒P