2021届全国百所名校新高考模拟试卷(五)物理试题

2021届全国百所名校新高考模拟试卷（五）物理★祝考试顺利★注意事项：1、考试范围：高考范围。2、试题卷启封下发后，如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况，应当立马报告监考老师，否则一切后果自负。3、答题卡启封下发后，如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象，应当马上报告监考老师，否则一切后果自负。4、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。5、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。6、填空题和解答题的作答：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。7、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。8、保持答题卡卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。9、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。1.“嫦娥四号”月球探测器在我国西昌卫星发射中心成功发射，探测器奔月过程中，被月球俘获后在月球上空某次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，如图所示，a、b两轨道相切于P。不计变轨过程探测器质量的变化，下列说法正确的是（）A.探测器在a轨道上P点的动能小于在b轨道上P点的动能B.探测器在a轨道上P点的加速度等于在b轨道上P点的加速度C.探测器在a轨道运动的周期小于在b轨道运动的周期D.为使探测器由a轨道进入b轨道，在P点必须加速【答案】B【解析】【详解】A．探测器在P点变轨，则从低轨向高轨变化时，做离心运动，须加速，所以探测器在高轨a的速度大于低轨b在P的速度，根据可知在a轨道上P点的动能大于在b轨道上P点的动能，故A错误；B．探测器在两个轨道上P点的引力均是由月球对它的万有引力提供，所以引力相等，由于引力相等，根据牛顿第二定律，可知两个轨道在P点的加速度也相等，故B正确；C．a轨道的半长轴大于b轨道的半径，由开普勒第三定律可知，在a轨道上运动的周期大于在b轨道上运动的周期，故C错误；D．探测器在P点变轨，从高轨向低轨变化时，做近心运动，须减速，故D错误。故选B。2.如图甲所示是研究光电效应的实验装置。某同学选用甲、乙两种单色光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图乙所示。已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）A.由图乙可知，甲光光子频率等于乙光光子频率B.由图乙可知，甲光的强度小于乙光的强度C.甲、乙光分别照射阴极K时，光电子逸出时最大初动能不同D.由图乙可知，甲光照射时光电子的最大初动能大于乙光照射时光电子的最大初动能【答案】A【解析】【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程有根据动能定理有联立得由于遏止电压相同，则两种光的频率相同，故A正确；B．根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判断甲光的强度较大，故B错误；CD．根据动能定理有即可知遏止电压相同，则光电子的最大初动能相同，故CD错误。故选A。3.甲、乙两物体沿同一直线做减速运动，t=0时刻，两物体同时经过同一位置，最后又停在同一位置，它们的速度一时间图象如图所示，则在运动过程中A.t1时刻甲和乙相距最远B.甲、乙的平均速度相等C.甲、乙的加速度可能相等D.甲的加速度逐渐增大，乙的加速度大小不变【答案】C【解析】【详解】甲乙两物体速度相等时相距最远，选项A错误；甲乙的位移相同，但是甲运动的时间较长，则甲的平均速度较小，选项B错误；v-t图像的斜率等于加速度，由图像可知，在某时刻甲的加速度可能等于乙的加速度，选项C正确；v-t图像的斜率等于加速度，由图像可知，甲的加速度逐渐减小，乙的加速度大小不变，选项D错误；故选C.4.如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，保持与墙面之间距离不变，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，在此过程中主机沿竖直方向匀速上升，则在提升主机过程中，下列说法正确的是（）A.缆绳拉力F1和拉绳拉力F2大小都不变B.缆绳拉力F1增大，拉绳拉力F2减小C.缆绳与竖直方向的夹角可能大于拉绳与竖直方向的夹角D.缆绳拉力F1和拉绳拉力F2大小都增大【答案】D【解析】详解】ABD．对主机体受力分析如图所示因主机向上做匀速运动，所以主机处于平衡状态，则合力为零，根据平衡条件在竖直方向上有在水平方向有联立解得，在上升过程中，由于增大，不变，所以减小，增大，则缆绳拉力增大；增大，则拉绳拉力增大，故AB错误，D正确；C．根据力的合成可知，F1大于F2，而在水平方向有即故，所以缆绳与竖直方向的夹角小于角，故C错误。故选D。5.如图所示，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是（）A.P向左滑动时，变压器的输出电压变大B.若P向左滑动时，RT阻值保持不变，则变压器的输入功率变大C.若P保持不变，RT温度升高时，则灯L变暗D.RT温度升高时，适当向右滑动P可能保持灯L亮度不变【答案】CD【解析】【详解】A．P向左滑动时，变压器原线圈电压和原副线圈的匝数比均不变，输出电压不变，故A错误；B．P向左滑动时，则滑动变阻器电阻变大，而RT阻值保持不变，所以副线圈回路总电阻增大，根据输出功率减小，所以变压器的输入功率也变小，故B错误；C．若P保持不变，RT温度升高时，热敏电阻的阻值减小，副线圈回路总电阻减小，总电流增大，滑动变阻器的分压增大，灯L两端电压减小，灯L变暗，故C正确；D．RT温度升高时，热敏电阻阻值减小，只有适当向右滑动P，才能使灯L分压不变，从而保持灯的亮度不变，故D正确。故选CD。6.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+2×10-3C、质量为1×10-3kg的小物块从A点静止释放，沿MN作直线运动，其运动的v-t图象如图乙所示，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＝－4VB.B点为AC间电场强度最大的点，场强大小E＝1V/mC.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】BD【解析】【详解】物块在A到B过程，根据动能定理得：，得：，故A错误．据v-t图的斜率等于加速度，可得物块在B点的加速度最大为a==2m/s2，所受的电场力最大为F=ma=1×10-3×2N=2×10-3N，则电场强度的最大值为，故B正确．由v-t图可知由A到C的过程中小物块的动能一直增大，则电势能一直减小，故C错误．物块从B点到C点电场力做的功W=，故D正确．故选BD．7.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复过程中弹簧的弹力大小F随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，则（）A.t1时刻小球的速度最大B.t2时刻小球所受合力为零C.以地面为零重力势能面，t1和t3时刻小球的机械能相等D.以地面为零重力势能面，t1至t3时间内小球的机械能先减小后增加【答案】CD【解析】【详解】A．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力相等时，加速度减为零，此时速度达到最大，故A错误；B．t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，加速度竖直向上，不为零，故B错误；C．以地面为零重力势能面，t1和t3时刻弹力为零，则弹簧处于原长，弹性势能为零，则在这两个时刻小球的机械能相等，故C正确；D．以地面为零重力势能面，t1至t3时间内，弹簧的长度从原长到压缩至最短又回到原长，则弹性势能先增大后减小，根据小球和弹簧组成的系统机械能守恒，可知小球的机械能先减小后增大，故D正确。故选CD。8.如图所示，足够长光滑U形导轨宽度为L，电阻不计，其所在平面与水平面的夹角为α，上端连接一个阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上。现有一质量为m、有效电阻为r的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度时，运动的位移为x，则（）A.在此过程中金属杆速度均匀增加B.金属杆下滑的最大速度C.在此过程中流过电阻R的电荷量为D.在此过程中电阻R产生的焦耳热为【答案】BC【解析】【详解】AB．对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有根据闭合电路欧姆定律有联立解得可知，随着速度的增大，加速度不断减小，故金属杆做加速度减小的加速运动，所以速度不是均匀增大；当加速度为零时，速度达到最大，则有解得故A错误，B正确；C．在此过程中流过电阻R的电荷量为又，联立解得故C正确；D．根据能量守恒定律得，在此过程中回路中产生的总热量为电阻R产生的焦耳热为故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共174分）三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每道试题考生都必须做答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题（共129分）9.某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。（1）实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度为d。（2）按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推不连接砝码盘的小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1_______t2（填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。（3）保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_____（用测出的物理量字母表示）。（4）保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出图像。若图像为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_________。【答案】(1).等于(2).(3).合外力不变时，小车的加速度与质量成反比（与质量的倒数成正比）【解析】【详解】（2）[1]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动（纸带上两点的距离相等）即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2，当满足t1等于t2，则摩擦力得到了平衡；（3）[2]遮光条经过光电门A时的速度为经过光电门B时的速度为根据速度位移公式有解得（4）[3]设小车的加速度为a，小车的合外力F，以小车为研究对象，根据牛顿第二定律有解得由上可知，合外力不变时，小车的加速度与质量成反比（与质量的倒数成正比）。10.某同学设计了一个检测河水电阻率的实验。他在一根粗细均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水。他选用了以下仪器测量玻璃管内河水的电阻：量程15V，内阻约300kΩ的电压表；量程300μA，内阻约50Ω的电流表；最大阻值1kΩ的滑动变阻器；电动势E=12V，内阻r=6Ω的电池组；开关一只、导线若干。（1）该同学装入河水前先用游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙所示。玻璃管的内径d=________mm。（2）该同学设计了合理的测量电路，通过改变滑动变阻器阻值测得了玻璃管两端的电压和电流，并在图丁的U-I坐标系内描出了9个数据点。请在图丙的实物图中用笔划线代替导线完善电路的连接________。（3）请在图丁中做出U-I图像_______，计算出玻璃管内水柱的电阻R=_____Ω，电阻率ρ=______Ω·m（结果保留三位有效数字）。【答案】(1).5.50(2).(3).(4).1.00×105（0.923×105～1.08×105）(5).7.56（6.98～8.17）【解析】【详解】（1）[1]主尺读数为5mm，游尺为20分度，精度值为0.05mm，所以游标卡尺的读数为d=5mm+0.05×10mm=5.50mm（2）[2]根据U-I图象可知电流从零开始，所以滑动变阻器应用分压式接法，由于水柱的电阻远大于电流表内阻，所以电流表应用内接法，实物连线图如图所示（4）根据描点法，在图中画出U-I图象，用直线将尽可能多的点连起来，如图则图象的斜率表示水柱的电阻，则有ΩΩ（0.923×105Ω～1.08×105Ω）根据电阻定律且联立解得代入数据可算出水的电阻率7.56Ω·m（6.98Ω·m～8.17Ω·m）11.如图，平行板电容器的Ⅳ板开有一小孔，与固定圆筒的小孔a正对，O是圆筒的圆心，圆筒的内径为r，筒内有垂直纸面的匀强磁场，筒壁光滑．电容器内紧靠极板肘有一个带电粒子（初速度为零），经电压U加速后从a孔垂直磁场并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞三次后恰好又从小孔a射出．带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电荷量和动能都不损失，粒子的比荷为q/m=k不计粒子的重力和空气阻力．求(1)带电粒子进入磁场的速度大小？(2)筒内磁感应强度B的大小？（结论均用r、E，和k表示）【答案】(1)(2)【解析】【详解】（1）由动能定理得；（2）带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和动能损失，故每次碰撞前后粒子速度大小不变．设圆周运动半径为R，由牛顿第二定律得速度方向总是沿着圆筒半径方向，3个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁四等分，粒子在圆筒内的轨迹具有对称性，由四段相同的圆弧组成，则每段轨迹圆弧对应的圆心角为90°，则由几何关系得R=r联立解得12.如图a所示，轻质弹簧左端固定在墙上，自由状态时右端在C点，C点左侧地面光滑、右侧粗糙。用可视为质点的质量为m=1kg的物体A将弹簧压缩至O点并锁定，以O点为原点建立坐标轴。现用水平向右的拉力F作用于物体A，同时解除弹簧锁定，使物体A做匀加速直线运动。运动到C点时撤去拉力，物体最终停在D点。已知O、C间距离为0.1m，C、D间距离为0.1m，拉力F随位移x变化的关系如图b所示，重力加速度g=10m/s2。求：（1）物体运动到C点的速度大小；（2）物体与粗糙地面间的动摩擦因数；（3）若质量M=3kg的物体B在D点与静止的物体A发生碰撞并粘在一起，向左运动并恰能压缩弹簧到O点，求物体B与A碰撞前的速度大小。【答案】（1）1m/s；（2）0.5；（3）【解析】【详解】（1）物体A从O到C做匀加速直线运动，弹力不断减小，F不断增大，故当物块运动到C点时弹簧的弹力为零，F=5N，则由牛顿第二定律有解得加速度a=5m/s2根据速度位移公式有解得vC=1m/s（2）物体A从C到D，由动能定理解得或根据速度位移公式有根据牛顿第二定律有联立解得（3）物体A与物体B在D点碰撞，速度相同，由动量守恒定律Mv0=(M+m)v共对整体，从D到O，由动能定理对物体A，从O到D由动能定理：F-x图象围成面积表示F做的功，则有=0.25J联立以上各式得m/s13.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。①滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读出其体积V。再用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如右图所示。已知坐标纸上每个小方格面积为S则油膜面积为________（填写S的整数倍）。②估算油酸分子直径的表达式为d=_______。【答案】(1).8S(2).【解析】【详解】①[1]求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去，数出总格数是8，故面积为8S；②[2]1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为油酸分子直径为14.如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为m2，汽缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时汽缸内密闭气体的压强为Pa，温度为30K、外界大气压为Pa，g＝10m/s2．（1）现对密闭气体加热，当温度升到400K时，其压强多大？（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为