山西省太原市第二十一中学新高考全国统考预测密卷物理试卷及答案解析

山西省太原市第二十一中学新高考全国统考预测密卷物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、利用放置在绝缘水平面上的环形电极与环外点电极，可模拟带电金属环与点电荷产生电场的电场线分布情況，实验现象如图甲所示，图乙为实验原理简图。图乙中实线为电场线，a、d关于直线MN对称，b、c为电场中的点，e为环内一点。由图可知()A．带电金属环与点电荷带等量异种电荷B．b、c、e三点场强的大小关系为Eb＞Ec＞EeC．a、d的场强相同D．c点的电势比d点高2、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（）A．-160JB．-100JC．100JD．-40J3、某行星的自转周期为T，赤道半径为R．研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知引力常量为G．则A．该行星的质量为M=B．该行星的同步卫星轨道半径为r=C．质量为m的物体对行星赤道地面的压力为F=D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s4、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（）A． B．C． D．5、图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC。其中OB、OC两绳的夹角为，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（）A．FB一定小于mg B．FB与FC是一对平衡力C．FA与FC大小相等 D．FB与FC合力大小等于3mg6、如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为10cm，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.7m（小于一个波长）。当质点a在波峰位置时，质点b在x轴上方与x轴相距5cm的位置。则该波波长（）A．λ＝0.8m或λ＝5.6m B．0.8m＜λ＜5.6mC．λ＜0.8m或λ＞5.6m D．无法确定二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面，b球质量为4m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球，不计空气阻力，已知b球落地后速度变为零，则下列说法正确的是A．在a球上升的全过程中，a球的机械能始终是增加的B．在a球上升的全过程中，系统的机械能守恒C．a球到达高度h时两球的速度大小为D．从释放开始，a球能上升的最大高度为1.6h8、在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．时，线圈在中性面B．线圈产生的交变电动势的频率为100HzC．若不计线圈电阻，在线圈中接入定值电阻，则该电阻消耗的功率为D．线圈磁通量随时间的变化率的最大值为9、我国正在建设北斗卫星导航系统，根据系统建设总体规划，计划2018年，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务，2020年前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用户提供服务。2018年1月12日7时18分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星，将与前25颗卫星联网运行.其中在赤道上空有2颗北斗卫星A、B绕地球做同方向的匀速圆周运动，其轨道半径分别为地球半径的和，且卫星B的运动周期为T。某时刻2颗卫星与地心在同一直线上，如图所示。则下列说法正确的是A．卫星A、B的加速度之比为B．卫星A、B的周期之比为是C．再经时间t=，两颗卫星之间可以直接通信D．为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要4颗卫星10、一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能()A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某学校兴趣小组成员在学校实验室发现了一种新型电池，他们想要测量该电池的电动势和内阻.（1）小组成员先用多用电表粗测电池的电动势，将选择开关调到直流电压挡量程为25V的挡位，将____________（填“红”或“黑”）表笔接电池的正极，另一表笔接电池的负极，多用电表的指针示数如图所示，则粗测的电动势大小为__________V.（2）为了安全精确的测量，小组成员根据实验室提供的器材设计了如图的测量电路，其中，它在电路中的作用是____________.闭合开关前，应将电阻箱接入电路的电阻调到最_________（填“大”或“小”）.（3）闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表示数I，作出图象，如图所示.根据图象求出电池的电动势为_____________V（保留两位有效数字）.12．（12分）在测金属丝的电阻率的实验中，用两节干电池作为电源，正确的电路连接如图所示。(1)请在图的框中画出相应的电路图________。(2)闭合开关，发现电压表的示数为0，须检查电路故障。针对以下检查过程中的相关步骤，回答问题。保持原电路结构且闭合开关，用已调试好的多用电表的直流电压10V挡进行检测，将________（选填“红”或“黑”）表笔接触P点的接线柱，再将________（选填“红”或“黑”）表笔接触电路中N点的接线柱。表盘示数如图所示，其读数为________V。保持P点表笔接触位置不变，再将另一表笔分别接触电路中M、Q点的接线柱，电压值几乎不变。由此初步判定电路故障可能是________________。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内，导轨间距为L、足够长且电阻忽略不计，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框连接在一起组成装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒与金属导轨总是处于接触状态，并在其中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的边长为d（），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度为g。试求：(1)装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；(2)经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离xm。14．（16分）如图所示，半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间的距离x=3.6m。质量m2=0.15kg的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处，另一质量为m2=0.25kg的小滑块1，从A点以v0=10m/s的初速度在水平面上滑行，到达B处两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g取10m/s2。两滑块均可视为质点。求∶(1)滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v1；(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能△E；(3)在半圆形轨道的最高点C处，轨道对两滑块的作用力大小FN。15．（12分）如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对乘客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持lm/s的恒定速率运行。乘客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数为2.1．A、B间的距离为4.5m。若乘客把行李放到传送带A处的同时接受工作人员安检，2s后从A处平行于传送带运动到B处取行李。乘客先由静止开始以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，然后做加速度大小为2.5m/s2的匀减速直线运动到B处时速度恰为2．求乘客与行李到达B处的时间差。（重力加速度g取12m/s2）

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B【解析】

A．由图可知金属环与点电荷一定带异种电荷，但不一定等量，故A错误；B．由电场线的疏密可知又因为e点为金属环内部一点，由静电平衡可知金属环内部场强处处为零，故B正确；C．a、d场强大小相等方向不同，故C错误；D．由等势面与电场线垂直和沿电场线电势逐渐降低可知c点的电势比d点低，故D错误。故选B。2、D【解析】

物块所受的摩擦力做的功为：W=Fxcosθ=-20×(5-3)=-40J．A．-160J，与结论不相符，选项A错误；B．-100J，与结论不相符，选项B错误；C．100J，与结论不相符，选项C错误；D．-40J，与结论相符，选项D正确；故选D．【点睛】本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，知道功是力与力的方向上的位移的乘积．3、B【解析】该行星自转角速度变为原来两倍，则周期将变为12T，由题意可知此时：GMmR2＝mR4π2(12T)2，解得：M＝16π2点睛：重点知识：行星自转的时候，地面物体万有引力等于重力没错，但是不是重力全部用来提供向心力，而是重力和支持力的合力提供向心力；“星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力”时重力独自充当向心力．4、B【解析】

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；

粒子在磁场中运动的时间是如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α

则sinα=，则α=45°粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．

由图可知r=R粒子做圆周运动加速过程满足解得加速电压故选B。5、D【解析】

A．因OB=OC可知FB=FC，由平衡知识可知解得FB一定大于mg，选项A错误；B．FB与FC不共线，不是一对平衡力，选项B错误；C．因FA=3mg>FC，则选项C错误；D．由平衡知识可知，FB与FC合力大小等于3mg，选项D正确。故选D。6、B【解析】

如图有两种情况：ab

为

，波长：；ab

为

，波长：。A.λ＝0.8m或λ＝5.6m。与上述结论不符，故A错误；B.0.8m＜λ＜5.6m。与上述结论相符，故B正确；C.λ＜0.8m或λ＞5.6m。与上述结论不符，故C错误；D.无法确定。与上述结论不符，故D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CD【解析】

A．在球上升的全过程中，第一个过程系统的机械能守恒，球的机械能是增加的，在第二个过程中球的机械能守恒，故A错误；B．球落地时，有机械能损失，系统机械能不守恒，故B错误；CD．设球到达高度时两球的速度为，根据机械能守恒定律：得出此时轻绳恰好松弛，球开始做初速度为的竖直上抛运动。a球的机械能守恒计算得出球能上升的最大高度H为1.6h。故CD正确。故选：CD。8、ACD【解析】

A．t=0.01s时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A正确。B．由图可知周期为0.02s，则频率为f=50Hz，故B错误。C．线圈产生的交变电动势有效值为电阻消耗的功率故C正确。D．t=0.005s电动势最大为311V，则磁通量随时间的变化率为故D正确。故选ACD。9、AD【解析】AB、由万有引力提供向心力有，解得，卫星A、B的加速度之比为，故A正确；解得，卫星A、B的周期之比为，故B错误；C、再经时间t两颗卫星之间可以直接通信，则有，又，解得，故C错误；D、由B卫星的分布图求的所辐射的最大角度，，则，则辐射的最大角度为，需要的卫星个数，为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要4颗卫星，故D正确；故选AD。【点睛】万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求出加速度、周期之比，由几何关系为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要颗数卫星。10、ABD【解析】试题分析：一质点开始时做匀速直线运动，说明质点所受合力为0，从某时刻起受到一恒力作用，这个恒力就是质点的合力．根据这个恒力与速度的方向关系确定质点动能的变化情况．解：A、如果恒力与运动方向相同，那么质点做匀加速运动，动能一直变大，故A正确．B、如果恒力与运动方向相反，那么质点先做匀减速运动，速度减到0，质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动，动能再逐渐增大．故B正确．C、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相同，这个方向速度就会增加，另一个方向速度不变，那么合速度就会增加，不会减小．故C错误．D、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相反，这个方向速度就会减小，另一个方向速度不变，那么合速度就会减小，当恒力方向速度减到0时，另一个方向还有速度，所以速度到最小值时不为0，然后恒力方向速度又会增加，合速度又在增加，即动能增大．故D正确．故选ABD．【点评】对于直线运动，判断速度增加还是减小，我们就看加速度的方向和速度的方向．对于受恒力作用的曲线运动，我们可以将速度分解到恒力方向和垂直恒力方向，再去研究．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、红10.5保护电阻大12【解析】

（1）[1][2]．将红表笔接电池的正极，多用电表示数为10.5V.（2）[3][4]．电阻R0在电路中为保护电阻，闭合开关前应使电阻箱接入电路的电阻最大.（3）[5]．由实验电路可知，在闭合电路中，电池电动势E=I（r+R0+R）则由图象可知，图象的斜率则电池电动势12、黑红2.5②号导线断路或③号导线断路【解析】

(1)[1]电路图如图所示。(2)[2][3]使用多用电表时，电流要从红表笔流入、黑表笔流出。电路中的P点为电源负极，此处应连接多用电表的黑表笔，则另一端连接红表笔。[4]多用电表为直流电压10V挡，其最小有效刻度为0.2V，经估读后电压值为2.5V。[5]黑表笔接触P点，红表笔分别探测电路中N、M、Q点，电压值几乎不变且始终小于电源电动势，初步判定导线①④⑤⑥⑦正常。电路故障可能是②号导线断路或③号导线断路。（其他合理