2021届八省新高考物理模拟卷（湖北专用）（解析版） (三).pdf
2021届八省新高考物理模拟卷一湖北卷（04）一、选择题：本题共11小题，每小题4 分，共 44分，在每小题给出的四个选项中，第 17题只有一项符合题目要求，第 8H 题有多项符合题目要求。1.（2020湖北高三月考）有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图内是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上。若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则此过程中（）A.吸盘内气体压强增大B.吸盘内气体分子的密度增大C.吸盘内气体分子的平均速率增大D.吸盘内气体要吸收热量【答案】D【详解】A B C.吸盘内封闭了一定质量的理想气体，由图可知，吸盘内的气体体积变大，吸盘内气体分子的密度减小；温度不变，吸盘内气体分子的平均动能不变，平均速率不变；温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知，吸盘内气体压强减小，故 ABC错误；D.理想气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内气体要吸收热量，故 D 正确。故选D。2.（2020.湖北恩施土家族苗族自治州.高三月考）如图所示，工地上的建筑工人用砖夹搬运四块相同的砖,假设每块砖的质量均为?，砖与砖夹的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当砖处于平衡状态时，则右边砖夹对砖施加的水平力最小为（）4mgA.3mgD .c gD常【答案】C【详解】以四块砖为研究对象，进行受力分析。砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即又联立两式可得f+于2 =4 m g工 八 也4即右边砖夹对砖施加的水平力为尸=迹，选项C 正确。故选C。3.（2020 湖北高三月考）一个电子在电场力作用下沿x 轴做直线运动（不计重力），以水平向右的方向为x轴的正方向，从 0 时刻起运动依次经历功、2击、3击时刻。其运动的v-f 图象如图所示。对此下列判断正确的 是（）A.0 时刻与2fo时刻电子在不同位置B.0 时刻、fo时刻、3而时刻电子所在位置的电势分别为仰、（pi、qn，其大小比较有0 o gC.0 时刻、历时刻、3/o时刻电子所在位置的场强大小分别为我）、Ei、E3,其大小比较有E 3&）EID.电子从0 时刻运动至4）时刻，连续运动至3fo时刻，电场力先做正功后做负功【答案】C【详解】A.由图象可知，图像与横轴围成的面积代表位移，电子从0 时刻到2ro时刻位移为零，所以。时刻与2fo时刻电子在同一位置，故 A 错误；B D.电子从0 时 刻 运 动 至 时 刻，连续运动至3 时刻，电场力对电子先做负功，后做正功，所以电子的电势能先增大后减小，因为电势能为a=9%由于电子带负电，所以电势能越大，电势越低，则有仍仰0 3，故 BD错误；C.根据速度-时间图象的斜率的绝对值表示加速度大小以及牛顿第二定律可知，v-t图象的斜率的绝对值表示加速度大小，正比于电场力大小，所以加速度越大，场强越大，故有：&及昂，故 C正确。故选C o4.（2 0 2 0 湖北高三月考）必 修 1 教材讲到，直线运动的位移等于vf 图像与f 轴所围的“面 积 某 同 学 通过类比得出结论：凡是物理量可以表达为横纵坐标乘积的，都可以用上述方法求解。下表中是他列举的四种看法，其中正确的是（）af （加速度一时间）图像与横轴所围的“面积”表示速度的变化量F f （力一时间）图像与横轴所围的“面积”表示力的冲量F-v（力一速度）图像与横轴所围的“面积”表示功率U/（电压一电流）图像与横轴所围的“面积”表示电功率A.B.C.D.【答案】A【详解】在“一f 图像中把时间分成无数小段，在每一小段时间内，可认为加速度恒定，这样每一小段时间内，图像与时间轴所围的“小面积”表示速度的变化量，因此累加到一起就是整个过程速度的变化量，因此正确；同样F f 图像中把时间分成无数小段，在每一小段时间内，可认为力恒定不变，这样每一小段时间内，图像与时间轴所围的“小面积 表示冲量，因此累加到一起就是整个过程中总冲量，因此正确在后一 v 图像中把速度分成无数小段，每一小段内可认为力恒定不变，但这样每一小段速度变化内，图像与横轴所围的“小面积”不表示速度变化这段功率，因此累加到一起也不表示总的功率，因此错误；在 U/图像中把电流分成无数小段，每一小段内认为电压不变，但在每一小段电流变化内，图象与横轴所围的“小面积”不表示这段电流变化内的电功率，因此累加到一起也不能表示总的电功率，错误。故选A o5.（2 0 2 0 湖北高三月考）如图所示，由均匀材料制成的等腰直角三角形金属框。历放置在纸面内，M 处于竖直方向，d点为帅的中点。匀强磁场垂直纸面向里（图中未画出）。第一次金属框绕油 边 按左图方式以角速度。匀速转动9 0。的过程中，回路中产生的焦耳热为Q；第二次金属框绕c d边按右图方式以角速度。匀速转动9 0的过程中，回路中产生的焦耳热为。2。则下列判断正确的是（)bA.2：。2=1：2 B.g:Q=2:l C.Q：Q2=1:1 D.2：a=l：0【答案】C【详解】在两次转动过程中金属框内有正弦交流电产生，金属框在两次转动过程中穿过金属框的磁通量变化相同，由法拉第电磁感应定律 后=竺 知 回路中产生的感应电动势最大值相同，所以产生的感应电动势t兀E的有效值相同；由.4 万 知转动的时间相同；由/=一 知回路中通过的电流相同；则由Q =r R f 知回/=Rco 4 t a na =%C.弹簧弹性势能最大值为2mgLD.P达到最大动能时，P对杆的弹力等于0【答案】C【详解】A.根据能量守恒知，P,。、弹簧组成的系统机械能守恒，而R。组成的系统机械能不守恒，选项A错误；B.在下滑过程中，根据速度的合成与分解可知vp cos a=vQ sin a解得vP*=tan ave选项B错误；C.根据系统机械能守恒可得Ep-mgL（cos 300-cos 60）弹性势能的最大值为口 A/3-1 rEp=ingL选项C正确；D.P由静止释放，P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，P的速度达到最大，此时动能最大，则m g=T cos 0即杆的弹力为7=工COS。不为零，选项D错误。故选C。7.（2020湖北高三月考）旅行者1号经过木星和土星时通过引力助推（引力弹弓）获得了足以完全摆脱太阳引力的动能。引力助推是飞行器从远距离接近反向运行的行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星弹开了，科学家们称这种情况为弹性碰撞，不过两者没有发生实体接触。如图所示，以太阳为参考系，设探测器的初速度大小为%,行星的速率为“。探测器在远离行星后的速率为4,已知行星质量远大于探测器质量，那么匕约为（)A.u+v0B.2u+v0C.4u+v0D.2 u-v0【答案】B【详解】设探测器质量为 加，行星质量为M,取行星和探测器系统为研究对象，行星方向为正方向。山动量守恒定律Mu mv0=mvt+Mv2探测器靠近和脱离行星时可认为系统万有引力势能没变，由能量守恒有LMuLm=LmvLMvi解得vi(M-mW。+2MuM +m因为M 口 m,所以M+m M ,M+m M -m所以v,2u+v0故选B。8.（2020湖北高三月考）2019年 12月 20日，国防科技大学领衔研制的我国天基网络低轨试验双星在太原卫星发射中心搭载C Z-4B火箭成功发射，双星顺利进入预定轨道，假设两个质量分别为如和?2（町?）的星体A 和 8 组成一双星系统，二者中心之间的距离为L运动的周期为T,万有引力常量为G,下列说法正确的是（）A.因为町，巧，所以星体A 对星体B 的万有引力大于星体B 对星体A 的万有引力B.星体A 做 圆 周 运 动 的 半 径 为 公 27cm LC.星体的线速度大小为此排D.两星体的质量之和 为 江 GT2【答案】BD【详解】A.二者之间的万有引力提供r彼此的向心力，此为相互作用力，等大反向，A错误;B.由G*喏JG等“用,r+r2=L联立可得，星体A、星体B的运动半径分别为叫L叫十 加24叫L町+和B正确；27r rC.星体8的线速度为V=FV，解得TC错误；D.将2 兀m、L（肛+W2）T化简后相加，结合r+r2=L可解得肛+肛GT2D 正确。故选BD。9.（2020湖北高三月考）如图所示，截面为等腰三角形的玻璃砖ABC置于水平地面上，一束单色光由地面上的E 点发出，射向4 B 边上的仞点，B M=B E,经过玻璃砖折射后，从 AC边上N 点（图中未画出）射出,最后光斑落在地面上的尸点,Cr=BE,己知玻璃砖的顶角为a,两个底角为尸，则以下说法中正确的是（）cos aA.玻璃砖的折射率为一COS pPcos B.玻璃砖的折射率为-.asin 2C.M、N 两点一定位于同一水平线上D.若只使入射光的波长增大，由4 c 面射出时的出射点在N 点上方【答案】BCD【详解】光路图如图所示A B.由图可知26=p2r=a入射角折射角为n ar=-B2根据折射定律n=sin/cos22sin r.asin 2故 A 错误，B 正确;C.根据对称性，可知M N E F,故用、N 两点-定位于同一水平线上。故 C 正确;D.根据C=Af当;I 增加时，/将 减小，”减小，所以折射角，将增大。由AC面射出时的出射点在N 点上方。故 D 正确。故选BCDo10.（2020湖北高三月考）如图所示，在倾角为。的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量均为如 弹簧的劲度系数为k,C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一力尸沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，下列说法中正确的是（）kB.初始状态弹簧的弹性势能与物块B刚好离开挡板C 时弹簧的弹性势能相等C.为了保证物块8 不离开挡板C,若力F 从零开始缓慢增大，则力F 不能超过zgsin。D.为了保证物块B 不离开挡板C,若力F 为恒力，则力F 不能超过;吆sin。【答案】AB【详解】A.开始时弹簧被压缩m g s i n 6A x,=-1 k物 块 B刚好离开挡板C时弹簧被拉长邂包电k则物块A的位移为2 mg s i n 0A x =%+/=-选项A正确：B.初始状态弹簧的形变量与物块B刚好离开挡板C时弹簧的形变量相等，可知弹性势能相等，选项B正确；C.对两物体及弹簧的整体而言，为了保证物块B不离开挡板C,若力F从零开始缓慢增大，则力F不能超过2 z g s i n 6,选项C错误；D.若力F为恒力，当物块B恰不离开挡板C时，即当4的速度为零时，物体4恰沿斜面向上运动2mg sm,k则 当 物 体 向 上 运 动0时处于平衡状态,则此时F =m g s i n 6则力尸不能超过mg s i n。，选项D错误。故选A B。1 1.（2 0 2 0 湖北高三月考）如图所示，相距乙的光滑金属导轨，半径为R的上圆弧部分竖直放置，平直部4分固定于水平地面上，MN QP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金 属 棒 外 和 c d 垂直导轨且接触良好，c d 静止在磁场中；历从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与c d 没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半,已知出?的质量为机、电阻为广，c d 的质量为2 加、电阻为2 r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（）MA.c d 在磁场中运动时电流的方向为c dB.c”在磁场中做加速度减小的加速运动c.”在磁场中运动的过程中流过的电量为竺色外BLD.至加刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为卷加gR【答案】BD【详解】A.cd在磁场中运动时，回路中磁通量减小，根据楞次定律可知，cd电流的方向为d-c,选项A错误；B.当岫进入磁场后回路中产生感应电流，则而受到向左的安培力而做减速运动，cd受到向右的安培力而做加速运动，由于两者的速度差逐渐减小，可知感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，可知cd向右做加速度减小的加速运动，选项B 正确；C.从释放到刚进入磁场过程，由动能定理得1 2mgR=mv0对 必 和cd系统，合外力为零，则由动量守恒mv()=m-2vcd+2m-vcd解得对cd由动量定理B IL-t-2 m vcd其中q=l t解得m2gRq 2BL选项C错误；D.从而从圆弧导轨的顶端由静止释放，至“刚离开磁场时由能量关系121 2mgR=-m(2vcd)-+-x 2mvcd+Q其中解得2/=五?g R选项D正确。故选B D.二、非选择题：本题共5小题，共5 6分1 2.（2 0 2 0湖北高三月考）某同学设计了一个测量多用电表内电池电动势E的实验。所用到的器材有：待测多用电表（表盘中央刻度为“1 5”），量程为6 0 m A的电流表（内阻未知），电阻箱，导线若干。（1）在使用多用电表测电阻时，应选择合适的档位。若该同学所用多用表的电阻档有三个档位，分别是“x l”、“x lO”、“x lO O”。当选用“x lO”档粗测一未知电阻的阻值时，操作步骤正确，但发现表头指针偏转角过大，为了准确地进行测量，该同学将多用电表换到电阻档的“x l”档位。如果换挡后，立即用表笔连接待测电阻进行读数，那 么 还 缺 少 的 必 要 步 骤 是;（2）该同学在实验前按下图所示的电路图连接好电路，实验时已将多用电表调至电阻档的“x l”档位。其中a和b是多用电表的两个表笔，若两电表均正常工作，则可判断表笔b为 表 笔（填“红”、或 黑”）；电阻箱（3）实验过程中，某次将电阻箱的阻值调为1 2.5 C,此时多用电表、电流表的指针位置分别如图（a）、（b）所示。则 可 求 得 电 流 表 的 内 阻 为。；（4）根据上述过程可求得多用电表内电池的电动势为E=V （结果保留三位有效数字）。【答案】将红、黑表笔短接进行欧姆调零 黑 0.5 1.5 1【详解】(1)口 用“x l O”档测某电阻时，操作步骤正确，表头指针偏转角很大，说明所选档位太大，应换到“x l”档，如果换挡后，立即用表笔接待测电阻读数，那么缺少的必要步骤是：两表笔相接再一次欧姆调零。(2)2 因为多用电表的黑表笔接内部电池的正极，电流从电流表的正极流入，负极流出，所以b 是黑表笔。(3)3 多 用 电 表 用 档 测 量，读数是I 3.0C；电阻箱读数是1 2.5 C,因此电流表的内阻是0.5 C。(4)4 由图(a)知,多用电表的中值电阻是1 5.0C,读数是1 3.0。，电流表的量程是6 0 m A,读数是5 4.0m A,因此多用电表内电池的电动势是E=5 4.0X1 0-3X(1 3.0+1 5.0)V=1.5 1 V1 3.(2 02 0湖北高三月考)“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直臼纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。图甲实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是A.天平B.秒表C.刻度尺如下图所示是在实验中记录的一段轨迹。g取 l O m H,则小球平抛的初速度v o=.m/s,小球抛出点的位置坐标x=c m,y=一同学在实验中采用了如图丙所示的方法，主要步骤如下:a.在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直b.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹Ac.将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹8d.将木板再水平向右平移同样距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C该同学对上述实验过程进行了深入的研究，并得出如下的结论，其中正确的是_ （单选）。A.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为勺，小球打在C点时的动量与打在B点时动量的差值为八八，则应有时：北=1：1B.小球打在B点时的动量与打在A点 时 的 动 量 的 差 值 为，小球打在C点时的动量与打在B点时动量的差值为A6,则应有：A =l：2C.小球打在B点时的动能与打在A点 时 的 动 能 的 差 值 为，小球打在C点时的动能与打在B点时动能的差值为A EK 2,则应有A EK 1:：1D.小球打在B点时的动能与打在A点时的动能的差值为AEK I，小球打在C点时的动能与打在B点时动能的差值为空 热，则应有八内：/2=1：3【答案】C%=2 m/s x =-1 0c m y =-1.2 5 c m A【详解】实验中，需要用刻度尺测量水平方向和竖直方向距离，故需要刻度尺。2 小球做平抛运动，水平方向。到6与6到c时间间隔相同，设为口 ,竖直方向。到人与6到c的位移差设为口 y,有%=%t y =g/代入数据，得%=2 m/s根据平均速度关系式，b点竖直方向分速度为代入数据，得vyh=1.5m/s根据匀变速直线运动规律，可求出小球抛出点到b点的运动时间Vyb=gt代入数据，得f =0.15s则可求出抛出点到b点的水平距离和竖直距离X=%，=0.3m=30cm丫 =；=0.1125m=11.25cm则可求出抛出点坐标为x=20cm-30cm=-10cmy=1 0cm 11,25cm=1.25cm 5 A B.根据动量定理，有mv2 mv mgt由于水平位移相同，则它们的运动时间相等，因此应有/?!：P2=1 ：1故 A正确；B错误；CD.根据动能定理，有口耳-0 且=mg 口 y虽然它们的运动时间相同，但由于竖直方向不是初速度为零，那么竖直方向的位移不是1:3,故 C错误：D错误。故选A o1 4.（2 02 0湖北高三月考）如 图（a）所示，一竖直放置的柱形容器上端开口：面积为2 s 的活塞下方密封有一定质量的气体和足够深的水，水面上漂浮着一只开口向下、面积为S的烧 杯（杯的厚度不计），杯内也密封着一部分气体。当活塞与容器中杯外水面距离为H时，杯底部距离杯外水面的高度为，杯内水面距离杯底部的高度为2/?,杯内气体的压强与2 高的水柱产生的压强相等。现将活塞向下移动，使得杯底部恰好与杯外水面相平，且杯内、外水面高度差不变，即杯内水面距离杯底部的高度变为6,如 图（6）所示。求活塞向下移动的距离x （己知外界温度不变，容器、烧杯、活塞导热良好，气体均可视为理想气体）。【答案】4H+h6x=【详解】设水的密度为P ,研究杯内气体，初态压强P=2pgh体积V,=2hS末态压强 2,体积V2=hS根据玻意耳定律有=P2V2即2pgh-2hS=p2hS解得Pi=4pgh研究容器内的气体，初态压强Py=P-P gh=pgh体积V3=2 H S-h S末态压强P a=PPgh=3 pgh体积匕=2 S(无)根据玻意耳定律有 3匕=，4匕即pgh-(2 HS-hS)=3 pgh-2 s(H-x)解得4 H+hx-61 5.(2 0 2 0湖北高三月考)中间夹有少量炸药质量为”的物块，以 速 率%、与水平方向夹角为53 从地面斜向上抛出，当物块飞行到最高点，引爆炸药，物块被炸成等质量的两块，其中一块沿原轨迹返回，忽略3 4因爆炸产生的质量损失，忽略空气阻力，重力加速度为g (已知c o s 53 =j,s i n 53 =-)求：(1)爆炸前瞬间物块的重力势能；(2)因爆炸使物块增加的机械能。8 1 8【答案】石 加 片；(2)【详解】(1)当飞行到最高点，物块速度等于初始时速度水平分量，把初速度进行分解，其中水平方向速度匕=%c o s 53,根据机械能守恒解得E p =2 5m v(2)爆炸过程动量守恒1 1m vx=mv2 m v1解得9畤其中物块沿原轨迹返回，所以有4=匕则因爆炸使物块增加的机械能为门11 2 1 1 2A =-mv：H-mv；mvr2 2 1 2 2 2 x解得1 6.（2 0 2 0.湖北武汉市华中师大一附中高三月考）某种回旋加速器的设计方案如图a 所示，两个相距为d的正对的极板之间存在匀强电场，两极板之间的电压U连续可调。两个极板的板面中部各有一狭缝（沿 OP方向的狭长区域），带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图匕所示。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场，其它部分存在方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。在粒子源S中产生的质量为 根、带电量为4（4 。）的粒子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的。点进入磁场区域，最终从出射孔尸射出。点到极板右端的距离为。，到 出 射 孔 尸 的 距 离 为（常数k为大于2的自然数）。假设粒子打到器壁或粒子源外壁则被吸收，忽略相对论效应。（1）若粒子以最短时间射出，求两板之间的电压U。；（2）若电压调节为。=2 生2,粒子仍从出射孔P射出，求I .粒子在电场中运动的时间；I I .粒子在磁场中运动的时间。图a图6【答案】殁叱；以3+20）源（25+1 8 8m qBD 2qB【详解】（1）粒子以最短时间射出时，在电场中只加速1次，偏转半个圆周到P点联立得（2）粒子在电场中加速一次所获得的速度为K ,r-g-；qU0=-mv-kDr 二2n m voqvB=-rTrqB2k2D2U0=Q8m在 磁 场 中 偏 转 半 径 为 则 有 1 2qU=mvxrnvq%B=Lr联立得D1.粒子在电场和磁场中的轨迹如图所示4彳 +2Rm=kDmv2粒子第1次在电场中的加速时间为白粒子从笫3次开始加速后在电场中的总加速时间为，则有q UV,n=二7 2m a在加速电场中运动的总时间为r,%=4叱2联立各式得_(2 5 k+2 0)md1 -q B Dn.前两次加速、减速后，粒子还需加速次 1 2n qU=-m vm粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ,在磁场中运动的总时间为则有T 27r机1=-qB T +(-l)T +g联立各式得(2 5 2 2-4 0 2 +1 8)不 加II 一2 qB
