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2021年河南省高考物理模拟试卷（5 月份）二、选择题：本题共8 小题，每小题6 分。在每小题给出的四个选项中.第15 题只有一项符合题目要求，第 68 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。1.（6 分）两截面形状相似的物块B、C,倾角均为。，将 C 固定在水平面上，A 恰好沿B匀速下滑，B 保持静止。已知物块A.B的质量均为m,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B 之间和B、C 之间的动摩擦因数均为j则物块B 与 C 间的摩擦力大小为（）A.mgsinO B.2mgsin0 C.|imgcos0 D.2|imgcos02.（6 分）某校组织学生外出研学期间进行滑雪活动，如图所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，不计空气阻力。下列说法正确的 是（）A.同学们在直雪道上运动的时间相同B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短C.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少3.（6 分）中国青年报2021年 4 月 7 日报道，中 国“天问一号”火星探测器经过190多天的飞行，跋涉4.5亿公里，从而开启了近2 个月的环绕火星的任务。若探测器着陆前,先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，使探测器做自由落体运动。己知火星的半径与地球的半径之比为1：2,火星的质量与地球的质量之比为1：92o 若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过4 m/s,则探测器由静止释放时离火星表面的最大高 度 为（）A.0.8mB.1.8mC.2mD.4m4.（6 分）某电场中有A、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为在B点的电势能为1.5X10 7 j,已知A、B 两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示一 9。不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是（）1 A.该电场为匀强电场，且电场强度大小为5V/mB.该点电荷在A B 中点的电势能为1.3X1（/7JC.A、B 两点的电势差UAB=20VD.把该点电荷从B 点由静止释放，经过A 点时，动能为4X1（/8j5.（6 分）如图甲所示，视为质点的小球用不可伸长的轻绳连接，绕定点O 在竖直面内做圆周运动，此时绳子的拉力大小为FT。拉力FT与速度的平方的关系如图乙所示，重力加速度 大 小 为 g,不计空气阻力。则小球从最高点运动到最低点的过程中动能的变化量为（）6.（6 分）关于波粒二象性，下列说法正确的是（）A.光电效应证明了光具有粒子性B.光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著C.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性D.电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性7.（6 分）在如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈的输入电压按图乙所示的规律变化,图中曲线为正弦曲线的上半部分或下半部分（）甲 乙A.变压器原线圈输入电压的有效值为110VB.变压器原、副线圈的匝数比为55：9C.灯泡L 两端电压的最大值为3队 乃D.06s内灯泡L 电流方向改变的次数为2008.（6 分）如图所示，带有卡槽的平行光滑金属导轨（足够长）与水平面成3 0 角倾斜固定,上端接一标有“6V36W 的小灯泡，导轨间有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T 的匀强磁场。一质量m=200g、直径d=1m的圆形金属框M N嵌在两导轨的卡槽中，M N 达到平衡后小灯泡恰好正常发光。不计导轨和金属框M N 的电阻，M N 沿卡槽滑动过程始终与导轨接触良好且无摩擦。取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的A.金属框MN沿导轨运动的过程中通过小灯泡的电流方向为从a 到 bB.金属框M N平衡时的速度大小为3m/sC.恒 力 F 的大小为5ND.金属框M N平衡时其受到重力的功率为12W三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 2 2-3 2 题为必考题，每道试题考生都必须作答。第 33 38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共 129分。9.（6 分）某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。己知打点计时器所接电源的频率为50H z,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图乙中每相邻两个计数点间还有一个计时点未标出。IJAIIHB甲京位：ro乙（1）由图乙可知，打计数点B时物块的速度大小VB=m/s；物块运动的加速度大小a=m/s2,（结果均保留两位小数）（2）已知当地的重力加速度大小g=9.80m/s2,斜面倾角的正切值为0.7 5,则物块与斜面 间 的 动 摩 擦 因 数 口=（结果保留两位有效数字）。10.（9分）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻（电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为500mA）。实验室备有如下器材:A.电压表V（量程为3 V,电阻R v约为4.0k。）；B.定值电阻R0（阻值为5。）；C.电阻箱 R（0-999.9（1）；D.开关S一只，导线若干。（1）为测量锂电池的电动势E和内阻r,该同学设计了如图甲所示的电路图。请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整。（2）实验时，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据工-上 图像，如图丙U R所示。则该锂电池的电动势E=V、内 阻r=C （结果均保留两位有效数字）。该实验中电动势E的测量值偏小，造 成 此 系 统 误 差 的 主 要 原 因 是 1 1.（12分）如图所示，质量M=3kg的小车静止于光滑水平面上，小车上表面水平，左端紧靠固定的光滑上圆弧轨道A B,圆弧半径R=0.8m,小车长度L=1.5m。将质量m=lkg4的滑块P（视为质点），滑块P与小车右端挡板作用过程无机械能损失且作用时间极短。滑块P与小车上表面间的动摩擦因数H=0.2取重力加速度大小g=10m/s2求：（1）滑块P刚滑上小车时的速度大小；（2）滑块P相对小车静止时到小车右端的距离。12.（20分）如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内，下方为匀强电场，边界曲线满足方程y=2 x2,匀强电场的电场强度大小E=1000V/m,方向沿y 轴正方向，磁场方向垂直纸面向里1 =1 丁 第二象限中存在磁感应强度大小B2=2T的匀强磁场，方向垂直纸面向外。现有大量相同粒子，从 x 轴 上（x 0）,经电场加速后进入第一象限的磁场区域,所有粒子均垂直穿过y 轴进入第二象限（0,1m）,不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用。（1）求这种粒子的比荷子；m（2）求从第一象限进入第二象限时经过P 点的所有粒子的横坐标方程；（3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过P 点的粒子从x轴出发运动到P 点的时间t。（二）选考题：物理一选修3-3（15分）13.（5 分）下列说法正确的是（）A.多晶体是由单晶体组合而成的，所以多晶体和单晶体都表现为各向异性B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C.理想气体的温度升高，压强可能减小D.布朗运动说明液体（气体）分子每时每刻都在做无规则运动E.固体很难被压缩，说明固体分子间没有间隙14.（10分）如图所示，质量mi=20kg、高 h=1.1m的导热圆柱形汽缸内，有一质量m2=10kg、面积S=lX l(/2 m 2的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体与处，整个装置均处于静止状态。已知外界大气压强p o=lX l()5 p a,取重力2加速度大小g=10m/s2,环境的热力学温度恒为3 0 0 K,不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。现把汽缸放在水平地面上(不系绳子)(i)求活塞平衡时与缸底的距离；(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部，求此时缸内气体的热力学温 物理一选修3-4(15分)15.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为经过0.7s后第一次出现的波形图，则波沿x轴(填“正”或“负”)方向传播，波的传播速度为 m/s,质点P的振动周期为 S o16.折射率n=2的透明材料制成的半球壳的中心截面如图所示，外径是内径的2倍。一束平行单色光垂直内球壳的水平直径A B射入内球壳。取sin 14.5=0.25。求外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角。2021年河南省高考物理模拟试卷（5 月份）参考答案与试题解析二 选择题：本题共8 小题，每小题6 分。在每小题给出的四个选项中.第15 题只有一项符合题目要求，第 68 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。1.（6 分）两截面形状相似的物块B、C,倾角均为。，将 C 固定在水平面上，A 恰好沿B匀速下滑，B 保持静止。已知物块A.B的质量均为m,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B 之间和B、C 之间的动摩擦因数均为j 则物块B 与 C 间的摩擦力大小为（）A.mgsin B.2mgsin0 C.pmgcosG D.2|imgcos0【解答】解：把物块A、B 看成整体，对其受力分析，如下图所示：依据平衡条件，结合三角知识B C，故 B 正确，ACD错误；故选：B。2.（6 分）某校组织学生外出研学期间进行滑雪活动，如图所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，不计空气阻力。下列说法正确的 是（）A.同学们在直雪道上运动的时间相同B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短C,下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少【解答】解：A B、设滑到的倾角为。，对总质量为m 的滑雪工具和同学为研究对象，解得：a=g si n 0 -|i g c o s0.运动的位移相同，故 A正确；C D、下滑过程中，以滑雪工具和同学为研究对象，同学们的机械能都减少，故 CD错误。故选：A o3.（6分）中国青年报2 0 2 1 年 4月 7日报道，中 国“天问一号”火星探测器经过1 9 0 多天的飞行，跋涉4.5 亿公里，从而开启了近2个月的环绕火星的任务。若探测器着陆前,先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，使探测器做自由落体运动。已知火星的半径与地球的半径之比为1：2,火星的质量与地球的质量之比为1：92o若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过4 m/s,则探测器由静止释放时离火星表面的最大高 度 为（）A.0.8 m B.1.8 m C.2 m D.4 m【解答】解：设地球质量为M”半径为R i，火星质量为M 4,半径为R 2,火星表面的重力加速度为g ，由物体在天体表面附近所受万有引力等于重有：G M t m地球：-R4G M9i n火星：-厂 二 mg 尺2M R 2故3=1 /代入数据得：g=%，g M2R72 9探测器做自由落体运动有：v2=2 g h,解得：h=4.8 m,ACD错误。故 选:B4.（6 分）某电场中有A、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为l.lX l（f 7 j,在B点的电势能为1.5X10 7 j,已知A、B 两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示一 9。不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是（）A BA.该电场为匀强电场，且电场强度大小为5V/mB.该点电荷在A B 中点的电势能为1.3X10 jC.A、B 两点的电势差UAB=20VD.把该点电荷从B 点由静止释放，经过A 点时，动能为4 X 1 0 引【解答】解：AB、题目仅给出了带电粒子在A,且题图中无法判断电场线的疏密程度,无法计算电场强度，故 AB错误；C、沿电场线方向电势逐渐降低AB一定为负值，故 C 错误;D、把该点电荷从B 点由静止释放到经过A 点的过程中，由动能定理得,EI 0）,经电场加速后进入第一象限的磁场区域,所有粒子均垂直穿过y 轴进入第二象限（0,1m）,不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用。（1）求这种粒子的比荷子m（2）求从第一象限进入第二象限时经过P 点的所有粒子的横坐标方程；（3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过P 点的粒子从x轴出发运动到P 点的时间t。【解答】解：（1）设某带电粒子在电场中运动的位移大小为y,根据动能定理有：qEy=1 22 mV2设带电粒子在第一象限的磁场内运动的半径为R,根据牛顿第二定律有：qvB=3-R即 R=_H!Z_根据磁场中半径的儿何关系有：R=x由题意有:y=2x2联立并代入数据解得：.=8X103C/kgm（2）设某粒子以速度v 射入磁场，进入磁场的坐标为（x,在第一象限的磁场中运动的半径为R i，在第二象限的磁场中运动的半径为R 2,由以上结论有：RI=L、R4=-q B q B2由于粒子在磁场中运动的速度大小不变，且两磁场的磁感应强度大小之比为1：7,有RI=2 R 2,其轨迹如图甲所示要使得粒子能够通过P点，则有y+R i+2 n(R 8+R 2)=y p=1 m(其中 n=6、1、2、5.)由几何关系有x=R i整理可得：2 x5+(3 n+l)x=6,(其中 n=0、1、6(3)根据几何关系可知，速度最大的粒子对应的轨迹如图乙所示o,0)经过分界点时有：y=3 m,代入边界方程：y=2 xo2解得：xo=返6在磁场B i 中有：X O=R 5，MV-q B i且：R 6 =2 R 2 HR/兀区2 d一7 一在磁场中的总时间：t 6=-一v0在电场中加速时：+V 6 y 0-m 2 7那么总时间：t=t|+t 2联立解得：t=(与 写)义2。鼻答：这种粒子的比荷子&为6 X 1 0 3 c/k g；m(2)从第一象限进入第二象限时经过P点的所有粒子的横坐标方程为2 x6+(3 n+l)x=7,(其中 n=0、1、3；(3)若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，以最大速度经过P点的粒子从x 轴出发运动到P点的时间t 为(2 L 9)x i o-6s（二）选考题：物理一选修3-3（15分）13.（5 分）下列说法正确的是（）A.多晶体是由单晶体组合而成的，所以多晶体和单晶体都表现为各向异性B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C.理想气体的温度升高，压强可能减小D.布朗运动说明液体（气体）分子每时每刻都在做无规则运动E.固体很难被压缩，说明固体分子间没有间隙【解答】解：A、根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，故 A 错误；B、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，在宏观上表现为液体表面存在表面张力：C、由理想气体状态方程迎，当温度升高时，则压强有可能减小；TD、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，故 D 正确；E、固体很难被压缩，表现出较大的斥力。故选：BCDo14.（10分）如图所示，质量mi=20kg、高 h=L lm 的导热圆柱形汽缸内，有一质量m2=1 0 k g、面积S =l X l(/2 m 2 的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体与处，整个装置均处于静止状态。已知外界大气压强p o=l X l()5 p a,取重力2加速度大小g=1 0 m/s 2,环境的热力学温度恒为3 0 0 K,不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。现把汽缸放在水平地面上(不系绳子)(i)求活塞平衡时与缸底的距离；(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部，求此时缸内气体的热力学温【解答】解：(i)汽缸悬挂时，设封闭气体压强为p i，对汽缸，由平衡条件得：p i S+m 3 g=p o S汽缸放在水平地面上时，对活塞2 S=m 2 g+p o S该过程气体做等温变化，由玻意耳定律得：P1-s=p2hxS代入数据解得，活塞与缸底的距离：h x=0.5 m(i i)对缸内气体加热，气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得：一-T i T2代入数据解得：T 5=8 2 5 K答：(i)活塞平衡时与缸底的距离是0.4 m；(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部。物理一选修3-4(15分)1 5.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0 时刻的波形图，虚线为经过0.7 s 后第一次出现的波形图，则波沿x轴 负(填“正”或“负”)方向传播，波的传播速度为10 m/s,质点P 的 振 动 周 期 为 0.8 s。【解答】解：因 t=0 时刻的P 点沿y 轴正方向运动，根据平移法；0-8.7s内，所以波速v 7v=2=!m/s=10m/st 8.7由图可知波长入=8 m,根据v=3 _T解得T=上磊s=0.8sv 10故答案为：负；101 6.折射率n=2 的透明材料制成的半球壳的中心截面如图所示，外径是内径的2 倍。一束平行单色光垂直内球壳的水平直径A B 射入内球壳。取 sin 14.5=0.25。求外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角。【解答】解：从 A、B 两点射入内球壳的光线的入射角为90”.由折射定律可知n=sin90_ 1,则 r=30。在aOBD 中-=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _羽_ _ _ _ _ _ _ _，解得 sinZsinr 2 sinZODB sin(180-ZEBD)ODB=0.25,ZDOB=30-14.5=15.3。答：外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角为149 o