2021年河南省高考物理模拟试卷(5月份)(含答案解析).pdf

2021年河南省高考物理模拟试卷（5月份）一、单 选 题（本大题共5小题，共30.0分）1.关于摩擦力，下列说法正确的是（）A.运动的物体不可能受到静摩擦力的作用B.两个物体间有弹力就一定有摩擦力C.摩擦力的方向可以跟物体运动的方向相同，也可以相反D.静摩擦力可以是动力，滑动摩擦力一定是阻力2.某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（）A.在5s 10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力B.在。5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态C.在10s 20s内，该同学所受的支持力在减小，该同学的机械能在减小D.在20s 25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于超重状态A.行星的质量B.该行星的第一宇宙速度C.物体受到行星万有引力的大小 D.物体落到行星表面的速度大小4.如图所示，平行板电容器经开关5与电池连接，a处固定有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，0a表示a点的电势，F表示点电荷受到的静电力，现将电容器的4板向上稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A.外 变大，F变大B.8a变大，尸变小C.外 不变，尸不变D.%变小，尸变小5.如图所示，左端固定的轻质弹簧被物块压缩，物块被释放后，由静止开始从4点沿粗糙水平面向右运动。离开弹簧后，经过8点的动能为 该 过 程 中，弹簧对物块做的功为则物块所受摩擦力做的|,A B功必为（）A.Wf Ek B.Wf=Ek+W C.Wf+Ek=W D.Wf=W-Ek二、多 选 题（本大题共4小题，共2 3.0分）6 .如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔张开。下列说法正确的是A.紫外线是不连续的B.验电器金属箔带正电C.从锌板逸出电子的动能都相等D.改用红外灯照射，验电器金属箔一定张开7 .如图所示，理想变压器原副线圈中接有三个“1 1 0 V,4 0 W”的相同灯泡，当接入交变电源电压内时，三个灯泡均正常发光，若原副线圈匝数是n 1和电，则下列说法正确的是（）A.Tti：n,2=2：1 B.T i i：2=3：1C.U1=220 VD.U i =3 3 0 V8.如图所示，光滑平行导轨倾斜放置，导轨平面倾角为。=3 0。，导轨间距为L,导轨上端接有阻值为R的定值电阻，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B,一根金属棒放在导轨上,由静止释放，同时给金属棒施加一个沿导轨平面向下的拉力，使金属棒以大小为a =0.5 g的加速度向下做匀加速运动，g为重力加速度，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻，金属棒运动t时间时，金属棒两端的电压u、t时间内通过电阻R的电量q、拉力做功的瞬时功率P、电阻R产生的焦耳热Q随时间变化正确的是（）“B.匕 k D.1（XorM9.关于石墨与金刚石的区别，下列说法正确的是（）A.它们是由不同物质微粒组成的不同晶体B.它们是由相同物质微粒组成的不同晶体C.金刚石是晶体，石墨是非晶体D.金刚石比石墨原子间作用力大，金刚石有很大的硬度三、填 空 题（本大题共1 小题，共 4.0分）10.位于坐标原点的波源产生一列沿X轴正方向传播的简谐横波，已知t=0时，i 一波刚好传播到x=40m处，如图所示，在x=400m处有一接收器（图中未%画出），由此可以得到波源开始振动时方向沿y轴 方向（填正或负），若波源向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率 波源的频率（填大于或小于）.四、实 验 题（本大题共2 小题，共 15.0分）11.如图所示，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P 与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法.已知铁块P所受重力大小为5N,甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右拉P,使P向右运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力水平向左拉金属板，使金属板向左运动.你认为两种方法比较，哪种方法可行？你判断的理由是.图中已经把两种方法中弹簧秤的示数（单位：N）情况放大画出，则铁块P与 金 属 板 间 的 动 摩 擦 因 数 的 大 小 是.12.利用下列器材测量由两节干电池（内阻约为1.20）组成的电源的电动势和内电阻。A.电流表：量程0.6 A,内电阻约10B.电流表:量程3 4 内电阻约0.20C.电压表：量程3 V,内电阻约30K0。.电压表：量程1 5 U,内电阻约60Ko滑动变阻器：01 0 0 0 0,额定电流0.54F.滑动变阻器：02 0 0,额定电流24(1)为了使测量结果尽量准确，电 流 表 应 选 用,电 压 表 应 选 用,滑动变阻器应选用(均填仪器的字母代号)。(2)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。(3)在实验操作正确的情况下测得数据记录在表中，请在图乙中作出U-/图象。U/V2.942.862.812.762.712.621/A0.060.120.180.240.300.38(4)实验中测得该电源的电动势E=V,内电阻r=Ho五、简答题(本大题共1小题，共20.0分)1 3.如图所示，在直角坐标系中，在第三象限有一平行x轴放置的平行板电容器，板间电压U=200V.现有一质量m=1.0 x lO-io/cg、带电荷量q=+1.0 x 10-8c的粒子(不计重力)，从下极板处由静止开始经电场加速后通过上极板上的小孔，垂直 轴从4点进入第二象限的匀强电场中，电场方向水平向右。粒子在电场中从B点与y轴成45。进入第一象限，第一象限中有向外的匀强磁场，粒子随后垂直经过x轴上的C点，已知0C=(2+2班)m。求：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r；(2)匀强电场场强E的大小；(3)匀强磁场B的大小。六、计算题(本大题共3 小题，共 32.0分)14.在某次探究试验中，实验员每次均使某物体以确定的实速率%沿斜面向上滑出，如图a所示(斜面足够长且与水平方向的倾角。可在0。-90。之间调节)，物体在斜面上能达到的最大位移x与斜面倾角。的关系由图b中的曲线给出.设各种条件下，物体运动过程中的动摩擦因数不变，g=10 m/s2,试求：(1)物体的初速率%和物体与斜面间的动摩擦因数(2)。为30。时，x 的值为多少？15.一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=1 0 kg,活塞质量m=4 k g,活塞横截面积S=2 x 10-3m2,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔。与外界相通，大气压强po=1.0 x 105匕；活塞下面与劲度系数k=2x 103N/m的轻弹簧相连;当汽缸内气体温度为127久时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L=20cm,g取lO rn/s?,缸体始终竖直，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。当缸内气柱长度切=24cm时，缸内气体温度为多少K?缸内气体温度上升到7。以上，气体将做等压膨胀，则7。为多少K?1 6.有一柱状透明体，长度为3其折射率为(1)一光束从左端面垂直于入射，求它在透明体中传播的时间；(真空中的光速为c)(2)要使从左端任何方向射入的光都能从右端射出，求该透明体的最小折射率71.参考答案及解析1.答案：C解析：解：4、手拿杯子匀速向上运动，杯子受静摩擦力作用，但杯子是运动的，故A错误；8、物体间接触面粗糙，有弹力，还要有相对运动或相对运动趋势，才有摩擦力，则有弹力不一定有摩擦力，故8错误；C、摩擦力的方向跟物体的相对运动方向相反，与物体的运动方向无关，所以摩擦力方向可以跟物体运动方向相同，也可以相反，故C正确；。、摩擦力可以是动力，也可以是阻力，如把物体无初速度的放在匀速运动的传送带上，物体受滑动摩擦力，与运动方向相同，为动力，故。错误；故选：Co根据摩擦力产生条件来确定有摩擦力一定有弹力；运动的不一定受到滑动摩擦力，静止的物体不一定受到静摩擦力；摩擦力的方向跟物体的相对运动方向相反，与物体的运动方向无关；摩擦力可以是动力也可以是阻力。本题主要考查对弹力和摩擦力关系的理解能力，从摩擦力产生的条件分析可理解它们之间的关系，摩擦力的方向与物体运动方向无关，摩擦力不一定是阻力，可以是动力.2.答案：A解析：试题分析：由u-t图像可知，在5s 10s内该同学匀速上升，处于平衡状态，根据牛顿第三定律，该同学对电梯底板的压力等于底板对他的支持力，等于他所受的重力，故A正确；在0 5s内该同学匀加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重状态，故8错误；在10s 20s内该同学匀减速上升，支持力小于重力，恒定向上，对该同学做正功，该同学机械能增加，故C错误；在20s 25s内，该同学随观光电梯在加速下降，加速度向下，支持力小于重力，该同学处于失重状态，故D错误。考点：超重与失重，功能关系。3.答案：C解析：解：4、物体做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，分析图象可知，h=25m,t=2.5s,根据h=g t 2,解得g=87n/s2,物体在行星表面受到的重力等于万有引力，G,=m g,解得行星 的 质 量 例=喑，因为行星半径未知，行星的质量无法求出，故A错误；B、根据重力提供向心力可知，m g =m ,解得行星的第一宇宙速度=胸，行星半径未知，第一宇宙速度未知，故8错误；C、物体受到行星万有引力的大小为mg,故C正确；D、物体做平抛运动，落地速度u =J诏+g 2 t 2,初速度未知，则落地速度未知，故。错误。故选：C。物体在行星表面受到的重力等于万有引力；物体做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，下落距离无=：屏2,解得下落加速度g,落地速度=4 试+g2t2;第一宇宙速度f =衣 或 V=等。此题考查了万有引力定律的应用，解题的关键是根据万有引力提供向心力结合匀变速直线运动规律解题。4 .答 案:D解析：解：由式c =抵 知，两板间的距离增大电容减小，与电源相连，电压不变，E =J知场强减4nkaa小，电场力F =q E减小。4板向上移动时，两极板之间的电场强度E减小，不变，又由于U a B =E%B，故 减 小，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为。即9B=0，又U a B =S a-3 B，所以a点电势W a =U a 8减小，故。正确，A B C错误。故选：。电容器充电与电源相连，电压不变。根据电容的决定式，结合分析板间场强是否变化，确定电场力变化0B极板接地，电势为零，根据a与B板的电势差的变化情况，判断a点的电势如何变化。本题关键是掌握电容的决定式和定义式的联合应用，判断出板间场强变化，再根据U =E d判断电势的变化。5.答案：A解析：解：物块从4到B,根据动能定理可得W+Wf=Ek-0,解 得 必=E k -I V羊 七 人，故A正确、B C D 错误;故选：Ao物块从4 到B,弹簧的弹力和地面的摩擦力对物块做功，根据动能定理列方程，求解物块所受摩擦力做的功叼。本题考查动能定理的应用；运用动能定理解题时，首先要选取研究过程，然后分析在这个运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据动能定理列方程解答。6.答案:AB解析：解：力、根据光子说内容可知，紫外线是不连续的。故 A正确。8、发生光电效应时，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电。故 B 正确。C、根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为以皿二八丫-九九，但不是所有电子的动能等于最大初动能。故 C 错误。、根据光电效应产生条件，当红外灯照射，则红外线频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开。故。错误。故选：AB紫外线照射锌板，发生光电效应，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电。根据光电效应方程可以求出光电子的最大初动能。解决本题的关键知道发生光电效应的条件，知道光电效应方程的应用，注意光子说内容。7.答案：AD解析：设每只灯的额定电流为/,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2/,由电流关系求出匝数比.解决本题的切入点在原、副线圈的电流关系，注意电流与线圈匝数成反比.设每只灯的额定电流为/,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2/,原副线圈电流之比为1：2,所以原、副线圈的匝数之比为2：1.因为三知灯泡正常发光，灯泡两端的电压为1 1 0 V,根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压U.=2U2=220V所以电源电压U1=41 +U原=110+220=330匕 故 AO正确，3 c 错误；故选：AD.8.答案：AC解析：解：4、由题意可知金属棒两端的电压等于产生的电动势：U=E=BLv=BLat因为金属棒向下做匀加速运动，故金属棒两端的电压与时间成正比，故 A正确；EB、根据：1=%=与 以 及/=天 可 得：c A t 总 0 BL 1 7q=-a t2HR R 2可知通过电阻R的电量q与t成二次函数关系，故B错误；C、因为金属棒向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：F+m g s i n 9-F =m aa=0.5g又因为产安=B/L=畔匕x R联立可得F=尸定=BI L=拉力做功的瞬时功率为：P=Fv=，可知P与t2成正比关系，故C正确；D、电阻R产生的焦耳热根据焦耳定律有：Q=/2股=驾口=妇产，可知IQ与t2不成一次函数关系，故。错误。故选：AC.根据U=E=BLv=BLat分析U与时间t的图象；根据电流的定义式以及法拉第电磁感应定律和欧姆定律分析电荷量与时间的关系式从而判断q-t图象；根据牛顿第二定律分析外力随时间变化的关系式，再根据P=F分析拉力的功率与时间的关系；根据焦耳定律分析电阻R产生的焦耳热与时间的关系。解决该题的关键是正确分析电路中产生的感应电动势、感应电流、外力尸以及电荷量随时间的变化关系式，熟记相关的公式。9.答案：BD解析：解：力、8、C金刚石、石墨都是由碳原子组成的，只是排列方式不同，导致两种物质物理性质差异很大，但它们都是晶体，故A C错误，8正确.。、金刚石结构比较紧密，原子间作用力比石墨原子间作用力大，所以金刚石有很大的硬度，故。正确.故选：BD物质结构决定物质性质，金刚石、石墨的内部结构不同，二者的物理性质不同，它们都是晶体.本题难度不大，了解常见的石墨与金刚石的区别，知道它们物理性质不同的原因等等即可正确解答本题.1 0 .答案：负方向；小于解析：解：4、由质点带动法，知波源开始振动时方向沿y轴负方向，若波源沿X轴负方向匀速运动，接收器与波源间的距离增大，产生多普勒效应，则接收器接收到的波的频率比波源振动频率小.故答案为：负方向小于由质点带动法，知波源开始振动时方向沿y轴负方向，当接收器与波源间的距离减小时，接收器接收到的波的频率增大.本题考查了波的传播知识，运用质点的带动法判断质点的振动方向，质点起振方向与波源的起振方向相同等等是应掌握的基本知识.I I .答案：乙图可行；甲图不容易使物体匀速直线运动，而乙图不论木板运动快慢都不影响木块的平衡，且弹簧秤是静止的，便于读数；0.5 8解析：解：(1)甲图中，只有当弹簧拉着木块匀速前进时，弹簧的读数才等于木块所受滑动摩擦力大小，乙图中无论木板加速、减速还是匀速运动，木块均处于平衡状态，木块所受滑动摩擦力大小等于弹簧示数，故相比较而言，乙图中物体更容易控制平衡状态，便于读数，因此方法好.故答案为：乙，容易控制物体处于平衡状态便于读数.(2)根据弹簧秤指针的指示位置可知，其读数为2.4 0 N,物体处于平衡状态，摩擦力大小和弹力大小相等，因此滑动摩擦力的测量值为2.4 0 N.而=，=m=0.5 8；故答案为：乙图可行；甲图不容易使物体匀速直线运动，而乙图不论木板运动快慢都不影响木块的平衡，且弹簧秤是静止的，便于读数；0.5 8.实验目的是测量滑动摩擦力，由于物体的运动状态难以判断，故甲图不好操作，读数不准确；铁块P与金属板间的滑动摩擦力的大小可由弹簧秤读出，进而求得动摩擦因数进行试验操作时，不光要理论上可行，还要考虑可操作性，要便于数据测量和减小误差，本题很好的体现了这点，是考查学生能力的好题1 2.答案：A C F 3.0 1.0解析：解：(1)根据表格数据可知，测量最大电流为0.3 8 4故电流表选择4；两节干电池的3 V,故电压表选择C；为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的F;(2)由于电源内阻是小电阻，相对于电源来说应采用外接法，据此连接实物图如图所示：(3)描点作图如图所示:IW 0.1 0 2 0 3 0.1 0.5-*(4)根据在U-/图象中，纵轴截距等于电源电动势，斜率的绝对值等于电源内阻根据U-1 图可知，电源电动势为：E=3.0 V,内阻为：r=/U.4故答案为：(1)4 C/；(2)实物连接如左下图：(4)3.0、1.0,(1)根据电动势选择电压表，为了方便调节方面选择滑动变阻器，根据表格中最大电流选择电流表;(2)由于电源内阻较小，为了减小误差，电流表相对电源采用外接法，据此连接实物图；(3)根据表格数据描点作图；(4)根据在U-/图象中，纵轴截距等于电源电动势，斜率的绝对值等于电源内阻列式求解。本题考查了实验器材的选择、连接实物图、做U-/图象、求电源电动势与内阻，关键是要掌握伏安法测电源电动势与内阻的原理，根据欧姆定律求出图象的函数表达式是正确求出电源电动势与内阻的关键。13.答案：解：(1)粒子的运动轨迹如图所示：rV.设粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为o ,根据:题意可知：OB=。，设。B=d,根据几何关系可 _；、得:r=y/2d./。d+=(2+2V2)m fu解得：d=2m,r=2V2m：A(2)设粒子飞出极板的速度为孙，根据动能定理可得：1 OqU=-mvQ 0解得：v0=200m/s粒子从4 点运动到8 点的过程中，粒子做类平抛运动则有：XOB=vot,xA0=ja t2根据牛顿第二定律可得：qE=ma解得：E=200l/m；(3)根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB=m y粒子进入磁场的速度为：v=V2v0=200V2m/s解得：B=IT.答：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2&m；(2)匀强电场场强E的大小为200V/7H；(3)匀强磁场B 的大小为17。解析：(1)画出粒子的运动轨迹，根据几何关系求解半径；(2)根据动能定理求解粒子进入偏转电场时的速度，粒子从4 点运动到B点的过程中，粒子做类平抛运动，根据类平抛运动的规律求解电场强度大小；(3)根据洛伦兹力提供向心力求解匀强磁场B的大小。对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间；对于带电粒子在电场中运动时，一般是按类平抛运动或匀变速直线运动的规律进行解答。1 4.答案：解：(1)当0 =9 0。时，物体做竖直上抛运动，%=血 蕨=j 2 x l 0 x：=5 m/s,当。=0。时，物体在水平面上做匀减速直线运动，由图示图象可知：x =fV 3 m,设 摩 擦 因 数 为 此 时：f=Ring,由牛顿第二定律得：卬ng=ma,解得：a=1ig,由匀变速直线运动的速度位移公式得：诏=2ax,代入数据解得：=立；(2)由动能定理得，对应的位移x满足的关系式：=mgxsinO+iimgxcosd,当。=3 0。时，解得：x =1.2 5 m；答：(1)物体的初速率%为5 m/s,物体与斜面间的动摩擦因数为g；(2)。为3 0。时，x的值为1.2 5 m.解析：(1)由图示图象判断物体的运动性质，求出角度对应的位移，然后应用牛顿第二定律、运动学公式求出物体的初速度与动摩擦因数.(2)由动能定理列方程，求出。为3 0。时x的值.本题综合考查动能定理、受力分析及竖直上抛运动；并键在于先明确图象的性质，再通过图象明确物体的运动过程；结合受力分析及动能定理等方法求解.1 5.答案：解：当汽缸内气体温度为1 2 7 K时弹簧为自然长度，设封闭气体的压强为pi，对活塞受力：Pi S+m g =p0S/日 mg得：Pl =Po-代入数据得：P1=0.8 x 105Pa当缸内气柱长度L2 =2 4 cm时，设封闭气体的压强为P2,对活塞受力：p2s+m g =p0S+F其中：F=k(L2-可得：p2=Po+代入数据得：p2=1.2 x 105Pa对气体，根据题意得：匕=2 0 s彩=24S 7=4 0 0 K根据理想气体状态方程，得：竽=竽解得 72=720K当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化；设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为 x则k x =(m +M)gA x=7 cm%=(%+LJS=27SP3 =Po+黑=L5 x 1 05Pa根据理想气体状态方程得噌=叫解得 To=1 0 1 2.5 K解析：(1)当汽缸内气体温度为1 2 7久时弹簧为自然长度，当缸内气柱长度灯=2 4 cm时，对活塞受力分析。根据平衡条件和理想气体状态方程求解。(2)当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化。根据平衡条件和理想气体状态方程求解。本题考查了求气体的温度、气缸上升的高度，根据题意求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题。I1 6.答案：解：(1)光在透明体中传播速度=充则光在透明体中传播的时间t =T=呼(2)光在左端入射角趋近90。时，光线在透明体侧面刚好发生全反射，此时对应的折射率最小sin90由几何关系有a+r =90。a=C又 stnC=-n解得：n=y/2答:(1)光在透明体中传播的时间为手.(2)该透明体的最小折射率7 1 为V L解析：(1)由 公 式 2求出光在透明体中传播速度，再由t=e 求出光在透明体中传播的时间.(2)要使从左端任何方向射入的光都能从右端射出，光线在透明体侧面必须发生全反射，考虑临界情况，即光线在透明体侧面刚好发生全反射的情况，由折射定律和临界角公式结合求解.本题考查对“光纤通信”原理的理解，关键要掌握全反射的条件，由数学知识求出相关角度的关系.