2021届新高考物理模拟培优卷（三）.pdf

2021届新高考物理模拟培优卷（三）一、选择题：本题共1 1小题，每小题4分，共4 4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81 1题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.科技的发展正在不断地改变着我们的生活，原本昂贵的笔记本电脑现在已逐渐成为普通大众学习、工作的普及物。为方便使用，可将笔记本电脑放在倾角可调的支架上，如图甲所示,支架可简化为图乙所示的模型，斜 面 的 倾 角 为0，支架底端的固定挡板A C与斜面垂直。若笔记本电脑所受重力大小为G,不计一切摩擦，则（）图甲图乙A.笔记本电脑对挡板A C的压力小于GB.笔记本电脑对斜面A B的压力大小为G sin。C.支架对笔记本电脑的作用力大小为Geos。D.改变斜面A B的倾角，支架对笔记本电脑的作用力方向随之改变2.现在有一种 氟电池，体积比一元硬币还要小，使用寿命长达2 0年。有些型号的心脏起搏器就是使用这种 僦电池”供电，能量来自僦核的衰变反应，该反应发生时除了放出p射线外，还会放出不带电、质量基本为零的反中微子），已知晁核的半衰期为12.5年。下列说法正确的是（）A.瓶核发生P衰变形成的新核的平均结合能小于僦核的B.反应前氟核静止，则衰变后产物中p粒子的动能较小C.该核反应的反应方程为;Hf _；e+；He+%D.经 过12.5年后，该电池的质量变为开始时的一半3.如图，纸面内A、B、C三点的连线构成一直角三角形，ZC 4B=30.P 为A、3连线的中点。当两通电直导线分别垂直纸面放置在4 8两点时，C点的磁感应强度方向刚好与A、B两点的连线垂直，大小为舔，电流方向已在图中标出。已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小8=k为常量，r为该点到导线的距离，/为通过导线的电流r大小。则P点的磁感应强度大小为（）C，.、4 -1-BA.当 B B.2B（）C 忑B o D.2 64.某同学利用激光笔研究某种透明材料的折射率。如图所示是透明材料制成的玻璃砖，厚度为=3.0 0 5 1,平面加 曲2与玻璃砖上表面/1 5 8夹角为a，一细激光束沿平面MNP。入射，入射点为。，。在玻璃砖下表面投影点为O。细激光束在平面MNPQ内改变入射方向时，折射光线在玻璃砖下表面的出射点到。距离的最大值为4 =3.0 0 c m,最小值为4 =b cm。则透明材料的折射率n及平面MNPQ与玻璃砖上表面ABCD的夹角a分别为A.zi=2y（x=45 B.鹿=,a=45 C.n=y/2,oc=30 D.n=302 25.一质点沿x轴从坐标原点。出发，以运动过程中的某时刻为时间零点，运 动 的 图 象 如图所示，14 s末质点回到坐标原点，下列说法正确的是（）sA.开始计时时，质点到坐标原点的距离为2 mB.02 s和46 s内的加速度大小相同C.质点在第4 s时和第8 s时经过同一位置D.68 s和8-14 s内的平均速度大小相同6.如图所示，交流电源的输出电压有效值4 =220 V,定值电阻4=4 0 0 0,/?,=900Q.移动原、副线圈上的触头，调节原、副线圈的匝数比为适当值，&的功率可达最大值。&的功率最大值以及相应的原、副线圈的匝数比分别为（）A.W,2:3 B.W,2:3 C.W,3:2 D.W,3:26 4 6 47.2020年12月 日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。若未来在月球上建造一个 球形溶洞实验室，假设月球是一个质量分布均匀的半径为R的球体，球心为。，在球内挖一个球形溶洞,溶洞球心在。I点，半径为N，o q=4 A 8是一条垂直于。01的直径，如图所示。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。则下列说法正确的是（）A.在a点静止释放一个小球，小球将做加速度增大的加速运动B.在连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向指向O点C.在A点沿AO1方向抛出一个小球，小球将做匀变速曲线运动D.在A点抛出一个小球，小球不可能运动到B点8.如图，一定质量的理想气体从状态。出发，经过等容过程岫 到达状态b,再经过过程be到达状态c,最后经等压过程c a回到状态或 下列说法正确的是（）A.在a到b过程中气体的内能增加 B.在a到b过程中外界对气体做功C.在b到c过程中气体温度始终不变 D.在c到a过程中气体的温度降低9.如图所示，在距地面高h=1.25 m处固定有两根间距为I=0.5 m水平放置的平行金属导轨,导轨的左端接有电源E,右端边缘处静置有一长/=0.5 m、质 量%=0.2 k g、电阻R=5.0O的导体棒必，导体棒所在空间有磁感应强度大小8=L 0 T、方向竖直向上的匀强磁场。闭合开关后，导体棒必 以 某一初速度水平向右抛出，已知导体棒落地点到抛出点的水平距离d=2.5 m,重力加速度g=10m/s2,则（）A.在空中运动过程中，导体棒a端的电势低于b端的电势B.导体棒抛出时的初速度大小为5 m/sC.在空中运动过程中，导体棒上产生的感应电动势大小恒定D.闭合开关后，通过导体棒的电荷量为1.0 C10.如图所示，光滑水平面上静置A、8,C、D四个物块，其 中%=,%=%=，8、C两物块用一轻质弹簧连接，若A以速度%向右滑动与B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当8、C速度相等时，C恰好与。发生弹性碰撞，碰后瞬间。的速度为与，设整个过程中碰撞时间均极短，下列说法正确的是（）BI)删啦x国 A.物块D的质量为2mB.物块C对物块D的冲量大小为处2C.整个过程中整个系统损失的机械能为;?片D.C、。碰撞后弹簧压缩至最短时弹性势能为 机 片1211.如图所示电路中电源电动势为E,内阻为r,均为滑动变阻器，&为定值电阻。开 关S闭合后，平行金属板间的带电液滴处于静止状态，在滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，电 压 表 的 示 数 变 化 的 绝 对 值 为 电 流 表A1的示数变化的绝对值为A/厂 电流表和电压表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.电压表的示数先减小后增大 B.电流表A?的示数减小C.液滴将向上运动 D.=r 1、二、非选择题：本题共5小题，共5 6分。12.某同学在研究性学习中，利用所学的知识设计了如下的实验：一轻弹簧一端固定于某一开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验所用刻度尺的零刻度线恰好与弹簧左端对齐，在弹簧右端安装一个指针指向刻度尺，该同学通过改变细线上所挂钩码（未画出）的个数来改变弹簧的长度/,现将测量数据记录在图乙表中，现要求在图丙中作出尸-/图线，并利用测量数据及描绘出的图线，对弹簧的有关特性进行研究，重力加速度g=10m/s2。（1）根据题目要求在图丙中作出尸-/图线；（2）该实验设计排除了 对实验的影响，由尸-/图 象 可 得 出 的 结 论 是；（3）弹簧的劲度系数为 N/m,原长为 c m。13.某实验小组自制三个水果电池并将其串联起来（如图甲所示，总电动势约为4.5 V）,利用如下器材设计了如图乙所示的电路，先测量未知电阻阻值，再利用图丙所示电路测量水果电池的电动势及内阻。实验室提供的器材有：电流表A 1（量程0 15 mA,内阻为?;=10 Q）；电流表A?（量程0 10 0 m A,内阻为=1.5 0）；定值电阻与（阻值4=9 0C）；定值电阻%（阻 值&=1 9 0 0）；滑动变阻器&（阻 值 范 围 30 C）;电阻箱尺，（阻值范围0 999.90）；待测电阻R,（电阻约5 5 0）；开关S,导线若干。I-CXZ）-J 电阻4图甲 图乙（1）图乙中为使测量更准确，电阻A应选（填符号），已知此电路设计不会损坏电表，其原因是。（2）实验小组在某次实验中，测 得 L=12m A,4=6 0mA,则待测电阻号 的阻值为(3)测水果电池电动势和内阻时，图丙中电阻B选择R4,某实验小组通过处理实验数据,作出了电阻B的阻值R与电流表A,示数的倒数,之间的关系图象，如图丁所示，则水果电A池 的 总 电 动 势 为，总内阻为。14 .水面上水波的速度跟水的深度有关，其关系式为丫=屈，式中h为水的深度，g为重力加速度.如图甲所示是某水域的剖面图，A、3 两部分深度不同，图乙是从上往下的俯视图，。点处于两部分水面分界线上，M和 N分别处在A和 B两区域水面上的两点.f =0 时刻。点从平衡位置向上振动，形 成 以。点为波源向左和向右传播的水波(可看成是简谐横波).f =2.5 s时。点第二次到达波峰，此 时M点第一次到达波峰.已知B区域水波振幅A =5 cm,水深怎=0.90 m,O、M 间距离为 4.0 m,O、N间距离为 3.0 m,=10 m/s2.求：(1)4 区域的水深儿；0 N乙(2)N点在，=3s时的振动方向及它在r=0 至，=3 s时间内的位移；r=10 s时，处在8 水域水面上的Q点(图中未标出)处于波峰，且 间 只 有 一 个 波 峰，则Q点在f =0 至 f =10 s时间内振动的路程是多少.15 .如图所示，光滑水平面上停放着小车C,其左端与光滑轨道N P齐平，轨道左侧固定一光滑的半圆形轨道，N点是半圆形轨道的最低点，M 点是半圆形轨道的最高点。在 P处放置两个紧挨在一起的质量均为m的物体A B(可视为质点)，物体4 3均处于静止状态。现在它们之间放少量炸药，点燃炸药使其爆炸，物 体 4 向左运动，恰能到达半圆形轨道的最高点 M；物 体 8沿平板车表面向右做直线运动，最后恰好没有从车上掉下来。已知小车C的质量为物体8的四倍，物体8与平板车之间的动摩擦因数为“，半圆形轨道的半径为R,重力加速度为g。求：(1)炸药爆炸后物体A的速度大小；(2)炸药爆炸时对A、8两物体所做的功；(3)小车的长度。16.如图所示，平 行 金 属 板 水 平 放 置，板间间距为d,板长为2/,板间接有恒定电压，两板间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，边界线为8。线状粒子源均匀发射出大量比荷为k的带负电粒子，粒子以相同的初速度由板的左侧进入板间，粒子初速度方向与板平行，不计粒子间的相互作用及粒子的重XXXXXXXX(1)若有50%的粒子能从板间射出，且射出的粒子经磁场偏转后能全部回到板间，求两极板间所加电压U的大小和磁感应强度B的最小值。(2)若有同一粒子能回到最初进入板间的同一位置，求板间电压U的取值范围及磁感应强度B和板间电压U所满足的关系。答案以及解析1.答案：A解析：笔记本电脑受到重力G、垂直斜面向上的支持力M和沿斜面向上的支持力M而受力平衡，则N=GCOS6,7V2=G sin(9,根据牛顿第三定律知，笔记本电脑对斜面4 5的压力大小N；=M=G c o s。，笔记本电脑对挡板A C的压力大小/=N2=G sin0G ,A正确,B错误；支架对笔记本电脑的作用力是指华与 的合力，与笔记本电脑的重力等大反向,CD错误。2.答案：C解析：窟核发生。衰变放出能量，核子的平均结合能增大，A错误；该核反应的反应方程为:Hf _；e+；He+E，反应产物动量守恒，反应前瓶核静止，则p粒子与氢核的动量大小相等,由 耳:A可知，质量较小的p粒子的动能较大，B错误，C正确；衰变过程中该电池损失的质量很小，所以12.5年后该电池的质量几乎不变，D错误。3.答案：B解析：设A处 导 线 的 电 流 为B处导线的电流为乙，8 c的长度为L,由题意结合几何关系可知，有 名cos60。=必 cos30。，解得4=3/2，又有,学 田1160。+丝5亩30。=综，所x/3 L 2 国 L以P点磁感应强度大小为B p=/+k W =2综，选 项B正确。L L4.答案：A解析：当光线沿M N方向射入时，入射角4=90。，折射角为*,折射光线在玻璃砖下表面的 出 射 点 到O距 离 为 最 大 值4 ,由 几 何 关 系 有taW：=攻=,得4 =45。，h=坐 =0,当光线垂直M N方向射入时，入射角&=90。-。，折射角为以，折射光sin 4线在玻璃砖下表面的出射点到O 距离为最小值以，由几何关系有tan。：=4 =,得 h 3e=3 0 ,代入=生 生=0，得&=45。，0=90。一&=45。，故 A 正确。sin5.答案：C解析：由图可知，当速度减到零后，质点开始沿反方向运动，14s末回到坐标原点，根据口-，图象与坐标轴所围图形的面积表示位移大小可知，6 s末质点到达最远点，46 s内和68 s内质点的位移大小相同，则质点在第4 s 时和第8 s 时经过同一位置，选项C正确；质点运动7-到的取日3、一 点I-v到-.i 0 点的距图为=5x2 m+（3 +5）-x-2-m-b （2+4-）-x-3-m=22 m,计时点到取日2 2 2远点的距离为%=（l +j）x 2 m+（2+：）x 5 m=2 i m,则开始计时时质点到坐标原点的距离为 1 m,选项A错误：根据v-f 图象的斜率表示加速度可知46 s 内的加速度大小大于02 s内的，选 项 B错误；68 s 内的平均速度大小为？=：5x3?m/s=5=m/s,814 s 内的平均速度2x2 222-5大小为E=-m/s 2.8 m/s,选 项 D错误。66.答案：B解 析：设 原、副 线 圈 的 匝 数 分 别 为 勺、2，流 过 鸟、鸟 的 电 流 分 别 为 小，2，则L;凸,u Ri j,联立可得/=-/闺 R ,即 用 的 功 率人%/2 R2 nz x 2 2尸=/：凡=（“,一/内）/1=-闫/1-4*+2，当 4=5,时，R,的功率有最大值，为（2RJ 4用 244 =聚=券w,由极值情况下匕=泉=/可 知 八=喘瓦，进一步求得此时原、副线圈的重数比为人=4 =.迅=2,B正确。“2 A 2 j R R U。37.答案：C解析：设月球的密度为p,如图所示，对于溶洞中任意一点P,设 O P=r,0/=，4 3O OPT 4t=d,没有溶洞时P点的重力加速度8=6 二 一=-G 7 t0 r,而溶洞内的物质在P点厂 3产生的重力加速度为g=：6 卬/;,设除去溶洞内的物质后尸点的重力加速度为幻，根据平行四边形定则和几何知识可知心的方向与0。连线平行，可得g2=：G 0 r d,即溶洞中各点的重力加速度大小相等，方向与0 a 连线平行，在 点静止释放一个小球，小球将做加速度不变的加速运动，选项A错误；在 A01连线中点用一细线悬挂一个小球，小球静止时细线的方向平行于。1连线，选 项 B错误；在 A 点沿A01方向抛出一个小球，小球将做平抛运动，即匀变速曲线运动，选项C正确；在 A 点抛出一个小球，如果小球做斜抛运动，只要初速度大小和方向恰当，小球可能运动到B点，选 项D错误。8.答案：AD解析：在。到b过程中，气体体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，压强增大，温度升高，内能增加，A正确，B错误；在c到。过程中，气体体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，D正确；b到c过程若发生的是等温变化，则p-V图线为双曲线的一部分，而图示为倾斜直线，因此b到c过程中温度一定发生变化，C错误。9.答案：BC解析：由右手定则可知，导体棒在空中运动过程中，在水平方向上要切割磁感线，从而产生感应电动势，但无感应电流，不受安培力，故导体棒在平抛运动过程中水平方向上的速度不变，由E=可知导体棒上产生的感应电动势大小不变，且。端电势高于b端电势，故选 项c正确、A错误；导体棒从抛出到落地的时间为r=-0.5 s,故导体棒做平抛运动的初速度=：=5m/s,选 项B正确；设闭合开关时导体棒中有电流流过的时间为加，由动量定理可得87/加=相%-0 ,因夕=办/，故有,即 夕=曹 ，代入数据解得q=2.0 C,选 项D错误。10.答案：BC解析：物块A、8碰撞过程中，根据动量守恒定律得多=（心+%）甘，解得匕=?，此碰撞过程中损失的机械能为=说-,之后C、。间的碰撞为弹性碰撞，所以整个过程中整个系统损失的机械能为 =；/!可，C正确；当8、C共速时，有（%+%）匕=（啊+啊+叫）也，解得玲=,C、。发生弹性碰撞的过程/、2中,有人=砥.匕+叫）,mcV2=tncvlinD,联立解得匕=一,/年=3，A错误；C、。碰撞过程中物块C对物块。的冲量/=等，B正确；物块C与。碰撞后，取4 8、C和弹簧整体为研究对象，C、D碰后弹簧压缩至最短时，根据动量守恒定律得（叫+啊）匕+叫匕=（%+%+2（?）匕，C、D碰 撞 前 瞬 间 弹 簧 的 弹 性 势 能 为耳i=g（咫+，2 f f i +a +）虺2。、D碰撞后弹簧的最大弹性势能为E p=Ep,+g（飕+明）a g%T（以+噩+加%联立解得E p=看 成，D错误。11.答案：BD解 析：设 滑 动 变 阻 器 上 端 与 凡 并 联 部 分 的 阻 值 为4 ,外 电 路 的 阻 值 为尺外=凡+工N L ,当滑动变阻器滑片P向b端滑动的过程中，尺 减小，R,+R,1 +冬 ,R 外电路的阻值时增大，根据闭合电路欧姆定律可知，总 电 流/减小，内电压减小，路端电压增大，电压表的示数增大，选 项A错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器的上端和&的并联电阻减小，这部分电阻分得的电压力减小，根 据=5 可知，电流表A2的R2示数减小，选 项B正确；电容器和&并联，&两端所加电压减小，则电容器间的电场强度减小，液滴所受电场力减小，液滴将向下运动，选项C错误；电源内阻一定，内电压和外电压变化量的绝对值相等，故r=”=以=也，选项D正确。I AZ,A/,12.答案：（1）尸-/图线如图所示/7N（3）1 0 0；1 5解析：（1）根据实验数据在坐标系中描点连线如图所示；（2）把弹簧竖直悬挂进行实验时，由于弹簧自身的重力往往使弹簧长度的测量存在误差，本实验把弹簧水平放置进行实验，排除了弹簧自身重力对实验的影响，根据图象结合数学知识可知，图线与横轴的交点的横坐标表示弹簧的原长，由图线可建立F与1的 函 数 关 系 尸 图 线 的 斜 率 为 等，说明在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（3）根据胡克定律有尸=-/-/1,）,说明弹簧的劲度系数大小等于图线的斜率，故 左=竺=4T,N/m =1 0 0 N/m,弹簧原A/（5 5 -2 5）x1 0-2长 =1 5 c m。1 3.答案：（1）&；水果电池的内阻可能比较大（2）5 0 Q（3）4.3 V；4 1.5 Q解 析：（1）水 果 电 池 的 电 动 势 约 4.5 V,电 流 表 A 1 与 电 阻 与 串 联，相当于量程为U =4（z;+用）=3V 的电压表，可知图乙中电阻4应选与；水果电池的内阻可能比较大，所 以 此 电 路 设 计 不 会 损 坏 电 表。（2）由/,=1 2 m A,/2=6 0 m A ,可 得1 2 x(1 0+1 9 0)6 0-1 2Q =5 0 Q；（3）由电路图丙可知，电流表A”电阻B以及电源组成闭合电路，由闭合电路的欧姆定律有E =/2（R +R +r），即 R =E-（2 +r），由图12丁中图线可知 E=V=4.3V,z;+r=1 0 E Q,解得 r=41.5O。30-1014.答案：(1)0.40 m在平衡位置向上振动；0(3)0.65 m解析：对。点的振动分析，知f=4解得了二2 s,对M点的振动分析，知A区域水波波长久=O M=4 m,则有以=y-=2 m/s 又 v=,联立解得4=0.40 m.(2)由 v=ygh 可 得%=7 7 =3 m/s,又VB等,解得%=6 m,O N波传到N点的时间=-=ls,以所以，=3 s时，N点刚好完成一个全振动，可知此时其在平衡位置向上振动，位移为0.(3)f=10s时，。点在平衡位置向上振动，可画出8区域水波的波动图像如图所示，由图可知0。=10.5 m,波传到Q点的时间加=丝=3.5 s,则Q点振动的时间/=10 s-3.5 s=6.5 s,所以Q点振动的路程s=a x 44=0.65 m.15.答案：(1)(2)5mgR解析：（1）设炸药爆炸后4 3两物体的速度大小分别为/、v2,物体4到达半圆形轨道最高点M 的速度大小为匕，物体A恰能到达M 点时，由牛顿第二定律有m g=遗R从 物 体 A 开 始 运 动 到 上 升 到 半 圆 形 轨 道 最 高 点 的 过 程 中，由机械能守恒定律有1 2 c 0 1 2mv+2mgR=-mv解得匕=而还（2）炸药爆炸后，对两物体由动量守恒定律有/n Vj -mv2=0由功能关系可知，炸药爆炸时对物体4 8做的功W=（a 口；解得 W =5?gR（3）物体8恰好没有从车上掉下来，说明物体8运动到小车的最右端时恰好与小车共速,设物体8与小车的共同速度为对物体B与小车组成的系统，根据动量守恒定律有mv2=(m+4/z z)v由功能关系有=jL/mgL+4 m +fn)v2一 r 2R解 得 =一A16.答案：（1）1.判4k kd（2）u,生Sk4k2UdB=解析：（1）若有5 0%的粒子能从板间射出，则从极板中间射入的粒子恰好射出极板，该粒子进入电场的初速度为%,则有2d=卬d=1 ,qE 22 2 m且 =k,m联立解得极板间的电场强度E =，4kd则板间电压。=九4k若从极板边缘射出电场的粒子经过磁场后能回到极板中间,则所有射入磁场的粒子都能回到极板间，如图甲所示。设粒子进入磁场的速度与水平方向的夹角为。速度大小为力则水平方向的速度%=v c o s，粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有qvB=-R若粒子能够回到极板间，贝 U 2R C OS%g2解得B.&,即磁感应强度B的最小值为二（2）要使粒子能返回到进入板间时的出发点，则粒子的可能轨迹如图乙所示，由粒子在磁场中运动的对称性可知，粒子离开电场和再次进入电场时速度方向与水平方向的夹角相等，因此粒子第2 次进入电场的轨迹可以看成第1 次在电场中偏转的延续。设粒子第1 次在电场中沿竖直方向的位移为y,因为粒子在电场中两次运动的时间相同，所以粒子从再次进入电场到返回出发点过程中的竖直位移为3y ,则有y+3y,d粒子第一次在电场中偏转时y 我2 m板间电压U =E d又有2 =卬,且=&,m解得U”型8k粒子在磁场中运动的半径R mv c o s d%,Bq Bq Bq cos 9同一粒子能回到最初进入板间的同一位置，则有4），=2R c o s e=2-,c o s e=2%Bq cos 0 Bq整理得B=4/Ud乙