2021届全国高考物理模拟测试卷五（含答案解析）.pdf

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1、2021届全国高考物理模拟测试卷五学校:姓名：班级：考号：一、单选题1.氢原子的能级公式为E.=3 E i（n=l,2,3,.）,其中基态能量E i=-13.6eV,能级n图如图所示.大量氢原子处于量子数为n 的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为一O.96Ei,则 n 和可能发出的频率最小的光子能量分别为n EJeV9 0-05-0.544-0.853-1.512-3.401-13.6A.n=5,0.54eV B.n=5,0.31eVC.n=4,0.85eV D.n=4,0.66eV2.个质点做匀变速直线运动，依次经过“、b、c、“四点。已知经过浦、be和 c”的时

2、间分别为八 2八4t,a c 和的位移分别为汨和及，则质点运动的加速度为（）A“2 X|B%一%Q -2X 口 x215f2 42r2 42f 2 5t23.如图所示，一根长为L 的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为。的光滑绝缘固定斜面上.斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 匀强磁场中.若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.51,磁感应强度大小变为4 B,重力加速度为g.则此时金属细杆A.电流流向垂直纸面向外B.受到的安培力大小为2BILsinC.对斜面压力大小变为原来的2 倍D.将沿斜面加速向上，加速度大小为gsinO4.如图所示，有一个物块恰好能静止在固定的斜面上，若再对物体施

3、加一个力，使物块能沿着下面下滑，下列可行的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（)A.竖直向下的恒力B.沿斜面向下的恒力C.垂直斜面向下的恒力D.竖直向上的恒力5 .如图所示，宽为L的两固定光滑金属导轨水平放置，空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为瓦 质量均为m、电阻值均为r 的两导体棒ah和 c d 静止置于导轨上,其间距也为3现给c d 一向右的初速度物,对它们之后的运动过程说法不正确的是（）C.通 过 外 的 电 荷 量 为 第2BLD.两导体棒间的距离最终变为L+黯二、多选题6 .如图所示，在磁感应强度8=血 1的匀强磁场中，矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度”=1 0 r a

4、 d/s 转动，线框电阻不计，匝数为1 0,面积为0.4 m 2,线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4 W 1 0 0 Q ）和滑动变阻器，电流表视为理想交流电表.下列说法正确的是（)A.若从图示位置开始计时，则线框中感应电动势的瞬时值表达式为e=4 0 及 c o s 1 0/（V）试卷第2页，共8页B.若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为1:2C.若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大D.若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗7.如图所示，匀强电场的方向与长方形a b ed 所在的平面平行，a b=Gad.电子从a点运动到b点的过程中电场力

5、做的功为4.5 eV；电子从a 点运动到d点的过程中克服电场力做的功为4.5 e V.以a点的电势为电势零点，下列说法正确的是（）a；-bd 1-cA.b点的电势为4.5 VB.c 点 的 电 势 为 速 V2C.该匀强电场的方向是由b点指向a点D.该匀强电场的方向是由b点垂直指向直线a c8 .小球甲从斜面顶端以初速度v 沿水平方向抛出，最终落在该斜面上.已知小球甲在空中运动的时间为3 落在斜面上时的位移为s,落在斜面上时的动能为E k,离斜面最远时的动量为p.现将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度上（n l）沿水n平方向抛出，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A.小球乙落在斜面上

6、时的位移为士nB .小球乙在空中运动的时间为人nC.小球乙落在斜面上时的动能为与nD.小球乙离斜面最远时的动量为/9.如图所示，水平地面上放置一个导热性能良好的气缸，气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，一条轻细绳一端连接在活塞上，另一端绕过两个光滑的定滑轮后连接在一个可施加拉力的传感器上，传感器由计算机控制，开始时活塞和气缸均静止。现通过计算机对活塞施加拉力，让活塞缓慢向上移动，发现活塞始终没有被从气缸中拉出，周围环境温度不变，不计一切摩擦，则在拉动活塞的过程中，下 列 说 法 正 确 的 是。A.气缸内气体对活塞单位时间内碰撞的次数先减少后不变B.气缸对地面的压力先不变后逐渐减小到零C.缸

7、内气体对外做功，气体从外界吸收热量D.缸内气体从外界吸收热量，分子势能增加E.传感器施加的拉力最大值与气缸、活塞和缸内气体的总重力大小相等1 0.用图(a)所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图(b)是红光产生的干涉条纹，图(c)是通过目镜观测到测量头上的A、8 两条纹的位置刻度，已知双缝到光屏的距离/=50.0cm,双缝间距d=0.250m m,则 下 列 说 法 正 确 的 是。(填正确答案标图(b)图(c)A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行B.实验中还需测出单缝到光屏的距离C.实验中测得红光的波长为700nmD.若改用间距为0.300mm的双缝做实验，则

8、相邻两亮条纹中心的距离将增大E.若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小试卷第4页，共8页三、实验题I I.某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g.主要实验步骤如下：用游标卡尺测量挡光片的宽度，用量角器测出气垫导轨的倾角测量挡光片到光电门的距离X；由静止释放滑块，记录数字计时器显示挡光片的挡光时间r：改变X,测出不同x所对应的挡光时间t.根据上述实验步骤请回答：(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度时的结果如图所示，则挡光片的宽度d=mm.02 cm 3 I I I I I I.1,-LI|I 1 J J J J J,J J J,I I.1 J I i

9、t01020，(2)滑块通过光电门时速度的表达式v=(用实验中所测物理量符号表示).根据实验测得的多组x、r数据，可绘制x-图象，图象的纵坐标为左横坐标为十，如果滑块下滑过程符合机械能守恒定律，则图象应为过原点的一条倾斜直线，其斜率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(用d、8、g表示).1 2.测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下：A.待测电源(电动势约为8V、内阻约为2C)B.电压表V(0-3 V,内阻约为3kC)C.电流表A(O-1A)D.电阻箱 R(0-99999.9Q)E.滑动变阻器(0-20C)F.滑动变阻器(0-100Q)

10、G.开关、导线若干（1）采用图甲所示电路测量电压表的内阻R v.调节电阻箱R,使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为R；再调节电阻箱R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为&.电压表内阻Rv=.关于上述实验，下 列 说 法 中 正 确 的 有.A.实验中电源可使用待测电源B.闭合开关S 前，应将电阻箱阻值调到最小C.调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐增大的D.实验中忽略了电源的内阻，会使测量值偏大（2）若测得电压表内阻Rv=3010C,与之串联R=C的电阻,将电压表的量程变为9V.（3）为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整.实验中，滑 动 变 阻 器 应

11、选 择 （选填E”或F”），并指出产生实验误差的一个原因（写出一点）：.四、解答题1 3.在光滑水平桌面上。处固定一个弹性挡板，P 处有一质量为2依 的质点C 静止，0 P的距离等于P Q的距离，两个可视为质点的小物块A、B 间夹有炸药，一起以=5%/s的速度向右做匀速运动，到P处碰C 前引爆炸药，A、B 瞬间弹开且在一条直线上运动，当 B 于 C 发生碰撞时瞬间粘到一块，已知A 的质量为Mg,B 的质量为2依，若要BC到达。之前不再与A 发生碰撞，则 A B间炸药释放的能量应在什么范围内？（假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能）试卷第6页，共8页1 4.如 图(a),长度L=0.8 m 的

12、光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量 Q=1.8 x 1 0 7C；一质量m=0.0 2 k g,带电量为q的小球B套在杆上.将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x 轴正方向建立坐标系.点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线I 所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线H所示，其中曲线I I 在 0.1 6 W X W 0.2 0和 X N 0.4 0 范围可近似看作直线.求：(静电力常量A =9 x|(f N i /C 2)OX图(a)(1)小球B所带电量q;(2)非均匀外电场在x=0.3 m 处沿细杆方向的电场

13、强度大小E；(3)在合电场中，x=0.4 m 与 x=0.6 m 之间的电势差U.(4)已知小球在x=0.2 m 处获得v=0.4 m/s 的初速度时，最远可以运动到x=0.4 m.若小球在x=0.1 6 m 处受到方向向右，大小为0.0 4 N 的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s 是多少？已知气体在状态1 时的压强0=2 x 1 0 5 p a,在状态4时温度为A=6 0 0 K,4 1 和 3 2 的延长线均经过原点O,其它参数如图所示.(i )求气体在状态2时的压强pz；(i i)若气体沿直线从状态1 直接变化到状态3,求气体对外界做的功。1 6.将气

14、垫导轨倾斜放置，倾角为。=30。，质量为m=5xl0-2kg的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图(a)所示.从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的X 图象如图(b)所示，物块的振幅为A(未知).已知弹簧振子的周期T=2兀、口，其中加为振子的质量，/为弹簧的劲度系数，取g=10 m/s2.(i)求物块振动的位移表达式；(ii)若让物块振动的振幅为2cm,请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式.试卷第8页，共8页参考答案1.B【详解】根据题可知处于n级的激发态的氢原子向下跃迁会基态的时候发出的光子的能量最大，因此有2-巴=-0.9 6 E，

15、可得n=5,由后=妙可知频率越小光子的能量越小，因此频率最小的?光子的能量发生在n=5 到 n=4 的能级跃迁过程中，因 此 恿=纥-七=0.3 1 e V ,故 B对，选B.2.D【详解】设。点的速度为丫，由匀变速直线运动的位移公式有%=+g a（3 r）-1 2x2=（v +（7 r）-6 r +a（6 ）联立解得故 D正确，ABC错误。故选D。3.D【分析】金属细杆水平静止斜面上时，由左手定则得电流方向，据安培力公式可得受到的安培力大小;根据受力分析和牛顿第二定律可得对斜面压力大小和金属细杆的加速度；【详解】A、直导线受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡，由左手定则得电流流向垂直纸面向里

16、，故 A错误；B、根据安培力公式可得受到的安培力大小为七=48+=2 B ，故 B错误；C D、金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件可得：FN cos 8=mg,FNsmd=B I L.磁感应强度大小改变时，根据受力分析和牛顿第二定律可得：&=，咫 C O S 0 +2 B 心 i n”厘M in%,。=理*殳出电:眄%加速度方向沿c o s 0 m答案第1页，共9页斜面加速向上，故 C 错误，D 正确；故选D.【点睛】关键是金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件求得安培力大小与重力大小的关系；4.B【详解】设斜面倾角为凡 物块的质量为m,动摩擦因数为，由题意可知，mg sin 6=/.im

17、g cos 6A 项：对物块加个竖直向下的恒力F,沿斜面向下的力为：(相 g+F)sin，物块与斜面间的最大静摩擦力为：+F)cos0,由 琢 sinO=mgcosO可知，(mg+F)sin 0=pi(tng+F)cos,所以物块仍静止，故 A 不可行；B 项：对物块加沿斜面向下的恒力F,沿斜面向下的力为：mgsmO+F,物块与斜面间的最大静摩擦力为：MMgcos。，由伙?$皿。=“8 8$。可知，mg sin0+F /.img cos 0,所以物块向下滑，故 B 可行；C 项：对物块加垂直斜面向下的恒力F,沿斜面向下的力为?gsin。，物块与斜面间的最大静摩擦力为：(?gcos(9+尸)，由

18、 gsin9=,gcos，可知，mg sin 6 osl0f(V)答案第3页，共9页A正确;B.变压器输入电压的有效值为U i =4 0 V,若灯泡正常发光，则U2=yPR=20V根据理想变压器的变压比得此时原、副线圈的匝数比为2:1,B 错误；C.若将滑动变阻器滑片向上移动，则滑动变阻器接入电路的电阻变大，负载等效电阻变大,根据/2=今 可 知，副线圈中电流变小，则原线圈中电流变小，即电流表示数变小，C错误;D.若将自耦变压器触头向下滑动，则副线圈匝数变小，根据理想变压器的变压比可知输出电压减小，所以灯泡变暗，D正确；故选A D o7.A D【分析】根据电场力做功公式，可以很容易求出两点的电

19、势差，然后求出每点电势.【详解】电子从a点运动到b 点的过程中电场力做的功为4.5 e V,电子从a 点运动到d点的过程中克服电场力做的功为4.5 e V,根据W=qU,求出,%=0;P b=4.5 V;%=4 5 V,根据匀强电场的规律，Ua b=Uc d;=F 2+q E因此 =4-/=-0 0 1 2-2 0 1 8乂/。=_ 3*0 4%/。q 1 x 1 0-*电场在x=0.3 m 处沿细杆方向的电场强度大小为3 x TO*N /C，方向水平向左.(3)根据图像可知在x=0.4 m 与 x=0.6 m 之间合力做功大小W 合=0.0 0 4 x 0.2 J=8 x 1 0-4 J由q

20、 U=W 合%可得U=1=8 0 0/q答案第7 页，共 9 页(4)由图可知小球从x=0.1 6 m 到 x=0.2 m 处电场力做功叫=0 3X0.04=6 x o 4 j小球从x=0.2m到x=0.4m处电场力做功也=-g /n v2=-1.6 x l(r3 J由图可知小球从x=0.4m到x=0.8m处电场力做功吗=0.0 0 4 x 0.4 J=-1.6 x l(r3 J由动能定理叱+吗+%+%5=0氏+怎+%解得 s =-=-=0.065 m心【点睛】通过图线1 位置0.3 m 处和库仑定律计算小球B带电量;再根据图像分析0.3 m 处合力向左，库仑力向右，可以计算出该位置外加电场的

21、电场力，进而计算外加电场电场强度；在 0.4 m到 0.6 m 处合电场是匀强电场，根据q U=W 台可以计算两位置电势差；通过动能定理计算距离.1 5.(i )l x l O5P a；(ii)-5 x l 02 J【详解】(i)由于4 1 和 3 2 的延长线均经过原点O,由 牛=C 可知气体在氏d过程均做等温变化,因此T i=7 4=6 0 0 K,Ti=Ti由图可知P 3=p i,由 1、3状态得乜=匕1 到 2过程气体做等容变化，有且=丝工T2解得/?2=l x l O5P a(ii)气体沿直线从状态1 直接变化到状态3 过程中压强不变，体积减小,气体对外界做负功，答案第8页，共9页设 为 W，有W Fx pSx prAV其中 AV=2.5xl()r n P,所以W=-5x102 j16.(i)x=0.012 5cos 20t m；(ii)F=-20 x N(-0.02 mx0.02 m)【详解】(i)由题意知弹簧振子做简谐运动，振子的振幅等于物块到平衡位置时弹簧的压缩量，即mg sin 0=kA与比较有由图S)结合数学知识得联立解得(ii)由题意得回复力解得x=A co s%Tx=0.0125cos 20/mF=kxF=-20 x N(-0.02 mx0.02 m)答案第9 页，共 9 页