湖北省武汉市2021届新高考物理模拟试题含解析

1、湖北省武汉市2021届新高考物理模拟试题一、单项选择题：本题共 6小题，每小题 5分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的1 .如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S,气体密度为顶端对竖直墙的作用力大小是（）,气体往外喷出的速度为v,则气体刚喷出时钢瓶2 v B.S122C. - V2SD.v2SSvt,由动量定理，有对喷出气体分析，设喷出时间为t,则喷出气体质量为 mFt = mv其中F为瓶子对喷出气体的作用力，可解得Svtv 2c v2St根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶子作用力大小

2、为F,再对瓶子分析，由平衡条件和牛顿第三定律求得钢瓶顶端对竖直墙壁的作用力大小也是F,故D正确，ABC错误。故选D。2 .如图所示，A、B、E是匀强电场中一个椭圆上的三个点，其中A点的坐标为（0,3）, B点的坐标为（5,0）, E点的坐标为（0, 3）, C、D两点分别为椭圆的两个焦点，A B C三点的电势分别为5V、10V、1V ,椭圆所在平面与电场线平行，元电荷e 1.6 10 19C，下列说法中正确的是（）A. E点的电势为4VB. D点的电势为9VC.匀强电场的场强大小为10V/mD.将一个电子由 A点移到D点，电子的电势能增加 6.4 10 19J【答案】B【解析】【详解】A.根据

3、椭圆关系可知 C、D两点与。点的距离：c 4ab2 75? 4cm，由U mn M N得：Ubc 9V , Uba 5V ,根据U=Ed得：U BCdBC9 ,U BOdBO 5所以：U BA U bo ,可知A O ,y轴即为一条等势线，电场强度方向指向X轴负方向，E点电势为5V,故A错误;B.由电场线与等势面关系得 U AC U de ,得d 9V ,故B正确；C.电场强度:U BCdBC9V0.09m100V/m ,C错误；D.根据 Wab qU ab 得：W eUAD 1.6 10 19C (5V 9V)6.4 10 19J,故电子的电势能减少 6.4 10 19 J,故D错误。故选：

4、Bo* 11 cm3.如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力.与 b球相比，a球A.初速度较大B.速度变化率较大C.落地时速度一定较大D.落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大【答案】D【解析】【详解】,1,2A.由h -gt可得，高度越高，下落时间越大，由 x ct可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间2短，故b球初速度较大，A错误；B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；C.a球的水平速度小于 b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大

5、于b球，C错误;D.由tan 8 gt , a球落地时间t大，但是 小，故a球的tan 一定大于b球，即a球落地时速度方向与 u其初速度方向的夹角较大，D正确；故选D。4.空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目，其模型如图所示，顶端转盘上吊着多个座椅，甲、乙两个儿童分别坐在 A、B两个吊椅中，当转盘以一定的角速度稳定匀速转动时，连接座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为 a、9o巳知连接A、B座椅的钢丝绳长度分别为 Li、L2,甲、乙两儿童的质量分别为mi、m2,两座椅的质量相等，若 a> 0,则一定有tiA. Li>L2B. Li<L2C. mi>m2D. mi&

6、lt;m2【答案】A【解析】【详解】设座椅做匀速圆周运动时转速为n,由重力和绳子的拉力的合力提供座椅圆周运动的向心力，如图，则有:、2 ,mg tan m(2 n) (Lsin r)解得g tanLsin据题知：n相同，r也相同，则当L变长时，。变大，与m无关。A. L i>L2与计算结果相符，故 A正确。B. L i<L 2与计算结果不符，故 B错误。C. m i>m2与计算结果不符，故 C错误。D. m i<m 2与计算结果不符，故 D错误。5.如图所示，一个圆弧面 AB在A点与水平面相切，圆弧面的半径R 4m。在AB两点间放平面薄木板。一个小物块以 vo 4j10

7、m/s的速度从A点滑上木板，并恰好能运动至最高点。物块与木板间的动摩A邈Sb®$c后$52D. 2710s【答案】A【解析】【详解】设木板长度为l。向上滑动过程能量守恒，有1 2 -mvo 2mgcos l mgh如图所示由几何关系得一 22. 2.hl x h , sin -, cos又有R l1 h2运动过程有mg cos mg sin ma又有vo at解以上各式得t s5A正确，BCD错误。故选Ao6 .在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的1. 1倍。假设将来地球的自转周期变小，但

8、仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为A. 5小时B, 4小时C, 1小时D, 3小时【答案】B【详解】r=1.1R ,已知地球的自转周期T=24h ,设地球的半径为 R,则地球同步卫星的轨道半径为地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小。由GMm - 4mRRT公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持 无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图。由几 何关系可知地球同步卫星的轨道半径为由开普勒第三定律得4h故B正确，ACD错

9、误。故选B。二、多项选择题：本题共 6小题，每小题5分，共30分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得 5分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分7 .如图甲所示，在光滑绝缘水平面内。两条平行虚线间存在一匀强磁场。磁感应强度方向与水平面垂直。边长为l的正方形单匝金属线框 abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。t 0时刻线框在水平外力 F的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）A.水平外力为恒力B.匀强磁场的宽度为81C.从开始运动到 ab边刚离开磁场的时间为4内0D.线框穿出磁场过程中外力F做的功

10、大于线框进入磁场过程中外力F做的功【答案】BCD【解析】【分析】根据线框感应电流i E 曹，结合i-t图象知道，线框做匀加速直线运动，从而再根据图象找到进入和穿出磁场的时刻，由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向。根据安培力公式得出导线框所受的安培力。【详解】线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；由图乙可知 2t04t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a,边框长为：l= a(4to)2- a(2to)2=6at o2；磁场的宽度为：d= a(6to)2

11、- - a(2to)2=16ato2；故 d=里，故选项 B 正22223确；设t时刻线框穿出磁场，则有：6ato2= - at2- -a(6to)2,解得：t=4j3to,选C正确；线框进入磁场过22B212V程的位移与出磁场过程的位移相等，根据 F ma可知，线框出离磁场过程中的水平拉力大于进R入磁场过程中的水平拉力，线框穿出磁场过程中外力 F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做 的功，选项D正确。故选BCD。8.如图所示，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的.现让紫外线照射到锌板，观察到验电器的铝箔张开.下列说法正确的是()A.验电器的铝箔带负电B.此实

12、验可以说明光具有粒子性C.若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开D.若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大【答案】BC【解析】【详解】A.紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A错误；8 .光电效应说明光具有粒子性，故 B正确；C.若改用X光（其频率高于紫外线的频率）照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其夹角一定会变得更大，故 C正确；D.若改用激光器发出高亮度的红光（其频率低于紫外线的频率）照射锌板，依据光电效应

13、发生条件，则观察到验电器的铝箔可能不会张开，故D错误；E.由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E错误。故选BC。9 .如图所示，足够长 U型管内分别由水银封有 Li、L2两部分气体，则下列陈述中正确是（）A.只对Li加热，则h减小，气柱L2长度不变B.只对Li加热，则h减小，气柱L2长度减少C.若在右管中注入一些水银，Li将增大D.使Li、L2同时升高相同的温度，则 Li增大、h减小【答案】AD【解析】【详解】AB.只对Li加热，假设体积不变，则压强增大，所以 Li增大、h减小，气柱L2长度不变，因为此部分 气体做等温变化，故 A正确B错误；

14、C.若在右管中注入一些水银，L2压强增大，假设 Li的体积不变，Li的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，Li的压强增大，根据玻意耳定律得Li将减小，故C错误；D.使Li、L 2同时升高相同的温度，假设气体体积不变，Li的压强增大，L2压强不变，则Li增大、h减小，故D正确； 故选AD.【点睛】做好本题的关键是知道两边气体压强大小的影响因素，再利用理想气体状态方程判断各物理量的变化.i0 .中国航天科工集团虹云工程，将在2023年前共发射i56颗卫星组成的天基互联网，建成后WiFi信号覆盖全球。假设这些卫星中有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为To,（T0为地球的自转周期），已16知

15、地球的第一宇宙速度为v,地球表面的重力加速度为g,则地球的半径 R和该卫星做圆周运动的半径r分别为（）22cvvA. R B. R g2g【答案】AD【解析】【详解】C. rD. rAB.绕地球表面运行的卫星对应的速度是第一宇宙速度，此时重力提供向心力，设卫星的质量为m,即mg2 v m R得出故A正确，B错误;CD.卫星在高空中旋转时，万有引力提供向心力，设地球的质量为GMm / 、2m r（）rTo_16其中GM=R 2g解得该卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径M ,此高度的速度大小为vi,则有故C错误，D正确。故选AD 。11 .小滑块以100J的初动能从倾角为 37。的固定斜面底端 O

16、上滑，小滑块沿斜面上滑、下滑过程中的动能Ek随离开O点的位移x变化的图线如图中I、 n所示。已知sin37 =0.6,重力加速度取10m/s2,则（）0 I 2 a tJmB.小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5D .小滑块的最大位移为5mA .小滑块的质量为 2kgC. x= 1m时小滑块的动能为 60J【答案】ABD【解析】【详解】AB.设小滑块的质量为 m,小滑块与斜面间的动摩擦因数为，小滑块沿斜面上滑 x=3m过程中，根据动能定理，有mgxsin 37 mgxcos37AEk1Ekl60J小滑块沿斜面下滑 x=3m过程中，根据动能定理，有mgxsin 37 mgxcos37AEk2AEk

17、2 12J解得：m=2kg ,=0.5,故AB正确；C.由图像可知，小滑块上滑和下滑经过x=1m位置时，小滑块的动能为80J或16J,故C错误；D.将图线延长，与 x轴的交点横坐标为 5m,此时动能为零，即小滑块的最大住移为5m,故D正确。故选ABD。12. 2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心箭三星”发射成功。现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动，其中a、b转动方向与地球自转方向相同，c转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为 Ta =6h、Tb =24h、Tc=12h,下列说法正确的是（）A . a、b每经过6h相遇一次B. a、b每经过8h相遇

18、一次C. b、c每经过8h相遇一次D. b、c每经过6h相遇一次【答案】BC【解析】【详解】a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中,a比b多转一圈， 设相遇一次的时为 & ,则有tTTTb解得N=8h ,所以A错误，B正确。CD.b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中,b、c共转一圈，设相遇次的时间为At',则Tb解得t 8h ,故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：共2小题，每题8分，共16分13.在 探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，斌斌利用如图所示可拆式变压器(铁芯不【详解】闭合)进行研究。町拆变乐落(1)实验还需要下列器材中的(2)实验中，图中变压器的

19、原线圈接线“Q 8”接线柱，所接电源电压为交流10.0V,副线圈接线“Q 4”接线柱，则副线圈所接电表示数可能是 A. 20.0 VB. 15.0 VC. 5.0 VD. 2.5 V【答案】AD D【解析】(1)1探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验要用到交流电压表，B是直流电流表，C是直流电压表,A是多用电表，可以用多用电表的交流电压挡测电压，实验中为了安全，输入电压不能超过12V,需要交流学生电源，故选 AD。 (2)2如果是理想变压器，则电压比等于匝数比，输出电压为 5V,但图中变压器存在比较大的漏磁，实际 输出电压小于5V,故D正确。 故选D。 14.某学习小组将一个直流电源和一个

20、很大的定值电阻(约几十千欧)串联组成了一个新电源， 如图甲所示。当该电源两端接的电阻较小时(小于300欧姆)，该电源能稳定输出约 30 dA的恒定电流。该学习小组利用新电源设计了如图乙所示的电路测量一个量程为30 pA、内阻约为几百欧姆的灵敏电流计的内阻。主要实验步骤如下：(1)只闭合图乙中的开关 K,灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示数为 (2)再闭合图乙中的开关S,调节变阻箱 Ri,使灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置，此时变阻箱的示数为330欧姆。根据以上数据计算可知，灵敏电流计的内阻为 欧姆，此测量值(填大于"、小于等于"真实值。国甲甜已副内【答案】25.0220

21、 小于1灵敏电流计的分度值为1mA,灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示数为25.0mA;(2)2灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置，该示数为15.0mA;根据并联分流可得流过调节变阻箱R的电流为I1 I I 10mA根据电流结构和欧姆定律则有I1R1IRg解得灵敏电流计的内阻为3闭合图乙中的开关 S,总电阻减小，电路中的总电流增大，流过调节变阻箱 R的电流大于10mA,根据电流结构和欧姆定律可知此测量值偏小，所以测量值小于真实值。四、解答题：本题共 3题，每题8分，共24分15.如图所示，两内壁光滑、长为 2L的圆筒形气缸 A、B放在水平面上，A气缸内接有一电阻丝， A气 缸壁绝热，B气缸壁

22、导热.两气缸正中间均有一个横截面积为S的轻活塞，分别封闭一定质量的理想气体于气缸中，两活塞用一轻杆相连.B气缸质量为m, A气缸固定在地面上，B气缸与水平面间的动摩擦因数为 ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.开始两气缸内气体与外界环境温度均为To,两气缸内压强均等于大气压强 Po,环境温度不变，重力加速度为g,不计活塞厚度.现给电阻丝通电对A气缸内气体加热，求：(1)B气缸开始移动时，求 A气缸内气体的长度;(2)A气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时，A气缸内气体的温度 Ta.PoSP0S一)L (ii) Ta=2 (1+Eg)TomgPoS(i) B气缸将要移动时，对B 气缸：PbS=Po

23、S+mg对B气缸内气体由波意耳得:PbLS=PbLbSA气缸内气体的长度 La=2L-L bPoS解得：La= (2) LRSmg(ii) B气缸运动后，A、B气缸内的压强不再变化 Pa=Pb对A气缸内气体由理想气体状态方程：PoLS Pa2LSToTa解得:Ta=2 (1+ -mg) To PoS16.如图所示，一有界匀强磁场垂直于 xOy平面向里，其边界是以坐标原点 。为圆心、半径为R的圆.质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小 vo、沿x轴正方向射入磁场，恰能从 M点离开磁场.不计粒子的重力.(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B;(2)若带电粒子从 P点以速度大小vo射入磁场，改变初速度的方向，粒子恰能经过原点O,求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向;(3)在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场，如图所示，与。点相等距离处的电场强度大小相等，方向指向原点O.带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场， 改变初速度的大小， 粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点，求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差mvox【答案】(i)b -qR-( 2)t2