北京昌平区2021届新高考模拟物理试题模拟卷含解析

1、北京市昌平区2021届新高考模拟物理试题（市模拟卷）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. 2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束Si和S2,然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引

2、力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A.引力波可以超光速传播B.引力波不能传播能量C.探测器接收到的两束波的频率相同D.无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为0【答案】C【解析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A,B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。

3、2. 2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为R,设光速为c,第二宇宙速度是第一宇宙速度的J2倍，引力常量为G,则R2的最小值是（）3c23c24G8GA.B.C.-rD.-r4G8G3c3c【解析】【分析】【详解】根据万有引力提供向心力有2MmvG2-mRR得第一宇宙速度vGRV2GM则第

4、二宇宙速度为2G4R33cR所以R23c28G正确，ACD错误。故选Bo3.如图所示，ABCD为等腰梯形，/A=/B=60o,AB=2CD,在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为qA和qB,在C点的电场强度方向沿DC向右，A点的点电荷在C点产生的场强大小为Ea,B点的点电荷在C点产生的场强大小为Eb,则下列说法正确的是DCr飞.1、，A、5A.放在A点的点电荷可能带负电B.在D点的电场强度方向沿DC向右C. Ea>EbD. qAqB【答案】C【解析】【详解】ACD.由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右，根据矢量合成法，利用平行四边形定则可知，可知两点电荷在C点产生的场强方向

5、如图所示，由图中几何关系可知EbvEa,A点所放点电荷为正电荷,B点所放点电荷为负电荷，且A点所放点电荷的电荷量的绝对值大于B点所放点电荷的电荷量的绝对值，选项C正确，A、D错误;B.对两点电荷在D点产生的场强进行合成，由几何关系，可知其合场强方向为向右偏上，不?&DC方向,故B错误。4.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为BoM和N是两个集流环，负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计，则电流表的示数为。C.A.nBR,2nBRB.X2R22nBrD.2R线圈绕轴匀速转动时，在电路

6、中产生如图所示的交变电流。,彳一1-：/rr丁,r8一r一4Z=4此交变电动势的最大值为222Bnr一一一rEmBSB2n2设此交变电动势在一个周期内的有效值为E',由有效值的定义得2R2-T解得E=Em2故电流表的示数为22-,ErnBI=R2R故选D。5 .如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg,托盘的质量为20kg,取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（）A.5m/s2B.6m/s2C.7.5m/s2D.8

7、m/s2【答案】A【解析】【详解】设人的质量为M,则轻绳的拉力大小T=Mg设托盘的质量为m,对人和托盘，根据牛顿第二定律有2T一(M+m)g=(M+m)a解得2a=5m/s故选Ao6 .如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图象正确的是（【解析】【分析】【详解】00.5T时间内，B减小，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，为正值；VBQVB,由

8、法拉第电磁感应7E律可知，感应电动势为ES,不变，则E不变，感应电流I不变。由左手VtVt定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向右，是正的。由F=BIL知bc段导线受到的安培力大小随B的减小而逐渐减小。在0.5T-T时间内，B增大，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，为负值；VBVB由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为ES,不变，则E不变，感应电流i不变。由图知：VtVtVB一在0.5T-T时间内的是00.5T时间内的2倍，则在0.5T-T时间内的感应电动势E是00.5T时间内Vt的2倍，感应电流也是2倍。在0.5T-T时间内，由左手定则

9、可知，bc段导线受到的安培力方向水平向左，是负的，且由F=BIL,知在0.5T-T时间内bc段导线受到的安培力随B的增大而增大，且是00.5T时间内的4倍，故BCD错误，A正确。故选Ao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 .已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使灯泡L正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则Hi1|A.灯泡L

10、变亮8 .灯泡L变暗C.电流表的示数变小D.电流表的示数变大【答案】AC【解析】【详解】CD.探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大，回路总电阻变大，总电流减小，电流表示数变小，选项C正确，D错误；AB.由于总电流变大，则电源内电阻分压变小，路端电压变大，则电灯L亮度增加，选项A正确，B错误。8.如图，矩形闭合导线框abcd平放在光滑绝缘水平面上，导线框的右侧有一竖直向下且范围足够大的有左边界PQ的匀强磁场。导线框在水平恒力F作用下从静止开始运动，ab边始终与PQ平行。用ti、t2分别表示线框ab和cd边刚进入磁场的时刻。下列u-t图像中可能反映导线框运动过程的是乂X乂XX乂XXXXXXXX

11、XX【解析】【详解】线框进入磁场前做匀加速直线运动，加速度为a二；mA.ad边进入磁场后可能安培力与恒力F二力平衡，做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为aF,的匀加速直线运动，A正确；22BD.ad边进入磁场后，可能安培力大于恒力F,线框做减速运动，由Fa旦3知，速度减小，安培力R减小，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小。当加速度减至零后做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，B错误D正确;C.ad边进入磁场后，可能安培力小于恒力F,线框做加速运动，由Fa22焉知速度增大安

12、培力增大，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小，完全进入磁场后磁通量不变,没有感应电流产生，线框不受安培力，彳加速度为a的匀加速直线运动，C正确。故选ACD。9.如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）一端固定在点，弹性绳自然长度等于AB,跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），且电场强度E=U9。初始时A、B、qC在一条竖直线上，小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动，滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为L,D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为3mg，小球与杆之间的动摩擦因数为0.

13、5,弹性绳始终处在弹性限2度内。下列说法正确的是9cA.小球在D点时速度最大B.若在E点给小球一个向左的速度V,小球恰好能回到C点，则v=gLC.弹性绳在小球从C到D阶段做的功等于在小球从D至ijE阶段做的功D.若保持电场强度不变，仅把小球电荷量变为2q,则小球到达E点时的速度大小v=J2gL【答案】ABDA.对小球分析可知，在竖直方向kxsin0Nmg1由与xsin0BC,故支持力为恒力，即N-mg,故摩擦力也为恒力大小为2,一1f（jN-mg从C到E,由动能定理可得1,1,12qEL-mgL-kBE1一2kBC02.,一,22.,.一由几何关系可知bebcL2,代入上式可得kL-mg在D点

14、时，由牛顿第二定律可得1qEkBDcos0mgma13一由BDcos0一L,将kL-mg可得，D点时小球的加速度为22a0故小球在D点时的速度最大，A正确；B.从E到C,由动能定理可得1 ,-21,-21,-12kBEkBCqELmgL0mu2 242解得u.gL故B正确；C.由于弹力的水平分力为kxcos0,cos和kx均越来越大，故弹力水平分力越来越大，故弹性绳在小球从C到D阶段做的功小于在小球从D到E阶段做的功，C错误；D.将小球电荷量变为2q,由动能定理可得八1,1,-21.-2122qEL-mgL-kBE-kBC_mle解得故D正确；故选ABD。a为光滑斜面，b为粗糙斜10.质量为m

15、物体从距地面高h处分别沿不同的支持面滑至地面，如图所示,面，c为光滑曲面。在这三个过程中（A.重力做功相等B.机械能变化的绝对值相等C.沿c下滑重力势能增加最大D.沿b下滑机械能变化的绝对值最大【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.在这三种过程中物体下降的高度相同，由W=mgh可知，重力做功相同，故A正确；BD.在a、c面上滑行时机械能守恒，在b面上滑行时机械能减小，则在a、c面上滑行时机械能变化小于在b面上滑行时机械能变化的绝对值，选项B错误，D正确；C.重力做功等于重力势能的变化，所以在这三种过程中重力势能的变化相同。故C错误；故选AD。11.物块套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不

16、可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到B点，AB高度为h,则在运动过程中（）A.绳中张力变小B.绳子自由端的速率减小C.拉力F做功为FcosD.拉力F的功率P不变【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.因为物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，则有Tcosmg因为增大，cos减小，则拉力T增大，故A错误；B.物块沿绳子方向上的分速度vvAcos该速度等于自由端的速度，增大，自由端速度v减小，故B正确；C. F为变力，不能用功的定义。应根据动能定理，拉力F做功等于克服重力做的功，即Wmgh故C错误；D.拉力的功率为mgPFvvAcosmgvAcos可知拉力F的功率P不变，故D正确。故选BDo12.

17、下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，当温度升高时，内能增加，压强增大B.饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变C.液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力D.一定质量的理想气体放出热量，分子平均动能可能减少E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的【答案】BDE【解析】【详解】A.由理想气体状态方程史C可知，当温度升高时，内能增加，pV乘积增大，但压强不一定大，故TA错误；B.饱和蒸汽压仅仅与温度有关，饱和蒸汽在等温变化的过程中，体积减小时压强不变，故B正确；C.液体表面层分子间距离较其内部分子间距离大，表面层分子间表现为引力，故

18、C错误；D. 一定质量的理想气体放出热量，根据热力学第一定律知分子内能可能减小，分子平均动能可能减少，故D正确；E.根据嫡增原理可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故E正确；故选BDE。三、实验题：共2小题，每题8分，共16分13 .在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图所示的电路。除了金属电阻Rx外，还提供的实验器材有：学生电源E,灵敏电流计Go滑动变阻器R、Rs,定值电阻Ri、R2,电阻箱R0,开关S,控温装置，导线若干。按照电路图连接好电路后，将R0调至适当数值，R的滑片调至最右端。Rs的滑片调至最下端，闭合开关S;把R的滑

19、片调至适当位置，调节R0,并逐步减小RS的阻值，直到RS为零时，电流计G指针不发生偏转，记录Ro的阻值和Rx的温度；多次改变温度，重复实验；实验完毕，整理器材。根据上述实验回答以下问题：上述中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势(选填大于"等于“或小于")b点电势。(2)用R。、Ri、R2表示Rx,Rx=(3)本实验中Rs的作用为(4)若只考虑系统误差，用该方法测得的Rx的阻值(选填大于”等于“或小于")Rx的真实值。【答案】等于Ro保护电流计等于R2【解析】【分析】【详解】1当电流计阻值不偏转时，没有电流流过电流计，电流计两端电势相等，即a点电势等于b点电势。2

20、电流计指针不偏转，没有电流流过电流计，电桥平衡，由此可知RxRiR2解得3本实验中Rs的作用是保护电流计。4若只考虑系统误差，用该方法测得的Rx的阻值等于Rx的真实值。14 .在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3k的电阻R、电源、单刀双掷开关S按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2,电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了峰值”及图线与时间轴所围面积”的图像。时间聃丙(1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流

21、方向(填相同”或“相反”)大小都随时间(填增大”或“减小”J(2)该电容器白电容为F(结果保留两位有效数字)。(3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确。【答案】相反减小1.0M0-2正确(1)12根据图甲所示的电路，观察图乙可知充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小;(2)3根据充电时电压一时间图线可知，电容器的电荷量为:Q=It=UtR而电压的峰值为Um=6V,则该电容器的电容为：设电压一时间图线与坐标轴围成的面积为S,联立解得:QC=Um182.7RUm30006F=1.0102F；(3)

22、4正确，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R两端的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的峰值Um”及图线与时间轴所围面积”，仍可应用:QSC=Um=RUm计算电容值。四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分15 .如图，内壁光滑的圆桶形导热容器A内装有足够深的水银，水银与活塞间封闭有定质量的理想气体,将一长为h45cm、上端封闭的导热细玻璃管B通过长为h45cm的细杆固定在活塞下方，A的横截面积远大于B的横截面积。开始时细玻璃管B的开口端刚好未触及水银，封闭气体的压强相当于高度45cmo求最终细玻璃管Ho80cm水银柱产生的压强。现给活塞施加向下的外力，使活塞缓慢向下移动B内气

23、柱的长度（环境温度保持不变）H水银柱产生的压强，B内m=0.80kg的木块B,桌面的【答案】20cm设A的横截面积为Si,B的横截面积为S2,最终A内气体的压强相当于高度气柱的长度为X,A内气体初状态时的体积VA12hS1末状态时的体积Va2h§对A内气体，根据玻意耳定律PhoVaiPhVA2B内气体初状态时的体积VbihS2末状态时的体积Vb2XS2末状态时的压强Pb2PhPi对B内气体，根据玻意耳定律Ph0VbiPb2Vb2联立以上各式并代入数据，解得x20cm16 .如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初

24、速度V0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到地面上，木块B离开桌面后落到地面上的D点.设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数科=0.15重力加速度取g=10m/s1.求：(1)木块B离开桌面时的速度大小；(1)两木块碰撞前瞬间，木块A的速度大小；(3)两木块碰撞后瞬间，木块A的速度大小.【答案】(1)1.5m/s(1)2.0m/s(3)0.80m/s【解析】B离开桌面时的速度大小为V2,在空中飞行的时间为t'.根据【详解】(1)木块离开桌面后均做平抛运动，设木块1C平抛运动规律有：hgt2,sv2t解得：