2021年高考物理全真模拟信息卷（八 ）(解析版)

绝密★启用前

2021年普通高等学校招生全国统一考试

全真模拟信息卷（八）

物理部分

第I卷（选择题，共48分）

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14〜

18题只有一项符合题目要求，第19〜21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但

不全的得3分，有选错的得。分。

14.“新冠肺炎”席卷全球，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为380V,而口罩机工作

电压为220V.现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为1900匝，则副线圈匝数为（）

A.110B.220C.1100D.2200

【答案】C

【解析】根据方解得〃2=粤="啜誉=1100匝，故选C.

U2〃2Ul3oU

15.2019年12月7日10时55分，我国在太原卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“吉林一号”

高分02B卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，绕地球做匀速圆周运动.已知地球质量为M、引力常量

为G,卫星与地心的连线在时间f（小于其运动周期）内扫过的面积为S,则卫星绕地球运动的轨道半径为（）

4s2_2s_GM?tyfGM

A•丽B诉^c.^rD.2s

【答案】A

【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知华=根。2r根据几何关系可知，卫星

14勺2

与地心连线在时间t内扫过的面积S=33/联立解得卫星绕地球的轨道半径/=湍声故A正确，B、C、D

错误.

16.如图所示，用-根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大

张力为10N,为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m*）（）

A.2mB.2mC.爹mD.^m

【答案】A

【解析】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越

大，分力越大，因而当绳子拉力达到尸=10N的时候，绳子间的张角最大，此时两个挂钉间的距离最大；

画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图，F1=F2=F,则有：mg=2Fcos仇

知绳子与竖直方向的夹角为8=60。，绳子长为：Lo=lm,故两个挂钉的间距：L=2xysin8,解得：L喳

m.

17.如图，A、B、C三点构成等边三角形，边长为2cm,匀强电场方向与ABC构成的平面夹角为30。，电势

9A=(PB=4V,(pc=1V,下列说法正确的是()

1'、、、

•、、、、、

>c

A.场强大小为150V/m

B.场强大小为200V/m

C.将一个正电荷从A点沿直线移到C点,它的电势能一直增大

D.将一个正电荷从A点沿直线移到B点,它的电势能先增大后减小

【答案】B

【解析】匀强电场在A8C构成的平面上的电场强度分量E=Ecos30。，因为电势0A=0B=4V,仅■=1V,

所以A8为等势线，电场线与AB垂宜指向C,则£=弊=,.V/m=10MV/m,解得E=200V/m,

故A错误，B正确；根据Ep=q%将一个正电荷从A点沿直线移到C点，电势一直降低，它的电势能一直

减小，故C错误；因为A8为等势线，所以将一个正电荷从A点沿直线移到8点，它的电势能不变，故D

错误.

18.如图所示，足够长的小平板车B的质量为M,以水平速度也向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量

为m的小物体A从车的右端以水平速度加沿车的粗糙上表面向左运动.若物体与车面之间的动摩擦因数为

H，重力加速度大小为g,则在足够长的时间内（）

,8—Fl以

I彳、八I-*,

A.若物体4相对地面向左的最大位移是

"（,M二十二m）、g

B.若平板车8相对地面向右的最大位移是燃

C.无论M与〃?的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为

D.无论M与〃?的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为

十m）

【答案】D

【解析】规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：MVO-/MVO=（M+W）V,解得。=隼誓2若M>m,A

M-vm

所受的摩擦力R=〃mg,对4,根据动能定理得：一"mgx八=0一/血2,则得物体4相对地面向左的最大位

21

移&=可Vn6故A错误；若M<"?,对8,由动能定理得：一卬7吆0=0一严诏，则得平板车3相对地面向右

的最大位移冲=既，B错误；根据动量定理知，摩擦力对平板车的冲量等于平板车动量的变化量，即/

=—Fa=Mv—Mvo=—空罂，尺=囚叫,解得，=，故C错误，D正确.

19.如图所示，轻弹簧一端固定在。点，另一端连接在一个小球上，小球套在光滑、水平的直杆上，开始时

弹簧与杆垂直且处于原长.现给小球一个水平向右的拉力F,使小球从杆上A点由静止开始向右运动，运

动到B点时速度最大，运动到C点时速度为零.则下列说法正确的是（）

o

A.小球由A到2的过程中，拉力做的功大于小球动能的增量

B.小球由B到C的过程中，拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量

C.小球由4到C的过程中,拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量

D.小球由A到C的过程中，小球所受合力的功先减小后增大

【答案】AC

【解析】小球由A到3的过程中，小球的动能增加，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的

功大于小球动能的增量，故A正确；小球由8到C的过程中，小球的动能减少，弹簧的弹性势能增加，根

据功能关系可知，拉力做的功与小球减少的动能之和等于弹簧弹性势能的增量，则拉力做的功小于弹簧弹

性势能的增量，故B错误；小球由A到C的过程中，动能的增量为零，根据功能关系可知，拉力做的功等

于弹簧弹性势能的增量，故C正确；根据动能定理知：小球所受合力的功等于小球动能的变化量，小球由

A到C的过程中，小球的动能先增大后减小，所以合力做的功先增大后减小，故D错误.

20.如图所示，一半径为R的竖直光滑半圆轨道在底部与光滑水平面相切，质量为m的小球A以初速度vo

=6碗沿水平面向右运动，与静止的质量为3〃2的小球8发生碰撞后粘连在一起滑向半圆轨道.小球可视

为质点且它们碰撞时间极短，重力加速度为g,关于AB粘连之后的运动，下列说法中正确的是（）

A.能够到达半圆轨道的最高点

B.会在到达半圆轨道最高点之前某个位置脱离轨道

C.刚滑上半圆轨道时对轨道的压力为4mg

D.在半圆轨道上滑到与圆心等高处时对轨道的压力大小为mg

【答案】BD

【解析】A、B小球发生碰撞，以vo方向为正方向，由动量守恒定律得mvo=（m+3"?）v,得口=%（）.

刚滑上圆轨道时，对A、8整体受力分析入一4〃*=4脸，解得尸N=13岫由牛顿第三定律知，刚滑上半

圆轨道时对轨道的压力为⑶叼对A、8整体在半圆轨道上的运动，运用动能定理得，如“疗一/4吐一=一

4mg-2R,vt无解,无法到达轨道最高点.对A、8整体从底端运动到与圆心等高位置，运用动能定理得,；.4加也2

一34办/=—得也="乳支持力充当向心力―赤贤一明，由牛顿第三定律知，滑到与圆心等

高处时对轨道的压力大小为，叫，故A、C错误，B、D正确.

21.如图所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场.a、

b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场

中发生偏转.最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为必和也，力的方向与y轴垂直，也的方向与），轴正

方向成60。角.。、力两粒子在磁场中运动的时间分别记为力和亥，则以下比值正确的是（）

A.vi:也=2：1B.vi:也=1:2

C.t\：力=3:2D.力：介=3:8

【答案】AD

【解析】粒子在电场中加速，令加速的位移为x,

则根据动能定理有qEx=^in\r

2qEx

所以V—

m

粒子在磁场中运动时，其轨迹如图,

。粒子的圆心为O,b粒子的圆心为O,

根据几何知识可知/?2-sin30。+凡=心

则有R:&=1：2

根据洛伦兹力提供向心力有42=嗜

联立可得也：—=1：4,V!：V2=2:I，

Q\俏

故A正确，B错误；

粒子在磁场中运动的周期为「=平=鬻

所以两粒子在磁场中运动的时间之比为

.90°.60°2mHi_2nm2.

n'fc-360°J1,360O/2-4^IB.6仇L3-8,

故C错误，D正确.

第n卷

二、非选择题：共62分，第22〜25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33〜34题为

选考题，考生根据要求作答。

(-)必考题：共47分。

22.(6分)图甲为测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置示意图.木板固定在水平桌面上，打点计时

器连接的电源的频率为50Hz.开始实验时，在托盘中放入适量祛码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带

上打出一系列点：

打点计时器

（连接纸带）滑块

在

码

托盘

甲

0I234567891（）

（）ABCDE

乙

（1）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间还有一个计时点未标出.用刻度尺测量计数点

间的距离如图乙所示，则打点计时器打计数点C时滑块的速度大小。=m/s；打该纸带的过程中滑

块的加速度大小a=m/s?；（结果均保留两位有效数字）

（2）若已知滑块的质量为〃“，木板的质量为巾2,托盘和祛码的总质量为〃?3,重力加速度为g，则滑块与木板

间的动摩擦因数"=.（用相应的字母符号表示）

.田3g一(加1+加3)。

【答案】(1)0.584.7(2)0:mg--

【解析】（1）相邻两计数点间还有一个计时点未标出,

则T=0.04s;

_XBD(5.85-1.20)X10~2

V"2T=().08m/s=0.58in/s

XCI--XAC(9.30-3.15-3.15)X10-2

2

4r-=4X0,042m/s

*4.7m/s2

（2）根据牛顿第二定律可得m^g—/.im=（w।+tni）a

m3g一（，〃1+你3）。

解得〃=

mig

23.（9分）某兴趣小组同学应用所学的物理知识来测量一捆细铜电线的电阻率，检验其是否合格.小组成

员经查询资料知纯铜的电阻率为1.8X10Fdm.现取横截面积约为1mn?、长度为10nm的铜电线进行实

验.实验所用主要器材如下：

A.电源（电动势约为5V,内阻不计）

B.待测长度为100m的铜电线，横截面积约1mm2

C.电压表V1（量程为3V,内阻约为2kC）

D.电压表V2（量程为4.5V,内阻约为3kC）

E.电阻箱R（阻值范围0—99.9Q）

F.定值电阻R0=1C

G.开关、导线若干

（1）用螺旋测微器测量得该细铜电线直径d=1.000mm

（2）小组合作设计了如图甲所示的实验电路，则&）在电路中的作用是.

（3）对照电路图，连接好实物电路，调节R,读出电表示数，作出如图乙所示图象.则在闭合开关S之前，

电阻箱R阻值应先调到（“零”或“最大”）.

（4）通过图乙相关数据，计算得铜导线的电阻为。（结果保留两位有效数字）.

（5）利用实验得到的数据，通过计算得铜电线的电阻率p=6m（结果保留两位有效数字）；与纯铜的

电阻率有一定的差距，从铜电线自身角度，你认为出现差距的可能原因是.

【答案】（2）保护电压表（3）零（4）2.6

（5）2.0X10-8细铜电线的材料不纯，其中掺杂有电阻较大的其他金属

【解析】（2）&在电路中的作用是保护电压表；

（3）为了保护电压表，则闭合开关S之前，电阻箱/?阻值应先调到零：

（4）由电路可知窄小工心

AA.v

唠=&知

」2.30-1.00

由题图可知Rx=k=-两一Q=2.6Q

⑸根据尺'=4=馨

a…兀/&3.14X(1X10-3)2x2.6

解付P=WT=4X100Qm

—2.0Xl()-8c.m

出现差距的可能原因是细铜电线的材料不纯，其中掺杂有电阻较大的其他金属.

24.(12分)如图所示，我国“辽宁号”航母的舰载机采用滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开

始加速至滑跃起飞,滑跃仰角为。其起飞跑道可视为由长度为/i=1.6X102m的水平跑道和长度为/2=20m

的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=

4m.己知质量"1=2.0X104kg的舰载机喷气发动机推力大小恒为尸=1.2X105N,方向与速度方向相同.若

飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的01倍，飞机质量视为不变并看成质点，重力加速度g取

lOm/s2,航母处于静止状态.

h------------h------------H

(1)求飞机在水平跑道运动的时间；

(2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小；

(3)为了使飞机速度在倾斜跑道的末端达到屈面m/s,外界还需要在整个水平轨道加速阶段对飞机施加助

推力，求助推力尸推的大小.

【答案】(1)8s(2)3m/s2(3)2.0X105N

【解析】(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为“I、运动时间为

t\,有

F-F(=ma\

/尸%由2

解得：h=8s

(2)飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道方向受到推力、阻力与重力沿倾斜跑道的分力作用，设沿倾斜跑

道方向的加速度大小为ai

F-FLmgsinO=ma?

解得:02=3m/s2

2

(3)在水平轨道上：Fn+F-F(=ma,v}=2al}

在倾斜跑道上：Vr~V\2=2ci2l2

解得：F我=2.0X105N.

25.(20分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨C。、E尸倾斜放置，其所在平面与水平面间的夹角为6

=37。，两导轨间距为L,导轨下端分别连着电容为C的电容器和阻值R=3/•的定值电阻.一根质量为〃?、

电阻为r的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨始终垂直并接触良好，一根不可伸长的绝缘轻绳一端拴在金属

棒中间、另一端跨过轻质定滑轮与质量例=36"的重物相连.金属棒与定滑轮之间的轻绳始终在两导轨所

在平面内且与两导轨平行，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨电阻不计，初始状

态用手托住重物使轻绳恰处于伸直状态，由静止释放重物，求：(sin37。=0.6,重力加速度大小为g,不计

滑轮摩擦)

(1)若Si闭合，S?断开，电阻R的最大瞬时热功率；

(2)若吊和S2均闭合，当金属棒速度达到最大值时，遇到障碍物突然停止运动，金属棒停止运动后，通过金

属棒的电荷量；

(3)若吊断开、S2闭合，请通过计算判断重物的运动性质.

【答案】⑴爷沪⑵与黔(3)重物做初速度为零的匀加速直线运动

【解析】(1)S1闭合，S2断开时，重物由静止释放后拉动金属棒沿导轨向上做加速运动，金属棒受到沿导

轨向下的安培力作用，速度最大时，感应电动势最大，感应电流最大，则电阻/?的瞬时热功率最大，当金

属棒速度最大时有Mg="?gsin37°+8〃，得/=鬻

2

Pm=IR

联立解得Pm=2翠沪

（2）S|和S2均闭合时，电容器两极板间的最大电压Um=UR=IR」^

电容器所带的最大电荷量Qm=CUm=^^-

金属棒停止运动后，电容器开始放电，此时电阻R与金属棒并联，

通过金属棒的电荷量q=《7Qm="篝工

（3）S［断开、S2闭合时，设从释放重物开始经时间，金属棒的速度大小为0,加速度大小为4,通过金属棒的

电流为z,金属棒受到的安培力F=BiL,方向沿导轨向下，设在［〜”+加）时间内流经金属棒的电荷量为A。，

AQ也是平行板电容器在/〜。+时间内增加的电荷量，感应电动势E=BLv,平行板电容器所带电荷量Q

=CE=CBLv,板卜Q=CBL&

△。=的

则i=^^=CBLa

设绳中拉力为Fr,由牛顿第二定律，对金属棒有后一“zgsin。一

对重物有Mg—FT=Ma

Mg一加gsin8

解付“-M+m+CBt2

可知a为常数，则重物做初速度为零的匀加速直线运动.

（二）选考题：共15分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.

33.［物理——选修3-3］（15分）

（1）（5分）如图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的图象，a、b、c是理想气体的三个状态，其

中be平行于坐标轴T,ac平行于坐标轴p.则从a到b过程中气体的分子平均动能（填“变大”“变

小”或“不变”），从。到c的过程（填“可能”或“不可能”）为绝热过程，从c到。的过程中气体

的密度（填“变大”“变小”或“不变”）.

(2)(10分)如图所示，一导热性能良好的圆柱形汽缸固定在水平面上，汽缸上端开口，内壁光滑，截面积为

S.A是距底端H高处的小卡环.质量为m的活塞静止在卡环上，活塞下密封质量为恤的氢气，C为侧壁上

的单向导管.大气压强恒定为po.环境温度为n时，从c处注入水，当水深为当时，关闭c,卡环恰对活塞

无作用力.接下来又从C处缓慢导入一定量氢气，稳定后再缓慢提升环境温度到1.67b，稳定时活塞静止在

距缸底2.7”处，设注水过程中不漏气，不考虑水的蒸发，氢气不溶于水.求：

①最初被封闭的氨气的压强0;

②导入氢气的质量M.

,

【答案】⑴变小不可能变小⑵①"喘‘磁价

【解析】(1)气体的分子平均动能和温度有关，温度越高气体的分子平均动能越大.从〃到匕过程中，温

度降低，所以气体的分子平均动能变小.从〃到c的过程压强不变，温度升高，则内能增加，同时体积增

大，气体膨胀对外做功，因此气体要吸热，不可能为绝热过程.从c到a的过程中温度不变，压强降低，

可知体积增大，则气体的密度变小.

(2)①设注水前氧气的体积为从最初到水深为孝时，氢气经历等温过程，注水后氨气压强为〃，由玻意

耳定律得

Pl%=P2V2

其中V1=SH

V2=S(W—y)

对活塞，有pgS+mg=p2s

联立解得p尸也抖

②设导入氢气后且尚未升温时氨气总高度为h,显然此时活塞已经离开卡环，接下来升温过程为等压过程,

则有

/；S_(2.7-0.5)H5

片L67B一

解得/?=4■，

O

考虑到此〃高度的氢气中，原有氢气高度为9”,故后导入的氢气高度为

7

利

设此时氢气的密度为P,则有

M_pSh\

恤一0H

ps,5

解得例=中.

34.[物理——选修3-4](15分)

(1)如图(a)所示，位于M、N两点处的两波源相距18m,在M、N两点间连线上有一点P,MP=6m.r=0

时，两波源同时开始振动，振动图象均如图(b)所示，产生的两列横波沿MN连线相向传播，波在MN间的

均匀介质中传播的速度为300m/s.下列说法正确的是.

A.两波源产生的横波的波长2=6m

B.r=0.025s