2021高考物理全真模拟卷（新课标版）（解析版） (二)

【赢在高考・黄金20卷】备战2021高考物理全真模拟卷

第三模拟

一、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1~5题

只有一项符合题目要求，第6~8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0分。

1.下列说法中正确的是（）

A.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移

动

B.卢瑟福通过a粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子

C.放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件有关

D.“衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的

【答案】A

【详解】

A.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都在增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移

动，选项A正确；

B.卢瑟福通过a粒子散射实验证实了原子的核式结构理论，并没有证实在原子核内部存在质子，选项B错

误；

C.放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态和外部条件均无关，选项C错误；

D.4衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，选项D错误。

故选A。

2.游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量相等的8位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针

匀速转动，某时刻甲正好在最高点，乙处于最低点。则此时甲与乙（）

A.速度相同

B.加速度相同

C.所受合外力大小相等

D.“摩天轮”对他们作用力大小相等

【答案】C

【详解】

ABC,速度、加速度、合外力都是矢量，在匀速圆周运动中，这些物理量的大小是不变的，但是方向随时

发生变化，所以只是大小相等。AB错误，C正确；

D.对于甲同学，合外力向下，支持力小于重力，对于乙同学，合外力向上，支持力大于重力，所以“摩天

轮”对他们作用力大小不相等。D错误。

故选C。

3.质量为1kg的物体从足够高处由静止开始下落，其加速度”随时间，变化的关系图象如图所示，重力加

速度g取10m/s2,下列说法正确的是（）

A.2s末物体所受阻力的大小为20N

B.在0~2s内，物体所受阻力随时间均匀减小

C.在0~2s内，物体的动能增大了100J

D.在O~ls内，物体所受阻力的冲量大小为2.5N・s

【答案】D

【详解】

A.2s末物体的加速度为零，则此时阻力等于重力，即所受阻力的大小为10N,故A错误:

B.根据牛顿第二定律有

mg-J=ma

可得

f=mg—ma

在0~2s内，物体加速度随时间均匀减小，则所受阻力随时间均匀增大，故B错误；

C.根据物体加速度“随时间f变化的关系图象与坐标轴所围图形的面积表示速度变化量可知，在0~2s内,

物体的速度增加了

Av=-x2xl0m/s=10m/s

2

即厂2s时速度为

v=10m/s

则在0~2s内，物体的动能增大了

—xlxlO2＞5OJ

22

故C错误；

D.在O~ls内，物体速度的增量

Avi=-x(5+10)xlm=7.5m/s

2

根据动量定理有

解得

片2.5N-S

故D正确。

故选D。

4.如图所示，A3是某正点电荷电场中的一条电场线，以下说法正确的是()

AB

—••M

A.该正点电荷在8点的右边

B.电子在A点受到的电场力方向向右

C.A、5两点的电场强度当＞稣

D.4、8两点的电势必＜外

【答案】C

【详解】

A.电场线从正电荷出发，终止于负电荷可知，该正点电荷在A点的左边，故A错误；

B.负电荷受到的电场力方向与场强方向相反，则电子在A点受到的电场力方向向左，故B错误;

C.该正点电荷在A点的左边，由七=攵名可知

“A>芯B

故C正确；

D.根据沿电场线方向电势降低可知

0A>%

故D错误。

故选C。

5.在如图所示的电路中，Z?i=20Q,Z?2=40Q,滑动变阻器R的阻值为。〜100Q,当滑动触头P由a向,滑

动的过程中，灯泡L?的亮度变化情况是（）

aRb

A.L1逐渐变亮，L2逐渐变暗

B.L逐渐变暗，L?逐渐变亮

C.L先变亮后变暗

D.L?先变暗后变亮

【答案】B

【详解】

灯泡的亮度由灯泡的实际功率大小决定，灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯泡的亮度，当滑

动触头由〃向〃滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流变小，灯泡L1逐

渐变暗；路端电压变大，灯泡L1两端电压变小，并联部分的电路两端电压增大，通过L2的电流变大，所以

L2逐渐变亮

故选Bo

二、多选题

6.如图所示为4、匕两颗地球卫星的运行轨道示意图，卫星4的运行轨道为椭圆；b为地球同步卫星，其运

行轨道为圆形，尸为两卫星轨道的切点。P、Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点。卫星在各自的轨道上

正常运行，下列说法正确的是（）

A.卫星”、〃的周期可能相等

B.卫星“在由近地点。向远地点尸运动的过程中，引力势能逐渐增大

C.卫星b经过P点时的速率一定大于卫星a经过尸点时的速率

D.卫星》经过P点时的向心力一定等于卫星〃经过P点时的向心力

【答案】BC

【详解】

A.根据开普勒第三定律二=左，结合b的轨道半径大于，，的轨道半长轴，可知卫星6的周期一定大于卫

T2

星”的周期，选项A错误；

B.卫星“由近地点。向远地点P运动的过程中，离地面越来越远，引力做负功，引力势能逐渐增大，选项

B正确；

C.因为卫星。在椭圆轨道上经过尸点要加速才能进入圆形轨道，故卫星匕在圆形轨道上经过P点时的速率

大于卫星a在椭圆轨道上经过P点时的速率，选项C正确；

D.由于不知道两颗卫星的质量关系，所以不能判断出二者在P点受到的向心力的大小，选项D错误。

故选BC。

7.如图甲所示，标有“220V40W”字样的电灯和标有“20蟀300V”字样的电容器并联接到交流电

源上，。为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关，下列判断正确的是（）

T

A.时刻，交流电压表的示数为零

B.电灯恰正常发光

C.电容器有可能被击穿

D.交流电压表的示数保持110&V不变

【答案】BC

【详解】

AD.交流电压表的示数应是电压的有效值220V,故AD错误；

B.电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，选项B正确；

C.电压的峰值2200VM11V,大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，选项C正确。

故选BCo

8.如图所示，空间存在方向垂直于xOy平面的匀强磁场，在xNO的区域，磁感应强度的大小为8,方向

向外：在x<0的区域，磁感应强度的大小为28,方向向里。一质量为，"、电荷量为-e的电子（不计重

力）以速度%从坐标原点。沿x轴正方向射入磁场，当电子的速度方向再次沿x轴正方向时（）

2兀m

A.电子运动的最短时间为二~

eB

B.电子运动的最短时间为丹

2eB

C.电子与。点间的最短距离为犯

eB

D.电子与O点间的最短距离为一

eB

【答案】BD

【详解】

电子先在x20的区域运动半周，再在x<0的区域运动半周，当速度方向再次沿X轴正方向时，运动的最

短时间为

117rm7im371m

ri=T7i+-72=~+=VT-

22eBe2B2eB

与。点间的最短距离为

2mv+2mv_3mv

d=2R[+2凡=Qnn

eB2eBeB

故BD项正确，AC项错误。

故选BD。

二、非选择题：共62分，第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考

题，考生根据要求作答。

（一）必考题：（共47分）

9.“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每

次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔

中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经

过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。

图甲

①实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需

要的一项器材是一

A.天平B.秒表C.刻度尺

②如下图所示是在实验中记录的一段轨迹。g取lOmH,则小球平抛的初速度v°=m/s,小球抛出点

的位置坐标x=cm,y=cm。

③一同学在实验中采用了如图丙所示的方法，主要步骤如下:

a.在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距

离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直

b.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A

c.将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白

纸上留下痕迹B

d,将木板再水平向右平移同样距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C

该同学对上述实验过程进行了深入的研究，并得出如下的结论，其中正确的是_（单选）。

A.小球打在8点时的动量与打在A点时的动量的差值为小球打在C点时的动量与打在8点时动量

的差值为则应有M：AQ=1：1

B.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为，小球打在C点时的动量与打在B点时动量的

差值为八鸟，则应有她：△鸟=1:2

C.小球打在8点时的动能与打在A点时的动能的差值为△£「，小球打在C点时的动能与打在8点时动

能的差值为A£K2，则应有庄K\:期2=1：1

D.小球打在8点时的动能与打在A点时的动能的差值为八纭1，小球打在C点时的动能与打在〃点时动

能的差值为△£△，则应有AEKI:/2=1：3

【答案】C%=2mzsx=-10cmy=-1.25cmA

【详解】

①[1]实验中，需要用刻度尺测量水平方向和竖直方向距离，故需要刻度尺。

②⑵小球做平抛运动，水平方向a到匕与b到c时间间隔相同，设为t,竖直方向a到人与6到c的位移

差设为y,有

X"=%

2

y=g厂

代入数据，得

%=2m/s

[3][4]根据平均速度关系式，b点竖直方向分速度为

代入数据，得

vy/>=1.5m/s

根据匀变速直线运动规律，可求出小球抛出点到b点的运动时间

Vyb=gt

代入数据，得

t=QA5s

则可求出抛出点到b点的水平距离和竖直距离

X=v0Z=0.3m=30cm

y=gg/2=o.]125m=11.25cm

则可求出抛出点坐标为

x=20cm-30cm=-10cm

y=10cm-11.25cm=—1.25cm

③[5]AB.根据动量定理，有

mv2-mvl=mgt

由于水平位移相同，则它们的运动时间相等，因此应有

■l：P2=l：l

故A正确；B错误；

CD.根据动能定理，有

.&一Ek=mgy

虽然它们的运动时间相同，但由于竖直方向不是初速度为零，那么竖直方向的位移不是1:3,故C错误；D

错误。

故选Ao

10.在“DIS描绘电场等势线”的实验中，

~rwi~——

——O--*---*----0

AatcdeB

（1）给出下列器材，电源应选用,传感器应选用（用字母表示）。

A.6V的交流电源B.6V的直流电源C.电流传感器D.电压传感器

⑵按图示连接电路。在电极A、B的连线上等距离的取。、b、c、d、e共5个基准点。

（a）已知传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，计算机读数显示为正。若在图中连接传感器正接线柱的

红探针接触”点，连接负接线柱的黑探针接触〃点时，读数为正，则可以判断电极A接在电源的

极上（选填“正”或“负”

在寻找基准点e的等势点时，将红探针固定于e点，黑探针在纸上移动，当移动到某点时读数为负，

为了找到到基准点e的等势点，则黑探针应平行于A、B连线向（选填"A”或"B”）端移动。

⑶如果将红探针固定在电极A上，黑探针沿连线移动，每移动一小段相等距离记录一次传感器读数，

以到A的距离X为横坐标，传感器读数）'为纵坐标，作出的图可能为下图中的o

【答案】B；D；正；B；B

【分析】

本实验原理是利用恒定电流场模拟静电场，与电源正极相连的电极模拟正电荷，即电极A,与电源负极相

连的电极模拟负电荷，即电极B,电源通过正负电极AB在导电物质上产生的稳定电流分布模拟等量异种电

荷产生的静电场

【详解】

实验是采用电流场去模拟电场的实验，模拟的电场是一个恒定电场，所以需要用到的电源应该是直流

电源，这样才能产生恒定电场，故选B；

[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传

感器，故选D；

(2)⑶由题意可知，电压传感器读数为正时，正接线柱的电势高于负接线柱；读数为正，那。点的电势高于人

点的电势，电场线从电极A到电极B,所以电极A接电源正极，故选填“正”；

图读数为零时为等势点，此时读数为负，说明此点的电势高于e点的电势，则需要往低电势方向移动，电

场线从电极A到电极B,沿电场线方向电势降低，则应该往电极B移动，故选填“B”；

(3)[5]A.传感器的读数即为两点间的电势差，根据

U=Ed

可知，图像的斜率表示场强，根据等量异种电荷连线上的电势逐渐减小，则读数会增大，故A错误；

BCD.根据等量异种电荷连线上的场强先减小后增大，且中点处场强最小但不为零，则图像斜率先减小后

增大，故CD错误，B正确。

故选B。

四、解答题

11.一列火车总质量机=500t,发动机的额定功率P=6xl()5w,在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F/

是车重的().01倍。(取g=10m/s2)

⑴求列车在水平轨道上行驶的最大速度；

(2)在水平轨道上，发动机以额定功率尸工作，求当行驶速度为10m/s时，列车的瞬时加速度；

(3)列车在水平轨道上以36km/h的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率P';

(4)若列车从静止开始，保持0.5m/s?的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间。

【答案】⑴12m/s：(2)0.02m/s2；(3)5xlO5W；(4)4s

【详解】

(1)列车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即f=%=4叫时，列车的加速度为零，速度达到最大值

Vm＞则

(2)若u=10m/s,则

F=-=6X104N

根据牛顿第二定律得

F-F2

a=-------^f-=0.02m/s2

m

(3)当v=36km/h=10m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率

(4)由牛顿第二定律得

尸'=与+3=3*10^

在此过程中，速度增大，发动机功率增大，设功率增大到额定功率时速度为M,即

u=——=2m/s

F'

由"=ar得

M

f=—=4s

a

12.如图所示，竖直虚线左侧有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场的强度为E=2V/m,

竖直虚线右侧有一绝缘斜面，斜面的倾角为30。，一带电小物块(可视为质点)从斜面上的A点由静止滑

下，经斜面的底端虚线上的C点进入虚线左侧正交的电场和磁场中结果小物块恰好能做匀速圆周运动，并

从虚线上的。点回到右侧，已知小物块的电荷量为4,两点的距离为d=20j§cm，A、C两点的距

离为L=L0m,小物块与斜面的动摩擦因数〃=#，g=10m/s2,求：

(1)小物块运动到。点时的速度大小；

【详解】

(1)小物块从4点运动到。点，由动能定理得

mgLsin30°-pimgcos30°-L=—mv2

解得小物块运动到C点时的速度大小

v=2m/s

⑵小物块在正交的电场和磁场中做匀速圆周运动，则有

mg—qE

v2

qvB-m—

r

由几何关系可得

d„_

r=—i==0.2m

解得

B=2T

(二)选考题：共15分。请考生从2道物理题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所

做的第一题计分。

[物理——选修3-3]

13.下列说法正确的是()

A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力

B.对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大

C.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体

D.用活塞压缩汽缸内的理想气体，对气体做了3.0xl()5j的功，同时气体向外界放出1.5x105J的热量，则

气体内能增加了1.5xlO$J

E.饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

【答案】BCD

【详解】

A.气体扩散现象表明气体分子在做无规则运动，A错误；

B.由于温度是分子平均动能的标志，故对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大，B正确；

C.分子的平均动能大，则说明物体的温度高，热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，C正确；

D.用活塞压缩汽缸内的理想气体，根据热力学第一定律，对气体做了3.0xl()5j的功，同时气体向外界放出

1.5xl()5j的热量，则气体内能增加了1.5xl()5j,D正确；

E.饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，E错误；

故选BCD。

14.如图所示，长为40cm、内壁光滑的汽缸固定在水平面上，气缸内用横截面积为lOOcn?的活塞封闭有

压强为1.0xl05Pa.温度为27℃的理想气体,开始时活塞位于气缸底30cm处,现对封闭的理想气体加热，

使活塞缓慢向右移动，已知大气压强为LOxlO'Pa。

⑴试计算当温度升高到327。(2时，缸内封闭气体的压强P；

⑵若在此过程中封闭气体共吸收了800J的热量，试计算气体增加的内能AU。

【答案】⑴1.5xl()5pa;(2)700J

【详解】

(I)活塞移动到汽缸口的过程中，气体发生的是等压变化。设活塞的横截面积为S,活塞未移动时封闭气体

的温度为4,当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体的温度为匕，则由盖一吕萨克定律可知

0.3m•S_0.4m•S

4=4

代入数据，得

4=400K

即127°C

因为127℃<327℃,所以气体接着发生等容变化，设当气体温度达到327℃时，封闭气体的压强为

则有

1.0xl05pa_p

~^T2-(273+327)K

代入数据得

/?=1.5xlO5Pa

(2)气体膨胀过程中活塞移动的距离

Ar=0.1m

故大气压力对封闭气体所做的功为

W=-p0SAx

代入数据解得

W=-100J

由热力学第一定律

△U=W+Q

得到

△U=-100J+800J=700J

[物理——选修3-4]

15.关于光现象及其应用，下列说法正确的有。

A.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的

B.光照到不透光小圆盘，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光发生了衍射

C.光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率

D.分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽

E.生活中的汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这是声波的多普勒效应

【答案】BCE

【详解】

A.油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故A错误；

B.泊松亮斑是光通过圆板时发生衍射时形成的，故B正确；

C.光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，根据全反射的条件可知，其内芯的折射率大

于外套的折射率，故C正确；

D.发生明显衍射现象的条件是入射光的波长比小孔大或相差不多，绿光的波长大于紫光的，所以用同一装

置做单缝衍射实验时，绿光的中央亮纹要宽些，故D错误；

E.当正在鸣笛的汽车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这

是多普勒效应现象，故E正确。

故选BCEo

【点睛】

16.如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三