2021届全国高考物理模拟测试卷八（含答案解析）

2021届全国高考物理模拟测试卷八

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一、单选题

1.如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于，7=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐

射出多种不同频率的光，其中用从〃=3能级向〃=1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光

电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是（）

)1£/eV

00---------------------0

4............................-0.85

3-----------------------1.51

2----------------------3.4

1----------------------13.6

图甲

A.从〃=2能级向"=1能级跃迁时辐射的光，也一定能使阴极K发生光电效应

B.用从〃=4能级向”=1能级跃迁时辐射的光照射阴极K,阴极K的逸出功会变大

C.在光的频率不变的情况下，饱和电流不随入射光强度的变化而变化

D.用从〃=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射〃=4能级的氢原子，可以使其电离

2.小王和小张学习运动的合成与分解后，在一条小河中进行实验验证。两人从一侧河

岸的同一地点各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短

距离渡河,结果两人抵达对岸的地点恰好相同，若小王和小张渡河所用时间的比值为％,

则小王和小张在静水中游泳的速度的比值为（）

A.kB.渔C.&D,k2

k

3.如图所示，两个质量均为m的带电小球4、。用轻质绝缘细线相连，然后再通过轻

质绝缘细绳拴着小球a悬挂于。点，已知小球a的带电荷量为+3q,小球6的带电荷

量为-4。现加一斜向上与竖直方向夹角为a的匀强电场，场强大小为所且整，g为重

2q

力加速度，稳定后，细绳恰与场强方向垂直，则细线与竖直方向夹角的正切值为（)

o

©a

bQ

A.-B.-C.—D.B

7676

4.2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成

功发射第49颗北斗导航卫星,标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射

完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星，运行周期

等于地球的自转周期，倾斜地球同步轨道卫星正常运行时，下列说法正确是

A.此卫星相对地面静止

B.如果有人站在地球赤道处地面上，此人的向心加速比此卫星的向心加速度大

C.此卫星的发射速度小于第一宇宙速度

D.此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，可能会一天看到两次此卫星

5.如图所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以角速度0匀

速转动，线圈的电阻为厂，理想变压器的副线圈并联两个阻值恒定且也为，•的一模一样

的灯泡A、B,原、副线圈匝数的比值为h电路中电表均为理想电表，现灯泡B发生

断路，下列说法正确的是（）

试卷第2页，共8页

A.电压表示数变小

B.发电机的热损耗功率增大

C.灯泡A亮度变亮

D.单位时间外界向发电机做的功变大

二、多选题

6.如图所示，实线表示某静电场中的电场线，过〃点的电场线是水平直线，虚线表示

该电场中的一条竖直等势线，M、N、尸是电场线上的点，。是等势线上的点。一带负

电的点电荷在M点由静止释放，仅在电场力作用下水平向右运动，则（）

A.点电荷一定向右做匀加速运动

B.负点电荷在N点释放时的加速度比在P点释放时的加速度大

C.将一正点电荷从P点移到N点，电场力做正功

D.将一负点电荷从。点沿等势线竖直向上射出，点电荷将沿等势线做直线运动

7.小球A、B、C（均可视为质点）通过如图所示的装置静止悬挂着，其中定滑轮P与

定点。相距10L且处于同一高度，此时PB与水平方向的夹角为53。，QB与水平方向

的夹角为37。，然后剪断BC间的悬绳。若将A球换成D球，系统在外力作用下平衡，

剪断BC瞬间，撤去外力，B球运动到与P等高时速度恰好为零，已知小球B、C的质

量分别为〃?、2m,重力加速度为g,小球间相连的轻绳均不可伸长，忽略一切摩擦，取

sin53°=0.8,cos53°=0.6«下列说法正确的是（）

Q

C.接A球时，剪断BC间悬绳的瞬间，小球B的加速度大小是

D.接A球时，剪断BC间悬绳的瞬间，小球A的加速度大小是:g

8.如图所示，平行金属板竖直放置，底端封闭，中心线上开一小孔C,两板间存在正

交的电场强度大小为E的匀强电场、磁感应强度大小为助的匀强磁场，AC是两板间的

中心线。金属板下方存在有界匀强磁场区域EFDG”，区域内磁场的磁感应强度大小为

Bi,其中EFGH为长方形，EF边长为1,EH边长为4/；A、C、F、G四点共线，E、F、

D三点共线，曲线G。是以5/为半径、以4G上某点（图中未标出）为圆心的一段圆弧。

现有大量比荷不同的正、负离子沿AG方向射入两金属板之间，有部分离子经F点进入

下方磁场区域，比荷最大的某离子垂直E”边界穿出。已知从尸点进入下方磁场的正、

负离子，比荷具有相同的最大值和最小值，且由尸点进入下方磁场偏向FG右侧的离子

都能从边界产力射出磁场（存在临界情况）。不计离子重力及离子间的相互作用，则下

列说法正确的是（）

p_Q

EF\

XXXX/

XXXX/

A.P一定接电源正极，Q一定接电源负极

B.从F点进入下方磁场的离子速度大小为旧”

E

E

C.从EH边界射出的离子最大比荷是6~歹

/O|D,

D.从边界射出的离子区域长度是2.8/

三、实验题

9.某同学欲将内阻为100Q、量程为400gA的电流表G改装成欧姆表，做了以下实验。

该同学选择的实验器材有：定值电阻凡（阻值为25C）,滑动变阻器R（最大阻值2500

Q）,干电池（电动势为E=1.5V,内阻尸2C）,红、黑表笔，导线若干.

试卷第4页，共8页

(1)该同学设计了图甲所示的电路图，并按照电路图将实物连接完整。

(2)实验时，先将红、黑表笔短接，当电流表G满偏时，滑动变阻器R接入电路的阻值

为___________

(3)当待测电阻凡接在红、黑表笔之间时，电流表G的示数如图乙所示，其读数为

gA,&的阻值为fio

10.某同学想将一弹簧改装成简易弹簧测力计，进行如下操作(弹簧始终未超出弹性限

度范围)。

(1)首先将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长；

(2)接着，将刻度尺靠近弹簧固定。弹簧下端悬挂不同质量的物体，待物体静止后读出指

针指示的相应刻度。该同学以悬挂物体的重力为纵轴，弹簧的形变量为横轴，根据测得

的实验数据，作出如图所示的图像。由图像可知此弹簧的劲度系数为N/m；

(3)然后再在刻度尺的刻度旁标注对应力的大小。如果未悬挂物体时，指针对应刻度为

6cm,则该同学应在6cm处标注为N,在12cm处标注为N。

(4)最后该同学为了验证改装后的弹簧测力计标度是否准确，找了一只标准的弹簧测力计,

他可以采用的方法是。(回答一种即可)

(5)将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长，然后用力竖直向下缓慢

拉弹簧，当弹簧伸长了6cm时，拉力做的功为。

四、解答题

11.如图所示，匀强磁场与匀强电场存在理想边界A8,己知匀强电场的方向与边界成

45。角，匀强磁场的方向垂直纸面向里。在AB上的。点向磁场中射入一个速度大小为v,

方向与BA成45。角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨迹半径为R。磁感应强

度8与电场强度E的大小均未知，但满足关系如果把带电粒子从。点出发记为

粒子第一次进入磁场。不计粒子的重力，求：

(1)粒子第三次进入磁场后做圆周运动的轨迹半径R；

12.如图所示，一长木板左端紧靠墙壁，固定在水平面上，另一长度为L=1.5m、质量

为机q7kg、与固定长木板等高的长木板C放在光滑的水平面上，左端与固定长木板紧

靠在一起。可视为质点、质量为，"A=2kg的小物块A放在固定长木板上，一轻质弹簧左

端固定在墙壁上，右端与小物块A接触但不拴接，开始时弹簧被压缩并锁定，储存的弹

性势能为弓=11.6J。解除锁定后，小物块A向右滑行一段距离后与弹簧分离，然后与

放在长木板C最左端的可视为质点、质量为，加=1kg的小物块B发生碰撞，最终小物

块B停在长木板C的最右端，而小物块A在长木板C上滑行的距离为s=0.35m。已知

小物块A的初始位置与固定长木板右端之间的距离为40.95m,小物块A与固定长木

板之间的动摩擦因数为*=0.4,小物块A、8与长木板C之间的动摩擦因数均为〃2=0.1,

弹簧的原长小于固定长木板的长度，重力加速度取g=10m/s2

(1)求长木板C的最终速度大小；

(2)当B刚运动到C的最右端时，求C相对地面向右运动的距离；

13.如图所示，内壁光滑、横截面积为S的导热气缸水平放置，在气缸正中间有两个正

对的小挡板4、B,内部用厚度不计、质量为M的活塞封闭有温度为7b的理想气体。已

知气缸的长度为2/,重力加速度为g,大气压强为0，现将气缸缓慢顺时针转动到开口

竖直向上，活塞与气缸壁间无摩擦，且求：

试卷第6页，共8页

（1）活塞在此过程中下降的高度；

（2）将缸内气体的温度下降到与时，缸内气体的压强。

H-/——/—>1

14.图甲为一沿x轴传播的简谐横波在U6s时刻的图像。质点M的振动图像如图乙所

示，片0时，质点N已经开始振动，0~28s时间内质点N运动的路程乙=84cm。求：

⑴横波的波速大小V；

（2）横波的传播方向以及质点M的振动方程。

fy/cm|y/cm

6------

w./.\r

2\3A56Jm

图甲图乙

五、填空题

15.吸盘挂钩的工作原理如图甲、乙所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图

甲），吸盘中的空气被挤出一部分。然后将锁扣扳下（如图乙），让锁扣以盘盖为依托把

吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。若气体可视为理想气体，在拉起

吸盘的过程中，吸盘内气体的温度始终不变，则在拉起吸盘后，吸盘内气体的压强与拉

起前的相比（填“增大”“不变”或“减小”），吸盘内空气的密度

（填”大于’，”等于,，或“小于，,）外界空气的密度，吸盘内气体的内能（填“增

大，，“不变，，或“减小”）,此过程中吸盘内的气体要（填“吸收”或“放出”）热量。

图甲图乙

16.图示为一透明柱状介质的横截面图，三角形A8C为直角三角形。一细束红光尸。

从AC边中点力射到AC,折射后的光线经CB恰好发生全反射。已知AC，，NPD4=3O。，

光在真空中的速度大小为c，则该介质对红光的折射率为，红光从。传播

到CB所用的时间为。

试卷第8页，共8页

参考答案

1.D

【详解】

A.由玻尔理论知〃=3和n=\能级的能级差大于n=2和n=\能级的能级差，用从〃=3能级向

n=\能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，若用从〃=2

能级向〃=1能级跃迁时辐射的光照射阴极K,不能使阴极K发生光电效应，A错误；

B.逸出功由金属本身决定，与入射光频率大小无关，B错误：

C.在入射光的频率不变的情况下，入射光越强，则单位时间逸出的光电子数越多，饱和电

流越大，C错误；

D.当处于〃=4能级的氢原子吸收的能量大于或等于0.85eV时，将会被电离，”=3能级与

”=2能级间的能量差大于0.85eV,D正确。

故选D。

2.B

【详解】

将小王和小张分别定为甲乙，两人抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲静水速垂直于河

岸，乙的静水速与合速度垂直。如图。

两船的合位移相等，则渡河合速度之比等于两人所用时间之反比。则

v乙合而k

vql

"甲合"布

V乙A二-^~

乙。，tan6>

cos0=—

%

联立解得

V乙k

答案第1页，共12页

故选B»

3.C

【详解】

以小球a、b整体为研究对象进行受力分析，设细绳与竖直方向的夹角为仇则有

2qEcosa+F纯cos0=2mg

2qEsina-F绳sin9

a+0=90°

解得

«=30°

，=60°

设细线与竖直方向的夹角为£,对小球匕受力分析，有

(尸拉+尸库)sinp=qEs\n30°

(Ftt+F.i4)cosQ=mg+qEcos30°

解得

tan0=^~

7

故选Co

4.D

【详解】

A.由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星相对地面有运动，故A错误；

B.由向心加速度“=加"，赤道处的人和倾斜面地球同步轨道卫星角速度相同，则人的向心

加速度小，故B错误；

C.此卫星的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故C错误：

D.由题意可知，此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，会一天看到两次此卫星，故D

正确。

5.C

【详解】

A.对理想变压器有

U除=卜=/副

。副,原

答案第2页，共12页

线圈匀速转动，则发电机产生的电动势的有效值不变，设为E,灯泡B断路前，对发电机有

E-U原+/

对副线圈有

整理得

哈

灯泡B断路后，同理有

可知灯泡B断路后，原线圈两端电压升高，A错误；

BD.由以上分析可知，通过原线圈的电流减小，发电机的热损耗功率减小，单位时间外界

向发电机做的功变小，BD错误；

C.副线圈两端电压升高，灯泡A两端电压升高，通过的电流增大，灯泡A变亮，C正确;

故选C。

6.BC

【详解】

A.一带负电的点电荷在M点由静止释放，该点电荷仅在电场力作用下水平向右运动，说明

该点电荷受到的电场力水平向右，电场线的方向水平向左，由于电场是非匀强电场，因此该

点电荷运动过程中受到的电场力是变化的，根据牛顿第二定律可知，该点电荷的加速度也是

变化的，故A错误；

B.由电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知，N点的场强比P点的场强大，因此同样

的点电荷在N点释放时的加速度一定比在P点释放时的加速度大，故B正确；

C.比较经过N、P两点的等势线可知，P点电势比N点电势高，因此将一正点电荷从P点

移到N点，电势能减小，电场力做正功，故C正确；

D.将一负点电荷从Q点沿等势线竖直向上射出，由于电场线垂直于等势线，因此电场力垂

直于等势线，故该负点电荷不会沿等势线做直线运动，故D错误；

故选BCo

答案第3页,共12页

7.BC

【详解】

A.剪断前，取B、C整体为研究对象，则有

T-3mgcos310

又

T=m\g

解得

mA-2Am

故A错误；

CD.在剪断BC间悬绳的瞬间，B要上升，AB为连接体，QB绳长不变，且此时QB垂直

于PB,故小球B以。为圆心，以QB为半径做圆周运动，故对A有

m^g-T-m^a

对B有

r〃?gsin53°=〃?a

解得

斫建

17

故C正确，D错误；

B.对D、B组成的系统由机械能守恒定律得

mDg〃D=〃吆〃B

由几何关系知

Z?D=6£+8L-10L=4L

/?B=8Lsin37°=4.8L

解得

"2D=1.2777

故B正确；

故选BCo

8.CD

【详解】

A.由F点进入下方磁场偏向FG右侧的一定是正离子，偏向FG左侧的一定是负离子，PQ

答案第4页，共12页

两板间复合场相当于速度选择器，电场方向一定从右极板指向左极板，即尸一定接电源负

极，。一定接电源正极，A错误；

B.当离子在平行金属板间匀速运动时，有

qvB\=qE

E

得v=y,B错误；

C.比荷最大的离子垂直EF射入下方磁场，又垂直EH射出下方磁场，说明离子在下方磁

场中偏转了90。，由几何关系可知离子做圆周运动的圆心为E点，此时离子做圆周运动半径

最小，为小=/,由

v2

qvB2二m—

得从EH边界射出的离子的最大比荷2q=丽E,C正确;

D.正离子做圆周运动的最长轨迹如图中实线所示，圆心为O,半径及满足

用+尸=（5/_与）2

得&=24,&为满足正离子均能从尸力射出的最大半径，不论离子带电正负，在磁场&中

做圆周运动的半径都介于品和R2之间，ED上有离子射出，距F的最近距离为2吊，距尸

的最远距离为24,即距尸点的距离为2/到4.8/范围内有离子射出，D正确。

9.728240500

【详解】

⑵11］电流表G和R\并联后的总电阻

答案第5页，共12页

R内

R产大"=200

凡+&

当电流表G满偏时，此时流过电路的总电流为

I\=-~-+/g=2mA

由闭合电路欧姆定律可得

E

R并+r+R=y

解得

R=728C

(3)⑵[3]根据读数规则可知电流表的读数为240nA,新电流表的量程是原来电流表量程的5

倍，此时流过电路的总电流为/=1200由闭合电路欧姆定律可得

E

R井+R+r+R、=7=l250C

解得

Rr=500C

10.10006分别用两只弹簧测力计测量相同的重物，查看示数是否相同(其他

答案正确也给分)0.18J

【详解】

(2)[1]根据物体的平衡条件可得尸标mg=kx,结合图像可得上100N/m。

(3)[2J[3]如果未悬挂物体时，指针对应刻度为6cm,则该同学应在6cm处标注为0,在12cm

处弹簧的伸长量为x=6cm,此时弹簧的弹力大小为F行履=6N。

(4)⑷他可以采用的方法是分别用两只弹簧测力计测量相同的重物，查看示数是否相同。

(5)⑸将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长，然后用力竖直向下缓慢

拉弹簧，当弹簧伸长了6cm时，拉力做的功为

%=忌=上由.x=J_爪2=0.18J

F22

11.(1)6R；⑵4&R

【详解】

(1)画出粒子的运动轨迹如图所示。第一段是半径为R的?圆弧，与A8边界右交点为“，然

后粒子恰好逆着电场线做匀减速运动到b点，沿电场线方向返回。点时的速率仍为也接着

答案第6页，共12页

粒子在磁场中运动一叼圆弧到，点，再接着沿垂直电场线方向进入电场做类平抛运动到d

点，第三次进入磁场。

/XXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXX

X

VXXXXXXXXXXXxXXXXXX

XXXXXXXXXX%XXXXXXX

x一

x、*

XXXXXXXXXX'xXXXXXXvv

XXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXX

第三次进入磁场时有

qvdB=m^-

根据类平抛运动知识可知，粒子进入磁场时速度偏向角的正切值为位移偏向角正切值的2

倍。即

tan/?=2tana=2

可得

Vy=2vx=2v

所以

.=亚+.=瓜

可得粒子第三次进入磁场后的运动轨迹半径为

a=吗=救

qB

(2)当粒子第三次进入磁场时的位置到。点的距离为。。段、碇段与〃段的长度之和，分别

设为XI、X2、尢3,故有

\=x2=\[2R

粒子在电场中做类平抛运动时，在垂直电场方向有

x=vt

沿电场方向有

y=—at2

2

粒子在电场中的加速度

答案第7页，共12页

qE

a=--

tn

因为电场方向与边界成45。角，故有

x=y

粒子在匀强磁场中运动时

y2

qvB=tn——

R

又有

E=vB

联立以上各式可解得

x=y=2R

则类平抛运动的位移

22

x3=y]x+y=242R

因此d点到O点的距离

s=X+毛+&=472/?

12.(1)0.4m/s；(2)0.42m；(3)10.8J

【详解】

(1)设小物块A运动到固定长木板最右端时的速度大小为vo,对小物块A由能量守恒定律知

f12

Ep-ft}m\gx=—m\v0

代入数据解得vo=2m/s,

由题意知最终小物块A、B与长木板C保持相对静止，设三者共同速度大小为％则由动量

守恒定律有

加八y0=(机+Aj〃B+〃?C)y

解得V=0.4m/So

(2)设小物块A、8碰撞后瞬间的速度大小分别为幺、VB,对小物块A、B组成的系统，由动

量守恒定律有

ZWAVO=/HAVA+VB

对A、3碰后到三者共速过程由功能关系知

〃2mAgS+"2"2Bg£=gm\y；+；mB-y0%A+V2

解得VA=Im/s,VB=2m/s,

答案第8页，共12页

52

另一组解为MA=[m/s,v(B=ym/s,因为MA>V'B,所以不符合题意，舍去。

设整个过程中小物块B相对地面向右滑行的距离为V,小物块B在长木板上运动的加速度

大小为m根据牛顿第二定律知

H2inRg=mBa

解得

a=fi2g=1m/s2

由匀变速直线运动规律得

X，=说占=1.92m

2a

当B刚运动到C的最右端时，长木板C相对地面向右滑行的距离为

xc=xr-L-{1.92-1.5)m=0.42m

(3)小物块A与接触面因相对运动产生的内能为

Q=〃1机Agx+〃2机Ags=8.3J

小物块B与接触面因相对运动产生的内能为

Q2=〃2〃ZBgL=1.5J

A、8碰撞过程中损失的能量为

△E=g外片一gw或一；外说=U

则整个过程中系统损失的能量为

Q=QI+Q2+AE=10.8J

2Mgi

13.(1)(2)po

P0S+Mg

【详解】

(1)当气缸竖直放置时，设封闭气体的压强为P，由于活塞处于静止状态，对活塞受力分析可

得

pS=p0S+Mg

设气缸竖直后活塞下降的高度为儿由于气体的温度不变，故由玻意耳定律可得

po-2lS=p(2l-h)S

2M21

两式联立可解得h=:<I。

P°S+Mg

(2)设当活塞刚到达挡板AB处且对挡板无压力时，气体的温度为T,由于此过程中气体的压

强不变，故由盖-吕萨克定律可得

答案第9页，共12页

(2l-h)S=IS

—Tn—7

解得人替小因

T_PoS+MgTTo

2Pos2

此时气体的体积不再发生变化，设当温度降至哼时气体的

故需要在此基础上再进行降温,

压强为“，则由查理定律可得

p_p'