2021年河南省高考物理模拟试卷（5月份）(含答案详解)

2021年河南省高考物理模拟试卷（5月份）

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.关于重力、弹力和摩擦力的说法中正确的是（）

A.在空中飘落的树叶，其重力方向仍竖直向下

B.弹簧的弹力大小F与弹簧长度x满足关系式F=kx

C.运动的物体不可能受到静摩擦力作用

D.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反

2.如图甲所示，汽车通过半径为r的拱形桥，在最高点处速度达到。时，驾驶员对座椅的压力恰好

为零；若把地球看成大“拱形桥”，当另一辆“汽车”速度达到某一值时，“驾驶员”对座椅

的压力也恰好为零，如图乙所示。设地球半径为R,则图乙中的“汽车”速度为（）

甲乙

A.-vB.C.%D.Ev

rRNr7R

3.下面为某报纸的一篇科技报道，请你通过必要的计算判断报道中存在的问题，并在下列选项中

选出正确的答案本报讯：首个由中国研制的目前世界上口径最大的、直径为1m的太空天文望远

镜，被运载火箭送入距地面高735km、线速度约为5.0x，02M/S的地球同步轨道上，它主要用

于全面观察太阳活动、日地空间环境等.下面的数据在你需要时可选用：引力常量G=6.7x

222624

10T】N-m/kg;重力加速度g=10m/s;地球半径R=6.4x10m；地球质量M=6.0xZO

kg；地球自转周期T=8.6x104s；地球公转周期T'=3.2xl07s；n2=10;7r=3；70〜80的

立方根约取42（）

A.地球同步轨道上的线速度报道无误

B.能发射到距地面高2.96x的地球同步轨道上

C.地球同步轨道离地面高度报道无误

D.地球同步轨道高度和线速度大小报道都有误

4.如图甲所示，在x轴上有两个固定的点电荷Qi、Q2,其中QI带正电处于原点。.现有一个正电荷q

以一定的初速度沿x轴正方向运动（只受电场力作用），其u-t图象如图乙所示，q经过a、b两点

时速度分别为％、%.则以下判断正确的是（）

9.

0

甲H'b

A.Q2带负电且电荷量小于Q1

B.q在a点的电势能大于在b点的电势能

C.a点的电势比b点的电势高

D.b点的场强比a点的场强大

如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅2、B,通过相同长度的缆绳悬挂在

旋转圆盘上。当圆盘绕其竖直的中心轴匀速转动时，不考虑空气阻力的影响,

下列说法正确的是（）

A.A的角速度比B的小

B.A、B的角速度一样大

C.4的线速度比B的小

D.4、B的线速度一样大

二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）

6.如图所示，当氢原子从n=4跃迁到71=2的能级和从n=3跃迁到n=l的能级时，分别辐射出

光子a和光子b，则（）

nE/eV

oo0

4-0.85

3-1.51

2-3.4

b

-13.6

A.由于放出光子，原子的能量增加

B.光子a的能量小于光子b的能量

C.光子a的波长小于光子b的波长

D.若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也一定能使该金属发生光电效应

7.图甲中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为10：1.测得R=100的电阻两端电压随

时间变化的规律如图乙所示。则原线圈中（）

311

力R

图甲

A.电压的有效值为3110VB.电压的有效值为22001/

C.电流变化的频率为25HzD.电流的有效值为22A

8.关于功率，下列说法中正确的是（）

A.功率是说明做功多少的物理量

B.功率是说明做功快慢的物理量

C.做功时间越长，功率一定小

D.在规定的时间内，力做功越多，功率就一定越大

9.下列说法中正确的是（）

A.一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减小

B.把两块纯净的铅压紧，它们会“粘“在一起，说明分子间存在引力

C.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力

D.分子a从相距较远处由静止开始接近固定不动的分子b,只受分子力作用，当a受到分子力为

0时，a的动能一定最大

E.一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大

三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）

10.图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x=10m处的质点，Q是平衡位

置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，该波沿x轴（填''正"或“负”）方向

传播，该波的波速=m/s,从t=0.20s到t=0.90s,质点P通过的路程（填“大

于”或“小于"）70sn。

四、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.某同学为了测量滑块和水平放置的长木板之间的动摩擦因数，采用如图所示的实验装置进行实

验。己知滑块的质量为61，托盘的质量为血2,重力加速度为g，不计打点时器与纸带、细绳与

滑轮间的摩擦力。

⑴本实验（填“需要”或“不需要”）使滑块的质量远大于托盘及祛码的质量;

（2）若祛码的总质量为机3,打点计时器打出的纸带上相邻两点之间的间隔相同，则滑块和长木块之间

的动摩擦因数为

ttitn漕块

托盘

及眩码

12.在“测定一节干电池的电动势和内电阻”的实验中，备有下列器材:

A待测的干电池（电动势约为1.5U,内电阻小于1.00）

及电流表4式量程0〜3m4,内阻Rgi=10/2）

C.电流表七（量程0〜0.64,内阻&2=0.W）

D滑动变阻器匕（0〜20。,104）

E.滑动变阻器/?2（。〜2000,14）

F.定值电阻品（9900）

G.开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的a、b

两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确

地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）.

(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的A-/2图线，人为电流表

义的示数，为电流表4的示数.且的数值远大于/1的数值)，则由图线可得被测电池的电动

势E=V,内阻r=n.

五、简答题(本大题共1小题，共20.0分)

13.如图所示，在空间中有一直角坐标系xOy,其第一象限内充满着两

个方向不同的匀强磁场区域/和〃，直线OP是它们的边界.区域/中

的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里，区域〃中的磁感应强度为

B,方向垂直垂直纸面向外，边界上的P点坐标为(3L,3L),一质量

为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度％=看

射入区域/,经区域/偏转后进入区域〃(忽略粒子重力)，求:

(1)粒子在/和〃两磁场中做圆周运动的半径之比;

(2)粒子在磁场中运动的总时间；

(3)粒子离开磁场的位置坐标.

六、计算题(本大题共3小题，共32.0分)

14.如图所示，水平放置的4、B两平行板相距为九，上板4带正电，现有质量为m

的带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度孙竖直向上从8板小

孔进入板间电场，欲使小球刚好打到4板，4、B间的电势差〃B为多少？

15.具有完全自主产权的我国深海探测器“探索”号能够载人下潜超七千米，再创载

人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“探索”号探测到390m深处的海水温度为

280K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良

好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温

度To=300K,压强=latm,封闭气体的体积％=3m2.如果将该气缸下潜至

390nl深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。求：390m深处封闭气体的体积(latm相当于

10ni深的海水产生的压强)。

16.如图所示，某工件由截面为直角三角形的三棱柱与半径为R的:圆柱两个

相同的透明玻璃材料组成，已知三角形0C边的长度为R,NC4。=30。.现

让一细束单色光从4。边上距4点为立R的。点沿与4。边成a=30。斜向

3

右上方的方向入射，光线经4C边反射后刚好能垂直于CO边进入:圆柱区域。

①试计算玻璃材料的折射率及光线从圆弧上射出时的折射角；

②试计算该细束光在玻璃中传播的时间。（已知光在真空中的速度为C）

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、任何物体的重力都是竖直向下的，和物体的运动状态无关，故A正确；

8、弹簧的弹力F是与弹簧的形变量成正比，而不是与弹簧长度成正比，故B错误；

C、只要物体间有相对运动的趋势，则物体间就会有静摩擦力；故对地运动的物体是可以受到静摩擦

力的，如倾斜传送带上的物体随传送带以共同的速度一起运动的过程中，物体受到的摩擦力为静摩

擦力，故C错误；

。、滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，故有可能和运动方向相同，故。错误；

故选：Ao

解答本题应掌握：重力的方向；胡克定律的内容；摩擦力的方向及产生摩擦力需要的条件；根据各

力的规律进行分析即可求解。

本题考查三个其本力的性质，要特别注意摩擦力的性质，认真体会相对两字的真正含义，可以通过

举例的方式进行反证。

2.答案：C

解析：解：在甲图中，令汽车质量为m,汽车到达最高点时向心力为：

„V2

F=mg=m—y

-.2

故重力加速度为g=—,

在图乙中另一辆汽车跟着地球一起自转做匀速圆周运动，其向心力为：

V'2

F'=m'g=m'—

所以汽车跟着地球自转的线速度为：，=故A3。错误，C正确;

故选：C。

(1)根据汽车通过拱形桥时的受力和运动特点列方程从而求出地球表面的重力加速度；

(2)根据图乙汽车的驾驶员做匀速圆周运动的受力列方程解出速度；

解决该题主要要抓住在乙图中汽车的运动情况，才能明白题中所问的速度的具体意思，从而找到对

应的求解方法；

3.答案：D

解析：解：设同步卫星的质量是小，轨道半径是r；

⑴由牛顿第二定律可得：G等=m(齐)2八

GMT26.7X1O-11X6X1O24X（8.6X1O4）2…“7

r=3o——=3o---------------------«4.2x107m,

47r24x10

同步轨道距地面的高度九=r一R=4.2x107m-6.4x106m=3.56x107m=3.56x104fcm,

故报道的轨道离地面的高度有误；

（2）同步卫星的周期等于地球自转周期，

同步卫星的线速度"=争=上Jx3.56x107工2.48x103m/s,

T8.6X10"

故报道的同步卫星线速度有误；

故ABC错误，Q正确；

故选D

地球同步卫星相对地球表面静止，它绕地球做匀速圆周运动的周期等于地球自转周期，地球对它的

万有引力提供它做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律列方程，然后求出同步轨道的半径、同步卫

星的线速度，最后分析答题.

熟练应用万有引力公式、向心力公式及线速度与周期的关系，认真计算是正确解题的关键.

4.答案:A

解析：

带电粒子在匕点前做减速运动，b点后做加速运动，在b点的加速度为0,粒子受到两点电荷的电场力

平衡，从而可得出（?2的电性为负；通过正带电粒子的动能先减小再增大，判断电场力做功和电势能

的变化，根据正电荷在电势高处电势能大，判断电势的高低.

解决本题的关键是根据图象分析b点的场强为零，分析电荷的能量如何变化时，往往判断外力做功情

况，根据功能关系进行分析，要掌握常见的功能关系，比如电场力做功与电势能变化的关系，总功

与动能变化的关系等等.

解：4、根据u-t图象的斜率等于加速度，可知带电粒子通过b点时的加速度为0,在b点左侧电荷做

减速运动，b点右侧做加速运动，则在b点受到两点电荷的电场力平衡，可知<22带负电，根据点电荷

场强公式£=吟,得知Q2带电荷量小于QI，故A正确；

B、该电荷从a点到b点，做减速运动，动能减小，由能量守恒这定律知，电势能增大，则q在a点的

电势能小于在b点的电势能.又因为该粒子带正电，由Ep=q<p知，所以电势逐渐升高，贝昉点电势

比a点的电势高.故8、C错误.

。、带电粒子在b点的加速度为0,受到的电场力为零，故b的场强为零，而a点的场强不为零，所以b

点的场强比a点的场强小，故。错误.

故选：A

5.答案：B

解析：解：4B、4B两个座椅属于同轴转动，具有相同的角速度，故A错误，B正确；T,W

C。、对任一座椅，受力如图，由绳子的拉力与重力的合力提供向心力，则得\

、

、

ma)2r,则得1加。=效，B的半径r较小，3相等，可知B与竖直方向夹角。较小，根

9*mg

据公式：v=(vr,B的运动半径小，B线的速度就小，故C。错误。

故选：B。

4B两个座椅属于同轴转动，具有相同的角速度，根据合力充当向心力和u=3r分析即可。

该题中，4B的角速度相等而半径不相等是解题的关键，注意A、B座椅悬线夹角的规律由合力提供向

2

心力推导公式tan。="判定，即半径越小，选线与竖直方向额夹角越小。属于简单题。

9

6.答案：BD

解析：解：4、由于放出光子，原子的能量减小，故A错误；

B、氢原子从。=4的能级跃迁到n=2的能级的能极差小于从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的能

极差，根据Em-En=如，知光子a的能量小于光子b的能量.故B正确；

C、a的能量小于光子b的能量，所以光子a的频率小于光子b的频率，所以b的频率大，波长小，即光

子a的波长大于光子b的波长，故C错误；

D、光子a的频率小于光子b的频率，所以光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也能使某种金属

发生光电效应.故。正确；

故选：BD.

能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，根据能极差的大小比较光子能量，从而比较出光子的频

率.频率大，波长小.当入射光的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应.

解决本题的突破口是比较出光子a和光子b的频率大小，从而得知折射率、在介质中速度等大小关系.

7.答案:BC

解析：解：由图乙可得副线圈电压的最大值是311乙则其有效值是220%电流变化的频率为25Hz,

由于电阻R=100,所以副线圈的电流(有效值)为224由理想变压器电压、电流与匝数的关系可得

原线圈电压的有效值为2200心电流的有效值为2.24,选项A、。错误，8正确。变压器不能改变电

流的频率，选项C正确。

故选：BC。

根据图象可以知道交流电的最大值和交流电的周期，根据电压与匝数成正比可以求得副线圈的电压

的大小。

本题考查的是学生读图的能力，根据图象读出交流电的最大值和周期，根据电压和匝数之间的关系

即可求得。

8.答案：BD

解析：解：2、功率是表示做功快慢的物理量，故A错误，8正确；

C、机械做功所用时间越长，所做功不确定，所以它的功率不一定就越小，故C错误；

。、因为功率的大小等于所做功与时间之比，所以时间相同，力做功越多，功率就一定越大.故。

正确.

故选：BD.

功率是表示做功快慢的物理量；功率的大小等于所做功与时间之比.

此题考查学生对功率大小和功的多少之间的关系的理解，把握做功的多少与功率大小和做功时间两

者有关，不是单一条件确定的.

9.答案：BDE

解析：解：4温度降低，分子对器壁的平均撞击力减小，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单

位面积平均碰撞次数必增加，所以A错误；

8、把两块纯净的铅压紧，它们会“粘“在一起，说明分子间存在引力，B正确；

C、破碎的玻璃分子间距较大，已经大于10倍的小，所以分子间不存在作用力，c错误；

。、分子a从相距较远处由静止开始接近固定不动的分子b,只受分子力作用，分子引力做正功，分

子动能增大，当分子间距为r。时，a受到分子力为0,a的动能最大，继续接近时，分子间作用力表现

为斥力，做负功，动能减小，故当a受到分子力为0时，a的动能最大，。正确；

E、一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，说明温度升高，根据PU=CT,

知压强一定变大，故E正确；

故选：BDE。

根据压强的微观解释分析分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数变化；

分子间距小于力时，分子力表现为斥力，分子间距大于2时分子力表现为引力，大于102时分子力几

乎为零.

本题考查考查了对热学有关知识的理解和应用能力，尤其是分子力的变化情况是易错点，也是考试

的热点，基础题.

10.答案：负20小于

解析：解：由乙图知，在t=0.20s时，质点Q向y负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负

方向传播。

由图乙可知周期为r=0.40s,由甲图知波长4=8m,则波速为v=*=总m/s=20m/s,

从£=0.20s?IJ=0.90s经过的时间为△t=0.70s=4，由于t=0.20s时刻质点P不在平衡位置和波峰、

波谷处，而且t=0.20s时刻质点P向y正方向振动，速率变小，

所以从t=0.20s到t=0.90s的:个周期内，质点P通过的路程小于74即小于70cm。

故答案为：负；20；小于。

由乙图得出Q点在t=0.20s时的振动方向，由甲图判断出波的传播方向；

分别由两图读出波长和周期，求出波速；

根据时间与周期的关系求出质点P通过的路程。

本题关键是会根据质点的振动方向来判断波的传播方向，要抓住振动图象和波动图象之间的内在联

系。要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在:个周期内通过的路

程才是74。

11.答案：不需要一詈

解析：解：（1）本题解答时以整体为研究对象进行分析，不需要满足滑块的质量远大于托盘及祛码的

质量；

（2）若纸带上相邻两点之间的间隔相同，滑块匀速运动，则有：（山2+巾3）g=〃mi9，

解得：4=甯、

故答案为：（1）不需要；（2）受沪。

（1）本实验中把滑块的质量为血1和托盘的质量为加2,祛码的总质量加3作为整体，由此分析是否需要

平衡摩擦力；

（2）滑块做匀速运动，根据共点力平衡求得摩擦因数。

本题为探究性实验，要注意正确掌握实验原理，能根据题意明确实验的原理，这样才能准确求解，

灵活利用共点力平衡和摩擦力的计算公式即可解答。

12.答案：b；D；1.48；0.83

解析：解：（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以

改装成较大量程的电压表.

a、b两个参考实验电路，其中合理的是b,因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动

变阻器，有利于数据的测量和误差的减小.滑动变阻器应选力（%）.

(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

由图示电源U-/图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.48V,则电源电动势E=1.48V,

电源内阻r="团1.48-1.1=0.84。；

△/0.45

故答案为：(l)b,D.

(2)1.50；0.84

J2z)--(A)~(*}►—

-®—r7?-^-@

ab

(1)将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表.因为电源的内阻较小，所以应该采用

较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小.

(2)根据原理图，将实物图连接即可；

(3)应用描点法作出图象，根据图象求出电源电动势与内阻.

本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意本题采用了电流表改装成电压表的方式进行实验，要

注意通过实验原理作图并作出实验原理图.

XXxXxXXx

XkX

13.答案：解：XKyXy

XX

/冰

Xox

x^XX1x

xKXxx

在区域I中，qv0B=V

xXx/

xX

汝/

xX

r

得：&=LxXX

xX-1

/

x/••

在区域II中，q"oB=m晟y

得：R2=2L

所以M=2

«2/

(2)因为Re讥6=|

9=30°

粒山上子一在〜在一3磁场[7中口运、____动_3时2间nmt=.1t】+2ntm2=[3nXm访,2+nm]X谕5nm=磁+研=碗

(3)由前面知&=L贝hR2=2L

由几何关系得：。。2=3小一/?1

02M=R2

粒子离开磁场的横坐标为x=002+02M=4L

即粒子离开磁场的坐标为(4。0)

答：(1)粒子在/和〃两磁场中做圆周运动的半径之比为去

(2)粒子在磁场中运动的总时间为联；

(3)粒子离开磁场的位置坐标为(4L,0).

解析：带电粒子射入磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律和向心力

公式求半径，并得到半径之比；

本题是粒子在磁场中匀速圆周运动的问题.在磁场中圆周运动常用方法是画轨迹，由几何知识求半

径.

14.答案：解：由动能定理得：—+九)—《外夕=0—诏,

解得〃8二处与产1

邛[诏-

答：48间的电势差为2gS+H)]

2q