2021届新高考版高考物理黄金预测卷（二）【含答案解析】

2021届新高考版高考物理黄金预测卷

一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28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。

1.1896年法国科学家贝克勒尔研究含铀矿物质的荧光现象时，偶然发现铀盐能放射出穿透力

很强且可使照相底片感光的不可见射线，这就是衰变产生的射线。铀置U经过一次衰变后，

产生铉核记Th,记Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镶罕Pa,同时伴随着丫射

线的产生，其衰变方程为非Thf；：Pa+X,钻的半衰期为24天。则下列说法中正确的是

()

A.言u经过一次B衰变产生记Th

B.X是牡核中的一个中子转化成一个质子时产生的

C.Y射线是锲原子核外电子跃迁放出的

D.l6g杜记Th经过120天后还剩0.2g牡

2.人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道.如图所示，在发射地球同步卫星

的过程中，卫星从圆轨道1的A点先变轨到椭圆轨道H,然后在B点变轨进入地球同步轨

道IH,则下列说法正确的是()

1《地球》］;

_

A.该卫星的发射速度应大于11.2km/s且小于16.7km/s

B.该卫星在轨道II上经过A点时的加速度比在轨道HI上经过B点时的加速度小

C.该卫星在B点通过减速实现由轨道II进入轨道HI

D.若该卫星在轨道I、0、HI上运动的周期分别为工、(、£，则

3.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为“，相互接触，球与地面间

的摩擦因数都是"，贝4()

A.上方球与下方三个球间均没有弹力

B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

c.水平地面对下方三个球的支持力均为;桃g

4

D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为

4.如图，直线以b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，〃、N、P、。是它们的交点，

四点处的电势分别为9M、外、%、如。一电子由例点分别运动到N点和P点的过程中，

电场力所做的负功相等，贝1()

ab

II

11c

而「-翦一

方1才IN

A.直线a位于某一等势面内，<PM><PQB.直线c位于某一等势面内，(PM>华N

C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

5.如图所示，细线上端固定于O点，其下端系一小球，静止时细线长L。现将悬线和小球

拉至图中实线位置，此时悬线与竖直方向的夹角6=60。，并于小球原来所在的最低点处放

置一质量相同的泥球然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放，它运动到最低点时小球与泥

球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是()

6.如图所示，三根通电长直导线48、C互相平行，它们在横截面为等腰直角三角形的三个

顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A、C中电流方向垂直于纸面向外，8中电流

方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度3=%」,其中/为

r

通电导线中的电流强度，r为点到通电直导线的距离，k为常量.下列说法正确的是（）

A.A所受磁场作用力的方向与3、C所在平面垂直

B.B所受磁场作用力的方向与4C所在平面垂直

C.A8单位长度所受的磁场作用力大小之比为2:1

D.A、8单位长度所受的磁场作用力大小之比为1：血

7.如图所示，变压器为理想变压器，变化规律为“=20应sinlOOm（V）的交流电压接在久6两

端，L为灯泡，R为滑动变阻器。现将滑动变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察

到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A?的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是（）

A.电压表V?示数不变，V3示数增大B.滑动变阻器滑片是沿dfc的方向滑动

C.该变压器起降压作用D.灯泡发光时每秒闪50次

二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分有选错的得0分。

8.质量为2x103kg、发动机的额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶.若该汽车所受阻

力大小恒为4x1（/N,则下列判断中正确的有（）

A.汽车的最大速度是10m/s

B.汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2s末发动机的实际功率是32kW

C.汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10s

D.若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5m/s时，加速度为6m/s?

9.如图所示，光滑半圆轨道固定在水平地面上，质量为M的小球与质量为，〃的木块用细线

通过定滑轮相连，让小球从A点静止释放，已知小球运动到C点时速度最大，0c与。4的

夹角为60°,不计所有摩擦，小球与木块均可视为质点，下列说法正确的是（）

A.小球与木块的质量之比为=3:1

B.小球运动到C点时，小球与木块的速度之比为2:石

C.小球可以运动到D点

D.小球从A向下运动过程中，小球的机械能先增大后减小

10.如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=1T,在匀强磁场区域内，

将质量为m=lkg、长为L=lm、电阻为夫=1。的金属棒而垂直导轨放置在足够长的水平

光滑U形导轨上，且与导轨接触良好，导轨间距为乙=lm,导轨电阻可忽略不计。金属棒

外在垂直于棒的水平拉力F的作用下，由静止开始（f=0时）以加速度a=lm/s2向右做匀加

速直线运动，2s后保持拉力的功率不变，直到棒外以最大速度做匀速直线运动再撤去拉力

凡下列说法正确的是（）

A.2s时拉力厂的大小为3N

B.棒ab的最大速度为后m/s

C.0-2s内安培力对金属棒的冲量大小为4N«s

D.撤去拉力F后，棒心运动的距离为Gm

三、非选择题:共54分。第11〜14题为必考题，考生都必须作答。第15〜16题为选考题,

考生根据要求作答。

（一）必考题:共42分。

11.某小组设计了如图所示的实验方案做“验证牛顿第二定律实验”。质量分别为

叫、，巧（叫〉机2）的两物体P、。通过一根跨过定滑轮的轻质细线相连接，物体。上固定宽

度为d的挡光片。在外力的作用下让物体。静止在4点，稳定后释放P和。，在A点正上

方高力处固定一光电门，挡光片通过光电门的时间f可由光电计时器测出。实验过程中可调

整光电门的位置从而改变〃，并测出对应的时间，，得到若干组（/?,，）。

（1）该实验的实验原理是（用题中所给的量表示）。

（2）得到若干组伉。后，该小组的同学提出用图像法来处理实验数据，你认为他们应该描

绘的图像是。

A.h—tB.h—C.h-t~D.h—丁

tt

（3）该小组的同学按上述方法作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，试写出一条可能

的原因。

12.某实验探究小组利用如图所示的电路测量一毫安表的内阻以及一电源的电动势和内阻。

实验室提供的实验器材如下：

A彳寺测毫安表（满偏电流2.5mA,内阻大约10Q）

B.待测电源（E大约为3V,r大约为1Q）

C.电阻箱（最大阻值为9999。）

D.电阻箱（最大阻值为999。）

E.电阻箱（最大阻值为99.9Q）

F.开关、导线若干

实验步骤如下：

a.将电阻箱凡的阻值调到最大，闭合W，调节凡的阻值使毫安表的示数达到满偏

b.保持电阻箱飞的阻值不变，闭合，，调节电阻箱使毫安表示数达到满偏值的一半，

同时记录电阻箱的读数4

c.断开开关S?,调节电阻箱与，记下电阻箱的读数与和毫安表的示数/

d.多次重复步骤c

e.在坐标纸上以;为纵坐标，以为横坐标，用直线拟合，作出;-凡图像

回答下列问题：

在本实验中，

（1）电阻箱与应选择（用器材前面的字母表示）。

（2）毫安表内阻吸的测量值为。

（3）若获得:-与图像的斜率为“,纵截距为8,则电源电动势测量值的表达式为

E=，内阻测量值的表达式为r=。

（4）用上述方法测出的电源内阻真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

13.如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连，0点为弹簧原长位置，。点左侧

水平面光滑。水平段。尸长L=2m,P点右侧一与水平方向成G30。角的传送带与水平面在P

点平滑连接，传送带逆时针转动，速度为3m/s。一质量为2kg的物块A（可视为质点）压

缩弹簧（与弹簧不连接），弹簧的弹性势能Ep=20J,物块与OP间的动摩擦因数川=0.1；另

一与A完全相同的物块8停在P点，8与传送带间的动摩擦因数〃2=",传送带足够长。

A与B的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计，g=10m/s2,现释放A,求：

（1）物块A与8第一次碰撞后瞬间B的速度大小：

（2）4、B第一次碰撞后到第二次碰撞前B运动的时间。

14.某研究小组设计了一个辅助列车进站时快速刹车的方案。如图所示，在站台轨道下方埋

一励磁线圈，通电后形成竖直方向的磁场（可视为匀强磁场）。在车身下方固定一矩形线框,

利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车快速刹车。己知列车的总质量为车身长为

S,线框的短边防和〃分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），整

个线框的电阻为艮站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s）,车头进入磁场瞬间的

速度为％,假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为%已知磁感应强度的大小为B,

车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止，求：

（1）列车车头刚进入磁场瞬间线框中的电流大小/和列车的加速度大小«；

（2）列车从车头进入磁场到停止所用的时间t.

（二）选考题:共12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。

15.【选修3-31（12分）

（1）液体表面张力是由于液体表面层的分子间分子力表现为引力，它的方向为

（填“与液面平行”或“与液面垂直”）；干湿泡湿度计中两个温度计的读数差距越大说明

空气的相对湿度（填“越大”或“越小”）

（2）如图所示，粗细均匀、一端开口的直角玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭着A、8

两段气体（可看做理想气体），A气柱长度为30cm,竖直管中水银柱长度为25cm,水平

管左端水银柱长度为5cm,B气柱长度为60cm,水平管右端水银柱长度为15cm。现在缓

慢地将玻璃管逆时针转过90°,已知大气压为75cmHg,环境温度保持不变，求稳定后A

气柱的长度。

（1）两列波速相同的简谐横波沿X轴相向传播，实线波的频率为5Hz,振幅为10cm,虚

线波的振幅为5cm。r=0时;两列波在如图所示区域内相遇，则实线波和虚线波的频率之

比为:至少再经历时间”s该区域内才会再一次出现如图所示的叠加波形。

（2）某长方体透明玻璃砖被从中挖去一个半径为R的半球，如图所示为其横切面，A8为

半球的竖直直径，。为半球的球心，连线为图示透明玻璃砖的主光轴，在离球心0.5R处

竖直放置一个足够大的光屏，O2为屏上的点，让一单色细光束平行于。垂直左侧表面入

射，已知透明玻璃对该单色光的折射率为n=0,不考虑光的反射和第二次折射。

tan15°=2->/3»

（i）当光束在0。2正上方且距离RO?连线0.5R时，折射后的光线打到光屏上P点（未画

出），求P点到O?的距离；

（ii）将（i）中平行光束逐渐向上移动，使其到主光轴QQ的距离增大，试证明出射光线中

有经过4的光且其到达光屏的位置离O?最远。

答案以及解析

1.答案：B

解析：本题考查原子核的衰变。由题意可知，铀核的衰变方程为记Th+；He,此过

程为a衰变，A错误；根据电荷数和质量数守恒知社核记Th衰变过程中放出了一个电子，

即X为电子，而发生B衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B

正确；Y射线是锲原子核放出的，故C错误；针的半衰期为24天，16g社记Th经过120

天后，即经过5个半衰期后，还剩0.5g牡，故D错误。

2.答案：D

解析：由开普勒第三定律可知轨道大的周期大，故D正确.

3.答案：C

解析：A.对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一

定与下方球有力的作用，故A错误；B.下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方

球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；C.对四个球的整体分析，整体受重

力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg,每个小球受支持力为

4

-mg,故C正确；

D.三个下方小球到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误。

故选：Co

4.答案：B

解析：解本题的关键是根据题意得出电场线方向和等势面。根据题述一电子由M点分别运

动到N点和尸点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，

直线d位于某一等势面内。根据匀强电场的特性，可知直线c位于某一等势面内。由于电子

由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，说明电场线方向从M指向N,故M点电势

高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于M、。处于同一等势面内，电子由M

点运动到。点的过程中，电场力不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点的过程中，

电场力做正功，选项D错误。

5.答案：C

解析：小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，咫“1-«>$60。)=：机丫2,贝|j

丫=国正嬴丽=麻，两球碰撞过程动量守恒，以小球与泥球组成的系统为研究对

象，规定小球的初速度方向为正方向由动量守恒定律得mv=(m+m)v，，解得碰撞后两球

的速度丫'=上=巫，碰撞后两小球在上摆过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得

22

--2/W-v,2=2m-gh,解得力=M故选项C正确。

28

6.答案：B

解析：由安培定则及磁场的叠加原理可知A处的合磁场方向沿AC方向，所以导线A所受磁

场作用力的方向与A、C所在平面垂直，选项A错误；同理可知，B处的合磁场方向沿AC

方向，所以导线8所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，B项正确；因通电导线在

其周围产生的磁场的磁感应强度8=,根据磁场的叠加原理知A处的合磁感应强度大小

r

为李(“为B到A的距离)，而B处的合磁感应强度大小回，所以48单位长度所

受的磁场作用力大小之比为1：2,C、D错误。

7.答案：C

解析：本题考查交流电路的动态分析。移动滑动变阻器的滑片，观察到电流表A1的示数增

大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,即副线圈中电流增大，由于a、b接在电压有效

值不变的交流电两端，原、副线圈匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，即Y、V?示数

不变，灯泡L两端电压增大，V3示数减小，根据欧姆定律得负载电阻减小，所以滑动变阻

器滑片是沿cfd的方向滑动，故A、B错误；电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A?的

示数增大了0.8A,即原线圈中电流增大量小于副线圈中电流增大量，根据电流与匝数成反

比，所以该变压器起降压作用，故C正确；由"=2O0sinlOOm(V)可知，交流电的频率为

•/=：=粤=50Hz,由于交变电流一个周期内电流方向发生2次变化，所以灯泡发光时

2兀2兀

每秒闪100次，故D错误。

8.答案：BD

解析：当牵引力大小等于阻力时速度最大，根据尸=加„得，汽车的最大速度

p80000

vm=-=—7T-nT/s=20m/S,故A错误;根据牛顿第二定律得尸-/=〃幻，解得

F=/+ma=4000N4-2000x2N=8000N,第2s末的速度u=a，=2x2m/s=4m/s,第2s

末发动机的实际功率［=Fv=8000x4W=32kW,故B正确;匀加速直线运动的末速度

pQ(YYY)vin

M=二=不^■向s=l°m/s，汽车做匀加速直线运动的时间，故C错误;当

F8(X)0a2

p80000

汽车速度为5m/s时，牵引力用=—=^^N=16000N,根据牛顿第二定律得汽车的加速

v25

a,F1—f16000—40002/2-j-z,

度〃=———=-----------m/s-=6m/s2,故D正确r°

tn2000

9.答案：BC

解析：本题考查连接体速度的分解问题。小球运动到C点时速度最大，所受合力为零，根

据受力分析可得2mgeos30°,可得M:m=G：1，A错误；小球运动到C点时，将小

球速度分解可得vMcos30°=vm,则为：匕“=2:G，B正确;假设小球能运动到D点,根据

系统机械能守恒有MgR-mg=+g机培cos245°,由于M＞夜〃?，可知功＞0,

即小球可以运动到。点，C正确；小球从A向下运动过程中，细线对小球的拉力做负功，

小球的机械能一直减小，D错误。

10.答案：ABD

解析：起初棒必做匀加速直线运动，f=2s时由牛顿第二定律有尸-8〃=,蛇，棒岫切割

磁感线，产生的感应电动势为E=8),2s时的速度为v="=2m/s,由闭合电路欧姆定

律得/=£,联立解得尸=3N,A正确；f=2s时拉力F的功率为尸=Fv=6W,棒外最

R

终做匀速运动，设棒"的最大速度为％ax，棒受力平衡，则有£-8&/=。，其中

%ax

/max="A，联立解得Va="m/S，B正确；。~2s内，金属棒做匀加速直线运动，所

受安培力七=写"，可知安培力随时间均匀增大，安培力的冲量为七T图线与坐标轴

p+0

围成的面积，即/安=——/=2N.s,C错误；撤去拉力F后，以金属棒外为研究对象，

由动量定理得一比功=又q=if,解得又有=其中x为撤

AA

去拉力F后棒"运动的距离，联立并代入数据解得x=6m,D正确。

11.答案：(1)见g-，%8=(町+/)1(2)D(3)轻质细线与定滑轮之间有摩擦或

光电门测瞬时速度存在误差

解析：本题考查探究牛顿第二定律实验。

(1)根据牛顿第二定律的表达式，有电=心〃，物体P、Q做匀变速直线运动，有寸=2加，

而速度丫="，七=〃4g-吗g，代入公式可得，该实验原理是町g-%g=(〃4+S)-勺；

t2hr

(2)由(3)=2/可知/?与提成正比关系，所以应该描绘的图像是/一，图像，理论上可

以得到一条过原点的直线；

(3)作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，说明实验误差较大，可能的原因有轻质细

线与定滑轮之间有摩擦、光电门测瞬时速度存在误差等。

12.答案：(1)C(2)R,(3)-；--R,(4)大于

kk

解析：本题考查半偏法测电表内阻、测量电源电动势和内阻实验。

(1)将电阻箱用的阻值调到最大，闭合调节打的阻值使毫安表的示数达到满偏，由闭

E

合电路欧姆定律可知此时回路中的总电阻约为废=1200Q,所以电阻箱为应选择C。

(2)将电阻箱飞的阻值调到最大，闭合S-调节4的阻值使毫安表的示数达到满偏；保持

电阻箱飞的阻值不变，闭合邑，调节电阻箱&,使毫安表示数达到满偏值的一半，则流过与

的电流也是满偏值的一半，所以此时毫安表内阻埠=4。(3)断开开关S”调节电阻箱与，

记下电阻箱的读数与和毫安表的示数/,由闭合电路欧姆定律，E=/(4+K+r),经过变

形，得1」耳+史」若获得图像的斜率为左，纵截距为江则4=冬二，

将Rg=R?代入解得电源电动势测量值的表达式为E=：,内阻测量值的表达式为r=:-尺。

kk

(4)用题述方法测出的电源内阻的误差来自于毫安表内阻Rg的测量误差，在用半偏法测毫

安表内阻时，闭合52，电路中总电阻减小，总电流增大，大于原毫安表的满偏电流，而此

时毫安表指针半偏，所以流经&的电流比毫安表的多，&的电阻比毫安表的电阻小，但我

们把《的读数当成毫安表的内阻，故测得的毫安表的内阻偏小，即为实＞&,将％=&代入

上述表达式得到的电源内阻大于真实值。

13.答案：（1）设物块质量为w,A与8第一次碰撞前的速度为%,由动能定理

=,解得：v0=4m/so设A、B第次碰撞后的速度分别为匕，%,以A的初

速度方向为正方向，由动量守恒定律得利％=mvA+mvn,由机械能守恒定律得

万1机%21212

=-/nvA+-mvB-解得：vA=0,vH=4m/s.

（2）碰后8沿皮带轮向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为4,由牛顿第二定律

q=〃?gsin<9+,/2〃{gcos<9=gsine+Hgcos（9=[Om/s2,运动的时间为4=为"=0.4s,运动的

m4

位移为g机讶+5+〃mg/o此后B开始向下加速，加速度仍为q,速度与皮带轮速度v相等

时匀速运动，设加速时间为位移为*2，匀速时间为4。则有g加片+g〃/ngL,

x,=-Z,=0.45m,f3=±*=°/17s,A、8第一次碰撞后到第二次碰撞前8运动的时间

-2v

为：，=勺+L+4=0・817so

14.答案：（1）也产…（2）叫R-B,立

RmRfR

解析：本题考查电磁感应和动量定理的综合应用。

F

（1）列车车头进入磁场时线框"边切割磁感线，有E=8L%,线框中的电流大小为/=1，

联立可得/=半，线框所受的安培力为&=8〃，由牛顿第二定律可得是+/=，加，联

立可得4=先也土史。（2）设列车前进速度方向为正方向，由动量定理可得

mR

其中噎=妇上，代入上式得-Z四包A4-#=0-m%,其中Z%M=s,联立可得

RR

2

mv0R-Bl?s

t=o

15.答案：（1）与液面平行；越小（2）初始时，气体B的压强PM=Po=75cmHg

气体4的压强0u=Pm-0g%=5OcmHg,玻璃管逆时针转过90°后气体8的压强

PB2=%+PgH=90cmHg,设此时AB间水银柱在竖直方向的长度为'em,玻璃管横截面

积为S,此时A部分气柱的长度42=[30-(5-x)lcm=(25+x)cm,所以此时气体A的压强

PA2=(90+x)cmHg,对A气体由玻意耳定律有PAJA3=PA2412s，代入数据求解可知x无

正解，故此时AB间的水银柱全部在水平管内，则此时气体A的压强PA2=%2=90cmHg

对A气体由玻意耳定律有PAJAB=pA2LA.S,解得16.7cm。

解析：(1)由于液体表面层的分子比较稀疏，分子间作用力表现为引力，这是形成表面张

力的原因，表面张力的方向平行于液体表面；相对湿度水=荡余气沿的实器际舞压强界，相对湿度为

同温下水的饱和汽压

100%表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，此时干湿泡湿度计的两个温

度计