2021届全国百强中学新高考原创预测试卷（十八）物理

2021届全国百强中学新高考原创预测试卷（十八）

物理

★祝考试顺利★

注意事项：

1、考试范围：高考范围。

2、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡

上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷

类型A后的方框涂黑。

3、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂

黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

4、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答

案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

5、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案用

0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选

修题答题区域的答案一律无效。

6、保持卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

7、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

二、选择题（本题共8小题，每小题6分，在四个选项中，14—18题只有一个选项符合题目

要求，19—21题有多个选项符合题目要求，选项全部正确得6分，选项正确但不全得3分，

选项有错得0分）

1.2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成.日前，位于广东东莞

的国家大科学工程一一中国散裂中子源（CSNS）首次打靶成功，获得中子束流.这标志着CSNS

主体工程顺利完工，进入试运行阶段.对于有关中子的研究，下面说法正确的是

A.中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性

B.一个笊核和一个僦核经过核反应后生成氨核和中子是裂变反应

C.卢瑟福通过分析。粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D.核反应方程•Pof$X+：He中的y=206,X的中子个数为128

【答案】A

【解析】

所有粒子都具有波粒二象性，A正确；裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反

应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，提出了原子的

核式结构模型，查德威克通过a粒子轰击被核（：Be）获得碳核（［C）的实验发现了中子，C错

误；尸210-4=206,X中中子个数为206-82=124,D错误.

2.如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动.用G表示无人机

重力，厂表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（）

【答案】B

【解析】

【详解】由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动即所受合外力为零，所以只有B图受力可

能为零，故B正确.

3.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.图中所示的图线甲，乙分别为甲，乙两辆

汽车在紧急刹车过程中的刹车距离x与刹车前的车速/的关系曲线，已知紧急刹车过程中车

与地面间是滑动摩擦.据此可知，下列说法中正确的是

A.以相同的车速开始刹车，甲车先停止运动

B.乙车与地面间动摩擦因数大，乙车的刹车性能好

C.甲车的刹车距离随刹车前的车速/变化快，甲车的刹车性能好

D.乙车受到地面的摩擦力大

【答案】B

【解析】

汽车刹车后做减速运动，根据运动学公式可知：s=v?/2a,故s和v的图象是抛物线，根据抛

物线特点可知a.Vaz.,即甲车刹车时加速度小于乙车的，以相同的车速开始刹车乙车先停止

运动，故乙车刹车性能好，乙车与地面间的动摩擦因数较大，因两车的质量关系不确定，不

能确定摩擦力关系，故ACD错误，B正确.故选B.

4.2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片在全球六地视界面望远镜发布会上同步发布.该

黑洞半径为此质量"和半径K的关系满足：丝=二（其中c为光速，G为引力常量）.若

R2G

天文学家观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度丫绕该黑洞做匀速圆周运动，则

2

A.该黑洞质量为上v工rB.该黑洞质量为空工

2GG

2

C.该黑洞的半径为当D.该黑洞的半径为上

C2c2

【答案】c

【解析】

A/fN

【详解】AB.天体受到黑体的万有引力提供天体圆周运动所需向心力，贝U：G”=加上,

rr

即有加=口，故AB错误；

G

Mc22V2r

CD.设黑洞的半径为此质量M和半径的关系满足：—=即有7?=一，该黑洞的

R2Gc

2v2r

半径为丁",故C正确，D错误；

c

5.如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴必‘以

角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2,线框通过滑环与一理想变压器

的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡。和心.已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1,开关

断开时L正常发光，且电流表示数为0.01A,则：

A.若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sinl00t/

B若开关S闭合，电流表示数将增大

C.若开关S闭合，灯泡。将更亮

D.灯泡L的额定功率为2W

【答案】B

【解析】

【详解】A.变压器的输入电压的最大值为：〃乎以S3=10X0.4X0.5X100=2001，；从垂直中性

面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为；u="cos&i=200cosl00t(V),故选项A

不符合题意；

B.若开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻减小，故输出电流增加，故输入电流也增加，

电流表示数将增大，故选项B符合题意；

C.若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡L亮度不变；故选项C不符合题意；

D.变压器输入电压的有效值为：U=宗=*=100&丫；开关断开时U正常发光，且电

流表示数为0.01A,灯泡L的额定功率等于此时变压器的输入功率，为：

尸1000X0.01=0W,故选项D不符合题意；

6.半径为〃的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为6,。是圆心，夕是磁场

边缘上的一点。在处的粒子源沿不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放出相同的带电

粒子，粒子质量0、带电量°。不计重力和粒子间的相互作用，各带电粒子穿出磁场时，一点

与出射点间的最大距离为夜R”由此可知()

A.带电粒子在磁场中做圆周运动半径等于立R

2

B.带电粒子进入磁场时的速度大小丫=叵”

2m

C.从离尸点最远处射出的带电粒子在磁场中运动方向偏转了90°

D.由于洛伦兹力不做功，带电粒子在磁场中运动时动能和动量都保持不变

【答案】AB

【解析】

【详解】A.当入射点与出射点分别在直径的两端时距离最大，则

2r=同

即

r=----R

2

A正确；

B.根据

V2

qvB=m—

r

可知

_qBr_0qBR

V=­

m2m

B正确；

C.从距离尸最远点射出的粒子在磁场中偏转的角度为180°,C错误；

D.由于洛伦兹力不做功，带电粒子在磁场中运动时动能保持不变，但是由于速度方向改变，

则动量改变，D错误。

故选AB。

7.如图所示，平行金属板A、B水平放置并带有等量异种电荷，现有a、b两个带电粒子，质

量分别为，。和机2,带电量大小分别为名和外,它们以相同的初速度先后垂直电场线从同一

点射入平行板间的匀强电场，a、b两粒子分别打在金属板B上的"点和"点，不计粒子重力,

则下列说法正确的是（）

//C

V

A.a、b两粒子均带正电

B.a、b两粒子电荷量关系为

C.a、b两粒子比荷关系为幺＞幺

町m2

I).电场对a、b两粒子所做功的关系为叱＜叫

【答案】C

【解析】

【分析】

带电粒子垂直电场方向进入电场，做类平抛运动，运用类平抛运动的公式，结合电场中的公

式进行计算。

【详解】A.由于A、B两金属板带电正负未知，故不能确定a、b两粒子的电性，选项A错误;

BC.两粒子在电场力的作用下做类平抛运动，在水平方向

x=vot,

在竖直方向

1,Eqx1

y=-at~-.......r9

22mvj

由图可知

—＞演，

则有

gm2'

由题设条件无法比较％与％关系，选项B错误，C正确；

D.由电场力做功公式W=知，因加速电压〃相同，而%与%的大小关系不能确定，所以

不能确定叫，与网的大小关系，选项D错误;

故选Co

【点睛】带电粒子在电场中的运动。

8.如图，平行光滑金属导轨M、N固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中.完全相同的

两金属棒P、Q搭放在导轨上，开始均处于静止状态.给P施加一与导轨平行的恒定拉力作用,

运动中两金属棒始终与导轨垂直并与导轨接触良好.设导轨足够长，除两棒的电阻外其余电

阻均不计.则两棒的速度及棒中的感应电流随时间变化的图象正确的是

【答案】AD

【解析】

P向右做切割磁感线运动，由右手定则判断知，回路中产生逆时针的感应电流，由左手定则判

断可知，Q棒所受的安培力方向向右，故Q向右做加速运动；Q向右运动后，开始阶段，两杆

的速度差增大，产生回路中产生的感应电动势增大，感应电流增大，两杆所受的安培力都增

大，则P的加速度减小，Q的加速度增大，当两者的加速度相等时，速度之差不变，感应电流

不变，安培力不变，两杆均做加速度相同的匀加速运动.AB、开始运动时，P棒做加速度减小

的加速度运动，Q棒做加速度增大的加速运动，最终做加速度相同的加速度运动，故A正确，

B错误；CD、开始运动时，两棒的速度差增大，感应电动势增大，通过电流增大，最终两棒都

做匀加速运动，速度差保持不变，故回路中感应电动势不变，电流恒定，故C错误，D正确.故

选AD.

【点睛】P向右做切割磁感线运动，产生感应电流，此感应电流流过Q,Q受到安培力而运动

起来，先根据右手定则判断回路中感应电流的方向，再由左手定则判断Q所受的安培力方向，

即可判断其运动方向.通过分析安培力的变化，来分析两棒的运动情况和电流变化情况.

三、必考题(共129分)

9.研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”，采用了如

图甲所示的装置，其中泌=50g、＜.=150g,开始时保持装置静止，然后释放物块姓，和可以

带动向拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可研究匀变速直线运动。

某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交

流电频率为50Hz。

(1)系统加速度大小为m/s；

(2)打点5时系统的速度为m/s2；

2

(3)忽略一切阻力，某同学作出的匕-/?图像如图丙所示，则当地的重力加速度产

2

2

______m/so

【答案】(1).4.8(2).2.4(3).9.6

【解析】

【详解】(1)[1]据题意，从纸带可以求出系统的加速度

%—七5=江2

而相邻计数点之间时间间隔为T=O.ls,则加速度为a=4.8m/s2。

(2)[2]计数点5瞬时速度为

v,==2.4m/s

52T

(3)[3]根据

12

(机2一)g力=5(町+加2)V5

整理得

v

5=

2〃&+/4

则图像斜率为

一(也-〃q)g=22=4.8

7721+m21.5

重力加速度为g=9.6m/s2。

10.实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表。内阻r的电路

如图所示。供选择的仪器如下：

①待测电流表G,(0~5mA,内阻约300Q)

②电流表G?(2.0~10mA,内阻约100Q)

③定值电阻石(300Q)

④定值电阻尼(10Q)

⑤滑动变阻器"(0^10000)

⑥滑动变阻器吊(0~20Q)

⑦干电池(1.5V)

⑧电键S及导线若干

(1)定值电阻应选，滑动变阻器应选；(只能在空格内填

写序号)

(2)用连线连接实物图

待测电流农

⑶补全实验步骤：①按电路图连接电路，；

②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置，记录G,,金的读数人A；

③__________j

④以人为纵坐标，为为横坐标，作出相应图线，如图所示；

(4)根据A-/图线的斜率〃及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式

【答案】(1).③.将滑动

触头移至最左端(5).(6).

「(I冰

【解析】

【详解】根据电路连接特点，&为定值电阻和电流表G的总电流，若定值电阻选10Q,

则容易使流过G2的总电流超过其满偏值，故选用。

[2]分压接法用小阻值的滑动变阻器即可。

(2)L3]

(3)[4]在闭合开关前应将滑动变阻器滑片打在最左端以保护仪表；

[5]要多测量几组数据，所以要多次移动滑动触头，记录相应的G”G,读数九九

(4)[6]根据欧姆定律

解得

1Si

《

即

女=ZL±A

&

所以4=伏一1)1?10

11.如图所示是一种质谱仪的原理图，离子源(在狭缝S上方，图中未画出)产生的带电粒子经

狭缝S与S之间的电场加速后，进入A和R两板间相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域.沿

直线通过狭缝W垂直进入另一匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下带电粒子打到底片上形成

一细条纹.若从离子源产生的粒子初速度为零、电荷量为+(?、质量为如S与S之间的加速电

压为%S和2两金属板间距离为M两板间匀强磁场的磁感应强度为5,测出照相底片上的

条纹到狭缝W的距离力求：

(1)粒子经加速电场加速后的速度71；

(2)月和8两金属板间匀强电场的电压4；

(3)经S垂直进入的匀强磁场的磁感应强度反

【答案】⑴「恃⑵…d怜⑶与用誓

【解析】

试题分析：(1)在加速电场中，根据动能定理求出加速后的速度；(2)带电粒子在A和8两

金属板间运动时，电场力与洛伦兹力平衡，由此求出电压；(3)在匀强磁场中偏转，根据洛

伦兹力提供向心力求出磁感应强度.

1,

(1)带电粒子在S和S两极板间加速，根据动能定理有：qU^-mv；-0

解得：加速后的速度h=J邺人

Vm

(2)带电粒子在4和月两金属板间运动时，电场力与洛伦兹力平衡：q2=qvB

a

解得：U,=8/、陛五

Vm

(3)带电粒子在磁场中运动，做匀速圆周运动，据牛顿第二定律有：4/坊=相生，又R=

R2

解得,BL谬

【点睛】粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动，

根据不同阶段的运动的特点来分类解决.

12.如图所示，足够长的斜面倾角为30°,初始时，质量均为勿的滑块4、6均位于斜面上，

且46间的距离为b1m。现同时将两个滑块由静止释放，已知滑块4、8与轨道间的动摩擦因

数分别为〃4=孝和〃8=弓，重力加速度lOm/s常设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块

之间发生的碰撞为弹性碰撞，滑块可视为质点。求：

(1)经过多长时间，滑块之间发生第一次碰撞？

(2)再经过多长时间，滑块之间发生第二次碰撞？

(3)/从释放到最终停止所运动的位移。

A

B

n[c

【答案】（1）i=ls（2）t=£rr.s（3）产5m

'5

【解析】

【详解】将两滑块由静止释放后，对滑块力进行受力分析，由牛顿第二定律得:

mgsin30°-juAmgcos30°=may

得

2

a[=2m/s

对6有

mgsin300</JBmgcos30°,

故8静止

则

L——a.t~

2'

得

t=ls

（2）设发生第一次碰撞前的瞬间滑块A的速度是％

%=卬=2m/s

碰后滑块/、8的速度分别是斗、匕，由弹性碰撞得：

mv()=mv,+mv2

g加片=，叱2+；加H

解得

匕=0,匕=2m/s

滑块8开始向下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：

mgsin30°-cos30°=ma-.

2

a2=-2.5m/s

设滑块6下滑时间to后停止运动，则

’0纪=0.8s

L,=~axt~-0.64m

11

L2-v2z0+—at~-0.8m

由于右V右，8停止运动时二者仍未发生第二次碰撞，即

得

15

（3）由（2）知，每次碰撞后6先减速到零，再次与/碰撞，又

21ngsin300<%mgcos30°+gmgcos30°

最终4,6将静止在斜面上，设/下滑的位移为x,由能量守恒得：

mgxsin30°+mg(x-L')sin30°=^uAmgcos30°-x+/4Hmgcos30°(x-L)

解得：

A=5m

13.一列横波沿x轴正方向传播，在片0时刻的波形曲线如图所示.已知这列波的质点P从片0

时刻起第一次达到波峰的时间为0.6s,质点⑶的坐标分别为（1,0）和（7,0）,则有（）

y/oa

A.这列波的频率为1.25"z

B.这列波的波长为5m

C.这列