核心素养卷（06）决胜2021年新高考物理核心素养卷（江苏专用）（解析版）

2021年江苏省新高考综合模拟

物理核心素养卷（06）

一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。

1.如图所示，透明半球体半径为R，。为半球体球心，过球外A/点射向球面上A点的光线，经折射后从

平行于球面上的3点射出，已知8到。的距离为与，之间的距离为百R,光在真空中的传播速

度为c,则（）

A.透明球体的折射率迪

2

B.透明球体的临界角是30。

C.光从用到台所用的时间辿

2C

D.光在透明球体中的传播速度为《

【答案】D

【解析】A.依题意可知，光线A8与河。平行，光路图如下图所示

OA为过A点的发现，过M点作OA的垂线交OA与。，A到MO的距离

则

解得

则

所以

代入解得

透明球体的折射率

故A错误；

B.透明球体的临界角

故B错误；

C.由几何关系可得

光从M到8所用的时间

故C错误;

D.根据

解得光在透明球体中的传播速度

故D正确。

故选D。

2.“、b.c三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，如图所示。光线万

正好过圆心0,光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线出c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、

Q,则下列说法正确的是（）

A.玻璃对三种光的折射率关系是％<〃b<%

B.玻璃对三种光的折射率关系是“<吸，力光的折射率大小无法确定

C.用相同的装置进行双缝干涉实验，。光的干涉条纹间距比c光干涉条纹间距小

D.若“、c都能使某金属发生光电效应，则“打出的光电子的最大初动能大于c光打出的光电子的最大初

动能

【答案】B

【解析】AB.c光通过玻璃前后偏折程度比a光的大，所以玻璃对c光的折射率大于对。光的折射率。111

于玻璃对6光没有发生偏折，无法判断玻璃对〃光的折射率与对。、c两光的折射率的大小，故A错误，B

正确；

C.玻璃对c•光的折射率大于对a光的折射率，则c光的波长比a光小，根据双缝干涉条纹的间距与波长成

正比，可知在相同条件下进行双缝干涉实验，c光的条纹间距比a光窄，故

C错误；

D.c光的折射率大，频率高，根据光电效应方程可知，若。、。都能使某金属发生光电效应，则。打出的光

电子的初动能更大，故D错误。

故选B。

3.如图所示，地球和月球的其中一个拉格朗日点乙位于地球和月球连线上地球与月球之间，在该点，卫星

可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动。已知地心与月心的距离为彳，卫星与月球中

心的距离为与，月球、卫星绕地球运动的加速度大小分别为卬、%,线速度大小分别为片、v2,周期分别

为刀、72，则下列说法正确的是（）

A.由开普勒第三定律得*=*

/112

B.且匕＜丫2

C.卫星在4点受到两个力的作用，两个力的大小相等，方向相同

D.在月球和地球所在直线上，除乙还应该有两个这样的点，能够让卫星载几乎不消耗燃料的情况下与月球

同步绕地球做圆周运动

【答案】D

【解析】A.当行星绕中心天体做圆周运动过程中万有引力提供向心力时，开普勒第三定律成立，由于卫星

会同时受到月球和地球的引力作用，故A错误；

B.由题意可知，月球、卫星绕地球运动的角速度相同，由公式v=可知

由公式a=ri?度可知

故B错误；

C.卫星在乙点受到两个引力的作用，且两力的合力提供向心力，故C错误；

GmM

D.由题意可知，卫星在4点受到两个引力的作用而使卫星相对地球、月球静止，由公式F=——及力的

广

合成可知，在月球和地球所在直线上，除乙还应该有两个这样的点，能够让卫星载几乎不消耗燃料的情况

下与月球同步绕地球做圆周运动，如图所示，故D正确。

4.将静置在地面上质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度vo竖直向下

喷出质量为机的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小

是（）

mM

A.—VoB.—vo

Mm

Mm

C.-------------voD.----------vo

M-mM-m

【答案】D

【解析】火箭点火的过程中，由于动量守恒，可得

解得

故选D。

5.如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力尸随位移x变化的情况如图乙所示，

运动4m后撤去推力F,物体与地面间的动摩擦因数为〃=0.5,g取10m/s2,则（）

A.全程克服摩擦力做功100J

B.运动过程中推力做的功为200J

C.物体在运动过程中的加速度一直减小

D.因推力是变力，无法确定推力做的功

【答案】B

【解析】ABD.尸-X图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功，则

对整个过程根据动能定理

则全程克服摩擦力做功

B正确，AD错误；

C.滑动摩擦力

当推力大于20N时，物体做加速度减小的加速运动，当推力减小到20N时，加速度为零；当推力小于20N

时，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动直至停止，C错误。

故选B。

6.在真空中的x轴上的原点和x=6a处分别固定一个点电荷M、N,在x=2a处由静止释放一个负点电荷

4,点电荷4只受电场力作用沿x轴方向运动，其速度大小与在x轴上的位置关系如图所示，经4〃处速度最

大。则下列说法中正确的是（）

A.点电荷M、N一定都是正电荷

B.x轴上34到5a电势是先增后减

C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1

D.x=4a处的电场强度不为零

【答案】B

【解析】A.该电荷从2“到4a运动过程速度增大，即合外力向右，在4a到6“的运动过程速度减小，即合

外力向左。从2a到6”的运动过程，由库仑定律?=警■可知：M对该电荷的作用力减小，N对该电核的

广

作用力增大，方向不变，故M对该电荷的作用力向右，N对该电荷的作用力向左，所以，点电荷M、N都

是负电荷，故A错误；

B.该电荷运动过程只有电场力做功，故有动能定理可知：从3a到5”，电场力先做正功，后做负功，那么

该电荷的电势能先减小后增大，由于该电荷是负电荷，故电势是先增大后减小，故B正确；

CD.由图可知，在4a处，合力为零，即电场强度为0,则有

解得

故CD错误。

故选B。

7.如图（a）所示，在倾角。=37°的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀

强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在，=82和f=9%时

刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6.则圆环

和斜面间的动摩擦因数为（）

315_1927

A.-B.—C.—D.—

4162028

【答案】D

【解析】根据楞次定律可知，0〜即。时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安

培力沿斜面向下，设圆环半径为〃电阻为R,在

t=8ro时

有

U△①AB1,Bo2E,

E,=——=--------兀厂=—―nr,/=—L

△t“216fo'R

此时圆环恰好静止由平衡得

同理在

t=9to时

圆环上部分受到的安培力沿斜面向上

A①B。2,E,

2

△t2r0R

圆环此时恰好静止，由平衡得

联立以上各式得

故ABC错误，D正确。

故选D。

8.如图所示，两宽度均为〃的水平匀强磁场，磁感应强度的大小等，两磁场区域间距为4a。一个边长为〃

的正方形金属线框从磁场上方距离为。处由静止自由下落，匀速通过上方匀强磁场区域，之后又通过下方

匀强磁场区域。已知下落过程中线框平面始终在竖直平面内，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.线框通过上、下两个磁场的过程中产生的电能相等

B.线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量不相等

C.线框通过下方磁场的过程中加速度的最大值与重力加速度的大小相等

D.线框通过上、下两个磁场的时间相等

【答案】C

【解析】A.线框匀速通过上方磁场，加速一段距离后，将减速通过下方磁场，两次通过磁场时，克服安培

力做功不同，所以产生的电能不相等。A错误；

B.根据电流公式得

所以两次通过磁场流过的电荷量相等。B错误；

C.进入上方磁场时，速度为

受力分析有

进入卜方磁场时，其速度为

受力分析有

解得

C正确；

D.因为线框减速通过下方磁场的过程，最小速度不小于通过上方磁场时的速度，所以通过下方磁场时的时

间较短。D错误。

故选C。

9.空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场，在其间竖直固定两个相同的、彼此正

对的金属细圆环a、b,圆环a在前、圆环b在后。圆环直径为“，两环间距为L、用导线与阻值为R的外电

阻相连，如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为0的逆时针匀速圆周运动（如图），

金属棒电阻为八棒与两圆环始终接触良好，圆环电阻不计。则下列说法正确的是（）

A.金属棒在最低点时回路电流最小

B.金属棒在圆环的上半部分运动时（不包括最左和最右点），a环电势低于b环

C.从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为i=立里迎cos①t

4（7?+r）

D.电阻R两端电压的有效值为U=立

4（/?+r）

【答案】D

【解析】A.导体棒在磁场中运动时，产生正弦式交流电，而且在最高点和最低点，由于速度方向与磁场方

向垂直，产生的感应电动势最大，感应电流也最大，A错误；

B.根据右手定则，在上半部分运动时，导体棒相当于电源，电流从b流向a,a相当于电源的正极，因此,

a环电势高于b环电势，B错误；

C.导体棒运动的速度

在最高点时电动势瞬时值

因此从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为

C错误；

D.回路中电动势的有效值

因此电阻R两端电压的有效值为

D正确。

故选D。

10.如图所示，用轻绳系住一质量为2,”的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为机的匀质小球，各接

触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为a，两球心连线0。2与轻绳之间的夹角为4，则a、

B应满足()

A.tana=3cot(3

B.2tan«=3cot(3

C.3tana=tan(a+0

D.3tan«=2tan(«+/?)

【答案】C

【解析】设绳子拉力为T,墙壁支持力为M两球之间的压力为扛将两个球作为一个整体进行受力分析，

可得

对小球进行受力分析，可得

联立得

故选C。

H.一个小球用细线悬挂在天花板上，处于静止状态。第一次如图甲所示，用一个水平向右的拉力丹作用

在小球上。使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为。的位置；第二次如图乙所示，用一个始终与细线

垂直且在同一竖直面内的拉力也使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为。的位置，则下列判断正

确的是()

A.两个过程中，拉力Fi、B都不断增大

B.两个过程中，细线的张力都不断增大

C.第一次拉力Q做的功比第二次拉力尸2做的功多

D.细线与竖直方向的夹角为。时，Q小于B

【答案】A

【解析】AB.根据力的平衡，题图甲中有

细线的拉力

题图乙中有

细线的拉力

在小球缓慢运动的过程中，随着。增大，Q、B都是不断增大，题图甲中细线的拉力不断增大，而题图乙

中细线的拉力不断减小，选项A正确，选项B错误；

C.根据动能定理有

两次克服重力做的功相同，因此拉力B、F2做的功相等，选项C错误；

D.由Q=mgtanO和后沏gsinO可知，细线与竖直方向的夹角为0时，B大于选项D错误。

故选Bo

二、非选择题:共5题，共56分。其中第13题〜第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的

演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系“，在实验室设计了一套如图甲所示

的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够

长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦.实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩

擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点.

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这

些点到零点之间的距离X,计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2—v02,弹簧秤的读数为F,小车的

质量为m,然后建立△v2—X坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直

线的斜率的意义为.（填写表达式）

（2）若测出小车质量为0.4kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为N.

（3）本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量—（填"是''或"否”）

【答案】—;1:否；

m

ii-|OZ71

【解析】（1）由动能定理可得W=&=—，研2——相片=_皿丫2_说），所以Ay2=/x,所以图像的

222m

2F

斜率等于一.

m

nicpii

（2）由图像可知其斜率为4=—=5,由4知合外力尸=一板=-x5xO.4N=lN.

0.03m22

（3）本实验不需要小桶（含内部沙子）重力代替绳子的拉力，所以不需要小桶（含内部沙子）重力远小于

下车的质量.

13.小明在实验室找到一个可调内阻的电池（如左下图），想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻

电池由电池槽，正负极板M、N,探针P、Q,打气筒等构成。电池槽中间有一条电解质溶液通道，缓慢推

动打气筒活塞，向电池内打气，以改变通道内液面的高度，从而改变电池的内阻，液面越低，内电阻越大。

电压表V1与正负极板M、N连接，电压表V?与探针P、Q连接，小明将三个相同的小灯泡并联接在M、N

两端，每个支路由独立的开关Si、S2、S3控制。

（1）断开Si、S2、S3,两个电压表的示数如下图所示，则（填下图字母代号）为V1的读数，其读数

为V。若不计电压表内阻的影响，则此数值等于该电源的；

（2）逐步闭合吊、S2、S3,小明将看到Vi的示数（增大/减小/不变），V2的示数（增大碱

小/不变），同时会发现两电压表的示数还会满足的关系，若读得Vi的示数为Ui,V2的示数

为S,A的示数为/,则此时电池的内阻尸（用题中字母符号表示）。

⑶保持，、S2、S3闭合，用打气筒向电池内打气，同时记录V|、V2的示数S、S和A的示数/,利用多

组数据画出UU、3-/图像，若灯泡电阻随温度的变化不计，则下列图像正确的是。

【答案】B2.70（2.68-2.72）电动势减小增大两电压表示数之和基本保持不变

【解析】（1）[I]电压表V1与正负极板M、N连接，测的是外压，电压表V?与探针P、Q连接测量的是内

压，断开Si、S2、S3,,电流为0,内压为0,外电压不为零，所以是B图及小的V1的示数。

⑵选择的量程是0~3V,读数为

27.0x0.IV=2.70V。

［3］外电路断路时，外电压等于电源的电动势。

（2）［4］逐步闭合，、S2、S3,外电阻逐渐变小，电压表Y测的是外压，则外电压逐渐减小。

［5］电压表V?测量的是内压，根据

则电压表丫2的示数在增大。

［6］因为两电压表示数之和为电源的电动势，则两电压表示数之和基本保持不变。

⑺V2的示数是内电压，电池的内阻

U,

r=^-o

I

（3）［8］AB.因外阻不变，则外压Q与电流的关系为

B错误A正确；

CD.因内用打气简向电池内打气，液面越低，内电阻越大，内电压与电流的关系

会随电流的增大而增大，且斜率越来越大，CD错误。

故选A»

14.如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气.汽缸质量为

M=10kg,缸壁厚度不计，活塞质量m=5.0kg,其圆面积S=50cm2,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27℃

时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力.现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多

少时，汽缸对地面恰好无压力？（大气压强po=105pa,g取lOm/s?）

【答案】400K

［解析］由题知初态温度为T/=300K...1

活塞对地面无压力对活塞：［S+mg=4S,即：/>=/>-^-=0.9xl05Pa...2

S

当温度升为乃时气缸对地面无压力，对气缸：P2S=P0S+Mg,即：£=4+等=1.2xl05p；,...3

对缸内气体：等容变化，由查理定律得：或=才...4

123,4联立求解得：7'2=400K

15.某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图所示，将一质量为胆的玩具汽车（可以视为质点）放在。点,

用弹簧装置将其弹出（每次弹出弹簧压缩量均相同），使其沿着光滑的半圆形轨道OMA和运动，BC

段是一长为Li=10.0m的粗糙水平面,CQ是倾角为族37。的粗糙斜面,长度L2=6.0m,QE段是一长为L3=1.0m

的粗糙水平面。圆弧OMA和ANB的半径分别为xl.Om,R=4.0m。玩具小车与8C、CD、OE间的动摩擦

因数均为"=0.5,C点和。点均用光滑小圆弧衔接，小车经过。点时不脱离轨道：(sin37°=0.6,cos370=0.8)

(1)若玩具汽车的质量机=lkg,要使玩具汽车恰好不脱离圆弧轨道，压缩弹簧弹性势能稣为多少？

(2)若玩具汽车的质量为w=lkg,玩具汽车最后停下的位置离C点多远？

(3)若改变玩具汽车质量，小车能不脱离圆轨道并停在OE段，问玩具汽车的质量需要满足什么条件？

Q

【答案】(1)40J；(2)2m；(3)—kg<m<O.8kg

【解析】(I)以。到A为研究过程，根据动能定理得

由于小车不脱离轨道，对小车在A点则有

联立上面两式得

EP=40J

(2)以A到C为研究过程，根据动能定理得

解得

vc=10m/s

设在CO(1运动王后停下，根据动能定理得

解得