决胜2021年新高考物理核心素养卷（06） （湖北专用解析版）

2021年湖北省新高考综合模拟

物理核心素养卷(06)

一、选择题:本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1〜7题只有一项符

合题目要求，第8〜H题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0

分。

1.1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用”Co放射源进行了实验验证，

称Co的衰变方程是界Co-^Ni+X+E，其中正是中微子，中微子不带电，静止质量可忽略。则哭Co的

衰变方程中X表示()

A.B.：＞eC.；nD.；He

【答案】A

【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒，衰变方程为

”Co制Ni+1e+E

故A正确，BCD错误。

故选A»

2.某运动员掷出的铅球在空中运动的轨迹如图所示，铅球可视为质点，空气阻力不计。用p、痂、Ek、E

分别表示铅球的动量大小、重力势能、动能、机械能，用f表示铅球在空中的运动时间。铅球离开手时计为

【答案】B

【解析】AC.铅球在空中运动的过程中，速度先减至最小，但不为零，再增加，根据

p—mv

可知动量先减至最小，但不为零，再增加；同理动能也是如此，故AC错；

B.铅球在空中运动的过程中，高度先增加后减小，因此势能先增加后减小，故B对:

D.铅球在空中运动的过程中，只有重力做功，因此机械能不变，故D错。

故选B。

3.如图所示为东方明珠广播电视塔，是上海的标志性文化景观之一，塔高约468米。游客乘坐观光电梯大

约1min就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在/=0时由静止开始上升,

其加速度。与时间f的关系如图所示。下列相关说法正确的是（）

A.f=6s时，电梯处于失重状态

B.7~53s时间内，绳索拉力最小

C.f=59s时，电梯处于超重状态

D.f=60s时，电梯速度恰好为0

【答案】D

【解析】A.根据。一，图像可知当f=6s时电梯的加速度向上，电梯处于超重状态，A错误；

B.53~55s时间内，加速度的方向向下，电梯处于失重状态，绳索的拉力小于电梯的重力；而7~53s时间

内，a=0,电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内

绳索拉力不是最小，B错误；

C.，=59s时，电梯减速向上运动，«<0,加速度方向向下，电梯处于失重状态，C错误；

D.a—，图像与时间轴所围的面枳表示速度的变化量，而由几何知识可知，60s内a-f图像与时间轴所围

的面枳为o,所以速度的变化量为o,而电梯的初速度为o,所以r=60s时，电梯速度恰好为o,D正确。

故选D。

4.如图所示为一固定在水平桌面上的V形槽的截面图，AB.BC面与水平桌面间夹角分别为30°和60°。一

正方体木块放在槽内，木块与AB、BC面间的动摩擦因数相同，现用垂直于纸面向外的力尸拉木块，木块

恰好能沿槽做匀速直线运动。木块的质量为山，重力加速度为g。木块与AB、8c面间的动摩擦因数大小为

()

2FF

A,加g(6+1)1mg(6+1)

2FF

>mg(由-1)

【答案】A

［解析】将重力按照实际作用效果正交分解，如图所示

、

7777^77777

MJ/

故

F=mgsin600=-—mg，F2=mgsin300=—mg

t22

滑动摩擦力为

户〃(Q+B)

解得木块与AB、BC面间的动摩擦因数大小为

IF

AI=----------

mg(G+l)

故选A。

5.一小孩用质量为用的电动玩具车在平直路面上试车，如果电动机提供的水平向前的牵引力E随时间，变

化的图线如图所示，玩具车在时刻开始运动，玩具车受到的阻力恒定不变，则玩具车的加速度。、速度八

位移x和电动机的输出功率P随时间/变化的大致图线正确的是（）

【答案】D

【解析】A.由产-，图象可知，玩具车所受的牵引力尸随时间，先均匀增大后恒定不变，又由于玩具车受

到的阻力恒定不变，玩具车在J时刻开始运动，故在%时间内加速度为零，%~2。时间内加速度从零

开始均匀增大，则此时间段内加速度随时间变化的图线是一条倾斜的直线，2%~4fo时间内加速度恒定，

则此时间段内加速度随时间变化的图线是一条平行于横轴的直线，故A错误；

B.玩具乍在0~J时间内速度为零，务~2%时间内加速度逐渐增大，则此时间段内速度随时间变化的图

线是一段斜率逐渐增大的曲线，2fo~4/0时间内加速度恒定，则此时间段内速度随时间变化的图线是一条

倾斜的直线，故B错误；

C.玩具车在。时间内位移为零，2~2小时间内做变加速直线运动，则此时间段内位移随时间变化的

图线是一段斜率逐渐增大的曲线，2/°~4为时间内做匀加速直线运动，则此时间段内位移随时间变化的图

线是一段斜率逐渐增大的曲线，故C错误；

D.在0~。时间内玩具车的电动机工作，但没有输出功率，在~2%时间内，牵引力尸随时间均匀增大,

同时速度随时间非均匀增大，根据尸=4可知，输出功率随时间的变化是非线性的，图线应为一段斜率逐

渐增大的曲线，在力。~4fo时间内牵引力尸不变，加速度恒定，速度随时间均匀增大，故电动机的输出功

率随时间均匀增大，故D正确。

故选D。

6.如图所示，空间存在匀强电场，电场强度为E,电场方向与xoy直角坐标系平面平行，与水平方向夹角

为30。斜向下。坐标原点。处固定一点电荷”，带电量为+*将一带电量为口的点电荷b放置于电场中某位

置时刚好可以静止。若将点电荷8固定于该位置，自由电荷c仍可静止于电场中某些位置，粒子重力均不

计，静电力常量为鼠下列说法中正确的是（）

点电荷方距。点距离为

点电荷6所在位置坐标为

C.点电荷c可静止于），轴上某点

D.点电荷c可静止位置的连线是一个半径为年的圆

【答案】C

【解析】A.b静止，所以受力平衡，即a对b的静电力与匀强电场对b的静电力等大反向，由

qE=,2

则

故A错误;

B.点电荷b所在的位置为

x=cos120°=一等

sin120°=-

2

故B错误;

c.c能静止，则a、b对c的静电力和电场对c的电场力平衡，由A的分析可知，三个力等大，所以三个力

的夹角是120。，且c到a、b的距离相等，有几何关系可知，c的位置在r=的圆上，点电荷c,可

静止于y轴上某点，故C正确，D错误。

故选Co

7.如图所示，一个静止的质量为，*、带电荷量为g的粒子（不计重力），经电压。加速后垂直进入磁感应

强度为B的匀强磁场，粒子在磁场中转半个圆周后打在P点，测出OP距离为x,下列x-U图像可能正确的

是)

【答案】B

【解析】在加速电场中，由动能定理得

qU=^mv2

磁场中，洛伦兹力提供向心力，有

2

qvB-m—

解得

1\2rnU

r=一

Bq

则得

c22mU

x=2r=-------

列q

8、〃3g都一定，则由数学知识得到，x-U图像是抛物线。

故选B。

8.如图所示，劲度系数％=10N/m的轻质弹簧放置在光滑的水平面上，左端系在墙上，在大小为10N的

水平向左的推力E作用下，物块A、B紧挨着弹簧处于静止状态，两物块不粘连，质量均为机=2kg。现

突然改变尸的方向使其水平向右，即变为拉力作用在物块B上，同时厂的大小按某种规律变化，使A、B

一起以a=4m/s2的加速度向右做匀加速运动，直到A、B分离，弹簧始终处于弹性限度内，则（）

X

X

、

、一一一―…一一一一j一-J一-j一-一一一一L-一一

V7777777777777777777777777777777777777777777T

A.两物块刚开始向右做匀加速运动时，拉力为10N

B.弹簧刚好恢复原长时，两物块正好分离

C.从两物块一起做匀加速运动开始，经过两物块正好分离

10

D.从两物块一起开始做匀加速运动到分离，拉力/对物块做的功为1.4J

【答案】CD

【解析】A.系统静止时，弹簧的压缩量设为王，则

代入瑞=ION、左=10N/m,解得

玉=1m

两物块刚开始向右做匀加速运动时，对两物块由牛顿第二定律有

F+F()=2ma

代入数据可得

尸=6N

故A错误；

B.两物块刚好分离时，物块之间的弹力正好为0,设此时弹簧的压缩量为超，对物块A由牛顿第二定律有

kx2=ma

解得

x2=0.8m

故B错误；

两物块一起做匀加速运动，分离时运动的位移

W=玉一々=0-2m

根据

12

x总=5。广

解得

弹力对两物块做正功，则有

(42+%)(内-々)

2

由胡克定律有

可得

%=L8J

两物块从一起做匀加速运动到分离，应用动能定理有

%+%产;x2皿2-。

且

v—at

联立解得

WF=\AJ

故D正确。

故选CD。

9.2020年7月23日“天问一号”火星探测器成功发射，开启了火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步.“天

问一号，，将完成“绕、落、巡”系列步骤.假设在着陆前，“天问一号”距火星表面高度为力，绕火星做周期为T

的匀速圆周运动，已知火星半径为凡引力常量为G,下列说法正确的是（）

A.火星的平均密度为一

GT2

B.“天问一号”圆周运动的角速度大小为经

T

C.火星表面重力加速度为竺K

T1

D.“天问一号”圆周运动的线速度大小为生出？

【答案】BD

【解析】A.“天问一号”距火星表面高度为〃，绕火星做周期为T的匀速圆周运动

G潞尸学2）’…刎

解得火星的平均密度为网"譬，故A错误;

GT2K

B.“天问一号”圆周运动的角速度大小为

故B正确；

C.根据

G-^=mg

解得:

4)(R+〃)

T2R2

故c错误;

D.“天问一号”圆周运动的线速度大小为

,八2兀(R+h)

u=(ED+h)(o=---------

T

故D正确；

故选BD。

10.如图所示。绝缘细管内壁光滑。固定在与两等量的正点电荷连线平行的方向上，并关于两点电荷连线

的中垂线对称，某时刻一带正电、直径略小于管的内径的小球从管的右端静止释放。若两点电荷连线水平,

以下说法中正确的是（）

A.小球受到的电场力一直减小

B.小球在关于中垂线对称的两个位置处速度大小相同

C.小球能够运动到管的最左端

D.电场力对小球先做负功。后做正功

【答案】BC

【解析】A.作出通过细管的两条电场线，如图所示，小球受到的电场力也呈现对称性，则电场力不可能-

直减小，A错误；

BC.根据运动的对称性知，小球在图中A、8两个对称位置处，速度大小一定相等，小球恰好减速到达管

的左端，BC正确；

D.小球从释放到运动至左端管口，电场力先做正功，后做负功，D错误。

11.正方形导线框abed边长为L，垂直纸面向里的水平匀强磁场区域，上、下边界分别为MN、PQ,宽

度为线框平面竖直，。匕边与MN平行，距离为线框从静止释放后，边在下落过程中经过MN

与经过PQ时的速度相等。重力加速度大小为g,下列说法正确的是()

A.边刚进入磁场时，线框加速度一定向上

B.磁场的宽度d可能小于线框的边长L

C.eel边到达MN的速度一定等于J2g(h+L-d)

D.线框穿过磁场的全过程，产生的焦耳热一定为2〃?gd

【答案】BC

【解析】

设线框电阻为R,。。到达MN时速度为匕，cd到达MN时速度为匕，全过程产牛.的焦耳热为0，对ab到

达MN时有

mgh=gmv；

电动势

E=BL%

感应电流为

I一E_BL%

RR

安培力

①若0率〈机8，边进入磁场后做加速运动，出,边经过PQ时的速度一定大于经过MV时的速度,

与题意不符。

②若早

mg,"边进入磁场后开始做匀速运动，若该条件下d<£,ab边经过MM与经过尸。时

的速度相等，有

mg(L-d)=；mvl-；mvf

得

匕=J2g(/z+L-d)

ab穿过磁场产生的焦耳热2=mgd,cd穿过磁场产生的焦耳热Q2>mgd,全过程产生的焦耳热

Q=+。2>2mgd

若该条件卜。〃边经过MN与经过PQ时的速度相等，有

mg（L_d）=；/n1一；加口；

得

%=J2g(〃+L-d)=y/2gh

全过程产生的焦耳热

Q=2mgd

若该条件下d>L,线框全部进入磁场后加速运动，乃边经过尸。时的速度大于经过MN时的速度，与题

意不符。

③若邑殳1>麻,而边进入磁场后做减速运动，若该条件下边经过尸。时的速度小于经过

R

MN时的速度，与题意不符;

若该条件下d>L,线框全部进入磁场后，线框加速，原边经过PQ时的速度可能等于经过时的速度,

有

得

岭=j2g(/?+L_Q)

cd边到达PQ时的速度为v,,全过程由能量守恒定律有

mg(h+d+L)=；mv：+Q

得

Q=2mgd

故选BC»

二、非选择题:本题共5小题，共56分。

12.某同学采用如图甲所示的竖直实验装置图，来探究共点力的平衡条件。其中，弹簧测力计A固定于P

点，下端用细线悬挂一个重物M,用一端固定于细线上。点的弹簧测力计B水平向左拉细线，使结点。静

止于图中位置，贝於

乙丙

(1)下列实验操作中，属于必要的实验操作是;

A.手拉弹簧测力计B的方向可以与板面不平行

B.弹簧测力计使用前需要调零

C.用弹簧测力计测量出重物的重力

D.改变弹簧测力计B拉力的大小，进行多次实验，每次都要使结点。静止在同一位置

(2)在实验中，弹簧测力计B的示数为6=2.50N,弹簧测力计A的示数如图乙所示，在图丙的坐标纸上,

己画出了两个分力£、工的方向。请选用合适的标度，作出两个分力-、巴的合力,并用刻度尺测

出两个分力的合力大小约为No然后，将分力£、鸟的合力与重物的重力进行比较，多次实验即可得

出共点力的平衡条件。

【答案】BC2.50(2.30-2.70)

【解析】因为需要在板面所在的平面对力进行矢量合成，故手拉弹簧测力计B的方向必须与板面

平行，故A错误；

B.弹簧测力计使用前需要调零，B正确；

C.用弹簧测力计测量出重物的重力，即可得出竖直方向力的大小和方向，故C正确；

D.改变弹簧测力计8拉力的大小，进行多次实验，不需要结点。静止在同一位置，只要满足平衡状态就

可以，故D错误。

故选BC。

(2)[2][3]图乙的读数为3.6N,在丙图中做出B、&的图示，并应用平行四边形法则进行合成，测出两个合

力F的大小约为2.5N(2.30-2.70均可)；

13.如图为某同学组装完成的筒易多用电表的电路图。图中E是电池，Ri、色、R3、R4和Rs是固定电阻，

凡是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，表头G的量程为0~6mA,内阻尸100C,把它改装成如图所示的

一个多量程多用电表，该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压5V挡和10V挡，直流电流10mA

挡和100mA挡，欧姆xlOO。挡。请完成下列问题。

(1)若旋转选择开关S旋到位置4、5时，电表用来测量______；S旋到位置______时，电表可测量直流电

流，且量程较大；

(2)已知图中的电源E的电动势为6V,当把开关S接到位置3,短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻

为根据题给条件可得R产

(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述

电阻Rx,其测量结果与原结果相比将(填“偏大”、"偏小"或''不变")。

【答案】直流电压1600Q500Q偏大

【解析】(DU1根据多用电表的原理可知，当开关S旋到位置4、5时是直流电压档；

[2]当开关S旋到位置1、2时是直流电流档，且位置1的量程较大；

(2)[3]当把开关S接到位置3时是欧姆档，此时通过电路的最大电流为

6=10mA

由

E

4=—=600。

内6

[4]5端与“5”相连时，多用电表为直流电压10V档，5端与“4”相连时，多用电衣为直流电压5V档；则有

叫=小500Q

(3)[5]当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流乙不变，由公式

Ig=~

国

知欧姆表内阻得调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现，由公式

I_E_—=4

2+我尺+我i+&

可知当周变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表示数变大。

14.如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，8侧上端与大气相通，下端开口处开关K

关闭，A侧空气柱的长度为L=10.0cm,温度为27°C；B侧水银面比A侧的高/z=4.0cm。已知大气压强

《=76.0cmHg。为了使A、8两侧的水银面等高，可以用以下两种方法：

(1)开关关闭的情况，改变A侧气体的温度，使A、B两侧的水银面等高，求此时A侧气体温度；

(2)在温度不变的条件下，将开关K打开，从U形管中放出部分水银，使4、8两侧的水银面等高，再闭合

开关K。求U形管中放出水银的长度。(结果保留一位小数)

【答案】(D228K；(2)5.1cm

【解析】(1)气体压强为

《=4+4cmHg=76cmHg+4cmHg=80cmHg

P2=76cmHg

气柱长度

L=10cm>L'=8cm

IKBK

由十■=、并得

P、LSPJ'S

工T2

代入数据解得

T2=228K

(2)7不变，则

虫=A匕

即

P\LS=P.L.S

得

L3=10.526cm

所以流出水银长度

AL=4cm+0.526cm+0.526cm«5.1cm

15.如图所示，质量为m=1kg的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R=0.25m、质量

为M=2kg的薄壁圆筒上。。=0时，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满

足G=16f(rad/s)。物块和地面之间动摩擦因数为4=0.2,取gTOm/s?。

(1)请说明物块做何种运动？并求出物块运动中受到的拉力的大小。

(2)从开始运动至4=2s时刻，电动机做了多少功？

(3)若当圆筒角速度达到g=64rad/s时，使其减速转动，并以此时刻为1=0,且角速度满足

<w=(64-36r)rad/s,则减速多长时间后小物块停止运动？

Q

【答案】(1)物块做初速为零的匀加速直线运动，6N；(2)112J；(3)8s

【解析】(1)圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据

v=coR=4r

线速度与时间成正比，物块做初速为零的匀加速直线运动。

物块加速度为

a-4m/s

由牛顿第二定律得

T-/jmg=ma

则细线拉力为

T=6N

(2)对整体运用动能定理

摩擦力做功为

电动机做的功为

%=112J

(3)圆筒减速时线速度的大小为

圆筒减速过程线速度为

v=<y/?=(16-9r)m/s

所以圆筒减速过程加速度大小为

=9m/s2

若绳子无拉力，物块的加速度大小为

2

a2=/jg=2m/s

所以

a2<

则物块减速运动的时间为

a2

解得

r=8s

16.“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速

电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为0,外圆弧面A3的半径为R=lm,电势0=25V,内圆的

半径R2=O.5m,电势92=0。足够长的收集板MN平行边界4C£>8,。到MN板的距离OP=L=lm。假设太空

中漂浮着质量为机=1x10」0kg、电荷量《=2xl(y4c的带正电粒子，它们能均匀地吸附到43圆弧面上，并被加

速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。

(1)求粒子到达。点时速度的大小；

(2)如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O,半径为3方向垂直

纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经0点进入磁场后有:能打到板上(不考虑过边界4CO8

的粒子再次返回)，求所加磁感应强度的大小；

(3)如图3所示，在尸。(与ACDB重合且足够长)和收集板MN之间区域加一个垂直的