核心素养卷（04） 决胜2021年新高考物理核心素养卷（重庆专用）（解析版）

2021年重庆市新高考综合模拟

物理核心素养卷（04）

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。

1.一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为^U+；nfX+；：Sr+2；n则下列说法正

确的是（）

A.X原子核中含有86个中子

B.X原子核中含有141个核子

C.因为裂变释放能量，X原子核的比结合能应比jfu原子核的小

D.因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少

【答案】A

【解析】A.根据电荷数和质量数寸恒有，X原子核的质子数为92-38=54,X原子核的质量数为

235+1—94—2=140,故X原子核的中子数为140—54=86,故A正确；

B.有选项A的分析中可知，X原子核中含有140个核子，故B错误；

C.比结合能越大，原子核越稳定，/U原子核裂变得到X原子核，说明X原子核比自U原子核稳定，即

X原子核的比结合能应比北5U原子核的大，故C错误；

D.因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量减少，但质量数不变，故D错误。

故选Ao

2.a、沙两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是“做匀加速直线运动的XY图像，图乙是6

做匀减速直线运动的X-V2图像。则下列说法正确的是（）

A./=1.25s时两物体速度相等

B.前2s内两物体间距离一直在变大

C.U0时刻，”的速度为2m/s,〃的速度为12.5m/s

D.a的加速度大小为4m/s2,b的加速度大小为8m/s2

【答案】A

【解析】A.图甲可看出〃做初速度为零的匀加速直线运动，则有

12

Xa=］卬

将图甲的两点(1,2),(2,8)两点代入解得：G=4m/s2,则

va=卬=4/

图乙中h做初速度为10m/s的匀减速直线运动，根据

O-v2=2a24

解得<72=-4in/s,则

vb=v0+a2t=10-4r

由此分析：r=1.25s时

va=5m/s,vb=5m/s

故A正确；

B.a做初速度为零的匀加速直线运动,〃做初速度为10m/s的匀减速直线运动，因此一开始b在a前，匕<以，

此时时间距离变大，当匕=以时，即占1.25s时而间距离达到最大，之后也>%,而间距离将变小，故B

错误；

C.U0时刻，”的速度为0,b的速度为10m/s,故C错误；

D.由上分析可知。的加速度大小为4m/s2,人的加速度大小也为4m/s2,故D错误。

故选A。

3.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛近年来，高空坠物致人伤亡的案例不断见诸报端，很小的物

体从高处坠落也可能对人造成严重的伤害。设一个50g的鸡蛋从16楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差

约为3m,鸡蛋撞击地面的时间约为3x1。--。不计空气阻力，鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为

(g=10m/s2)()

A.300NB.400NC.50()ND.600N

【答案】C

【解析】鸡蛋从高空下落，根据机械能守恒有

mgh>=—1mv^2

得

v-30m/s

以向下为正方向，由动量定理，有

-Ft+mgt=O—mv

得

F®-500N

故选C。

4.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为，"、2根和3，〃的三个木块，其中质量为2，"和3〃?的木块间用

一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为兀现用水平拉力B拉其中一个质量为3%的木块，使三

个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）

[771

A.质量为2m的木块受到四个力的作用

B.当尸逐渐增大到了时，轻绳刚好被拉断

C.当尸逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断

2

D.轻绳刚要被拉断时，质量为机和2〃?的木块间的摩擦力为一T

3

【答案】C

【解析】A.对质量为2/n的木块受力分析可知，受重力、地面对木块的支持力、质量为〃，的木块的压力和

摩擦力，轻绳对木块的拉力共5个力，A错误；

BC,由轻绳能承受的最大拉力T,有

T=3ma

解得

T

a-——

3m

由整体可知

T

F=6，"a=6〃?x----=27

3m

B错误，C正确；

D.质量m和2,”的木块间的摩擦力

TT

Ff=ma=mx-----=—

3m3

D错误。

故选C。

5.如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的

正极做“旋转液体实验“，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小B=0.2T,

磁铁上方为S极。电源的电动势E=6V,内阻未知，限流电阻Ro=4.8C。闭合开关S后，当导电液体旋转稳

A.从上往下看，液体顺时针旋转

B.玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=7.0C

C.液体消耗的电功率为1.75W

D.1分钟内，液体里产生的热量为105J

【答案】C

【解析】A.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极，在电

源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向匕由左手定则

可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；

B.对于非纯电阻元件，不满足欧姆定律，Rw?=7.0Q,B错误；

C.液体消耗的电功率

P=W=1.75W

C正确；

D.1分钟电流做功为

W="=1.75x60=105W

由能量守恒可知电流做功转化为热能和液体的转动动能，因此1分钟内液体里产生的热量小于U〃=105J,

D错误。

故选Co

6.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半球面AB上

均匀分布着正电荷，总电荷量为4,球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心。的直线，在直线上有M、N

两点，而=而=2/?。已知N点的场强大小为E,静电力常量为则M点的场强大小为（）

CMND

【答案】A

【解析】假设在O点的右侧存在一个与半球面AB完全相同的半球面AB'两球面组合成一个完整的球面,

则完整球面在N点产生的电场强度大小为

根据电场的矢量叠加原理可得，半球面人8'在％点产生的场强大小为3-E,则根据对称性可知，半球

2R2

面AB在M点的场强大小也为旦-E.

2R2

故选A。

7.某国产汽车输出的最大功率为Po,试车员驾车在某段平直路面上由静止开始做加速度为a的匀加速直线

运动，汽车受到的阻力恒为人已知试车员和汽车的总质量为机，从启动到刚开始以最大功率匀速运动用时

为3则（）

A.汽车做匀加速直线运动时牵引力逐渐增大

B.汽车做匀加速直线运动时发动机输出功率与时间成正比

C.汽车做匀加速运动所用的时间为战

fa

D.汽车的最大速度为

【答案】B

【解析】A.汽车做匀加速直线运动过程中，由牛顿第二定律

F—f=ma

可得

F=f+ma

故牵引力恒定，选项A错误；

B.汽车做匀加速直线运动时

P-Fv-(f+ma)at

选项B正确：

C.根据

R=Fv

可得匀加速能达到的最大速度为

F/+ma

汽车匀加速达到最大速度所用的时间

I——―--------------

a(/+md)a

选项C错误；

D.当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时

v=媪

f

选项D错误。

故选B,

二、多项选择题:本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得()分.

8.如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为6的斜面光滑，系统静止，弹簧与细线均平

行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()。

A.B球的受力情况未变，瞬时加速度为零

B,两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin。

C.A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin6

D.弹簧有收缩的趋势，B球瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，两球的瞬时加速度都不为零

【答案】AC

【解析】设两球的质量均为〃?，对B分析，知弹簧的弹力

F=mgsin0

当烧断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对B分析，B的受力情况不变，合力为零，则瞬时加速度为零。

对A,根据牛顿第二定律得

F+m^sin.„

a=------------=2gsin0

Am

方向沿斜面向下，故AC正确，BD错误。

故选AC。

9.2020年7月23日，中国“天问一号”探测器发射升空并成功进入预定轨道，开启了火星探测之旅，我国

迈出了自主开展行星探测的第一步。已知火星的质量约为地球质量的,，火星的半径约为地球半径的g,

92

地球表面的重力加速度为g。下列说法中正确的是（）

4

A.火星表面的重力加速度约为6g

B.火星的平均密度为3一

3兀G

C.火星探测器环绕火星做圆周运动的最大速度约为地球第一宇宙速度的注倍

3

D.火星探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

【答案】ACD

【解析】A.根据

解得

GM

g-

R

R2

则

gM^知

2

地G

--=MX

gr尊

火x

则

4

g-g

火9-

A正确；

B.根据

3gg

火

火

火

=4--

R34TIGR火3兀GR

3-

B错误；

C.根据

v2

m—=mg

则第•宇宙速度为

v=JgR

则

V

地

丫火

解得

V2

=----V

3地

火星探测器环绕火星做圆周运动的最大速度约为地球第一宇宙速度的变倍，C正确;

3

D.地球的第一宇宙速度是指在地球表面运行的卫星做匀速圆周运动的速度，第二宇宙速度是卫星脱离地球

引力束缚的最小发射速度，火星探测器脱离地球引力的束缚，仍受太阳引力的束:缚，故火星探测器的发射

速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，D正确。

故选ACD。

10.在倾角为6的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨P。、MN,导轨处于磁感应强度

为8的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下。有两根质最分别为如和他的金属棒a、b,先将“棒垂直

于导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块C连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c,此后某

时刻，将6也垂直于导轨放置。此刻起a、c做匀速运动而6静止，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两

棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，则（）

A.物块c的质量是机isin。

B.6棒放上导轨后，1棒中电流大小是‘々gsm'

BL

C.6棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于。、。增加的动能

D.b棒放上导轨后，。棒克服安培力所做的功等于。、匕两棒上消耗的电能之和

【答案】BD

【解析】A.由人平衡可知，安培力大小

F.；i=tn^gsin0

由“平衡可知

%=七+机2gsinO

由c平衡可知

联立解得物块C的质量为

m.=（町+m,）sin。

故A错误：

B.6棒放上导轨后，根据b棒的平衡可知

F.安-m2gsin8

又因为

F^=BIL

可得万棒中电流大小是

mgs\nO

1—2

BL

故B正确；

C.b放上导轨之前，根据能量守恒知物块c减少的重力势能等于。、c增加的动能与a增加的重力势能之和，

故C错误；

D.）棒放上导轨后，〃棒克服安培力所做的功等于“、人两棒上消耗的电能之和，故D正确。

故选BD。

三、非选择题:共57分。第11〜14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15〜16题为选考题，考生根

据要求作答。

（-）必考题:共45分。

11.某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。

（1）实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必

须使用的是（选填选项前的字母）。

A.刻度尺B.秒表C.天平D.弹簧测力计

（2）下列实验步骤的正确顺序是（用字母填写）。

A.关闭电源，取下纸带

B.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

C.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔

D.接通电源后，放开小车

（3）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取。、A、B、C、D……若干个计数点，利用

实验数据计算出打点时小车的速度上以口为纵坐标，，为横坐标，做出如图3所示的V-/图象。根据图象

求出小车的加速度a=_____m/s2（保留3位有效数字）。

【答案】ACBDA1.44

【解析】（1）[1]A.需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故A需要;

B.打点计时器有计时功能，所以不需要秒表，故B不需要;

C.本实验是研究匀变直线运动的特点，只让小乍做匀加速即可，不需要测量质量，所以天平不需要，故C

不需要;

D.本实验是研究匀变直线运动的特点，只让小车做匀加速即可，不需要测量力，所以弹簧测力计不需要,

故D不需要。

故选A«

（2）[2]根据实验原理以及实验过程，先安装仪器，然后接通电源放开小车进行实验，最后关闭电源，取下

纸带数据处理，则下列实验步骤的正确顺序是DCBA。

（3）[3]根据图像可得

包二"2mzs2r44mzs2

AZ0.50

12.在测量金属丝R的电阻率实验中，提供：待测金属丝的长度为60~70cm,直径在0.5~lmm之间，电阻

约1〜2Q；滑动变阻器R阻值为0〜20。；电流表量程有0.6A和3.0A,内阻小于1C；电压表量程有3.0V和

6.0V；两节干电池，其他实验仪器可自选。

（1）测量金属丝直径的仪器最好选,理由是,

012345678910

Bc

(2)实验要求：测量此金属丝电阻率的精确度尽可能高一些。下面是四位同学选择合适的实验仪器所构成的

实验电路，你认为最符合要求的是

(3)该实验中电流表选择的量程是

(4)实验中金属丝的长度为心直径为“，某次电流表的示数为/,电压表的示数为a请用上述物理量推出

该金属丝电阻率的计算表达式.

【答案】B精度更高C3A坐匚

4IL

【解析】金属丝的半径较小，使用螺旋测微器来进行测量，能使测量的精度更高，故仪器选B。

(2)[3]由于待测电阻的阻值是一个小电阻，故采用电流表外接法，且待测电阻的阻值小于滑动变阻器的最大

阻值，故采用限流式接法，故选C。

(3)[4]两节干电池的电动势为3.0V,根据闭合电路欧姆定律可知通过待测电阻的最大电流为

.E3.0.__.

4皿=—=—A=30A

故该实验中电流表选择的量程是3.0A。

(4)⑸根据

R=—,/?=匹

IS

及

联立解得

7rUd2

P=4〃

13.如图甲所示，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切

线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失).己知圆弧的半径R=0.3m,0=60。,小球到达A点时

的速度VA=4m/s.g取度m/s2,求：

(1)小球做平抛运动的初速度vo.

(2)P点与A点的高度差h.

(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力

【答案】(1)2m/s；(2)0.6m；(3)8N,方向竖直向上.

【解析】试题分析：小球恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，根据速度的分解可以求出初速

度w；P至A的过程由动能定理得P点与4点的高度差；选择从A到C的运动过程，运用动能定理求出C

点速度，再根据向心力公式求出小球在最高点C时对轨道的压力.

(D速度分解如图所示

由平抛运动规律得

vo=Vx=VACOS0=2m/s

(2)小球由尸至4的过程由动能定理得

mgh=^mv^

得/?=0.6m

(3)小球从A点到C点的过程中,由动能定理得

1212

-mgR(\+cos^)=—mvc——mvA

得％=V7m/s

mv2

小球在C点时由牛顿第二定律得F+mg=c

NCR

得%=8N

由牛顿第三定律得

FNC'=FNC=8N,方向竖直向上.

14.如图所示，在倾角230°的绝缘光滑斜面上，固定两根平行光滑金属导轨，间距/=0.4m,下端用阻值

R=0.8C的电阻连接。质量〃?=0.2kg、电阻止0.2C、长为/的导体杆垂直放置在导轨上，两端与导轨始终接

触良好。整个装置放置在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。某时刻用平行于导轨向上的

推力尸作用在杆的中点，使杆从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度“=0.5m/s2,2s以后，推力大小恒

为0.8N,杆减速运动了0.45m,速度变为0,不计导轨电阻，取g=10m/s2,求：

⑴，=2s时，克服安培力做功的功率；

(2)杆做减速运动的整个过程中，电阻R产生的热量。

【答案】(1)尸=4X10-2W：⑵。1=8X10-3J

【解析】(l"=2s时，设杆的速度为口感应电动势为E,电流为/,安培力为尸安，有

E

v-at,E=Blv./=――,BIL

R+r

设克服安培力做功的功率为P，有

联立以上方程，代入数据解得

P=4xl(f2w

(2)设导体杆减速运动的位移为s,克服安培力做功为唯，由动能定理得

2

Fos—mgssin0—W安=0——mv

在杆减速运动过程中，设电阻R和/•产生的热量分别为2和。2,有

%=0+02

&=£

Qr

联立相关方程，代入数据解得

0,=8xlO-3J

15.如图，两根形状相同、足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L,两连接点。、6连线垂直于

所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻。倾斜导轨所在平面与水平面夹角为。，平面内有磁感应强度为用、

方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所在区域有磁感应强度为^2、方向竖直向上的

匀强磁场。阻值为R、质量为"?的相同导体杆A、B,A在倾斜导轨上，8在水平导轨上，都垂直于导轨。

开始时，A以初速度%开始沿倾斜导轨向上滑行，3在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点

时(此时A仍在倾斜导轨上)，B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动(B

始终在水平导轨上并保持与导轨垂直)，4恰能静止在倾斜导轨上。求：

(1)在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；

(2)8做匀速运动速度的方向、大小；

(3)使B做匀速运动的外力的功率。

恪案“也人浮畛⑵八鸳詈，方向向右；⑶人色浮

【解析】(1)当A上滑到最高点时，速度减为零，设电路中产生的总热为。总，由能量守恒

^mvl=mgxsm0+Q&

由于8与R并联后与A串联，设电阻上产生的热量为Q,则

0%总

0

解得

_mv[-2〃2g%sin0

12

(2)要使A静止在倾斜导轨上，受到的安培力沿倾斜导轨向上，根据右手定则、左手定则，B做匀速运动速

度的方向向右.

设3杆匀速运动的速度大小为v,其中的感应电动势为E,流过A杆的电流为流过B杆的电流为A，

E=B2LV

[2=E

R+-R

2

XL

mgsin0=5/L

解得

_3mgRsin0

B&2f

(3)使B做匀速运动的外力大小为F,做功的功率为P,则

F=B2I2L

P=Fv

解得

6m2g2/?sin20

B/

(-)选考题:共12分。请考生从第15题和第16题中任选一题作答，若两题都做，则按所做的第一题记

分。

16.[选修3-3](12分)

(1).下列说法正确的是()

A.决定封闭理想气体压强大小的是，分子密集程度和分子的平均动能

B.决定理想气体压强的是，分子平均动能和分子种类

c.质量相同的o℃的水和o℃的冰具有相同的内能

D.一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程，内能一定减少

【答案】A

【解析】AB.气体压强跟分子平均动能和分子密集程度有关，选项A正确，B错误；

C.0℃的冰熔化成水时要吸热，所以水的内能要比同质量的冰大，选项C错误：

D.因气体绝热自由膨胀，不受外界阻力，所以外界不对气体做功，也没有热交换，由热力学第一定律可知,

气体内能不变，选项D错误。

故选Ao

（2）.如图所示，横截面积S=100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，

当容器内气体的温度Ti=300K时，容器内外的压强均为po=LOxlO5pa,活塞和底面相距Li=10cm,弹簧

劲度系数k=1000N/m；在活塞上放物体甲，活塞最终下降d=2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为Ti

=300K.活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g=10m/s2.

①求物体甲的质量mi；

②在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2=330K,系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的

位置不变，求物体乙的质量m2.

【答案】27kg；12.5kg

【解析】①活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为：

-kd

P=Po+上、—

kJ

容器内的气体做等温变化，则有：

poL\S=p（Li-J）S

解得：mi=27kg；

②设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为“，容器内的气体做等容变化，

则有：~=~

XT2

由平衡条件，则有：加2g=（P'-P）S

解得：m2=12.5kg

17.[选修3-4]（12分）

（1）.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以该时刻之后2秒为计时起点的振动图像,

下列说法不正确的是（）

A.该横波向左传播

B.该波的波速为4m/s

C.从r=2s至!k=6s内，P质点沿X轴向右平移1.6m

D.从，=