核心素养卷（04）决胜2021年新高考物理核心素养卷（辽宁专用）（解析版）

2021年辽宁省新高考综合模拟

物理核心素养卷(04)

一、选择题:本题共10小题，共46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，

每小题4分；第8〜10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，

有选错的得0分。

1.如图所示，折射率为百的三棱镜，横截面为直角三角形ABC,NA=90。，NB=30。，。为AB边上一点，

且XBD=2XDA。一束平行光平行于BC从A8边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是

()

A.光在AB边的折射角为30。

B.光在三棱镜中的传播速度为

C.光从8。之间入射，能从BC边射出

D.光从4。之间入射，能从AC边射出

【答案】A

【解析】A.由题意可得，折射率

由图可知，入射角为z=60>故折射角为r=30.故A正确；

B.光在三棱镜中的传播速度

c

V=-=----C-

n3

故B错误；

C.光从8。之间入射，折射角为r=30。，也就是在射入边界时，入射角为60。，乂因为

・C1百.G

sinC=-=—，sin6()>—

n33

发生了全反射，故C错误；

D.光从AO之间入射，折射角为r=30。，也就是在射入AC边界时，入射角也为60°，大于临界角，故发

生全反射，故D错误；

故选A,

2.据悉我国第四代反应堆——牡基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破。该反应堆以牡为核燃料,

社俘获一个中子后经过若干次B衰变转化成铀，铀的一种典型裂变产物是铁和氟，同时释放巨大能量。下

列说法不正确的是（）

A.铉核端Th有90个质子，142个中子

B.铀核裂变的核反应方程为％U+：n-＞啜Ba+：：Kr+3；n

C.放射性元素衰变的快慢只由核内部因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关

D.重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小

【答案】D

【解析】A.批核重）Th有90个质子，142个中子，故A正确，但不符合题意；

B.根据反应前后质量数守恒，电荷数守恒可知，故B正确，但不符合题意；

C.根据半衰期的特点可知，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态

和外部条件没有关系，故C正确，但不符合题意：

D.较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释放出一定的能量，

所以核子的比结合能都会增加，故D错误，符合题意。

故选D。

3.用细绳拴一个质量为，〃的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连，弹

簧劲度系数为k），如图所示。将细绳剪断瞬间（）

A.弹簧弹力发生变化B.小球速度不为零

C.小球立即获得好的加速度D.小球加速度为+（辰）

mm

【答案】D

【解析】因为弹簧的弹力需要形变，明断细绳瞬间，弹簧弹力不变。所以初态小球平衡，剪断绳后，小球

合外力与绳中拉力等大反向，即

所以由牛顿第二定律可知加速度

但此时速度为零。

故选D。

4.如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图甲中。为轻绳之间连接的结点，图乙中光滑的轻质小滑

轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图甲中B滑轮的端点B稍稍右移一些，图乙中的端点

B稍稍向上移动一些（图乙中的绳长不变），则关于，角和08绳的张力F的变化，下列说法正确的是（）

A.图甲、乙中的。角均增大，F均不变

B.图甲、乙中的6角均不变，尸均不变

C.图甲中6角增大、图乙中。角不变，张力尸均不变

D.图甲中6角减小、P不变，图乙中。角增大、F减小

【答案】B

【解析】图1中，根据钩码个数，。点所受的三个力正好构成直角三角形，若端点B沿虚线稍稍右移一些,

三力大小尸不变，根据力的合成法则，可知方向不变，即夹角，不变，图2中，因光滑的滑轮，且绳子中

的张力相等，则4、8两端的力总是相等的，因此合力平分4、8绳的夹角，即使稍上移，绳子张力大小尸

仍不变，则根据力的合成法则，可知A8夹角不变，则。角不变，故B正确，ACD错误。

故选B。

5.如图所示，空间中电荷量分别为+4、―4、一2夕、+4的四个点电荷4、b、c、d固定于长、宽分别

为屈、。的长方形的四个顶点A、B、C、D，已知静电力常量为则长方形两条对角线交点。处的

电场强度的大小和方向为（）

A.也胆，方向水平向右

2a2

B.也幽，方向斜向右下方，若与水平方向夹角为则tana=@

2a215

C.邈方向水平向右

2a2

D.史驱，方向斜向右上方，若与水平方向夹角为则tana=@

2a215

【答案】B

【解析】点电荷。、b、C、d产生的电场在。点的电场强度方向分别沿OC、OB,0C、0B,由几何

关系知，ZBAC=30°,AAO。和ABOC都是等边三角形，因此电荷量为夕、-2q的点电荷在。点产生

的场强大小分别为左/、k*各点电荷在。点场强如图中所示，合成后08、0C方向的场强如图乙所

示，利用正交分解可求该点水平、竖直两方向上的场强如图丙所示

因此。点场强大小

方向斜向右下方，tana=—,B正确，ACD错误。

15

故选Bo

6.已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的

距离成反比。如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边加和/吆上,

彼此绝缘，电流方向分别由d流向〃、由〃流向g,则顶点。和C两处的磁感应强度大小之比为（）

A.V6:4B.V2:2C.73:4D.4:73

【答案】A

【解析】设正方体边长为L,其中一根长直导线的电流在c点产生的磁感应强度为瓦，则c,点的磁感应强度

大小为

处于hg边的长直导线到a点的距离为,在a点产生的磁感应强度大小为辛综；处于dh边的长直导

线到“点的距离为L,在a点产生的磁感应强度大小为治,所以“点的磁感应强度大小为

因此

故A正确。

故选A。

7.2020年6月23日上午“北斗三号”系统最后一颗全球组网卫星成功发射，已知该卫星被发射到地球静止

轨道。如图所示为该卫星运行的示意图，该卫星先到达低空圆轨道4,然后在N点加速进入椭圆轨道人，

最后在M点加速进入圆轨道C,知"、N两点为椭圆轨道与两圆轨道的切点，该卫星在轨道。、。、c的

运行周期分别为£、T,在轨道。与轨道c的运行速度分别为为、匕，机械能分别为则下

列说法正确的是（）

A-Ta>Tb>Tc

叵竺可知匕〉匕，所以耳,>E

B.由v=c

C.该卫星在轨道c运行时，如果向运行的前方喷气，可以回到轨道〃

D.该卫星在轨道。经N点时的加速度大于在轨道匕经N点时的加速度

【答案】C

【解析】A.由于开普勒第三定律‘^=）1可知，卫星轨道的半长轴越长，运行周期越大，所以T“<7；<7；,

A错误;

号C可知V“>匕,由能量守恒定律可知该卫星到达的高度越高则发动机对卫星做的功越多,

B.由于y=

机械能越大，则反〈纥，B错误;

C.若该卫星在轨道C上的M点向卫星运行的正前方喷气，卫星会减速，可能重新回到轨道。上，C正确:

D.根据

M

得。=6二,该卫星在轨道a经N点的加速度等于在轨道b经N点时的加速度，D错误。

r

故选Co

8.如图所示，2020年7月21日发生土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一条直线

的状态，地球位于太阳与土星之间。“冲日”前后，土星离地球最近，亮度也最高，是观测的最佳时机。地球

和土星绕太阳公转的方向相同，轨道都可近似为圆轨道，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。

则（）

A.土星绕太阳公转的线速度大于地球绕太阳公转的线速度

B.土星和地球的公转轨道半径之比约为

C.地球与土星从冲日到相距最远所用最短时间约为0.52年

D.土星冲日现象下一次出现的时间是2022年

【答案】BC

【解析】A.根据

可得

由于土星的轨道半径大，故土星绕太阳公转的线速度小于地球绕太阳公转的线速度，故A错误；

B.由开普勒第三定律可知

可得

故B正确；

C.泉=1年，0=29.5年，地球与土星从冲日到相距最远满足

得到

717T八__

4=------=F---o-H0.52

69地一口土2兀_2几年

4也&

故C正确；

D.出现土星冲日现象有

得距下一次土星冲日所需时间

“0地-<y|.2兀2TT年，

则约需要1年零15天会再次出现土星冲日现象，故D错误。

故选BCo

9.一个理想的自耦变压器左端接交变电流，电压随时间变化的关系为%=2200sin100mV,右端接入

如图所示电路，两个灯泡的额定电压均为50V,两个电表均为理想交流电表，R为定值电阻，不计导线的

电阻。当开关K断开时灯泡L|正常工作。则下列说法正确的是（）

A.此时变压器原、副线圈电流之比为5:22

B.当自耦变压器的可动端顺时针转动时，定值电阻消耗的功率增大

C.闭合开关KB，电压表示数变小，电流表示数变大

D.闭合开关KB,将自耦变压器的可动端沿顺时针方向转动可使灯泡正常工作

【答案】CD

【解析】A.开关断开时灯泡L］正常工作，有。灯=50V,由于定值电阻要分压，所以U2=50V,原、

副线圈匝数比

而原、副线圈电流之比

A错误；

B.当自耦变压器的可动端顺时针转动时，副线圈匝数变少，所以副线圈输出电压减小，故副线圈电流减小,

所以定值电阻消耗的功率减小，B错误；

C.当开关K闭合后两个灯泡并联，副线圈总电阻变小，副线圈输出电压不变，所以副线圈电流变大，定值

电阻上分得的电压变大，灯泡两端电压变小，所以电压表示数变小，由于副线圈电流变大，所以原线圈电

流变大，所以电流表示数变大，C正确：

D.闭合开关K后灯泡两端的电压变小，要使灯泡正常工作需要适当增大副线圈的输出电压，即需要增大

副线圈的匝数，所以应该顺时针转动自耦变压器的可动端，D正确。

故选CD。

10.如图所示，一个等腰直角三角形金属线框直角顶点。处不闭合，竖直放置于水平匀强磁场中，磁场磁

感应强度为8,线框平面与磁场方向垂直，线框的斜边长为3定值电阻阻值为R,其余部分线框电阻可忽

略不计。现有一质量分布均匀的导体棒水平放置，中心在线框最高点。处由静止释放（导体棒足够长，电

阻不计），导体棒在下落过程中与线框始终保持良好接触。不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（）

TR[2

A.导体棒下落一的过程中，流过R的电荷量为吗

416R

B.离开磁场前导体棒一定一直加速

C.离开磁场前导体棒可能先加速后匀速

D.导体棒下落过程机械能的减少量等于电阻R上产生的热量

【答案】AD

【解析】A.由法拉第电磁感应定律可得

由闭合电路欧姆定律可得

由电流的定义式可得，流过R的电荷量为

导体棒下落人的过程中

4

联立可得

所以A正确；

BC.对导体棒受力分析，有重力和安培力。安培力定义式为

导体棒产生的电动势为

由闭合电路欧姆定律可得

则

最开始，重力大于安培力，此时导体棒做加速运动。不考虑导体棒的运动位移，当重力等于安培力之后，

导体棒的有效切割长度继续变大，所以安培力就比重力大，合力向上，导体棒做减速运动。所以离开磁场

前，导体棒可能一直加速，也可能先加速后减速，所以BC错误；

D.导体棒在下落过程中，重力做正功，安培力做负功转化为电阻R的热量，由能量守恒定律可得，导体棒

下落过程机械能的减少量为

所以D正确。

故选ADo

二、非选择题:本题共5小题，共54分。

11.在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图甲所示的装置.

(1)本实验应用的实验方法是

A.控制变量法B.假设法C.理想实验法

(2)下列说法中正确的是

A.在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小

B.在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量

C.在探究加速度a与质量m的关系时，作出a-工图象容易更直观判断出二者间的关系

m

D.无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于祛码盘和祛码的总重力大小.

(3)在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M=0.5kg,改变祛码质量m的值，进行多次实验，以下

m的取值最不合适的一个是

A.mi=4gB.ni2=10gC.m3=40gD.rru=500g

(4)在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02

s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，根据图中给出的数据求出该

小车的加速度a=—m/s2(结果保留两位有效数字).

(5)如图所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的

问题是.

【答案】ACD0.16平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力

【解析】(1)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须先使某一个量不变化，研究

另外两个量之间的变化关系，即运用控制变量法，故选A：

(2)在探究加速度与质量的关系时，应保持小车所受拉力的大小不变，改变小车的质量，A错误；在探究

加速度与外力的关系时，应保持小车的质量不变，改变小车所受拉力的大小，B错误；在探究加速度a与质

量m的关系时，作出a—,图象是直线，容易更直观判断出二者间的关系，C正确；当不满足的

m

条件时，细线对小车的拉力大小就不能近似等于祛码盘和祛码的总重力大小，D错误；故选C；

(3)实验时要求小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m,D中M与m相等，所以D最不合适；

(4)根据以二山^得：=(3-833-52、51Qm/s?k0-16m/s'；

T22x0.12

(5)图中图象与横轴的截距大于()，说明在拉力大于0时，加速度等于0,说明物体所受拉力之外的其他

力的合力大于0,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

12.某物理学习兴趣小组为了测量待测电阻反,设计了如下实验，用到的实验器材有：学生电源、灵敏电

流计、电流表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干：

按设计方案完成以下实验步骤：

①按照图甲所示的原理图连接好实验电路；

②将滑动变阻器&滑片调至适当位置，滑动变阻器心滑片调至最左端，闭合开关S；

③调整/?3逐步增大输出电压，并反复调整拈和&使灵敏电流计G读数为零，此时电流表A2的示数为120mA,

电阻箱照和电流表Ai的示数如图乙和丙所示；

④实验完毕，整理器材。

根据上述实验回答以下问题：

(1)电阻箱Rt的读数为。；电流表Ai的示数为mA；

(2)待测电阻Rx的阻值为Q；(计算结果保留三位有效数字)

(3)电流表的内阻对测量结果(选填“有或“无”)影响；

(4)为提高本实验的精确度可在确保电表的安全下，适当_____________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器

穴3的输出电压。

【答案】50.018075.0无在保证电表安全的情况下，适当增大滑动变阻器R的输出电压

【解析】(1)口］电阻箱的读数

［2］电流表Ai的读数为180mA：

(2)［3］灵敏电流计G的读数为零则其两端电势相等，电阻R、&的电压相等，所以有

解得

Rx=75.0C

(3)［4］无论电流表的内阻大小，只要灵敏电流计G的读数为零，电阻幻、&的电压就相等，所以电流表内阻

对测量结果无影响。

(4)⑸为提高实验的精确度，可以采取的措施有在保证电表安全的情况下适当增大滑动变阻器丛的输出电

压。

13.如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，在其右侧一定水平距离处

固定一个倾角为。的斜面体，斜面体的顶端C离地面高度为人(2R>h),底端E固定一轻质弹簧，原长为

DE,斜面CD段粗糙而OE段光滑.现给一质量为机的小物块(可看作质点)一个水平初速度，从A处进入

圆轨道到达最高点B,离开最高点8后恰能落到斜面体顶端C处，且速度方向恰好平行于斜面，小物块沿

斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C。小物块与斜面段的动摩擦因数为

〃，重力加速度为g,不计小物块碰撞弹簧时的机械能损失。求：

(1)小物块运动到B点时，对轨道的压力；

(2)弹簧的原长OE。

"2(2/?—〃)J“h2R-h

【答案】(1)mg今~"一1，方向竖直向匕(2)DE=^--------------,-2-

/?tan0Jsm92〃cos，・snr，

【解析】(1)小球B到C做平抛运动

*=2g(2/?-/?)

在C点时

在8点，由牛顿第二定律得

F+mg=m-

R

由以上各式解得

2(2R-/z)]

由牛顿第三定律，物块在B点对轨道的压力为，”g方向竖直向上

Rian2。

(2)在C点，速