考场仿真卷01-2021年高考物理模拟考场仿真演练卷（福建专用）（解析版）

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2021年高考物理模拟考场仿真演练卷

第一模拟

一、单项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16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。

I.如图所示，一只贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，气压计的A、B管内汞面在同一水平

面上.现缓慢降低烧瓶内空气的温度，同时缓慢移动气压计A管，使气压计B管的水银面保持在原来的水

平面上，则

A.烧瓶内气体作等容变化，A管应向上移动

B.烧瓶内气体作等容变化，A管应向下移动

C.烧瓶内气体作等温变化，A管应向上移动

D.烧瓶内气体作等温变化，A管应向下移动

【答案】B

【解析】气压计B管的水银面保持在原来的水平面上，所以气体的体积不变，发生等容变化，初状态气体

的压强大于大气压，根据查理定律，缓慢降低烧瓶内空气的温度，烧瓶内气体的压强减小，低于大气压，

为了保证B管水银面不变，所以A管必须下移，故B正确，ACD错误.

2.（2019・湖南衡阳市•高考模拟）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结

果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为八、卷，则下列说法正确的

是（）

A.原子核可能发生a衰变，也可能发生0衰变

B.径迹2可能是衰变后新核的径迹

C.若衰变方程是膘UT2*TH+；He,则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117：2

D.若衰变方程是需U-2鼾H+；He,则n：r2-l:45

【答案】D

【解析】A.原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子的动量方向相反，粒

子速度方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则

在磁场中的轨迹为外切圆，所以该原子核发生的是a衰变，故A错误；

B.核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变生成的两

核动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

V2

qvB=m——

r

解得

mvp

~qB~qB

由于p、8相同，则粒子电荷量q越大，轨道半径越小，由于新核的电荷量大，所以新核的半径小于a粒子

的轨道半径，所以径迹2是衰变后a粒子的运动轨迹，故B错误；

C.由动能与动量的关系Ek=2可知，动能之比等于质量的反比，即为2：117,故C错误;

2m

D.由B项分析知，n：n—1:90=1:45,故D正确。

故选D。

3.（2019•海南高考真题）如图，两物块P、。置于水平地面上，其质量分别为机、2m,两者之间用水平轻

绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为〃，重力加速度大小为g,现对。施加一水平向右的拉力凡

使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（）

C.gF-wng

D.-F

3

【答案】D

【解析】根据牛顿第二定律，对PQ的整体：尸一"3〃7g=3根；对物体p：T—〃阳=根；解得7=

故选Dt,

4.（2019•全国高考真题）如图，长为/的细绳下方悬挂一小球a.绳的另一端固定在天花板上O点处，

3

在O点正下方一/的0'处有一固定细铁钉.将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2。）后

4

由静止释放，并从释放时开始计时.当小球。摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其

平衡位置的水平位移为x,向右为正.下列图I像中，能描述小球在开始一个周期内的X1关系的是.

A」「

°v/°yy;1Lfv^

【答案】A

【解析】由T=2nJ［得:Ti=2n^-,乃=2兀二五.，二口，故BD错误；

2

%=2/-sin",x,=2/'.sin%=2--sin^-=-•sin%

1224222

2/sin-4sin&

A=_____1=____2_

%」.singsin^-

222

故

由能量守恒定律可知，小球先后摆起得最大高度相同,/-/cosa='—'-cos&

442

g°4sin”

根据数学规律可得：sin==2sin,故土=一/=2,即第一次振幅是第二次振幅得2倍，故A正确,

22X)%

C错误.

二、多项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，

选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5.（2020•江苏高考真题）甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。

下列应用公式进行的推论正确的有（）

A.由丫=阚可知，甲的速度是乙的五倍

B.由a=q2r可知，甲的向心加速度是乙的2倍

Mm1

C.由/=6-可知，甲的向心力是乙的一

D.由a=&可知，甲的周期是乙的2夜倍

【答案】CD

【解析】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则

GMmmV

口荷…等:a

A.因为在不同轨道上g是不一样的，故不能根据u=莉得出甲乙速度的关系，卫星的运行线速度

代入数据可得

匠=也

%2

故A错误；

B.因为在不同轨道上两卫星的角速度不一样，故不能根据°=得出两卫星加速度的关系，卫星的运行

加速度

代入数据可得

/=_]

a乙体之4

故B错误;

GMm

C.根据%=兰尸，两颗人造I」星质量相等，可得

辱］甲二七2二］

F向乙除24

故c正确;

D.两卫星均绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律有=3可得

故D正确。

故选CDo

6.（2020・江苏高考真题）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时,

两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点。转到水平位置。

取。点的电势为0。下列说法正确的有（）

A.电场E中A点电势低于8点

B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功

D.该过程两小球的总电势能增加

【答案】AB

【解析】A.沿着电场线方向，电势降低，A正确；

B.由于。点的电势为0,根据匀强电场的对称性，电势

%=一%

乂心=一必，Ep=qg,所以电势能

EpA~EpB

B正确;

CD.A、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电力

时两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD错误。

故选ABo

7.（2020•海南高考真题）如图，足够长的间距d=1m的平行光滑金属导轨MMPQ固定在水平面内，导

轨间存在一个宽度L=1m的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图所示.一根质量

S,=0.1kg,阻值尺=0.5。的金属棒。以初速度％=4m/s从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与

另一根质量仍,=02kg,阻值尺=0.5。的原来静置在导轨上的金属棒，发生弹性碰撞，两金属棒始终与

导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（）

N

右

Q

A.金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动

B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流

C.金属棒。第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒匕上产生的焦耳热为0.25J

D.金属棒。最终停在距磁场左边界0.8m处

【答案】BD

【解析】A.金属棒。第一次穿过磁场时受到安培力的作用，做减速运动，由于速度减小，感应电流减小,

安培力减小，加速度减小，故金属棒。做加速度减小的减速直线运动，故A错误；

B.根据右手定则可知，金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，故B正确；

C.电路中产生的平均电动势为

-△①BLd

E=----=------

2Ar

平均电流为

74

金属棒a受到的安培力为

F=BId

规定向右为正方向，对金属棒。，根据动量定理得

-Bld•AZ=mava-mav^

解得对金属棒第一次离开磁场时速度

vu=1.5m/s

金属棒〃第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒〃机械能的减少量，即

联立并带入数据得

Q=0.6875J

由于两棒电阻相同，两棒产生的焦耳热相同，则金属棒人上产生的焦耳热

2,=_1=0.34375J

故C错误；

D.规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得

他也=叫说+?此

121〃12

5gM+2m'>vi>

联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为

va=-0.5m/s

设金属棒q最终停在距磁场左边界尢处，则从反弹进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为

-,=^'B(L-x)d

一"-M

平均电流为

_E'

r=—

2R

金属棒a受到的安培力为

户=BI'cl

规定向右为正方向，对金属棒”，根据动量定理得

-BI<7-A?=0-mav'a

联立并带入数据解得

x=0.8m

故D正确。

故选BDo

8.（2020•山东高考真题）如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方

向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于。冲平面内的刚性导体框。历de

在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时，4s末儿边刚好进入磁

场。在此过程中，导体框内感应电流的大小为/,湖边所受安培力的大小为1,二者与时间f的关系图像，

可能正确的是（）

【答案】BC

【解析】AB.因为4s末庆边刚好进入磁场，可知线框的速度每秒运动一个方格，故在07s内只有ae边

切割磁场，设方格边长为L根据

4=2BLv

I/

可知电流恒定；2s末时线框在第二象限长度最长，此时有

E2=3BLV

A吟

可知

r=-I

221

2~4s线框有一部分进入第一象限，电流减小，在4s末同理可得

A山

32

综上分析可知A错误，B正确；

CD.根据

见=BILah

可知在O~ls内向边所受的安培力线性增加；1s末安培力为

F“b=BI、L

在2s末可得安培力为

耳监=3仓*/12L

所以有EA=3F«b；由图像可知C正确，D错误。

故选BCo

三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。

9.一等腰三棱镜的横截面如图所示，GO?为等腰三角形的对称轴，两束不同的单色细光束MN、PQ（关

于。。2对称）在横截面内平行射入三棱镜，射出后相交于下方的S点。三棱镜对MN光的折射

率对PQ光的折射率，MN光在真空中的波长PQ光在真空中的波长；若使两光束

通过同一双缝干涉装置，则A/N光的干涉条纹间距P。光的干涉条纹间距。（均选填“大于”“等

于，，或，，小于，，）

【答案】大于小于小于

【解析】1由图可知两束光的入射角相等，而MN光的偏折程度大于PQ光的偏折角度，故玻璃对MN

光的折射率大于PQ的折射率；PQ光的折射率小，则P。光的频率小，波长较长，故MN光在真空中的

波长小于P。光在真空中的波长；根据=可知，双缝干涉的间距与波长成正比，故光的干涉条纹

间距小于PQ光的干涉条纹间距。

10.如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为a=60。，£=30。。A、B两个物体分别系于

一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静止。不计所有的摩擦，滑轮

两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜面下滑，则它们加速度大小之比为一，

着地瞬间机械能之比为。

【答案】73:11:6

【解析】口］［2］两物体均处于平衡状态，受力分析如图所示

绳子对A和B的拉力大小相等，对A有

mAg=Tsin60°

对B有

mRg=Tsin30°

联立解得

“A：恤=1：G

绳子剪断后，两物体均自由下落，落地高度相同，故落地时的速度相同

Tsin60°Tsin30°

«A:«B=-------------:-------------

机A

得

纵：火=G：1

落地高度相同，故落地时的速度相同，且只剩下动能，故机械能之比等于动能之比

11.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

位移传感器（发射器）位移传感器（接收器）

O

轨道

□

钩码

（D在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变，用钩码所受的重力作为，用DIS测小车的

加速度；

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如图所

示）。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是；

a/(m-s'2)

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

【答案】小车的总质量小车所受外力C

【解析】探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合外

力

（2）［3］本实验要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受合外

力；由于0A段。一尸关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；设小车的质

量为钩码的质量为"?，由实验原理得

而实际上

,am--g-------

M+m

可见AB段明显偏离直线是由于没有满足机造成的。

故选C。

12.实验室提供下列器材来测灵敏电流计G的内阻要求测量时电表读数不得小于其量程的g,且能多

次测量，误差尽可能小：

A、待测电流计G（量程1mA,内阻Rg约为150C）

B、电流表A（量程10mA,内阻RA约为30。）

C、定值电阻R各1个（阻值分别为15。和150Q）

D、滑动变阻器R,最大阻值为10。

E.电源电动势E=3V（内阻很小）

F.开关S及导线若干。

（1）根据上述器材完成此实验，要满足实验要求，定值电阻应选—Q；

（2）请你根据电路图甲在图乙中进行实物连线；

（3）在实验时,用电流计G的读数/1,电流表A的读数上和己选定值电阻R来表示电流计G的内阻耀=；

（4）若已测出此灵敏电流计G准确内阻Rg=150C,要求另外用两个不同阻值的定值电阻和若干导线，将此

电流计G改装成量程分别为3V和3mA的两用电表。如图丙所示的电流计表盘上有三个接线柱，请在接线

柱之间连线画出内部改装电路图。其中两个另选电阻的阻值分别为—C,一C。

亿-/JR

【答案】15285075

【解析】（1）口］根据并联电路的特点得

心S=/酒，，A=/G+/R

则电流表A与电流计G的电流关系为

若R=I5Q,则，G=5/A，则电流表A达到满偏电流10mA时，电流计G的电流能达到0.9mA,能满足测

量要求；

若Q150C,则儿二耳人，则电流计G达到满偏电流1mA时，电流表A的电流只能达到2mA,不能满足

测量要求。

所以定值电阻应选15Q,

（2）[2]根据电路图完成的实物连线如下图所示，电流表A的正接线柱连接滑动变阻器上端接线柱，开关一

接线端连接滑动变阻器下端接线柱。

（3）[3]根据并联电路的特点得

I风=IRR,h=L+i,

联立解得

亿-/JR

（4）[4][5]内部改装电路如下图所示

设改装成3V的电压表需要串联的电阻为4，改装成3mA的电流表需要并联的电阻为&,则

u=4（H+4）

解得

/?,=2850Q,R2=75Q

13.如图所示，空间存在一匀强电场和一竖直向上的磁感应强度为8的匀强磁场，在该空间内建立一个三

维坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上)。现在x轴上的0、M两点，质量均为，"的油滴a和b同时以相同

速率W喷出，带电”的油滴〃从原点沿x轴正方向喷出，在Oxz平面内做匀变速曲线运动；不带电的油滴

匕从x轴上"点沿z轴正方向喷出，上升到达最高点时，恰好与a相碰，瞬间结合成油滴P。忽略空气阻力,

重力加速度为g。求：

(1)。、M两点间距离；

(2)油滴”、匕结合为P后的瞬时速度；

(3)匀强电场场强的大小。

【答案】⑴卫：⑵①，方向向右上，与水平方向夹角为45。；(3)J也三+B?诏

g2V<7

【解析】(1)油滴匕上升到达最高点所用的时间为

根据运动的同时性，可知

油滴a做类平抛运动，。、M两点间距离为

s=%4

解得

s工

g

(2)对油滴a分析，竖直方向上的分运动为匀加速直线运动，运动过程与油滴人对称。与b相碰前竖直方向

的速度为

。=%

又因为

叭=%

所以油滴a的速度为

匕=］匕+4=瓜0

夹角为

V

tanv=1

匕

即方向向右上，与水平方向夹角为45。。

根据动量守恒定律

mvd=(722+m)vp

解得

速度方向向右上，与水平方向夹角为45。。

(3)对油滴a受力分析，油滴a所受的电场力的两个分力分别是Fi和根据题意有

K=Bq%

F2-mg=ma

a=_g

解得

F.,=2mg

由力的合成可知

%=qE="；+F；

解得

E=+片片2

14.如图所示，平台上的小球从A点水平抛出，恰能无碰撞地进入粗糙的8C斜面，经C点进入光滑水平

面8时速率不变，最后进入悬挂在。点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为“，A、B两点

高度差〃；BC斜面高2〃，动摩擦因数〃=0.5,倾角a=45"；悬挂弧筐的轻绳长为3力，小球看成质点，轻质

筐的重量忽略不计，弧形轻质筐的大小远小于悬线长度，重力加速度为g,试求:

(1)小球运动至B点的速度大小VB；

(2)小球运动至C点的速度大小vc；

(3)小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力尸的大小。

O

【答案】(1)2便；(2)J丽；(3)3mg

【解析】(1)小球从A点到B点过程，有

匕,=2gh

sin一

VH

联立解得

以=2痴

(2)小球从B点到C点过程，有

2h11

mg・2h-/Limg•cosa------=—mv~2——mv~2

sina22

解得

vc=y[6gh

(3)对轻质筐,有

F-mg=m—

3h

解得

F=3mg

15.在竖直平面内建立一平面直角坐标系my,x轴沿水平方向，如图甲所示。第一象限有一竖直向下的匀

强电场，第二象限内有一水平向左的匀强电场，第一象限场强大小为第二象限场强大小的一半。处在第三

象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个质量为机、电荷量为p(q>0)的带电粒子(可视

为质点)，该粒子以初速度W从-x上的A点沿y轴正方向进入第二象限，并从+y上的C点沿x轴正方向进

入第一象限，C点粒子动能为A点粒子动能的4倍。重力加速度为g。试求：

(DOC距离L以及第二象限匀强电场的电场强度E的大小；

(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场，磁场方向垂直于纸面(以垂直纸面向外的磁场方向

为正方向，图中Bo,7b均为未知量)，并且在七九时