考场仿真卷01-2021年高考物理模拟考场仿真演练卷（河北专用）（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、选择题:本题共6小题，每小题4分，共24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。

1.1934年，约里奥一居里夫妇用a粒子轰击铝核产生了第一个人工放射性核素X：a+：；Al-n+X,

X的原子序数和质量数分别为（）

A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31

【答案】B

【解析】设X的质量数为M,电荷数为4根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知

4+27=1+M

2+13=0+4

解得

A/=30,A=\5

故其原子序数为15,质量数为30,故B正确，ACD错误。

故选B。

2.如图所示，一列简谐横波向右传播，尸、。两质点平衡位置相距0.15m.当尸运动到上方最大位移处时，

Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是：

PQ

A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m

【答案】B

【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示：

同时由于PQ可以含有多个完整的波形，则：为＞0=[\+；]4(〃=0,1,2...)

\乙)

2x

整理可以得到：2=—乜(〃=0,1,2...)

当〃=0时，2=0.3/n

当〃=1时，九=0.16，故选项B正确，ACD错误.

3.一质量为2.0x13kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4X104N,当汽车经过

半径为80m的弯道时，下列判断正确的是()

A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力

B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4x10^

C.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑

D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2

【答案】D

【解析】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；

当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得

f=m—,解得y_、巧_J14X1°,X80__20g〃Js，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所

rV2.0xl03

需的向心力小于1.4x1bN,汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度

2

a=—=—=7fn/s,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2,D正确.

r80

4.如图，用长为/的轻绳悬挂一质量为M的沙箱，沙箱静止.一质量为根的弹丸以速度V水平

射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度.不计空气阻力.对子弹射向沙箱到与其

共同摆过一小角度的过程

//〃///〃/〃

A.若保持加、u、/不变，M变大，则系统损失的机械能变小

B.若保持M、入/不变，〃z变大，则系统损失的机械能变小

C.若保持M、加、/不变，口变大，则系统损失的机械能变大

D.若保持m、u不变，/变大，则系统损失的机械能变大

【答案】C

【解析】分析易得只有子弹射入沙箱并停留在沙箱中这个过程中系统的机械能才会损失，由动量守恒得,

mv=(m+M)v共，则系统损失的机械能

\2

mvmMv~

♦E=—mv2--+=—mv2(m+

22V/共22、m+M)2(m+M)

▲匚_mMv2_mv2

对于A选项，由2(m+M)二“m可知若保持m、v、/不变，M越大则系统损失的机械能变

2(----F1?

M

大，故A错误

▲口_mMv2_Mv2

对于B选项，由.E=2(m+M)=_M可知若保持M、v、/不变，m变大则系统损失的机械能变

m

大,故B错误

对于C选项，由*E=mMv?可知若保持M、m、/不变,v变大则系统损失的机械能变大，故C正确

2(m+M)

对于D选项，子弹与沙箱共同向上摆动一小角度的过程系统机械能守恒，故D错误

5.电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示.两相距很近的通电平行线圈I和II,线圈I固定，线圈II

置于天平托盘上.当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零.下列说法正确的是

A.当天平示数为负时，两线圈电流方向相同

B.当天平示数为正时，两线圈电流方向相同

C.线圈I对线圈II的作用力大于线圈II对线圈I的作用力

D.线圈I对线圈II的作用力与托盘对线圈II的作用力是一对相互作用力

【答案】A

【解析】当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正

时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误：

线圈1对线圈n的作用力与线圈n对线圈I的作用力是一对相互作用力，等大反向，c错误；静止时，线圈

n平衡，线圈I对线圈II的作用力与托盘对线圈n的作用力是一对平衡力，D错误.

6.如图所示，水平金属板4、8分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小

段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（）

U•油滴

A.仍然保持静止

B.竖直向下运动

C.向左下方运动

D.向右下方运动

【答案】D

【解析】本题考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题，意在考查考生分析问题的能力.两极板平

行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于

重力；由于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以直力与电场力的合力偏向右下

方，故粒子向右下方运动，选项D正确.

4

二、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，每题有多项符合题目要

求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7.2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星

合并前约100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均

匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算这一时刻两颗中子星（）

A.质量之积B.质量之和

C.速率之和D.各自的自转角速度

【答案】BC

T11

【解析】AB.双中子星做匀速圆周运动的频率户12Hz（周期7=了=丘$）,由万有引力等于向心力，可

得

色等=叼（2乃/）2,G华二办“（24）2

rr

n+r2=r=400km

联立解得

（2乃/浮

网+吗=—不—

选项B正确A错误；

C.由口=29可得

M+岭=29+Zrtfr2=2m

选项C正确：

D.不能得出各自自转的角速度，选项D错误。

8.如图（a）,一长木板静止于光滑水平桌面上，片0时，小物块以速度如滑到长木板上，图（b）为物块与

木板运动的回图像，图中八、四、力已知。重力加速度大小为g。由此可求得（）

V

Vo

%江

II一

O八

图(a)图（b）

A.木板的长度

B.物块与木板的质量之比

C.木板与地面之间的动摩擦因数

D.从t=0开始到九时刻，木板获得的动能

【答案】B

【解析】A.根据题意只能求出物块与木板的相对位移，不知道木板最终停在哪里，无法求出木板的长度，

故A不能够求解出；

BC.由图像的斜率表示加速度求出长木板的加速度为〃木，小物块的加速度。物="^，根据牛顿第

•I

一mviV-V.

二定律得：从mg=Ma木,=ma物，解得：—=------,〃=—o—,故B和C能够求解出；

M%-匕gt,

D.木板获得的动能纥木=3M孑=；机4（%一匕），题目小、的已知，但是M,"?不知道，故D不能够求

解出。

故选BCo

9.如图，在磁感应强度大小为8的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线仍必乃边

与磁场方向垂直，线框的电阻为R.使线框以恒定角速度/绕过。从儿中点的轴旋转.下列

说法正确的是（）

A.线框abed中感应电动势的最大值是8SQ）

B.线框。机力中感应电动势的有效值是BSG

C.线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大

D,线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大

【答案】AC

【解析】一个单匝线圈在匀强磁场中旋转，当从中性面开始计时，产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表

E,

达式为：故感应电动势的最大值E>〃=8S（w,有效值七=求r,故A正确,B错误；当

0=90"时，即线框平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，电流最大，故C正确，D错误.

10.如图所示，竖直放置的n形光滑导轨宽为心矩形匀强磁场I、II的高和间距均为d,磁感应强度为&质

量为旭的水平金属杆由静止释放，进入磁场I和II时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接

触良好，其余电阻不计，重力加速度为g.金属杆（）

A.跳进入磁场I时加速度方向竖直向下

B.穿过磁场I的时间大于在两磁场之间的运动时间

C.穿过两磁场产生的总热量为

D.释放时距磁场I上边界的高度h可能小于生当

28乜4

【答案】BC

【解析】本题考查电磁感应的应用，意在考查考生综合分析问题的能力.由于金属棒进入两个磁场的速度

相等，而穿出磁场后金属杆做加速度为g的加速运动，所以金属感进入磁场时应做减速运动，选项A错误;

n2r2

对金属杆受力分析，根据2T-=可知，金属杆做加速度减小的减速运动，其进出磁场的沙图象

如图所示，由于Of和力72图线与，轴包围的面积相等（都为d）,所以力>0力），选项B正确；从进入

I磁场到进入n磁场之前过程中，根据能量守恒，金属棒减小的机械能全部转化为焦耳热，所以。尸〃g2d,

所以穿过两个磁场过程中产生的热量为4mgd,选项C正确；若金属杆进入磁场做匀速运动，则

B2I3V八俎,，'3鬻，根据人==得金属

-mg=O,得了密，有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于

RBL2g

杆进入磁场的高度应大于;曾4=肾；,选项D错误.

2g力LLDL

三、非选择题:共52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。

（一）必考题:共43分。

11.为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小

车的质量，机为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）

（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是（）

A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量冶远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器

采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为—m/s2（结果保留两位有效数字）。

（3）以弹簧测力计的示数厂为横坐标，加速度为纵坐标，画出的尸图象是一条直线，图线与横轴的夹角为仇

求得图线的斜率为K,则小车的质量为（）

12

A.2tan6>B.------C.kD.-

lan。k

【答案】BCD1.3D

【解析】(1)[1]A.物体M受到的力可由弹簧测力计读出，故砂和砂桶的质量可以不用测出。故A错误;

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力是需要进行的操作，因为这样物体M受到的合力就等于拉

力。故B正确;

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，可释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数是需要操

作的。故C正确;

D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，是用来探究加速度与外力关系，故也是需要进行的操作；故D

正确;

E.因为外力的大小可以通过测力计读出，故不需要保证砂和砂桶的质量〃?远小于小车的质量M,故E错

误;

故选BCDo

⑵⑵连续相等时间内的位移之差△x=0.5cm,根据△A〃/得

”与竺雪1nzs』.3曲

T20.062

(3)[3]由牛顿第二定律得

2F=ma

解得

2F

a=——

m

a-卜图象的斜率

k=-

m

解得小车的质量

2

m=—

k

故D正确。

12.某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.实验电路如图甲所示，现有开关和导

线若干，以及如下器材:

A.电流表A：量程0~0.6A,内阻约0.125Q

B.电压表V：量程0〜3V,内阻约3kC

C.滑动变阻器0〜20Q

D.滑动变阻器0-200。

(1)为了操作方便，减小实验误差，滑动变阻器应选用(选填相应器材前的字母)；

(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最端(选填“左”或“右”)；

(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的图线，根据图线求得被测干电池的电动势代V,内阻

l。(结果保留到小数点后2位)；

(4)该实验中，产生系统误差的主要原因是_____________.图丙中实线为根据测量数据绘制的图线，虚线代

表没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图线，下列四幅图中能够正确

反映两者关系的是____________.

【解析】(1)为使电流表有明显偏转且方便实验操作，滑动变阻器应选择C.

(2)滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于右端.

(3)由图示电源U图象可知，电源电动势：E=1.48V,电源内阻：〃=空^=1^~L12ca()9OQ：

AZ0.42

(4)由图示电路图可知，由于电压表不是理想电表，存在分流现象，电流表所测电流(测量值)小于电源的电流

(真实值)：当外电路短路时，电压表的分流为零，所以真实图象和测量图象与横轴的交点相同，故D正确，

ABC借误.

13.如图所示，在水平地面上固定一个倾角a=45。、高H=4m的斜面，在斜面上方固定放置一段由内壁光滑

的圆管构成的轨道ABCD,圆周部分的半径R=]m,AB与圆周相切于B点，长度为也R,与水平方向夹

角0=60。，轨道末端竖直」已知圆周轨道最低点C、轨道末端D与斜面顶端处于同一高度.现将一质量为

0.1kg,直径可以忽略的小球从管口A处由静止释放，g=10m/s2.

(1)求小球在C点时对轨道的压力.

(2)若小球与斜面碰撞(不计能量损失)后做平抛运动落到水平地面上，则碰撞点距斜面左端的水平距离

x多大时小球平抛运动的水平位移最大？最大位移是多少？

【答案】⑴7N⑵6m

【解析】(1)设AD之间的竖直高度为h,

由几何关系可知：h=R+Rsin300+lABSin600=2m

A到C根据动能定理得：

2

在C点：尸一片咏

R

解得：FN=7N

由牛顿第三定律可知小球在C点时对轨道的压力为7N

2

(2)从A到碰撞点，根据动能定理得：mg(h+x)=ymv0

2

平抛过程：H-x=-i-gt

平抛水平位移：Sx=vot

代入数据整理得：Sx=V4(2+x)(4-X)

可知：当x=lm时平抛水平位移Sx有最大值

Sm=6m

14.如图(a)所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、

质量均为机、电阻均为r的相同的导体棒股、N静置于导轨上，两棒相距同；整个装置处于竖直向下的匀强

磁场中，磁感应强度大小为B。从r=0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F,使导体棒M在0~M

内以加速度a="g做匀加速运动，导体棒N在A)时刻(如未知)开始运动，尸随时间变化的规律如图(b)所示。

棒与导轨间的动摩擦因数均为〃（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力

加速度大小为8。

（1）求府时刻导体棒M的速度；

（2）求2）时刻外力尸的大小;

（3）若2小时刻导体棒M的速度为v,求此时两棒间的距离。

图（a）图（b）

【答爰】⑴不二下.；（2）2-4"[g；（3）为=1一万万+工〃

【解析】（1）导体棒N未运动时，电路中的电动势、电流

E

E=BLv,i=一

2r

每个导体棒受到的安培力

Fa=BiL

导体棒N开始运动时，安培力与摩擦力平衡

尸安="〃jg

整理得，此时导体棒M的速度

°-B2!}

（2）对导体棒M,片0时刻

Fo-f.img=tna

在时刻

F\—pmg—Fa=ma

而

%2,0

整理得

B=4w〃g

(3)0~fo时间内，导体棒M做匀加速运动

1阳二的

可得

2mr

zo时刻两棒间的距离为

设2砧时刻两棒间的距离为导体棒N的速度为vi,Zo-2/o时间内电路中电流的平均值

为根据动量定理对整体

F+F

।22z0-2从mgl。=mv+mvl-wv0

对导体棒N

此过程中的平均感应电动势

Ar2r

而

△①=BL（X2一%）

整理得

2mvr\6pm2gr2

4~4-+一苑-

(二)选考题:共9分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右

侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行

评分。

15.[选修3-3]

如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，48、CD段竖直，BC、OE段水平，A8=90cm,BC=CD

=OE=30cm°在水平段OE内有一长10cm的水银柱，其左端距。点10cm。在环境温度为320K时，保持

8c段水平，已知大气压为75cmHg且保持不变。(忽略液体表面张力及玻璃管内径的影响)

(1)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面，再将环境温度缓慢升高，求温

度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；

(2)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降

低.求温度降低到多少K时,水银柱恰好有一半进入CO部分。

iC

【答案】(l)360K；(2)252K

【解析】(1)玻璃管内封闭气体压强保持不变

耳=(A8+BC+CO+10)S=160S,7尸320K