湖北省武漢市2021屆新高考物理模擬試題含解析

1、湖北省武漢市2021屆新高考物理模擬試題一、單項選擇題：本題共 6小題，每小題 5分，共30分.在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合 題目要求的1 .如圖所示，一個下面裝有輪子的貯氣瓶停放在光滑的水平地面上，頂端與豎直墻壁接觸，現(xiàn)打開尾端閥門，氣體往外噴出，設噴口面積為S,氣體密度為頂端對豎直墻的作用力大小是（）,氣體往外噴出的速度為v,則氣體剛噴出時鋼瓶2 v B.S122C. - V2SD.v2SSvt,由動量定理，有對噴出氣體分析，設噴出時間為t,則噴出氣體質量為 mFt = mv其中F為瓶子對噴出氣體的作用力，可解得Svtv 2c v2St根據牛頓第三定律，噴出氣體對瓶子作用力大小

2、為F,再對瓶子分析，由平衡條件和牛頓第三定律求得鋼瓶頂端對豎直墻壁的作用力大小也是F,故D正確，ABC錯誤。故選D。2 .如圖所示，A、B、E是勻強電場中一個橢圓上的三個點，其中A點的坐標為（0,3）, B點的坐標為（5,0）, E點的坐標為（0, 3）, C、D兩點分別為橢圓的兩個焦點，A B C三點的電勢分別為5V、10V、1V ,橢圓所在平面與電場線平行，元電荷e 1.6 10 19C，下列說法中正確的是（）A. E點的電勢為4VB. D點的電勢為9VC.勻強電場的場強大小為10V/mD.將一個電子由 A點移到D點，電子的電勢能增加 6.4 10 19J【答案】B【解析】【詳解】A.根據

3、橢圓關系可知 C、D兩點與。點的距離：c 4ab2 75? 4cm，由U mn M N得：Ubc 9V , Uba 5V ,根據U=Ed得：U BCdBC9 ,U BOdBO 5所以：U BA U bo ,可知A O ,y軸即為一條等勢線，電場強度方向指向X軸負方向，E點電勢為5V,故A錯誤;B.由電場線與等勢面關系得 U AC U de ,得d 9V ,故B正確；C.電場強度:U BCdBC9V0.09m100V/m ,C錯誤；D.根據 Wab qU ab 得：W eUAD 1.6 10 19C (5V 9V)6.4 10 19J,故電子的電勢能減少 6.4 10 19 J,故D錯誤。故選：

4、Bo* 11 cm3.如圖，將a、b兩小球以不同的初速度同時水平拋出，它們均落在水平地面上的P點，a球拋出時的高度較b球的高，P點到兩球起拋點的水平距離相等，不計空氣阻力.與 b球相比，a球A.初速度較大B.速度變化率較大C.落地時速度一定較大D.落地時速度方向與其初速度方向的夾角較大【答案】D【解析】【詳解】,1,2A.由h -gt可得，高度越高，下落時間越大，由 x ct可知，兩球水平位移相同，但是b求運動時間2短，故b球初速度較大，A錯誤；B.速度變化率即表示加速度，兩球加速度相同，故速度變化率相同，B錯誤；C.a球的水平速度小于 b球，故落地時雖然豎直分速度大于b球，但是合速度不一定大

5、于b球，C錯誤;D.由tan 8 gt , a球落地時間t大，但是 小，故a球的tan 一定大于b球，即a球落地時速度方向與 u其初速度方向的夾角較大，D正確；故選D。4.空中飛椅是游樂場里少年兒童們十分喜愛的娛樂項目，其模型如圖所示，頂端轉盤上吊著多個座椅，甲、乙兩個兒童分別坐在 A、B兩個吊椅中，當轉盤以一定的角速度穩(wěn)定勻速轉動時，連接座椅的鋼絲繩與豎直方向的夾角分別為 a、9o巳知連接A、B座椅的鋼絲繩長度分別為 Li、L2,甲、乙兩兒童的質量分別為mi、m2,兩座椅的質量相等，若 a> 0,則一定有tiA. Li>L2B. Li<L2C. mi>m2D. mi&

6、lt;m2【答案】A【解析】【詳解】設座椅做勻速圓周運動時轉速為n,由重力和繩子的拉力的合力提供座椅圓周運動的向心力，如圖，則有:、2 ,mg tan m(2 n) (Lsin r)解得g tanLsin據題知：n相同，r也相同，則當L變長時，。變大，與m無關。A. L i>L2與計算結果相符，故 A正確。B. L i<L 2與計算結果不符，故 B錯誤。C. m i>m2與計算結果不符，故 C錯誤。D. m i<m 2與計算結果不符，故 D錯誤。5.如圖所示，一個圓弧面 AB在A點與水平面相切，圓弧面的半徑R 4m。在AB兩點間放平面薄木板。一個小物塊以 vo 4j10

7、m/s的速度從A點滑上木板，并恰好能運動至最高點。物塊與木板間的動摩A邈Sb®$c后$52D. 2710s【答案】A【解析】【詳解】設木板長度為l。向上滑動過程能量守恒，有1 2 -mvo 2mgcos l mgh如圖所示由幾何關系得一 22. 2.hl x h , sin -, cos又有R l1 h2運動過程有mg cos mg sin ma又有vo at解以上各式得t s5A正確，BCD錯誤。故選Ao6 .在地球同步軌道上等間距布置三顆地球同步通訊衛(wèi)星，就可以讓地球赤道上任意兩位置間實現(xiàn)無線電通訊，現(xiàn)在地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的1. 1倍。假設將來地球的自轉周期變小，但

8、仍要僅用三顆地球同步衛(wèi)星實現(xiàn)上述目的，則地球自轉的最小周期約為A. 5小時B, 4小時C, 1小時D, 3小時【答案】B【詳解】r=1.1R ,已知地球的自轉周期T=24h ,設地球的半徑為 R,則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星的轉動周期與地球的自轉周期一致，若地球的自轉周期變小，則同步衛(wèi)星的轉動周期變小。由GMm - 4mRRT公式可知，做圓周運動的半徑越小，則運動周期越小。由于需要三顆衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持 無線電通訊，所以由幾何關系可知三顆同步衛(wèi)星的連線構成等邊三角形并且三邊與地球相切，如圖。由幾 何關系可知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為由開普勒第三定律得4h故B正確，ACD錯

9、誤。故選B。二、多項選擇題：本題共 6小題，每小題5分，共30分.在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得 5分，選對但不全的得 3分，有選錯的得0分7 .如圖甲所示，在光滑絕緣水平面內。兩條平行虛線間存在一勻強磁場。磁感應強度方向與水平面垂直。邊長為l的正方形單匝金屬線框 abcd位于水平面內，cd邊與磁場邊界平行。t 0時刻線框在水平外力 F的作用下由靜止開始做勻加速直線運動通過該磁場，回路中的感應電流大小與時間的關系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.水平外力為恒力B.勻強磁場的寬度為81C.從開始運動到 ab邊剛離開磁場的時間為4內0D.線框穿出磁場過程中外力F做的功

10、大于線框進入磁場過程中外力F做的功【答案】BCD【解析】【分析】根據線框感應電流i E 曹，結合i-t圖象知道，線框做勻加速直線運動，從而再根據圖象找到進入和穿出磁場的時刻，由運動學公式就能求出磁場寬度、ab邊離開的時間。根據感應電流的方向，結合楞次定律得出磁場的方向。根據安培力公式得出導線框所受的安培力?！驹斀狻烤€框進入磁場的時候，要受到安培力的作用，電流是變化的，安培力也是變化的，因此外力F必然不是恒力，選項A錯誤；由圖乙可知 2t04t0時間內線框進入磁場，設線框勻加速直線運動的加速度為a,邊框長為：l= a(4to)2- a(2to)2=6at o2；磁場的寬度為：d= a(6to)2

11、- - a(2to)2=16ato2；故 d=里，故選項 B 正22223確；設t時刻線框穿出磁場，則有：6ato2= - at2- -a(6to)2,解得：t=4j3to,選C正確；線框進入磁場過22B212V程的位移與出磁場過程的位移相等，根據 F ma可知，線框出離磁場過程中的水平拉力大于進R入磁場過程中的水平拉力，線框穿出磁場過程中外力 F做的功做的功大于線框進入磁場過程中水平拉力做 的功，選項D正確。故選BCD。8.如圖所示，擦亮的鋅板與驗電器上的金屬球相連，驗電器上的鋁箔原來是不張開的.現(xiàn)讓紫外線照射到鋅板，觀察到驗電器的鋁箔張開.下列說法正確的是()A.驗電器的鋁箔帶負電B.此實

12、驗可以說明光具有粒子性C.若改用X射線照射鋅板，則觀察到驗電器的鋁箔會張開D.若改用激光器發(fā)出高亮度的紅光照射鋅板，則觀察到驗電器的鋁箔也有可能會張開E.若增大紫外線的照射強度，則逸出電子的最大初動能變大【答案】BC【解析】【詳解】A.紫外線照射鋅板發(fā)生光電效應現(xiàn)象，電子從鋅板上飛出，鋅板帶正電，鋁箔張角變大，說明其原來帶正電，故A錯誤；8 .光電效應說明光具有粒子性，故 B正確；C.若改用X光（其頻率高于紫外線的頻率）照射鋅板時，依據光電效應發(fā)生條件，一定能使鋅板發(fā)生光電效應，故其夾角一定會變得更大，故 C正確；D.若改用激光器發(fā)出高亮度的紅光（其頻率低于紫外線的頻率）照射鋅板，依據光電效應

13、發(fā)生條件，則觀察到驗電器的鋁箔可能不會張開，故D錯誤；E.由愛因斯坦光電效應方程可知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關，由入射光的頻率有關，故E錯誤。故選BC。9 .如圖所示，足夠長 U型管內分別由水銀封有 Li、L2兩部分氣體，則下列陳述中正確是（）A.只對Li加熱，則h減小，氣柱L2長度不變B.只對Li加熱，則h減小，氣柱L2長度減少C.若在右管中注入一些水銀，Li將增大D.使Li、L2同時升高相同的溫度，則 Li增大、h減小【答案】AD【解析】【詳解】AB.只對Li加熱，假設體積不變，則壓強增大，所以 Li增大、h減小，氣柱L2長度不變，因為此部分 氣體做等溫變化，故 A正確B錯誤；

14、C.若在右管中注入一些水銀，L2壓強增大，假設 Li的體積不變，Li的壓強與h長度的水銀柱產生的壓強之和隨之增大，Li的壓強增大，根據玻意耳定律得Li將減小，故C錯誤；D.使Li、L 2同時升高相同的溫度，假設氣體體積不變，Li的壓強增大，L2壓強不變，則Li增大、h減小，故D正確； 故選AD.【點睛】做好本題的關鍵是知道兩邊氣體壓強大小的影響因素，再利用理想氣體狀態(tài)方程判斷各物理量的變化.i0 .中國航天科工集團虹云工程，將在2023年前共發(fā)射i56顆衛(wèi)星組成的天基互聯(lián)網，建成后WiFi信號覆蓋全球。假設這些衛(wèi)星中有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期為To,（T0為地球的自轉周期），已16知

15、地球的第一宇宙速度為v,地球表面的重力加速度為g,則地球的半徑 R和該衛(wèi)星做圓周運動的半徑r分別為（）22cvvA. R B. R g2g【答案】AD【解析】【詳解】C. rD. rAB.繞地球表面運行的衛(wèi)星對應的速度是第一宇宙速度，此時重力提供向心力，設衛(wèi)星的質量為m,即mg2 v m R得出故A正確，B錯誤;CD.衛(wèi)星在高空中旋轉時，萬有引力提供向心力，設地球的質量為GMm / 、2m r（）rTo_16其中GM=R 2g解得該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑M ,此高度的速度大小為vi,則有故C錯誤，D正確。故選AD 。11 .小滑塊以100J的初動能從傾角為 37。的固定斜面底端 O

16、上滑，小滑塊沿斜面上滑、下滑過程中的動能Ek隨離開O點的位移x變化的圖線如圖中I、 n所示。已知sin37 =0.6,重力加速度取10m/s2,則（）0 I 2 a tJmB.小滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.5D .小滑塊的最大位移為5mA .小滑塊的質量為 2kgC. x= 1m時小滑塊的動能為 60J【答案】ABD【解析】【詳解】AB.設小滑塊的質量為 m,小滑塊與斜面間的動摩擦因數為，小滑塊沿斜面上滑 x=3m過程中，根據動能定理，有mgxsin 37 mgxcos37AEk1Ekl60J小滑塊沿斜面下滑 x=3m過程中，根據動能定理，有mgxsin 37 mgxcos37AEk2AEk

17、2 12J解得：m=2kg ,=0.5,故AB正確；C.由圖像可知，小滑塊上滑和下滑經過x=1m位置時，小滑塊的動能為80J或16J,故C錯誤；D.將圖線延長，與 x軸的交點橫坐標為 5m,此時動能為零，即小滑塊的最大住移為5m,故D正確。故選ABD。12. 2019年9月12日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心箭三星”發(fā)射成功?，F(xiàn)假設三顆星a、b、c均在在赤道平面上繞地球勻速圓周運動，其中a、b轉動方向與地球自轉方向相同，c轉動方向與地球自轉方向相反，a、b、c三顆星的周期分別為 Ta =6h、Tb =24h、Tc=12h,下列說法正確的是（）A . a、b每經過6h相遇一次B. a、b每經過8h相遇

18、一次C. b、c每經過8h相遇一次D. b、c每經過6h相遇一次【答案】BC【解析】【詳解】a、b轉動方向相同，在相遇一次的過程中,a比b多轉一圈， 設相遇一次的時為 & ,則有tTTTb解得N=8h ,所以A錯誤，B正確。CD.b、c轉動方向相反，在相遇一次的過程中,b、c共轉一圈，設相遇次的時間為At',則Tb解得t 8h ,故C正確，D錯誤。故選BC。三、實驗題：共2小題，每題8分，共16分13.在 探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數之間的關系”實驗中，斌斌利用如圖所示可拆式變壓器(鐵芯不【詳解】閉合)進行研究。町拆變樂落(1)實驗還需要下列器材中的(2)實驗中，圖中變壓器的

19、原線圈接線“Q 8”接線柱，所接電源電壓為交流10.0V,副線圈接線“Q 4”接線柱，則副線圈所接電表示數可能是 A. 20.0 VB. 15.0 VC. 5.0 VD. 2.5 V【答案】AD D【解析】(1)1探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系實驗要用到交流電壓表，B是直流電流表，C是直流電壓表,A是多用電表，可以用多用電表的交流電壓擋測電壓，實驗中為了安全，輸入電壓不能超過12V,需要交流學生電源，故選 AD。 (2)2如果是理想變壓器，則電壓比等于匝數比，輸出電壓為 5V,但圖中變壓器存在比較大的漏磁，實際 輸出電壓小于5V,故D正確。 故選D。 14.某學習小組將一個直流電源和一個

20、很大的定值電阻(約幾十千歐)串聯(lián)組成了一個新電源， 如圖甲所示。當該電源兩端接的電阻較小時(小于300歐姆)，該電源能穩(wěn)定輸出約 30 dA的恒定電流。該學習小組利用新電源設計了如圖乙所示的電路測量一個量程為30 pA、內阻約為幾百歐姆的靈敏電流計的內阻。主要實驗步驟如下：(1)只閉合圖乙中的開關 K,靈敏電流計指針如圖丙中實線所示，該示數為 (2)再閉合圖乙中的開關S,調節(jié)變阻箱 Ri,使靈敏電流計的指針指到圖丙中虛線位置，此時變阻箱的示數為330歐姆。根據以上數據計算可知，靈敏電流計的內阻為 歐姆，此測量值(填大于"、小于等于"真實值。國甲甜已副內【答案】25.0220

21、 小于1靈敏電流計的分度值為1mA,靈敏電流計指針如圖丙中實線所示，該示數為25.0mA;(2)2靈敏電流計的指針指到圖丙中虛線位置，該示數為15.0mA;根據并聯(lián)分流可得流過調節(jié)變阻箱R的電流為I1 I I 10mA根據電流結構和歐姆定律則有I1R1IRg解得靈敏電流計的內阻為3閉合圖乙中的開關 S,總電阻減小，電路中的總電流增大，流過調節(jié)變阻箱 R的電流大于10mA,根據電流結構和歐姆定律可知此測量值偏小，所以測量值小于真實值。四、解答題：本題共 3題，每題8分，共24分15.如圖所示，兩內壁光滑、長為 2L的圓筒形氣缸 A、B放在水平面上，A氣缸內接有一電阻絲， A氣 缸壁絕熱，B氣缸壁

22、導熱.兩氣缸正中間均有一個橫截面積為S的輕活塞，分別封閉一定質量的理想氣體于氣缸中，兩活塞用一輕桿相連.B氣缸質量為m, A氣缸固定在地面上，B氣缸與水平面間的動摩擦因數為 ，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等.開始兩氣缸內氣體與外界環(huán)境溫度均為To,兩氣缸內壓強均等于大氣壓強 Po,環(huán)境溫度不變，重力加速度為g,不計活塞厚度.現(xiàn)給電阻絲通電對A氣缸內氣體加熱，求：(1)B氣缸開始移動時，求 A氣缸內氣體的長度;(2)A氣缸內活塞緩慢移動到氣缸最右端時，A氣缸內氣體的溫度 Ta.PoSP0S一)L (ii) Ta=2 (1+Eg)TomgPoS(i) B氣缸將要移動時，對B 氣缸：PbS=Po

23、S+mg對B氣缸內氣體由波意耳得:PbLS=PbLbSA氣缸內氣體的長度 La=2L-L bPoS解得：La= (2) LRSmg(ii) B氣缸運動后，A、B氣缸內的壓強不再變化 Pa=Pb對A氣缸內氣體由理想氣體狀態(tài)方程：PoLS Pa2LSToTa解得:Ta=2 (1+ -mg) To PoS16.如圖所示，一有界勻強磁場垂直于 xOy平面向里，其邊界是以坐標原點 。為圓心、半徑為R的圓.質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從磁場邊界與x軸交點P處以初速度大小 vo、沿x軸正方向射入磁場，恰能從 M點離開磁場.不計粒子的重力.(1)求勻強磁場的磁感應強度大小B;(2)若帶電粒子從 P點以速度大小vo射入磁場，改變初速度的方向，粒子恰能經過原點O,求粒子在磁場中運動的時間t及離開磁場時速度的方向;(3)在勻強磁場外側加一有界均勻輻向電場，如圖所示，與。點相等距離處的電場強度大小相等，方向指向原點O.帶電粒子從P點沿x軸正方向射入磁場， 改變初速度的大小， 粒子恰能不離開電場外邊界且能回到P點，求粒子初速度大小v以及電場兩邊界間的電勢差mvox【答案】(i)b -qR-( 2)t2