1、2021年普通高中学业水平等级考试物理仿真模拟卷(一) (时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1Th具有放射性，发生一次衰变成为新原子核X的同时，放出能量，下列说法正确的是()ATh核能放射出粒子，说明其原子核内部有粒子B新核X的中子数为143CTh核的质量等于新核X与粒子的质量之和D让Th同其他的稳定元素结合成化合物，其半衰期将增大命题意图本题考查核反应、质量亏损及半衰期的概念等知识。BTh核放射出粒子，是由于原子核发生衰变，核内的中子转化为一个质子和一个电子时放出的，故选项A错误；根据质量数和电荷数守恒得新核的质
2、子数为91，质量数为234，则中子数为23491143，故选项B正确；发生衰变时会放出能量，由爱因斯坦质能方程可知，反应前后质量不相等，故选项C错误；元素的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故选项D错误。2如图所示，水平放置、内壁光滑的密闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1 mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡状态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。则下列说法正确的是()AVaVb，TaTb BVaVb，TaTbCVa
3、Vb，TaTb DVaTb命题意图本题以密闭绝热气缸中的理想气体为情境，考查理想气体状态方程、热力学第一定律及其相关知识点。D设初状态时每部分理想气体的体积为V0，温度为T0，根据理想气体状态方程知，a部分气体，R，b部分气体，2R，联立解得pb2pa。解除锁定后，活塞向左移动，VaTb，选项D正确。3如图所示，某小区门口自动升降杆的长度为L，A、B为横杆上两个质量均为m的小螺帽，A在横杆的顶端，B与A的距离为。杆从水平位置匀速转动至竖直位置的过程，下列说法正确的是()AA、B的线速度大小之比为11BA、B的向心加速度大小之比为31C杆竖直时A、B的重力势能之比为32DA、B的机械能增加量之比
4、为32命题意图本题以生活中升降杆的运动为载体，考查描述圆周运动的物理量、重力势能、机械能等知识，主要考查考生知识的运用和的推理能力。DA、B同轴转动，角速度相同，线速度与转动半径成正比，故vAvBLL32，A错误；根据a2r可得aAaBLL32，B错误；由于零势能面不确定，故A、B的重力势能之比不确定，C错误；A、B做匀速圆周运动，动能不变，重力势能增加，机械能的增加量等于重力势能的增加量，杆从水平位置匀速转动至竖直位置的过程，A的重力势能增加量为mgL，B的重力势能增加量为mgL，故A、B的机械能增加量之比为32，D正确。4电容式力传感器的原理如图所示，其中上板为固定电极，下板为可动电极。可
5、动电极的两端固定，当有压力作用于可动电极时，极板会发生形变，从而改变电容器的电容。已知电流从灵敏电流计的正极流入时指针往右偏，则压力突然增大时()A电容器的电容变小B电容器的电荷量不变C灵敏电流计指针往左偏D电池对电容器充电命题意图本题以电容式力传感器为情境，考查电容器动态变化及其相关知识点。D当压力突然增大时，电容器可动电极形变变大，两极板之间的距离减小，借助平行板电容器电容的决定式可知，电容器的电容增大，选项A错误；电容器两极板之间的电压U不变，由电容定义式C，可知电容器的电荷量增大，电池对电容器充电，灵敏电流计的指针往右偏，选项B、C错误，D正确。5某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了
6、探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下、竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是()A将磁铁N极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于m0B将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m0C将磁铁N极加速插入线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视)D将磁铁N极匀速插入线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热命题意图本题以探究性实验为载体，考查感应电流的产生和方向判定、楞次定律的推论及应用，考查考生的理解能力和推理能力。C将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化
7、，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插入线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0，在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，A、B错误；根据楞次定律可判断，将一条形磁铁的N极加速插入线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，C正确；磁铁N极匀速插入线圈的过程中，磁铁受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于线圈中产生的焦耳热，D错误。6如图所示为“嫦娥五号”探测器探月过程的示意图。探测器在圆形轨道上运动，到达轨道
8、的A点时变轨进入椭圆轨道，变轨前后的速度分别为v1和v2；到达轨道的近月点B时再次变轨进入近月轨道绕月球做圆周运动，变轨前后的速度分别为v3和v4，则探测器()A在A点变轨时需要加速B在轨道上从A点运动到B点，速度变小C在轨道上B点的加速度大于在轨道上B点的加速度D四个速度大小关系满足v3v4v1v2命题意图本题考查了万有引力定律的应用以及卫星变轨，意在考查考生的分析综合能力。D探测器由A点从高层轨道进入轨道低层，需要减速，A错误；探测器在轨道上由A点运动到B点的过程中，万有引力做正功，引力势能减小、动能增加，探测器的速度变大，B错误；探测器在轨道上经过B点以及在轨道上经过B点时，受到月球的引
9、力相同，根据牛顿第二定律可知探测器两次经过B点的加速度相同，C错误；由以上分析可知，v1v2、v3v2，探测器在轨道上经过B点时，点火减速，进入轨道，故v3v4，探测器在轨道和轨道上运行时，由Gm得v，则有v4v1，由以上可得v3v4v1v2，D正确。7如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2出射，则此介质的折射率为()A B C D命题意图本题以单色光在长直细圆柱体中的传播为情境，考查全反射、折射定律及其相关知识点。D设此介质折射率为n，光线以全反射临界角传输，则sin C，从右端出
10、射时，设入射角为r，则rC90，折射角为，根据折射定律有n，联立解得n，选项D正确。8如图所示，AB是半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道底端B点与水平轨道BC相切，水平轨道又在C点与足够长的斜面轨道CD平滑连接，轨道B处有一挡板(厚度不计)。在圆弧轨道上静止摆放着N个半径为r(rR)的光滑刚性小球，恰好将AB轨道铺满，小球从A到B依次标记为1、2、3、N号。现将B处挡板抽走，N个小球均开始运动，不计一切摩擦，考虑小球从AB向CD的运动过程，下列说法正确的是()AN个小球在离开圆弧轨道的过程中均做匀速圆周运动B1号小球第一次经过B点的速度一定小于C1号小球第一次经过B点的向心加速度一定等于2gD1
11、号小球第一次沿CD斜面上升的最大高度为R命题意图本题考查圆周运动、机械能及其相关知识点，考查的核心素养是物理观念和科学思维。B由于后面小球对前面小球的推力作用，N个小球在离开圆弧轨道的过程中均做加速圆周运动，选项A错误；将所有小球看成一个整体，对整体，在AB段时，经分析可知其重心低于，则mv2mg，则第1个小球到达最低点的速度v，则在B点时1号球的向心加速度ag,1号球沿斜面上升时，若仅有1号球，则上升的最大高度h满足m1ghm1v2，则hL，A会碰到挡板后以原速率返回，再继续减速后停止。最终A停止时距离O点的距离为sAL(sAL)1.5 m。(1分)(2)(本问不管是否讨论只按情形赋分，如果
12、没有情形，情形中方程可相应赋分)爆炸后A、B分开，可能有三种情形。情形，A、B反向运动，A碰到挡板后反弹，再与B相遇，以向右为正方向2mv0mvBmvA(1分)sAsB(1分)sAsB2L10 m(1分)由以上可解得vB(1) m/s，vA(1) m/ssA2.8 m2 msB7.2 m3 m，符合题意(1分)Q2mvmv2mv解得Q219 J(1分)情形，A、B反向运动，A未碰到挡板，B反弹后与A相遇2mv0mvBmvAsAsBsBsA2(LL)(1分)由以上可解得vB7 m/s，vA5 m/ssA6.25 m2 m与预设相矛盾。(1分)情形，A、B同向运动，A慢B快，B反弹后与A相遇2mv
13、0mvAmvBsAsBsAsB2(LL)6 m(1分)以上方程联立后无解。故最小值Q219 J。(1分)答案(1)1.5 m(2)19 J18(16分)如图甲所示，在平面直角坐标系xOy中关于x轴对称放置两平行金属板A、B，A、B板的左端均在y轴上，两板间距离d6.0 cm，板长均为L11.8 cm，距两板右端L228 cm处放置有一足够长的垂直x轴的荧光屏，两者之间的区域分布着匀强磁场，磁感应强度大小B1.0 T，方向垂直坐标平面向里。大量比荷为5.0104 C/kg的带负电粒子以速度v06.0103 m/s从坐标原点O连续不断沿x轴正向射入板间，离开板间电场后进入磁场，最后打在荧光屏上。在
14、两板间加上如图乙所示的交流电压，不计粒子重力，不考虑场的边缘效应和粒子的相对论效应，求：(1)t00时刻发射的粒子离开电场时的速度大小及偏转距离；(2)粒子打在荧光屏上的范围；(3)粒子在磁场中的运动时间。甲乙命题意图本题考查带电粒子在电、磁场中的运动，意在考查考生对圆周运动等知识的理解与应用情况。解析(1)粒子穿过偏转电场的时间t3106 sT(1分)ma(1分)解得a8109 m/s2t00时刻，粒子从偏转电场飞出时的竖直分速度vyaa8.0103 m/s(1分)飞出时速度大小为v1.0104 m/s(1分)偏转距离ya(1分)解得y2.8 cm。(1分)(2)由题意知，所有粒子飞出电场时
15、的速度大小和方向均相同，则所有粒子在磁场中的运动时间均相同。粒子飞出电场时的方向与水平方向成角，有tan (1分)在磁场中，有qvB解得R20 cm(1分)粒子在磁场中的轨迹如图所示，由几何关系可知L2Rsin Rsin (1分)解得sin 粒子在磁场中运动过程中沿y轴正方向的偏移距离均为yRcos Rcos 4 cm(1分)t00时刻的粒子在荧光屏上的纵坐标Yyy6.8 cm(1分)t02106 s时刻进入电场的粒子在电场中偏移y(a)0.4 cm(1分)t02106 s时刻进入电场的粒子在荧光屏上的纵坐标Yyy3.6 cm(1分)即纵坐标范围为3.6 cmy6.8 cm。(3)粒子在磁场中运动的周期为T(1分)粒子在磁场中的偏转角度90(1分)粒子在磁场中的运动时间为t3.14105 s。(1分)答案(1)2.8 cm(2)3.6 cmy6.8 cm(3)3.14105 s