1、（全国卷）2021届高考物理模拟测试题一（含解析）(时间：60分钟，满分110分)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921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14核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为Pu XHe.下列有关说法正确的是()AX原子核中含有92个中子B100个Pu原子核经过24 100年
2、后一定还剩余50个C由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量增加D衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力15.如图，小物块P在沿斜面向上的拉力F作用下沿固定光滑斜面匀速上滑现将力F的方向变为水平向右，仍使P保持原来的速度沿斜面匀速上滑则变化后与变化前比较()A斜面对物块的支持力不变B力F变大C力F变小D力F的功率变大16如图所示，甲、乙、丙为三个光滑轨道，甲是水平轨道，乙是向下凹的圆弧轨道，丙是向上凸的圆弧轨道，三个轨道水平方向距离相同，图中虚线在同一水平面上现有三个完全相同的小球分别从相同高度由静止开始滚下，到达轨道的右侧，三个小球运动过程中始终未脱离轨道，下列说法正
3、确的是()A甲轨道上的小球先到达右侧B乙轨道上的小球先到达右侧C丙轨道上的小球先到达右侧D三个轨道上的小球同时到达右侧17如图甲，在匀强电场中的O点先后无初速度释放两个正点电荷和，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能Ek随位移x变化的关系如图乙若的电荷量为q，则可知()A匀强电场的场强大小为EB电荷受到的电场力大小为FC电荷的电荷量为D选O点为电势零点，A点的电势为A18.2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器，已知地球和月球的半径之比约为4:1，其表面重力加速度之比约为
4、6:1.则地球和月球相比较，下列说法中最接近实际的是()A地球的密度与月球的密度之比为3:2B地球的质量与月球的质量之比为64:1C地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为8:1D苹果在地球表面受到的引力与它在月球表面受到的引力之比为60:119图甲所示的无人机在飞行的某1 min内，前0.5 min沿正东方向做水平直线运动，后0.5 min沿正北方向做水平直线运动，其速率v随时间t变化的关系如图乙下列判断正确的是(sin 370.6)()A无人机在10 s末、40 s末的加速度大小之比为2:3B无人机在前、后0.5 min内的平均速率之比为4:3C1 min内，无人机飞行的路程为500
5、mD1 min内，无人机的位移大小为500 m、方向东偏北5320如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点已知OPOSd，粒子带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则()A粒子的速度大小为B从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为C沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为dD从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9421.如图所示，在垂直纸面向里
6、的有界匀强磁场区域的左侧，一正方形线框由位置以3.0 m/s的初速度沿垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置，当运动到位置时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域线框的边长小于磁场区域的宽度若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置时的速度为v.则下列说法正确的是()Aq1q2 Bq12q2Cv1.0 m/s Dv1.5 m/s三、非选择题：共62分第2225题为必考题，每个试题考生都必须作答，第3334题为选考题，考生根据要求作答(一)必考题：共47分22(5分)以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程(1)首先进行如下操作：如图甲所示，轻质小圆环挂
7、在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；如图乙所示，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙所示实验小组发现，力F单独作用与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即_，所以F等于F1、F2的合力(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如
8、图丁所示，得到的启示是_；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作_上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的_，此实验可以探究_规律23(10分)某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量一蓄电池的电动势和内阻，接入电路中的电阻箱只用“1”倍率(单位，如图乙所示)闭合开关S，改变电阻箱接入电路的阻值，使旋钮沿顺时针方向旋转，分
9、别指向1、2、3、4、5、6，读出6组对应的电压值然后以(电压表读数的倒数)为纵轴、(电阻箱接入电路的阻值的倒数)为横轴建立坐标系，根据实验记录数据描点连线，得到如图丙所示的图象回答下列问题：(1)该小组设计的电路中，接入定值电阻R0有何作用？_.(2)用E和r分别表示蓄电池的电动势和内阻，则与的关系式为_(3)根据图丙求得蓄电池的电动势E_V，内阻r _.(用a、b、R0表示)(4)该小组通过此电路测得的蓄电池的电动势的值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)24(12分)如图甲所示，MN、PQ是两根间距为L0.5 m，倾角为30的平行导轨，导轨顶端连接阻值为R0.2 的电阻一根质量
10、为m0.5 kg的导体棒ab，垂直于导轨静置，与导轨顶端距离也为L，导体棒跨接在两导轨间的电阻也为R，其与导轨间的动摩擦因数.磁场垂直于斜面且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，规定垂直斜面向上为正方向，整个过程导体棒ab恰好保持静止导轨电阻不计，重力加速度g10 m/s2.试求：(1)磁感应强度的最大值B1；(2)经过t4 s导体棒产生的焦耳热25(20分)如图所示，半径R2 m的光滑半圆轨道AC，倾角为37的粗糙斜面轨道BD固定在同一竖直平面内，两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连，B处用光滑小圆弧平滑连接在水平轨道上，用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，物块与弹簧
11、不拴接只放开左侧挡板，物块a恰好能通过半圆轨道最高点C；只放开右侧挡板，物块b恰好能到达斜面轨道最高点D.已知物块a的质量为m15 kg，物块b的质量为m22.5 kg，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，物块到达A点或B点之前已和弹簧分离重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：(1)斜面轨道BD的高度h；(2)现将a物块换成质量为M2.5 kg的物块p，用挡板重新将p、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，同时放开左右两挡板，物块b仍恰好能到达斜面轨道最高点D，求此问中弹簧储存的弹性势能；(3)物块p离开C后的落点到A的距离(二)选考题：共15分请考生从给出
12、的2道题中任选一题作答如果多做，则按所做的第一题计分33物理选修33(15分)(1)(5分)下列说法中正确的是_(填正确答案标号)A0 的铁和0 的冰，它们的分子平均动能相同B单晶体有确定的熔点和规则的几何外形，多晶体没有确定的熔点和规则的几何外形C空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢D因为液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力E用油膜法估测分子大小时，用油酸酒精溶液体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径(2)(10分)如图所示，有一个连通器装置，连通器的右管半径为左管的两倍，左端封闭，封有长为30 cm的气柱，左、右两管水银面高度差为37
13、.5 cm，左端封闭端下60 cm处有一细管用开关S封闭，细管上端与大气连通若将开关S打开(空气能进入但水银不会进入细管)，稳定后会在左管内产生一段新的空气柱已知外界大气压强p075 cmHg.稳定后左端管内的所有气柱的总长度为多少？34物理选修34(15分)(1)(5分)一列波长为4.8 m的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，质点a位于负的最大位移处，质点b正向上运动，从此刻起再经1.5 s，质点a第二次到达平衡位置由此可知该列波_(填正确答案标号)A沿x轴负方向传播B波源的振动频率为0.5 HzC波传播的速度大小为1.2 m/sD从该时刻起，经过0.05 s，
14、质点a沿波的传播方向移动了1 mE该时刻以后，质点b比质点c晚到达负的最大位移处(2)(10分)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d0.20 mm的双缝然后，接通电源使光源正常工作已知屏与双缝间的距离L700 mm.已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为_mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间的距离为8.40 mm.利用上述测量结果，经计
15、算可得经滤光片射向双缝的色光的波长_(保留2位有效数字)m.另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显若他对实验装置进行改动后，在屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则以下改动可能会实现这个效果的是_A仅将滤光片移至单缝和双缝之间B仅将单缝与双缝间距增大少许C仅将单缝与双缝的位置互换D仅将红色滤光片换成绿色滤光片 仿真1842选114解析：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则有92个质子，143个中子，故A错误；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量减小，
16、故C错误；衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故D正确答案：D15解析：设斜面的倾角为，拉力沿斜面向上时，对小物块由平衡条件有Fmgsin ，FNmgcos ，拉力的功率Pmgvsin ，拉力水平时，对小物块由平衡条件有F mgtan ，FN，拉力的功率Pmgtan vcos mgvsin ，故FNFN，FF，PP，B项正确，A、C、D项错答案：B16解析：根据机械能守恒定律可知，三个小球到达轨道的左侧时速度相同甲轨道上的小球从轨道左侧开始做匀速直线运动；乙轨道上的小球从轨道左侧开始(前端的一段)向下做圆周运动，先加速再减速，水平分速度先增大后减小，水平方向的平均速度比甲轨道上
17、的小球大；丙轨道上的小球从轨道左侧开始(前端的一段)向上做圆周运动，先减速后加速，水平分速度先减小后增大，水平方向的平均速度比甲轨道上的小球小故乙轨道小球水平方向的平均速度最大，丙轨道小球水平方向的平均速度最小，又三个轨道水平方向长度相同，则乙轨道上的小球先到达右侧，选项B正确答案：B17解析：由动能定理可知，电荷的动能Ek随位移x变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力，故电荷、所受的电场力分别为F，F，B项错；由FEq可知，匀强电场的场强大小E ，A项正确；又F2FI，所以电荷的电荷量为2q，C项错；电荷由O到A的过程中，有qUOAEk0，解得UOA，选O点为电势零点，A点的电势A，D项错答案
18、：A18解析：设星球的密度为，由Gmg，得GMgR2，已知地球的半径约为月球半径的4倍，地球表面重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，所以地球和月球的密度之比约为3:2，地球的质量与月球的质量之比约为96:1，故A正确，B错误根据Gmgm可得v，则地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比约为2:1，选项C错误；根据Fmg可知，苹果在地球表面受到的引力与它在月球表面受到的引力之比约为6:1，选项D错误答案：A19解析：由速率时间图象可知，在030 s内，无人机做匀减速直线运动，加速度大小a1m/s2,3050 s内，无人机做匀加速直线运动，加速度大小a21 m/s2，所以无人机在10 s末和
19、40 s末的加速度大小之比为2:3，A项正确；由速率时间图象可知，无人机在前0.5 min的位移大小为x1m300 m，方向向东，后0.5 min的位移大小为x2m400 m，方向向北，则无人机在前、后0.5 min内的平均速率之比为3:4，B项错；1 min内无人机飞行的路程为700 m，C项错误；由位移的定义可知，1 min内，无人机的位移大小为500 m，方向东偏北53，D项正确答案：AD20解析：由OPOSd，可得SP2d，如图所示，结合“在轨迹圆中，轨迹的直径为最长的弦”和题中“所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点”可知SP是其中一个轨迹的直径，由qvB可得rd，则v，选项
20、A正确；由几何知识可得从O点射出的粒子，轨迹所对的圆心角为60，在磁场中的运动时间为t，选项B正确；沿平行x轴正方向射入的粒子，圆心在原点处，运动轨迹为四分之一圆，离开磁场时的位置到O点的距离为d，选项C错误；从x轴上射出磁场的粒子，从原点射出时在磁场中运动时间最短，运动轨迹与x轴相切时运动时间最长，tmax，则tmax:t9:2，选项D错误答案：AB21解析：设线框电阻为R，面积为S，线框进入磁场过程中磁通量的变化量为1BS，设进入磁场过程的时间为t1，由法拉第电磁感应定律，进入磁场过程中产生的感应电动势平均值为E1，根据闭合电路欧姆定律，感应电流的平均值I1，通过线框横截面的电荷量为q1I
21、1t1，联立解得q1.线框出磁场过程中磁通量的变化量为2BS，设出磁场过程的时间为t2，由法拉第电磁感应定律，出磁场过程中产生的感应电动势平均值为E2，根据闭合电路欧姆定律，感应电流的平均值I2，通过线框横截面的电荷量为q2I2t2，联立解得q2.因此可得q12q2，选项B正确，A错误设线框质量为m，边长为L，线框进入磁场过程的t1时间内，线框的速度变化量为v，由动量定理有BL(I1t1)BLq1mvm(vv0)同理可得出磁场过程，BL(I2t2)BLq2mv，联立解得v1.0 m/s，选项C正确，D错误答案：BC22解析：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，即有相同的作用效果(2)由图丁得到的启
22、示是可能构成平行四边形以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律答案：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同(2)可能构成平行四边形平行四边形定则分力力的分解23解析：(1)要使实验中电压表示数变化明显，同时又保护电路，电路中需接入适当阻值的定值电阻R0.(2)根据闭合电路欧姆定律可知EU(rR0)，变形可得.(3)根据图丙有bV11，aV11 1，解得EV，r.(4)由于电压表的分流，通过此电路测得的蓄电池电
23、动势的值比真实值小答案：(1)使实验中电压表示数变化明显，同时又保护电路(2分)(2)(2分)(3)(2分)(1R0)(2分)(4)偏小(2分)24解析：(1)根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势EL2(2分)由图乙可知磁感应强度的变化率B1(1分)由闭合电路欧姆定律得电流I(1分)电流大小不变且方向前半个周期由b指向a，后半个周期由a指向b，对ab导体棒受力分析，安培力随磁感应强度增大而增大，随磁感应强度减小而减小，且磁感应强度减小时，安培力沿斜面向下；磁感应强度增大时，安培力沿斜面向上当安培力沿斜面向下且取最大值时是本题保持静止的临界条件，受力分析，如图所示mgsin B1ILmgcos
24、 0(2分)联立以上各式解得B12 T(2分)(2)联立解得电流I1.25 A(1分)由焦耳定律得经过4 s导体棒产生的焦耳热QI2Rt(1分)代入数据解得Q1.25 J(2分)答案：(1)2 T(2)1.25 J25解析：(1)只放开左侧挡板，a物块在C点有m1gm1(2分)解得vC2 m/s(1分)从放开挡板到物块到达C点，机械能守恒E弹m1g2R(2分)解得E弹250 J(1分)从放开b到D点，根据能量守恒E弹m2ghm2gcos (1分)解得h6 m(1分)(2)设b刚弹开时的速度为v2，则EkbE弹(2分)放开挡板前后，对b和p的系统，动量守恒有0Mvm2v2(2分)解得v10 m/
25、s(1分)则储存的弹性势能为E弹EkbMv2500 J(1分)(3)p从放开到到达C点，机械能守恒Mg2R(2分)解得vC2 m/s(1分)p离开C后平抛，在竖直方向有2Rgt2(1分)解得t s(1分)p离开C后的落点到A的距离为svCt4 m(1分)答案：(1)6 m(2)500 J(3)4 m33解析：(1)温度是分子平均动能的唯一量度，A正确；单晶体和多晶体有确定的熔点，单晶体有规则的几何外形，多晶体没有规则的几何外形，B错误；空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，C正确；因为液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力，D正确；用油膜法估测
26、分子大小时，用一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积除以油酸薄膜的面积，可得油酸分子的直径，E错误(2)空气进入后将左管水银柱隔为两段，上段水银柱长为30 cm，对左管上段空气柱，有p1p0h175 cmHg37.5 cmHg37.5 cmHgp2p0h275 cmHg30 cmHg45 cmHg由玻意耳定律得p1L1Sp2L2S解得L2cm25 cm上段水银柱上移，形成的空气柱长为25 cm，下段水银柱下移，设下移的距离为x，由于U形管右管内径为左管内径的2倍，则右管横截面积为左管的4倍，由7.5 cmx解得x6 cm，则产生的空气柱长为L(65)cm11 cm所有气柱的总长度L总LL236 cm
27、答案：(1)ACD(2)36 cm34解析：(1)质点b正向上运动，则波沿x轴负方向传播，故A正确；根据题意可得1.5 sT，解得T2 s，f0.5 Hz，故B正确；波传播的速度大小v2.4 m/s，故C错误；在波动图象中，各质点不随波迁移，故D错误；由波动图象可知，质点c正向负方向运动，所以质点c比质点b先到达负的最大位移处，故E正确(2)测量头上示数为70.05 mm0.35 mm；A条纹与B条纹间的中心距离为8.40 mm，共5个条纹间隔，则相邻条纹间距x1.68 mm，由x，解得经滤光片射向双缝的色光的波长4.8107 m.根据条纹间距公式x知，若要使观察到清晰的条纹数目增加，即减小条纹间距，则可以减小滤光片射向双缝的色光的波长，即可以将红色滤光片换成绿色滤光片，选项D正确答案：(1)ABE(2)0.354.8107D
