1、2021届高考物理模拟卷（全国卷）（四）1、如图所示，将a、b两小球以大小为的初速度分别从A、B两点相差1s先后水平相向抛出，a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不计空气阻力， g取，则抛出点A、B间的水平距离是( ) A B100 m C200 m D2、如图，拉格朗日点位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是( ) ABCD3
2、、如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平的顶板上,已知A、B与接触面间的动摩擦因数均为,车厢静止时两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则( )A.速度可能向左,加速度可大于(1+)gB.加速度一定向右,不能超过(1-)gC.加速度一定向左,不能超过gD.加速度一定向左,不能超过(1-)g4、太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为( )A8MeVB
3、16MeVC26MeVD52MeV5、如图所示，面积为，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R100，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，下列说法正确的是（ ）AP上移时，电阻R上消耗的功率增大B线圈中感应电动势的表达式为Ct0时刻，电压表示数为0D当原副线圈匝数比为2：1时，电阻上消耗的功率为400W6、如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,其中A、B两球的质量分别为2m和m,两球半径忽略不计,杆的长度为L。先将轻
4、杆竖直靠放在竖直墙上,轻轻拨动小球B,使小球B在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A沿墙下滑距离为时,下列说法正确的是（不计一切摩擦,重力加速度为g）( )A.小球A沿墙下滑的过程中小球A的机械能守恒B.小球A沿墙下滑距离为时,小球A的速度为C.长直轻杆对B做功为D.长直轻杆对A做功为7、如图甲所示，在一螺线管内部中点处放置 一小铜环;如图乙所示，在一螺线管外部放置一大铜环，闭合 开关的瞬间，下列说法正确的是（ ）A.从左往右看，两个铜环中都有沿顺时针方向的感应电流B.从左往右看，小铜环中有顺时针方向的感应电流，大铜环 中有逆时针方向的感应电流C.两个铜环都有收缩的趋势D.小铜环有收缩的趋势，
5、大铜环有扩张的趋势8、磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流设该气流的导电率(电阻率的倒数)为，则( )A. 该磁流体发电机模型的内阻为B. 产生的感应电动势为C. 流过外电阻R的电流强度D. 该磁流体发电机模型的路端电压为9、有一实验装置如图所示，水平台面上固定一个斜面，斜面底端有一小圆弧与水平台面平滑连接，且小圆弧末端与台面右端平齐，一个固定的水平木板紧靠平台右侧
6、竖直面，用图钉将白纸和复写纸固定在木板上，水平台面距木板的高度为H。将一个质量为m的小球从斜面上高h处由静止滑下，小球落在复写纸上后在白纸上印一个痕迹，落点距平台右侧竖直面的水平距离为L，逐渐增大小球开始释放时的初始高度，得到一系列不同的落点。本实验以小球在斜面上的运动为研究过程，重力加速度为g。 （1）如果用此装置探究合外力做功与动能增加量是否成正比，斜面_（填“需要”或“不需要”）光滑。 （2）如果用此装置验证机械能守恒定律，斜面必须保证足够光滑，如果各物理量之间满足关系式_，即可认为机械能守恒定律成立。 （3）测量长度、高度时的起止点都应该以球心为准，仔细观察发现，在测量小球平抛下降高度
7、时实际测量的却是水平台面距离木板的高度，此处操作对验证机械能守恒定律_（填“有”或“没有”）影响。10、光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，在电路中的符号是只有电流从标有“” 号的端流入，从标有“一”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。1.己知该型号的发光二极管的正常工作电压为 2.0V。若用电动势为 9V ，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为 的定值电阻。2.己知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为 56mA ，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂
8、家提供的数据是否一致。可选用的器材有：待测发光二极管直流电源 E（电动势 4.5V ，内阻可以忽略不计） 滑动变阻器 R（最大阻值为 20 ）电压表 （量程 l0V，内阻约 50k ） 电压表 （量程 5V，内阻约 20k ) 电流表 （量程 100mA ，内阻约 50 ) 电流表 （量程 60mA ，内阻约 100 ) 电键 S 、导线若干为准确、方便地进行检测，电压表应选用 ，电流表应选用 。（填字母符号）3.画出利用2中器材设计的实验电路图。11、如图所示，半径R0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面
9、相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上质量m0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能，已知小物块与水平面间的动摩擦因数=0.5，g取求：1.小物块从A点运动至B点的时间；2.小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小；3.C、D两点间的水平距离L12、平面和水平面之间的夹角为30，其中存在匀强磁场和匀强电场，其横截面如图所示，磁场的磁 感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外，匀强电场的方向竖直向上。现从上的A点沿纸面向左上方先后发射速度大小分别为和 (大小未知）
10、、速度方向与均成30角的两相同的带电小球，带电小球进入磁场后恰好做匀速圆周运动，其中速度大小为的带电小球在磁场中的运动轨迹恰好与相切，且能从上 另一点P射出磁场(P未画出）。已知带电小球的质量为m、带电荷量为，重力加速度为g。（1） 求两带电小球分別在磁场中运动的时间；（2） 若在左侧竖直的光屏和平面之间的区域加上与平面和水平面间等 大反向的电场，带电小球离开与间的区域后继续运动，能打在光屏上，其中求两带电小球打到光屏上的位置之间的距离。13、物理选修33（1）关于气体的内能，下列说法正确的是_。A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，
11、内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加2. 一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强。环境温度不变。14、物理一一选修3-4(1)某时刻一列简谐横波在某弹性介质中的波形图如图所示，介质中的三个质点此时刻对应的位置如图，已知质点b在介质中振动的频率为，质点c的动能正在逐渐增大，且此时刻质点c
12、对应的y轴坐标为，则下列说法正确的是_.A. 此时刻质点a的加速度最大B.质点做受迫振动，而且振动频率与质点c相同C.质点b振动2s的时间内，质点b沿x轴负方向平移了D. 从此时刻开始经过，质点b和质点c的振动速度相同E.从此时刻开始计时，质点c的振动方程为(2)如图所示为某种透明材料制成的棱镜的横截面图，为矩形，是半径为R的四分之一圆弧，圆心为O,一束平行光线从上射入，入射角为，其中从点入射的光线进入棱镜后恰好在上的O点发生全反射，然后由射出。已知段的长度为L，真空中的光速为c。求：(i)该透明材料的折射率n;(ii)若透明材料的折射率，不考虑光在上的反射，求能从上射出的光线对应的圆心角.
13、答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：A经过t时间两球的速度方向相互垂直,此时B运动时间为(t1)s设A球的速度方向与竖直方向的夹角为,根据几何关系可得：，解得：t=5s，则B运动时间为t1=4s故AB两点的水平距离，故D正确，ABC错误。 2答案及解析：答案：D解析：在拉格朗日点建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，根据向心加速度，由于拉格朗日点的轨道半径小于月球轨道半径，所以，同步卫星周期为24h，小于月球公转周期，轨道半径小于月球半径，根据,得， 3答案及解析：答案：B解析：开始A恰好不下滑,对A分析有fA=mg=NA=F弹,解得,此时弹簧处于压缩状态。当车厢做加速运动时,为了保证A
14、不下滑,侧壁对A的支持力必须大于等于,根据牛顿第二定律可知加速度方向一定向右。对B分析,fB=(F弹-mg)ma,解得a（1一)g,故B正确,A、C、D错误。 4答案及解析：答案：C解析：由知，=，忽略电子质量，则：，故C选项符合题意； 5答案及解析：答案：A解析：A. 根据题意可知,感应电动势瞬时值表达式：e=NBSsint,代入数据得：所以电动势有效值：，根据变压器原理得：,输入电压P上移,原线圈匝数变小,副线圈电压变大,根据可知，电阻消耗功率变大，故A正确，B错误；C. 电压表示数为有效值，即U=E=100V，故C错误；D. 由电压与匝数成正比得副线圈电压：电阻消耗功率：，故D错误。故选
15、：A。 6答案及解析：答案：BC解析：A沿墙下滑的过程中小球受重力,杆对它的弹力和墙对它的弹力,除重力做功外,杆的弹力对A小球做负功,所以A的机械能不守恒,故A错误;当小球A沿墙下滑距离为时,设A球的速度为,B球的速度为,根据系统的机械守恒得两球沿杆子方向上的速度相等,则有,联立解得,故B正确;对B球,根据动能定理得,解得,故D错误。 7答案及解析：答案：AD解析：题图甲中通过小铜环的是螺线管内部的部分磁感线，题图乙中通过大铜环的是螺线管内部的所有磁感线与螺线管外部的部分磁感线的差值。闭合开关瞬间，穿过两铜环的磁通量均向左增大，根据愣次定律.则铜环中的感应电流的磁场的方向向右，从左往右看，铜环
16、中感应电流沿顺时针方向，选项A正确、选项B错误;闭合开关的瞬间，穿过铜环的磁通量向左增大，根据增缩减扩可知，题图甲中小铜环有收缩的趋势，题图乙中大铜环有扩张的趋势.选项C错误、选项D正确。 8答案及解析：答案：AC解析：根据左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，最终电荷处于平衡有：，解得电动势为：E=BLv.内电阻为：，根据闭合电路欧姆定律有：，那么路端电压为：， 9答案及解析：答案：（1)不需要；(2)；没有。解析：（1)木块在斜面上所受的合外力只要保持恒定即可，不需要光滑，每当h增加多少倍，在斜面上的位移就增加多少倍，合外力做功即増加多少倍。根据平抛知识可知，在
17、平抛高度不变的情况下，平抛的初速度与水平位移成正比，即小球在斜面底端的动能与平抛的水平位移平方成正比，所以只需要测量h和L,作出的图象,即可验证合外力做功与动能增加量是否成正比。(2)欲使成立，同时联立二式可得成立，所以需要测量的物理量为L,H和h.(3)平抛初始球心与落地球心的高度差等于初始小球底端与落地小球底端的高度差，也就是等于水平台面距离木板的高度，所以没有影响。 10答案及解析：答案：(1) 350 (2) (3) 如图所示解析：发光二极管的正常工作电压为2 0V.则此时的电流为0.02A,则串联的定值电阻因为发光二极管允许通过的最大电流为56mA,所以电流表选择误差较小,根据图1知
18、,二极管两端的电压在最大电流时,电压小于4V,所以电压表选择误差较小.因为电压和电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法;二极管的电阻大约为,远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法.电路图如图所示. 11答案及解析：答案：（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有：；根据平抛运动的规律可得：；解得：；（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有：又；在C点处，由牛顿第二定律有：；解得：F=8N；根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F大小为8N；（3）小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有：；解得：L=1.2m。解析： 12答案及解析：答
19、案：（1)由题意可知，小球在复合场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，小球受到的电场力与重力平衡，故小球带正电。小球的运动轨迹如图所示。由几何知识得，速度为的小球在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为300根据题意有, 解得周期，故经分析可知，两小球在磁场中的运动轨迹对应的圆心角相等，故在磁场中的运动时间相等，均为。 (2)由几何知识得把解得速度为的带电小球从P点离开与间的区域后在光屏和平面之间的区域，做类平抛运动，设小球打在光屏上的T点，竖直位移为y,竖直方向有，得水平位移竖直位移联立解得该球打到光屏上的T点到O点的距离为同理对速度为的带电小球在光屏和平面间做类平抛运动，有水平位移竖直位移联立解
20、得故该小球打到光屏上的T点到O点的距离为其中联立解得故两小球打到光屏上位置间的距离为解析： 13答案及解析：答案：1.CDE2.解析：1. 温度相同的气体,其分子平均动能相同,仅质量相同,分子质量不同的气体,所含分子数不同,气体的动能也可能不同,所以内能不一定相同,A项错误;气体的内能与整体运动的机械能无关,B项错误;理想气体等温压缩过程中,其内能不变,C项正确; 理想气体不考虑分子间相互作用力,分子势能为零,一定量的气体,分子数量一定,温度相同时分子平均动能相同,由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和,所以D项正确;由盖-吕萨克定律可知,一定质量的理想气体.等压膨胀过程中,温度一定升
21、高,则其内能一定增加,E项正确。2.设初始时,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。活塞被推下后,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。以为压强单位,由题给条件得,根据玻意耳定律,联立解得,根据题意可得,根据玻意耳定律可得,解得. 14答案及解析：答案：(1)ABD;(2)（i）设光线在上的折射角为r，光路图如图1所示，根折射定律得设光线发生全反射的临界角为，由题意知，光线在上O点恰好发生全反射，可得由几何知识可知，联立以上各式解得(ii)由得，故。设刚好在O点发生全反射的光线从上的P点射出，由A和B处入射的边界光线分别能到达圆弧上的点和点，在上发生
22、折射后直接到达上的光线，在点处与法线间的夹角最大。则在三角形中由正弦定理得由几何关系知,则故在上发生折射后直接射到圆弧上的光线不会在上发生全反射。经分析，从折射到达经过全反射后到达圆弧上间的光线，在C点处与法线间的夹角最大，且为30，故不会在上发生全反射。间有光线从上射出。从折射到达经过全反射后到达圆弧上间的光线在射出时与法线间的夹角最大，设到达点的光线与间的夹角为，如图2所示，则在三角形中由正弦定理得解得故光线也不会在上发生全反射，故有光从上射出的圆弧范围为，由几何知识得与法线间的夹角，其中。解析：(1)由波动图象可知，此时质点a位于波峰，其振动的加速度最大，故A正确；由机械波的形成和传播的知识可知，介质中所有质点中都在做受迫振动，总是重复波源振动，振动频率相同，故B正确；由质点c动能正在逐渐增大，可知质点C此时的振动方向沿y轴正方向，故该简谐波沿x轴负方向传播,又质点b在介质中振动的频率为,可知波的周期为,由波动图象知波长为4m,故波速为,振动时间,故波传播的距离为,但介质中的质点不随波迁移，故C错误;由质点c此时对应的轴坐标为及波动方程可知，质点b和质点c平衡位置间的距离为，要使两者的速度相同，它们的平衡位罝中点处的质点应处于平衡位置处，故，故D正确;此时刻开始计时，由波形图可知振幅，又,质点c此时的相位为,故质点c的振动方程为,故E错误。
