2021届江苏省新高考模拟预测卷物理试卷（四）（解析版）

江苏省 2021 年新高考模拟预测卷 物理试卷（四） 一、单项选择题:共 11 题，每题 4 分，共 44 分。每题只有一个选项最符合题意。 1.如图所示，一定质量的理想气体由状态 A 沿平行纵轴的直线变化到状态 B，则它的状态变 化过程是( ) A．气体的温度不变 B．气体的内能增加 C．气体的分子平均速率减少 D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变 2.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对 国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ） A.21H＋31H→42He＋10n B.147N＋42He→178O＋11H C.42He＋2713Al→3015P＋10n D.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n 3.可调式理想变压器示意图如图所示，原线圈的输入电压为 U1，副线圈输出电压为 U2，R 为电阻。将原线圈输入端滑动触头 P 向下移动时。下列结论中正确的是（ ） A．输出电压 U2 增大 B．流过 R 的电流减小 C．原线圈输入电流减小 D．原线圈输入功率不变 4.如图甲所示是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏 摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形 成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图乙是同一个沙漏分别在两块木板 上形成的曲线(图中的虚线)，已知 P、Q 分别是木板 1 上的两点，木板 1、2 的移动速度分别 为 v1、v2，则（ ） A．P 处堆积的细沙与 Q 处一样多 B．P 处堆积的细沙比 Q 处多 C．v1∶v2＝4∶3 D．t1∶t2＝3∶4 5.如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO′轴在水平方向的磁 感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑 环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻 R0 和滑动变阻器 R，下列判断正确的是( ) A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e＝NBSωsin ωt B. 矩形线圈从图示位置经过 π 2ω 时间内，通过电流表 A1 的电荷量为零 C．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1 和 A2 示数都变小 D．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表 V1 示数不变，V2 和 V3 的示数都变小 6.质量为 m 的球从地面以初速度 v0 竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力与速度大小成正 比。下列图像分别描述了球在空中运动的加速度 a、速度 v 随时间 t 的变化关系和动能 Ek、 机械能 E(选地面处重力势能为零)随球距离地面高度 h 的变化关系，其中可能正确的是( ) 7.如图所示的电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，R0 为定值电阻，电容器的电容为 C。闭 合开关 S，增大可变电阻 R 的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI， 则( ) A．变化过程中ΔU 和ΔI 的比值保持不变 B．电压表示数 U 和电流表示数 I 的比值不变 C．电阻 R0 两端电压减小，减小量为ΔU D．电容器所带的电荷量减小，减小量为 CΔU 8.物体从地面以某一初速度竖直向上抛出，受到与速度 v 成正比的空气阻力，则在从抛出到 返回的全过程中，表示该物体加速度 a 和速度 v 的关系图像正确的是(取向上为正方向)( ) 9.如图所示的电路中，A、B、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感 系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相同。下列说法正确的是( ) A．闭合开关 S，A 灯逐渐变亮 B．电路接通稳定后，流过 B 灯的电流是流过 C 灯电流的3 2 倍 C．电路接通稳定后，断开开关 S，C 灯立即熄灭 D．电路接通稳定后，断开开关 S，三个灯过一会儿才熄灭，且 A 灯亮度比 B、C 灯亮 度高 10.几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！完全相 同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第 4 个水球，则下列说法不正确的是( ) A．子弹在每个水球中的速度变化相同 B．子弹在每个水球中运动的时间不同 C．每个水球对子弹的冲量不同 D．子弹在每个水球中的动能变化相同 11.如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M、N 为轨道短轴的两 个端点，运行的周期为 T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 P 经 M、 Q 到 N 的运动过程中( ) A．从 P 到 M 所用的时间等于T0 4 B．从 Q 到 N 阶段，机械能逐渐变大 C．从 P 到 Q 阶段，速率逐渐变大 D．从 M 到 N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 二、非选择题:共 5 题，共 56 分。其中第 13 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方 程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写 出数值和单位。 12.（15 分）在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值， 设计了如图甲所示的电路．除了金属电阻 Rx 外，还提供的实验器材有： 学生电源 E，灵敏电流计 G，滑动变阻器 R、Rs，定值电阻 R1、R2，电阻箱 R0，开关 S， 控温装置，导线若干． 甲 乙 ①按照电路图连接好电路后，将 R0 调至适当数值，R 的滑片调至最右端，Rs 的滑片调 至最下端，闭合开关 S； ②把 R 的滑片调至适当位置，调节 R0，并逐步减小 Rs 的阻值，直到 Rs 为零时，电流 计 G 指针不发生偏转，记录 R0 的阻值和 Rx 的温度； ③多次改变温度，重复实验； ④实验完毕，整理器材． 根据上述实验回答以下问题： (1)上述②中，电流计 G 指针不发生偏转时，a 点电势________(选填“大于”“等于”或 “小于”)b 点电势． (2)某次测量时，R0 的旋钮如图乙所示，则 R0 的读数为________Ω. (3)用 R0、R1、R2 表示 Rx，Rx＝________． (4)求出的阻值 Rx 和对应温度如下表所示： 温度 t/℃ 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 阻值 Rx/Ω 58.3 59.4 60.6 61.7 62.8 请在图丙所示的坐标纸上描绘出 Rxt 图线． 丙 (5)本实验中 Rs 的作用为________________________． 13.如图甲所示，气缸左右侧壁导热，其它侧壁绝热，平放在水平面上。质量为 m、横截面 积为 S 的绝热活塞将气缸分隔成 A、B 两部分，每部分都封闭有气体，此时两部分气体体积 相等。外界温度 T0 保持不变，重力加速度为 g(不计活塞和气缸间的摩擦)。 (1)若将气缸缓慢转动，直到气缸竖直如图乙所示，稳定后 A、B 两部分气体体积之比变为 3∶1，整个过程不漏气，求此时 B 部分气体的压强。 (2)将丙图中 B 的底端加一绝热层，对 B 部分气体缓慢加热，使 A、B 两部分气体体积再次 相等，求此时 B 部分气体的温度 T。 14.如图所示，在水平桌面上倒立着一个透明圆锥，其底面是半径 r＝0.24 m 的圆，圆锥轴 线与桌面垂直，过轴线的竖直截面是等腰三角形，底角θ＝30°。有一束光从距轴线 a＝0.15 m 处垂直于圆锥底面入射，透过圆锥后在水平桌面上形成一个小光点。已知透明圆锥介质的折 射率 n＝ 3，真空中光速 c＝3.0×108 m/s。求： （1）光在圆锥中传播的时间 t； （2）桌面上光点到圆锥顶点 O 间的距离 l。 15.15．如图所示，有一倾角 37   的固定斜面，斜面底端固定有一垂直斜面的挡板 P ，第 一次将质量 1 1kgm  的“ ”形木板（前端挡板厚度忽略）单独从斜面上由静止释放，木板 与挡板 P 发生第一次碰撞后，沿斜面上升的最大距离为 0.15ms  ；第二次将木板与一放置 在木板最上端的光滑物块同时由静止释放，物块的质量 2 2kgm  ，大小可忽略。已知：木 板下端到挡板 P 的距离 1 3mL  ，木板长 2 0.75mL  ， 210m / sg  ，木板与挡板 P 碰后 速率均为碰前速率的一半，物块与木板前端挡板碰撞后立刻粘合在一起，最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，求： （1）木板与斜面间的动摩擦因数； （2）物块与木板前端挡板碰撞过程中系统损失的机械能； （3）物块与木板前端挡板碰撞后木板运动的总路程。 16.某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示，区域 PP′M′M 内有竖直向下的匀强电场，电 场场强 E＝1.0×103V/m，宽度 d＝0.05m，长度 L＝0.40m；区域 MM′N′N 内有垂直纸面向 里的匀强磁场，磁感应强度 B＝2.5×10－2T，宽度 D＝0.05m，比荷q m ＝1.0×108C/kg 的带正 电的粒子以水平初速度 v0 从 P 点射入电场．边界 MM′不影响粒子的运动，不计粒子重力． (1) 若 v0＝8.0×105m/s，求粒子从区域 PP′N′N 射出的位置； (2) 若粒子第一次进入磁场后就从 M′N′间垂直边界射出，求 v0 的大小； (3) 若粒子从 M′点射出，求 v0 满足的条件． 参考答案 一、单项选择题:共 11 题，每题 4 分，共 44 分。每题只有一个选项最符合题意。 1.如图所示，一定质量的理想气体由状态 A 沿平行纵轴的直线变化到状态 B，则它的状态变 化过程是( ) A．气体的温度不变 B．气体的内能增加 C．气体的分子平均速率减少 D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变 【答案】B 【解析】：从 p－V 图象中的 AB 图线看，气体状态由 A 变到 B 为等容升压，根据查理定律， 一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，所以压强增大温度升高，故选 项 A 错误；一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，内能增加， 故选项 B 对；气体的温度升高，分子平均速率增大，故选项 C 错；气体压强增大，则气体 分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，故选项 D 错误。 2.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对 国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ） A.21H＋31H→42He＋10n B.147N＋42He→178O＋11H C.42He＋2713Al→3015P＋10n D.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n 解析 21H＋31H→42He＋10n 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于 聚变反应，故 A 正确；147N＋42He→178O＋11H 是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第一次 实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故 B 错误；42He＋2713Al→3015P＋10n 是小居里夫妇 用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷（磷 30），同时发现中子的核反应方程，属于人工核反 应，故 C 错误；23592U＋10n→ 14456Ba＋8936Kr＋310n 是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故 D 错误。 答案 A 3.可调式理想变压器示意图如图所示，原线圈的输入电压为 U1，副线圈输出电压为 U2，R 为电阻。将原线圈输入端滑动触头 P 向下移动时。下列结论中正确的是（ ） A．输出电压 U2 增大 B．流过 R 的电流减小 C．原线圈输入电流减小 D．原线圈输入功率不变 【解答】解：P 向下移动时，原线圈的匝数减小，根据 U2＝ ，可知副线圈电压增 大，则副线圈电流增大，流过 R 的电流增大，输出功率增大，则输入功率也增大，原线 圈电压不变，则原线圈输入电流增大，故 A 正确、BCD 错误。 故选：A。 4.如图甲所示是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏 摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形 成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图乙是同一个沙漏分别在两块木板 上形成的曲线(图中的虚线)，已知 P、Q 分别是木板 1 上的两点，木板 1、2 的移动速度分别 为 v1、v2，则__________。 A．P 处堆积的细沙与 Q 处一样多 B．P 处堆积的细沙比 Q 处多 C．v1∶v2＝4∶3 D．t1∶t2＝3∶4 解析：(1)由沙漏摆动规律结合题图乙可知，沙漏在 P 处速度小，细沙堆积多，在 Q 处 速度大，细沙堆积少，A 项错误，B 项正确；根据题图乙知，木板 1 从沙漏下拉出所用时间 为 2T，木板 2 从沙漏下拉出所用时间为 1.5T，则木板移动速度之比为所用时间的反比，即 v1∶v2＝3∶4，CD 项错误。 5.如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO′轴在水平方向的磁 感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑 环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻 R0 和滑动变阻器 R，下列判断正确的是( ) A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e＝NBSωsin ωt B. 矩形线圈从图示位置经过 π 2ω 时间内，通过电流表 A1 的电荷量为零 C．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1 和 A2 示数都变小 D．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表 V1 示数不变，V2 和 V3 的示数都变小 解析：选 C 从矩形线圈与中性面垂直的位置开始计时，故产生的感应电动势的瞬时值表达 式为 e＝NBSωcos ωt，选项 A 错误；矩形线圈从题图所示位置经过 π 2ω ＝1 4T 时间内，线圈中 有电流产生，故通过电流表 A1 的电荷量不为零，选项 B 错误；变压器初级电压一定，则次 级电压一定，故电压表 V1、V2 示数不变；滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，R 变大，次 级电流减小，故电流表 A2 示数变小，则电流表 A1 示数也变小，R0 两端的电压减小，故 V3 示数变大，选项 C 正确，D 错误。 6.质量为 m 的球从地面以初速度 v0 竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力与速度大小成正 比。下列图像分别描述了球在空中运动的加速度 a、速度 v 随时间 t 的变化关系和动能 Ek、 机械能 E(选地面处重力势能为零)随球距离地面高度 h 的变化关系，其中可能正确的是( ) 解析：选 C 上抛过程中，速度减小，f＝kv，阻力减小，根据 mg＋f＝ma，加速度 a 的方 向向下，但 a>g，逐渐减小，当球到达最高点时，速度为零，阻力为零，则加速度 a＝g， 方向向下，下落过程中，速度增大，f＝kv，阻力增大，根据 mg－f＝ma，加速度 a 的方向 向下，但 a