2021届全国高考物理模拟测试卷六（Word版附解析）

2021 届物理高考模拟测试卷（六） (时间：60 分钟，满分 110 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有 一项符合题目要求，第 19～21 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. 如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于悬挂点的高 度，水平向右的拉力 F 拉动滑块，使滑块向右缓慢移动，并且滑块始终没有离开地面，则在 上述过程中，下列说法正确的是( ) A．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力变小 B．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变 C．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力不变 D．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小 15. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横 截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中 空部分的长、宽、高分别为图中的 a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线)．图 中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计 上、下两表面分别与一电压表(内阻很大)的两端连接，U 表示测得的电压值．则可求得流量为 ( ) A.bU B B.cU B C.c2U bB D.b2U cB 16. 如图所示，虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速 度 7.9 km/s 对应的近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为与第二宇宙速度 11.2 km/s 对应的脱离轨道，a、b、c 三点分别位于三条轨道上，b 点为轨道Ⅱ的远地点，b、c 点与地心 的距离均为轨道Ⅰ半径的 2 倍，则( ) A．卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的 2 倍 B．卫星经过 a 点的速率为经过 b 点的 2倍 C．卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点的 2 倍 D．质量相同的卫星在 b 点的机械能小于在 c 点的机械能 17. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一直角三角形导线框 ABC，其中 AB＝L，BC＝2L， 两平行虚线间有一垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场宽度为 L，导线框 BC 边与虚线边界垂 直．现让导线框从图示位置开始沿 BC 方向匀速穿过磁场区域．设线框中产生顺时针方向的感 应电流为正，则在线框穿过磁场的过程中，产生的感应电流与线框运动距离 x 的函数关系图象 正确的是( ) 18. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹 A、B 从木块两侧同时射入木块， 最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止．若子弹 A 射入的深度大于子弹 B 射入的 深度，则( ) A．子弹 A 的质量一定比子弹 B 的质量大 B．入射过程中子弹 A 受到的阻力比子弹 B 受到的阻力大 C．子弹 A 在木块中运动的时间比子弹 B 在木块中运动的时间长 D．子弹 A 射入木块时的初动能一定比子弹 B 射入木块时的初动能大 19．如图是通过变压器降压给用户供电的示意图．负载变化时变压器输入电压保持不 变．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用 R0 表示，开关 S 闭合后，相当于接入 电路中工作的用电器增加．变压器可视为理想变压器，则开关 S 闭合后，以下说法正确的是 ( ) A．变压器的输入功率减小 B．电表 V1 示数与 V2 示数的比值不变 C．输电线的电阻 R0 消耗的功率增大 D．流过电阻 R1 的电流增大 20．水平面上的三点 A、O、B 在一条直线上，OB＝2OA，OO′是竖直的分界线，其左 边区域内有水平向右的匀强电场，场强大小为 E1，其右边区域内有水平向左的匀强电场，场 强大小为 E2，现将一带电小球从 A 点以初速度 v0 竖直向上抛出，小球在空中越过分界线后， 竖直向下落在 B 点，不计阻力，重力加速度大小为 g，则下列说法正确的是( ) A．小球落在 B 点时的速度大小等于 v0 B．左右两区域电场强度大小的比值为 E1 E2＝1 2 C．小球经过分界线时离水平面的高度为4v20 9g D．小球在 B 点的电势能大于在 A 点的电势能 21．如图所示，在水平面上有一传送带以速率 v1 沿顺时针方向运动，传送带速度保持不 变，传送带左右两端各有一个与传送带等高的光滑水平面和传送带相连(紧靠但不接触)，现有 一物块在右端水平面上以速度 v2 向左运动，物块速度随时间变化的图象可能的是( ) 三、非选择题：共 62 分．第 22～25 题为必考题，每个试题考生都必须作答，第 33～34 题为选考题，考生根据要求作答． (一)必考题：共 47 分 22．(5 分)小明用如图甲的实验装置验证“力的平行四边形定则”，实验步骤如下： ①将弹簧的一端固定于铁架台上的 C 处，在竖直放置的木板上贴一张坐标纸，在弹簧末 端挂上一个重力已知的钩码，在坐标纸上记下此时弹簧末端的位置 O； ②取下钩码，将两绳套系在弹簧末端，用两个弹簧测力计共同将弹簧末端拉到同一位置 O， 记录此时细绳套 OA、OB 的方向及两个弹簧测力计相应的读数； ③选好标度，在坐标纸上画出两只弹簧测力计的拉力 FA 和 FB 的图示，并以 FA、FB 为邻 边作平行四边形，对角线为 F 合； ④按同一标度，在坐标纸上画出挂一个钩码时弹簧所受的拉力 F 的图示； ⑤比较 F 合和 F 的大小和方向，得出结论． 回答下列问题： (1)步骤②中弹簧测力计 A 的示数如图乙，该读数为________ N； (2)图丙中已画出 FB 和 F 的图示(小方格的边长表示 1.0 N)，FA 的方向如图中虚线所示．请 在图中画出 FA 的图示，并根据平行四边形定则画出 F 合； (3)本次实验中，若保持弹簧测力计 A 的读数不变，增大 OA 与 OC 的夹角，为将弹簧末 端拉到同一位置 O，可采用的办法是________． A．增大弹簧测力计 B 的读数，减小 OB 与 OC 之间的夹角 B．增大弹簧测力计 B 的读数，增大 OB 与 OC 之间的夹角 C．减小弹簧测力计 B 的读数，减小 OB 与 OC 之间的夹角 D．减小弹簧测力计 B 的读数，增大 OB 与 OC 之间的夹角 23．(10 分)某实验小组为了测量一个阻值未知的电阻，进行了如下操作： (1)首先用欧姆表粗测其电阻，如图所示，则其读数为________ Ω； (2)为了比较准确地测量此电阻，采用“伏安法”进行实验．所用器材如下： 电源 E：电动势为 9 V，内阻 r 约为 1.0 Ω； 电流表 A：量程 0.6 A，内阻 RA 为 0.50 Ω； 电压表 V：量程 10 V，内阻 RV 约为 10 kΩ； 滑动变阻器 R：最大阻值为 5.0 Ω； 开关一个，导线若干． 为了减小实验误差，要求尽可能多测几组数据，请完成以下问题： ①在线框内画出实验电路图； ②实验小组按照正确的实验步骤，采集了部分数据，并在下图所示 I U 图象中描出相应 的点，由此可知该电阻的阻值为________ Ω(保留一位小数)； ③若所用器材结构完好，该实验的主要误差是________(选填“系统”或“偶然”)误差． 24．(12 分)如图甲所示，一汽车通过电子不停车收费系统 ETC.假设汽车从 O 点以 v0＝6 m/s 的速度匀速驶向 ETC 收费岛，在 OA 路段所受阻力大小 f1＝1×103 N；汽车从 A 处进入 ETC 收费岛后，假设仍保持功率不变完成自动缴费并驶离收费岛，以 v＝3 m/s 的速度匀速经过 B 处，汽车的速度—时间图象如图乙所示，已知 ETC 收费岛 AB 段长度 d＝25 m，汽车质量 M ＝2×103 kg，汽车在 OA 段和 AB 段所受阻力均为恒力． (1)求汽车在运动过程中发动机的输出功率； (2)当汽车加速度大小为 0.25 m/s2 时，求此时汽车的速度大小； (3)求汽车在 ETC 收费岛 AB 段内行驶的时间． 25．(20 分)如图所示，在圆心为 O、半径 R＝5 cm 的竖直圆形区域内有一个方向垂直于圆 形区域向外的匀强磁场，竖直平行放置的金属板连接在图示电路中，电源电动势 E＝220 V、 内阻 r＝5 Ω，定值电阻的阻值 R1＝16 Ω，滑动变阻器 R2 的最大阻值 Rmax＝199 Ω.两金属板上 的小孔 S1、S2 与圆心 O 在垂直于极板的同一直线上，现有比荷q m ＝3.2×105 C/kg 的带正电的 粒子由小孔 S1 进入电场加速后，从小孔 S2 射出，然后垂直进入磁场并从磁场中射出．滑动变 阻器滑片 P 的位置不同，粒子在磁场中运动的时间也不同．当理想电压表的示数 U＝100 V 时， 粒子从圆形区域的最低点竖直向下穿出磁场．不计粒子重力和粒子在小孔 S1 处的初速度，取 tan 68.2°＝2.5. (1)当理想电压表示数 U＝100 V 时，求粒子从小孔 S2 射出时的速度大小 v0； (2)求匀强磁场的磁感应强度大小 B； (3)求粒子在磁场中运动的最长时间 t.(结果保留两位有效数字) (二)选考题(本题共 15 分．请考生从给出的 2 道物理题中任选一题作答．如果多做，则按 所做的第一题计分．) 33．[物理——选修 3－3](15 分) (1)(5 分)假设在一密闭的房间内，有一台制暖空调正在正常地进行制暖工作．房间内的气 体可视为理想气体，则下列说法正确的是________．(填正确答案标号．) A．房间里的温度一定会升高 B．空调工作并不违背热力学第二定律 C． 房间内气体分子的平均动能可能增加 D．若将一杯装有花粉的水置于该房间内，花粉的运动会变得剧烈 E．房间墙壁单位时间内单位面积上受到气体分子撞击的次数可能不变 (2)(10 分)有一粗细均匀、上端开口下端封闭的玻璃管，其总长为 L＝31.00 cm.现用水银柱 在管内封闭一段空气柱，如图甲所示，当管处于竖直状态时水银柱恰好与管口相平，测得水 银柱长度为 21.00 cm.现将玻璃管在竖直平面内缓慢倒转 180°使管口朝下，待管内水银柱稳定 后测得管内水银柱的长度为 15.00 cm，如图乙所示．接着又将玻璃管缓慢倒转回原来的位置(图 甲所示位置)．设外界温度为 300 K，外界大气压强保持不变，玻璃管倒转过程中不漏气． (ⅰ)求大气压强和玻璃管回到原来的位置时管内空气柱的长度； (ⅱ)现对回到原来位置的玻璃管底部加热，求当管内封闭气体的温度为多少时，管内的水 银柱又会与管口恰好相平． 34．[物理——选修 3－4](15 分) (1)(5 分)如图所示，湖面中央 O 处有一振源在竖直平面内做简谐振动，某同学测得该振源 的振动周期为 T＝0.1 s．以图示时刻为计时的零时刻，且波向右传播，由此可求得该列水波的 传播速度为 v＝________m/s，此时图中质点 C 的振动方向是________(选填“向上”或“向 下”)，距离振源 40 m 处的质点第一次出现波峰的时刻为 t＝________s. (2)(10 分)“跳棋”游戏中的棋子是用玻璃材料做的一种球形器材，有位同学想测定棋子 的折射率．如图所示为其过球心的横截面，设玻璃棋子半径为 R，直线 EF 为过球心的水平线， 一束光线平行于 EF 射到棋子表面 N 点处，光线从 Q 点射出，并与 EF 交于 P 点．若棋子内无 其他介质，入射光线与 EF 相距 2 2 R，入射光线从 N 点进入棋子后的折射角为γ＝30°，真空中 光速为 c. (ⅰ)作出光线的光路图并求出棋子的折射率． (ⅱ)求光线从进入棋子到第一次射出棋子所用的时间． 答案 14．解析：滑块受到重力、支持力、水平拉力、摩擦力、弹簧弹力．设某一位置时弹簧 与水平方向的夹角为θ，此时弹簧的长度为 L，弹簧的原长为 L0；竖直方向时弹簧伸长量为 x1， 弹簧与水平方向的夹角为θ时弹簧伸长量为 x2，根据正交分解得：竖直方向：N＝mg－F 弹 sin θ， 根据几何关系可得：F 弹 sin θ＝kx2·L0＋x1 L0＋x2 ＝k L0＋x1 L0 x2 ＋1 ，其中 x1 和 L0 为定值，当 x2 逐渐增大时， 竖直分量 F 弹 sin θ增大，支持力 N 逐渐减小，根据 f＝μN 可知摩擦力减小，所以 B、C、D 错 误、A 正确． 答案：A 15．解析：将流量计上、下两表面分别与一电压表(内阻很大)的两端连接，U 表示测得的 电压值，那么电动势 E＝U；根据粒子平衡得，qvB＝qU c ，联立两式解得，v＝ U cB.则流量 Q＝ vS＝vbc＝bU B .故 A 正确，B、C、D 错误． 答案：A 16．解析：由开普勒第三定律可得：a32 T22 ＝R31 T21 ，a2＝3 2R1 解得：T2 T1 ＝3 2 3 2 ，故 A 错误；由公 式 v＝ GM r 可知，如果卫星在Ⅱ轨道做椭圆运动，卫星经过两个轨道交点的速率为经过 b 点 的 2倍，但卫星在Ⅰ轨道经过加速才能变轨做椭圆运动，所以卫星经过 a 点的速率不是经过 b 点的 2倍，故 B 错误；由公式 a＝GM r2 可知，卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点的 4 倍，故 C 错误；卫星在 b 点做向心运动，在 C 点做离心运动，且 b、c 距地心的距离相等，则 c 点的速 度大于 b 点的速度，所以质量相同的卫星在 b 点的机械能小于在 c 点的机械能，故 D 正确． 答案：D 17．解析：在线圈进入 0～L 范围时，线圈内产生的感应电流为逆时针方向；切割磁感线 的有效长度从 0 均匀增加到L 2 ，可知感应电流均匀增加；从 L～2L，线圈切割磁感线的有效长 度为L 2 不变，感应电流不变，方向为逆时针方向；从 2L～3L，线圈切割磁感线的有效长度从L 2 逐渐增加到 L，则感应电动势增加到原来的 2 倍，感应电流增加到 2 倍，方向为顺时针方向， 选 D. 答案：D 18．解析：由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所 受的阻力大小相等，设为 f，根据动能定理得：对 A 子弹：－fdA＝0－EkA，得 EkA＝fdA；对 B 子弹：－fdB＝0－EkB，得 EkB＝fdB.由于 dA>dB，则有子弹入射时的初动能 EkA>EkB，B 错误，D 正确．对两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有 2mAEkA＝ 2mBEkB，而 EkA>EkB，则得到 mA