广东省江门市2021届新高考物理模拟试题含解析 17页

广东省江门市 2021 届新高考物理模拟试题 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1．人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是 ( ) A．人对地球的作用力大于地球对人的引力 B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力 C．地面对人的作用力大于地球对人的引力 D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力 【答案】 C 【解析】 试题分析：地面对人的弹力与人对地面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，故 B 错误；人之所以 能跳起离开地面，地面对人的弹力大于地球对人的吸引力，人具有向上的合力，故 C 正确， AD 错误． 考点：牛顿第三定律 【名师点睛】人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，人之所以能跳起离开地面，可 以对人进行受力分析，人具有向上的合力． 2．2020 年 1 月 7 日 23 时 20 分，在西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举 “通信技术试验卫星五 号 ”直冲云霄。随后，卫星被顺利送入预定轨道做匀速圆周运动，发射任务取得圆满成功，为我国 2020 年 宇航发射迎来 “开门红 ”。下列说法正确的是（ ） A．火箭发射瞬间，该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力 B．火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力相同 C．卫星绕地匀速圆周运动中处于失重状态，所受地球重力为零 D．由于卫星在高轨道的线速度比低轨道的小，该卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要减速 【答案】 A 【解析】 【分析】 【详解】 A．由牛顿第二定律可知，火箭发射瞬间，卫星加速度向上，则该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重 力， A 正确； B．火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力大小相等，方向相反， B 错误； C．卫星绕地运动过程中处于失重状态，所受地球重力不为零， C 错误； D．卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要加速， D 错误． 故选 A。 3．如图所示，固定在水平地面上的物体 A ，左侧是圆弧面，右侧是倾角为 θ的斜面，一根轻绳跨过物体 A 顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为 m 1、m 2 的小球，当两球静止时，小球 m 1 与圆心连线跟水平 方向的夹角也为 θ，不计一切摩擦，则 m 1、m 2 之间的关系是（ ） A． m 1＝m 2 B． 2 1 tan mm C．m 1＝m 2tan θ D． m 1＝m 2cos θ 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 设绳子对两球的拉力大小为 FT ，对 m 2根据平衡条件得 FT =m 2gsin θ 对 m 1 根据平衡条件得 FT = m 1gcos θ 联立解得 m 1=m 2tan θ 故选 C. 4．如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道 ABC ，其中半圆轨道 BC 与直轨道 AB 相切于 B 点， 物体受到与 AB 平行的水平拉力 F ，从静止开始运动，拉力 F 的大小满足如图乙所示（以 A为坐标原点， 拉力 F 从 A 指向 B 为正方向） 。若 1kgm ， 4mAB ，半圆轨道的半径 1.5mR ，重力加速度取 210m / sg 。则下列说法中正确的是（ ） A．拉力 F 从 A到 B 做功为 50J B．物体从 B 到 C 过程中，所受的合外力为 0 C．物体能够到达 C 点，且速度大小为 2 5m / s D．物体能够到达 C 点，且速度大小为 2 15m / s 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A． F x 图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力 F 从 A到 B 做功为 1 2 40J J 30J 2 W －10 1 故 A 错误； B．物体从 B 到 C 过程中，做圆周运动，合力不变 0，故 B 错误； CD ．从 A 到 B 由动能定理有 21 2 BW mv 解得 2 15m/sBv 由于滑轨道 ABC在水平面内，则物体从 B 到 C 做匀速圆运动，物体能够到达 C 点，且速度大小为 2 15m / s ，故 C 错误， D 正确。 故选 D。 5．北京时间 2019 年 5 月 17 日 23 时 48 分，我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星。该卫星与此前发射的倾 斜地球同步轨道卫星（代号为 P ）、18 颗中圆地球轨道卫星（代号为 Q ）和 1 颗地球同步轨道卫星（代号 为 S ）进行组网，为亚太地区提供更优质的服务。若这三种不同类型卫星的轨道都是圆轨道，中圆地球轨 道卫星的轨道半径是同步卫星的轨道半径的 2 3 ，下列说法正确的是（ ） A． P 和 S 绕地球运动的向心加速度大小不相等 B． Q 和 S 绕地球运动的线速度大小之比为 6 : 2 C． Q 和 S 绕地球运动的周期之比为 1: 2 D． P 和 Q 绕地球运动的向心力大小一定相等 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 A．由 2 MmG ma r 可知， P 和 S 绕地球运动的向心加速度大小相等，故 A 错误； B．由 2 2 Mm vG m r r 可得 GMv r 又 2 3Q Sr r 则 Q 和 S 绕地球运动的线速度大小之比为 : 6 : 2Q Sv v 故 B 正确； C．由 2 2 2MmG mr r T 可得 3 2π rT GM Q 和 S 这两种不同类型轨道卫星绕地球运动的周期之比为 3 2: :1 2 6 : 9 3Q ST T 故 C 错误； D．由于 P 和 Q 的质量不一定相等，所以 P 和 Q 绕地球运动的向心力大小不一定相等，故 D 错误。 故选 B。 6．如图所示，一小物体沿光滑斜面做匀变速直线运动经过 a c b、 、 三点。已知 c 为 a b、 的中点，小物体 经过 a b、 两点的速度大小分别为 21m/sav 和 3m/sbv ，则小物体从 a 点运动到 c 点的时间与从 c 点运 动到 b 点的时间之比 ac cb t t 可能为（ ） A． 1 3 B． 1 6 C．5 D． 4 【答案】 A 【解析】 【详解】 中点位移的瞬时速度大小 2 2 15m/s 2 a b c v vv 若小物体反向之前经过 c b、 两点，则有 1: 2 ac c a b c cb t v v v v t a a ； 若小物体反向之前经过 c 点、反向之后经过 b点，则有 1: 3 ac c a b c cb t v v v v t a a ； 综合上述可知，选项 A 正确， BCD 错误； 故选 A。 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．如图所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系 xOy ，存在一个范围足够大的垂直纸面向里的水平磁场， 磁感应强度沿 x 轴方向大小相同，沿 y 轴方向按 By=ky （k 为大于零的常数）的规律变化。一光滑绝缘的 半径为 R 的半圆面位于竖直平面内，其圆心恰好位于坐标原点 O 处，将一铜环从半面左侧最高点 a 从静 止释放后，铜环沿半圆面运动，到达右侧的 b 点为最高点， a、b 高度差为 h。下列说法正确的是（ ） A．铜环在半圆面左侧下滑过程，感应电流沿逆时针方向 B．铜环第一次经过最低点时感应电流达到最大 C．铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与 b 点的高度差小于 2h D．铜环沿半圆面运动过程，铜环所受安培力的方向总是与铜环中心的运动方向相反 【答案】 AC 【解析】 【分析】 【详解】 A．铜环在半圆面左侧下滑过程，磁通量增加，根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向， A 正确； B．铜环第一次经过最低点瞬间，磁通量的变化量为 0，感应电流为零， B 错误； C．铜环沿半圆面运动，到达右侧的 b 点后开始沿圆弧向左运动，但在向左运动的过程中克服安培力做的 功较小， 损失的机械能小于 mgh，所以铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与 b 点的高度差小于 2h ，C 正确； D．铜环沿半圆面向下运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向上的，沿半圆面向上运动过程中，铜 环所受安培力的方向是竖直向下的， D 错误。 故选 AC 。 8．下列说法正确的是 A．铀 238 发生 α衰变成钍 234 时 , α粒子与钍 234 的质量之和等于铀 238 的质量． B．铀 238 发生 α衰变成钍 234 时 , α粒子与钍 234 的结合能之和一定大于铀 238 的结合能． C． β衰变中释放的 β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流． D．核反应方程 14N+ 4 2 He→ 17O+X 中 ,X 是质子且反应过程中系统动量守恒． 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A、铀 238、钍 234 发生衰变时质量都要亏损，释放的核能转化为动能，故 A 错误； B、几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳 定，所以铀 238 发生 α衰变成钍 234 时 , α粒子与钍 234 的结合能之和一定大于铀 238 的结合能，故 B 正 确； C、 β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故 C 错误； D、设 X 的质量数为 m，电荷数为 n，则有： 4+14=17+m ，2+7=8+n ，解得： m=1 ，n=1，所以 X 表示质 子，故 D 正确； 【点睛】 发生衰变时质量都要亏损， 释放的核能转化为动能， 几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出 的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳定， β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和 电子产生的． 9．如图所示，游乐场中，从高处 A 到水面 B 处有两条长度相等的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同 时从 A 处自由滑向 B 处，下列说法正确的有 A．甲的切向加速度始终比乙的大 B．甲、乙在同一高度的速度大小相等 C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 D．甲比乙先到达 B 处 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析：由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故 A 错误；由机 械能守恒定律可知，各点的机械能保持不变，高度（重力势能）相等处的动能也相等，故 B 错误；由甲乙 的速度时间图像可知 C 错误 D 正确 考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律 10．为探究小球沿光滑斜面的运动规律，小李同学将一小钢球分别从图中斜面的顶端由静止释放，下列说 法中正确的是（ ） A．甲图中小球在斜面 1、2 上的运动时间相等 B．甲图中小球下滑至斜面 1、2 底端时的速度大小相等 C．乙图中小球在斜面 3、4 上的运动时间相等 D．乙图中小球下滑至斜面 3、4 底端时的速度大小相等 【答案】 BC 【解析】 【详解】 A．设斜面与水平面的倾角为 θ，根据牛顿第二定律得加速度为 sin sinmga g m 甲图中，设斜面得高度为 h，则斜面得长度为 sin hL 小球运动的时间为 2 2 1 2 sin sin sin L h ht a g g 可知小球在斜面 2 上运动的时间长，故 A 错误； B．达斜面底端的速度为 2v at gh 与斜面得倾角无关，与 h 有关，所以甲图中小球下滑至斜面 1、 2 底端时的速度大小相等，故 B 正确； C．乙图中，设底边的长度为 d，则斜面的长度为 cos ds 根据 21 2 s at 得 2 2 4 sin cos sin 2 s d dt a g g 可知 =60 和 30°时，时间相等，故 C 正确； D．根据 2v gh ，可知速度仅仅与斜面得高度 h 有关，与其他的因素无关，所以乙图中小球下滑至斜 面 4 底端时的速度较大，故 D 错误。 故选 BC 。 11．2019 年 10 月 5 日 2 时 51 分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将 “高分十号 ” 地球同步卫星发射升空。一般发射地球同步卫星要经过两次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将 卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，经椭圆轨道Ⅲ进入地球同步轨道Ⅱ。已知 “高分十号 ”卫星质量为 m 卫，地球质 量为 m 地 ，轨道Ⅰ半径为 r 1，轨道Ⅱ半径为 r 2，A、B 为两轨道的切点，则下列说法正确的是（ ） A． “高分十号 ”在轨道Ⅰ上的运行速度大于 7.9km/s B．若 ”高分十号 ”在轨道 I 上的速率为 v1：则在轨道 II 上的速率 v2=v 1 1 2 r r C．在椭圆轨道上通过 B 点时 “高分十号 ”所受万有引力小于向心力 D．假设距地球球心 r 处引力势能为 E p=－ Gm m r 卫地 则 “高分十号 ”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，其机械能增加 了 12 Gm m r 卫地 － 22 Gm m r 卫地 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A ．第一宇宙速度为 7.9km/s，绕地球做圆周运动的轨道半径等于地球的半径，根据万有引力提供向心力 则有 2 2 Gm m m v r r 卫地 卫 可得 Gmv r 地 知轨道半径越大，线速度越小，所以 “高分十号 ”卫星在轨道Ⅰ上的运行速度小于 7.9km/s ，故 A 错误； B．根据 Gmv r 地 可得 “高分十号 ”卫星在轨道 I 上的速率为 1 1 Gmv r 地 在轨道 II 上的速率为 2 2 Gmv r 地 联立解得 1 2 1 2 rv v r 故 B 正确； C．由于 “高分十号 ”卫星需要在 B 点从椭圆轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，卫星在 B 点需加速，所以 “高分十号 ”卫星 在椭圆轨道Ⅲ上通过 B 点时，万有引力大于向心力，故 C 错误； D． “高分十号 ”卫星在轨道Ⅰ上的机械能 2 1 1 1 1 2 Gm mE m v r 卫地 卫 在轨道Ⅱ上的机械能 2 2 2 2 1 2 Gm m E m v r 卫地 卫 则机械能增加量 2 2 1 2 1 1 2 1 2 22 1 1 2 2 2 Gm m Gm m Gm m Gm m E E m v m v r r E r r 卫 卫 卫 卫地 地 地 地 卫 卫 故 D 正确； 故选 BD 。 12．平静的水池表面有两个振源 A 、B，固有振动周期均为 T。某时刻 A 开始向下振动，相隔半周期 B 开 始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如图所示的水波图。其中 O 是振源连线的中点， OH 为中垂线，交叉点 G、H 的中点为 D，C 点位于波峰和波谷的正中间， 实线代表波峰，虚线代表波谷。 下列说法中正确的是 ________。 A．如果在 E 点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到 F 点 B．两列波叠加后， O 点的振动始终减弱 C．图中 G 、H 两点振幅为零， D 点的振幅也为零 D．当 B 引起的波传到 E 点后， E 点的振动始终处于加强状态 E.C 点此时振动的速度为零 【答案】 BCE 【解析】 【分析】 【详解】 A．波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随着波的传播向前移动， A 错误； BC． O 点是振源的中点，波的传播路程差等于零，由于相位恰好相反，所以 O 点以及中垂线上所有质点 的振动均为叠加减弱，所以 B、C 正确； D．由图可以看出， B 引起的振动传到 E 点时与 A 引起的振动相位相反，为叠加减弱位置， D 错误； E． B 引起的振动此时在 C 点使得质点具有向上的速度，而 A 刚好传到 C 点，具有向下的速度，叠加后 速度为零．选项 E 正确。 故选 BCE 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．如图甲所示装置，可以进行以下实验： A. “研究匀变速直线运动 ” B. “验证牛顿第二定律 ” C. “研究合外力做功和物体动能变化关系 (1)在 A、B、C 这三个实验中， ______需要平衡摩擦阻力． (2)已知小车的质量为 M ，盘和砝码的总质量为 m，且将 mg 视为细绳对小车的拉力； 为此需要满足 .m M 前述 A、B、C 三个实验中， ______不需要满足此要求． (3)如果用此装置做 “研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验， 由此可求得如图乙纸带上由 O 点到 D 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式 W ______，该小车动能改变量的表达式 kEV ______．由于实验中存在系统误差，所以 W______ .(kEV 选填 “小于 ”、“等于 ”或 “大于 ”) ． 【答案】 BC A 4mgs 2 5 3 2 ( ) 8 M s s T 大于 【解析】 【分析】 根据实验原理与实验注意事项分析答题． 由匀变速直线运动的推论求出打 D 点的速度， 然后根据重力势能 与动能的计算公式分析答题． 【详解】 ： 1 在 A、B、C 这三个实验中， “验证牛顿第二定律 ”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要 平衡摩擦阻力； 故选 BC ． 2 已知小车的质量为 M ，盘和砝码的总质量为 m，且将 mg 视为细绳对小车的拉力．为此需要满足 .m M= 前述 A、B、C 三个实验中，实验 A 只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求； 故选 A． 3 纸带上由 O 点到 D 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式： 4W mgs ； 打 D 点时的速度： 5 3 2D s sv T ， 则小车动能的改变量： 2 25 3 5 3 2 ( )1 ( ) 2 2 8k s s M s sE M T T ； 由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功 W 大于小车动能的增量 kEV ． 故答案为 1 BC 2 A 43 mgs ； 2 5 3 2 ( ) 8 M s s T ； 大于 【点睛】 此题涉及到三个高中物理的重要实验，基本装置都相同，只是实验的原理及目的不同；关键是弄清每个实 验的原理及操作的方法、注意事项等问题，做到融会贯通不混淆． 14．某同学用图示的实验装置来验证 “力的平行四边形定则 ”，实验的主要步骤如下： A．将贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计 A 挂于固定在木板上的 P 点，下端用细线挂一重物 M 。 B．弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置，细线均与木板 平行。 C．记录 O 点的位置、两个弹簧测力计的读数 1F 和 2F 。 D．测量重物 M 的重力 G，记录 OM 绳的方向。 E.选择合适的标度，用刻度尺做出测力计拉力 1F 和 2F 的图示，并用平行四边形定则求出合力 F 。 F.按同一标度，做出重物 M 重力 G 的图示，并比较 F 与 G，得出结论。 (1)在上述步骤中，有重要遗漏的步骤是 ________（请填写步骤前的序号） ，遗漏的内容是 ________。 (2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，其中正确的是（ ____） A． OA 、OB 两根绳必须等长 B． OA 、OB 两根绳的夹角应该等于 120 C． OA 、OB 两根绳要长一点，标记同一细绳方向的两个点要远一点 D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点 O 静止在原位置 (3)本实验采用的科学方法是（ ____） A．微元法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．科学推理法 【答案】 C 没有记录 1F 和 2F 的方向 C B 【解析】 【详解】 (1)[1][2] 本实验为了验证力的平行四边形定则， 采用的方法是作力的图示法， 作出合力和理论值和实际值， 然后进行比较，两个分力和一个合力应该具有相同的效果。所以实验时，步骤 C:除记录弹簧秤的示数外， 还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示，即遗漏的内容是没有记 录 F 1 和 F2 的方向。 (2)[3]A ．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故 A 错误 ; B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不需要两绳夹角要为 120°，故 B 错误 ; C．为了让效果相同， 改变拉力的大小与方向， 再次进行实验时， 仍要使结点 O 静止在原位置， 故 C 正确 ; 故选 C。 (3)[4] 本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故 ACD 错误， B 正确。 故选 B。 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中，顶部 A为矩形形状，高 CM d ，边长 CD L ，底部 B 为等边三角形。现让一束单色光线从 B 部分 MH 边的中点 1O 表面处沿 竖直方向射入， 光线进入 B 后发现折射光线恰好与 B 部分的 HM 平行且经过 MM ，最后从 A部分的 CD 边上某点 O 处射出，光在真空中的传播速度为 c 。求： （ 1）光在工艺品中传播的速度； （ 2）光在工艺品中传播的时间。 【答案】 （1） 3 3 c （2） 4 3 2 d L c 【解析】 【分析】 【详解】 （ 1）光路图如图所示。 根据题图知，光进入介质 B 的入射角为 α=60°，折射角为 β=30° 则工艺品的折射率为 60 3 30 sin sinn sin sin 在介质中的光速： 3 3 cv c n （ 2）由几何关系得光在工艺品中传播的路程 60 2 30 Ld sin s cos 光在工艺品中传播的速度 cv n 则光在工艺品中传播的时间 st v 联立解得 2 34d Lt c 。 16．如图甲所示，有一 “上 ”形、粗细均匀的玻璃管，开口端竖直向上放置，水平管的两端封闭有理想气体 A 与 B，气柱长度都是 22cm ，中间水银柱总长为 12cm 。现将水银全部推进水平管后封闭管道接口处，并 把水平管转成竖直方向，如图乙所示，为了使 A 、B 两部分气体一样长，把 B 气体的一端单独放进恒温热 水中加热，试问热水的温度应控制为多少？（已知外界大气压强为 76cmHg ，气温 275K ） 【答案】 312.5K 【解析】 【分析】 【详解】 玻璃管开口向上时， AB 两部分气体的初状态 80 22 275A B A BP P cmHg L L cm T K， ， 将水银全部推进水平管时 1 1 1 1 20A B A BP P L L cm， 对 A 气体，由玻意耳定律： 1 1A A A AP L P L ，解得 1 88AP cmHg 对于最终状态的 B 气体 2 1 12 100B AP P cmHg cmHg＋ 由理想气体状态方程 2 2 2 B B B BP L P L T T 解得热水的温度 2 312.5T K ． 17．如图所示，用销钉固定活塞把水平放置的容器分隔成 A、B 两部分，其体积之比 : 2 :1A BV V 。开始 时， A 中有温度为 127℃、压强为 51.8 10 Pa 的空气， B 中有温度为 27℃、压强为 51.2 10 Pa的空气。 拔出销钉使活塞可以无摩擦地移动（不漏气） ，由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温 27℃，活塞也 停住。求最后 A 中气体的压强。 【答案】 51.3 10 PaP 【解析】 【分析】 【详解】 设开始时 A、 B 中气体的压强、温度、体积分别是 Ap 、 AT 、 AV 和 Bp 、 BT 、 BV ，最后两部分气体的压 强都是 p，温度都是 T，体积分别是 1AV 和 1BV ，由气态方程 1A A A A pV p V T T 1B B B B pV p V T T 且 1 1A B A BV V V V 解得 51.3 10 Pap 。