《含5套模拟卷》天津市塘沽区2021届新高考物理模拟试题一含解析.pdf
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1、天津市塘沽区2021届新高考物理模拟试题(1)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.如图所示,金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动,金星半径是火星半径的n 倍,金星质量为火星质量的 K 倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是()KA.金星表面的重力加速度是火星的一倍nKB.金星的第一宇宙速度是火星的一倍nC.金星绕太阳运动的加速度比火星大D.金星绕太阳运动的周期比火星大【答案】C【解析】【详解】A.由 M m 琢=6.有8金=GM金Rj=Kg火G M 火鹿小故 A 错;B.由_ M m v2G =mR2 R故 B 错误;C.
2、由公式M mG 尸=m a得由图可知,金星轨道半径比火星轨道半径小,则金星绕太阳运动的加速度比火星大,故 C 正确;D.由公式G粤=皿 玛2,r2 T得,3T=2兀GM由图可知,金星轨道半径比火星轨道半径小,则金星绕太阳运动的周期比火星小,故 D 错误。故选C。2.如图所示,压缩的轻弹簧将金属块卡在矩形箱内,在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力艮=2 N,下底板传感器显示的压力F2=6N,重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是()A.若加速度方向向上,随着加速度缓慢增大,艮逐渐减小,F2逐渐增大B.若加速度方向向下,随着加速度缓
3、慢增大,E逐渐增大,F2逐渐减小C.若加速度方向向上,且大小为SmH时,艮的示数为零D.若加速度方向向下,且大小为SmH时,F2的示数为零【答案】C【解析】【详解】A.若加速度方向向上,在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变,则 F2不变,根据牛顿第二定律得F2 mg Fx-ma得F、=F,mg ma知随着加速度缓慢增大,Fi逐渐减小,A 错误;B.若加速度方向向下,在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变,则 F2不变,根据牛顿第二定律得mg+FlF1-ma得Fx F2 mg+ma知随着加速度缓慢增大,K 逐渐增大,故 B 错误;C.当箱静止时,有g=mg+Fx得m=0.4kg若加速度方向向上
4、,当 Fi=O时,由 A 项分析有F=F2 mg ma=O解得a=5m/s2故 C 正确;D.若加速度方向向下,大小是5m/s2小于重力加速度,不是完全失重,弹簧不可能恢复原长,则 F2的示数不可能为零,D 错误。故选C。3.如图所示,材料相同的物体A、B 由轻绳连接,质量分别为n和 m2且 m#m 2,在恒定拉力F 的作用下沿斜面向上加速运动。则()A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角9 有关B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数p 有关C.轻绳拉力的小与两物体的质量叫和m2有关D.若改用F 沿斜面向下拉连接体,轻绳拉力的大小不变【答案】C【解析】【详解】A B C.以物体A、B 及轻绳整
5、体为研究对象根据牛顿第二定律得产一(叫+m2)gsin -/(/H1 4-/n2)cos=(mI+7 7 72)6 Z解得Fa=-g sin。一g cos 0再隔离对B 分析,根据牛顿第二定律得T 一 叫 gsin。一/2g cos 0=m1a解得T=F.m+m2则知绳子的拉力与斜面倾角。无关,与动摩擦因数N 无关,与两物体的质量mi和 m2有关,选 项 C 正确,A B 均错误;D.若改用F 沿斜面向下拉连接体,以物体A、B 及轻绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律得F +SR+)g sin 0)g cos 0=(nij+)a解得Fa -b g sin 夕 一 cos 6仍+?再隔离对A 分析
6、,根据牛顿第二定律得T +m g sin。一 町 g cos 0=解得T=可町+m2可知轻绳拉力的大小改变,选 项 D 错误。故选C。4.可调式理想变压器示意图如图所示,原线圈的输入电压为Ui,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【答案】A【解析】【详解】p 向下移动时,原线圈的匝数减小,根据2=五 以,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、
7、B C D 错误。5.某 L E D 灯饰公司为保加利亚首都索非亚的一家名为“cosmos(宇 宙)”的餐厅设计了一组立体可动的灯饰 装 置,装置生动模仿了行星运动的形态,与餐厅主题相呼应。每颗“卫星/行星”都沿预定轨道运动,从而与其他所有“天体”一起创造出引人注目的图案。若这装置系统运转原理等效月亮绕地球运转(模型如图所 示);现 有 一 可 视 为 质 点 的 卫 星B 距 离 它 的 中 心 行 星 A 表 面 高 h 处的圆轨道上运行,已知中心行星半径为 R,设其等效表面重力加速度为g,引 力 常 量 为 G,只考虑中心行星对这颗卫星作用力,不计其他物体对这颗上星的作用力。下 列 说
8、法 正 确 的 是()A.中 心 行 星 A 的 等 效 质 量 加=3B.卫 星 B 绕 它 的 中 心 行 星 A 运 行 的 周 期T=J7 r(*”九):C.卫 星 B 的 速度大小为y=邺 二h+R卫 星 B 的 等 效 质 量 y=必G【答 案】B【解 析】【分 析】【详 解】A.卫星绕中心行星做圆周运动,万有引力提供圆周运动的向心力得据 此 分 析 可 得 知=因 竺,故 A 错误;GB.根据万有引力提供圆周运动的向心力得=m r ,r=R+hT2解 得 T=也 口”型,故 B 正确;C.根据万有引力提供圆周运动的向心力得解得n=图;,故C错误;R+hD.卫 星B是中心行星A的环
9、绕卫星,质量不可求,故D错误。故选B。6.“嫦娥四号”实现了人类首次月背登陆,为实现“嫦娥四号”与地球间通信,我国还发射了“鹊桥”中继卫星,“鹊桥”绕月球拉格朗日4点的Halo轨道做圆周运动,已知4点距月球约6.5万千米,“鹊桥”距月球约8万千米,“鹊桥”距4点约6.7万千米,月球绕地球做圆周运动的周期约为27天,地球半径为6400km,地球表面重力加速度为lOm/s?,电磁波传播速度为3x10m/s。下列最接近“嫦娥四号”发出信号通过“鹊桥 传播到地面接收站的时间的是()通讯中一A.2s B.10s C.12s D.16s【答案】A【解析】【详解】根据地球对月球的万有引力提供月球绕地球圆周运
10、动的向心力,有GMm 4/丁=加 才忽略地球自转,在地球表面附近GM可计算地月间距f 38万千米所以4到地球距离为44.5万千米,根据勾股定理可计算地球到“鹊桥”距离约为45万千米,所以“嫦娥四号 到地球表面通讯距离为53万千米,即5.3xl()8m,因此通信时间5.3xl083xl08s 1.8s最接近2 s,故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.关于简谐运动,以 下 说 法 正 确 的 是。A.在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=
11、-日 中,F 为振动物体所受的合外力,k 为弹簧的劲度系数B.物体的速度再次相同时,所经历的时间一定是一个周期C.位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同D.水平弹簧振子在简谐振动中动能和势能的和是不变的E.物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同【答案】ADE【解析】【分析】【详解】A.简谐运动的回复力表达式为尸=-履,对于弹簧振子而言,F 为振动物体所受的合外力,k 为弹簧的劲度系数,故 A 正确;B.一个周期内有两次速度大小和方向完全相同,故质点速度再次与零时刻速度相同时,时间可能为一个周期,也可能小于一个周期,故 B 错误;
12、C.位移方向总跟加速度方向相反,而质点经过同一位置,位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置,而速度方向两种,可能与位移方向相同,也可能与位移方向相反,故 c 错误;D.水平弹簧振子在简谐振动时,只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,则动能和势能的和是不变,故 D 正确;E.回复力与位移方向相反,故加速度和位移方向相反;但速度可以与位移相同,也可以相反;物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同;故 E正确。故选ADE。8.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,A 叠放在B 上,C、B 离圆心O
13、 距离分别为2r、3r C、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C、B 与圆盘间动摩擦因数为,A、B 间摩擦因数为3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现让圆盘从静止缓慢加速,则()A.当0 =J 半时,A、B 即将开始滑动B.当=叵 时,细 线 张 力 电 等7 2r 2C.当8=杵时,C 受到圆盘的摩擦力为0D.当 0 =栏?时 剪 断 细 线,C 将做离心运动【答案】BC【解析】【详解】A.当 A 开始滑动时有:fA=3/jmg=m-3 r-a 解得:未发生相对滑动,选项A 错误;B.当0 =秒秒时,以 A B 为整体,根 据%=7W 皿?可知2 9F=3
14、m-3 r-co=-m gB 与转盘之间的最大静摩擦力为:fB m=/m +2m)g=3/J ing所以有:耳)f Bm此时细线有张力,设细线的拉力为T,对 A B 有:3 mg+T -a/对 C有:fc+T =3 m-2r-cer解得T r 3 mg r 3 加g_ 2,-2选 项 B 正确;c.当。=J 还 时,A B 需要的向心力为:工 B=3 加-3 r-ar=9pmg=T+fB m解得此时细线的拉力T=9/amg-fB m=6/amgC需要的向心力为:,2 r ,cc=6 /Limgc 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C的摩擦力一定等于0,选 项 C正确D.当=E 逋
15、时,对 C有:V 5 r2 1 2fc+T =3 m-2r-a)=/.img剪断细线,则.1 2 ,fc=/jmg 0,根据热力学第一定律 U=W+Q,则 Q 0,即气体吸热,故 D 错误。E.状态A 和状态C 的温度相等,温度是分子平均动能的标志,所以气体分子平均动能相同,从图中可知,A 状态气体压强更大,说明气体分子的密集程度更大,即 A 状态单位时间内碰撞容器壁单位面积的分子数比 C 状态多,故 E正确。故选ACE。1 1.如图所示,一束红光从空气射向折射率n=0 种玻璃的表面,其中i 为入射角,则下列说法正确的是A.当 i=45。时会发生全反射现象B.无论入射角i 为多大,折射角r 都
16、不会超过45。C.当入射角的正切值t a n i=&,反射光线与折射光线恰好相互垂直D.光从空气射入玻璃,速度减小E.若将入射光换成紫光,则在同样入射角i 的情况下,折射角r 将变大【答案】BCD【解析】【详解】A.光线从空气进入玻璃中时,由光疏射向光密介质,不可能会发生全反射现象,选项A 错误;B.根据“=当i=90。时 r=45。,可知无论入射角i 为多大,折射角r 都不会超过45。,选项B 正确;sinrC.当反射光线与折射光线恰好相互垂直时,则殍 sinisin(90-z)解得tan i=夜选 项 C 正确;D.光从空气射入玻璃,由光疏射向光密介质,速度减小,选 项 D 正确;E.若将
17、入射光换成紫光,则由于紫光的折射率大于红光,则在同样入射角i 的情况下,折射角r 将变小,选项E错误。故选BCD.1 2.如图所示,两个固定的半径均为r 的细圆环同轴放置,Oi、O2分别为两细环的圆心,且 OQ2=2r,两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q()。一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处,现给粒子一向左的初速度,使其沿轴线运动,穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中3 0)-T.f.*1-eII IIV VA.从 5 到 O 2,粒子一直做减速运动B.粒子经过O i点时电势能最小C.轴线上O|点右侧存在一点,粒子在该点动能最大D.粒子从右向左运动的整个过程中,电势
18、能先减小后增加【答案】AC【解析】【详解】A.+Q 圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为(),只有水平分量相加,所以+Q 圆环在水平线上的场强方向与水平线平行,同理-Q 圆环在水平线上的场强方向与水平线平行;根据场强的叠加,带负电粒子从。到 Q 过程中,受到的电场力合力方向始终水平向右,与粒子运动方向相反,所以粒子做减速运动,A 正确;BC.+Q 圆环在水平线上01处场强为0,在向右无穷远处场强为0,同理-Q 圆环在水平线上的场强分布也如此,根据场强的叠加说明在。右侧和&左侧必定存在场强为0 的位置,所以粒子从右侧远处运动到过程中,合场强先水平向左减小,带负电粒子所受电场力水平向右减小,电场
19、力做正功,电势能减小,粒子做加速运动,在。右侧某位置合场强为0,粒子速度达到最大,动能最大;继续向左运动,合场强水平向右且增大,粒子所受电场力水平向左,电场力做负功,电势能增大,粒子做减速运动至。,B 错误,C 正确;D.粒子穿过&后,对比上述分析可知,粒子所受电场力先水平向右,后水平向左,所以电势能先减小,后增大,综合BC选项分析,D 错误。故选ACo三、实验题:共2 小题,每题8 分,共 16分1 3.用游标卡尺测得某样品的长度如图甲所示,其读数L=mm;用螺旋测微器测得该样品的外边长 a 如图乙所示,其读数a=mm。甲 乙【答案】20.15 1.730【解析】【详解】1.样品的长度 L=
20、2cm+0.05mmx3=20.15mm;2.样品的外边长 a=1.5mm+0.01mmx23.0=1.730mm(.1 4.某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k,拆开发现其内部简易结构如图(a)所示,托盘A、竖直杆B、水平横杆H 与齿条C 固定连在一起,齿轮D 与齿条C 啮合,在齿轮上固定指示示数的指针E,两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I 上。托盘中不放物品时,指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为Po=5 kg。科技小组设计了下列操作:A.在托盘中放上一物品,读出托盘秤的示数Pi,并测出此时弹簧的长度h;B.用游标卡尺测出齿轮D 的直径d;C.托盘
21、中不放物品,测出此时弹簧的长度lo;D.根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k;E.在托盘中增加一相同的物品,读出托盘秤的示数1%并测出此时弹簧的长度12;F.再次在托盘中增加一相同的物品,读出托盘秤的示数P 3,并测出此时弹簧的长度b;G.数出齿轮的齿数n;H.数出齿条的齿数N 并测出齿条的长度1。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序,即 a 方案:采 用 BD步骤。用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k,则 k=,某同学在实验中只测得齿轮直径,如图(b)所示,并查资料得知当地的重力加速度g=9.80m/s2,则弹簧的劲度系数k=。(结果保留三位有效数字)(2)请你
22、根据科技小组提供的操作,设 计 b 方案:采用:步骤;用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k,则 1=o【答案】7.96xl02 N/m CAE FD|2兀 d6 乜-Z2-Zo J)【解析】【详解】(1)。弹簧的伸长量与齿条下降的距离相等,而齿条下降的距离与齿轮转过的角度对应的弧长相等,齿轮转动一周对应的弧长即为齿轮周长,即托盘中物品质量为P0=5 kg时弹簧的伸长量:Ax=7rd因此只要测出齿轮的直径d 即可计算其周长,然后由胡克定律得:2kAx=P0g解得k=普;2万 a游标卡尺读数为0.980 c m,代入:k=侬271d得 k=7.96xl()2 N/m;(2)3 直接测出不同示
23、数下弹簧的伸长量也可以进行实验,即按CAE FD进行操作,实验不需要测量齿轮和齿条的齿数,GH是多余的;4 求解形变量Axi=l|10Ax2=l210Ax3=l310则:k,-2Ar,2 g2AX2K3-2AX3则:k_+k2+k3 3联立解得:k=理金+7 与-+与。四、解答题:本题共3 题,每题8 分,共 24分1 5.如图所示为某水池的截面图,其截面为深度h=2m、上底宽度d=4m的等腰梯形,当水池加满水且阳光与水平面的夹角。最小时(为3 7。),阳光恰好可以照射到整个水池的底部。已知水池的腰与水平面的倾角 a =5 3。,si n 5 3=0.8,c os 5 3 =0.6.(i)求水
24、池中水的折射率;(i i)若在水池底部中心放一点光源,求站在池边的观察者看到光源的最小视深H o(结果可带根号)【答案】i):;(i i)E m。【解析】【详解】(i)水池加满水时,阳光可以照射到整个水池的底部,则水池的腰与水平面的倾角a要等于折射光与地面7T的夹角,折射角r=设入射角为i,有z=-=5 3 2由折射定理有解得4n-3(i i)因为n 4当点光源发出的光线从池边缘射出时,设 入 射 角 为 则 由 几 何 关 系 可 知&=45。,故此时观察者可以看到光源且视深最小;设此时光线的出射角为万,则由折射定律有si n/?n=-si n a由几何关系可知H=g.c ot 解得血H=m
25、21 6.受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先,将笊泉燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区(即1亿度以上)以点燃气瓶反应 一个笊核(;H)和一个瓶核(;H)发生聚变核反应,生成 一 个 氮 核 放 出 一 个 中 子 ,利用特殊设计的“笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行,其中一种方法是磁约束,围绕这种“磁笼子”的设计和建道,人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究小组进行了以下的设计,如图所示,矩形abed的ab边长为2L,ab与ac夹角为30。,矩形对角线ac上下方分别分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个鼐核(:H)从ab边中点P处以某
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