2021届高考物理模拟卷(江苏地区专用)(有答案)

2021届高考物理模拟卷

一、单选题

1.下列说法正确的是( )

A.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核要释放核能

B.重核发生裂变时需要吸收能量

C.核力是核子间的万有引力和库仑力的合力

D.中子与中子之间的核力一定大于中子与质子间的核力

2.如图所示，设水车转轮的半径为R，转轴离地面的高度为2R，转轮以某一较大的角速度ω做匀速圆周运动，轮缘上最高点和最低点分别有质量相同的水滴A、B同时被甩出，最终都落到水平地面上，假设水滴被甩出瞬间速度大小与其在轮上运动时的速度相等，速度方向沿转轮的切线方向，不计空气阻力，重力加速度为g。下列判断正确的是( )

A.两水滴落到水平地面上时的速度大小相等

B.两水滴在空中飞行过程中重力做的功相

等

C.两水滴在空中飞行的时间差为

2Rg D.两水滴落地点间的距离为

(13)R2Rg 3.如图所示,一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中,活塞与容器间光滑接触,在图中三种稳定状态下的温度分别为T1、T2、T3,体积分别为V1、V2、V3且V1V2V3,则T1、T2、T3的大小关系为( )

A.T1T2T3 B.T1T2T3

C.T1T2T3

D.T1T2T3

4.一质点沿x轴从坐标原点O出发，以运动过程中的某时刻为时间零点，运动的vt图象如图所示，14 s末质点回到坐标原点，下列说法正确的是( )

A.开始计时时，质点到坐标原点的距离为2 m B.0~2 s和4~6 s内的加速度大小相同

C.质点在第4 s时和第8 s时经过同一位置 D.6~8 s和8~14 s内的平均速度大小相同

5.如图所示，a、b、c为同一水平直线上的三点，abbc。两根长直导线垂直于纸面分别放置在a、b和b、c连线的中点，并分别通入大小为3I、方向垂直纸面向外和大小为I、方向垂直纸面向里的电流。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁场的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，与导线中的电流大小成正比，则( )

A.a、b两点的磁场方向相同

B.b、c两点的磁场方向相反

C.b点的磁感应强度大小是a点的1.5倍 D.c点的磁感应强度大小与b点的相等

6.如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长l0，若让每个小球带上相同的电荷量q，小球可沿所在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且劲度系数相同，真空中的静电力常量为k，则弹簧的劲度系数为( )

kq23l0kq232l0kq24l02kq234l0A. B. C. D.

7.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角  切磨在1＜＜2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一

次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是( )

A.若＞2，光线一定在OP边发生全反射

B.若＞2，光线会从OQ边射出

C.若＞1，光线会从OP边射出 D.若＜1，光线会在OP边发生全反射

8.在某毫秒脉冲星A与其伴星B组成的双星系统中，脉冲星正以400 r/s的转速在自转。①初始时其伴星质量为1个太阳质量，运动周期为1天；②足够长时间后，伴星质量变为0.8个太阳质量，运动周期变为2小时。由于伴星不断损失质量，假设损失的质量全部被脉冲星吸收，引力常量及太阳质量已知，根据上述信息，以下说法正确的是( )

A.A星运行轨道半径增大 B.能求出①②中两星间的距离之比

C.能求出①②中A星的运行速度之比 D.能求出A星的初始质量

9.质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后，以水平速度大小v被弹回，已知

vv，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是( )

A.撞击时篮球受到的冲量大小为m(vv)

B.撞击时篮板受到的冲量为零

C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒

D.撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒

10.磁场的高斯定理指出通过磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零。如图所示，为一金属球壳的俯视图，CD过球心O，AB不过球心，在球心O的右侧放置一小磁针，以磁感线穿入球壳为正方向，则下列说法正确的是( )

A.C、D点的磁感应强度方向相反

B.AB左侧球壳处的平均磁感应强度小于AB右侧球壳的

C.若磁针沿DC运动，球壳上有感应电流

D.AB左右两侧球壳上的磁通量大小相等

11.如图所示，A、B、C、D为一矩形的四个顶点，它们恰好处于同一个圆的圆周上，该平面存在一匀强电场。其中AC为圆的一条直径，已知A、B、C三点的电势分别为6.5 V、2 V、10 V,AC长为5 cm，ACB37（sin37°0.6,cos37°0.8）。下列说法正确的是( )

A.D点的电势为5.5 V

B.电场强度的大小为3 V/cm

C.圆周上D点电势最高

D.电子在D点的电势能比在B点的电势能低13 eV

二、实验题

12.如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母）。

A.直流电源 B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是______(选填选项前的字母）。

A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量

在不挂重物且________(选填选项前的字母）的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点 B.计时器打点

(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=______,打B点时小车的速度v=_______.

222(4)以v为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的vW图象。由此图象可得v随W变化的表达式为______。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v这个因子;分析实验

2结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_______.

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,

2则从理论上分析,图4中正确反映vW关系的是( )

A. B. C. D.

13.光敏电阻在自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，图示电路为其模拟电路，其中干电池的内阻可忽略不计，A处接电磁继电器，B为三极管（当eb0.2V时，c、e间的电阻R可忽略不计，当eb0.2V时，R可视为无穷大），b点的电势由R1与R2的比值决定，R1、R2中有一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，阻值随光照强度增强而减小，C为电磁继电器，D为路灯。为了达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，请回答下列问题：

（1）R1是__________（选填“光敏电阻”或“定值电阻”）；

（2）请用笔画线代替导线，将实物连接成正确的电路。

三、计算题

14.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长为0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过电流表G的电流I与A、K果保留两位有效数字，求：

34Uh6.6310Js.结AK之间的电势差满足如图乙所示的规律，取

（1）每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大的初动能.

（2）该阴极材料的极限波长（能使该金属产生光电效应的光的最大波长）.

1的415.如图所示，半径为R光滑固定圆弧槽与水平面上一平板P1靠在一起但不粘连，质量

为2m且可看成质点的物块P从圆弧槽最高点滑下，滑上P1，P运动到P1最右端时，P和P1的速度恰好相等，此时P1与静止的另一平板P2发生碰撞，碰撞后P1与P2粘连在一起。水平面光滑，平板质量均为m,P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。P压缩弹簧后被弹回并刚好不从P2的最左端A点滑出（弹簧始终在弹性限度内），P与P2之间的动摩擦因数为μ。重力加速度为g。求：

（1）P运动到P1最右端时，P与P1的速度大小；

（2）此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能

Ep。

16.如图所示，间距为d的两足够长光滑倾斜平行导轨固定放置，与水平面间的夹角为θ，导轨顶端接有阻值为R的电阻，质量m、阻值也为R的导体棒ab垂直导轨放置，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。现给导体棒一个沿导轨平面向上的初速度v，当导体棒速度刚好为零时，通过导体棒横截面的电荷量为q，重力加速度为g，导轨电阻不计。

（1）求导体棒刚开始向上运动时的加速度大小；

（2）求导体棒向上运动到最高点的过程中，电阻R上产生的焦耳热；

（3）导体棒运动到最高点开始下滑，下滑过程中，导体棒从经过初始位置到速度再次达到

v时所在位置通过导体棒横截面的电荷量为q，试计算导体棒从开始运动到速度再次为v的过

程运动的总时间。

参

1.答案：A

比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时，总结合能增加，因此要释放核能，选项A正确；重核裂变时有质量亏损，释放能量，选项B错误；核力是核子间的强相互作用力，选项C错误；核力是短程力，与核子间的距离有关，由于距离未知，则中子与中子之间的核力不一定大于中子与质子间的核力，选项D错误。

2.答案：D

由平抛运动规律可知，两水滴落到水平地面上时竖直方向的分速度分别为

vAy6gR,vBy2gR，水平分速度相等，选项A错误；两水滴在空中飞行过程中重力做的功分别

tA6Rg为WA3mgR,WBmgR，选项B错误；A在空中飞行的时间两水滴在空中飞行的时间差

xAvtAR6RgΔt(62)Rg，B在空中飞行的时间

tB2Rg，，选项C错误；两水滴飞行的水平位移大小分别为

Δx(13)R2Rg，xBvtBR2Rg，两水滴落地点间的距离，选项D正确。

3.答案：B

设三种稳定状态下气体的压强分别为p1、p2、p3,以活塞为研究对象,三种稳定状态下分别有

Mgp0Sp1S,p0SMgp2S

,p0SMgmgp3S，可以得出p1p2p3;根据理想气体的状态方程

T1T2;由V2V3得T2T3,即T1T2T3,故选项

p1V1p2V2p3V3T1T2T3，由V1V2得

B正确。

4.答案：C

由图可知，当速度减到零后，质点开始沿反方向运动，14 s末回到坐标原点，根据vt图象与坐标轴所围图形的面积表示位移大小可知，6 s末质点到达最远点，4~6 s内和6~8 s内质点的位移大小相同，则质点在第4 s时和第8 s时经过同一位置，选项C正确；质点运动到的最远点到O点的距离为

52(35)2mm22

s(24)3m22m2，计时点到最远点的距离为

s0(15)2(24)5mm21m22

，则开始计时时质点到坐标原点的距离为1 m，选项A错误；根据vt图象的斜率表示加速度可知4~6 s内的加速度大小大于0~2 s内的，选项B错误；6~8 s内的平均速度大小为

v1525m/sm/s222，8~14 s

内的平均速度大小为

v2225m/s2.8m/s6，选项

D错误。

5.答案：C

IR，令ab2r，结

根据题意可知，通电长直导线在距导线R处产生的磁场的磁感应强度

Bk合安培定则可知，a、b连线中点的通电长直导线在a点产生的磁场方向竖直向下，大小为

Ba1k3Ir，在b点产生的磁场方向竖直向上，大小为

Bc1kIrBb1k3Ir，在c点产生的磁场方向竖直向

上，大小为小为

Ba2k；同理可得b、c连线中点的通电长直导线在a点产生的磁场方向竖直向上，大

Bb2kIrI3r，在b点产生的磁场方向竖直向上，大小为

Ir，在c点产生的磁场方向竖直向

Bak8I3r下，大小为直向下，误。

Bc2k；分别将两通电长直导线在三点处的磁场进行矢量合成可得，方向竖

Bbk4Ir，方向竖直向上，Bc0。根据以上分析，可判断出选项C正确，A、B、D错

6.答案：D

设弹簧的劲度系数为k，三角形的面积增大为原来的四倍，则三角形每边边长增大为原来的两倍，即每根弹簧伸长量均为l0，此位置每个带电小球受力平衡，有选项D正确。

kq2kl02(2l0)，得

kq2k34l0，

7.答案：D

光线发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质时，入射角 i 大于临界角。光从图示

πi1＝位置入射，到达OP边时入射角2，  越小，i1越大，发生全反射的可能性越大，根据题

意，要在OP边上发生全反射，应满足＜2，A、B错误。若光线在OP上发生全反射后到达OQ边，入射角

i2＝3π2，  越大，i2越大，发生全反射的可能性越大，据题意，要在OQ边上发生全

反射，应满足＞1，C错误，D正确。

8.答案：B

双星系统中两颗星体是同轴转动，周期相等，由万有引力提供向心力有

mm2π22π)rAGA2BmB()2rBTLT

mA(2mBLGMTL3,rA4π2M，其中rArBL,mAmBM，解得

，由于两星的总质量M不变，周期由1

rAmBLM可知，当mB减小、Lv天变为2小时，即T变小，则两星间的距离L在逐渐减小，由时，rA变小，A

vA1T2rA1vA2T1rA2rA1，rA22GMTL34π2错误；由

减小得

得

L1T1232L2T2，其中T11天，T22小时，B正确；由

GMT2L4π2未知，结合

32πrT未知，C错误；初态两星间的距离L错误。

知M无法求出，则

mAMmB也无法求出，D

9.答案：C

撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化，即Imvm(v)m(vv)，选项A错误；碰撞时，篮球与篮板相互作用，相互作用力等大反向，作用时间相等，则篮板受到的冲量大小不为零，选项B错误；撞击时间极短，重力的冲量忽略不计，撞击前后篮板均保持静止,篮球速度反向，所以篮球和篮板组成的系统动量不守恒，选项C正确；由于vv，系统机械能有损失，不守恒，选项D错误。

10.答案：D

C、D点的磁感应强度方向都水平向左，选项A错误；根据题意可知，AB左右两侧球壳上的

磁通量大小相等，左、右两侧球壳处的平均磁感应强度大小相等，选项B错误、D正确；磁针沿DC运动，球壳上总的磁通量始终为0，无感应电流，选项C错误。

11.答案：C

匀强电场中平行等间距的两线段端点电势差相等，则ABDC，代入数据得D14.5V，故选项A错误；同时，D点的电势比B点的电势高12.5 V，电子在D点的电势能比在B点的电势能低12.5 eV，故选项D错误；要想确定D点电势是否最高，以及场强的大小，必须确定

MB电场的场强方向，设BC之间的M点电势与A点的相同，则有故

99lBClACcos372.25cm1616

lBMCMlCMlCMCM7l9，MB，BMlBM，设AM与AB的夹角为α，由三角函数得

tanlMB2.253lAB5sin374，故37，过B作AM的垂

线，即为电场线的方向，则电场线与BC间的夹角等于=37°，故电场线的方向由D指向B，故圆周上D点电势最高，故选项C正确；场强的大小为

UDB12.5V2.5V/cmlBD5cm

E，故选项B错误。

x3x1(3)mgx2;2T

12.答案：(1)B (2)A;B

(4)

v2kW,k(4.55.0)m2s2J1

;质量 (5)A

(1)打点计时器使用的电源是交流电源,故选B。

(2)实验中,平衡摩擦力和其他阻力时,应先不挂重物,把长木板右端适当垫高,在小车后面挂上纸带,接通电源,在打点计时器打点的情况下,轻推一下小车,给小车一个初速度,若小车拖着纸带做勾速运动,则表明已经消除了摩擦力和其他阻力的彩响。

(3)实验中,可认为小车所受的拉力F大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功WFx2。在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,故

vxACx3x12T2T.

(4)由题图3

v2k2vkW可知,斜率W221,其单位为msJ,又1J1Nm,1N1kgms221J1kgms,故,

v2k121122J=1kgmsJ=kgms故故,因此斜率W1的单位为kg,故与图线斜率有关的物理量应是质量。

(5)假设完全消除了摩擦力和其他阻力空影响,对由小车和重物组成的系统,其动能增加量为

(mM)v2Ek=2k(mM)v22Ek=Wv2W2Wmgx2Mm,考虑到我们按重力做功,有,即,故vW的图象斜率

2Mm,保持不变,故选项

A正确。

13.答案：（1）光敏电阻

（2）如图所示

（1）由于光敏电阻阻值随着光照强度的增大而减小，为使路灯正常工作，在白天时电磁继电器的触点断开，电磁铁通电，eb0.2V，R1变小或R2变大，而白天时光敏电阻阻值变小，所

以R1是光敏电阻。（2）根据题述分析可知，A处与继电器相连，路灯与火线、零线相连接，开关应接在火线上，画导线时要避免交叉。

14.答案：（1）光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数

Im0.106ne1.61019个4.010个

12光电子的最大初动能为

EkmeU01.61019C0.6V9.61020J

.

cc（2）设阴极材料的极限波长为0，根据爱因斯坦光电效应方程得得00.66μm.

Ekmhh0，代入数据

15.答案：（1）设P从半径为R的光滑圆弧槽最高点滑到最低点时速度为vP，根据动能定理有

122mgR2mvP2

P运动到P1最右端时，设共同速度为v0，根据动量守恒定律有

2mvP3mv0

解得

v022gR3 （2）P1、P2碰撞瞬间，P的速度不受影响，根据动量守恒定律有

mv02mv1

1v1v02 解得

最终三个物体具有共同速度，根据动量守恒定律得3mv04mv2

3v2v04 解得

根据能量守恒定律可知，从P1、P2刚发生碰撞到P刚好不从P2的最左端A点滑出，系统动能减少量等于因摩擦产生的内能，则有

11122mv122mv022224mv22mg(Lx)2

2v0RxLL32g36解得

在从P与P1、P2第一次共速到第二次共速过程中，弹簧弹性势能等于因摩擦产生的内能，即

Ep2mg(Lx)

解得

Ep1mgR18

16.答案：（1）由牛顿第二定律可得mgsinF安ma

而F安BId

Bdv2R

初始时刻

IB2d2vagsin2Rm联立解得

（2）设导体棒速度减小到零的过程中，流过导体棒的平均电流为I1，时间为t1，导体棒上滑的最大距离为x1，则有qI1t1

由闭合电路欧姆定律可得

I1E2R

由法拉第电磁感应定律可得

EBdx1t1t1

联立解得

x12qRBd

设电阻R上产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律可得

12Qmv2mgx1sin2

解得

Qm24gRqsin(v)4Bd

（3）导体棒向上运动过程中，由动量定理可得

(BI1dmgsin)t10mv

而qI1t1

mvBdqmgsin

解得

t1分析可知，从初始位置上滑到速度为零的过程和从速度为零下滑到初始位置的过程导体棒的位移大小相等，则通过导体棒的电荷量大小相同

导体棒从最高点下滑到速度为v位置过程通过导体棒的电荷量为qq

设导体棒下滑所用时间为t2，由动量定理可得

(mgsinBI2d)t2mv0

又因为I2t2qq

mvBd(qq)mgsin

解得

t2故导体棒从开始运动到速度大小再次达到v的过程，导体棒运动的总时间为

ttmvBdq1t2mgsin

mvBd(qq)2mvBdqmgsinmgsin