2021年高考物理模拟试题

陈继红

本试卷共16小题，满分100分，考试用时75分钟。

一、 单选选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 根据图1所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是（   ）

A. 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性

B. 图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯，原因是各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，光子的频率不同

C. 图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置，在α、β、γ三种射线中，最有可能使用的射线是β射线

D. 图丁是原子核的比结合能与质量数A的关系图像，由图可知中等大小的核的比结合能最大，即（核反应中）平均每个核子的质量亏损最小

2. 2020年12月23日，清晨7点23分，一颗明亮的火球划过青海玉树和西藏昌都交界的高空。如图2所示，一块陨石从外太空飞向地球，到A点刚好进入大气层，之后由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐变小，则下列说法中正确的是（   ）

A. 陨石正减速飞向A处

B. 陨石绕地球运转时角速度渐渐变小

C. 陨石绕地球运转时速度渐渐变大

D. 进入大气层后，陨石的机械能渐渐变大

3. 如图3所示，一同学用斜向下的推力F作用在静止在水平面的书箱上，书箱仍处于静止状态，受到力F后，书箱所受的（   ）

A. 支持力变大

B. 静摩擦力不变

C. 支持力仍与重力平衡

D. 支持力小于重力

4. 如图4所示，电荷量为q（q>0） 的点电荷固定在一正方体的顶点P，A、B为正方体的两顶点，下列说法正确的是（   ）

A. A点和B点的电场强度相同

B. 沿AB边，从A点到B点，电势先减小后增大

C. 一个负电荷在A点的电势能等于在B点的电势能

D. 將一负电荷从A点移动到B点，电场力所做的总功为负

5. 如图5所示，两相同小球距地面高度相同，其中一个水平抛出，另一个以相同速率竖直上抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（   ）

A. 两小球落地时动量相同

B. 两小球落地时重力的瞬时功率相等

C. 两小球落地时动能相等

D. 从抛出到落地，两小球重力的冲量相等

6. 以下ABCD四个选项中“⊙”表示垂直纸面向外的长直电流，“⊕”表示垂直纸面向里长直电流：图中各导线中电流强度均为I;AB图中各导线正好位于正三角形三个顶点上，O为正三角形的几何中心，CD图中各导线正好位于正方形四个顶点上，O为正方形的几何中心. 则这四副图中O点磁感应强度为零的是

7. 海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电. 在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图6中甲图所示. 浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置的线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15？赘的灯泡相连. 浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图6中乙图所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计. 匝数N=200线圈所在处的磁感应强度B=0.2 T，线圈直径D=0.4 m，线圈电阻r=1？赘. 重力加速度g取10m/s2，？仔2≈10. 若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4？仔 sin ？仔t（m/s）. 则下列说法正确的是（   ）

A. 波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e=0.32 sin ？仔t（V）

B. 灯泡中电流i的瞬时值表达式为i=0.02 sin ？仔t（A）

C. 灯泡的电功率为120W

D. 灯泡两端电压的有效值为V

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 在奥运会的口号是“更高、更快、更强”，是运动员展示力与美的机会. 在一次比赛中，一个运动员奋力抛出铅球，其运动轨迹如图7所示. 已知在B点时的速度与加速度相互垂直，不计空气阻力，则下列表述正确的是（   ）

A. 铅球在竖直上方向做匀变速直线运动

B. 铅球从B点到D点加速度与速度始终垂直

C. 铅球被抛出后的运动过程中，速度时刻在变化

D. B点是铅球运动轨迹的最高点，运动速度为零

9. 如图8中图甲所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，一质量为m的小球，从距弹簧上端高2x0处由静止自由释放，在接触到弹簧后继续向下运动，将弹簧压缩至最低点，压缩量为x0 . 若以小球开始下落的位置为原点，竖直向下建立坐标轴Ox，则小球的速度平方v2随x的变化图像如图乙所示. 已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（   ）

A. 对应于图乙A点：xA=2x0，重力的瞬时功率最大

B. OA直线的斜率为g

C. 对应于图乙B点：xB=2x0+，重力的瞬时功率最大

D. 对应于图乙C点：xc=3x0，彈簧的弹性势能最大为3mgx0

10. 如图9，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触良好的两根相同金属杆1和2，两杆与导轨间的动摩擦因数相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于导轨的恒力F拉金属杆2使其开始运动，在足够长时间里，下列描述两金属杆的速度v随时间t变化关系的图像中，可能正确的是（   ）

三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题，共42分。

11.（7分）将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，图10中甲图所示，这时弹簧测力计的示数可从甲图中读出。

（1）由图10中甲图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______ N和______ N;

（2）在如图10中乙图所示的方格纸上，按作图法的要求画出这两个力及它们的合力;

（3）当两根细绳之间的夹角由相互垂直逐渐减小到35°时，保持橡皮筋的活动端拉到O点，两个弹簧测力计拉力的合力大小为______ N。（结果保留三位有效数字）

12.（9分）某同学要将一量程为300mV的毫伏表改装成量程为3V的电压表，该同学测得毫伏表内阻为1000？赘，经计算后将一阻值为R0的电阻与该毫伏表连接，进行改装。然后利用一标准电压表V，根据图11中甲图所示电路对改装后的电压表进行检测（虚线框内是改装后的电压表）。

（1）根据甲图和题目所给的条件，将图11中乙图中的实物进行连线。

（2）当标准电压表V的示数为2.00V时，毫伏表的指针位置如图11中丙图所示。由此可以推测出所改装电压表的量程不是预期值，而是________（正确答案标号）。

A. 1.80VB. 2.40VC. 2.70VD. 3.75V

（3）产生上述问题的原因可能是________（正确答案标号）。

A. 毫伏表内阻测量错误，实际内阻小于1000 Ω

B. 毫伏表内阻测量错误，实际内阻大于1000 Ω

C. R0值计算错误，接入的电阻偏大

D. R0值计算错误，接入的电阻偏小

（4）要达到预期目的，无论毫伏表测得的内阻是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R0的电阻换成阻值为kR0的电阻即可，其中k=________。

13.（10分）如图12所示，单板滑雪U形场地比赛中的U形池由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R为10m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，一质量M为50kg的运动员从轨道A处由静止滑下，由于在A到B向下滑行过程中运动员额外做功，运动员在D点竖直向上滑出轨道上升的最高点离D点高度H为5m，滑板的质量m为5kg，不计轨道摩擦和空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）在圆弧滑道的B点对轨道的压力;

（2）从A到B的过程中运动员额外做的功。

14.（16分）如图13所示，一绝缘“？奂”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的，整个装置处在水平向左的匀强电场中. 在PM左侧区域足够大的范围内同时存在垂直竖直平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B. 现将一质量为m、带正电电量为q的小环套在MN杆上，小环所受的电场力为重力的0.5倍.（已知重力加速度为g）

（1）若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离;

（2）在满足第一问的情况下，小环在A点对圆环的压力;

（3）若将小环由M点右侧5R处静止释放，设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

15.[选修3-3]（12分）

（1）（4分）分子间的作用力跟分子间距离的关系如图4所示，从图14中可看出，随着分子间距离由零开始逐渐增大，分子力大小的变化情况为______________

___________________________;当分子间距离为_________（选填“r1”或“r2”）时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。

（2）（8分）图15是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5 L，环境温度为27 ℃，大气压强为1.0 atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5 L、1.0 atm的空气打入球内，当球内气压达到1.6 atm时停止打气（1 atm=1.0×105 Pa），假设整个过程中篮球没有变形。

（i）在打气之前当篮球内温度变为多少摄氏度时篮球内气压达到1.2 atm;

（ii）要使篮球内气压达到1.6 atm，求需打气的次数N（设打气过程中气体温度不变）。

16.[选修3-4]（12分）

（1）（4分）甲、乙两列简谐横波沿x轴传播时相遇，t=0时，甲、乙的波动图象分别如图16中实线、虚线。已知两列波的波速大小相等，则甲的周期______乙的周期（选填“等于”、“大于”或“小于”）;若甲的周期为0.5s，则t=0.75 s时，x=4 m处质点的位移为_______（选填“零”、“正值”或“负值”）。

（2）（8分）如图17所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为，AD⊥BO，∠DAO=30°，光在空气中的传播速度为c，求：

（i）玻璃砖的折射率;

（ii）光在玻璃砖中传播的时间。

参考答案：

1～7： B  C  A  C  C  D  C        8～10：AC  CD  BD

11.（7分）答案：2.50（1分） 4.00 （1分） 见解析图1（3分）   4.72（2分）

12.（9分）答案：见解析图2（3分） B（2分） BD（2分） （2分）

13.（10分）答案：（1）（6分）2200N，方向竖直向下;（2）（4分）2750J

解析：（1）从最低点B点到最高点的过程中，

由机械能守恒定律（M+m）v2=（M+m）g（R+H）……①（2分）

在最低点对运动员FN -（m+M）g=（m+M）……②（2分），解得FN =2200N……③（1分）

由牛顿第三定律得运动员对轨道的压力为2200N，方向竖直向下;（1分）

（2）从A到B的过程中以人和滑板为研究对象，设此过程中人额外做的功为W，则

W+（M+m）gR=（M+m）v2……④（2分），

解得W=2750J ……⑤（2分）

14.（16分）答案：（1）（4分） 4R;

（2）（6分）小环在A点对圆环的压力大小为N=mg+Bq，方向水平向左;

（3）（6分）当？滋≥，Wf =？滋mgx=;当？滋<，Wf =mgR。

解析：（1）设电场强度为E，DM距离为L，对小环从D至P，由动能定理：

EqL-mg·2R=0-0……①（2分）

题意有Eq=mg……②（1分）

结合得L=4R……③（1分）

（2）设小环在A点速度为vA，对小环从D至A的过程，由动能定理：

Eq·5R-mgR=mv2A-0……④（2分）

由小环在A点的受力分析及牛顿第二定律得：

N-Eq-BqvA=mv2A/R……⑤（2分）

由④⑤式可得N=mg+Bq……⑥（1分）

根据牛顿第三定律，小环在A点对圆环的压力大小为N=mg+Bq，方向水平向左。（1分）

（3）小环首次到P点速度不为零，将向右运动，当速度为零时，若满足

（i）Eq≤fm= ？滋mg，即？滋≥（1分），小环将保持静止。设此时小环距P点水平距离为x，则对全程由动能定理：

Eq（5R-x）-mg·2R-？滋mgx=0-0……⑦（1分）

则克服摩擦力做功Wf = ？滋mgx=……⑧（1分）

（ii）Eq>fm= ？滋mg，即 ？滋<（1分），小环将来回往复运动，最终会在P点的速度减为零。对全程由动能定理：Eq5R-mg·2R-Wf =0-0……⑨（1分）

得克服摩擦力做功Wf =mgR……⑩（1分）

15.[选修3-3]（12分）

答案：（1）先減小到零再增大到某一峰值然后减小到零（或“先减小后增大再减小”）（2分），r1（2分）。（2）（i）（4分）87 ℃;（ii）（4分）9（次）

解析：（1）每空2分

（2）（i）设大气压强为p0，篮球内气体初始状态参量分别为p1、T1，温度降低后状态参量分别为p2、T2，由整个过程中篮球没有变形，可视为等容变化，根据气体状态方程得

=……①（2分）其中p1=p0、T1=300 K、p2=1.2 p0，

代入数据得 T2=360K……②（1分），t2=87 ℃ ……③（1分）

（ii）设篮球内部容积为V=7.5 L，打气筒每打一次气的体积△V=0.5 L，最后篮球内气压达为p3=1.6 atm，

由玻意耳定律，有p0（V+N△V）=p3 V……④（2分）  解得N=9（次）……⑤（2分）

16.[选修3-4]（12分）

答案：（1）小于（2分）;负值（2分）。（2）（i）（4分）n=;（ii）（4分）t=

解析：（1）每空2分

（2）（i）光束射到玻璃砖AO界面时，由于入射光线与AO面的夹角为30°，又因∠DAO=30°由图中的几何关系可知，入射角i=60°……①，（1分）

经玻璃折射后，因折射光线平行于BO边，由图中的几何关系可知，在AO界面折射角r=30°……②，（1分）

由n=……③（1分），解得n=……④（1分）

（ii）光在玻璃中传播过程中有n=……⑤（1分）

光在玻璃中传播的路程为L=tan 30°+……⑥（1分）

又因L=vt……⑦（1分），解得t=……⑧（1分）

责任编辑 李平安