甘肃省兰州市(六校联考)2021届新高考模拟物理试题含解析

甘肃省兰州市(六校联考)2021届新高考模拟物理试题含解析

甘肃省兰州市 (六校联考） 2021 届新高考模拟物理试题 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．如图甲所示的充电电路中， R 表示电阻， E 表示电源（忽略内阻） 。通过改变电路中的元件参数对同一 电容器进行两次充电，对应的电荷量 q 随着时间 t 变化的曲线如图乙中的 a、b 所示。曲线形状由 a 变化 为 b，是由于（ ） A．电阻 R 变大 B．电阻 R 减小 C．电源电动势 E 变大 D．电源电动势 E 减小 【答案】 A 【解析】 【详解】 由图象可以看出，最终电容器所带电荷量没有发生变化，只是充电时间发生了变化，说明电容器两端电压 没有发生变化， 即电源的电动势不变， 而是电路中电阻的阻值发生了变化。 图象 b 比图象 a 的时间变长了， 说明充电电流变小了，即电阻变大了，故 A 正确， BCD 错误。 故选 A。 2．2019 年 4 月 10 日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极 大的天体，以至于光都无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径公式 R= 2 2GM c 决定，其中万有引力常量 G=6.67 ×10－11N·m2/kg2，光速 c=3.0 ×108m/s，天体的质量为 M 。已知地球的质量约为 6×1024kg，假如它变 成一个黑洞，则 “地球黑洞 ”的半径约为（ ） A． 9μm B．9mm C．9cm D． 9m 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意，将已知量代入公式 2 2GMR c 得 9mmR ACD 错误， B 正确。 故选 B。 3．物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的 “唐诗辞典 ”的最下层两个页面之间，并将它们静置于 桌面上要求学生抽出面纸， 结果面纸总被拉断． 然后物理老师为学生表演一项 “绝活 ”——手托 “唐诗辞典 ” 让其运动并完好无损地抽出了面纸，则 “唐诗辞典 ”可能（ ） A．水平向右匀速运动 B．水平向左匀速运动 C．向下加速运动 D．向上加速运动 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 学生抽出面纸总被拉断，说明面纸所受的最大静摩擦力大于面纸所承受的拉力；而老师却能把面纸拉出， 可知面纸所受到的最大静摩擦力小于面纸承受的拉力， 面纸受到的正压力减小了， 说明辞典可能发生了失 重，即可能向下做加速运动。 故选 C。 4．一平行板电容器的电容为 C，A 极板材料发生光电效应的极限波长为 0 ，整个装置处于真空中，如图 所示。现用一波长为 （ ＜ 0 ）的单色光持续照射电容器的 A 极板， B 极板接地。若产生的光电子均 不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（ ）（已知真空中的光速为 c，普朗克常量为 h，光电子的电 量为 e） A．光电子的最大初动能为 0 hc B．光电子的最大初动能为 0 0 h c C．平行板电容器可带的电荷量最多为 0 0 hc C e D．平行板电容器可带的电荷量最多为 0 0 h C ce 【答案】 C 【解析】 【详解】 AB ．根据光电效应方程可知 0 0 0 ( ) km hchc hcE 选项 AB 错误； CD ．随着电子的不断积聚，两板电压逐渐变大，设最大电压为 U，则 kmUe E 且 Q=CU 解得 0 0 hc CQ e 选项 C 正确， D 错误。 故选 C。 5．乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示， 某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其 中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上， 不计空气阻力， 则球在这两次从飞出到撞击墙壁前 （ ） A．飞出时的初速度大小可能相等 B．飞出时的初速度竖直分量可能相等 C．在空中的时间可能相等 D．撞击墙壁的速度可能相等 【答案】 A 【解析】 【详解】 C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同， 故 C 错误； B．在竖直方向上做自由落体运动， 因两次运动的时间不同， 故初速度在竖直方向的分量不同， 故 B 错误； D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同， 故两次撞击墙壁的速度不同，故 D 错误； A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大 小可能相等，故 A 正确。 故选 A。 6．如图所示，质量均为 m 的物块 A、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为 k 1，下端 弹簧的弹性系数为 2k ，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接， A 、B 处于静止状态，现给 A 一个竖直向 上的拉力 F ， F 的大小自 0 开始缓慢增大，物块 B 自初始位置能上升的最大高度为（ ） A． 1 mg k B． 2 mg k C． 1 2 1 1mg k k D． 1 2 1 2mg k k 【答案】 B 【解析】 【详解】 开始 2k 弹簧压缩量 1 2 2mgx k 当 A 离开弹簧 1k ， 2k 弹簧的压缩量 2 2 mgx k 所以 B 上升的最大高度 1 2 2 mgx x x k 故 B 正确， ACD 错误。 故选： B。 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．下列说法中正确的是 ________ A．悬浮在液体中的微粒越小，则在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，布朗运动越不明显 B．随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大 C．人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大 D．热量可以自发的从内能小的物体转移给内能大的物体 E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关 【答案】 BCE 【解析】 【详解】 A. 悬浮在液体中的微粒越小， 受到液体分子碰撞时运动状态越容易改变， 则布朗运动越明显， 选项 A 错误； B.随着分子间距离的增大，分子力先做正功后做负功，故分子势能一定先减小后增大，选项 B 正确； C.人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大，选项 C 正确； D.热量可以自发的从温度高的物体转移给温度低的物体，选项 D 错误； E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关，温度越 高，单位体积的分子数越多，则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，选项 E 正确； 8．以下说法正确的是 A．晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性 B．液体表面张力与重力有关，在完全失重的情况下表面张力消失 C．对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能达到的高度 D．饱和汽压随温度而变，温度越高饱和汽压越大 E.因为晶体熔化时吸收的热量只增加了分子势能，所以熔化过程中晶体温度不变 【答案】 CDE 【解析】 【分析】 【详解】 A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，故 A 错误； B．液体表面张力是微观的分子引力形成的规律，与宏观的超失重现象无关，则在完全失重的状态下依然 有表面张力的现象，故 B 错误； C．浸润现象中，浸润液体在细管中上升时，管的内径越小，液体所能达到的高度越高，故对于一定的液 体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能达到的高度，则 C 正确； D．饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，故 D 正确； E．晶体熔化时吸收热量， 导致内能增大， 但只增加了分子势能， 故熔化过程中晶体温度不变， 故 E 正确。 故选 CDE 。 9．下面正确的是 _______ A．热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体 B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加 C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度 D．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置 E.当两分子间距离为 r 0时，分子力为 0；当分子间距离小于 r 0 时，分子间表现为斥力 【答案】 BCE 【解析】 【详解】 A．热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故 A 错误； B．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功而没有热传递，根据热力学第一定律可知气体的内能一定增 加，故 B 正确； C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相 对湿度越小感觉越干燥，故 C 正确； D．液体具有流动性是因为液体分子不具有固定的平衡位置，故 D 错误； E．根据分子力的特点可知，当两分子间距离为 r 0 时，分子力为 0，当分子间距离小于 r 0 时，分子间表现 为斥力，故 E 正确； 故选 BCE 。 10．如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图， M 是平衡位置为 2mx 处的质点， N 是平衡位置为 8mx 处的质点，若 N 点相继出现两个波峰的时间间隔为 8s ，则下列说法正确的是（ ） A．该波的传播速度 2m/sv B．若波沿 x 轴正方向传播，则 7mx 处的质点经过 0.5s即可与 M 点位移相等 C． M 、 N 两质点的振动方向总是相反 D．从图示位置计时，若 M 点比 N 点先到达波谷，则波的传播方向沿 x 轴负方向 E.若波沿 x 轴正方向传播，从图示时刻计时，再经过 0.5s， M 、 N 两质点的位移相同 【答案】 ADE 【解析】 【详解】 A．某点相继出现两个波峰的时间间隔为机械波的传播周期，即 8T s ，故 2m/sv T A 正确； C．只有两个质点间的距离是半波长的奇数倍时，两质点的振动方向才会总是相反， C 错误； D．如果 M 点比 N 点先到达波谷，说明此时 M 点正在往下振动， N 点正在往上振动，则波的传播方向沿 x 轴负方向， D 正确； BE ．若波沿 x 轴正方向传播，经过 0.5s 后波形图往右平移 1m，此时 x=1m 处的质点正处于平衡位置，而 x=2m 处的质点 M 与 x=1m 处的质点的振动时间差是 1 16 T ，其 sin 22.5My A ；x=8m 处的质点 N 与 x=1m 处质点的振动时间差是 7 16 T ，其 sin 180 22.5N My A y ，E 正确， B 错误。 故选 ADE 。 11．我国探月工程分 “绕、落、回 ”三步走，近期将发射 “嫦娥五号 ”探测器执行月面采样返回任务。图为探 测器绕月运行的示意图， O 为月球球心。已知环月圆轨道 I 和椭圆轨道 II 相切于 P 点，且 I 轨道半径为 II 轨道半长轴的 1.25 倍。则探测器分别在 I、 II 两轨道上稳定运行时（ ） A．周期 T 1:T 2=5:4 B．机械能 E I=E II C．经过 P 点的速度 vI>v II D．经过 P 点的加速度 aI=aII 【答案】 CD 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据开普勒第三定律可知 3 31 1 2 2 5( ) 1.25 5 8 T r T a 故 A 错误； BC．从 P 点由轨道 II 进入轨道 I 要点火加速，即 vI >v II ，则在轨道 I 上的机械能大于轨道 II 上的机械能， 故 B 错误， C 正确； D．经过 P 点时探测器受到月球的引力相同，根据牛顿第二定律可知加速度 aI =aII ，故 D 正确。 故选 CD 。 12．2011 年 9 月 29 日晚 21 时 16 分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神 舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室，假如神舟八号与天宫一号对接 前所处的轨道如图所示，当它们在轨道运行时，下列说法正确的是 ( ) A．神州八号的加速度比天宫一号的大 B．神州八号的运行速度比天宫一号的小 C．神州八号的运行周期比天宫一号的长 D．神州八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 根据万有引力定律和牛顿第二定律有： 2 MmG r ＝ 2vm r ＝ 2 2 4mr T ＝ma n，解得： v＝ GM r ， T＝ 3 2 r GM ，an＝ 2 GM r ，由图可知神州八号的轨道半径比天宫一号的小，所以神州八号的运行速度比天宫 一号的大，神州八号的运行周期比天宫一号的短，神州八号的加速度比天宫一号的大，故 BC 错误， A 正 确；神州八号通过加速后将做离心运动，可运行至较高轨道与天宫一号对接，故 D 正确。 故选 AD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图甲所示．在贴有白纸的竖直板上， 有一水平细杆 MN ，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器 A、B，传感器与计算机相连接．两条 不可伸长的轻质细线 AC 、BC(AC>BC) 的一端结于 C 点，另一端分别与传感器 A、B 相连。结点 C 下用 轻细线悬挂重力为 G 的钩码 D。实验时，先将拉力传感器 A、B 靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器 A、 B 间的距离 d，传感器将记录的 AC 、 BC 绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力 F 随距离 d 的变化图线。 AB 间的距离每增加 0.2 m ，就在竖直板的白纸上记录一次 A 、B、C 点的位置． 则 在本次实验中，所用钩码的重力 G＝________ N ；当 AB 间距离为 1.00 m 时， AC 绳的张力大小 FA＝ ________ N ；实验中记录 A、 B、C 点位置的目的是 ________________。 【答案】 30.0 18.0 BC 绳张力的方向 【解析】 【详解】 [1] 根据题意，由于 AC ＞BC ，所以刚开始分开的时候， AC 绳拉力为零， BC 绳拉力等于钩码的重力，可 知 G=30.0N ； [2] 由题给图象分析可以知道图线Ⅱ为绳 AC 拉力的图象，则当 AB 间距离为 1.00 m 时，由图线可以知道 此时 AC 绳的张力大小 FA ＝18 N； [3] 实验中记录 A、B、C 点位置的目的是记录 AC 、 BC 绳张力的方向，从而便于画出平行四边形。 14．某同学采用如图甲所示的实验装置来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒．实验步骤如下： A．将斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处于水平； B．出口末端拴上重锤线，使出口末端投影于水平地面 0 点．在地面上依次铺上白纸 .复写纸； C．从斜槽某高处同一点 A 由静止开始释放小球，重复 10 次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都 圈在里面，圆心 P 就是小球落点的平均位置； D．用米尺测出 A 点与槽口之间的高度 h，槽口 B 与地面的高度 H 以及 0 点与钢球落点 P 之间的距离 s． (1)实验中， 0 点与钢球平均落点 P 之间的距离 s 如图乙所示，则 s=______cm； (2)请根据所测量数据的字母书写，当 s2=_____时，小球沿斜槽下滑过程中满足机械能守恒． 【答案】 40.5 4hH 【解析】 【分析】 【详解】 （ 1）由图可知 s=40.5cm ； （ 2）从起点 O 到 P 的过程中重力势能减少量是： △Ep=mgH ；槽口 B 与地面的高度 h 以及 O 点与钢球落 点 P 之间的距离 S，根据平抛运动的规律，则有： S=v 0t； h= 1 2 gt2，因此 v0=S 2 g h ；那么增加的动能： △E K= 2 2 0 1 2 4 mgSmv h ；若机械能守恒，则需满足 2 4 mgSmgH h ，即 S2=4hH 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图所示，质量 m 1=1kg 的木板静止在倾角为 θ =30°足够长的、固定的光滑斜面上，木板下端上表而 与半径 R= 3 m 的固定的光滑圆弧轨道相切圆弧轨道最高点 B 与圆心 O 等高。一质量 m 2=2kg、可视为 质点的小滑块以 v0=15m/s 的初速度从长木板顶端沿木板滑下已知滑块与木板之间的动摩擦因数 u= 3 3 ， 木板每次撞击圆弧轨道时都会立即停下而不反弹， 最终滑未从木板上端滑出， 取重力加速度 g=10m/s 2。求 (1)滑块离开圆弧轨道 B 点后上升的最大高度； (2)木板的最小长度； (3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能。 【答案】 (1)9.75m ； (2)7.5m ； (3) 50 J 5.56J 9 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由滑块与木板之间的动摩擦因数 3 tan30 3 可知，滑块在木板上匀速下滑，即滑块到达 A 点时 速度大小依然为 v0=15m/s ，设滑块离开圆弧轨道 B 点后上升的最大高度为 h，则由机械能守恒定律可得 2 2 0 2 1 ( cos ) 2 m v m g R h 解得 h=9.75m (2) 由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为 v0=15m/s ， 滑上木板后，木板的加速的为 a1，由牛顿第二定律可知 2 1 1 1cos sinm g m g m a 滑块的加速度为 a2，由牛顿第二定律可知