安徽省滁州市2021届第一次新高考模拟考试物理试卷含解析

安徽省滁州市2021届第一次新高考模拟考试物理试卷含解析

安徽省滁州市 2021 届第一次新高考模拟考试物理试卷 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，单匝矩形金属线框 abcd 处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面积 0.3S 2m ，线框 连接一个阻值 3R 的电阻， 其余电阻不计， 线框 cd 边位于磁场边界上。 取垂直于线框平面向外为磁感 应强度 B 的正方向，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ） A． 0～0.4s 内线框中感应电流沿逆时针方向 B． 0.4～0.8s 内线框有扩张的趋势 C． 0～0.8s 内线框中的电流为 0.1A D． 0～0.4s 内 ab 边所受安培力保持不变 【答案】 C 【解析】 【详解】 A．由图乙所示图线可知， 0-0.4s 内磁感应强度垂直于纸面向里，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电 流沿顺时针方向，故 A 错误。 B．由图乙所示图线可知， 0.4-0.8s 内穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故 B 错误。 C．由图示图线可知， 0-0.8s 内的感应电动势为 0.4 0.4 0.3( V=0.3V 0. ) 8 BE S t t ＝ ＝ 线框中的电流为： 0.3 A=0.1A 3 EI R＝ 故 C 正确。 D．在 0-0.4s 内感应电流 I 保持不变， 由图乙所示图线可知， 磁感应强度 B 大小不断减小， 由 F=ILB 可知， ab 边所受安培力不断减小，故 D 错误。 故选 C。 2．某移动电源上标志的 4500mAh 反映的物理量是 （ ） A．电压 B．电量 C．功率 D．能量 【答案】 B 【解析】 移动电源上标志的 4500mAh 反映的物理量是电量，表示以 4500mA 放电，可以放一个小时，故 B 正确， ACD 错误． 故选 B 3．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端 阀门，气体往外喷出，设喷口面积为 S，气体密度为 ，气体往外喷出的速度为 v ，则气体刚喷出时钢瓶 顶端对竖直墙的作用力大小是（ ） A． vS B． 2v S C． 21 2 v S D． 2v S 【答案】 D 【解析】 【详解】 对喷出气体分析，设喷出时间为 t ，则喷出气体质量为 m Svt ，由动量定理，有 Ft = mv 其中 F 为瓶子对喷出气体的作用力，可解得 2S SvtvF v t 根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶子作用力大小为 F，再对瓶子分析，由平衡条件和牛顿第三定律求得钢 瓶顶端对竖直墙壁的作用力大小也是 F，故 D 正确， ABC 错误。 故选 D。 4．如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为 θ，传送带以速度 v0 逆时针匀速转动。在传送带的上端 轻轻放置一个质量为 m 的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数 μ>tan θ，则能客观地反映小木块的速 度随时间变化关系的图象是（ ） A． B． C． D． 【答案】 B 【解析】 【详解】 初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛 顿第二定律得加速度： a1=gsin θ +μ gcos θ a 恒定，斜率不变； 当小木块的速度与传送带速度相等时， 由 μ＞tan θ知道木块将与带以相同的速度匀速运动， 图象的斜率表 示加速度，所以第二段的斜率为零。 A．该图与结论不相符，选项 A 错误； B．该图与结论相符，选项 B 正确； C．该图与结论不相符，选项 C 错误； D．该图与结论不相符，选项 D 错误； 5．下列说法正确的是（ ） A．普朗克提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖 B．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程 C．德布罗意提出并通过实验证实了实物粒子具有波动性 D．卢瑟福等人通过 α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．普朗克最先提出能量子的概念，爱因斯坦提出了微观世界量子化的观念， A 错误； B．最早发现光电效应现象的是赫兹， B 错误； C．德布罗意只是提出了实物粒子具有波动性的假设，并没有通过实验验证， C 错误； D．卢瑟福等人通过 α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构， D 正确。 故选 D。 6．两辆汽车 a、b 在两条平行的直道上行驶。 t=0 时两车并排在同一位置，之后它们运动的 v-t 图像如图 所示。下列说法正确的是（ ） A．汽车 a 在 10s 末向反方向运动 B．汽车 b 一直在物体 a 的前面 C． 5s 到 10s 两车的平均速度相等 D． 10s 末两车相距最近 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．汽车 a 的速度一直为正值，则 10s 末没有反方向运动，选项 A 错误； B．因 v-t 图像的面积等于位移，由图可知， b 的位移一直大于 a，即汽车 b 一直在物体 a 的前面，选项 B 正确； C．由图像可知， 5s 到 10s 两车的位移不相等，则平均速度不相等，选项 C 错误； D．由图像可知 8-12s 时间内， a 的速度大于 b，两车逐渐靠近，则 12s 末两车相距最近，选项 D 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．如图，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（ ） A． B． C． D． 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．当力 F 作用到杆 2 上时，杆 2 立刻做加速运动，随着速度的增加产生感应电流，从而产生向左的安 培力，此时的加速度 2 2B L vF mg F F mg R a m m 安 总 则随速度增加，杆 2 做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时做匀速运动；此时对杆 1 所受的安培力 若小于最大静摩擦力，则此过程中杆 1 始终不动，则图像 A 错误， B 正确； CD ．由上述分析可知，若安培力增加到一定值时杆 2 开始运动，则随着安培力的增加，棒 2 做加速度逐 渐增加的加速运动，杆 1 做加速度减小的加速运动，当两杆的加速度相等时，两杆的速度差恒定，此时两 杆所受的安培力恒定，加速度恒定，则选项 C 错误， D 正确。 故选 BD 。 8．如图甲所示，一交流发电机线圈的总电阻 1r ，用电器电阻 9R ，流过用电器的电流图象如图 乙所示， sin37 0.6,cos37 0.8 则下列说法中正确的是（ ） A．交流发电机电动势的峰值为 50V B．交流发电机线圈从图示位置开始经过 1 s 300 时电动势的瞬时值为 25 2V C．交流发电机线圈从图示位置开始转过 37 时电压表示数为 36 2V D．交流发电机线圈从图示位置开始转过 90 的过程中的平均感应电动势为 100 2 V 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A．由题图可得电路中电流的峰值为 5 2AmI 交流发电机电动势的峰值为 ( ) 5 2(9 1)V=50 2Vm mE I R r 故 A 错误； B．由题图可得交变电流的角速度 100 rad/s，从线圈平面与磁场平行开始计时，则 1 300 s 时电动势的 瞬时值 1cos 50 2 cos100 (V) 50 2 cos 100 25 2V 300me E t t 故 B 正确： C．电压表示数为有效值不随时间发生变化，电阻两端电压为 45VU IR 所以电压表示数为 45V ，故 C 错误； D．交流发电机线圈从图示位置开始转过 90 的过程中的平均感应电动势为 2 2 100 21 V2 m BS E N N NBS E t 故 D 正确。 故选 BD 。 9．如图 1 所示，光滑的平行竖直金属导轨 AB 、CD 相距 L ，在 A 、C 之间接一个阻值为 R 的电阻，在两 导轨间 abcd 矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为 5d 的匀强磁场，磁感应强度为 B，一质量为 m、 电阻为 r 、长度也刚好为 L 的导体棒放在磁场下边界 ab 上（与 ab 边重合），．现用一个竖直向上的力 F 拉 导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且 保持良好接触，导轨电阻不计， F 随导体棒与初始位置的距离 x 变化的情况如图 2 所示，下列判断正确的 是（ ） A．导体棒经过磁场的过程中，通过电阻 R 的电荷量为 5BLd R B．导体棒离开磁场时速度大小为 2 2 2 ( )mg R r B L C．离开磁场时导体棒两端电压为 2mgr BL D．导体棒经过磁场的过程中，电阻 R 产生焦耳热为 3 2 4 4 2 ( )9 m g R rmgd B L 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 设导体棒离开磁场时速度大小为 v．此时导体棒受到的安培力大小为： 2 2B L vF R r安 ．由平衡条件得： F=F 安 +mg ；由图 2 知： F=3mg ，联立解得： 2 2 2 ( )mg R rv B L ．故 B 正确．导体棒经过磁场的过程中，通过 电阻 R 的电荷量为： 5 5B dL BLdq R r R r R r ．故 A 错误． 离开磁场时， 由 F=BIL+mg 得： 2mgI BL ， 导体棒两端电压为： 2mgRU IR BL ．故 C 错误．导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为 Q ．根据功能关系可得： Q=W F-mg?5d- 1 2 mv 2，而拉力做功为： W F=2mgd+3mg?4d=14mgd ；电阻 R 产生 焦耳热为： R RQ Q R r ；联立解得： 4 4 3 2 2 4 4 9 2 ( ) ( )R mgdRB L m g R R rQ B L R r ．故 D 错误． 10．如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接 有 36 2 sin100 (V)u t 的正弦交流电，图中 D 为理想二极管，定值电阻 R＝ 9 Ω.下列说法正确的是 A． 1 s 600 t 时，原线圈输入电压的瞬时值为 18V B． 1 s 600 t 时，电压表示数为 36V C．电流表的示数为 1 A D．电流表的示数为 2 A 2 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 A、将时刻代入瞬时值公式可知， 1 s 600 t 时，原线圈输入电压的瞬时值为 18 2V ，A 选项错误； B、电压表的示数为有效值，输入电压的峰值为 36 2V ,根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知， 36V 2 mUU ，B 选项正确； C、D、电流表测量流过副线圈的电流，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，副线圈的电压为 9V，正 向导通时电流为 1A，根据电流的热效应可知 2 2 2 TI RT I R有效 ，解得： 2= A 2 I 有效 ；故 C 选项错误， D 选项正确． 故选 BD. 【点睛】 准确掌握理想变压器的特点及电压、电流与匝数比的关系，明确电表测量的为有效值是解决本题的关键 . 11．如图，正方形 ABCD 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同的速度从 A 点 沿与 AB 成 30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子从 B 点离开磁场，乙粒子垂直 CD 边射出磁场，不计粒子 重力，下列说法正确的是 A．甲粒子带正电，乙粒子带负电 B．甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的 2 3 3 倍 C．甲粒子的比荷是乙粒子比荷的 2 3 3 倍 D．两粒子在磁场中的运动时间相等 【答案】 AC 【解析】 【详解】 A．根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项 A 正确； B．设正方形的边长为 a，则甲粒子的运动半径为 r 1=a，甲粒子的运动半径为 r 2= 0 2 cos30 3 a a ，甲粒子 的运动半径是乙粒子运动半径的 3 2 倍，选项 B 错误； C．根据 2vqvB m r ，解得 1q v m Br r ，则甲粒子的比荷是乙粒子比荷的 2 2 3= 33 倍，选项 C 正确； D．甲乙两粒子在磁场中转过的角度均为 600，根据 2 2 m mt r qB q ，则两粒子在磁场中的运动时 间不相等，选项 D 错误． 12．如图，理想变压器原 .副线圈匝数比 n1 : n 2=3: 1，灯泡 A、B 完全相同，灯泡 L 与灯泡 A 的额定功率 相同，但额定电压不同，当输入端接上 45 2sin100u t (V) 的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图 中两电流表均为理想电流表，且电流表 A 2 的示数为 2A，则（ ） A．电流表 A 1 的示数为 12A B．灯泡 L 的额定功率为 20W C．灯泡 A 的额定电压为 5V D．将副线圈上的灯泡 A 撤去，灯泡 L 不能正常发光 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A．因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为 2 4AI = 由变压规律可知原线圈中电流为 2 1 2 1 4 3 AnI I n 即电流表 A1 的示数为 4 3 A ，故 A 错误； BC．令副线圈两端电压为 2U ，则由变压规律可知原线圈两端电压为 1 1 2 2 2 3nU U U n 令灯泡 L 两端电压为 LU ，则有 1 2L AU I U I 根据题意则有 1LU U U 45VU 联立可得 2 10VU ， 15VLU 则灯泡 A 的额定电压为 10V ，灯泡 L 与灯泡 A 的额定功率相同，则灯泡 L 和 A 的额定功率 2 2 10W 20WAP I U 故 B 正确， C 错误； D．将副线圈上的灯泡 A 撤去，则输出电流变小，根据理想变压器中电流与匝数成反比可知，输入电流变 小，灯泡 L 不能正常发光，故 D 正确； 故选 BD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。 (1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为 ___________mm ，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示， 为 ___________cm 。 (2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示， 则该金属导体材料的电阻率与 ________有关， 并 且电阻率随该物理量的增大而 ___________（填 “增大 ”或 “减小 ”）。 (3)若把该金属导体与一阻值为 4.0 Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为 3.0V 、内阻为 1.0 Ω的电源两端， 该金属导体的热功率为 ___________W 。（保留两位有效数字） 【答案】 0.600 2.060 温度 增大 0.45 【解析】 【详解】 (1)[1] ．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为 d=0.5mm+10.0 ×0.01mm=0.600mm [2] ．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为 L=20mm+12× 0.05mm=20.60mm=2.060cm (2)[3][4] ．由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大； (3)[5] ．电源与 4.0 Ω的定值电阻串联组成等效电源，有 U=E-I （R+r ）=3.0-（ 4.0+1.0）I=3-5I 在灯泡伏安特性曲线中作出电源的 U-I 图象，两图象的交点坐标值为： U=1.5V ，I=0.3A 灯泡功率为 P=UI=1.5V ×0.3A=0.45W 14．某同学用图 1 中的器材，做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验． （ 1）已知小灯泡的额定电压为 2V ，电流表的内阻约为几欧，电压表的内阻有几千欧，请将实验电路图连 接完整． （ ____________） 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 ______(填”A＂或＂ B＂)端． （ 2）闭合开关，调节滑动变阻器，出多组电流表的值和电压表的值，在坐标纸上作出 I-U 图象如图 2 所 示．由图象可知，小灯泡的电阻随温度的升高而 _____(填“增大 ”或 “减小 ”);根据图象可得小灯泡的额定功 率为 _______W ．由于电压表的分流作用， 实验存在 ______(填”系统 ”或 “偶然 ”)误差， 根据图象求得的额定 功率比真实值 _______(填“大”或 “小＂ )． 【答案】 A 增大 1 系统 大 【解析】 【详解】 （ 1） [1] 滑动变阻器用分压式接法，电流表外接，电路连接如图所示： [2] 闭合开关前，为使滑动变阻器输出电压为零，滑片应移到 A 端． （ 2） [3] 由图象可知，小灯泡的电附随温度的升高而增大； [4] 由图 2 可以看出，当灯泡的电压为 2V 时，通过灯泡的电流为 0.5 A，因此灯泡的额定功率为： P=UI= 2 ×0.5W =1W 由于电压表的分流作用，实验存在系统误差，实验测得的电流偏大，因此根据图 2 求得的额定功率比真实 值大． 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图所示， 质量均为 M ＝2 kg 的甲、 乙两辆小车并排静止于光滑水平面上， 甲车的左端紧靠光滑的 1 4 圆弧 AB ，圆弧末端与两车等高，圆弧半径 R＝0.2 m，两车长度均为 L ＝0.5 m 。两车上表面与滑块 P 之 间的动摩擦因数 μ＝0.2。将质量为 m＝2 kg 的滑块 P(可视为质点 )从 A 处由静止释放， 滑块 P 滑上乙车后 最终未滑离乙车，重力加速度取 g＝10 m/s2。求： (1)滑块 P 刚滑上乙车时的速度大小； (2)滑块 P 在乙车上滑行的距离。 【答案】 (1) 4 3 m/s(2) 1 8 m 【解析】 【详解】 (1)滑块沿 1 4 圆弧下滑过程机械能守恒，有 2 0 1 2 mgR mv ， 设滑块 P 刚滑上乙车时的速度为 v1，此时两车的速度为 v2，以滑块和甲、乙两辆小车组成系统，规定向 右为正方向，根据系统水平方向动量守恒列出等式： 0 1 22mv mv Mv ， 对整体应用能量守恒有 1 2 2 21 1 2 2 2 vmgR mgL m Mv ， 解得： 1 4 m / s 3 v ， 1 1 m / s 3 v ， 滑块 P 刚滑上乙车时的速度大小为 4 3 m/s； (2)设滑块 P 和小车乙达到的共同速度为 v，滑块 P 在乙车上滑行的距离为 x，规定向右为正方向，对滑块 P 和小车乙应用动量守恒有： 1 2 ( )mv Mv m M v ， 对滑块 P 和小车乙应用能量守恒有 2 2 2 1 21 ( )1 2 22 1mgx m Mv vv M m 解得： 1 m 8 x 。 16．一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正方向。传播， t=3s 时波传到 x=9m 处的质点 B 点，其波形如图甲 所示， A 质点的振动情况如图乙所示，求： (i) 从 t=3s 时开始 C 质点经过多长时间位移第一次为 4m； (ii) 在简谐横波从 B 质点传到 C 质点的过中， A 质点运动的路程。 【答案】 (i)11s(ii)32m 【解析】 【详解】 (i) 由图甲可知波的波长 λ =6m，由乙图可知波的周期 T=4s，根据 v T 得 v=1.5m/s 从 t=3s 时开始 C 质点的位移第一次为 4m 的时间 21 4.5 s 11s 1.5 xt v (ii) 简谐横波从 B 质点传到 C 质点的时间 21 9 s 8s 1.5 BCxt v 有 t=2T 由图可知波的振幅为 A=4m ，A 质点运动的路程为 s=2 ×4A=2×4×4 =32m 17．如图所示，光滑水平地面上，一质量为 M ＝1kg 的平板车上表面光滑，在车上适当位置固定一竖直轻 杆，杆上离平板车上表面高为 L ＝1m 的 O 点有一钉子（质量不计） ，一不可伸长轻绳上端固定在钉子上， 下端与一质量 m 1＝1.5kg 的小球连接，小球竖直悬挂静止时恰好不与平板车接触。在固定杆左侧放一质量 为 m 2＝0.5kg 的小滑块，现使细绳向左恰好伸直且与竖直方向成 60°角由静止释放小球，小球第一次摆到 最低点时和小滑块相碰，相碰时滑块正好在钉子正下方的 O 点。设碰撞过程无机械能损失，球和滑块均 可看成质点且不会和杆相碰，不计一切摩擦， g 取 10m/s 2，计算结果均保留两位有效数字。求： (1)小滑块初始位置距 O 的水平距离 a； (2)碰后小球能到达的最大高度 H。 【答案】 (1) 0.52m ； (2) 0.32m 【解析】 【详解】 (1)小球摆动过程中，设碰前小球的速度大小为 0v ，平板车的速度大小为 Mv ，位移大小分别为 1x 和 Mx ， 小球开始时高度为 1 cos60 0.5h L mo 小球和平板车在水平方向动量守恒 1 0MMv m v 二者构成的系统机械能守恒 2 2 1 0 1 1 1 2 2MMv m v m gh 带入数据联立解得 3m/sMv 0 2m/sv 1 1 Mx m x M 且 1 sin 60Mx x L o 解得 3 3 m 0.52m 10Mx 小球从左向下摆到最低点的过程中，滑块相对于地面静止， M 及杆对地向左走过的距离即为所求 0.52mMa x (2)小球到最低点时以速度 0v 与静止的滑块发生弹性碰撞，小球和滑块组成的系统动量守恒且机械能守恒， 设碰后瞬间小球和滑块的速度大小分别为 1v ， 2v ，则有： 1 0 1 1 2 2m v m v m v 2 2 2 1 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v 联立解得 1 2 1 0 1 2 1m/sm mv v m m 1 2 0 1 2 2 3m/smv v m m 此后滑块向右匀速直线运动，不影响小球和车的运动，小球摆到最高点时和平板车具有相同速度 v ，二者 组成的系统动量守恒 1 1 1MMv mv M m v 解得 0.6m/sv 机械能守恒 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2Mm gH Mv m v M m v 解得 0.32mH