浙江省杭州市2021届新高考物理模拟试题(1)含解析

浙江省杭州市2021届新高考物理模拟试题(1)含解析

浙江省杭州市 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， AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为 O，半径为 R，将等电量的异种点电荷 Q 放在圆 周上，它们的位置关于 AC 对称， +Q 与 O 点的连线和 OC 间夹角为 30°，静电常量为 k，则（ ） A． O 点的电场强度大小为 2 Qk R B． O 点的电场强度方向由 O 指向 A C． O 点电势小于 C 点电势 D．试探电荷 q 从 B 点移到 D 点过程中，电势能始终不变 【答案】 A 【解析】 【详解】 AB ．两电荷在 O 点的场强大小为 E1=E 2=k 2 Q R 夹角为 120° 根据平行四边形定则知合场强为 E=E 1=E 2=k 2 Q R 方向平行两个电荷的连线向右，故 A 正确， B 错误； C．等量正负点电荷连线的中垂线上电势相等，因而 φO=φC，故 C 错误； D．如果只有 +Q 存在，则 B 点电势大于 D 点电势；如果只有 -Q 存在，同样是 B 点电势大于 D 点电势； 由于电势是标量，所以两个场源电荷同时存在时，依然有 B 点电势大于 D 点电势，故试探电荷 q 从 B 点 移到 D 点过程中，电势能是变化的，故 D 错误。 故选 A。 2．2019 年北京时间 4 月 10 日 21 时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动。黑洞是一类 特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随着很多新奇 的物理现象。传统上认为，黑洞 “有进无出 ”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来，但霍金、贝肯斯坦 等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的 “霍金辐射 ”，因此可以定义一个 “ 黑洞温 度"T”。T= 3 8 hc KGM 其中 T 为“黑洞 ”的温度， h 为普朗克常量， c 为真空中的光速， G 为万有引力常量， M 为黑洞的质量。 K 是一个有重要物理意义的常量， 叫做 “玻尔兹曼常量 ”。以下几个选项中能用来表示 “玻 尔兹曼常量 ”单位的是（ ） A． J K B． 2Kg m K S g g C． 2 Kg m K S g g D． W K Sg 【答案】 A 【解析】 【分析】 【详解】 根据 3 8 hcT KGM 得 3 8 hck TGM ，h 的单位为 2J s= N m s= kg g m /sg g g g g c 的单位是 m/s， G 的单位是 2 2 3 2N m /kg =kg m /sg g M 的单位是 kg， T 的单位是 K ，代入上式可得 k 的单位是 2 2 kg m J= K s K g g 故 A 正确， BCD 错误。 故选 A。 3．如图所示， M N、 两根通电长直导线在同一水平面内，且垂直纸面固定放置，通电电流相等且均垂直 纸面向外，在 M N、 两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线 ab ，通电导线 ab 的电流方向竖 直向上，则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是（ ） A．静止不动 B．沿纸面顺时针转动 C． a 端转向纸外， b 端转向纸内 D． a 端转向纸内， b 端转向纸外 【答案】 C 【解析】 【详解】 由右手定则可判断通电直导线 M N、 在导线 a b、 处产生的磁场方向如图所示： 由左手定则可判断， a 端转向纸外， b 端转向纸内，故 C 符合题意， ABD 不符合题意。 4．下列各力中按照力的效果命名的是（ ） A．支持力 B．电场力 C．分子力 D．摩擦力 【答案】 A 【解析】 【详解】 A. 支持力是按照力的效果命名的，支持力实际上是物体之间的弹力，故 A 正确． BCD. 电场力、分子力摩擦力都是按照力的性质命名的，故 BCD 错误。 故选 A。 5．如图所示，电荷量相等的两个电荷 Q1 和 Q2，两者连线及中垂线上分别有 A 点和 B 点，则下列说法正 确的是（） A．若两者是同种电荷，则 A 点的电势一定高于 B 点的电势 B．若两者是同种电荷，则 A 点的场强一定大于 B 点的场强 C．若两者是异种电荷，则 A 点的电势一定高于 B 点的电势 D．若两者是异种电荷，则 A 点的场强一定大于 B 点的场强 【答案】 D 【解析】 设两个点电荷 1Q 和 2Q 连线的中点为 O．若两电荷是同种电荷，且都是正电荷，则 A 点的电势高于 O 点 电势， O 点电势高于 B 点电势，则 A 点的电势高于 B 点的电势．若两个点电荷都带负电，则 A 点的电势 低于 B 点的电势， A 错误．若两者是同种电荷， B 点处电场线分布情况不能确定，所以不能确定两点场强 的大小， B 错误．若两者是异种电荷，且 1Q 为正电荷，则 A 点的电势高于 B 点的电势．若 1Q 为负电荷， 则 A 点的电势低于 B 点的电势， C 错误．若两者是异种电荷， A 处电场线比 B 处电场线密，则 A 点的场 强一定大于 B 点的场强， D 正确．选 D． 【点睛】若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．若两电 荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上， O 点场强最小，在连线 的中垂线上 O 点的场强最大． 6．某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙， 如图所示。则下列说法正确的是（ ） A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．甲光的光强大于丙光的光强 D．甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 eU c=E k =hv-W 0，入射光的频率越高，对应的遏止电压 U c 越大。甲光的遏止电压小于乙光，所以 甲光频率小于乙光的频率，故 A 错误； B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波 长，故 B 错误； C．由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，故 C 正确； D．甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由 Ekm =e?U 遏 可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的 光电子最大初动能。故 D 错误； 故选 C。 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．如图甲所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 1TB ，一总电阻为 0.2r 的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动，圆形线圈产生的感应电动势随时 间变化的图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．圆形线圈的半径为 1.5mR B．圆形线圈运动速度的大小为 20m / sv C．两实线之间的水平距离 6mL D．在 0.05s，圆形线圈所受的安培力大小为 400N 【答案】 BD 【解析】 【详解】 AB ．设线框向右运动的速度为 v ，线框的半径为 R，圆形线框匀速进入磁场，切割磁感线的有效长度为 L 2 2 2 22 ( ) 2 2R vt RR vt v t 产生的感应电动势 2 22 2E BL v Bv Rvt v t 显然 vt R 时，产生的感应电动势最大，结合图像有： 2mE BvR ，即 40 2 1 v R 由图像可知，当 0.1st 时，线框全部进入磁场有： 0.1 2v R 联立以上两式可求得： 20m / sv 1mR 故 A 错误， B 正确； C．由以上分析知，全部离开磁场时线框向右移动的距离为 0.3s 6mx v 所以两磁场边界的距离为 2 4mL x R 故 C 错误； D．由图像知， 0.05st 时， 40VE ，线框正向右运动了 1m，此时有效切割长度为 2R，则安培力 F 安 = 2 1 2 1 202 1 2 1N 400N 0.2 B RvB R r 故 D 正确。 故选 BD 。 8．如图所示，在竖直纸面内有四条间距均为 L 的水平虚线 L 1、L 2、L 3、L 4，在 L 1、L 2 之间与 L 3，L 4 之 间存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。现有一矩形线圈 abcd，长边 ad=3L ，宽 边 cd=L ，质量为 m，电阻为 R，将其从图示位置（ cd 边与 L 1 重合）由静止释放， cd 边经过磁场边界线 L 3 时恰好开始做匀速直线运动，整个运动过程中线圈始终处于同一竖直面内， cd 边始终水平，已知重力 加速度 g=10 m/s 2，则（ ） A． ab 边经过磁场边界线 L 1 后线圈要做一段减速运动 B． ab 边经过磁场边界线 L 3 后线圈要做一段减速运动 C． cd 边经过磁场边界线 L 2 和 L 4 的时间间隔大于 2 32B L mgR D．从线圈开始运动到 cd 边经过磁场边界线 L 4 过程中，线圈产生的热量为 2mgL － 3 2 2 4 42 m g R B L 【答案】 BC 【解析】 【分析】 【详解】 A． cd 边经过磁场边界线 L 3 时恰好开始做匀速直线运动， cd 边从 L 3 到 L 4 的过程中做匀速直线运动， cd 边到 L 4 时 ab 边开始到达 L 1，则 ab 边经过磁场边界线 L 1 后做匀速直线运动，故 A 错误； B． ab 边从 L 2 到 L 3 的过程中，穿过线圈的磁通量没有改变，没有感应电流产生，不受安培力，线圈做匀 加速直线运动，则 ab 边进入下方磁场的速度比 cd 边进入下方磁场的速度大，所受的安培力增大，所以 ab 边经过磁场边界线 L 3 后线圈要做一段减速运动，故 B 正确； C． cd 边经过磁场边界线 L 3 时恰好做匀速直线运动，根据平衡条件有 mg BIL 而 BLvI R 联立解得 2 2 mgRv B L cd 边从 L 3 到 L 4 的过程做匀速运动，所用时间为 2 3 2 L B Lt v mgR cd 边从 L 2 到 L 3 的过程中线圈做匀加速直线运动，加速度为 g，设此过程的时间为 t 1，由运动学公式得 0 1 1 1 2 2 2 v v vL t t vt 得 2 3 1 L B Lt v mgR 故 cd 边经过磁场边界线 L 2 和 L 4 的时间间隔为 2 3 1 2 22 L B Lt t t v mgR 故 C 正确； D．线圈从开始运动到 cd 边经过磁场边界线 L 4 过程，根据能量守恒得 3 2 2 2 4 4 13 3 2 2 m g RQ mg L mv mgL B L 故 D 错误。 故选 BC 。 9．一列简谐波以 1m/s 的速度沿 x 轴正方向传播。 t=0 时，该波传到坐标原点 O， O 点处质点的振动方程 为 y=10sin10 πt（cm）。P、Q 是 x 轴上的两点，其坐标 xP=5cm 、xQ=10cm ，如图所示。下列说法正确的 是 。 A．该横波的波长为 0.2m B． P 处质点的振动周期为 0.1s C． t=0.1s 时， P 处质点第一次到达波峰 D． Q 处质点开始振动时， P 处质点向 -y 方向振动且速度最大 E.当 O 处质点通过的路程为 1m 时， Q 处质点通过的路程为 0.8m 【答案】 ACE 【解析】 【分析】 【详解】 B． O 点处质点振动方程为 10sin10 (cm)y t 可知，波的振幅 10cmA ，起振方向为 y 轴正向，波动 周期 2 0.2sT P 点振动周期与 O 点振动周期相同，为 0.2s，故 B 错误； A．波长 1 0.2m 0.2mvT 故 A 正确； C．振动从 O 点传到 P 点所需时间为 25 10 m 0.05s 1m/s P OP xt v 故 P 处质点振动时间 0.1s 0.05s 0.05s 4P OP Tt t t 由于 P 处质点起振方向沿 y 轴向上，故经 4 T 达到波峰，故 C 正确； D．由题意知， P、Q 之间的距离为 5cm 4PQ Q Px x x 结合起振方向可知， Q 处质点开始振动时， P 处质点位移波峰，此时速度为零，故 D 错误； E．当 O 处质点通过的路程为 1m 时，有 1m 10 2 4 2A A A 故经历的时间为 2 2 Tt T 因为 10cm 2Qx 所以振动形式从 O 点传到 Q 点所需时间为 2 T ，所以 Q 处质点振动时间为 2T ， Q 处质点通过的路程 2 4 2 4 10cm 80cm 0.8mQs A 故 E 正确。 故选 ACE 。 10．玩具车的遥控距离为 25m ，某同学手持摇控器和玩具车同时从同地由静止沿同方向做匀加速直线运 动。若该同学加速度的大小为 21m/s ，最大速度为 5m/s；玩具车加速度的大小为 22m/s ，最大速度为 10m/s。在达到最大速度后，二者都能长时间保持最大速度匀速运动。下列说法正确的是（ ） A．该同学对玩具车的控制时间为 7.0s B．该同学对玩具车的控制时间为 7.5s C．在控制时间内，该同学的位移大小为 25m D．与静止不动相比，该同学因运动而增加了 2.5s的控制时间 【答案】 BCD 【解析】 【详解】 AB ．由题意可得，该同学加速到最大速度所用时间与玩具车加速到最大速度所用时间相同，为 1 5st 在此期间该同学和玩具车运动的位移分别为 2 1 1 1 1 12.5m 2 x a t ， 2 2 2 1 1 25m 2 x a t 则两者相距 1 2 1 12.5mx x x 已知遥控距离为 25m，则 2 2 1 25m 12.5m 12.5mx x x 2 2 2 1 2x v t v t 解得 2 2.5st = 该同学对玩具车的控制时间为 1 2 7.5st t t 所以 B 正确， A 错误； C．在控制时间内，该同学的位移为 2 1 1 1 1 1 2 1 25m 2 x x x a t v t 所以 C 正确； D．如果该同学静止不动，玩具车向前加速运动，则 2 2 1 25m 2 x a t 解得 5st 即此时该同学对玩具车的控制时间为 5s，则 2.5st t t 所以与静止不动相比，该同学因运动而增加了 2.5s的控制时间，所以 D 正确。 故选 BCD 。 11．一颗子弹以水平速度 v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动， 设子弹与木块间相互作 用力恒定， 则该过程中子弹及木块的速度时间图象可能正确的是 （图中实线为子弹图线， 虚线为木块图线） （ ） A． B ． C． D． 【答案】 AB 【解析】 【详解】 AB. 设子弹运动的方向为正方向，子弹穿过木块后速度方向不变，为正方向，由于穿过木块过程中受到恒 定的阻力作用，所以速度减小；对于木块，受到子弹的作用力后，有可能速度方向仍为负方向，也有可能 最后速度方向与子弹方向相同，即为正方向，故 AB 正确； CD. 子弹击中木块后，不可能出现二者均反向运动，所以 CD 错误。 故选 AB 。 12．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件常用两种半导体材料制 成：一类是 N 型半导体，其载流子是电子，另一类是 P 型半导体，其载流子称为 “空穴 ”，相当于带正电 的粒子。 把某种材料制成的长方体霍尔元件竖直放在匀强磁场中， 磁场 B 的方向垂直于霍尔元件的工作面， 当霍尔元件中通有如图所示方向的电流 I 时，其上、下两表面之间会形成电势差。则下列说法中正确的是