河南省驻马店市2021届新高考物理模拟试题(3)含解析

河南省驻马店市2021届新高考物理模拟试题(3)含解析

河南省驻马店市 2021 届新高考物理模拟试题（ 3） 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．频率为 的入射光照射某金属时发生光电效应现象。已知该金属的逸出功为 W ，普朗克常量为 h，电 子电荷量大小为 e，下列说法正确的是（ ） A．该金属的截止频率为 h W B．该金属的遏止电压为 h W e C．增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变 D．增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 A．金属的逸出功大小和截止频率都取决于金属材料本身，用光照射某种金属，要想发生光电效应，要求 入射光的频率大于金属的截止频率，入射光的能量为 h ，只有满足 h W 便能发生光电效应，所以金属的逸出功为 0W h 即金属的截止频率为 0 W h 所以 A 错误； B．使光电流减小到 0 的反向电压 cU 称为遏制电压，为 k c EU e 再根据爱因斯坦的光电效应方程，可得光电子的最大初动能为 kE h W 所以该金属的遏止电压为 c h WU e 所以 B 正确； C．增大入射光的强度，单位时间内的光子数目会增大，发生了光电效应后，单位时间内发射的光电子数 将增大，所以 C 错误； D．由爱因斯坦的光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，所以 D 错误。 故选 B。 2．甲乙两车在相邻的平行车道同向行驶，做直线运动， v－t 图像如图所示，二者最终停在同一斑马线处， 则（ ） A．甲车的加速度小于乙车的加速度 B．前 3s 内甲车始终在乙车后边 C． t=0 时乙车在甲车前方 9.4m 处 D． t=3s 时甲车在乙车前方 0.6m 处 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 v－t 图的斜率大小表示加速度大小，斜率绝对值越大加速度越大，则知甲车的加速度大于乙车的 加速度，故 A 错误； BCD ．设甲运动的总时间为 t，根据几何关系可得 3 15 18t 解得 3.6st 在 0－3.6s 内，甲的位移 18 3.6= m=32.4m 2 x甲 0－4s 内，乙的位移 12 4= m=24m 2 x乙 因二者最终停在同一斑马线处，所以， t=0 时乙车在甲车前方 =8.4mx x x甲 乙 0－3s 内，甲、乙位移之差 6 3 m 9m 2 x 因 t=0 时乙车在甲车前方 8.4m 处，所以 t=3s 时甲车在乙车前方 0.6m 处，由此可知，前 3s 内甲车先在乙 车后边，后在乙车的前边，故 BC 错误， D 正确。 故选 D。 3．在港珠澳大桥建设中，将数根直径 22 米、高 40.5 米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑 岛的世界纪录．一根钢筒的重力为 G，由如图所示的起重机用 8 根对称分布的、长为 22 米的钢索将其吊 起，处于静止状态，则 ( ) A．钢筒受到 8 个力作用 B．每根钢索受到的拉力大小为 3 12 G C．钢筒的重心可能在钢筒上 D．钢筒悬吊在空中可能处于失重状态 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．钢筒受到重力和 8 根钢索的拉力共 9 个力作用，选项 A 错误； B．由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为 30°，设每根钢索的拉力大小为 F，钢筒处于静止状态，则由平 衡条件有 8Fcos 30 °＝ G 解得 F＝ 3 12 G 结合牛顿第三定律可知，选项 B 正确； C．钢筒空心，它的重心一定不在钢筒上，选项 C 错误； D．钢筒悬吊在空中处于静止状态，加速度为零，选项 D 错误。 故选 B。 4．如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为 m 的物体 P 接 触，但未与物体 P 连接，弹簧水平且无形变。现对物体 P 施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为 I 0，测得 物体 P 向右运动的最大距离为 x0，之后物体 P 被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧 2x0处。 已知弹簧始 终在弹簧弹性限度内， 物体 P 与水平面间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，下列说法中正确的是 （ ） A．物体 P 与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能 2 0 03 2P IE mgx m B．弹簧被压缩成最短之后的过程， P 先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做 匀减速运动 C．最初对物体 P 施加的瞬时冲量 0 02 2I m gx D．物体 P 整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反 【答案】 C 【解析】因物体整个的过程中的路程为 4x 0，由功能关系可得： 2 2 0 0 0 1·4 2 2 Img x mv m ＝ ＝ ,可知， 0 02 2I m gx＝ ，故 C 正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为 x0，则压缩的过程中由能量关系可 知： 2 0 0 1 2 Pmv mgx E＝ ，所以： EP＝ 2 0 2 I m - μ mgx0（或 EP=3μ mgx0）．故 A 错误；弹簧被压缩成最短 之后的过程， P 向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的 弹力随着压缩量的减小而减小， 可知物体先做加速度先减小的变加速运动， 再做加速度增大的变减速运动， 最后物体离开弹簧后做匀减速运动； 故 B 错误； 物体 P 整个运动过程， P 在水平方向只受到弹力与摩擦力， 根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于 I 0，故 D 错误．故选 C. 点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速 度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁． 5．如图所示，虚线表示某点电荷 Q 所激发电场的等势面，已知 a、 b 两点在同一等势面上， c、d 两点在 另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点 a 射入电场，在电场中沿不 同的轨迹 adb 曲线、 acb 曲线运动．则下列说法中正确的是 A．两粒子电性相同 B．甲粒子经过 c 点时的速率大于乙粒子经过 d 点时的速率 C．两个粒子的电势能都是先减小后增大 D．经过 b 点时，两粒子的动能一定相等 【答案】 B 【解析】 根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知，甲受到引力，乙受到斥力，则甲与 Q 是异种电荷， 而乙与 Q 是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷．故 A 错误．甲粒子从 a 到 c 过程，电场力做正 功，动能增加，而乙从 a 到 d 过程，电场力做负功，动能减小，两初速度相等，则知甲粒子经过 c 点时的 速度大于乙粒子经过 d 点时的速度．故 B 正确．甲粒子从 a 到 b 过程，电场力先做正功后做负功，电势 能先减小后增大；电场力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小．故 C 错误． a 到 b 时，电场 力对两粒子的做的功都是 0，两个粒子的速率再次相等，由于不知道质量的关系，所以不能判定两个粒子 的动能是否相等．故 D 错误．故选 B． 6．人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是 ( ) A．人对地球的作用力大于地球对人的引力 B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力 C．地面对人的作用力大于地球对人的引力 D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力 【答案】 C 【解析】 试题分析：地面对人的弹力与人对地面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，故 B 错误；人之所以 能跳起离开地面，地面对人的弹力大于地球对人的吸引力，人具有向上的合力，故 C 正确， AD 错误． 考点：牛顿第三定律 【名师点睛】人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，人之所以能跳起离开地面，可 以对人进行受力分析，人具有向上的合力． 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， MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ =37°角固定， M 、P 之间接电阻箱 R，导轨所 在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B=0.5T 。质量为 m 的金属杆 ab 水 平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r。现从静止释放杆 ab，当电阻箱 R=0Ω 时，杆的最大速度为 2m/s，当电阻箱 R=4Ω 时，杆的最大速度为 4m/s。已知轨距为 L=2m ，重力加速度 g 取 10m/s2，轨道足够 长且电阻不计。以下说法正确的是（ ） A．杆 ab 的最大速度随电阻箱 R 的增大而均匀增大 B．当 R 一定时，杆 ab 下滑时通过 R 的电流方向由 P 到 M C．当 R=4Ω 时，杆 ab 从释放到获得最大速度的过程中，杆 ab 所受安培力的功率等于杆 ab 的热功率 D．由已知条件可以求得 1 kg 12 m ， 4Ωr 【答案】 AD 【解析】 【详解】 A．设杆 ab 的最大速度为 v ，根据平衡条件可得 2 2 sinθ B L vmg BIL R r 解得 2 2 ( )sinθmg R rv B L 所以杆 ab 的最大速度随电阻箱 R 的增大而均匀增大，故 A 正确； B．当 R 一定时， 杆 ab 下滑时根据右手定则可知通过 ab 的电流方向由 b 到 a ，则通过 R的电流方向由 M 到 P ，故 B 错误； C．当 4ΩR 时，杆 ab 从释放到获得最大速度的过程中，杆 ab所受安培力的功率等于杆 ab 的热功率与 电阻箱产生的热功率之和，故 C 错误； D．由于 2 2 ( )sinθmg R rv B L ，根据题意可知，当电阻箱 0ΩR 时，杆的最大速度为 2m/s，代入则有 1 2 mr 当电阻箱 4ΩR 时，杆的最大速度为 4m/s，代入则有 2(4 )= 3 m r 联立可得 1 kg 12 m ， 4Ωr 故 D 正确； 故选 AD 。 8．如图所示，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷为中心的圆， a、 b、c 是圆与电场线的交点 .下列说法正确的是 ( ) A．虚线为该电场的一条等势线 B．a 点的强度大于 b 点的强度 C． a 点的电势高于 b 点的电势 D．检验电荷 -q 在 b 点的电势能比 c 点的大 【答案】 CD 【解析】 【详解】 A．虚线上各点的电场线与虚线不都是垂直的，则虚线不是该电场的一条等势线，选项 A 错误； B．因 b 点的电场线较 a 点密集，则 a 点的强度小于 b 点的强度，选项 B 错误； C．正电荷到 a 点间平均场强比正电荷到 b 点的平均场强小，则正电荷与 a 点间电势差小于正电荷与 b 点 间电势差，可知 a 点的电势高于 b 点的电势，选项 C 正确； D．通过画出过 b 点的等势线可知， b 点的电势低于 c 点，则检验电荷 -q 在 b 点的电势能比 c 点的大，选 项 D 正确。 9．下列说法正确的是 _______。 A．分子间距离减小时，分子势能一定增大 B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔 C．在绝热压缩和等温压缩过程中，气体内能均不变 D．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 E.当人们感到干燥时，空气的相对湿度较小 【答案】 BDE 【解析】 【详解】 A．分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子力做正功，分子势能减小，故 A 错误； B．晶体与非晶体的区别在于有无固定的熔点，晶体有固定的熔点而非晶体没有，故 B 正确； C．在绝热压缩过程中，外界对气体做功而气体与外界无热交换气体内能一定增加，故 C 错误； D．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，符合热力学第二定律的表述，故 D 正确； E．当人们感到干燥时，空气的相对湿度较小，故 E 正确。 故选 BDE 。 10．如图甲所示，竖直放置的 U 形导轨上端接一定值电阻 R，U 形导轨之间的距离为 2L ，导轨内部存在 边长均为 L 的正方形磁场区域 P、Q，磁场方向均垂直导轨平面 (纸面 )向外。已知区域 P 中的磁场按图乙 所示的规律变化 (图中的坐标值均为已知量 )，磁场区域 Q 的磁感应强度大小为 B 0。将长度为 2L 的金属棒 MN 垂直导轨并穿越区域 Q 放置，金属棒恰好处于静止状态。已知金属棒的质量为 m、电阻为 r ，且金属 棒与导轨始终接触良好，导轨的电阻可忽略，重力加速度为 g。则下列说法正确的是（ ） A．通过定值电阻的电流大小为 02 mg B L B． 0~t1 时间内通过定值电阻的电荷量为 1 0 mgt B L C．定值电阻的阻值为 3 1 0 0 1 B B L B mgt D．整个电路的电功率为 1 0 0 1 mg B B L B t 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 A．金属棒恰好处于静止状态，有 0mg B IL 解得电流大小 0 mgI B L 故 A 错误； B． 0～t 1 时间内通过定值电阻的电荷量 1 1 0 mgtq It B L B 项正确； C．根据题图乙可知，感应电动势 22 1 0 1 B B LBLE t t 又 ( )E I R r 联立解得 3 1 0 0 1 B B L BR r mgt 故 C 错误； D．整个电路消耗的电功率 2 1 0 1 0 1 0 0 1 B B L mg B B LmgP EI t B L B t 故 D 正确。 故选 BD 。 11．如图甲所示， 轻弹簧下端固定在倾角 37°的粗糙斜面底端 A 处，上端连接质量 3kg 的滑块 （视为质点） ， 斜面固定在水平面上， 弹簧与斜面平行。 将滑块沿斜面拉动到弹簧处于原长位置的 D 点， 由静止释放到第 一次把弹簧压缩到最短的过程中，其加速度 a 随位移 x 的变化关系如图乙所示，重力加速度取 10m/s2， sin37 °=0.6，cos37 °=0.8。下列说法正确的是（ ） A．滑块先做匀加速后做匀减速运动 B．滑块与斜面间的动摩擦因数为 0.1 C．弹簧的劲度系数为 180N/m D．滑块在最低点时，弹簧的弹性势能为 3.12J 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 A．因滑块的加速度先减小后反向增加，可知滑块先做变加速后做变减速运动，选项 A 错误； B．弹簧处于原长时，加速度为 a=5.2m/s 2，由牛顿第二定律 sin 37 cos37mg mg mao o 解得 μ =0.1 选项 B 正确； C．由图像可知，弹簧被压缩 x=0.1m 时滑块的加速度减为零，则 sin 37 cos37mg mg kxo o 解得 k=156N/m 选项 C 错误； D．由能量关系可知，滑块在最低点时，弹簧的弹性势能为 2 sin 37 cos37 2PE mg x mg xo o 解得 EP=3.12J 选项 D 正确。 故选 BD 。 12．如图，正方形金属线框自某一高度在空气中竖直下落（空气阻力不计） ，然后进入并完全穿过与正方 形等宽的匀强磁场区域，进入时线框动能为 E k1，穿出时线框动能为 E k2。从刚进入到刚穿出磁场这一过 程，线框产生的焦耳热为 Q，克服安培力做的功为 W 1，重力做的功为 W 2，线框重力势能的减少量为 ?Ep， 则下列关系正确的是（ ） A． Q=W 1 B．Q = W 2 - W 1 C． Q =?E p Ek1 - E k2 D．W 2=W 1 (E k2 - Ek1) 【答案】 ACD 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．由能量关系可知，线框产生的焦耳热 Q 等于克服安培力做的功为 W 1，选项 A 正确， B 错误； CD ．由动能定理 2 1 2 1k kW W E E 即 W 2=W 1 (Ek2 - E k1) 而 W 2=?E p 则 Q =W 1= ?E p Ek1 - Ek2 选项 CD 正确。 故选 ACD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度如图甲所示，用游标卡尺测一金属块的长度如图乙所示。 图甲所示读数为 _________ mm ，图乙所示读数为 _______ mm 。