絕密★啟用前

2021年高考物理模擬考場仿真演練卷

第二模擬

一、選擇題:本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要

求的。

1.已知直導線中電流在周圍空間產生的磁感應強度大小為8=k,，k為常量，/為電流強度，,為到導線的

r

距離。b、c、d三根長通電直導線垂直于紙面放置，電流方向如圖所示，ac垂直于bd且ab=crd=ac,b、c、

d三根導線中電流強度分別為/、/、2/o已知導線c在。點的磁感應強度大小為8,則。點處的合磁感應強

度大小為()

勒

I

I

I

0-----------“

C?

I

I

(z)J

A.MBB.38C.2&8D.幣B

【答案】A

【解析】由于直導線c在。點處的磁感應強度大小為B,又因為b、c、d三根導線中電流強度分別為/、I、

21,且ab=ad=ac,所以直導線b在a點的磁感應強度大小也等于8,而直導線d在。點的磁感應強度大

小等于28,根據安培定則可判斷方向如下圖所示

◎

I

C?_'T~7\a

b和d直導線在。點產生的磁感應強度方向向左，合成后大小為38,c直導線在。點產生的磁感應強度方向

向下，大小為從根據平行四邊形法則，可知。點的磁感應強度大小為

22

B合=V（3B）+B=VIOB

故BCD錯誤，A正確。

故選Ao

2.平靜的水面上有一載人小船，船和人共同的質量為M,站立在船上的人手中拿一質量為m的物體.起初

人相對于船靜止，船、人、物體以共同速度出前進，當人相對于船以速度〃向相反方向將物體拋出時，人

和船的速度為（水的阻力不計）（）

M+mv+muMv+mu

A?00

MM

mum

C.%+D.V+—M

°M+moM

【答案】C

【解析】設拋出物體后人和船的速度為L則物體的速度為〃一》,人、船、物體組成的系統動量守恒，以

船的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得:

(M+m)vQ=Mv—m(u-v)

解得:

A.---------------------與分析不符，故A錯誤；

B.鱉產與分析不符，故B錯誤；

C.%+一絲一與分析相符，故C正確；

M+m

D.%+2?〃與分析不符，故D錯誤.

3.據報道，“嫦娥一號"和"嫦娥二號〃繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200km和100km,運動速

率分別為VI和V2。那么也和V2的比值為（月球半徑取1700km）（）

18

D.歷

【答案】C

Mmv2

【解析】由Gtn知

(R+療R+h

故

C正確。

4.如國所示，在變壓器的輸入端接有電壓為“=220底sin1009(V)的交變電流，原、副線圈回路中各接

有一阻值為R的電阻，若理想變壓器的原、副線圈匝數之比為2：1,則理想電壓表的示數為()

A.110VB.88VC.44VD.11072V

【答案】B

【解析】輸入端接有電壓為“=220應sin(100R)V的交流電，所以輸出電壓的有效值U=220V0當理想變壓器

的原、副線圈的匝數比為2：1時，理想電壓表的示數為5,根據電壓與匝數成正比得原線圈的電壓是25,

根據電流與與匝數成反比得原線圈電流是,所以U==解得：U】=88V,故B

2R2R2

正確，ACD錯誤。

5.如圖所示，在一垂直于xOy平面的勻強磁場中，有甲、乙兩個不同的帶電粒子(不計重力和兩粒子間的

作用力)，同時從坐標原點。分別沿與x軸正方向成30°和60。的方向，以均和力的速度垂直于磁場方向

射入磁場中，并同時到達X軸上的P點.則由此可得甲、乙兩粒子的比荷之比幻：的和速率之比Vl：V2分別

A.2：1,2：VJB.1：2,V3：2

C.2：1,石：2D.1：2,2：x/3

【答案】B

【解析】分別做出甲、乙粒子在磁場場中的運動軌跡，如圖所示

由圖可知，甲粒子所對應運動學L跡的圓心角8=60°，乙粒子所對運動軌跡的圓心角a=120。，粒子在磁場

中所受的洛倫茲力充當向心力，即

v~

Bqv=m—

粒子在磁場中的運動周期

,2冗丫27rm

1----=----

vBq

甲粒子從。到p用時，=!丁，乙粒子從。到p用時，由題意知兩粒子從。到。用時相等，所以有

63

故有言?竟告毛

T甲二2丁乙,

由圖知

r甲：「乙=百：1

故可知

乙=6：2

所以只有B選項正確。

故選Bo

6.如圖為汽車內常備的兩種類型的“千斤頂"：甲是"菱”形，乙是"以形，搖動手柄，使螺旋桿轉動，4B

間距離發生改變，從而實現重物的升降。若物重均為G,螺旋桿保持水平，AB與8c之間的夾角都為6,不

計桿件自重，則甲乙兩千斤頂螺旋桿的拉力大小之比為（）

A.1：1

【答案】A

【解析】根據題意，對“y〃形千斤頂B點受力分析如圖，由平衡條件得

F=Gcot0

對"菱"形千斤頂C點受到的壓力G分解沿兩臂的兩個分力Fi，根據對稱性可知，兩臂受到的壓力大小相等,

2Fisine=G

對"菱”形千斤頂8點受力分析如圖，由平衡條件得

r=2FiCOS0

聯立解得

F=Gcot6

則甲乙兩千斤頂螺旋桿的拉力大小之比為l：lo

故選Ao

二、選擇題:本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，每題有多項符合題目要

求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得。分。

7.如圖所示，傾角為0=30?的斜坡上有一個靜止的貨箱，質量為M=50kg。繞過定滑輪的輕繩連接了汽車

和貨箱，且A8段輕繩和斜面平行。開始時，繩8c沿豎直方向，且8c=2m,汽車從此位置開始以v=2m/s

的速度在水平面上勻速行駛，直到繩8c和水平方向夾角為6=30?。貨箱和斜面間的動摩擦因數為4=三，

取g=10m/s2,以下說法中正確的是（）

A.貨箱沿斜坡向上做勻速直線運動B.貨箱沿斜坡向上做加速運動

C.在上述過程中，汽車對繩做功600JD.在上述過程中，汽車對繩做功1325J

【答案】BD

【解析】AB.箱子在繩拉力作用下沿斜面向上運動，故箱子的速度等于繩子運動的速度。汽車向右勻速運

動對繩子產生兩個效果，一是沿繩把繩拉長，一是使繩子與水平面夾角變小，因此，汽車的運動對繩子而

言是合運動，把速度v分解，其中沿繩方向的分速度設為V】，垂直繩子向上的分速度設為V2,可得

vi=vcos6

因6減小時cos6增大，故力逐漸增大，因而箱子沿斜面做加速運動，故B正確，A錯誤；

CD.由功能關系知，汽車對繩做功，使繩拉箱子沿斜面向上運動，實質上是對箱子做功，箱子在斜面上運

動時，受重力做負功，受滑動摩擦力做負功，受繩子拉力做正功，根據動能定理：

汽車拉繩子向右運動，當￡=30°時，

巧=v-cos^=\/3m/s

繩子被拉長了

△L=L'c-LHC=2m

sinp

而

h.=ALsin^=lm

Wf=7-AL=pMgcos0-AL

解得

%=1325j

故D正確，C錯誤。

故選BDo

8.如期所示，兩個相同的小球4B,分別用輕繩連接后放置在圓錐筒光滑側面的不同位置上，繩上端固定

在同一點。，連接4球的繩比連接8球的繩長，兩根繩都與圓錐筒最靠近的母線平行.當圓錐筒繞其處于

豎直方向上的對稱軸00'以角速度3勻速轉動時，4、8兩球都處于筒側面上且與筒保持相對靜止隨筒轉

動.下列說法正確的是（）

A.A球受到的合力一定大于8球受到的合力

B.8球對筒側壁的壓力可能為零

C.A球對圓錐筒的壓力小于8球對圓錐筒的壓力

D.A球對繩子的拉力等于8球對繩子的拉力

【答案】AC

【解析】兩球所受的合力充當向心力，則有：『mlr,由于A的運動半徑更大，所以A所受的合力大

于B所受到的合力，故A正確；設側面與。0'的夾角為6,在豎直方向上有：Tcose-F“sinO=mg,

2

在水平方向上有：聯立解得：FN=mgsin0-mcorcos0,

T=MgcosO+mo，sin。，當半徑越大，支持力越小，故A球對圓錐筒的壓力小于8球對圓錐筒的壓力，

且8球對筒側壁的壓力不可能為零；半徑越大，拉力越大，故C正確，BD錯誤；故選AC.

9.如圖所示，M、N是構成平行板電容器的兩金屬極板，兩極板長度都為d,M,N極板間距也為乩將開

關K閉合，帶正電的粒子。從靠近M板邊緣處以速度V。平行于極板射入電場中，恰好能從N板的邊緣射出。

現將/V板向上移動幺，并且調節滑動變阻器，粒子。仍從靠近M板邊緣處以速度V0平行于極板射入電場

2

中，發現帶電粒子仍然恰好從N板的邊緣射出，不計帶電粒子的重力，則N板移動前后，下列說法正確的

是（）

A.兩次在電容器中運動的時間之比為1:1

B.兩次電容器內電場強度之比為1:2

C.兩次射出電場時的動能之比為5:2

D.兩次電容器的帶電荷量之比為3:2

【答案】AC

【解析】A.兩次從極板射出時，水平速度大小不變，即所需時間相等，故A正確;

B.又因為

vy=at

Eq

a=——

m

所以

qE

v=-t

tn

所以

如圖所示:

第?次射出電場時，設其沿電場線方向的速度為Vy”可得

色

區=,=_!_

%d2

所以

Vyl=2vo

同理可求得

Vy2=V0

所以

2k=2

hi

所以電場強度之比為

互=2

E2T

故B錯誤;

c.第一次的動能為

紇尸;團產=；65+4）=］加說

第二次其動能為

&2=/相（1+吃）=加￥

所以兩次動能之比為5：2,故C正確:

D.因為

EUQ4或。

dCdsS

乂S不變，故所帶電荷量之比

-2

ft&1

所以D錯誤。

故選ACo

10.如圖所示，固定在水平地面上的細桿與水平面間的夾角為。，一輕質彈簧上端固定，下端與套在細桿

上質量為次的圓環相連，圓環在A處時彈簧豎直且處于原長。若將圓環從A處由靜止釋放，到達C處時速

度恰為零。若圓環在。處獲得沿桿向上的速度也恰好能回到4處。已知AC=L.8是AC的中點，彈

A.經過6點時，上滑的速度大于下滑速度

B.經過8點時，上滑的速度大小等于下滑速度

C.從4到。過程中，彈簧對環做功為g/nF一mgLsina

D.從A到C過程中，彈簧對環做功為，館,一加gLsina

4

【答案】AD

【解析】AB.由功能關系，圓環由4點下滑至8點，有

"儂'-叼-%=/比

圓環由8點上滑至A點，有

—，叫〃'一叼+嗎不=°-Jm吟

故可判斷，環經過B點時，上滑的速度大于下滑速度，故A正確，B錯誤；

CD.圓環由靜止從A點下滑至C點，設彈簧對環做功大小為畋，由動能定理可得

=0

圓環以速度〃從C點上滑恰好至八點，由動能定理有

1,

-mgh-Wf+嗎單=0—mv~

聯立兩式解得

%=mgLsina—mv1

由于圓環從A點下滑至C點，彈簧對環做負功，所以彈簧對環做功為

W=-mv-rngLsina

故C錯誤，D正確。

故選AD。

三、非選擇題:共52分。第11?14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15?16題為選考題，考生根

據要求作答。

（一）必考題:共43分。

H.用電火花打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中，某同學打出了如圖所示的一條紙帶。

（1）電火花打點計時器接的是伏的（填“直流’'或"交流電源；計時器打點的時間間隔為0.02s,

每隔4個點取1個計數點，依次得到了。、4、仄C、。等幾個計數點，如圖所示

（2）小車由靜止開始運動，則紙帶的（填“左”或“右”）端與小車相連；

（3）用刻度尺量得。4=1.20cm,OB=2.80cm,OC=5.80cm,OZ）=7.20cm,打8點時紙帶的速度大小為

m/s,紙帶運動的加速度大小為m/s2；

（4）如果當時電網中交變電流的頻率變大，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值比實際值______

（填“偏大”或“偏小”）；

（5）關于打點計時器的使用，下列說法正確的是（）

A.電磁打點計時器使用的是6V以下的直流電源

B.在測量物體速度時，先接通打點計時器的電源，后讓物體運動

C.使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越小

D.電源的電壓越高，打點的時間間隔就越小

【答案】220交流左0.230.40偏小BC

【解析】（1）口］［2］電火花計時器應用電壓為220V的交流電源；

（2）⑶小車從靜止開始，即做加速運動，相鄰計數點間距變大，可知，小車與紙帶的左端相連；

（3）圖打8點時紙帶的速度

2mzs=023mzs

B2T2x0.1

［5］由逐差法得加速度大小為

BD-OB7.20-2.80-2.80_,八心,2

a=-----；-=--------------；--------xli（n）2m/s2=0.40m/s^

AT24x0.12

（4）⑹如果在某次實驗中，交流電的頻率變大，那么實際打點周期變小，根據運動學公式△戶得，真

實的加速度值就會偏大，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小；

（5）[7JA.電磁打點計時器使用的是6V以下的交流電源，故A錯誤；

B.為了充分利用紙帶，在測量物體速度對，先接通打點計時器的電源，后讓物體運動，故B正確；

C.由7=]可知，使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越小，故C正確；

D.打點的時間間隔與電壓無關，故D錯誤。

故選BC。

12.將一微安表先改裝成量程1mA的電流表，再改裝成量程5V的電壓表，并與標準電壓表對比校準。圖

甲是改裝后電壓表與標準電壓表對比校準的電路圖，虛線框中是改裝后電壓表電路，V。是量程6V的標準

電壓表。已知微安表滿偏電流為250卬\,標記的內阻為600Q,電阻箱4、&調節范圍為0?9999.99C。

（1）微安表改裝。圖甲中電阻箱的阻值分別調節到R=C,Ri=QQ

（2）實物連線。選用合適的器材，按照圖甲正確連接電路。

（3）對比校準。正確連接電路后，閉合開關，調節滑動變阻器，當標準電壓表的示數如圖乙所示時，微安

表（改裝后電壓表）的示數如圖丙所示，由此可以推測出改裝電壓表量程的真實值5VO（選填“大

于，，或，小于，，）

（4）重新調整。通過檢測發現：電阻箱修、&阻值是準確的，而微安表標記的內阻不準確，這是改裝電

壓表量程的真實值不是5V的原因。再通過調節電阻箱R、&的阻值，使改裝電壓表量程的真實值為5V,

以下調節方案可行的有（填序號）

A.保持品不變，將R增大到合適值

B.保持拈不變，將&減小到合適值

C.保持R2不變，將R增大到合適值

D.保持及不變，將R減小到合適值

【答案】2004850小于AD

【解析】(1)[1]微安表并聯電阻改裝為1mA的電流表，有

I風=Q-i&)R\

即

250xIO-x600=(lxl0-3-250x10%

解得

R=200Q

⑵改裝后的電流表滿偏電流為1mA,內阻為

再改裝為6V的電壓表，串聯電阻有

U=/(%+&)

即

6=1x10-3(150+4)

解得

6=4850。

(3)[3]標準電壓表的精度為0.2V,指針對應的真實電壓為3.2V；微安表的精度為5gA，讀數為170MA,

根據偏角和電壓成正比有

3.2_U

170~250

解得

t/?4.71V<5V

即改裝電壓表量程的真實值小于5V；

(4)[4]因電壓表的量程偏小，改裝關系為

(/=/(&+%)

iR=QT)R\

則保持Q不變，即保持，不變，可將&增大到合適值，從而使U增大；另保持及不變，將R減小到合適

值，即將/變大，也能使U增大，故選AD。

13.如圖所示的平面直角坐標系文力，在第I象限內有平行于y軸的勻強電場，方向沿），軸正方向；在第

IV象限內有勻強磁場，方向垂直于工。平面向內。一質量為用、電荷量為-9（4>0）的粒子、從原點。以

大小為%的速度沿x軸正方向射入，通過磁場后到達y軸上的P（0，-〃），點，不計粒子所受的重力。

（1）求勻強磁場的磁感應強度8；

3

（2）將該粒子改在y軸上的Q（0,1d）點同樣以速度%平行于x軸正方向射入電場中，已知電場場強大小

E=Bv。,粒了最后從），軸上N點（圖中未畫出）離開磁場，求N點的位置和粒子從。點運動到N點的總

時間。

【答案】（1）8=爺％（2）N點與原點O距離％，=與吟—

qa2123

【解析】（1）粒子從。點進入磁場運動到P點，有

q%B=m—

解得磁感應強度

（2）粒子從。點射入電場直到離開過程，有

qE=ma

421

將E=8%代入可解得

3d

2

粒子離開電場時的速度大小和速度方向與x軸正方向的夾角。滿足

1=5/片+3)2=2%

cos3=-=—

v2

即

6=60。

粒子進入磁場運動，有

qvB=m—

解得半徑

因為

rsin0=—d=x

2

所以圓周軌道的圓心4在y軸上，如圖所示。

N點與原點。距離

^=r+rcos6>=|j

粒子在磁場中運動的周期7和時間，2

■33%

因此粒子從。點運動到N點的總時間

71d

+—

23

14.如圖所示是一彈射游戲裝置，彈射軌道由水平軌道0A、半圓軌道A8和BC、水平軌道8平滑連接而

成，其中軌道AB的半徑為r,圓心為Oi,軌道BC的半徑為2r,圓心為4,軌道。離地高度為3r,長度

為4人一輕質彈簧套在軌道OA上，左端固定在O點，彈簧處于自然伸長狀態時其右端恰好在A點，整個

軌道固定在豎直平面內（固定裝置未畫出）。在水平地面上的從尸兩點分別豎直固定兩塊相同的彈性擋板，

兩板平行正對、相距2r,左側擋板的上端緊靠。點。現將一個質量為〃?的小球（可視為質點）穿在軌道上，

開始時小球處于A點（與彈簧右端接觸而不拴連），用力把小球從A點推到尸點，然后由靜止釋放，小球

沿軌道運動后最終從力點離開。已知彈簧始終在彈性限度內，小球與軌道CZ）間的動摩擦因數為0.9,其余

軌道摩擦均忽略不計，不考慮空氣阻力和小球落到地面時的反彈，小球與擋板碰撞時類似于光的反射，重

力加速度為g。

（1）求小球從。點離開軌道時的最小速度；

（2）改變彈簧的壓縮量，小球和擋板發生若干次碰撞后恰好落在E點或尸點，試推導出釋放小球時彈簧具

有的彈性勢能Ep與小球和擋板碰撞次數拉之間的函數關系；

（3）若在。點放一質量大于小球質量的小物塊，改變彈簧的壓縮量，使小球與小物塊碰撞后沿軌道運動到

8點前瞬間對軌道的壓力大小為llmg,小物塊與擋板發生碰撞次數最少，恰運動到E點，小物塊與軌道C。

2

間的動摩擦因數為7,求小物塊的質量。

3

【答案】⑴卜;（2）與=5（〃+1）+24醒?〃=1,2,3…）:（3）5m

【解析】（1）當小球恰好通過B點（速度為零）時，從。點離開時的速度最小，從8點到。點的過程中,

根據動能定理有

2

mg-2x2r-jumg?r=-mvD-

解得

（2）當小球從。點以最小速度做平拋運動時，根據平拋運動的規律有

2r=Vo

%

解得

/?o=2.5r<3r

即小球不可能與擋板不碰撞直接落到尸點。

根據碰撞前后運動的對稱性，設小球從。點水平拋出時速度大小為丫，與擋板發生〃次碰撞（瘡1）,根據

平拋運動的規律有

（n+l）2r=vt（M=1,2,3…）

3'=*

解得

從尸點到。點的過程中，根據功能關系有

2

Ep+mg-2r=//wg-4r+gmv

解得

5(〃+1)2+24

mgr(n=l,2,3...)

15

(3)設碰后瞬間小球的速度大小為也，小物塊的速度為大小也，碰后小球沿軌道運動，在B點對軌道的壓

力大小為llmg,則有

mvl,八

T~=12mg

2r

；mvg+4mgr=；mvf

解得

H=4y{2gr

小物塊經最少碰撞次數從。運動到E的過程有

vDt=4r

12o

-gf=3r

解得

-8

VD=-Sr

小物塊從C到。有

12421■2

5m物％=4乂可血物8r+5”物力

解得

v2=2yf2gr

設碰前小球速度大小為w,對碰撞過程由動量守恒定律有

mv0=-mvx+加物與

由機械能守恒定律有

I2121.?

聯立解得

機物=5〃z

（二）選考題:共9分。請考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對應的題號右

側方框涂黑，按所涂題號進行評分；多涂、多答，按所涂的首題進行評分；不涂，按本選考題的首題進行

評分。

15」選修3-3]

15.如圖，容積為V的汽缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上

部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K。開始時，K關閉，汽缸內上下兩部分氣體的

V

壓強均為⑷現將K打開，容器內的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液體體積為.時，將K關閉，活塞平

V

衡時其下方氣體的體積減小了二。不計活塞的質量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求

6

流入汽缸內液體的質量。

【答案】[照

26g

【解析】設活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為壓強為0；下方氣體的體積為壓強為在

活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得

V

/?o-=p\V\

V

Po—=/?2V2

由已知條件得