2021高考物理黄金预测卷三（含解析）

2021高考物理黄金预测卷 1.下列关于衰变与核反应的说法正确的是( ) A. 衰变为 ，经过 3次 衰变,2 次 衰变23490Th286Rn B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C.核聚变反应方程 中，X 表示质子23412He D.高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 41612780HeNOn 2.如图所示，某物体给它一个初速度后沿粗糙斜面向上滑动，则在向上滑动过程中物体受 到的力有( ) A重力，斜面的支持力，沿斜面向下的摩擦力 B重力，斜面的支持力、沿斜面向上的摩擦力 C重力，沿斜面向上的冲力，沿斜面向下的摩擦力 D重力，沿斜面向上的冲力，沿斜面向下的摩擦力，斜面的支持力 3.一 个 矩 形 线 圈 在 匀 强 磁 场 中 转 动 产 生 的 交 变 电 流 的 电 动 势 为 .关20sin1Vet 于 这 个 交 变 电 流 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A.电 动 势 的 有 效 值 为 220 V B.交 变 电 流 的 频 率 为 100 Hz C.电 动 势 的 最 大 值 为 220 V D. 时 ， 线 圈 平 面 与 中 性 面 垂 直0t 4. 和 分别标有“2 ，1.0 A”和“4 ，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图1R2 所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( ) A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W 5.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若绿光在界面上恰好发生全反 射，则下列判断正确的是( ) A.黄光一定能发生全反射 B.红光一定能发生全反射 C.黄光在水中的波长比红光在水中的波长长 D.这三种单色光相比，红光在水中传播的速度最大 6.如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分別放入两个完全一样的水平金属圆盘 a 和 b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷将它们连接.当圆盘 a顺时针(从上向下 看)转动时( ) A.圆盘 b总是与 a沿相同方向转动 B.圆盘 b总是与 a沿相反方向转动 C.若 同向，则 转向相同 D.若 反向，则 转向相同12B、 b、 12B、 b、 7.2021年 6月 23日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第 55颗北 斗导航卫星,卫星顺利进入预定轨道,成为地球静止轨道卫星,提前半年全面完成北斗三号全 球卫星导航系统星座部署。关于成功定点后的第 55颗北斗导航卫星,下列说法正确的是( ) A.可能位于西昌正上空 B.绕地球运行的轨道半径比月球绕地球运行的轨道半径小 C.绕地球运行的加速度比月球绕地球运行的加速度小 D.绕地球运行的速度比月球绕地球运行的速度小 8.由我国自主研发制造的世界上最大的海上风电机 SL5000，它的机舱上可以起降直升机， 叶片直径 ，风轮高度超过 40层楼，是世界风电制造业的一个奇迹。风速为 时128 m 12 m/s 发电机满载发电，风通过发电机后速度减为 ，已知空气的密度为 ，则风受1 m/s 3. kg/ 到的平均阻力约为( ) A. B. C. D.4.01N 52.01N 62.0N 64.10N 9.一列简谐横波沿 x轴传播，相距 的两个质元的振动图象分别为图示中的实线和虚. 线，已知该波的波长 ，则以下说法正确的是（ ）.m A.该波上质元振动的振幅为 B.该波上质元振动的周期为2.0 cm0.25 s C.该波的波长一定为 D.该波的波速可能为8. m/3 10.某电场的电场线分布如图所示，则( ) A电荷 带负电P B电荷 带正电 C某试探电荷在 点受到的电场力大于在 点受到的电场力cd D 点的电场强度大于 点的电场强度ab 11.如图所示，倾角为 37的斜面长 l1.9m，在斜面底端正上方的 O点将一小球以 v03m/s 的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球 恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面 P点处击中滑块，小球和滑块均可视为质点，重力加 速度 g取 10m/s2，sin370.6，cos370.8，则( ) A小球在空中飞行的时间为 0.3s B小球抛出点到斜面 P点的水平距离为 1.2m C小滑块沿斜面下滑的加速度为 6m/s2 D小球抛出点到斜面底端的竖直高度为 1.7m 12.一物体每次以不变的初速率 沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角0v ，实验测得 与斜面倾角 的关系如图乙所示，取 。根据图象可求出( )x 210m/sg A.物体的初速率 06m/sv B.物体与斜面间的动摩擦因数 0.5 C.当 时，物体达到最大位移后将保持静止3 D.取不同的倾角 ，物体在斜面上能达到的位移 的最小值x 13.如图甲所示，平行金属导轨与水平面的夹角为 37，平行导轨间距 ，定值电阻1mL 的阻值 ，虚线 下方是垂直于导轨平面向上的匀强磁场，不计导轨的电阻。将电3RO 阻 、质量 的金属棒 从 上方某处垂直导轨由静止释放，金属棒下滑1r0.1kgmabO 过程中的 图像如图乙所示。重力加速度 g取 ， ，则( )vt 210m/sin370.6 A. 棒下滑过程中受到的摩擦力为 0.1 Nab B.匀强磁场的磁感应强度大小为 1 T C. 棒下滑过程中前 0.2 s通过电阻 R的电荷量为 0.025 C D. 棒在磁场中下滑的前 0.1 s过程中电阻 R产生的热量为ab 23.7510J 14.在“探究平抛运动的规律”的实验中，用频闪照相机记录小球的运动轨迹如图所示，图 中每个小方格的边长都是 ，照片与实际的长度比例为 4:5。已知闪光频率是1.25cmL ，请求出:25Hzf （1）小球平抛时的初速度大小为_m/s； （2）小球经过位置 B的速度大小为_m/s； （3）做实验时，该处的重力加速度的值是_ 。（结果保留小数点后两位）2m/s 15.图甲所示是一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。 （1）用游标卡尺测出滑块上固定的挡光片的宽度 d，测量结果如图乙所示，则 _cm。d （2）若砝码和砝码盘的总质量用 m表示，滑块（含挡光片）的质量用 M表示，则该实验 _（选填“需要”或“不需要”）满足 这一条件。M （3）将滑块从距光电门 处由静止释放，挡光片经过光电门的时间为 t，若该过程中系统l 机械能守恒，则有关系式_成立。（重力加速度为 g，用题中所给物理量表示） 16.某实验探究小组利用如图所示的电路测量一毫安表的内阻以及一电源的电动势和内阻。 实验室提供的实验器材如下： A.待测毫安表（满偏电流 2.5 mA，内阻大约 ）10 B.待测电源（ E大约为 3 V,r大约为 ） C.电阻箱（最大阻值为 ）9 D.电阻箱（最大阻值为 ） E.电阻箱（最大阻值为 ）9. F.开关、导线若干 实验步骤如下： a.将电阻箱 的阻值调到最大，闭合 ，调节 的阻值使毫安表的示数达到满偏1R1S1R b.保持电阻箱 的阻值不变，闭合 ，调节电阻箱 ，使毫安表示数达到满偏值的一半，22 同时记录电阻箱的读数 2 c.断开开关 ，调节电阻箱 ，记下电阻箱的读数 和毫安表的示数 I2S1R1R d.多次重复步骤 c e.在坐标纸上以 为纵坐标，以 为横坐标，用直线拟合，作出 图像 1I1 1RI 回答下列问题： 在本实验中， （1）电阻箱 应选择_（用器材前面的字母表示）。1R （2）毫安表内阻 的测量值为_。g （3）若获得 图像的斜率为 k，纵截距为 b，则电源电动势测量值的表达式为1I _，内阻测量值的表达式为 _。Er （4）用上述方法测出的电源内阻_真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 17.如图甲所示为某品牌的可加热饭盒，饭盒盖密封性良好且饭盒盖上有一排气口，饭盒内 部横截面积为 S，质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想 气体，饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为 L且饭盒盖固定不动，可以将其看成是一导热 性能良好的汽缸，如图乙所示。气体的初始温度为 ，初始压强为大气压强，已03KT 知大气压强为 ，重力加速度取 。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到 360 0p 210m/sg K。 （1）求此时封闭气体的压强； （2）打开排气口，设此过程中饭盒内气体温度不变，放出部分气体，使得饭盒内气体压强 与外界大气压强相等，求排出气体与原有气体的质量比。 18.如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连， O点为弹簧原长位置， O点左侧 水平面光滑。水平段 OP长 L=2m， P点右侧一与水平方向成 =30角的传送带与水平面在 P点平滑连接，传送带逆时针转动，速度为 3m/s。一质量为 2kg的物块 A（可视为质点） 压缩弹簧（与弹簧不连接），弹簧的弹性势能 Ep=20J，物块与 OP间的动摩擦因数 1=0.1；另一与 A完全相同的物块 B停在 P点， B与传送带间的动摩擦因数 ，传2 3 送带足够长。 A与 B的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计， g=10m/s2，现释放 A，求： (1)物块 A与 B第一次碰撞后瞬间 B的速度大小； (2)A、 B第一次碰撞后到第二次碰撞前 B运动的时间。 19.受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先，将氘氚燃料用特殊的加 热方法加热到聚变反应温区（即 1亿度以上）以点燃氘氚反应一个氘核（ ）和一个氚21H 核（ ）发生聚变核反应，生成一个氦核（ ），放出一个中子，利用特殊设计的31H42He “笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行，其中一种方法是 磁约束，围绕这种磁笼子的设计，人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究 小组进行了以下的设计，如图所示，矩形 abcd的 ab边长为 2L， ab与 ac夹角为 ，矩30 形对角线 ac上下方分别分布着磁感应强度大小为 B的匀强磁场，一个氚核（ ）从 ab边1H 中点 P处以某一速度垂直 ab边进入下方磁场恰好不从对角线 ac边射出，一个氘核（ ）21 从 c点以某一速度水平向左进入上方磁场并与氚核（ ）在对角线 ac上相遇并发生聚变31H 反应，生成一个氦核（ ），放出一个中子，生成的氦核（ ）速度方向竖直向下。42He 42e 已知一个核子的质量为 m，质子的电量为 q，求： （1）氘核（ ）与氚核（ ）射入磁场时的速度大小之比 ；21H31 12:v （2）先后释放氚核（ ）与氘核（ ）的时间差；21H （3）生成的氦核（ ）偏转后要恰好到达矩形的 a点，其速度 v应满足的条件。42e 答案以及解析 1.答案：A 解析：设 衰变为 发生 n次 衰变，m 次 衰变，则有 ，23490Th286R234n ，解得 ， ，故 A正确； 衰变所释放的电子是由于原子核内的86nm32 一个中子转变成一个质子和一个电子形成的，故 B错误；由电荷数和质量数守恒，可知 X 表示中子，故 C错误；D 选项的核反应方程中电荷数和质量数都不守恒，故 D错误. 2.答案：A 解析：物体在惯性的作用下沿斜面向上运动，物体并不受冲力的作用，所以对物体受力分 析可知，受重力竖直向下，斜面对物体的支持力垂直斜面向上，和沿斜面向下的滑动摩擦 力，故 A正确，BCD 错误。 3.答案：A 解析：由 可知该交变电流的电动势的最大值为 ,有效值为20sin1Vet 20V 220 V,故 A正确,C 错误;线圈转动的角速度为 , ,故其频率为10rad/sT ,故 B错误;当 时, ,此时线圈处在中性面的位置,故 D错1Hz502fTte 误. 4.答案：A 解析：试题分析：串联电路中各用电器电流相同，允许最大电流应小于等于 0.5 A，由 ，可知 和 在最大允许电流时的功率分别为 0.5 W、1 W，故 A项正确。2PIR12 5.答案：D 解析：由于红、黄、绿三种单色光中绿光的折射率最大，红光的折射率最小，根据临界角 公式 可知绿光的临界角最小，红光的临界角最大，若绿光恰能发生全反射，则红 1sinC 光和黄光都不能发生全反射，故 AB错误；根据 可知绿光在水中传播的速度最小，红 cvn 光在水中传播的速度最大，故 D正确；黄光在水中传播的速度比红光小，频率比红光大， 根据 可知黄光在水中的波长比红光的短，故 C错误. vf 6.答案：D 解析：若 均向上,从上向下看, a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则12B、 可知,感应电流方向为 ;b盘电流方向为 ,根据左手定则,安培aObbO 力沿逆时针方向(俯视);若 均向下,从上向下看, a盘顺时针转动,其半径切割磁感12B、 线,根据右手定则可知,感应电流方向为 ;b盘电流方向为 ,根 b 据左手定则,安培力沿逆时针方向(俯视);若 向上, 向下,从上向下看, a盘顺时针转1B2 动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知,感应电流方向为 ;b盘电流aO 方向为 ,根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视);若 向下, 向上,从上向下bO1B2 看, a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,根据右手定则可知，感应电流方向为 ;b盘电流方向为 ,根据左手定则,安培力沿顺时针方向(俯视).故 Ob D正确. 7.答案：B 解析：第 55颗北斗导航卫星是地球静止轨道卫星,只能处于赤道正上空一定高度处,A 错误;月 球绕地球运行的周期约为 27天,第 55颗北斗导航卫星绕地球运行的周期约为 1天,根据开 普勒第三定律知第 55颗北斗导航卫星绕地球运行的轨道半径较小,B 正确;由 得2 MmGar 天体绕地球运行的加速度 ,可知 r越小 a越大,即第 55颗北斗导航卫星绕地球运行2 MaG 的加速度比月球绕地球运行的加速度大,C 错误;由 得 ，则第 55颗北 22MmvGrr 斗导航卫星的速度较大,D 错误。 8.答案：B 解析：叶片直径为 ，叶片旋转所形成的圆面积 ， 秒内流过该圆面积的风柱 d 214Sd t 体积 ，风柱的质量 ，设风柱受到的平均阻力为 ，取 的方向为2114VSvtt mV f1v 正方向，根据动量定理有 ，带入数据解得 ，故选 B。21ftv 5 2.01Nf 9.答案：AD 解析：由图读出该波上质元振动的振幅为 ，周期为 故 A正确，B 错 cA4 sT 误若波从实线所示的质元向虚线所示的质元传播时，两个质元间的距离 ，14xn 由于波长 ，所以 n取 0，得到波长 ，波速为012n， ， ， 2.0 m 8 mx， ；若波从虚线所示的质元向实线所示的质元传播时，得到：两个质元间的距 /svT 离 ， 由于波长 ，所以 n取 0，得到波长 ，34xn012， ， ， 2.0 48, m3x 波速为 ；故 C错误，D 正确故选 D. m/svT 10.答案：BC 解析：A.电场线从正电荷出发，由电场线分布可知，电荷 P带正电，故 A错误， B正确； C.因 c点的电场线较 d点密集，可知 c点的场强较大，正试探电荷在 c点受到的电场力大 于在 d点受到的电场力，故 C正确； D.a点的电场线比 b点较稀疏，则 a点的电场强度小于 b点的电场强度。故 D错误； 故选： BC。 11.答案：BD 解析：球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面 P点处击中滑块，则 tan37 ，解得小0vgt 球在空中飞行的时间 t0.4s，A 错误；小球抛出点到斜面 P点的水平距离 ，01.2mx B正确；根据几何关系可得斜面顶端 A点到 P点的距离 0.4m，又cos37Axl=- ，得 ，C 错误；小球抛出点到斜面底端的竖直高度21APxat25m/s ，D 正确。2tn371.Hgx 12.答案：BD 解析：A.由图可知，当夹角为 90时， ，物体做竖直上抛运动，则由竖直上抛0.8mx 运动规律可知 20vgx 解得 0210.8m/s=4vgx 故 A错误； B.当夹角 时 ， ，由动能定理可得.6x201mgxv 解得 .5 故 B正确； C.若 时，物体的重力沿斜面向下的分力大小为30.5mgsing 最大静摩擦力为 330.0.5mg2mfcos 则 mgsinf 因此物体达到最大位移后将下滑，故 C错误； D.根据动能定理得 201gxsinxcosv 解得 2 204sincos10sin.5cosvxg2.8.8isi05s5 其中 ，当 时， ；此时位移最小，有.tan901sin（ ）20.8.7m15minx 故 D正确； 故选 BD。 13.答案：AC 解析：本题考查金属棒切割磁感线的问题。由题图乙得 棒在前 0.1 s的加速度ab ，前 0.1 s，由牛顿第二定律有 ，代入数据得 220.5m/s/1vat sinmgfa ，选项 A正确；0.1 s 后 棒做匀速运动，有 ，而.Nf abA0F ，联立解得 ，选项 B错误; 棒下滑过程中前 0.2 s 2ABLvvFIRrr2Tab 通过电阻 R的电荷量为 ，选项 C正确； 棒 BSqRr10.5C.023ab 在磁场中下滑的前 0.1 s过程中的电流 ，电阻 R产生的热 A.LvI 量 ，选项 D错误。 22 20.53.1J.8750JQIt 14.答案：（1）0.39 （2）0.70 （3）9.77 解析：本题考查探究平抛运动的规律。 （1）设小球的初速度大小为 ，从 A到 B的水平位移 ，又 ，联立解0v 54ABLx0ABvxtf 得 ；0.39m/sv （2）小球经过 B点时在竖直方向上的分速度 ，解得 ； 20,ACByByvvt0.7m/sBv （3）小球做平抛运动时在竖直方向上有 ，则 。 2ygt22549.7/s1Lytf 15.答案：（1）1.065 （2）不需要 （3） 2()dmglMt 解析：（1）使用的是 20分度的游标卡尺，根据游标卡尺的读数规则可知，该挡光片的宽 度为 ；10m.5130.65m1.cd （2）该实验验证的是系统的机械能守恒，所以不需要满足细线对滑块的拉力等于砝码和砝 码盘的总重力这一条件，即不需要 ；M （3）滑块经过光电门时的速度可认为是挡光片经过光电门时的平均速度，故 ，若系 dvt 统机械能守恒，则有 。 21()2dmglt 16.答案：（1）C （2） 2R （3） ；k2 b （4）大于 解析：本题考查半偏法测电表内阻、测量电源电动势和内阻实验。 （1）将电阻箱 的阻值调到最大，闭合 ，调节 的阻值使毫安表的示数达到满偏，由1R1S1R 闭合电路欧姆定律可知此时回路中的总电阻约为 ，所以电阻箱 应选择g 20EI总 1R C。 （2）将电阻箱 的阻值调到最大，闭合 ，调节 的阻值使毫安表的示数达到满偏；保1R1S1R 持电阻箱 的阻值不变，闭合 ，调节电阻箱 ，使毫安表示数达到满偏值的一半，则流22 过 的电流也是满偏值的一半，所以此时毫安表内阻 。2 g2 （3）断开开关 ，调节电阻箱 ，记下电阻箱的读数 和毫安表的示数 I，由闭合电路2S1R1R 欧姆定律， ，经过变形，得 ；若获得 图像的斜率g1EIr g1rIE1RI 为 k，纵截距为 b，则 ，将 代入解得电源电动势测量值的表达式为 g,RrkbEg2R ，内阻测量值的表达式为 。 1E2rk （4）用题述方法测出的电源内阻的误差来自于毫安表内阻 的测量误差，在用半偏法测g 毫安表内阻时，闭合 ，电路中总电阻减小，总电流增大，大于原毫安表的满偏电流，而2S 此时毫安表指针半偏，所以流经 的电流比毫安表的多， 的电阻比毫安表的电阻小，但2R2R 我们把 的读数当成毫安表的内阻，故测得的毫安表的内阻偏小，即 ，将2R 2gR实 代入上述表达式得到的电源内阻大于真实值。g= 17.答案：（1） 01.2p （2） 6 解析：本题结合玻璃饭盒考查气体实验定律。 （1）加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，由查理定律有 01pT 解得 0.2 （2）排气过程中封闭气体做等温变化，设最终体积为 ，则1V0VSL11p 解得 .2S 同温度、同压强下同种气体的质量比等于体积比，设排出气体的质量为 ，气体原来的m 质量为 ，则0m10V 联立解得 06 18.答案：(1)设物块质量为 m， A与 B第一次碰撞前的速度为 ，由动能定理0v ,解得： =4m/s. 2p10Emglv0v 设 A、 B第次碰撞后的速度分别为 ，以 A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得AB, ,由机械能守恒定律得 ,解得： =0， =4m/s.0vv 2220B11mvvAvB （2）碰后 B沿皮带轮向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为 ，由牛顿第二定1a 律 ,运动的时间为 ,运动的 221 2sincosincos10m/smgagB10.4svta 位移为 . 20+Evl 此后 B开始向下加速，加速度仍为 ，速度与皮带轮速度 v相等时匀速运动，设加速时间1a 为 ，位移为 ，匀速时间为 .2t2x3t 则有 ， ， ,A、 B第一次碰撞后到第二0 1mLvg2045mvt1230.7sxtv 次碰撞前 B运动的时间为： .1287stt 解析： 19.答案：（1）从 P点射入的氚核（ ）轨迹如图甲所示.31H 由几何关系知圆心在 b处，轨迹半径 , ,从 c点射入的氘核（ ） ，轨迹1rL 2113mvqBr21H 半径 , ,解得 .2 3Lr22mvqBr12:3:v （2）从 P点射入的氟核（ ） ，运动周期 ,从 c点射入的氘核（ ） ，运动周31H1 23mTqB21H 期 , , . mTqB26tTt （3）氘核（ ）和氚核（ ）在 e点相遇有 ,氦核的运动轨迹如图乙所示.2131 3aeL , ,解得 .2cos30(1,23)rnae 24mvqBr(1,23)4qBLn 解析：