重庆市綦江县2021届第二次新高考模拟考试物理试卷含解析

重庆市綦江县2021届第二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．下列说法正确的是（ ）
A ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
C ．阴极射线和β射线都是电子流，都源于核外电子
D ．天然放射现象中放射出的α、β、γ射线都能在磁场中发生偏转
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件无关，A 错误；
B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应（热核反应），B 正确；
C ．阴极射线是核外电子，β射线是原子核内中子转化为质子时放出的电子，C 错误；
D ．三种射线中γ射线（高频电磁波）不带电，所以不能在磁场中发生偏转，D 错误。

故选B 。

2．某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统左右对称，结构简化图如图所示。

假设钢柱与水平地面所夹锐角为60︒，钢索上端与钢柱的夹角为30︒，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为m ，重力加速度为g 。

则钢柱对钢索拉力的大小为（ ）
A ．12mg
B ．mg
C 3
D ．2mg
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
钢索、短钢棒及棚顶作为一个整体受到三个力：两端的拉力大小均为F （与水平方向的夹角为6030︒︒-），竖直向下的重力mg ，如图，由平衡条件得
2sin 30F mg ︒=
解得
F mg =
故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

3．5G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G 网络．5G 网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G 及以下网络（通信频率在0.3GHz ～3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G 网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps （bps 为bits per second 的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G 网络的50-100倍．关于5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A ．在真空中的传播速度更快
B ．在真空中的波长更长
C ．衍射的本领更强
D ．频率更高，相同时间传递的信息量更大
【答案】D
【解析】
【详解】
A 、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A 错误； BC 、由公式c f λ=可知：c f
λ=，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC 错误； D 、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D 正确．
4．如图所示，同时作用在质点O上有三个共点力F1、F2、F3，其中F1、F2是正六边形的两条边，F3是正六边形的一条对角线。

已知F1=F2=2N，则这三个力的合力大小等于
A．6N B．8N C．10N D．12N
【答案】A
【解析】
【详解】
将F1、F2合成如图，由几何关系得，F1、F2的合力
1212N
F F
==
由于F12与F3的方向相同，由几何关系可得，三力的合力
1236N
F F F
=+=
故A项正确，BCD三项错误。

5．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。

在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防
治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。

一个钴60原子核（60
27
Co）放
出一个β粒子后衰变成一个镍核（60
28
Ni），并伴随产生了γ射线。

已知钴60的半衰期为5.27年，该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。

下列说法正确的是（）
A．核反应中释放的能量为（m2+m3－m1）c2
B．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强
C．若有16个钴60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴60原子核
D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据质能方程可知核反应中释放的能量为
()2123E m m m c ∆=--
A 错误；
B ．根据三种射线的特点与穿透性，可知γ射线的穿透本领比β粒子强，B 正确；
C ．半衰期具有统计意义，对个别的原子没有意义，C 错误；
D ．根据β衰变的本质可知，β粒子是原子核内的一个中子转变为质子时产生的，D 错误。

故选B 。

6．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从
23892U 开始到稳定的20882Pa 为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从237
93Np 开始到稳定的209
83Bi 为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第
四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是 A ．238
92U 的中子数比209
83Bi 中子数少20个
B ．从237
93
Np 到209
83Bi ，共发生7次α衰变和4次β衰变 C ．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化
D ．238
92U 与235
92U 是不同的元素
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
238
92U 的中子数为238-92=146个，209
83Bi 的中子数为209-83=126个，则23892U 的子数比20983Bi 的中子数多20
个，A 错误；根据质量数守恒有：237-209=4×
7，知发生了7次α衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次β衰变，B 正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C 错误；
23892U 与23592U 的质子
数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D 错误．
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．某人提着箱子站在电梯里，电梯从一楼上升到三楼的整个过程中先匀加速后匀减速，关于此过程，下列说法正确的是
A ．手对箱子的力大小始终等于箱子对手的力的大小
B ．手对箱子的力大小始终等于箱子的重力的大小
C ．人对电梯的压力先持续增大后持续减小
D ．人对电梯的压力先大于人和箱子的总重力后小于人和箱子的总重力
【答案】AD
【解析】
【详解】
A.根据牛顿第三定律可知，人手对箱子力的大小始终等于箱子对手的力的大小，故A正确；
B.向上加速时处于超重状态，向上减速时处于失重状态，则手对箱子的拉力先大于箱子的重力，后小于箱子的重力，故B错误
CD.向上匀加速时，人对电梯的压力大于人和箱子的总重力，但并不是持续增大，向上:匀减速时，人对电梯的压力小于人和箱子的总重力，但不是持续减小，故C错误，选项D正确。

8．如图所示，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的．现让紫外线照射到锌板，观察到验电器的铝箔张开．下列说法正确的是( )
A．验电器的铝箔带负电
B．此实验可以说明光具有粒子性
C．若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开
D．若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开
E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大
【答案】BC
【解析】
【详解】
A．紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A错误；
B．光电效应说明光具有粒子性，故B正确；
C．若改用X光(其频率高于紫外线的频率)照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其夹角一定会变得更大，故C正确；
D．若改用激光器发出高亮度的红光(其频率低于紫外线的频率)照射锌板，依据光电效应发生条件，则观察到验电器的铝箔可能不会张开，故D错误；
E．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E错误。

故选BC。

9．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的杀伤武器。

下图是电磁炮的原理示意图，与电源的正、负极相连的水平平行金属轨道位于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道所在平面向上，通电的导体滑块将在磁
场中向右加速，下列说法正确的是（）
A．a为电源正极
B．仅增大电源电动势滑块出射速度变大
C．仅将磁场反向，导体滑块仍向右加速
D．仅减小弹体质量，其速度变化率增大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据左手定则可知，受到的安培力向右，电流方向由下向上流过滑块，则b为电源正极，故A错误；B．仅增大电源电动势，流过滑块的电流增大，安培力增大，加速度增大，速度变化增大，故B正确；C．仅将磁场反向，根据左手定则可知，滑块向左加速，故C错误；
D．仅减小弹体质量，滑块的合力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度增大，速度变化量增大，故D正确。

故选BD。

10．质谱仪用来分析带电粒子的质量与电荷量，其构造原理如图所示。

将第-种粒子源放于S处，经加速电场（电压为U）加速后垂直于磁场方向、垂直于磁场边界进入匀强磁场。

在磁场中运动后到达磁场边界上的P点。

换第二种粒子源也放在S处，其粒子同样到达P点。

粒子从粒子源射出的初速度均为零，不计粒子重力。

则下列说法正确的是（）
A．若第二种粒子的电性与第一种不同，需同时改变电场方向与磁场方向
B．若第二种粒子的电性与第一种不同，只需改变电场方向或磁场方向即可
C．若第二种粒子与第--种粒子是同位素，其质量比为26
，保持电场电压不变，则磁场磁感应强度需调整
27
26
27
D ．若第二种粒子与第--种粒子的质量比为13
14、电荷量比为1213
，保持磁场磁感应强度不变，则电场电压需调整为原来的
168169
【答案】ACD
【解析】
【详解】
AB ．如图所示
带电粒子运动有3个子过程。

两种粒子要在电场中加速，则电场力方向相同。

因电性不同，则电场方向相反。

粒子进入磁场时速度方向相同，在磁场中均向下偏转，所受洛伦兹力方向相同，由左手定则知粒子电性不同，则磁场方向不同，故A 正确，B 错误；
CD ．加速电场加速有
212qU mv = 磁场中圆周运动有
2
v qvB m r
= 解得
12mU B r q
=第二种粒子与第-种粒子是同位素，其电荷量q 相同，若质量比为
2627，则 22112627
B m B m ==解得
22111212141681313169
U q m U q m =⨯=⨯= 故CD 正确。

故选ACD 。

11．下列说法正确的是
A ．一定质量的理想气体，压强变小时，分子间的平均距离可能变小
B ．晶体的物理性质表现为各向异性，是由于组成晶体的微粒在空间排列不规则
C ．物体内能改变时，其温度一定变化
D ．机械能可通过做功全部转化为内能，但内能一定不能通过做功全部转化为机械能而不引起其它的变化 E.将0.05mL 浓度为0.02%的油酸酒精溶液滴入水中，测得油膜面积为20cm 2，则可测得油酸分子的直径
为5×
10-9m 【答案】ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据气态方程pV C T
=，压强变小时，如果温度降低，则气体的体积可能减小，分子间的平均距离可能变小，故A 正确；
B ．晶体的物理性质表现为各向异性，是由于组成晶体的微粒在空间排列规则，故B 错误；
C ．物体的内能包括分子动能和分子势能两部分，物体内能改变时，可能是分子势能发生了变化，而分子平均动能并没有发生变化，即温度可能不变化。

故C 错误；
D ．根据热力学第二定律可知，机械能可通过做功全部转化为内能，但内能一定不能通过做功全部转化为机械能而不引起其它的变化，故D 正确；
E ．根据题意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为：
V=0.05×0.02% mL=1×10-5mL
所以油酸分子直径的大小：
5
79110cm 510cm 510m 20
V d S ---⨯===⨯=⨯ 故E 正确；
故选ADE 。

12．下列说法正确的是__________。

A ．共享单车是“新四大发明”之一，手机和互联网、互联网和单车之间都是通过红外线传递信息的
B ．高速运动的物体，沿运动方向的长度会变长
C ．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是因为发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才能到达地面
D ．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度
E.光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
【答案】CDE
【解析】
【详解】
A ．手机是通过电磁波传递信息的，故A 错误；
B ．根据相对论可知，高速运动的物体，沿运动方向的长度会变短，故B 错误；
C ．波长较短的光容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故C 正确；
D ．由于波源与接受者的相对位移的改变而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，故根据多普勒效应，可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故D 正确；
E ．光纤通信、医用纤维式窥镜都利用了光的全反射原理，故E 正确。

故选：CDE 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。

实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：
待测水果电池组（电动势约4V ，内阻约50Ω）、双向电压表（量程为2V ，内阻约为2k Ω）、电阻箱（09999Ω:）、滑动变阻器（0200Ω:），一个单刀双掷开关及若干导线。

（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。

请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将1R 的滑动触头滑至最左端，将S 拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；
②调节1R 的滑动触头，使电压表示数达到满偏；
③保持______不变，调节2R ，使电压表的示数达到______；
④读出电阻箱的阻值，记为2R ，则电压表的内阻V R =______。

（2）若测得电压表内阻为2k Ω，可分析此测量值应______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：
①将开关S 拨至______（选填“1”或“2”）位置，将1R 的滑动触片移到最______端，不再移动； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。

（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R ，作出11U R
-图象，则可消除系统误差，如图所示，其中纵截距为b ，斜率为k ，则电动势的表达式为______，内阻的表达式为______。

【答案】（1）③1R 半偏（或最大值的一半） ④2R （2）大于 （3）①2 左 （4）1E b = k r b
= 【解析】
【详解】
（1）由题图可知，当S 拨向1位置，滑动变阻器1R 在电路中为分压式接法，利用电压表的半偏法得：调节1R 使电压表满偏；
[1].保持1R 不变，2R 与电压表串联；
[2].调节2R 使电压表的示数达到半偏（或最大值的一半）；
[3].则电压表的内阻v R 与电阻箱示数2R 相同。

（2）[4].由闭合电路欧姆定律可知，调节2R 变大使电压表达到半偏的过程中，总电阻变大。

干路总电流
变小，由·
E I r U =+外得U 外变大，由电路知U U U =+右外并，滑动变阻器的滑动触头右侧分得的电压·U I R =右右变小，则U 并变大，电压表半偏时，2R 上分得的电压就会大于电压表上分得的电压，那么2R 的阻值就会大于电压表的阻值。

（3）[5].[6].测水果电池组的电动势和内阻，利用伏阻法，S 拨到2位置，同时将1R 的滑动触头移到最左端。

利用112U E U r R =+⋅，112U E U r R '''
=+⋅，联立求E 、r 。

（4）[7].[8].由闭合电路欧姆定律得：
U E U r R
=+
⋅， 变形得 111r U E R E
=⋅+， 则
r k E =，1
b E
=， 解得：
1E b =
，k
r b
=。

14．圆柱形陶瓷元器件表面均匀镀有一层导电薄膜，已知导电薄膜电阻率为ρ，为了测量该薄膜厚度，某同学使用铜丝紧绕在元件表面，铜丝绕制成圆形，圆柱体轴线垂直于铜丝圆面，制成电极A 、B ，如图甲所示
(1)用螺旋测微器测量元件的直径，测量结果如图乙所示，其读数为_________mm 。

(2)为了测量元件电阻，某同学首先使用多用电表对元件粗测，元件电阻约为10Ω，现需准确测量电阻阻值，可供器材如下
A ．被测元件x R （阻值约10Ω）
B ．直流电源（电动势约6V ，内阻约3Ω）
C ．电流表1A （量程0~0.6A ，内阻约2Ω）
D ．电压表1V （量程0~2V ，内阻1V 1000ΩR =） E.电压表2V （量程0~12V ，内阻约5000Ω） F.定值电阻0R （02000ΩR =） G .滑动变阻器1R （020Ω:） H.滑动变阻器2R （0100Ω:） I.电键、导线等
①在可供选择的器材中，已经选择A 、B 、C 、I 除此之外，应该选用________（填写序号） ②根据所选器材，在图丙方框中画出实验电路图_______
③需要测量的物理量________，请用上述物理量表示被测电阻x R =______。

(3)为了测量薄膜厚度还需要测量的物理量为__________。

(4)若被测元件电阻为R ，元件直径为d ，电阻率为ρ，请结合使用(3)物理量表示薄膜厚度d ∆=____。

【答案】0.398（0.396~0.399均可给分） DFG （分压式接法
也可以） 电流表1A 示数I ，电压表1V 示数U (
)110V V U R R R I U
+-（或()1
1V 0
V U R
R R I
+） 电极A 、B
之间的距离L πL
d R
ρ⋅ 【解析】 【详解】
(1)[1]螺旋测微器主尺刻度为0，可动刻度为39.8×0.01mm=0.398mm ，所以读数为 0+0.398mm=0.398mm
(2)[2]因为直流电源电动势为6V ，电压表V 2量程太大，不能选择，可将电压表V 1改装，因此需要DF ；滑动变阻器起限流作用，安全下选择小的，比较方便操作，所以选择G 。

[3]该电路设计滑动变阻器阻值比被测阻值大，而且能保证仪器安全，因此滑动变阻器采用限流方式，使用伏安法测量被测电阻，其中电压表需串联一个分压电阻，总电阻远大于待测电阻，采用电流表外接。

电路如图：
[4]根据欧姆定律，需要测量电流表1A 示数I ，电压表1V 示数U ； [5]电压应为电压表和定值电阻的总电压，电流应为流过待测电阻的电流，则
()
()
111
1
1
V 0
V 0V x V V U
R R U R R R R U R I U I R ++==--
因为1
V U
I R ?
，所以也可表示为 ()
()
111
1V 0
V 0V x V U
R R U R R R R I
R I
++=
=
(3)[6]根据电阻定律
x L R S
ρ
= 其中薄膜很薄，展开后可认为是以圆周长为边，厚度为高的矩形，即
πS d d ≈⋅∆
所以为了测量薄膜厚度，还需要测量连入电路的电阻长度为电极A 、B 之间的距离L 。

(4)[7]据题有
πL
R d d ρ
=⋅∆
因此
πL
d d R
ρ
∆=⋅ 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，某种透明材料做成的三棱镜ABC ，其截面为等腰直角三角形，已知BC 的边长为a ，现用一束宽度为a 的单色平行光束，以垂直于BC 面的方向正好入射到该三棱镜的AB 、AC 面上，结果所有从AB 、AC 面入射的光线进入后全部直接到达BC 面。

某同学用遮光板挡住AC ，发现光从BD 间射出(D 未在BC 边标出)，已知该材料对此平行光束的折射率2n =。

①求：单色平行光束到达BC 边的范围BD 的长度；
②拿掉遮光板这些直接到达BC 面的光线从BC 面折射而出后，如果照射到一块平行于BC 的屏上形成光斑，则当屏到BC 面的距离d 满足什么条件时，此光斑分不成两部分？(结果可以保留根式)可能用到的三角函数公式：sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ；sin(α－β)＝sinαcosβ－cosαsinβ；cos(α＋β)＝cosαcosβ－sinαsinβ
cos(α－β)＝cosαcosβ＋sinαsinβ）
【答案】①33
2a -②()
23314
a + 【解析】 【详解】
光路如下图所示：
①由题意可知，遮光板挡住AC ，单色平行光束经AB 面折射后射到BC 之间的BD 这些光线在三棱镜中是平行的，设光线进入AB 面时的入射角为α和折射角为β，由几何关系可得，
45α=o
折射率sin sin n α
β
=
1sin 2
β=
30β=o
()1tan 452
a
BD β=
+︒-⎡⎤⎣⎦ ()()sin 453012cos 4530a BD ⎡⎤
︒-︒=+⎢⎥︒-︒⎣⎦
BD =
②如图1O 为BC 的中点，从BC 射出的光线与1AO 的延长线交于2O ，根据对称性光斑分不成两部分，由几何光线有
()tan tan 90222tan a a a d ϕθθ
=
=︒-= sin sin n θ
γ
=
15γ=︒
sin θ=︒
sin15︒=
d=
)1
4
a
16．某容积为20L 的氧气瓶里装有30atm 的氧气，现把氧气分装到容积为5L 的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为4atm ，如每个小钢瓶中原有氧气压强为latm 。

问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不变） 【答案】34 【解析】 【详解】
设能够分装n 个小钢瓶，则以20L 氧气瓶中的氧气和n 个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中
温度不变，故遵守玻意耳定律，气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知：
11221122p V np V p V np V +='+'
即
(
)()1
1
12
2
2
p p V n p p V
''-=
-
因为
12121230atm 1atm 4atm 20 L 5 L p p p p V V
=='='===，，，，
即
(304)20
34.6(41)5
n -⨯=
≈-⨯
则最多能分装34瓶。

17．如图，EMNF 是一块横截面为正方形的透明玻璃砖，其折射率n=，边长MN =3 cm ．一束激光AB
从玻璃砖的EM 面上的B 点入射，∠ABE=300，BM=
cm 在玻璃砖右侧有一竖直屏幕POQ ，PQ ∥FN ，
O 点与MN 等高，且NO=1 cm ．若激光从玻璃砖射出后会在PQ 上形成光斑H （图中未标出），且光在每个面上的反射只考虑一次．求：
(i)激光在B 点发生折射的折射角； (ji)光斑H 到O 点的距离HO ． 【答案】（1）300（2）
【解析】 【分析】 【详解】
作出光路图如图所示：
(i)由图可知：
由折射定律有：
则：
解得：
(ii)在中：
其中：，
则：MC=2cm
NC=MN-MC=1cm
由图可知：
因：
则：光线在C点发生全反射，最终从FN射出玻璃砖由图可知：
因：，则
即：
因为和相似，则：，即过D点做直线垂直PQ于G，则：，在中，，则：
解得：
【点睛】
对于几何光学问题，关键是正确画出光路图，灵活运用几何知识辅助求解．同时要掌握折射率的两个公式，并能熟练运用．。