最后冲刺卷(05) 2021年新高考物理倒计时10天最后冲刺卷(江苏专用)(教师版)

2021年新高考物理冲刺模拟卷
最后冲刺卷（五）
一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。

每题只有一个选项最符合题意。

1．跳跳球是一种锻炼身体、平衡训练的玩具，由橡胶球、踏板和扶手构成，在人未站上踏板前，橡胶球内气体压强为p ，体积为V ，当质量为m 的人站在跳跳球上保持平衡不动时，橡胶球内气体体积变为V ′，若橡胶球膜厚度和玩具的重力均忽略不计，橡胶球内气体可看成理想气体且温度保持不变，重力加速度为g ，则此时橡胶球和地面的接触面积为（ ）
A ．'mgV pV
B ．'pV mgV
C ．'mgV pV
D ．'
pV mgV
【答案】A
【解析】对橡胶球内的气体由玻意耳定律可得
''
pV pV
= 解得
''pV p V
=
对整体由平衡知识可知
'p S mg =
解得
'
mgV S pV
=
故选A 。

2．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n =5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不
同频率的光子。

其中莱曼系是指氢原子由高能级向n =1能级跃迁时释放的光子，则（ ）
A ．10种光子中波长最长的是n =5激发态跃迁到基态时产生的
B ．10种光子中有4种属于莱曼系
C ．使n =5能级的氢原子电离至少要0.85eV 的能量
D ．从n =2能级跃迁到基态释放光子的能量小于n =3能级跃迁到n =2能级释放光子的能量 【答案】B
【解析】A ．波长最长，则频率最低，辐射出的光子能量最小，故10种光子中波长最长的是n =5激发态跃迁到n =4激发态时产生的，故A 错误；
B ．10中光子中，向基态跃迁的分别为n =5，n =4，n =3和n =2向基态跃迁，可知10种光子中有4种属于莱曼系，故B 正确；
C ．n =5能级的氢原子具有的能量为-0.54ev ，所以要使其发生电离能量变为0，至少需要0.54eV 的能量，故C 错误；
D ．根据玻尔理论，从n =2能级跃迁到基态释放光子的能量
△E 1=E 2-E 1=-3.4eV-（-13.6eV ）=10.2eV
n =3能级跃迁到n =2能级释放光子的能量
△E 2=E 3-E 2=-1.51eV-（-3.4eV ）=1.89eV
可知从n =2能级跃迁到基态释放光子的能量大于从n =3能级跃迁到n =2能级释放光子的能量，故D 错误。

故选B 。

3．伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，以冲淡重力．假设某次实验是这样做的：在斜面上任取三个位置A 、B 、C ，让小球分别由A 、B 、C 滚下，如图所示．设A 、B 、C 与斜面底端的距离分别为1s 、2s 、3s ，小球由A 、B 、C 运动到斜面底端的时间分别为1t 、2t 、3t ，小球由A 、B 、C 运动到斜面底端时的速度分别为1v 、2v 、3v ，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（ ）
A ．1223s s s s -=-
B ．
3
12123v v v t
t t == C ．
3
122
22123
s s s t t t == D ．
3
12222
v v v == 【答案】C
【解析】A ．由图及运动学规律可知，
1223s s s s >--
故A 错误； B ．由v at =可得，
v a t
=
三次下落中的加速度相同，故公式正确，但不是当时伽利略用来证用匀变速直线运动的结论，故B 错误； C ．由运动学公式可知，2
12
s at =
得 22s a t
=
故三次下落中位移与时间平方向的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故C 正确；
D ．小球在斜面上三次运动的位移不同，末速度一定不同，故D 错误．
4．如图所示，一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上。

现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱高球面且球面始终静止)，挡板对小球的支持力F 1、半球面对小球的支持力F 2的变化情况是（ ）
A ．F 1增大，F 2减小
B ．F 1增大，F 2增大
C ．F 1减小，F 2减小
D ．F 1减小，F 2增大
【答案】B
【解析】对小球进行受力分析如图所示
由力的平衡条件可知
1tan F mg θ=
2cos mg
F θ
=
小球运动的过程中，θ增大，所以F 1和F 2都增大，故B 正确，ACD 错误； 故选B 。

5．如图所示，小球先后以大小不同的水平初速度从P 点抛出，两次都落到同一水平地面上，不考虑空气阻力。

下列说法中正确的是（ ）
A ．小球初速度较小时，在空中运动的时间较短
B ．小球初速度较大时，水平方向的位移较大
C ．小球两次即将碰到地面时的瞬时速度相同
D ．小球两次碰撞地面前瞬间的动量方向是平行的 【答案】B
【解析】A ．平抛运动，下落时间由高度决定，而两球下落高度相同，则两球下落时间相同，即在空中运动的时间相同。

故A 错误； B ．根据公式
x vt =
可知，时间相同，则小球初速度较大时，水平方向的位移较大。

故B 正确； C ．设小球落地时，速度与水平方向的夹角为θ，则
tan y v gt v v θ=
=
可知，初速度不同，小球落地时，速度与水平方向的夹角为θ不同，则落地速度不同。

故C 错误； D ．根据动量的定义
p mv =
可知，两次落地时速度方向不同，则动量方向也不平行。

故D 错误。

故选B 。

6．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中C 为ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ）
A ．q 1、q 2为等量异种电荷
B ．N 、
C 两点间场强方向沿x 轴负方向
C ．N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大 D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小 【答案】C
【解析】A ．根据q 1左侧和q 2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，故A 错误； B ．N 、C 间的电场方向沿x 轴正方向，C 点场强为0，故B 错误；
C ．根据N →
D 间图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，故C 正确； D ．正电荷从N 移到D ，由
E p ＝qφ知，电势能先减小后增大，故D 错误。

故选C 。

7．如图所示，纸面上a 、b 、c 三点构成一个等边三角形，a 、b 、d 三点构成一个等腰直角三角形，两根长直导线垂直纸面分别放置在a 、b 两点处，通以图示方向的大小相等的电流，整个装置处在一匀强磁场当中，c 点处磁感应强度为零。

已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度的大小满足kI
B r
=
（式中I 为电流强度，r 为该点到导线的距离，k 为常量且大于零），a 、b 间的距离为L ，导线中电流强度大小为
0I 。

下列说法正确的是（ ）
A ．匀强磁场的磁感应强度大小为0
3kI ，方向垂直ab 向右 B ．匀强磁场的磁感应强度大小为
kI L
，方向平行于ab 向下 C ．d 点的磁感应强度大小为
(
)
32kI L
+，方向平行于ab 向上
D ．d 点的磁感应强度大小为0
5kI ，方向垂直ab 向右 【答案】C
【解析】AB ．由右手螺旋定则和平行四边形定则知两根导线中的电流在c 点产生的磁感应强度及叠加情况如图所示，两通电导线在c 处产生磁场的磁感应强度大小为
a b kI B B L
==
两通电导线在c 点产生磁场的磁感应强度的矢量和
33ab a kI B B ==
方向平行于ab 向下，由于c 点的磁感应强度为零，所以匀强磁场的磁感应强度大小为
03ab B B kI ==
方向平行于ab 向上，AB 错误；
CD ．同理可得两通电导线在d 点产生的磁感应强度及叠加情况如图所示
两通电导线在d 处产生磁场的磁感应强度大小
02
2
a
b kI B B L L ''===
其矢量和为
22=ab
a kI B B L
''= 方向平行于ab 向上，d 点的磁感应强度
()
032ab
kI B B B L
+'=+=
方向平行于ab 向上，C 正确，D 错误。

故选C 。

8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。

如图为一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一。

现在加在电灯上的电压是（ ）
A ．M U
B M
2 C ．
M
4
U D ．
M
2
U 【答案】D
【解析】设交流电的有效值为U ，将交流电与直流电分别通过相同电阻R ，分析一个周期内热量 交流电
M 12(
)
2
T Q =
直流电
2
2U Q T R
=
由
12Q Q =
得
M
2
U U =
故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

9．如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。

斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数相同，取地面为零势能参考面，该过程中，物块的机械能E 与水平位移x 关系的图像是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】设开始的高度为h ，最初的机械能
E =mgh
机械能变化等于除重力以外其他力做功，外力做负功，机械能减小，在斜面上向下运动时
f =μm
g cos θ
l =
cos x
θ
E =mgh -μmg cos cos x
θθ
=mgh -μmgx
在水平面上运动时
f =μm
g E′=E -μmgx ′
μ相同，故E 随x 变化是线性变化，为同一条直线，直到变为0。

故选D 。

10．2020年5月31日上午，SpaceX“龙”载人飞船与国际空间站实现对接．其中的某段运动可近似为如图所
示的情境，圆形轨道Ⅰ为国际空间站运行轨道，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A 点，载人飞船在A 点与国际空间站完成对接，设圆形轨道Ⅰ的半径为r ，地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，地球的自转周期为T ，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，下列说法正确的是（ ）
A ．根据题中信息，可求出地球的质量232
4πr M GT
= B ．Spacex“龙”载人飞船与国际空间站对接时，需要在A 点减速
C ．国际空间站运动的周期为3
2
2πr gR
D ．国际空间站运动的周期与SpaceX“龙”载人飞船在椭圆轨道Ⅱ3322r a 【答案】C
【解析】A ．国际空间站做匀速圆周运动，设国际空间站运动的周期为1T ，由万有引力提供向心力有
2221
4πMm G mr r T = 解得地球质量
232
1
4πr M GT = 国际空间站运动的周期与地球的自转周期T 不相等，选项A 错误；
B ．SpaceX“龙”载人飞船从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆形轨道Ⅰ上，需要做离心运动，故需要在A 点加速才能实现对接，选项B 错误；
C ．对地球表面上的物体有
02
Mm G
m g R = 可得国际空间站运动的周期
3
12
2r T gR =
选项C 正确；
D ．设载人飞船运动的周期为2T ，根据开普勒第三定律有
33
2
221
a r T T = 则国际空间站运动的周期与SpaceX“龙”载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期之比为33:r a ，选项D 错误。

故选C 。

11．如图所示，abcd 为水平固定的足够长的“⊂”形金属导轨，间距为L ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计。

足够长的金属棒MN 倾斜放置，与导轨成夹角θ=30°，金属棒单位长度的电阻为r ，保持金属棒以速度v 垂直于杆匀速运动（金属棒尚未脱离导轨），金属棒与导接触良好，则通过金属棒中的电流为（ ）
A ．
4Bv
r
B ．
2Bv r
C ．
Bv r
D 3Bv
【答案】C
【解析】导体切割磁感线运动产生的感应电动势为
2sin L
E Blv B
v BLv θ
=== 导体的电阻为
2sin L
R r
rL θ
== 电路中感应电流的大小为
22E BLv Bv I R rL r
=
== C 正确ABD 错误。

故选C 。

二、非选择题:共5题，共56分。

其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12．某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。

把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab 与桌子边缘及木板均平行。

每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。

①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。

A ．实验时应保持桌面水平 B ．每次应使钢球从静止开始释放 C ．使斜面的底边ab 与桌边重合 D ．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m ，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm 、25.0cm 、35.0cm ，示意如图2。

重力加速度210m /s g ，钢球平抛的初速度为________m/s 。

③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。

【答案】AB 2 方便调整木板保持在竖直平面上
【解析】①[1]A ．实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A 正确； B ．为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置静止释放，故B 正确；
CD ．实验只要每次钢球抛出时速度相同即可，斜面底边ab 与桌面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小对于每次抛出的速度无影响，故C 错误，D 错误。

故选AB 。

②[2] 每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m ，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，刚球抛出后在竖直方向做自由落体运动，根据2x gT ∆=可知相邻两点的时间间隔为
2
2515
10
s=0.1s 10
T
刚球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球初速度为
0.2
m/s=2m/s 0.1
x
v
T ③[3]悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。

13．某同学利用图（a ）所示电路测量量程为2.5V 的电压表V 的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R （最大阻值99999.9Ω），滑动变阻器R 1（最大阻值50Ω），滑动变阻器R 2（最大阻值5kΩ），直流电源E （电动势3V ），开关1个，导线若干。

实验步骤如下：
①按电路原理图（a ）连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a ）中最左端所对应的位置，闭合开关S ； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V ，记下电阻箱的阻值。

回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器___________（填“R 1”或“R 2”）。

(2)根据图（a ）所示电路将图（b ）中实物图连线________________。

(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电
压表的内阻为_____Ω（结果保留到个位）。

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_______（填正确答案标号）。

A ．100μA
B ．250μA
C ．500μA
D ．1mA 【答案】R 1 图见解析 2520 D
【解析】(1)[1]．本实验利用了类似半偏法测电压表的内阻，实验原理为接入电阻箱时电路的总电阻减小的很小，需要滑动变阻器为小电阻，故选R 1可减小实验误差． (2)[2]．滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：
(3)[3]．电压表的内阻V R 和R 串联，分压为2.0V 和0.5V ，则
V 446302520R R ==⨯Ω=Ω．
(4)[4]．电压表的满偏电流
2.5V 1mA 2520Ω
V R U I R =
== 故选D ．
14．通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率（即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N 的比值），可研究中子（1
0n ）的β衰变。

中子衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的
反中微子e ν。

如图所示，位于P 点的静止中子经衰变可形成一个质子源，该质子源在纸面内各向均匀地发射N 个质子。

在P 点下方放置有长度 1.2m L =以O 为中点的探测板，P 点离探测板的垂直距离OP 为a 。

在探测板的上方存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

已知电子质量31
2e 9.110
kg 0.51MeV /c m -=⨯=，中子质量2n 939.57MeV /c m =，质子质量
2p 938.27MeV /c m =（c 为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。

若质子的动量211814.810kg m s 310MeV s m p ----=⨯⋅⋅=⨯⋅⋅。

（1）写出中子衰变的核反应式，求电子和反中微子的总动能（以MeV 为能量单位）； （2）当0.15m a =，0.1T B =时，求计数率；
（3）若a 取不同的值，可通过调节B 的大小获得与（2）问中同样的计数率，求B 与a 的关系并给出B 的范围。

【答案】(1) 0.7468MeV (2)
2
3
(3) 15T 40
B 【解析】（1）核反应方程满足质量数和质子数守恒：
111
0e
11n p e ν-→++ 核反应过程中：
()222n p e 0.79MeV d E m c m c m c ∆=-+=
根据动量和动能关系：
2
p p
0.0432MeV 2k p E m ==
则总动能为：
e νp 0.7468MeV d k E E E E +=∆-=
（2）质子运动半径：
0.3m p
R eB
=
= 如图甲所示：
打到探测板对应发射角度：
6
π
αβ=
=
可得质子计数率为：
42323
π
ηπ==
（3）在确保计数率为2
3
η=
的情况下： 2R a '=
即：3
200B a
=
如图乙所示：
恰能打到探测板左端的条件为：
22
2max max
444
R L R
-=
即：15
T B
15．如图所示，鼓形轮的半径为R ，可绕固定的光滑水平轴O 转动。

在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m 的小球，球与O 的距离均为2R 。

在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M 的重物。

重物由静止下落，带动鼓形轮转动。

重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω。

绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g 。

求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v ；
(2)重物落地后一小球转到水平位置A ，此时该球受到杆的作用力的大小F ； (3)重物下落的高度h 。

【答案】(1)2v
R ω；(2)24
2
4F
m R g ω
；(3)22162M
m R H
Mg
ω
【解析】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω，则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为
2v R ω
(2)小球匀速转动，当在水平位置时设杆对球的作用力为F ，合力提供向心力，则有
2
2
2
2v F
mg
m R
结合(1)可解得杆对球的作用力大小为
2424F m R g ω
(3)设重物下落高度为H ，重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统，根据系统机械能守恒可知
22111
422
MgH
Mv mv 而重物的速度等于鼓形轮的线速度，有
1v R ω=
联立各式解得
22162M
m R H
Mg
ω
16．如图，虚线MN 左侧有一个正三角形ABC ，C 点在MN 上，AB 与MN 平行，该三角形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场；MN 右侧的整个区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正电的离子（重力不计）以初速度0v 从AB 的中点O 沿OC 方向射入三角形区域，偏转60︒后从MN 上的Р点（图中未画出）进入MN 右侧区域，偏转后恰能回到O 点。

已知离子的质量为m ，电荷量为q ，正三角形的边长为d ： (1)求三角形区域内磁场的磁感应强度；
(2)求离子从O 点射入到返回O 点所需要的时间；
(3)若原三角形区域存在的是一磁感应强度大小与原来相等的恒磁场，将MN 右侧磁场变为一个与MN 相切于P 点的圆形匀强磁场让离子从P 点射入圆形磁场，速度大小仍为0v ，方向垂直于BC ，始终在纸面内运动，到达О点时的速度方向与OC 成120︒角，求圆形磁场的磁感应强度。

【答案】(1)02
mv B qd =
；(2)0
(1133)3d
t v π+=；(3)见解析 【解析】(1)画出粒子运动轨迹如图
粒子在三角形ABC 中运动时，有
2
00v qBv m r = 0
2r
T v π=
又粒子出三角形磁场时偏转60︒，由几何关系可知
2
d r =
联立解得
2mv B qd
=
10
66T d t v π=
= (2)粒子从D 运动到P ，由几何关系可知
sin 60CP d DP CP ==︒
运动时间
200
DP t v =
=
粒子在MN 右侧运动的半径为
2r d '=
则有
2
00v qB v m r
'=' 0
2r T v π''=
运动时间
30
51063d t T v π'==
故粒子从O 点射入到返回O 点所需要的时间
1230
(112()3d
t t t t v π+=++=
(3)若三角形ABC 区域磁场方向向里，则粒子运动轨迹如图中①所示，有
cos 60cos 602
d
R R d +︒=+
︒ 解得
56
R d =
此时根据2
020v qB v m R
=有
265mv B qd
=
若三角形ABC 区域磁场方向向外，则粒子运动轨迹如图中②所示，有
cos 60-cos 602
d
R R d ''+︒=︒
解得
12
R d '=
此时根据2
030v qB v m R ='
有
32mv B qd
=。