江苏省南通市2021届新高考物理仿真第一次备考试题含解析

江苏省南通市2021届新高考物理仿真第一次备考试题
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
1．一物块由O点下落，到A点时与直立于地面的轻弹簧接触，到B点时速度达到最大，到C点时速度减为零，然后被弹回．物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内，则物块()
A．从A下降到B的过程中，合力先变小后变大
B．从A下降到C的过程中，加速度先增大后减小
C．从C上升到B的过程中，动能先增大后减小
D．从C上升到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
【答案】C
【解析】
【详解】
A．从A下降到B的过程中，物块受到向下的重力，弹簧向上的弹力和向上的空气阻力，重力大于弹力和空气阻力之和，弹力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度逐渐变小，到B点时速度达到最大，此时=-
kx mg f
合力为零，则从A下降到B的过程中合力一直减小到零，故A错误；
B．从A下降到B的过程中，弹簧的弹力和空气阻力之和小于重力，物块的合力逐渐向下，加速度逐渐减小到零；从B下降到C的过程中，物块的合力向上，加速度向上逐渐增大，则从A下降到C的过程中，加速度先减小后增大，故B错误；
C．从C上升到B的过程中，开始弹力大于空气阻力和重力之和，向上加速，当加速度减为零时
'=+
kx mg f
'>，位置在B点下方，速度达到向上的最大，此后向上做变减速直线运动，故从C上此时的压缩量x x
升到B的过程中，动能先增大后减小，故C正确；
D．对于物块和弹簧组成的系统，由于空气阻力做功，所以系统的机械能减小，即物块的动能、重力势能与弹性势能之和减小，从C上升到B的过程中，物块的动能先增大后减小，则系统的重力势能与弹性势能之和在动能最大之前是一直减小，之后就不能确定，故D错误。

故选C。

2．静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（）
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C ．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D ．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】
梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，不符合题意．故A 错误；带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引属于静电感应现象，是静电现象，不符合题意．故B 错误；小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象．故C 正确．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电，也是静电现象，不符合题意．故D 错误；本题选不属于静电现象的，故选C ．
点睛：静电是因为摩擦使物体带电的现象，平时所见到的摩擦起电现象都是一种静电现象．如：塑料的梳子梳理干燥的头发的时候，头发和梳子会粘在一起，而且会产生噼啪的响声；玻璃棒和丝绸摩擦，用玻璃棒可以吸引碎纸片玻璃棒带正电，丝绸带负电；毛皮和橡胶棒摩擦也产生静电，现象和上面一样橡胶棒带负电，毛皮带正电；注意闪电不属于静电，静电积累到一定程度，正负电子引诱，而产生的放电现象． 3．如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB 组成，A 点为抛物线顶点，已知A 、B 两点间的高度差h ＝0.8 m ，A 、B 两点间的水平距离x ＝0.8 m ，重力加速度g 取10 m/s 2，一小环套在轨道上的A 点，下列说法正确的是
A ．小环以初速度v 0＝2 m/s 从A 点水平抛出后，与轨道无相互作用力
B ．小环以初速度v 0＝1 m/s 从A 点水平抛出后，与轨道无相互作用力
C ．若小环从A 点由静止因微小扰动而滑下，到达B 点的速度为25/m s
D ．若小环从A 点由静止因微小扰动而滑下，到达B 点的时间为0.4s
【答案】A
【解析】
【详解】
AB ．小环以初速度v 0＝2 m/s 从A 点水平抛出，下落0.8 m 用时
20.4s h t g
== 水平位移为x=v 0t=0.8 m ，其轨迹刚好与光滑轨道重合，与轨道无相互作用力，A 正确，B 错误； C ．根据机械能守恒定律
mgh＝1
2
mv2
到达B点的速度
22100.84m/s
v gh
==⨯⨯=
C错误；
D．小环沿轨道下落到B点所用的时间比平抛下落到B点所用的时间长，大于0.4 s，D错误．
故选A。

4．下列说法中正确的是（）
A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
B．汤姆逊通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构
C．氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．天然放射现象揭示了原子核有复杂结构，A错误；
B．汤姆逊发现电子揭示了原子具有复杂结构，而不是原子核具有复杂的结构，B错误
C．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论，C正确；
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，D错误。

故选C。

5．在地面上发射空间探测器用以探测其他行星，探测器的发射过程有三个主要阶段。

先将探测器发射至地球环绕轨道，绕行稳定后，再开动发动机，通过转移轨道运动至所探测行星的表面附近的合适位置，该位置很接近星球表面，再次开动发动机，使探测器在行星表面附近做匀速圆周运动。

对不同行星，探测器在其表面的绕行周期T与该行星的密度ρ有一定的关系。

下列4幅图中正确的是（）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】
【详解】
设行星质量为M ，半径为R 。

则由
222()Mm G m R R T
π= 可得探测器在行星表面绕行的周期
2T =行星的体积343
V R π=，又有M V ρ= 解以上各式并代入数据得
231T G πρ
=⋅ 取对数得
113lg lg lg 22T G
πρ=-+ 对照题给函数图像，B 正确，ACD 错误；
故选B 。

6．在实验室观察到如下的核反应。

处于静止状态的铝原子核2713Al ，受到一个运动粒子撞击后，合在一起成为一个处于激发态的硅原子核2814Si 。

对此核反应下列表述正确的是（ ）
A ．核反应方程为2712813114Al n Si +→
B ．该核反应是核聚变反应
C ．新生成的2814Si 与29
14Si 是同位素
D ．新生成的2814Si 处于静止状态 【答案】C
【解析】
【详解】 A ．该反应过程的质量数和电荷数均守恒，但反应物11n 错误，应为1
1H ，故A 错误；
B ．该反应的类型为人工转变，不是核聚变反应，故B 错误；
C ．2814Si 与2914Si 的电荷数相同，属于同一种元素，二者为同位素，故C 正确；
D ．核反应过程中遵守动量守恒，反应前2713Al 静止，则生成的硅原子核28
14Si 应与反应前撞击粒子的速度方向相同，故D 错误。

故选C 。

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．当你走进家电市场，可以看到各种各样的家用电磁炉（如图）。

电磁炉作为厨具市场的一种灶具，它打破了传统的明火烹调方式，通常是利用磁场使置于炉面上的锅子出现涡流，再通过电流的热效应，使锅子产生高温以烹煮食物。

下列有关此种电磁炉与所用锅子的说法中正确的是（）
A．锅和电磁炉内部发热线圈盘相当一个高频变压器，内部线圈是变压器初级线圈，锅是次级线圈B．电磁炉使用的是随时间变化的磁场
C．电磁炉所用的锅子必须是热的绝缘体
D．电磁炉所用的锅子必须是电的绝缘体
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器初级线圈，锅是次级线圈，当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电流，感应电流通过锅体自身的电阻发热，故A正确；
B．法拉第的电磁感应原理说明当通过一导体的磁场随时间变化时，导体上产生感应电流，故B正确；C．当锅子通过电流时，锅子必须产生高温才能对水加热，故锅子不能为热的绝缘体，故C错误；D．电磁炉上面所用的锅子必须是电的良导体，当电磁炉的线圈产生随时间而变化的磁场时，锅子才能产生感应电流，故D错误；
故选AB。

8．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。

金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动。

电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。

下列关于该传感器的说法正确的是（）
A．在汽车向右匀速直线运动过程中电路中没有电流
B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流
C．在汽车向右做加速度增大的减速运动过程中电介质所处的位置电势升高
D ．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的电流
【答案】AD
【解析】
【详解】
A ．当汽车向右匀速直线运动时，电介质位置不变，根据电容的决定式
r 4S C kd
επ= 可知电容器的电容不变，因两板电压不变，根据电容的定义式 Q C U =
可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，A 正确；
B ．当汽车以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，根据电容器的决定式可知电容器的电容不变，因两极的电压不变，根据电容器的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，B 错误；
C ．电容器两端与电源连接，电压等于电源电压不变，两板间距不变，电容器两板之间形成的匀强电场不变，根据匀强电场中电势差与场强的关系
U Ed =
可以推断电介质所处位置电势不变， C 错误；
D ．当电路中有顺时针方向的电流时，说明电容器处于充电状态，因电容器两端电压等于电源电压不变，根据
Q CU =
可知电容器的电容C 增大导致电容器所带电荷量增加，根据电容器的决定式
r 4S C kd
επ= 可知插入极板间电介质加深，弹簧越拉越长，合力向右增大，汽车向右做加速度增大的加速运动符合上述结果，D 正确。

故选AD 。

9．下列说法正确的是________。

A ．单摆的周期与振幅无关
B ．机械波和电磁波都可以在真空中传播
C ．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
D ．两列波产生干涉现象，振动加强区域与振动减弱区域交替排列
【答案】AD
【解析】
【详解】
A ．单摆周期为：
T ＝2πL g
与振幅无关，A 正确；
B ．机械波必须在弹性媒介中传输，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，故B 错误.
C ．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时发生共振，C 错误；
D ．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，D 正确． 10．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经过M 、Q 到N 的运动过程中( )
A ．从P 到M 所用的时间等于04
T B ．从Q 到N 阶段，机械能逐渐变大
C ．从P 到Q 阶段，速率逐渐变小
D ．从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功
【答案】CD
【解析】
【详解】
A ．海王星在PM 段的速度大小大于MQ 段的速度大小，则PM 段的时间小于MQ 段的时间，所以P 到M 所用的时间小于04
T ，故A 错误； B ．从Q 到N 的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B 错误；
C ．从P 到Q 阶段，万有引力做负功，速率减小，故C 错误；
D ．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D 正确。

故选D 。

11．如图所示是一玻璃球体，O 为球心，cO 水平，入射光线ab 与cO 平行，入射光线ab 包含a 、b 两种单色光，经玻璃球折射后色散为a 、b 两束单色光．下列说法正确的是（ ）
A ．a 光在玻璃球体内的波长大于b 光在玻璃球体内的波长
B ．上下平移入射光线ab ，当入射点恰当时，折射光线a 或b 光可能在球界面发生全反射
C ．a 光在玻璃球内的传播速度大于b 光在玻璃球内的传播速度
D ．在同一双缝干涉实验中，仅把a 光照射换用b 光，观察到的条纹间距变大
【答案】AC
【解析】
【详解】
A ．由图可知，b 光的折射程度比a 光大，可知玻璃对b 光的折射率比a 光大，b 光的频率较大，则b 光的波长较小，选项A 正确；
B ．因光线ab 从玻璃球中出射时的入射角等于进入玻璃球中的折射角，可知此角总小于临界角，则折射光线a 或b 光不可能在球界面发生全反射，选项B 错误；
C ．根据v=c/n 可知，因为玻璃对b 光的折射率比a 光大，则a 光在玻璃球内的传播速度大于b 光在玻璃球内的传播速度，选项C 正确；
D ．根据l x d
λ∆=可知，因b 光的波长较小，则在同一双缝干涉实验中，仅把a 光照射换用b 光，观察到的条纹间距变小，选项D 错误．
12．如图所示，一段均匀带电的34绝缘圆弧，所带电荷量为q -。

圆弧圆心为O ，两端点分别为P 、Q 、M 、N 为圆弧上的两点，且PN 和MQ 均为直径。

已知O 点场强大小为0E ，电势为0ϕ。

则圆弧PM 在圆心O 点处产生的场强E 的大小和电势ϕ分别为（ ）
A ．03E E =
B ．0E E =
C ．0
3ϕϕ= D ．0ϕϕ=
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．根据对称性可知圆弧PM 和QN 在0点的合场强为0，圆弧MN 在O 点的场强为整个圆弧所带电荷在O 点处的场强0E ，又圆弧PM 、MN 和NQ 在O 点处的场强大小相等，则圆弧PM 在圆心处的场强大小0E E =，选项A 错误，B 正确；
CD ．电势为标量，圆弧PM 、MN 和QN 在O 点的电势ϕ相等，03ϕϕ=
，选项C 正确，D 错误。

故选BC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d=____mm ，在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．
（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x ．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t ，则此时滑块的速度v=_____．
（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m ，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m 与它通过光电门时的速度v 的值，根据这些数值，作出v 2-m -1图象如图乙所示．已知当地的重力加速度为g ，由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=___；弹性势能等于E P =____．
【答案】5.70mm
d t 2b gx 2P b E a ＝ 【解析】
【详解】
（1）[1]．由乙图知，游标卡尺读数为0.5cm+14×
0.05mm=5.70mm ； （2）[2]．滑块经过光电门的速度为v d t
=
； （3）[3][4]．根据能量守恒 21m 2
p E mgx v μ=+ 整理得
2122p v E gx m
μ=- 结合图象得： 2p b E a =
得
2p b E a
= b mgx μ=
得
μ2b gx
= . 14．某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为60Hz ，图示为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为连续计数点，相邻两计数点间还有2个打点未画出。

从纸带上测出s 1=5.21cm 、s 2=5.60cm 、s 3=6.00cm 、s 4=6.41cm 、s 5=6.81cm ，则打点计时器每打相邻两个计数点的时间间隔是__________s ；小车的加速度a=_____________m/s 2；打计数点“5”时，小车的速度5v =________m/s 。

(后两空均保留三位有效数字)
【答案】0.05 1.61 1.40
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由题知相邻两计数点间还有2个打点未画出，则两个计数点的时间间隔是
13s 0.05s 60
T =⨯= [2] 根据匀变速直线运动的推论公式
2x aT ∆=
可以求出加速度的大小，则有
254212 1.61m s 6s s s s a T
+--== [3] 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有 2454 6.41 6.8110m /s 1.32 m /s 220.05s s v T -++=
=⨯≈⨯ 则打计数点“5”时，小车的速度
54 1.40m/s v v aT =+=
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，水平放置的轻质弹簧原长为2L ，一端与质量12kg m =的物块P 接触但不连接，另一端固定在A 点，光滑水平轨道AB 长度为5L.长度为0 2.5m L =的水平传送带分别与B 端和水平光滑轨道CD 平滑连接，物块P 与传送带之间的动摩擦因数0.2μ=，传送带始终以2m /s v =的速率顺时针匀速转动.
质量为26kg m =小车放在光滑水平轨道上，位于CD 右侧，小车左端与CD 段平滑连接，小车的水平面长度10.5m L =，右侧是一段半径0.5m R =的四分之一光滑圆弧，物块P 与小车水平上表面的动摩擦因数10.1μ=.用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度L ，然后放开，P 开始沿轨道运动，冲上传送带后开始做减速运动，到达传送带右端时速度恰好与传送带速度大小相等.重力加速度大小2
10m /s g =求： （1）弹簧压缩至长度L 时储存的弹性势能P E
（2）物块P 在小车圆弧上上升的最大高度H
（3）要使物块P 既可以冲上圆弧又不会从小车上掉下来，小车水平面长度的取值范围
【答案】（1） 14J ；（2）0.1m ；（3）0.75m 1.5m L <…。

【解析】
【详解】
（1）设物块P 离开弹簧时的速度为0v ，在物块与弹簧相互作用过程中，由机械能守恒定律
02p 112
E m v =① 物块在传送带上运动过程中，由动能定理有
22101101122
m gL m v m v μ-=-② 联立①②代入数据可得
14J P E =
（2）当物块运动到小车的最高点时，对于P 与小车构成的系统动量守恒，则
()1121m v m m v =+③
由能量守恒定律有
()22112111111122
m v m m v m gH m gL μ=+++④ 联立③④代入数据可得
0.1m H =
（3）设当小车水平面长度为2L 时，物块到达小车水平右端时与小车有共同速度1v ，则
()2211211121122
m v m m v m gL μ=++⑤ 联立③⑤代入数据可得
2 1.5m L =
设当小车水平长度为3L 时，物块到达小车水平左端时与小车有共同速度1v ，则 ()22112111311222
m v m m v m gL μ=++⑥ 联立③⑥代入数据可得
30.75m L =
要使物块P 既可以冲上圆弧乂不会从小车上掉下宋，小车水平长度的取值范围： 0.75m 1.5m L <…
16．如图所示，质量为2
m 的带有圆弧的滑块A 静止放在光滑的水平面上，圆弧半径R=1.8m ，圆弧的末端点切线水平，圆弧部分光滑，水平部分粗糙，A 的左侧紧靠固定挡板，距离A 的右侧S 处是与A 等高的平台，平台上宽度为L=0.5m 的M 、N 之间存在一个特殊区域，B 进入M 、N 之间就会受到一个大小为F=mg 恒定向右的作用力。

平台MN 两点间粗糙，其余部分光滑，M 、N 的右侧是一个弹性卡口，现有一个质量为m 的小滑块B 从A 的顶端由静止释放，当B 通过M 、N 区域后碰撞弹性卡口的速度v 不小于5m/s 时可通过弹性卡口，速度小于5m/s 时原速反弹，设m=1kg ，g=10m/s 2，求：
(1)滑块B 刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大？
(2)若A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.5，保证A 与平台相碰前A 、B 能够共速，则S 应满足什么条件？
(3)在满足(2)问的条件下，若A 与B 共速时，B 刚好滑到A 的右端，A 与平台相碰后B 滑上平台，设B 与MN 之间的动摩擦因数0＜μ＜1，试讨论因μ的取值不同，B 在MN 间通过的路程。

【答案】 (1)30N ；(2)S ＞0.8m ；(3)见解析
【解析】
【详解】
(1)设B 滑到A 的底端时速度为v 0，根据机械能守恒定律得
2012
mgR mv = 小球在圆弧底端合力提供向心力有
20N v F mg m R
-= 联立各式并代入数据得v 0＝6m/s ；F N ＝30N 。

根据牛顿第三定律可知滑块对圆弧底端的压力为30N 。

(2)设AB 获得共同速度为v 1，以向右为正方向，由动量守恒定律得
012m mv m v ⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭ 代入数据解得：v 1=4m/s ；对A 应用动能定理得
211022
AB m mgS v μ⨯=⨯- 代入数据解得：S=0.8m ，即保证A 与平台相碰前A 、B 能够共速，S 应满足S ＞0.8m 。

(3)设B 到达卡口的速度v 2＝5m/s ，B 将从平台右侧离开，此时B 与M 、N 的动摩擦因数为μ1，由动能定理得
221211122
FL mgL mv mv μ-=- 解得：μ1=0.1，即0＜μ≤0.1，B 从卡口右侧离开，通过的路程
S 1＝L ＝0.5m
如果B 到达卡口的速度小于5m/s ，B 将被弹回，进入NM 后做减速运动，到达M 点速度恰好为零，设此时的动摩擦因数为μ2，则
2211202
mg L mv μ-⨯=- 解得μ2=0.8即0.1＜μ≤0.8，B 从M 左侧离开，通过的路程
2220.5m 1m S L ⨯=＝＝
如果0.8＜μ＜1，B 经与卡口碰撞、往返多次后最终静止在N 点，通过的路程S 3，由动能定理得
231102
FL mgS mv μ-=- 解得
S 3＝1.3μ（m ）
17．滑雪者高山滑雪的情景如图所示。

斜面直雪道的上、下两端点的高度差为10m ，长度为30m 。

滑雪者先在水平雪面上加速运动，至斜面雪道上端点时的速度达8m/s 。

滑雪者滑行至斜面雪道下端点时的速度为12m/s 。

滑雪者的质量为75kg ，求：（g 取210m/s ，计算结果保留2位有效数字）
(1)滑雪者在空中的运动时间；
(2)滑雪者在斜面直雪道上运动损失的机械能。

【答案】 (1)0.57s t ≈；(2)3
4.510J E ∆=⨯损
【解析】
【详解】
(1)平抛运动过程，水平位移为
0x v t =
竖直位移为
212
y gt = 由几何关系得
y x =解得
0.57s t ≈
(2)从雪道上端至下端的过程，由功能关系得
2201122E mgh mv mv ⎛⎫∆=+- ⎪⎝⎭
损 解得
34.510J E ∆=⨯损。