福建省福州市2021届新高考物理考前模拟卷(2)含解析

福建省福州市2021届新高考物理考前模拟卷（2）
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．如图，一个重为10 N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向θ=60°时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为
A．5.0 N
B．53N
C．103N
D．10.0N
【答案】A
【解析】
【详解】
ABCD．以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．
根据平衡条件得F的最小值为：
F min=Gsin60°=3，
当拉力水平向右时，拉力
F=Gtan60°=3；
所用拉力F的值不可能为A，B、C、D都有可能，故A正确，BCD错误.
2．一个单摆在海平面上的振动周期是T0，把它拿到海拔高度很高的山顶上，该单摆的振动周期变为T，关于T与T0的大小关系，下列说法中正确的是（）
A．T=T0B．T>T0
C．T<T0D．无法比较T与T0的大小关系
【答案】B
【分析】
【详解】 单摆的周期公式2πL T g
=，其放在高度很高的山顶上，重力加速度变小，其振动周期一定大，即 0T T >
故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

3．如图所示，空间中存在着由一固定的负点电荷Q(图中未画出)产生的电场．另一正点电荷q 仅在电场力作用下沿曲线MN 运动，在M 点的速度大小为v 0，方向沿MP 方向，到达N 点时速度大小为v ，且v< v 0，则( )
A ．Q 一定在虚线MP 下方
B ．M 点的电势比N 点的电势高
C ．q 在M 点的电势能比在N 点的电势能小
D ．q 在M 点的加速度比在N 点的加速度小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A 、场源电荷带负电，检验电荷带正电，它们之间是吸引力，而曲线运动合力指向曲线的内侧,故Q 应该在轨迹的内侧，故A 错；
B 、试探电荷从M 到N 速度减小,说明M 点离场源电荷较近,越靠近场源电荷电势越低，所以M 点的电势比N 点的电势低，故B 错误；
C 、只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,N 点动能小,故在N 点电势能大,故C 正确；
D 、离场源电荷越近，场强越大，加速度越大，所以q 在M 点的加速度比在N 点的加速度大，故D 错误； 故选C
【点睛】
曲线运动合力指向曲线的内侧,题中只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,正电荷在电势越高的点电势
解决电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹的综合问题应熟练掌握以下知识及规律:
(1)带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧.
(2)该点速度方向为轨迹切线方向.
(3)电场线或等差等势面密集的地方场强大.
(4)电场线垂直于等势面.
(5)顺着电场线电势降低最快.
4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（ ）
A ．t=0.005s 时线框的磁通量变化率为零
B ．t=0.01s 时线框平面与中性面重合
C ．线框产生的交变电动势有效值为300V
D ．线框产生的交变电动势频率为100Hz
【答案】B
【解析】
【分析】
由图乙可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于那个面上；由图像还可知电动势的峰值和周期。

根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值；根据周期和频率的关系可求频率。

【详解】
A ．由图乙知t=0.005s 时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律
ΔΔE n t
Φ= 可知，磁通量的变化率最大，但线圈与磁场平行磁通量为零，故A 错误。

B ．由图乙可知t=0.01时刻，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B 正确。

CD ．由图乙可知，该交变电流的周期为 T=0.02s ，电动势最大值为E m =311V 。

根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为
m 22311V 220V 22
E E === 据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为
故CD 错误。

故选B 。

【点睛】
本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图像得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系。

5．四个水球可以挡住一颗子弹！如图所示，是央视《国家地理》频道的实验示意图，直径相同（约30cm 左右）的4个装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，气球薄皮对子弹的阻力忽略不计。

以下判断正确的是（ ）
A ．子弹在每个水球中的速度变化相同
B ．每个水球对子弹做的功不同
C ．每个水球对子弹的冲量相同
D ．子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．子弹向右做匀减速运动，通过相等的位移时间逐渐缩短，所以子弹在每个水球中运动的时间不同。

加
速度相同，由v at =V
知，子弹在每个水球中的速度变化不同，选项A 错误； B ．由W fx =-知，f 不变，x 相同，则每个水球对子弹的做的功相同，选项B 错误；
C ．由I ft =知，f 不变，t 不同，则每个水球对子弹的冲量不同，选项C 错误；
D ．子弹恰好能穿出第4个水球，则根据运动的可逆性知子弹穿过第4个小球的时间与子弹穿过前3个小球的时间相同，子弹穿出第3个水球的瞬时速度即为中间时刻的速度，与全程的平均速度相等，选项D 正确。

故选 D 。

6．如图所示，质量为m 、长度为L 的导体棒MN 的电阻为R ，初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为E 、内阻为r 。

匀强磁场的磁感应强度大小为B ，其方向斜向上与轨道平面成θ角且垂直于导体棒MN 开关闭合后，导体棒仍静止，则导体棒MN 所受摩擦力的大小和方向分别为（ ）
A ．sin BEL R r
θ+，方向向左 B ．sin BEL R r θ+，方向向右 C ．cos BEL R r θ+，方向向左 D ．
cos BEL R r θ+，方向向右 【答案】A
【解析】
【详解】
磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力大小
BEL F BIL R r
==+ 方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下。

其水平向右的分量大小为
sin x F F θ=
由力的平衡可知摩擦力大小为
sin x BEL f F R r
θ==+ 方向向左。

选项A 项正确，BCD 错误。

故选A 。

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．下列说法正确的是____________.
A ．液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致
B ．水黾可以停在水面上是因为存在表面张力
C ．不管是单晶体还是多晶体，它们都有固定的熔点
D ．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
E. 热量能够从低温物体传到高温物体
【答案】BCE
A ．液体表面层内的分子比较稀疏，分子间作用力表现为引力，故A 错误；
B ．水黾可以停在水面是因为存在表面张力，故B 正确；
C ．只要是晶体就有固定熔点，故C 正确；
D ．气体能充满整个容器，是气体分子不停做无规则运动的结果，故D 错误；
E ．热量可以从低温物体传到高温物体，但是要引起其他变化，这不违背热力学第二定律，故E 正确。

8．甲、乙两列简谐横波在同一介质中同向独立传播，传播方向沿x 轴正方向。

如图所示为0t =时刻的部分波形。

1s t =时刻质点Q 第一次振动至平衡位置。

对此现象，下列说法正确的是（ ）
A ．乙波的波长为20m
B ．甲波的周期为2s
C ．甲波的传播速度为2m/s
D ．0t =时刻两列波没有波峰重合处
E.0t =时刻在32.5m =x 处两列波的波峰重合
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A ．读取图象信息知波长为
8m λ=甲，20m λ=乙
所以A 正确；
B ．甲波的Q 点运动至平衡位置所需时间为
1s 4
T =甲 则甲波周期为
4s T =甲
所以B 错误；
C ．波的传播速度仅由介质决定，甲、乙两列波的速度相同，有
2m/s v T λ==甲
甲
DE ．取0t =时刻
114m x =，220m x =
两个波峰点为基准点，二者相距6m 。

假设0t =时刻两列波的波峰有相遇处，则该相遇处与两个波峰基准点的距离差为
126m k k λλ-=甲乙（1k ，2k 均为整数）
即
22126620 2.50.758
k k k k λλ++===+乙
甲 该方程式1k ，2k 无整数解。

则0t =时刻两列波波峰没有重合点。

所以D 正确，E 错误。

故选ACD 。

9．某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W ，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv （k 为常数），
已知机车的质量为M=2.0×
105kg ，机车能达到的最大速度为v m =40m/s ，重力加速度g=10m/s 2。

则下列说法正确的是（ ）
A ．机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104N
B ．常数k=1.0×103kg/s
C ．当机车以速度v=20m/s 匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104N
D ．当机车以速v=20m/s 匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W
【答案】AD
【解析】
【详解】
A ．机车的速度达到最大时所受的阻力
4m
910N P f F v ===⨯ 故A 项正确；
B ．据阻力为f=kv 可得
4
910kg/s 2250kg/s 40
f k v ⨯=== 故B 项错误；
CD ．机车以速度20m/s 匀速行驶时，则有
422225020N 4.510N f kv ==⨯=⨯
机车以速度20m/s 匀速行驶时，机车发动机的输出功率
故C 项错误，D 项正确。

10．随着北京冬奥会的临近，滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。

如图，质量为m 的运动员从高为h 的A 点由静止滑下，到达B 点时以速度v 0水平飞出，经一段时间后落到倾角为θ的长直滑道上C 点，重力加速度大小为g ，不计空气阻力，则运动员（ ）
A ．落到斜面上C 点时的速度v C =0cos 2v θ
B ．在空中平抛运动的时间t=0tan v g
θ C ．从B 点经t=0tan v g
θ时， 与斜面垂直距离最大 D ．从A 到B 的过程中克服阻力所做的功W 克=mgh －
12mv 02 【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．从
B 点飞出后，做平抛运动，在水平方向上有
0x v t =
在竖直方向上有
212
y gt = 落到C 点时，水平和竖直位移满足
200
12tan 2gt y gt x v t v θ=== 解得
02tan g
v t θ=
2201122C gy v
m m mv =- 解得
024tan 1C v v θ=+
AB 错误；
C ．当与斜面垂直距离最大时，速度方向平行于斜面，故有
00
'tan y v v v gt θ=
= 解得 0t 'an v g
t θ= C 正确；
D ．从A 到B 的过程中重力和阻力做功，根据动能定理可得
2012
m W gh v m -=
克 解得 2012
mgh W v m =-克 D 正确。

11．如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向下的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙上．当磁场的磁感应强度B 随时间t 按如图2所示的规律变化时，则在0-t 时间内
A ．杆对线圈的作用力一直是拉力
B ．轩对线圈的作用力先是拉力后是推力
C ．杆对线的作用力大小恒定
D ．杆对线圈的作用力先减小后増大
【答案】BD
【解析】
【详解】 AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力， A 错误，B 正确； CD.由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后变大，由F =BIL 可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C 错误，D 正确．
12．波源O 在t=0时刻开始做简谐运动，形成沿x 轴正向传播的简谐横波，当t=3s 时波刚好传到x=27m
A ．质点P 的起振方向沿y 轴正方向
B ．波速为6m/s
C ．0~3s 时间内，P 点运动的路程为5cm
D ．t=3.6s 时刻开始的一段极短时间内，Q 点加速度变大
E.t=6s 时P 点恰好位于波谷
【答案】ACE
【解析】
【详解】
A ．根据波动与振动方向间的关系可知，波源O 的起振方向与图中x=27m 处质点的振动方向相同，沿y 轴正方向，则质点P 的起振方向也是沿y 轴正方向，故A 正确。

B ．该波3s 内传播的距离为27m ，则波速
279m/s 3
x v t === 选项B 错误；
C ．波的周期
18s=2s 9
T v λ
== 则0~3s 时间内，P 点振动的时间为 4.513 2.5s=1T 94
t =-
= 运动的路程为5A=5cm ，选项C 正确； D ．t=3.6s 时刻质点Q 振动的时间'183.6 1.6s 9t =-=，则此时质点Q 正在从最低点向上振动，则在开始的一段极短时间内，Q 点加速度变小，选项D 错误；
E ． t=6s 时P 点已经振动了 4.536 5.5s=2T 94
s s -=，此时P 点恰好位于波谷，选项E 正确。

故选ACE 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地"的实验，开始了自由落体的研究。

某同学用如图I 所示的实验装置研究自由落体，装置中电火花式打点计时器应该接在电压为______V 、频率为f=50 Hz 的交流电源上。

实验中先闭合开关，再释放纸带。

打出多条纸带。

选择一条点迹清晰完整的纸带进行研究，那么选择的纸带打下前两个点之间的距离略小于__________mm （结果保留1位有效数字）。

选择的纸带如图2所示，图中给出了连续三点间的距离，由此可算出打下C 点时的速度为______m/s 2，当地的重力加速度为____m/s 2.（最后两空结果均保留3位有效数字）
【答案】220 2 3.91 9.75
【解析】
【详解】
[1]．电火花式打点计时器直接接在220V 的交流电源上即可。

[2]．根据纸带可知打下连续两点时间间隔
10.02s t f
== 根据自由落体运动位移公式可知，开始时相邻两点间距离
22119.80.02m 1.96mm 2mm 22
h gt ==⨯⨯=≈。

[3]．根据中点时刻的瞬间速度
3.91m/s 2BD C x v T
== [4]．根据2x gt ∆=可知
2
222(8.027.63)10m/s =9.75m/s 0.02
g --⨯=。

14．某研究性学习小组的一同学想测量一下某电阻丝的电阻率，实验室供选择的器材如下：
A ．量程0.6A ，内阻约0.5Ω的电流表
B ．量程3A ，内阻约0.01Ω的电流表
C ．量程0.6A ，内阻0.5Ω的电流表
D ．量程15V ，内阻约30kΩ的电压表
E.阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A 的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω，额定电流为1A 的滑动变阻器
G .阻值为0~99.9Ω的电阻箱
H.电动势为3V 的电池
I.开关一个、导线若干
（1）如图甲是他先用螺旋测微器测量电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径D=____mm ，用多用电表粗测了该电阻丝的电阻如图乙所示，则多用电表的读数为____Ω；
（2）该同学想用伏安法精确测量该电阻丝的电阻，他检查了一下所给器材，发现所给电压表不能用，就用电流表改装一电压表，你认为所给电压表不能用的理由是____；如果要改装成量程为3V的电压表，需要串联的电阻R=____Ω；如果他选好器材后设计了如图所示的电路，电流表他应选用_____；滑动变阻器应选用_____；
（3）该同学连好电路后，测出该电阻丝的长度为L，直径为D，然后改变滑动变阻器滑动头的位置读出两个电流表和电阻箱的若干数据，其中电流表A1、A2的读数分别用I1、I2来表示，从而测出该电阻丝的电阻率ρ，则ρ的表达式是___；(用所有测量的物理量的字母表示)
（4）如果要求电流表A2的读数从零开始，请你根据上图将电路添加一条线改画在电路图上。

（__________）【答案】2.000 5.0 因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大 4.5 A、C F
2
2
12
π
4(-)
I RD
L I I
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据螺旋测微器读数规则读数为2.000mm。

[2]从图上可以看出选择开关放在了“×1挡”，根据读数规则读出电阻为5.0Ω。

（2）[3]因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大。

[4]改装成量程为3V的电压表，选用电流表A改装，需要串联的电阻
R=
30.50.6
0.6
-⨯
Ω=4.5Ω
[5]由于所求电阻丝的电阻约为5Ω，两端的电压不超过3V，电流不超过0.6A，为求电表读数准确，量程不能过大，所以电流表选A和C。

[6]阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器阻值太大，为方便调节滑动变阻器应选用F。

（3）[7]根据电阻定律和欧姆定律，有
221
2=-π2I R L I I D ⎛⎫ ⎪⎝⎭
因此ρ的表达式是
2
212π4(-)
I RD L I I ρ= （4）[8]因为要求电压表读数从零开始，所以用分压式接法，又电压表的内阻比待测电阻大的多，故采用电流表外接法，故完整的电路图如图所示
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，绝热气缸被一导热薄活塞分隔成A 、
B 两部分，活塞左侧用一轻绳固定在气缸左壁。

已知A 部
分气体的压强为2×105Pa ，B 部分气体的压强为1×105Pa ，A 、B'体积之比为1：3，气缸内气体温度为27℃，
活1塞横截面积为50cm²，气缸内表面光滑，A 、B 中气体均为理想气体。

（i ）求轻绳的拉力大小F ；
（ii ）若轻绳突然断掉，求再次平衡时A 、B 两部分气体的体积之比。

【答案】（i ）500N ；（ii ）
23
【解析】
【分析】
【详解】 （i ）对活塞受力分析，由平衡条件可知
A B p S p S F =+①
得
500N F =②
故轻绳的拉力大小为500N 。

（ii ）再次平衡时A 、B 两总分气体的压强相等，设为p ，设气缸总体积为V ，气体温度为2T ，对A 中气体
A A 1214p V
pV T T = ③
对B 中气体
A B 1234p V pV T T =④
解得
A B 23
V V =⑤ 体积之比为23。

16．一扇形玻璃砖的横截面如图所示，圆心角∠AOC=120︒，图中的虚线OB 为扇形的对称轴，D 为OC 的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC 面成30︒角的方向从D 点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。

（i ）求该玻璃砖对该单色光的折射率；
（ii ）请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，若能射出，求射出时折射角的正弦值。

【答案】（i ）3n =
（ii ）能射出，23sin 4
θ= 【解析】
【分析】
【详解】 (i)光路图如图所示，有几何关系得:
60,30i r ︒︒==
根据折射定律有sin sin i n r
=，解得 3n =(ii)如图所示，光线出射过程中，入射角1θ，折射角为2θ，
根据正弦定理有 1sin sin1202R R
θ︒= 得
13sin θ= 由1sin C n =
可知，因1θ＜C ，故此单色光能从玻璃砖圆弧面射出，由光路可逆可得 21
sin sin n θθ= 解得
23sin 4
θ= 17．导热性能良好的两个相同容器A 、B 由细软管C 连通，灌注一定量的某液体后将A 的。

上端封闭，如图甲所示，A 中气柱长度为h ，温度为T0.保持A 固定不动，缓慢竖直向下移动B ，停止移动时位置如图乙所示，此时A 、B 容器中液面高度差为3h ，甲、乙两图中软管底部相距为2
h 。

保持两容器位置不变，缓慢加热气体A ，使得两容器中液面再次持平，如图丙所示。

已知液体密度为ρ，重力加速度为g ，求： ①大气压强p 0；
②丙图A 容器中气体温度T 。

【答案】①043
p gh ρ=
；②032T T =。

【解析】
【分析】
【详解】
①由状态甲到状态乙，A 容器中气体等温变化由玻意耳定律得 0p hS pV =
013
p p gh ρ=- 123h V h h S ⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝
⎭⎣⎦ 解得
043
p gh ρ= ②由状态甲到状态丙，可看作等压变化 由盖一吕萨克定律
0hS V T T
'= 由几何知识
32
V hS '= 解得
032
T T =。