河南省濮阳市2021届第一次新高考模拟考试物理试卷含解析

河南省濮阳市2021届第一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．如图，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块(A A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为1μ，A 与地面间的动摩擦因数为2μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )
A ．121
μμ
B ．12
12
1μμμμ- C ．1212
1μμμμ+ D ．12122μμμμ+
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：对A 、B 整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有： F=μ2（m 1+m 2）g ①
再对物体B 分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有： 水平方向：F=N
竖直方向：m 2g=f
其中：f=μ1N
联立有：m 2g=μ1F ② 联立①②解得：112212
1m m μμμμ-= 故选B ．
【考点定位】
物体的平衡
【点睛】
本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力．
2．如图所示，质量为1m 的木块A 放在质量为2m 的斜面体B 上，现对木块A 施加一竖直向下的力F ，它们均静止不动，则（ ）
A ．木块A 与斜面体
B 之间不一定存在摩擦力
B ．斜面体B 与地面之间一定存在摩擦力
C ．地面对斜面体B 的支持力大小等于()12m m g +
D ．斜面体B 受到4个力的作用
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．对木块A 进行受力分析，受竖直向下的重力和推力F ，垂直斜面的支持力，由平衡条件可知，木块A 还受到沿斜面向上的静摩擦力，故A 错误；
BC ．以AB 为整体作为研究对象受力分析，由平衡条件可知，斜面体B 与地面之间无摩擦力，地面对斜面体B 的支持力
()12N m m g F =++
故BC 错误；
D ．单独以斜面体B 为研究对象受力分析，斜面体B 受重力，地面对斜面体B 的支持力，木块A 对斜面体B 的压力及木块A 对斜面体B 的沿斜面向下的静摩擦力，故D 正确。

故选D 。

3．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，则
A ．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K 发生光电效应
B ．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K 发生光电效应
C ．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D ．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
【答案】A
【解析】
在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，
420.85eV ( 3.40) 2.55eV=h E ν∆=---=，此种光的频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A 、41410.85eV (13.6)12.75eV>E E ∆=---=∆,同样光的频率大于金属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A 正确.B 、31411.51eV (13.6)12.09eV>E E ∆=---=∆，也能让金属发生光电效应，则B 错误；C 、由光电效应方程0km E h W ν=-，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，故C 错误；D 、由0km E h W ν=-知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与入射光的光强无关，则D 错误；故选A.
【点睛】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式m n E E E ∆=-，光的频率E h ν=，光电效应方程0km E h W ν=-.
4．14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14C 的质量，m 0为t=0时14C 的质量．下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】C
【解析】
设衰变周期为T ，那么任意时刻14
C 的质量01()2t T m m ，可见，随着t 的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C 项图线符合衰变规律．故选C ．
【点睛】本题考查衰变规律和对问题的理解能力．根据衰变规律表示出两个物理量之间的关系再选择对应的函数图象．
5．下列说法正确的是( )
A ．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B ．图乙中，两个影子在x 、y 轴上的运动就是物体的两个分运动
C ．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A 、B 两球可以不同时落地
D ．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F 在半径方向的分力大于所需要的向心力
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向，故A 错误；
B ．题图乙中沿y 轴的平行光照射时，在x 轴上的影子就是x 轴方向的分运动，同理沿x 轴的平行光照射时，在y 轴上的影子就是y 轴方向的分运动，故B 正确；
C ．无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只会使得小球A 的水平速度发生变化，而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的，所以A 、B 两球总是同时落地，故C 错误；
D ．做变速圆周运动的物体所受合外力F 在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D 错误。

故选B 。

6．为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。

快递小哥想到了用无人机配送快递的方法。

某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度V x 及竖直方向V y 与飞行时间t 的关系图像如图甲、图乙所示。

关于无人机运动说法正确的是（ ）
A ．0~t 1时间内，无人机做曲线运动
B ．t 2时刻，无人机运动到最高点
C ．t 3~t 4时间内，无人机做匀变速直线运动
D ．t 22202
v v + 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．0~t 1时间内，无人机在水平方向做匀加速运动，在竖直方向也做匀加速运动，则合运动为匀加速直线运动，选项A 错误；
B ． 0~t 4时间内，无人机速度一直为正，即一直向上运动，则t 2时刻，无人机还没有运动到最高点，选项B 错误；
C ．t 3~t 4时间内，无人机水平方向做速度为v 0的匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为匀变速曲线运动，选项C 错误；
D ．t 2时刻，无人机的水平速度为v 0，竖直速度为v 22202
v v +D 正确。

故选D 。

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
7．一辆汽车在平直路面上从静止开始在1500 N 的合外力作用下以恒定加速度启动，当速度达到20 m/s 时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30m/s 的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是
A ．汽车的额定功率为60kW
B ．汽车的额定功率为90kW
C ．汽车受到的阻力大小为2000N
D ．汽车受到的阻力大小为3000N
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
当速度达到v 1=20m/s 时功率达到额定功率P ，最大速度为v 2=30m/s ，匀加速时
1
P f ma
v -= 其中 1500N ma =
匀速时
2P fv =
联立解得：
P=90000W=90kW ，f=3000N
A. 汽车的额定功率为60kW ，与计算结果不符，故A 错误．
B. 汽车的额定功率为90kW ，与计算结果相符，故B 正确．
C. 汽车受到的阻力大小为2000N ，与计算结果不符，故C 错误．
D. 汽车受到的阻力大小为3000N ，与计算结果相符，故D 正确．
8．在粗糙水平桌面上，长为l=0.2m 的细绳一端系一质量为m=2kg 的小球，手握住细绳另一端O 点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。

细绳始终与桌面保持水平，O 点做圆周运动的半径为r=0.15m ，小球与桌面的动摩擦因数为=0.6μ，210m/s g =。

当细绳与O 点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（ ）
A ．小球做圆周运动的向心力大小为6N
B ．O 点做圆周运动的角速度为42rad/s
C ．小球做圆周运动的线速度为2m/s
D ．手在运动一周的过程中做的功为6πJ
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A ．由几何关系可知小球做圆周运动的轨道半径
220.25m R r l =+=
小球做圆周运动，根据牛顿第二定律
n cos F T θ=
sin T mg θμ=
其中 0.153tan 0.24r l θ=
== 解得 n 16N F =
选项A 错误；
B ．由于
2n F mR ω=
解得
42rad /s ω=
O 点做圆周运动的角速度和小球一样，所以选项B 正确；
C ．由于
2
n v F m R
= 解得
2m/s v =
选项C 正确；
D ．手在运动一周的过程中做的功等于小球克服摩擦力做的功，故
26J W mg R =⋅=μππ
选项D 正确。

故选BCD 。

9．如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A 、B ，质量分别为m=0.1kg 和M=0.3kg ，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A 、B 球和弹簧，已知A 球脱离弹簧的速度为6m/s ，接着A 球进入与水平面相切，半径为0.5m 的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ 为半圆形轨道竖直的直径，2
10/g m s =，下列说法正确的是
A ．弹簧弹开过程，弹力对A 的冲量大于对
B 的冲量
B ．A 球脱离弹簧时B 球获得的速度大小为2m/s
C ．A 球从P 点运动到Q 点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s
D ．若半圆轨道半径改为0.9m ，则A 球不能到达Q 点
【答案】BCD
【解析】
【详解】
弹簧弹开两小球的过程，弹力相等，作用时间相同，根据冲量定义可知，弹力对A 的冲量大小等于B 的冲量大小，故A 错误；由动量守恒定律12mv Mv =，解得A 球脱离弹簧时B 球获得的速度大小为22/v m s =，故B 正确；设A 球运动到Q 点时速率为v ，对A 球从P 点运动到Q 点的过程，由机械能守恒定律可得22111222
mv mg R mv =⋅+，解得：v=4m/s ，根据动量定理1()1I mv mv N s =--=⋅，即A 球从P 点运动到Q 点过程中所受合外力的冲量大小为1N·
s ，故C 正确；若半圆轨道半径改为0.9m ，小球到达Q 点的临界速度3/Q v gR m s ==，对A 球从P 点运动到Q 点的过程，由机械能守恒定律22111222
mv mg R mv =⋅+，解得0v =，小于小球到达Q 点的临界速度，则A 球不能达到Q 点，故D 正确。

故选BCD 。

10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R ＝10Ω，其余电阻均不计。

从某时刻开始在c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压。

则下列说法中正确的有（ ）
A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22V
B ．当单刀双掷开关与b 连接时，在t ＝0.01s 时刻，电流表示数为4.4A
C ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，原线圈的输入功率变小
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当单刀双掷开关与a 连接时，变压器原副线圈的匝数比为10∶1，输入电压
m 12U =
＝220 V 故根据变压比公式
1122101
U n U n == 可得输出电压为22 V ，电压表的示数为22V ，故A 正确；
B ．当单刀双掷开关与b 连接时，变压器原副线圈的匝数比为5∶1，输入电压U 1＝220 V ，故根据变压比公式，输出电压为44 V ，根据欧姆定律，电流表的示数即为输出电流的有效值
2244A=4.4A 10
U I R == 故B 正确；
C ．由图象可知，交流电的周期为2210s -⨯，所以交流电的频率为
150Hz f T
== 当单刀双掷开关由a 拨向b 时，变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz 。

故C 错误；
D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，根据变压比公式，输出电压增加，故输出电流增加，故输入电流也增加，则原线圈的输入功率变大，故D 错误。

故选AB 。

11．一半圆形玻璃砖，C 点为其球心，直线OO '与玻璃砖上表面垂直，C 为垂足，如图所示。

与直线OO '平行且到直线OO '距离相等的ab 两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是（ ）
A ．两光从空气射在玻璃砖后频率均增加
B ．真空中a 光的波长大于b 光
C ．a 光的频率比b 光高
D ．若a 光、b 光从同一介质射入真空，a 光发生全反射的临界角大于b 光
【答案】BD
【解析】
【详解】
A．光在两种介质的界面处不改变光的频率，A错误；
BC．由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，由c fλ
=得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，B正确C错误；
D．由
1
sin C
n
=分析得知，a光的折射率n小，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，
故D正确。

故选BD。

12．下列说法中正确的是（）
A．布朗微粒越大，受力面积越大，所以布朗运动越激烈
B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大
C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先增大后减小
D．两个系统达到热平衡时，它们的分子平均动能一定相同
E.外界对封闭的理想气体做正功，气体的内能可能减少
【答案】BDE
【解析】
【分析】
颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈；根据分子力和分子距离的图像和分子势能和分子之间距离图像，分析分子力和分子势能随r的变化情况；两个系统达到热平衡时，温度相同；根据热力学第一定律判断。

【详解】
A．布朗运动微粒越大，受力面积越大，液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的越趋于平衡，所以布朗运动越不剧烈，故A错误；
B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大，如图所示：
故B正确；
C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先减小后增大，如图所示：
故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，两个系统达到热平衡时，温度相同，它们的分子平均动能一定相同，故D正确；
E．根据热力学第一定律：
∆=+
U Q W
W>，但气体和外界的热交换不明确，气体的内能可能减少，故E正确。

外界对封闭的理想气体做正功0
故选BDE。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，教师提供了下列器材：
A．待测的干电池
B．电流传感器1
C．电流传感器2
D．滑动变阻器R（0～20 Ω，2 A）
E．定值电阻R0（2000 Ω）
F．开关和导线若干
某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。

(1)在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将________；（选填“变大”“不变”或“变小”）
(2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线（I A—I B图象），其中I A、I B分别代表两传感器的示数，但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数。

请你根据分析，由图线计算被测电池的电动势E ＝________V，内阻r＝__________Ω；
(3)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比，E________，r________。

（选填“偏大”或“偏小”）
【答案】变小 3.0 2.0 偏小 偏小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]．滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P 向右滑动时 R 值减小，电路总电阻减小，总电流变大，电源内阻上电压变大，则路端电压减小，即电阻R 0上电压减小，电流减小，即电流传感器1的示数变小。

(2)[2][3]．由闭合电路欧姆定律可得
I 1R 0＝E －（I 1＋I 2）r
变形得
1200E r I I
R r R r
=-++ 由数学知可知图象中的
0r k R r
=+ 0E b R r =
+ 由图可知
b ＝1.50
k ＝1×10－3
解得
E ＝3 .0V
r ＝2.0 Ω。

(3)[4][5]．本实验中传感器1与定值电阻串联充当电压表使用，由于电流传感器1的分流，使电流传感器2中电流测量值小于真实值，而所测量并计算出的电压示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图象应以短流电流为轴向左下转动，如图所示，故图象与横坐标的交点减小，电动势测量值减小；图象的斜率变大，故内阻测量值小于真实值。

14．一个小电珠上标有“2V 2W 、”的字样，现在要用伏安法描绘出这个电珠的U I -图象，有下列器材供选用：
A ．电压表（量程为0~3V ，内阻约为10k Ω）
B ．电压表（量程为015V :，内阻约为20k Ω）
C ．电流表（量程为00.6A :，内阻约为1Ω）
D ．电流表（量程为0 1.0A :，内阻约为0.4Ω）
E ．滑动变阻器（阻值范围为05Ω:，额定电流为10A ）
F ．滑动变阻器（阻值范围为0500Ω:，额定电流为0.2A ）
(1)实验中电压表应选用_______，电流表应选用_______（均用器材前的字母表示）。

(2)为了尽量减小实验误差，要电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器调节方便，滑动变阻器应选用_________（用器材前的字母表示）。

(3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图_____，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图_______
【答案】A D E
【解析】
【详解】
(1)[1]因为电珠的额定电压为2V ，为保证实验安全，选用的电压表量程应稍大于2V ，但不能大太多，量程太大则示数不准确，所以只能选用量程为03V :的电压表，故选A ；
[2]由P UI =得，电珠的额定电流
1A P I U
== 应选用量程为0 1.0A :的电流表，故选D 。

(2)[3]由题意可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中，为调节方便应选总阻值小的滑动变阻器，故选E 。

(3)[4][5]电珠内阻
2
2ΩU R P
== 电压表内阻远大于电珠内阻，应采用电流表外接法，故电路图和实物连接图分别如图乙、丙所示
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，平行导轨宽为L 、倾角为θ，处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感强度为B ，CD 为磁场的边界，导轨左端接一电流传感器，CD 右边平滑连一足够长的导轨。

质量为m 、电阻为R 的导体棒ab 长也为L ，两端与导轨接触良好，自导轨上某处由静止滑下。

其余电阻不计，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g 。

(1)棒ab 上的感应电流方向如何？
(2)棒ab 在磁场内下滑过程中，速度为v 时加速度为多大？
(3)若全过程中电流传感器指示的最大电流为I 0。

求棒ab 相对于CD 能上升的最大高度。

【答案】 (1) b 流向a ； (2) 22sin B L v a g mR θ=- ； (3) 220222I R H gB L = 【解析】
【详解】
(1)根据楞次定律可判定：棒在磁场中向下滑动时，电流由b 流向a ； (2)当棒的速度为v 时，切割磁感线产生的感应电动势为E BLv =，根据闭合电路欧姆定律E I R =，安培力F BIL =，根据牛顿第二定律，有
sin mg F ma θ-=
解得：
22sin B L v a g mR
θ=- (3)棒下滑到CD 处回路电流最大，有
0m BLv I R =
棒ab 滑过CD 后直接到右侧最高点，由机械能守恒定律，有
212
m mgH mv = 解得：
22
0222I R H gB L
= 16．从安全的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。

为了测试改装后的教练车刹车性能，教练们进行了如下试验：当车速达到某一值v 0时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。

假设车做的是匀减速直线运动，测得车在关闭发动机后的第1s 内通过的位移为16m ，第3s 内通过的位移为1m 。

回答下面问题。

(1)改装后的教练车的加速度a 的大小及开始做匀减速运动的速度v 0的大小是多少？
(2)如果想让教练车用时t′=2s 停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？
【答案】 (1)8m/s 2，20m/s ；(2)2m/s 2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设车恰好在第3s 末停下，在第3s 内通过的位移为x ，将匀减速运动看成反向的匀加速运动，由位移公式，根据题意
21(1s)2
x a =
⨯ 221116m (3s)(2s)22a a =⨯-⨯ 联立方程解得
3.2m 1m x =>
可知第3s 内教练车运动的时间小于1s 。

设教练车在第3s 内运动的时间为t ，则由
211m 2
a t =
⨯ 221116m (2s)(1s)22a t a t =⨯+-⨯+ 解得
0.5s t =
28m/s a =
再由
0(2s)v a t =+
得
020m/s v =
(2)如果想让教练车用时t′=2s 停下来，则
2010m/s v a t '=='
教练员应额外提供的加速度为
2´m s 2/a a a ∆=-=
17．如图所示，小球b 静止与光滑水平面BC 上的C 点，被长为L 的细线悬挂于O 点，细绳拉直但张力为零．小球a 从光滑曲面轨道上AB 上的B 点由静止释放，沿轨道滑下后，进入水平面BC （不计小球在B 处的能量损失），与小球b 发生正碰，碰后两球粘在一起，在细绳的作 用下在竖直面内做圆周运动且恰好通过最高点．已知小球a 的质景为M ，小球b 的质量为m ．M=5m ．己知当地重力加速度为g 求： （1）小球a 与b 碰后的瞬时速度大小
（2）A 点与水平面BC 间的高度差．
【答案】（15gL 2）3.6L
【解析】解：（1）两球恰能到达圆周最高点时，重力提供向心力，
由牛顿第二定律得：（m+M ）g=（m+M ）2
v L
， 从碰撞后到最高点过程，由动能定理得：
﹣（M+m ）g•2L=12（M+m ）v 2﹣12
（M+m ）v 共2， 解得，两球碰撞后的瞬时速度：v 共5gL
（2）设两球碰前a 球速度为v a ，两球碰撞过程动量守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv a =（M+m ）v 共，
解得：v a 655
gL a 球从A 点下滑到C 点过程中，由机械能守恒定律得：
1 2Mv a2，解得：h=3.6L；
Mgh=。