2021年最新高考物理全真模拟预测试卷附答案

13．下列叙述正确的是
A．一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大B．自然界中自发进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C．外界对气体做正功，气体的内能一定增加
D．物体的温度升高时，其内部每个分子的热运动速率都一定增大
14．在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球转动，可视为绕地球做匀速圆周运动。

每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度增加，从而使得一些太空垃圾进入稀薄大气层，运动半径开始逐渐变小，但每一周仍可视为匀速圆周运动。

若在这个过程中某块太空垃圾能保持质量不变，则这块太空垃圾的
A．线速度将逐渐变小B．加速度将逐渐变小
C．运动周期将逐渐变小D．机械能将逐渐变大
15．氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光。

关于这两种光的下列说法正确的是
A．a光的光子能量比b光的光子的能量大
B．在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小C．若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应
D ．在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a 光的比b 的大一些
16．如图1所示，MN 和PQ 为处
于同一水平面内的两根平行的光
滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒
ab 与导轨接触良好。

N 、Q 端接
理想变压器的初级线圈，理想变压
器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R 、电感元件L 和电容元件C 。

在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用IR 、IL 、Ic 分别表示通过R 、L 和C 的电流，则下列判断中不正确的是
A ．在ab 棒匀速运动且ab 棒上的电流已达到稳定后，IR ≠0、IL ≠0、IC=0
B ．在ab 棒匀速运动且ab 棒上的电流已达到稳定的，IR=0、IL=0、IC=0
C ．若ab 棒在某一中心位置附近做简谐运动，则IR ≠0、IL ≠0、IC ≠0
D ．若ab 棒匀加速运动，则IR ≠0、IL ≠0、IC=0
17．在平静的水面上激起一列水波，使水面上漂浮的小树叶在3.0s 内全振动了6次。

当某小树叶开始第6次振动时，沿水波传播的方向与该小树叶相距1.0m 、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，则 图1
A ．此水波的周期为2.0s
B ．此水波的波长为1/6m
C ．此水波的传播速度为0.40m/s
D ．若振动的频率变大，则同样条件下波传播到1.0m 远的另一小叶处所用时间将变短
18．长木板A 放在光滑的水平面上，质量
为m 的物块B 以水平初速度v0从A 的一
端滑上A 的水平上表面，它们在运动过程
中的v －t 图线如图2所示。

则根据图中所给出的已知数据v0、t1及物块质量m ，可以求出的物理量是
A ．木板获得的动能
B ．A 、B 组成的系统损失的机械能
C ．木板的最小长度
D ．A 、B 之间的动摩擦因数
19．如图3所示，P 、Q 是两种透明材料制
成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。

某单色光沿与P 的上表面成θ角的方向斜射向P ，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。

已知材料的折射率nP<nQ ，则下列说法正确的是
A ．一定没有光线从Q 的下表面射出
图2
v 图3
B ．从Q 的下表面射出的光线一定与入射到P 的上表面的光线平行
C ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θ
D ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
20．P 、Q 是某电场中一条电场线上的两点，
一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从P
点运动到Q 点，过此两点的速度大小分别为vP 和vQ ，其速度随位移变化的图象如图4所示。

P 、Q 两点电场强度分别为EP 和EQ ；该点电荷在这两点的电势能分别为εP>εQ ，则下列判断正确的是
A ．EP>EQ, εP<εQ
B ．EP>EQ, εP>εQ
C ．EP<EQ, εP<εQ
D ．EP<EQ, εP>εQ
21．（18分）
（1）有一根横截面为正方形的薄壁管（如图5
所示），用游标为20分度的游标卡尺测量其外
部的边长l 的情况如图6甲所示；用螺旋测微器测得其壁厚d 的情况如图6乙所示。

则此管外部边长的测量值为l=cm ；管壁厚度的测量值为d=mm 。

（2）一种电池标称电动势为9V ，内电阻约图5 l d
v x
图4 v P v Q
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 0 4 5 cm
最大输出电流为50mA。

为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻，可以设计出如图7所示的实验电路，已知实验中所使用的电压表内电阻足够大，可以忽略其对电路的影响；图中R为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R0为保护电阻。

①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：
A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω
实验时，R0应选用较好（填字母代号）。

②按照图7所示的电路图，将图8所示的实物连接成实验电路。

③在实验中，当变阻箱调到图9所示位置后，闭合开关S，电压表的示数为8.70V，此时通过电阻箱的电流为mA。

④断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数。

多次重复上述操作，可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I，利用多次读取和计算出的数据，作出如图10所示的图线。

根据图线可知，该电池的电动势E=V，内电阻r=Ω。

E r S R
R
V
R0
22．（16分）如图11所示，在距水平地面高h ＝0.80m 的水平桌面一端的边缘放置一个质量m ＝0.80kg 的木块B ，桌面的另一端有一块质量M=1.0kg 的木块A 以初速度v0=4.0m/s 开始向着木块B 滑动，经过时间t=0.80s 与B 发生碰撞，碰后两木块都落到地面上。

木块B 离开桌面后落到地面上的D 点。

设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D 点距桌面边缘的水平距离s=0.60m ，木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度取g ＝10m/s2。

求：
（1）两木块碰撞前瞬间，木块A 的速度大小；
（2）木块B 离开桌面时的速度大小；
（3）木块A 落到地面上的位置与D 点之间的距离。

23．（18分）显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水。

如果去
离子水的质量不好，会导致阴极材料
中含有较多的SO42－离子，用这样
的阴极材料制作显像管，将造成电视
机的画面质量变差。

显像管的简要工作原理如图13所示：阴极K 发出的电子（初速度可忽略不计）经电压为U 的高压加速电场加速后，沿直线PQ 进入半径为r 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，圆形磁场区域的圆心O 在PQ 直线上，荧光屏M 与PQ
图13
垂直，整个装置处于真空中。

若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化，都将使电子束产生不同的偏转，电子束便可打在荧光屏M 的不同位置上，使荧光屏发光而形成图象，其中Q 点为荧光屏的中心。

不计电子和SO42－离子所受的重力及它们之间的相互作用力。

（1）已知电子的电量为e ，质量为me ，求电子射出加速电场时的速度大小；
（2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B 时，电子离开磁场时的偏转角大小为θ（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知），请推导tan 2 的表达式；
（3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO42－离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO42－离子，SO42－离子打在荧光屏上，屏上将出现暗斑，称为离子斑。

请根据下面所给出的数据，通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位。

（电子的质量me=9.1×10-31kg ， SO42－离子的质量mso=1.6×10-25kg ）
24．（20分）如图13所示，两根
正对的平行金属直轨道MN 、M ′
N ′位于同一水平面上，两轨道之间
的距离l=0.50m 。

轨道的MM ′端图13
之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。

直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合。

现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m 处。

在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。

已知导体杆ab 在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：
（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；
（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。

参考答案
13．B 14．C 15．D
16．A 17．C 18．C
19．D 20．A
21．（18分）
（1）2.230～2.240；1.037～1.039（每空3分，共6分）
（2）①C ；（3分）②如图1所示；（2分）③17.6（17～18均可得分）；（3分） ④9.45～9.55（或9.5）（2分），50.0（或50）（2分）
22．（16分）（1）木块A 在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，木块A 的加速度 M Mg a μ=＝2.5m/s2……………………………………3分
设两木块碰撞前A 的速度大小为v ，根据运动学公式，得 at v v -=0＝2.0m/s ……………………………2分
（2）两木块离开桌面后均做平抛运动，设木块B 离开桌面时的速度大小为v2，在空中飞行的时间为t ′。

根据平抛运动规律有：221t g h '=，s ＝v2t ′……………………………2分
解得： h g
s v 22=＝R 0 电源 图1
1.5m/s ………………………………………3分
（3）设两木块碰撞后木块A 的速度大小为v1，根据动量守恒定律有：
21mv Mv Mv +=…………………………………………1分
解
得：
M mv Mv v 2
1-==0.80m/s …………………………………2分 设木块A 落到地面过程的水平位移为s ′，根据平抛运动规律，得
g h v t v s 211='='＝0.32m ………………………………2分
则木块A 落到地面上的位置与D 点之间的距离s s s '-=∆＝0.28m ……………1分
23．（18分）（1）设电子经电场加速后的速度为v ，对于电子被电场加速的过程运用动能定理有2
21v m eU e =……………………………………………………………（3分）
解
得 e m eU
v 2=……………………………………………………………………（2
分）
（2）电子进入磁场后做匀速圆周运动，设电子在磁场中的运动半径为R ，根据洛仑兹力公式和牛顿
图2
R v m evB e 2
=…………………………………………………（3分） 解得eB v m R e ==e U m B e 21……………………………（2分）
根据如图2所示的几何关系可知 tan 2θ=U m e Br R r e 2=…………………………………（4分）
（3）由第（2）问的结果可知，若SO42－离子（电荷量大小为2e ）通过圆形磁场区后的偏转角度为θ'，则U m e
Br so ='
2tan θ…………………………………………（1分） 所以2
100.322tan 2tan ⨯=='e so m m θθ………………………………………………（1分）
即SO42－离子的偏转角远小于电子的偏转角，所以，观看到的离子斑将主要集中在荧光屏上的中央位置附近。

………………………………………………………………………（2分）
24．（20分）（1）设导体杆在F 的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1，根据动能定理则有 （F-μmg ）s=21mv12 …………………………………………………………2分 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1…………………………………1分
此时通过导体杆上的电流大小I=E/（R+r ）=3.8A （或
3.84A ）………………2分
根据右手定则可知，电流方向为由b 向a ………………………………………2分
（2）设导体杆在磁场中运动的时间为t ，产生的感应电动势的平均值为E 平均，则由法拉第电磁感应定律有 E 平均=△φ/t=Bld/t …………………………………………………2分
通过电阻R 的感应电流的平均值 I 平均=E 平均/（R+r ）……………………………1分
通过电阻R 的电荷量 q=I 平均t=0.512C （或0.51C ）………………………………2分
（3）设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有
mg=mv32/R0…………………………………………………………………………1分
对于导体杆从NN ′运动至PP ′的过程，根据机械能守恒定律有
21mv22=21mv32+mg2R0………………………………………………………………1分
解得
v2=5.0m/s …………………………………………………………………………1分
导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能△E=21mv12-21mv22=1.1J ………………3分
此过程中电路中产生的焦耳热为
Q=△E-μmgd=0.94J …………………………………………………………………2分。