云南省曲靖市(六校联考)2021届新高考模拟物理试题含解析

云南省曲靖市(六校联考）2021届新高考模拟物理试题
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．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。

2．如图所示，A、B、C是光滑绝缘斜面上的三个点，Q是一带正电的固定点电荷，Q、B连线垂直于斜面，Q、A连线与Q、C连线长度相等，带正电的小物块从A点以初速度v沿斜面向下运动。

下列说法正确的是（）
A．小物块在B点电势能最小
B．小物块在C点的速度也为v
C．小物块在A、C两点的机械能相等
D．小物块从A点运动到C点的过程中，一定先减速后加速
【答案】C
【解析】
【详解】
A．该电场是正点电荷产生的电场，所以B点的电势最高，根据正电荷在电势越高的地方，电势能越大，可知带正电的小物块在B点电势能最大，故A错误；
BC．在电场中A、C两点的电势相等，所以小物块在A、C两点的电势能相等，根据能量守恒定律，可
知小物块在A 、C 两点的机械能相等，小物块从A 点到C 点重力做正功，重力势能减少，电势能变化量为零，所以在C 点动能增加，故在C 点的速度大于v ，故B 错误，C 正确；
D ．小物块从A 点运动到C 点的过程中，可能先减速后加速，也可能一直加速，故D 错误。

故选C 。

3．平行板电容器C 与三个可控电阻R 1、R 2、R 3以及电源连成如图所示的电路，闭合开关S ，待电路稳定后，电容器C 两极板带有一定的电荷，要使电容器所带电荷量减少。

以下方法中可行的是（ ）
A ．只增大R 1，其他不变
B ．只增大R 2，其他不变
C ．只减小R 3，其他不变
D ．只减小a 、b 两极板间的距离，其他不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．只增大1R ，其他不变，电路中的电流变小，R 2两端的电压减小，根据2Q CU =，知电容器所带的电量减小，A 符合要求；
B ．只增大2R ，其他不变，电路中的电流变小，内电压和R 1上的电压减小，电动势不变，所以R 2两端的电压增大，根据2Q CU =，知电容器所带的电量增大，B 不符合要求；
C ．只减小R 3，其他不变，R 3在整个电路中相当于导线，所以电容器的电量不变，C 不符合要求；
D ．减小ab 间的距离，根据4S C kd
επ=
，知电容C 增大，而两端间的电势差不变，所以所带的电量增大，D 不符合要求。

故选A 。

4．如图所示，将一小木块和一小钢珠分别用手拿着并压缩两根一端分别竖直固定在地面上的弹簧上端。

现同时释放小木块和小球，若小木块在整过运动过程中所受空气的阻力f 与其速度v 满足f kv =（k 为常数），而小钢珠的运动忽略空气阻力，且两物体同时离开弹簧，取向上为运动的正方向，则下图能正确反应两物体离开弹簧后的运动情况的v-t 图像的是（ ）
A．B．C．
D．
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
对于小钢球没空气阻力时只受重力，是竖直上抛运动，v-t图像是直线，故图中直线为钢球的运动图像。

对于小木块有空气阻力时，上升阶段由牛顿第二定律得
==+
F ma mg f
解得
kv
=+
a g
m
由于阻力随速度的减小而减小，故上升阶段加速度逐渐减小，最小值为g。

同理，有空气阻力时，下降阶段由牛顿第二定律可得
kv
=-
a g
m
由于阻力随速度增大而增大，故下降过程中加速度逐渐减小，v-t图像的斜率表示加速度，故图线与t轴相交时刻的加速度为g，此时实线的切线与虚线平行。

故D正确，ABC错误。

故选D。

5．2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆图示为“嫦娥四号”探测器奔月过程中某阶段的运动示意图，“嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点P处变轨进入圆轨道Ⅱ，其在圆轨道Ⅱ上做圆周运动的轨道半径为r、周期为T。

已知引力常量为G，下列说法正确的是（）
A ．“嫦娥四号”探测器在P 点进行加速后进入圆轨道Ⅱ
B ．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动的周期小于在圆轨道Ⅱ上运动的周期
C ．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道上经过P 点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过P 点时的加速度
D ．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能等于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．在P 点减速，提供的向心力等于需要的向心力，“嫦娥四号”探测器进入圆轨道Ⅱ，故A 错误；
B ．根据开普勒第三定律知3
2r k T
=，可知椭圆轨道的半长轴大于圆轨道Ⅱ的半径，所以探测器在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B 错误；
C ．根据万有引力提供向心力，得2
=M G a r ，可知探测器在椭圆轨道上经过P 点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过P 点时的加速度，故C 正确；
D ．由以上分析可知探测器在椭圆轨道上经过P 点时的动能大于在圆轨道Ⅱ上经过P 点时的动能，故探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能，故D 错误。

故选：C 。

6．淄博孝妇河湿地公园拥有山东省面积最大的音乐喷泉。

一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水口的水柱约有27层楼高，已知该主喷水管口的圆形内径约有10cm ，由此估算用于给主喷管喷水的电动机输出功率最接近
A ．32.410W ⨯
B ．42.410W ⨯
C ．52.410W ⨯
D ．62.410W ⨯
【答案】C
【解析】
【详解】
管口的圆形内径约有10cm ，则半径r=5cm=0.05m ，根据实际情况，每层楼高h=3m ，所以喷水的高度H=27h=81m ，则水离开管口的速度为：
v=2gh=2081
⨯m=185m/s
设驱动主喷水的水泵功率为P，在接近管口很短一段时间△t内水柱的质量为：m=ρ•v△tS=ρπr2v△t
根据动能定理可得：P△t=1
2
mv2
解得：
P=
23
2
r v ρπ
代入数据解得：
P≈2.4×105W
A．3
2.410W
⨯。

故A不符合题意。

B．4
2.410W
⨯。

故B不符合题意。

C．5
2.410W
⨯。

故C符合题意。

D．6
2.410W
⨯。

故D不符合题意。

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．半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m 且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。

整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。

在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。

导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。

导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A．导体棒中的电流方向为A→B
B．导体棒A端相等于电源正极
C．导体棒AB两端的电压为
2 3
4 Brω
D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻
R 的电流可能一直为零
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB ．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B ，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B 端相当于电源正极，故A 正确，B 错误；
C ．AB 棒产生的感应电动势为
222113(2)222
E B r Br Br ωωω=-= 导体棒AB 两端的电压为 2324R U E Br R ω=
= 故C 正确；
D ．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R 的电流不可能一直为零，故D 错误。

故选AC 。

8．在水平地面上有一质量为m 的物体，物体所受水平外力F 与时间t 的关系如图A ，物体速度v 与时间t 的关系如图B ，重力加速度g 已知，m 、F 、v 0均未知，则（ ）
A ．若v 0已知，能求出外力F 的大小
B ．可以直接求得外力F 和阻力f 的比值
C ．若m 已知，可算出动摩擦因数的大小
D ．可以直接求出前5s 和后3s 外力F 做功之比
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．若v 0已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小
01115v v a t ∆=
=∆ 还能够求出减速运动的加速度大小
02223
v v a t ∆==∆ 根据牛顿第二定律可得
1F f ma -=
23
F f ma += 其中m 不知道，不能求出外力F 的大小，故A 错误；
B ．由于
1F f ma -=，23
F f ma += 可以直接求得外力F 和阻力f 的比值2F f
=，故B 正确； C 、若m 已知，v 0不知道，无法求解加速度，则无法求出动摩擦因数的大小，故C 错误；
D ．前5s 外力做的功为
0105 2.52
v W F Fv =⨯⨯= 后3s 外力F 做功
02030.532
v F W Fv =-⨯⨯=- 前5s 和后3s 外力F 做功之比
12 2.550.5
W W ==- 故D 正确。

故选BD 。

9．如图为儿童游乐场的滑梯示意图，滑梯可视为倾角为θ、质量为M 的斜面固定在地面上，小美手持细线下端悬挂一小球沿滑梯滑下，小美连同小球的质量为m ，下滑时，细线呈竖直状态，则在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．滑梯对地面的压力大小为（M+m ）g
B ．小美、小球组成的系统机械能守恒
C ．小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tanθ
D ．系统增加的内能大于小美减少的机械能
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由于下滑时，细线呈竖直状态，说明小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，将滑梯、小美、小球看一个整体，则滑梯对地面的压力大小为（M+m ）g ，故A 正确；
B ．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则小美、小球组成的系统机械能减小，故B 错误；
C ．由于小美、小球一起沿滑梯匀速下滑，则有
sin cos mg mg θμθ=
所以小美与滑梯间的动摩擦因数一定为tanθ，故C 正确；
D ．由能量守恒可知，小美和小球减小的机械能等于系统增加的内能，则系统增加的内能大于小美减少的机械能，故D 正确。

故选ACD 。

10．下列说法中正确的是（ ）
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
C ．热量只能从高温物体传到低温物体
D ．固体分子间同时存在着引力和斥力
E.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
【答案】BDE
【解析】
【分析】
【详解】
A ．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的具体表现，选项A 错误；
B ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，选项B 正确；
C ．热量能自发地从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项C 错误；
D ．固体分子间同时存在着引力和斥力，选项D 正确；
E ．温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故E 正确。

故选BDE 。

11．如图（a ）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd 绕与磁感线垂直的转轴ab 匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b ）所示，若线框总电阻为5Ω，则（ ）
A ．cd 边两端电压的有效值为16.5V
B ．当线框平面与中性面的夹角为45o 时，线框产生的电动势的大小为22V
C ．从0t =到0.01s t =时间内，通过线框某一截面的电荷量为24.410C -⨯
D ．线框转动一周产生的焦耳热为3.87J
【答案】AB
【解析】
【详解】
A ．根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为
222(V)222π(V)e t t ω==
则交流电的电动势的有效值为
22V E =
cd 边两端电压的有效值为
316.5V 4
cd U E == 所以A 正确；
B ．当线框平面与中性面的夹角为45o 时，即
π4
t ω= 则此时的电动势为
22V e =
所以B 正确；
C ．由图象可得交流电的周期为
0.02s T =
从0t =到0.01s t =时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为
2BS q R R
∆Φ==
由电动势的瞬时值表达式可知
m 2πBS E BS T ω==
=
2T m 50
BS =
⋅ 则
-22C 3.910C 125
BS q R ==≈⨯ 所以C 错误；
D ．此交流电的电流有效值为
4.4A E I R
== 根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为
2 1.936J Q I RT ==
所以D 错误。

故选AB 。

12．关于简谐运动，以下说法正确的是______。

A ．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F kx =-中，F 为振动物体所受的合外力，k 为弹簧的劲度系数
B ．物体的速度再次相同时，所经历的时间一定是一个周期
C ．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
D ．水平弹簧振子在简谐振动中动能和势能的和是不变的
E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
【答案】ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A ．简谐运动的回复力表达式为F kx =-，对于弹簧振子而言，F 为振动物体所受的合外力，k 为弹簧的劲度系数，故A 正确；
B ．一个周期内有两次速度大小和方向完全相同，故质点速度再次与零时刻速度相同时，时间可能为一个周期，也可能小于一个周期，故B 错误；
C ．位移方向总跟加速度方向相反，而质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故C 错误；
D．水平弹簧振子在简谐振动时，只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，则动能和势能的和是不变，故D正确；
E．回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反；但速度可以与位移相同，也可以相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同；故E 正确。

故选ADE。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”，如图甲、乙所示。

（1）下列说法正确的是（_____）
A．需要用天平测出传感器的质量B．需要用到低压交流电源
C．实验时不需要平衡摩擦力
D．若实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象可能会发生弯曲
（2）下列实验中用到与该实验相同研究方法的有（_____）
A．探究单摆周期的影响因素B．探究求合力的方法
C．探究做功与速度的变化关系D．探究导体电阻与其影响因素的关系
（3）图丙是某同学通过实验得到的一条纸带（交流电频率为50Hz），他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。

根据图可知，打下F点时小车的速度为_____m/s。

小车的加速度为______m／s2。

（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】A AD 0.24 0.40
【解析】
【详解】
(1)[1]A．本实验是探究“加速度与力、质量之间的关系”，即F=Ma，所以M包括传感器的质量，即需要用天平测出传感器的质量。

故A正确。

B．电火花计时器使用的是220V交流电源。

故B错误。

C ．实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力时要把小车（包括力传感器）放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。

把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

故C 错误。

D ．实验中力传感器直接测出了拉力的大小，所以不需要满足砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量，所以即使实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F 图象也不会发生弯曲。

故D 错误。

(2)[2]该实验采用了控制变量法进行探究。

A ．单摆的周期公式为：2L T g π=，是用的控制变量法。

故A 符合题意。

B ．探究求合力的方法，采用的是等效替代的方法。

故B 不符合题意。

C ．探究做功与速度的变化关系，采用的是倍增法。

故C 不符题意。

D ．导体的电阻为：L R S
ρ=，采用的是控制变量法。

故D 符合题意。

(3)[3]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s ，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得：
()-2
9.60 4.8010m/s=0.24m/s 220.1EG F x v T -⨯==⨯ [4]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT 2可以求出加速度的大小为：
()()222229.60 3.00 3.000.0010m/s 0.40m/s 990.1
DG AD x x a T -----==⨯=⨯ 14．在“测定金属的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，其示数为____cm ；用刻度尺测得金属丝的长度如图乙所示，其示数为_____cm ；用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图丙所示，其示数为_____Ω。

（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R ，实验所用器材如下：
a.电流表A (量程为0.2A ，内阻为1Ω)
b.电压表V (量程为9V ，内阻约3kΩ)
c.定值电阻R 0(阻值为2Ω)
d.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A)
e.电池组(电动势为9V ，内阻不计)
f.开关、导线若干
①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整_____。

(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏)
②某次实验中，电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0.1A，则金属丝电阻的值为________Ω；根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m。

(计算结果均保留三位有效数字)
【答案】0. 2210 30. 50 30. 0 29. 3 4
3.6810-
⨯
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的示数为
2mm21.00.01mm 2.210mm0.2210cm
+⨯==
[2] 刻度尺示数为
450.0mm100.0mm350.0mm35.0cm
-==
[3] 欧姆表选择“×1”欧姆挡测量，示数为
30.01Ω=30.0Ω
⨯
(2)[4]当电压表满偏时，通过x R的电流约为0. 3A，可利用0R与电流表并联分流，因电流表内阻已知，故电流表采用内接法。

[5]通过x R的电流为
A A A 0.15A
I R
I I
R
=+= x
R两端的电压
V 4.4I R U U =-=A A V
故
4.429.30.15
x U R I =
==ΩΩ [6]由l R S
ρ=知金属丝的电阻率 24()2 3.6810Ωm x x d R R S l l πρ-⋅===⨯⋅ 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．某品牌汽车轮胎充气后，温度为3C o 时，胎内气体的压强为2.3atm 。

已知该轮胎在胎压小于2.0atm 或大于2.7atm 时，汽车行驶中会造成安全事故。

胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为25L 。

（下列计算结果均保留一位小数）
(1)求汽车安全工作环境的温度范围。

（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）
(2)若该汽车在27C o 的环境中工作，为了使其胎压达到2.6atm ，求应再向轮胎内充入压强为1atm 、温度为27C o 的理想气体的体积。

【答案】 (1)33.0C 51.0C t -≤≤o o ；(2)2.5L
【解析】
【详解】
(1)轮胎内的气体做等容变化，则有
312123
p p p T T T == 即
23
2.3 2.0 2.72733273273t t ==+++ 解得
233.0C t =-o ，351.0C t =o
所以汽车安全工作环境的温度范围为33.0C 51.0C t -≤≤o o ；
(2)由理想气体状态方程可知
10040144
p V p V p V T T T += 即
002.3 2.61276300300
V V V ⨯⨯⨯+=
解得
00.1 2.5L V V ==
16．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm 2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A 封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm 处设有a 、b 两限制装置，使活塞只能向上滑动．开
始时活塞搁在a 、b 上，缸内气体的压强为p 0(p 0＝1.0×
105Pa 为大气压强)，温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K 时，活塞恰好离开a 、b ；当温度为360K 时，活塞上升了4cm.g 取10m/s 2求：
①活塞的质量；
②物体A 的体积．
【答案】（1）4kg （2）640cm 3
【解析】
①设物体A 的体积为ΔV .
T 1＝300K ，p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝60×40－ΔV
T 2＝330K ，p 2＝(1.0×105＋4
4010mg -⨯)Pa ，V 2＝V 1 T 3＝360K ，p 3＝p 2，V 3＝64×40－ΔV
由状态1到状态2为等容过程11P T ＝22
P T 3分 代入数据得m ＝4kg 2分
②由状态2到状态3为等压过程
3223
V V T T =3分 代入数据得ΔV ＝640cm 3 1分
17．如图所示，横截面为半圆形的玻璃砖，在其直径上A 点嵌入一个单色点光源，已知3AO =
，玻璃对该单色光的折射率n=2，求：
(1)该单色光在玻璃和空气界面发生全反射时的临界角C ；
(2)图中横截面半圆弧上单色光无法射出的部分所对应的圆心角。

【答案】 (1)30°；(2)60°
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据 11sin 2
C n == 解得 30C ︒=
(2)由于临界角为30°，且3AO R =，可知圆弧最左侧M 点是一个临界点如图
即满足
3tan M AM AO O O =∠=
解得 30AMO ︒∠=
所以光线在M 点发生全反射；当光线射向另一个临界点N 时，由正弦定理
sin sin AO R C NAO
=∠ 可得
120NAO ︒∠=
所以
30NOA ︒∠=
综上所述，入射点在圆弧MN 之间时入射角大于临界角C ，会发生全反射，光线无法射出，故圆弧上光线无法射出部分即圆弧MN 对应的圆心角
∠=∠
-∠==
-
MON MOA NOA︒︒︒
903060。