江苏省泰州市2021届新高考模拟物理试题(市模拟卷)含解析

江苏省泰州市2021届新高考模拟物理试题（市模拟卷）
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．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab=U bc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）
A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
D．三个等势面中，c的电势最高
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 等差等势面P处比Q处密，则P处电场强度大，质点受到的电场力大，加速度大，故A错误；
D. 根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知带电质点所受的电场力方向应向下，所以电场线方向向上，故c的电势最高，故D正确.
B.带负电质点在电势高处电势能小，可知质点在P点的电势能大，故B错误.
C. 带电质点的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，在P点的电势能大，则动能小，故C错误.
2．如图，A、B两盏电灯完全相同．当滑动变阻器的滑动头向右移动时，则（）
A．A灯变亮，B灯变亮B．A灯变暗，B灯变亮
C．A灯变暗，B灯变暗D．A灯变亮，B灯变暗
【答案】D
【解析】
当滑出向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，所以外电路电阻增大，路端电压增大，总电流减小，即B中的电流减小，所以B变暗，B两端的电压减小，而路端电压是增大的，所以并联电路两端的电压
增大，即A两端的电压增大，所以A变亮，D正确．
3．如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。

不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（）
A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒
B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加
C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒
D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；
B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；
C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。

故选A。

4．大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。

如图所示，一次最多可坐四人的浮圈从高为h的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为R、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动。

重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A．人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态
B2gh
C ．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧
D ．人和浮圈进入盆体后，所受支持力与重力的合力大于所需的向心力
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于失重状态，故A 错误。

B ．若不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒有
212mgh mv = 可得2v gh =。

由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中受到了阻力作用，所以人和浮圈刚进入盆体时的速度一定小于2gh ，故B 错误。

C ．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C 错误。

D ．人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D 正确。

故选D 。

5．正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为53︒，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500 N ，则沿船行驶方向获得的推力大小为()
sin530.8,cos530.6︒︒==
A ．300 N
B ．375 N
C ．400 N
D ．450 N
【答案】A
【解析】
【详解】
对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力
1cos53300N
F F︒
==。

A. 300 N与上述计算结果
1300N
F=相符，故A正确；
B. 375 N与上述计算结果
1300N
F=不相符，故B错误；
C. 400 N与上述计算结果
1300N
F=不相符，故C错误；
D. 450 N与上述计算结果
1300N
F=不相符，故D错误；
6．如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）
A．f的方向总是指向圆心
B．圆盘匀速转动时f=0
C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比
D．在物体与轴O的距离一定的条件下, f跟圆盘转动的角速度成正比
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．
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．如图所示为一列沿x 轴传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，经过t 1＝6s ，波形图如图中虚线所示。

已知波的周期T ＞4s ，则下列说法正确的是（ ）
A ．该波的波长为8m
B ．该波的周期可能为8s
C ．在t ＝9s 时，B 质点一定沿y 轴正方向运动
D ．B 、C 两质点的振动情况总是相反的
E.该列波的波速可能为56m/s 【答案】BDE 【解析】
【详解】
A ．分析波形图，可知波长λ＝4m ，故A 错误； BE ．设波沿x 轴正方向传播，则114t n T ⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭，n ＝0、1、2…，其中T ＞4s ，则n ＝0时，T ＝24s ，波速1m/s 6v T λ== ；n ＝1时，T ＝245s ，波速v ＝56
m/s ； 设波沿x 轴负方向传播，则143t n T ⎛
⎫=+
⎪⎝⎭，n ＝0、1、2…，其中T ＞4s ，则n ＝0时，T ＝8s ，波速v ＝0.5m/s ，故BE 正确；
C ．当波沿x 轴负方向传播时，T ＝8s ，在t ＝9s 时，B 质点在平衡位置下方，沿y 轴负方向运动，故C 错误；
D ．B 、C 两质点平衡位置相隔半个波长，振动情况完全相反，故D 正确；
故选BDE.
8．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C 和电阻R ，导体棒MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN 始终保持静止，则0～t 2时间（ ）
A．电容器C的电荷量大小始终没变B．电容器C的a板先带正电后带负电
C．MN所受安培力的大小始终没变D．MN所受安培力的方向先向右后向左
【答案】AD
【解析】
【详解】
A、B：由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器的电压恒定，故电容器C的电荷量大小始终没变．根据楞次定律判断可知，通过R的电流一直向下，电容器上板电势较高，一直带正电．故A正确，B错误；C：根据安培力公式F＝BIL，I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误．D：由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D正确．
故选AD．
9．如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R．质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有
A．B．
C．D．
【答案】BC
【解析】
【分析】
对金属棒受力分析，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出F合表达式，分情况讨论加速度的变化情况，分三种情况讨论：匀加速运动，加速度减小的加速，加速度增加的加速，再结
合图象具体分析．
【详解】
设金属棒在某一时刻速度为v ，由题意可知，感应电动势E BLv =，环路电流E BL I v R r R r
=
=++， 即I v ∝；
安培力，方向水平向左，即 22 B L v F BIL R r
安==+， F v ∝安；
R 两端电压
R BLR U IR v R r
==+， 即R U v ∝；
感应电流功率
22
2B L P EI v R r
==+， 即2P v ∝．
分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：
2222
00()B L B L F F F F kv v F k v R r R r
=-=+-=+-++合安， 即加速度F a m
合=，因为金属棒从静止出发，所以0 0F >，且0F >合，即0a >，加速度方向水平向右． （1）若22B L k R r
=+，0 F F =合，即0F a m =，金属棒水平向右做匀加速直线运动．有v at =，说明v t ∝，也即是I t ∝，2
R F t U t P t ∝∝∝安，，，所以在此情况下没有选项符合． （2）若22
B L k R r
>+，F 合随v 增大而增大，即a 随v 增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符合； （3）若22
B L k R r
<+，F 合随v 增大而减小，即a 随v 增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合． 10．下列有关热现象的说法中，正确的是（ ）
A ．温度高的物体内能不一定大
B ．气体的温度升高，所有分子的运动速率都增大
C ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
D ．对物体做功不能改变物体的分子势能
E.物体的内能跟物体的温度和体积有关
【答案】ACE
【解析】
【详解】
A ．物体温度高，其分子平均动能一定大。

但分子数不确定，总动能不确定。

且分子间势能也不确定，则物体内能不确定，A 正确；
B ．气体温度升高，其分子运动平均速率增大。

其中多数分子速率变大，也有少数分子速率变小，B 错误；
C ．在引起外界变化时，物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，C 正确；
D ．对物体做功，物体内能增加。

可表现为分子势能增加，或分子动能增加，或二者均增加，D 错误；
E ．物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积等有关，则内能跟物体的温度和体积有关，E 正确。

故选ACE 。

11．一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t=2
T 时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点。

图(b)表示介质中某质点的振动图像。

下列说法正确的是
A ．质点Q 的振动图像与图(b)相同
B ．在t=0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大
C ．在t=0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大
D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.简谐机械波沿x 轴正方向传播，在2T t =时刻，质点Q 的振动方向向上，而在振动图象上在2T t =时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点Q 的振动图象，故A 错误；
B.在t=0时刻，质点P 位于波谷，速度为零，质点Q 位于平衡位置，则质点P 的速率比质点Q 的小，故B 错误；
C.在t=0时刻，质点P 的位移比质点Q 的大，由公式kx a m
=-
，则质点P 的加速度的大小比质点Q 的大，故C 正确；
D.在2T t 时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故D 正确。

12．图中小孩正在荡秋千，在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．绳子的拉力逐渐增大
B ．绳子拉力的大小保持不变
C ．小孩经图示位置的加速度可能沿a 的方向
D ．小孩经图示位置的加速度可能沿b 的方向
【答案】AC
【解析】小孩在最高点时，速度为零；受重力和拉力，合力沿着切线方向，绳子的拉力是重力沿绳子方向的分力，小于重力；而在最低点，小孩受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳子的拉力大于重力．可知在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，绳子的拉力逐渐增大，故A 正确，故B 错误；当秋千离开最高点，向最低点运动的过程中，小孩的速度增大，合外力的一个分力指向圆心，提供向心力，另一个分力沿着切线方向，使小孩速度增大所以加速度方向可能沿图中的a 方向，故C 正确，D 错误。

所以AC 正确，BD 错误。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．标称3.7V 的锂电池，充满电时电动势为4.2V ，电动势低于3.4V 时不能放电。

某只该型号电池标注如下：标准放电持续电流170mA ，最大放电电流850mA ，内阻r≤0.2Ω。

为测量其电动势和内阻，实验室提供下列器材：
A ．电压表V （量程3V ，内阻3kΩ）
B ．电流表(量程0.6A)
C ．电流表（量程0~3A ）
D ．定值电阻R 1=2kΩ
E ．定值电阻R 2=1Ω
F ．滑动变阻器(0~5Ω)
G ．滑动变阻器(0~20Ω)
H ．待测电池，多用电表，开关导线若干
（1）设计测量电路如图甲所示，电流表A 应选择_____，滑动变阻器R 应选择_____填写器材序号）； （2）按照设计电路完成实物电路的连接；（__________）
（3）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到___选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的____检查电路故障；A．电阻“1
⨯”挡B．直流电流250mA挡C．直流电压2.5V挡D．直流电压10V挡
（4）正确进行实验操作，根据电压表读数计算出电压表和定值电阻R，两端的总电压U。

读出对应的电流表示数，在坐标纸上描点作出U—I图象如图丙所示。

则电池电动势E= __V，内阻r= ____Ω。

【答案】B G 左 D 3.87~3.900.12~0.17
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由题知，该锂电池的最大放电电流850mA，故电流表A应选择B；
[2]由题知，回路中的最大电阻
max
4.2 0.17
R=Ω≈24.7Ω
故滑动变阻器选择G；
（2）[3]按照设计电路完成实物电路的连接，如图所示
（3）[4]因滑动变阻器是限流式接法，为保护电路，故在闭合开关S 前，滑动变阻器的阻值要最大，故应将滑动变阻器滑片P 移到左端；
[5]闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，说明电流表所在支路存在某处断路，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的直流电压档进行检查电路故障，又该电源的最大电动势为4.2V ，故应选择直流电压10V 档进行检查电路故障，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

（4）[6]由题知，U —I 图象的纵截距表示电源的电动势，则由图可得
E =3.88V （3.87~3.90）
[7]由U —I 图象，可得图象的斜率 3.88 3.5 1.150.33
k -== 由电路图分析可知，斜率
2k r R =+
解得
0.15r =Ω（0.12~0.17）
14．用如图a 所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系．
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至______端（填“A”或“B”）．
（2）实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图b 的R t -t 关系图线，根据图线写出该热敏电阻的R t -t 关系式：R t =______________（Ω）．
（3）铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计．请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a 中某一
电表和图c所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化），设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图____________________．
（4）结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为__________________℃．如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：_________________________________________．
【答案】B 50+t 50 将恒流源的输出电流调小
【解析】
【详解】
（1）开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，故滑片应移至B端；
（2）由图象可知，铂丝电阻R t的阻值与温度的关系式：R t＝50+t；
（3）直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻R t的两端，如图所示：
（4）当恒流源的输出电流为0.15A，所以当电压表示数最大时，即R t两端的电压U t＝15V时，铂丝电阻
R t的阻值最大，由丙图中所画的R t﹣t图象可知，此时温度计所能测量的温度最高；由I
U
R
=得铂丝电
阻R t的阻值为：R t′
15
0.15
==100Ω，则温度计所能测量的最高温度为：t＝R t﹣50＝100﹣50＝50℃．直流
恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻R t的两端，如图所示要提高该温度计所能测量的最高温度值，应使铂丝电阻R t的阻值增大或将恒流源的输出电流调小．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，一个初速为零、带电量为e、质量为m的正离子，被电压为U的电场加速后，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的水平宽度为d（忽略粒子所受重力），求：
(1)离子在磁场中做圆周运动的半径R；
(2)离子在磁中运动的时间
【答案】 (1)
2emU eB (2)1sin ()2m e eB mU -或πm eB 【解析】
【详解】 (1)电子在电场中加速，根据动能定理有
212
eU mv = 进入磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
2
v evB m R
= 解得
1
2mU R B e
(2)离子在磁场中运动的周期为
2π2πR m T v eB
== 若R<d ，离子从MN 边界离开磁场区域，圆周运动的圆心角为π，所以离子在磁场中运动的时间 1π2T m t eB =
= 若R>d ，离子从PQ 边界离开磁场区域，圆心角为θ，利用几何关系有
sin 2d e R mU
θ==所以离子在磁场运动的时间为
12sin ()22m e t T eB mU
θπ-==
16．如图所示，连通器中盛有密度为ρ的部分液体，两活塞与液面的距离均为l ，其中密封了压强为p 0的空气，现将右活塞固定，要使容器内的液面之差为l ，求左活塞需要上升的距离x ．
【答案】2
004346P l ρgl P ρgl
+- 【解析】
【分析】
【详解】
右侧发生等温变化，
初态：压强P 1＝P 0，体积：V 1＝lS
末态：压强P 2，体积：22
l V l S +＝（）
根据玻意耳定律可得：P 1V 1＝P 2V 2 即：P 0lS ＝P 2
2l l S +（） 左侧发生等温变化，
初态：压强P 3＝P 0，体积：V 3＝lS
末态：压强P 4，体积：32
l V l x S +-＝（）
根据玻意耳定律可得：P 3V 3＝P 4V 4 即：P 0lS ＝P 4
2
l l x S +-（） 活塞上升x 后，根据平衡可得：P 4+ρgl ＝P 2 联立可得左活塞需要上升的距离：2
004346P l ρgl x P ρgl
+=- 17．U 形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm ，且水银面比封闭管内高4 cm ，封闭管内空气柱长为11 cm ，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
（1）粗管中气体的最终压强；
（2）活塞推动的距离.
【答案】（1）88 cmHg （2）4.5 cm
【解析】
【详解】
解：设左管横截面积为S ，则右管横截面积为3S ， （1）以右管封闭气体为研究对象，
180P cmHg =，111333V S =⨯= S
210330V S =⨯= S
等温变化：1122P V P V =g
g 8033⨯ 230S P =g
S 288P = cmHg
（2）以左管被活塞封闭气体为研究对象， 176P cmHg =，111V S =，288P = cmHg
等温变化：1122P V P V =g
g 29.5V Scm =
即123Sh Sh =，124h h cm +=，联立得21h cm =，故上升1cm ； 那么活塞推动的距离：1139.5 4.5L cm =+-=。