调研卷(六)备战2021年新高考物理综合测试调研(江苏专用)(解析版)

江苏省2021年新高考考试
物理 调研卷（六）
一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。

每题只有一个选项最符合题意。

1．下列关于光学现象的说法不正确的是（ ）
A ．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
B ．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光更容易产生衍射
C ．观看3
D 立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的 D ．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射 【答案】A
【解析】A ．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是由于薄膜厚度不均匀造成的光的干涉现象，故A 错误； B ．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光波长较长，容易发生衍射，穿透雨雾能力较强，传播距离较远的原因，故B 正确；
C ．3
D 立体电影的成像原理应用了光的偏振，故C 正确； D ．“疑水浅”是由于光的折射造成的，故D 正确。

本题选不正确的，故选A 。

2．如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R ，AB 是一竖直直径，现有一束半径为
3
2
R 的圆环形平行细光沿AB 方向射向球体(AB 直径为圆环中心轴线)，所有光线经折射后恰好经过B 点射出，则透明球体的折射率为（ ）
A 3
B 2
C ．23
D 5【答案】A
【解析】光路图如图所示，由几何关系可知，即60α= 由图可知，2αβ=，得30β= ，由折射定律有
sin sin60
3
sin sin30
n
α
β
︒
===
︒
故选A。

3．生活中经常用刀来劈开物体。

如图所示是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，劈的夹角为θ，则刀刃劈物体时对物体侧向推力F N的大小为（）
A．
2cos
F
θ
B．
2cos
2
F
θC．
2sin
F
θ
D．
2sin
2
θ
F
【答案】D
【解析】将力F根据平行四边形定则分解如下：
由几何知识得，侧向推力的大小为：
2
2
22
F
F
F
sin sin
θθ
'==
A．
2cos
F
θ
，与结论不相符，选项A错误；
B ．
2cos
2
F
θ，与结论不相符，选项B
错误；
C ．
2sin F
θ
，与结论不相符，选项C 错误； D ．
2sin
2
θF
，与结论相符，选项D 正确； 故选D 。

4．嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。

为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。

已知引力常量G =6.67×10-11N ・m 2/kg 2地球质量m =6.0×1024kg ，月球质量m 2=7.3×1022kg ，月地距离r 1=3.8×105km ，月球半径r 2=1.7×103km 。

当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km 处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（ ） A ．16m/s B ．1.1×102m/s
C ．1.6×103m/s
D ．1.4×104m/s
【答案】C 【解析】根据
2
22m m v G m r r
=
可得
22
1133
327.310(1.6.6710m/s 1.610m/s 20700)110
Gm v r -⨯⨯===⨯⨯⨯+⨯ 故选C 。

5．如图所示，A 、B 两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t 在空中相遇．若两球的抛出速度都变为原来的3倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )
A ．t
B 3
t
C ．3
t
D ．
4
t 【答案】C
【解析】两球同时抛出，竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相同，始终在同一水平面上，根据x =v A t +v B t 知，当两球的抛出速度都变为原来的3，则两球从抛出到相遇经过的时间为3
t。

A ．t ，与结论不相符，选项A 错误；
B ．
3
t ，与结论不相符，选项B 错误；
C ．3
t
，与结论相符，选项C 正确；
D ．
4
t
，与结论不相符，选项D 错误； 故选C 。

6．在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL 溶液中有纯油酸0.6mL 。

用注射器测得1mL 上述溶液为80滴，把1滴该溶 液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示。

图中每个小正方形方格的边长均为1cm ，下列说法不正确的是（ ）
A ．实验时将油酸分子看成球体
B ．实验时不考虑各油酸分子间的间隙
C ．使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜
D ．该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10－8m 【答案】D
【解析】AB ．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验的基本原理是：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙，故AB 正确，不符合题意；
C ．由于酒精易溶于水，使用油酸酒精溶液的目的是让油膜在水面上形成单层分子油膜，故C 正确，不符合题意；
D ．一滴油溶液中含油的体积为
612310.6
mL 7.510mL 7.510m 801000
V --=
⨯=⨯=⨯ 所以油酸分子直径为
12104
7.510m 6.510m 11510
V d S ---⨯===⨯⨯ 故D 错误，符合题意。

故选D。

7．如图所示的远距离输电电路，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，降压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，输电线上的总电阻为，下列说法中正确的是（）
A．
B．
C．
D．输电线上损耗的功率为
【答案】C
【解析】A．因为变压器分别是升压变压器和降压变压器，所以U1<U2，U3>U4，故A错误；
B．因为变压器分别是升压变压器和降压变压器，原副线圈的电压与电流成反比，所以I1>I2，I3<I4，故B错误；
C．根据输入功率等于输出功率知：P1=P2，P3=P4，而P2=P3+，所以P2>P3，故C正确；
D．输电线上损耗的功率P损==，故D错误．
故选C
8．图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像。

下列说法正确的是（）
A ．波速为2m/s
B ．波沿x 轴负方向传播
C ．0~2s 时间内，该质点沿x 轴运动了1m
D ．0~2s 时间内，该质点运动的路程为8cm 【答案】D
【解析】A ．从图中可得波长2m λ=，周期4s T =，由公式
v T
λ
=
可得波速0.5m/s v =，故A 错误；
B ．t =2s 时x =0.5m 处的质点向下运动，由上下坡法得波沿x 轴正方向传播，故B 错误；
C ．0~2s 时间内，该质点在平衡位置上下振动，而不是沿x 轴运动，故C 错误；
D ．0~2s 时间内，经过了半个周期，质点运动的路程为
28cm s A ==
故D 正确。

故选D 。

9．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A 经绝热过程A B →，等容过程B C →，等温过程C A →，又回到状态A ，则（ ）
A
A ．A
B →过程气体体积增大，内能减小 B ．B
C →过程内能增加，可能外界对气体做了功 C ．气体在B 状态的温度高于在A 状态的温度
D ．C A →为等温变化，内能不变，所以此过程气体既不吸热也不放热 【答案】A
【解析】A ．A B →为绝热过程，气体压强减小，体积膨胀，气体对外做功，不发生热量交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故A 正确； B ．B C →过程气体等容升压，由
p
T
为恒量可知，气体温度升高，其内能增加，0W =，故B 错误； C ．C A →过程为等温压缩，A C T T =，而B C T T <，故B A T T <，故C 错误；
D ．C A →为等温变化，气体内能不变，但体积减小，外界对气体做功，0W >，由热力学第一定律可知，
C A →为放热过程，故
D 错误。

故选：A 。

10．如图所示，间距为L 的无限长光滑导轨平面倾斜放置，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨面与水平面夹角为θ，一个质量为m ，电阻为r 的光滑导体棒垂直横跨在两根导轨上，导轨上端的定值电阻阻值为R ，导轨电阻不计，当导体棒从静止释放后，沿导轨下滑距离l 时达到稳定状态，下滑过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，以下说法正确的是（ ）
A ．导体棒做变加速运动，最大加速度为a ＝g sinθ
B ．导体做匀加速运动，加速度为a ＝g sinθ
C ．导体棒稳定时的速度为v ＝
22
()
mg R r B L
+ D ．从开始到稳定导体棒上消耗的电热为322244
sin ()sin 2mgl m g R r B L
θθ
-+ 【答案】A
【解析】AB.导体棒在下滑过程中，受到重力、导轨的支持力和安培力，安培力方向与速度方向相反，安培力随着速度的增大而增大，则导体棒的合力减小，加速度减小，故开始时加速度最大，此时导体棒不受安培力，所以最大加速度为 a ＝
sin mg m
θ
＝g sinθ，故A 符合题意B 不符合题意。

C.导体棒稳定时做匀速运动，则有 mg sinθ＝22B L v
R r
+，得 v ＝22
()sin mg R r B L θ+．故C 不符合题意。

D.根据能量守恒定律得 mgl sinθ＝
212mv +Q ，导体棒上消耗的电热为Q r ＝
r
R r
+Q ，联立解得 Q r ＝r R r +mgl sinθ﹣()322
44
sin 2m g r R r B L
θ+，故D 不符合题意。

11．如图所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t =0时，甲静止，乙以6m/s 的初速度向甲运动。

它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v －t 图像分别如图（b ）中甲、乙两曲线所示。

则由图线可知（ ）
A ．两小球带电的电性一定相反
B ．甲、乙两球的质量之比为2：1
C ．t 2时刻，乙球的静电力最大
D ．在0~t 3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小 【答案】B
【解析】A ．由图可知乙球减速的同时，甲球正向加速，说明两球相互排斥，带有同种电荷，故A 错误； B ．两球作用过程中动量守恒，则
m v m v =乙乙甲甲
解得
622
21
m v m v ∆-===∆甲乙乙甲 故B 正确；
C ．从v －t 图象可知，在t 1时刻二者速度相等，则此时距离最近，此时静电力最大，故C 错误；
D ．在0－t 3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能先减小，t 2时刻后逐渐增大，故D 错误。

故选B 。

二、非选择题:共5题，共56分。

其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12．如图甲所示，一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于架子上的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为m 的重物，将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动．假设纸带和滑轮不打滑，为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器，交变电流的频率为50 Hz ，如图乙所示，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况．下图为打点计时器打出来的纸带，取中间的一段，在这一段上取了7个计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G ，每相邻的两个计数点间有4个点没有画出，其中：x 1=8.05 cm 、x 2=10.34 cm 、x 3=12.62 cm 、x 4=14.92 cm 、x 5=17.19 cm 、x 6=19.47cm ．
（1）根据上面的数据，可以求出D 点的速度v D =______m/s ；（结果保留三位有效数字）
（2）测出滑轮半径等于3.00 cm ，则打下D 点时滑轮的角速度为______rad/s ；（结果保留三位有效数字） （3）根据题中所给数据求得重物下落的加速度为______m/s 2．（结果保留三位有效数字） 【答案】1.38 46.0 2.29
【解析】（1）根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知D 点的瞬时速度：
2
(12.6214.92)10 1.38m/s 220.1
D C
E v T -+⨯===⨯．
（2）由v =ωr ，则D 时刻的角速度： 1.38
46.0rad/s 0.03
D v r ω=== ． （3）根据2s aT ∆= 可知
()()()()45612322
2
214.92 +17.19 +19.478.05 +10.34 +1099012.62 2.1.29m/s x x x a x T x x -++-++=
=⨯=-⨯
13．某同学在“测量金属丝电阻率”的实验中，从实验室找到的器材如下： 待测金属丝（阻值约为几欧）； 电压表（量程3V ，内阻约3K Ω）； 电流表（量程0.6A ，内阻约0.2Ω） 干电池两节；
滑动变阻器R （最大阻值约20Ω）；
螺旋测微器； 毫米刻度尺； 开关、导线若干。

(1)用刻度尺测得金属丝长为l ，用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，其直径为
d =___________mm 。

(2)本实验滑动变阻器采用限流式接法，为了尽量减小实验误差，根据所给实验器材用笔画线代替导线在图乙中把实物连线图补充完整__________。

(3)若某次实验中电压表的读数为U ，电流表的读数为I ，则金属丝的电阻率ρ=___________（用
U I l d 、、、 表示）。

【答案】0.645mm d =
24d U
Il
πρ=
【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，其读数为
0.5mm 14.50.01mm 0.645mm d =+⨯=
(2) 待测金属丝电阻为几欧，而电压表内阻为3K Ω，电流表内阻为0.2Ω，可知电压表内阻远大于待测金
属丝电阻，则电流表应采用外接法，实物连线图如下图所示
(3)设金属丝的电阻为x R ，由欧姆定律得
x U R I =
又由电阻定律得
x l R S
ρ
= 2
2
24d d S ππ⎛⎫==
⎪⎝⎭
联立上式，解得
24d U
Il
πρ=
14．如图，泳池底部半球形玻璃罩半径为r ，内为空气，其球心处有一个点光源S 。

S 发射的光通过罩内空气穿过厚度不计的玻璃罩，进入水中，最后有部分光线折射出水面，在水面形成圆形光斑。

(1)水深h =2m ，水对光的折射率取
4
3
，计算光斑的直径d ； (2)若光源发出的是白光，考虑到色散，问出射水面的光斑边缘颜色为红色还是紫色，并说明理由。

【答案】(1)4.5m ；(2)红光
【解析】(1)从S 点发出的光线射向球形玻璃罩边缘时沿直线射向水中，然后射到空气和水的分界面，若恰能发生全反射，则
1sin C
n
=
则光斑直径为
2tan d h C =
解得
22=
m m 4.5m
47
1
()13
d n =
=≈-- (2)因红光的折射率最小，则临界角最大，则出射水面的光斑边缘颜色为红色。

15．如图，顶端封闭、质量为4m 的圆管放在倾角为30︒的光滑斜面上，圆管底端距斜面底端的长度为s ，圆管顶端塞有一质量为m 的小球。

圆管由静止释放，与固定在斜面底端的挡板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短知小球和圆管之间的滑动摩擦力大小为2f mg =，g 为重力加速度的大小，不计空气阻力。

(1)求圆管第一次与挡板碰撞后的瞬间，圆管和小球各自的加速度大小
(2)圆管第一次与挡板碰撞并弹开后，若在上升过程中小球没有从圆管中滑出，求圆管上升过程中运动的最大距离。

【答案】(1)g ，
32g ；(2)2
s 【解析】(1)圆管第一次与挡板碰撞后的瞬间，圆管的速度向上，小球的速度向下，对圆管由牛顿第二定律有
4sin 3024mg mg ma ︒+=
解得
a g =
对小球由牛顿第二定律有
'2sin 30mg mg ma ︒-=
解得
'32
a g =
(2)圆管和小球从静止开始滑到与挡板碰撞前瞬间，则有
''
5sin 30152
mg a g m ︒==
由速度位移公式得
2''2v a s =
解得
v ===
圆管与挡板碰撞后上升过程，
2max 2v ax =
即有
2max 2gx =
解得
max 2
s x =
16．如图甲为研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I —t 图像。

平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，左侧倾斜导轨平面与水平方向夹角θ = 37°，与右侧水平导轨平滑连接，轨道上端连接一阻值R = 0.5Ω的定值电阻，金属杆MN 的电阻r = 0.5Ω，质量m = 1kg ，杆长L = 1m 跨接在两导轨上。

左侧倾斜导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场；右侧水平导轨区域也加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小都为B = 1.0T ，让金属杆MN 从图示位置由静止释放，其始终与轨道垂直且接触良好，金属棒经过倾斜轨道与水平轨道连接处无能量损失，此后计算机屏幕上显示出金属杆在倾斜导轨上滑行过程中的I —t 图像，如图乙所示，g 取10m/s 2，sin37o = 0.6，求： (1)金属杆MN 在倾斜导轨上滑行的最大速率；
(2)金属杆MN 在水平导轨上滑行过程中克服安培力做的总功；
(3)根据计算机上显示的I —t 图像可知，当t = 0.5s 时I = 2A ，0 ~ 0.5s 内通过电阻R 的电荷量为0.5C ，求0 ~ 0.5s 内在电阻R 上产生的焦耳热。

【答案】(1)6m/s ；(2)18J ；(3)0.5J
【解析】(1)由I —t 图象可知，当金属杆达到最大速率时已经匀速下滑，由平衡条件得
mg sin θ = BIL
感应电动势
E = BLv m = I (R + r )
代入数据解得
v m = 6m/s
(2)金属杆MN 在水平导轨上滑行过程中，由功能关系可得：
- W 安 = 0 -
1
2
mv m 2 代入数据解得
W 安 = 18J
(3)由题t = 0.5s 时I = 2A ，依据闭合电路欧姆定律，有
E BLv
I R r R r
=
=
++ 代入数据解得
v = 2m/s
而0 ~ 0.5s 内通过电阻R 的电荷量为q = 0.5C ，由
E t BLx
q t R r t R r R r R r
∆Φ∆∆Φ=
∆=⋅==+∆+++ 代入数据得
x = 0.5m
由功能关系得
2
1sin 2
mgx mv Q θ=
+ 代入数据解得
Q = 1J
则
R R
Q Q R r
=
+ = 0.5J。