2021年衡水金卷先享题信息卷(一)-物理试题(含解析)

绝密★启用前
2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题
理综(一) 物理部分
本试题卷共16页，38题(含选考题)。

全卷满分300分。

考试用时150分钟。

注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑，答案写在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

14.几个物块同时并排沿同一方向滑上一粗糙水平面，若各物块受到的摩擦力大小相等，则最后停下的物块哪个物理量一定是最大的
A.初速度
B.质量
C.初动量
D.初动能
15.2020年7月31日在人民大会堂举行了北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式，北斗系统开始全球服务。

已知北斗系统中的中圆地球轨道卫星的周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，若中圆地球轨道卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，则中圆地球轨道卫星离地球表面的高度为
A.
22
3
2
gR T
R
4π
- B.
22
3
2
gR T
4π
C.
22
2
gR T
R
4π
- D.
2
3
22
gR
4T
π
16.如图所示，一辆汽车驶上一圆弧形的拱桥，当汽车以30m/s的速度经过桥顶时，恰好对桥顶没有压力。

若汽车以10m/s的速度经过桥顶，则汽车对桥顶的压力与汽车自身重力之比为
A.2：3
B.8：9
C.1：3
D.1：9
17.某电厂采用110kV的高压交流输电线路向用户端供电，输送功率恒为1.1×104kW。

普通的交流电压表、电流表不能直接接在高压输电线路上测量电压和电流，通常要通过电压互感器和电流互感器来连接。

如图所示，在输电线路的起始端接入两个互感器，其中电压互感器原、副线圈匝数比为2200：1，图中a、b表示电压表或电流表，已知电流表的示数为1A，则下列
说法正确的是
A.电压互感器的原线圈应接M'N'，副线圈接MN，a为电压表
B.电压互感器的原线圈应接PQ，副线圈接P'Q'，b的示数为50V
C.电流互感器的原线圈应接PQ，副线圈接P'Q'，原、副线圈匝数比为1：100
D.电流互感器的原线圈应接M'N'，副线圈接MN，原、副线圈匝数比为100：1
18.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在圆周上的P点垂直磁场方向射入一个速度大小为v0的带电粒子，其速度方向与直径PQ成θ=30°角，粒子恰好垂直于直径PQ方向射出磁场区域。

已知粒子的质量为m带电量为+q，不计粒子的重力，下列说
法正确的是
A.匀强磁场的磁感应强度大小B＝0
mv
qR
B.匀强磁场的磁感应强度大小B＝0
23mv
3qR
C.粒子在磁场中运动的时间t＝
R
3v
π
D.粒子在磁场中运动的时间t＝
5R
6v
π
19.下列核反应中，X代表中子的是
A.234234
9091
Th Pa X
→+ B.41417
278
He N O X
+→+
C.235
1140
949205438U n Xe Sr 2X +→++ D.46062
1228291He Ni Cu H X +→++
20.从距地面4m 高处由静止释放一物块，在物块竖直下落3m 以内，其动能E k 与重力势能E p 随它下落距离x 的变化情况如图所示。

取地面为重力势能零点，重力加速度g=10m/s 2，由图中数据可得
A.物块的质量为2kg
B.物块下落过程所受的阻力为15N
C.物块下落过程中的加速度为7.5m/s 2
D.物块下落3m 时机械能减少了25J
21.如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨电阻不计，空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场。

a 、b 为两根相同的金属棒，现给金属棒a 施加一个水平恒力F ，使金属棒a 由静止开始沿导轨运动，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直并接触良好，则经过一段足够长的时间后
A.a 、b 两金属棒以不同的速度匀速运动
B.a 、b 两金属棒以相同的加速度做匀加速运动
C.a 、b 两金属棒之间的距离逐渐增大
D.a 、b 两金属棒上将不再产生焦耳热
第II 卷
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。

第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33～38题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题(共129分)
22.(6分)
某同学把电流计G 改装成一只电压表，改装电路如图甲所示。

已知电流计G 的量程为100μA 、内阻为900Ω，定值电阻R 1=100Ω，电阻箱R 2=2910Ω。

(1)改装好的电压表的量程为V。

(2)现要对改装好的电压表进行校准，V为标准电压表，请把图乙中的器材用笔画线代替导线连接成实验电路。

(3)当标准电压表的示数为3.0V时，电流计G的指针位置如图丙所示。

如果产生，上述问题的原因是电流计G的实际内阻并非900Ω造成的，那么电流计G的实际内阻(填“大于”或“小于”)900Ω。

23.(9分)
某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，所用器材包括：气垫导轨、滑块1(上方安装有宽度为d的遮光片，前方有撞针)、滑块2(粘有橡皮泥)、两个与计算机相连接的光电门等。

(1)实验步骤如下：
A.用游标卡尺测量滑块1上遮光片的宽度d的示数如图乙所示，则d= mm；
B.将两个光电门a、b隔开一段距离固定在导轨上，调节气垫导轨使其水平；
C.用天平测出滑块1(含遮光片、撞针)的质量m1、滑块2(含橡皮泥)的质量m2；
D.将粘有橡皮泥的滑块2放置在两光电门a、b之间，装有撞针的滑块1放在光电门a的右侧，瞬间将滑块1推向滑块2，记下安装在滑块1上的遮光片通过光电门a的遮光时间△t1；
E.两滑块相碰后，撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动，记下遮光片通过光电门b的遮光时间△t2；
F.改变滑块的质量，重复上述实验步骤。

(2)某次实验中得到的一组数据为m1=0.210kg，m2=0.400kg，△t1=2.750×10－3s，△t2=8.090×
10－3s ，计算可得碰撞前两滑块的总动量p 1＝ kg ·m ·s －1，碰撞后两滑块的总动量p 2= kg ·m ·s －1。

(结果均保留两位有效数字)
(3)恢复系数是反映碰撞时物体形变恢复能力的参数。

其定义为e=210102
v v v v --，其中v 01和v 02分别是碰撞前两物体的速度，v 1和v 2分别是碰撞后两物体的速度。

那么，本实验中两滑块碰撞的恢复系数e= 。

24.(12分)
雨滴在空中下落时，由于空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下落，我们把这个速度叫做收尾速度。

研究表明，在无风的天气条件下，雨滴可视为球形，空气对下落雨滴的阻力可由公式f=kr 2v 2来计算，其中k 为阻力系数(为常量)，r 为雨滴的半径，v 为雨滴下落的速度。

实验观测得知半径为0.5mm 的雨滴的收尾速度为4.2m/s ，现有一个半径为2mm 的同种密度的雨滴从2000m 的高空下落。

(1)求此雨滴的收尾速度；
(2)若此雨滴经时间3s 达到了收尾速度，并把此过程看做匀变速直线运动，求此过程的加速度和下落的高度；
(3)简要分析此雨滴达到收尾速度时，下落的实际高度比(2)问中求出的下落高度是偏大还是偏小。

25.(20分)
如图所示，矩形ABCD 区域内存在与区域平面平行的匀强电场，AB 边长为5b ，BC 边长为3b 。

质量为m 、电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自AD 边的中点P 由静止释放，自CD 边上的Q 点以速率v 。

穿出电场，PQ 与PD 之间的夹角θ=53°，粒子仅受电场力作用，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

(1)求电场强度的大小；
(2)若该粒子先后从P 点以不同的速度进入电场，速度方向均与电场的方向垂直，为使粒子穿过电场后动能增量最大，求该粒子进入电场时的速度大小。

(二)选考题：共45分。

请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题
作答。

如果多做，则每科按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)如图所示，把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线圈是松弛的(图甲所示)。

用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，棉线圈将成为圆形(如图乙所示)，这是由于液体表面张力作用产生的效果。

在液体表面层中水分子之间的相互作用力总体上表现为 (填“引力”或“斥力”)。

分子势能E p 和分子间距离r 的关系图象如图丙所示，能大致反映表面层中水分子势能E p 的是图中的 (填“A ”“B ” “C ”或“D ”)位置。

在图丙中的A →B →C 段，分子间的作用力表现为 (填“引力”“斥力”“先引力后斥力”或“先斥力后引力”)。

(2)(10分)一个容积为V 的氧气瓶，内部氧气的压强为120 atm ，现给5个完全相同的容积均为2
V 的小钢瓶充气，每个小钢瓶中原有氧气的压强均为2 atm ，待氧气瓶内氧气的压强为40 atm 时，结束氧气分装，若氧气瓶和小钢瓶中氧气的初始温度相同且在充气过程中一直保持不变，氧气分装后每个小钢瓶内氧气的压强都相同，求充气后小钢瓶内气体的压强。

34.[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)如图所示为某一时刻波源S.S2在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是 。

(填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉
B.a 、c 、d 三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和
C.a 、c 、d 三点的振动始终加强，b 点的振动始终减弱
D.c 处的质点会随时间沿c →d 方向移动
E.从此刻再经过四分之一个周期，a 、b 、c 、d 四点的位移均为零
(2)(10分)如图所示为半圆形玻璃砖的截面图，O 为圆心，半径为R ，一细光束从P 点垂直界
面AB入射，光线恰好在玻璃砖的圆形表面发生全反射，当保持入射点不变，光线顺时针转过一个角度α，从玻璃砖圆形表面出射的光线恰与入射光线平行。

已知玻璃砖的折射率为n=3，求：
(i)入射点P与圆心O的距离；
(ii)转过的角度α。

物理参考答案
- 11 -。