安徽省安庆市2021届新高考物理考前模拟卷(1)含解析

安徽省安庆市2021届新高考物理考前模拟卷（1）
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．如图所示为单摆的振动图像，根据此振动图像不能确定的物理量是（ ）
A ．摆长
B ．回复力
C ．频率
D ．振幅
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 由图可直接看出的物理量有：周期T=2s ，振幅A=3cm ；由单摆的周期公式：
=2l T g
则频率：
10.5Hz f T
== 可求出摆长为：
2
2=4gT l π
由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。

B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。

以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
B ．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法
C ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D ．根据速度定义式x v t ∆=∆，当Δt→0时，x t
∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义运用了极限
思维法
【答案】D
【解析】
【详解】
A 中采用了理想模型法；
B 中采用控制变量法；
C 中采用了微元法；
D 中是极限思维法；
故选D.
3．如图所示，一轻弹簣竖直固定在地面上，一个小球从弹簧正上方某位置由静止释放，则小球从释放到
运动至最低点的过程中（弹簧始终处于弹性限度范围内），动能k E 随下降高度h 的变化规律正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
小球在下落的过程中，动能先增大后减小，当弹簧弹力与重力大小相等时速度最大，动能最大，由动能定理
k F h E ∆=∆
得
k E F h
∆=∆ 因此图象的切线斜率为合外力，整个下降过程中，合外力先向下不变，后向下减小，再向上增大，选项D
正确，ABC错误。

故选D。

4．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()
A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1
C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4
D．a、b线圈中电功率之比为3∶1
【答案】B
【解析】
试题分析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时
间均匀增大，则
B
k
t
∆
=
∆
，根据法拉第电磁感应定律可知2
ΔΔ
ΔΔ
B
E n n l
t t
Φ
==，则2
39
()
11
a
b
E
E
==，选项
B正确；根据
2
444
B
n l S
E E klS
t
I l
nl
R nl
S
ρρ
ρ
∆
∆
'
=
'
==
'
=∝，故a、b线圈中感应电流之比为3:1，选项C错误；
电功率
23
23
44
klS B nk l S
P IE n l l
t
ρρ
'
⋅
'
∆
===∝
∆
，故a、b线圈中电功率之比为27:1，选项D错误；故选B．
【学科网考点定位】法拉第电磁感应定律；楞次定律；闭合电路欧姆定律；电功率．
【名师点睛】此题是一道常规题，考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律；要推导某个物理量与其他物理量之间的关系，可以先找到这个物理量的表达式，然后看这个物理量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量．
5．某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（）
A
2 4
3
v
G πρ
B
2 3
4
Gv πρ
C 3 G πρ
D
【答案】C
【解析】
【详解】
A.设该天体的质量为M ，半径为R ，则： 343
M R π= 根据万有引力提供向心力可得：
2
2Mm v G m R R
＝ 联立可得该天体半径为
:
R =选项A 错误；
B.根据第一宇宙速度的公式有：
2
v mg m R
'= 解得：
2v g R '==选项B 错误；
C. 绕该天体表面附近飞行的卫星周期：
2R T v π== 选项C 正确；
D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的自转周期最小时，天体表面的物体受到的万有引力恰好提供向心力，有：
0020
42m g m R T π'⋅⋅
＝ 解得：
0T 选项D 错误。

6．一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲．已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )
A ．0E
B ．0m E M
C ．0m E M m -
D ．02()
Mm E M m - 【答案】C
【解析】
【详解】
放出质量为m 的粒子后，剩余质量为M m -，该过程动量守恒，则有： 0)(mv M m v -=
放出的粒子的动能为：
20012
E mv = 原子核反冲的动能： ()212
k E M m v =- 联立解得： 0k m E E M m =
- A.0E 与分析不符，不符合题意； B.
0m E M
与分析不符，不符合题意； C.0m E M m -与分析相符，符合题意； D.02
()Mm E M m -与分析不符，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．以下说法正确的是______。

A ．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如金刚石是晶体，石墨是非晶体，但组成它们的微粒均是碳原子
B ．第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律
C ．一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的
D ．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小而温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变
E.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了炭粒分子运动的无规则性
【答案】CD
【分析】
【详解】
A ．晶体、非晶体在一定条件下可以 转化，同种元素的原子可以生成不同种晶体，但石墨是晶体，故A 错误；
B ．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律有关热现象的方向性，故B 错误；
C ．饱和蒸汽压仅仅与温度有关，一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，故C 正确；
D ．若单位体积内的分子数多，且分子的平均动能大，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数一定多；而气体的体积减小时单位体积内的分子数变多，温度降低会使分子的平均动能变小，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能变多，或变少，或不变，故D 正确；
E ．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了液体分子运动的无规则性，故E 错误。

故选ACD 。

8．如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组成。

导轨间距为L ，水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为R 的电阻。

现让质量为m 、阻值为2R 的金属棒a 从距离水平面高度为h 处静止释放。

金属棒a 到达磁场中OO'时，动能是该金属棒运动到MM'时动能的14
，最终静止在水平导轨上。

金属棒a 与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g ＝10m/s 2。

以下说法正确的是（ ）
A ．金属棒a 运动到MM'23BL gh R
B ．金属棒a 运动到OO'时的加速度大小为222B L gh a =
C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为13
mgh D ．金属棒a 若从h 处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是2m gh ，方向向左
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A ．金属棒a 从静止运动到MM '的过程中，根据机械能守恒可得
2112
mgh mv = 解得金属棒a 运动到MM '时的速度为
1v =金属棒a 运动到MM '时的感应电动势为
1E BLv ==金属棒a 运动到MM '时的回路中的电流大小为
2E I R R ==+故A 正确；
B ．金属棒a 到达磁场中OO '时的速度为
2112v v ==金属棒a 到达磁场中OO '时的加速度大小为
222(2)B L v BIL a m m R R ===+ 故B 错误；
C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，根据能量守恒可得产生的焦耳热等于重力势能的减小量，则有
Q mgh =
电阻上产生的焦耳热为
1133
R Q Q mgh == 故C 正确；
D ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，规定向右为正方向，根据动量定理可得 10I mv =-安
可得
I =-安
在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是，方向向左，故D 正确；
故选ACD 。

9．在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E 、F 、M 、N ，做成了一个霍尔元件，在E 、F 间通入恒定电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，M 、N 间的电压为U H ．已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（ ）
A ．N 板电势高于M 板电势
B ．磁感应强度越大，MN 间电势差越大
C ．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，U H 不变
D ．将磁场和电流分别反向，N 板电势低于M 板电势
【答案】AB
【解析】
A 、根据左手定则，电流的方向向里，自由电荷受力的方向指向N 端，向N 端偏转，则N 点电势高，故A 正确；
B 、设左右两个表面相距为d ，电子所受的电场力等于洛仑兹力，即：
设材料单位体积内电子的个数为n ，材料截面积为s ，则H eU evB d = ①;I=nesv ②; s=dL ③;由①②③得：H BI U ned =,令1k ne
=，则 H BI BI U k ned d == ④;所以若保持电流I 恒定，则M 、N 间的电压与磁感虑强度B 成正比，故B 正确；C 、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则带电粒子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故C 错误；D 、若磁场和电流分别反向，依据左手定则，则N 板电势仍高于M 板电势，故D 错误．故选AB.
【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下平衡．
10．如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，
P 是平衡位置在x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则下列说法正确的是_______ ．
A ．这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm
B ．在t=0时，质点Q 向y 轴负方向运动
C ．从t=0.1到t=0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了6m
D ．从t=0.1到t=0.25s ，质点P 通过的路程为30cm
E.质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt （国际单位）
【答案】ACE
【解析】
【分析】
由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A ；
【详解】
由图像可知，这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm ，选项A 正确；由Q 点的振动图像可知，在t=0时，质点Q 向y 轴正方向运动，可知波向x 轴正向传播，选项B 错误；波速
8/40/0.2
v m s m s T λ
===，从t=0.1到t=0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了400.156x vt m m ==⨯=，选项C 正确；从t=0.1到t=0.25s 经历了0.15s=34
T ，但是因P 点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P 通过的路程不等于3A=30cm,选项D 错误；2=
10/rad s T πωπ=，则质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt （国际单位），选项E 正确；故选ACE.
【点睛】
本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A ． 11．下列说法正确的是（ ）
A ．人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象
B ．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
C ．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波
D ．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
E.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．超声波比人耳听到的声波波长短，而波长越长越容易发生光的衍射，所以人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象，A 正确；
B ．根据双缝干涉实验中相邻亮（暗）条纹的间距公式
l x d
λ∆= 可知，光的频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹越窄，所以B 错误；
C ．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波；所以C 正确；
D ．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，所以D 正确；
E ．火车鸣笛向我们驶来，即波源与观察者相互靠近，我们听到的声音频率比声源振动的频率高，所以E 错误。

故选ACD 。

12．如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m ，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。

整个装置处于磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

现用一水平外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

则（ ）
A ．t=5s 时通过金属杆的感应电流的大小为1A ，方向由a 指向b
B ．t=3s 时金属杆的速率为3m/s
C ．t=5s 时外力F 的瞬时功率为0.5W
D ．0~5s 内通过R 的电荷量为2.5C
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由图像可知，t=5.0s 时，U=0.40V ，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为
0.40A 1A 0.40
U I R === 用右手定则判断出，此时电流的方向由b 指向a ，故A 错误；
B ．由图可知，t=3s 时，电压表示数为
'0.43V 0.24V 5
U =
⨯= 则有 'R U E R r
=+ 得 '0.10.40.24V 0.3V 0.4r R E U R ++=
=⨯= 由公式=E BLv 得
0.3m/s 3m/s 0.500.20
E v BL ===⨯ 故B 正确；
C ．金属杆速度为v 时，电压表的示数应为 =+R U BLv R r 由图像可知，U 与t 成正比，由于R 、r 、B 及L 均与不变量，所以v 与t 成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为
223m/s 1m/s 3
v a t === 根据牛顿第二定律，在5.0s 末时对金属杆有
F BIL ma -=
得
=+(0.5010.200.101)N 0.20N F BIL ma =⨯⨯+⨯=
此时F 的瞬时功率为
0.215W 1.0W P Fv Fat ===⨯⨯=
故C 错误；
D ．t=5.0s 时间内金属杆移动的位移为
221115m 12.5m 22
x at ==⨯⨯= 通过R 的电荷量为
0.50.212.5C 2.5C 0.40.1
BLx q R r R r ∆Φ⨯⨯====+++ 故D 正确。

故选BD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某实验小组用如图甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。

该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F 随时间t 变化的图线。

(1)首先测量重力加速度。

将摆球拉离竖直方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉力F 随时间t 变化的图线如图乙所示。

①图可知该单摆的周期T 约为________s(保留两位有效数字)。

②该小组测得该单摆的摆长为L ，则重力加速度的表达式为________(用测量或者已知的物理量表示)。

(2)然后验证机械能守恒定律。

将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F 随时间t 变化的图线如
图丙所示。

①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是_________。

②若图中A 点的拉力用F 1表示，B 点的拉力用F 2表示，则小球从A 到B 的过程中，验证机械能守恒的表达式为_____________(填表达式前的字母序号)。

A ．211()2F mg mg F -=-
B ．121()2
mg F F mg -=- C 21F mg mg F -=- 【答案】0.75(0.70或者0.73也对) 224πL g T
= 质量 A 【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由图乙可知11.0s 到14.0s 内有4个全振动，该单摆的周期
14.011.0s 0.75s 4
T -== ②[2]根据单摆周期公式2L T g
π=可得重力加速度 224πL g T
= (2)①[3]图中A 点对应速度为零的位置，即最高位置，根据受力分析可得
1cos θF mg =
图中B 点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得
2
2mv F mg L
-= 小球从A 到B 的过程中，重力势能减小量为
(cos θ)P E mg L L ∆=-
动能的增加量为
2211()22
k E mv F mg L ∆==-
要验证机械能守恒，需满足
P k E E ∆=∆
解得
211()2
F mg mg F -=- 所以还需要测量的物理量是小球的质量
②[4]验证机械能守恒的表达式为
211()2
F mg mg F -=- 故A 正确，B 、C 错误；
故选A 。

14．某同学用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件．
（1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成图中实物间的连线________．
（2）若连接好实验电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈______（填“A”或“B”）中有了感应电流．开关闭合后，他还进行了其他两项操作尝试，发现也产生了感应电流，请写出两项可能的操作：
①_________________________________；
②_________________________________．
【答案】 （2）B ； 将滑动变阻器的滑片快速滑动； 将线圈A （或铁芯）快速抽出；断开开关的瞬间．
【解析】
【分析】
感应电流产生的 条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以要想探究这个问题就要从这个条件出发，
尽可能的改变穿过线圈B 的磁通量，达到电流计发生偏转的效果．
【详解】
（1）连接实物图如图所示：
（2）闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈B 中有了感应电流，
根据感应电流产生的 条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化即可，所以要想是电流计指针发生偏转，则还可以采取的措施为：将线圈A （或铁芯）快速抽出；断开开关的瞬间
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，AB 是重力为G 的匀质细直杆，其中A 端通过光滑铰链固定于竖直墙壁上，B 端受一与细直杆夹角恒为60o 的拉力作用，使杆子由水平位置缓慢沿逆时针方向转到竖直位置。

求：
(1)当杆与墙壁的夹角为60o 时，杆A 、B 端受到的作用力的大小；
(2)当杆与墙壁的夹角为30o 时，杆A 、B 端分别受到的作用力的大小。

【答案】 (1)2B G F =
， 3A G F =；(2)39A F G '=，3B F G '= 【解析】
【详解】 (1)当杆与墙壁的夹角为60o ，对杆的受力分析如图所示：
据平衡条件可得
sin 302B G F G ==
o 3cos302
A G F G ==o (2)当杆与墙壁的夹角为30o 时，对杆的受力分析如图所示：
由三力组成的矢量三角形与ACD ∆相似，有
A B F F G AD CD AC
''== 设杆子长为0l ，由几何关系知
04
l CD = 03AC = 013AD =
解得
396A F '=
36
B F G '= 16．为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN 3）爆炸时产生气体（假设都是N 2）充入气囊，以保护驾乘人员。

若已知爆炸瞬间气囊容量为23710m -⨯，氮
气密度231
2510kg /m ρ=⨯．，氮气的平均摩尔质量0028kg /mol M =．，阿伏伽德罗常数23160210mol A N -=⨯．，试估算爆炸瞬间气囊中2N 分子的总个数N 。

（结果保留1位有效数字）
【答案】26210N =⨯
【解析】
【详解】
设2N 气体摩尔数n ，则 V n M
ρ=
气体分子数
A V N N M ρ=
解得 223261.25100.07 6.02102100.028
N ⨯⨯=⨯⨯=⨯ 17．某研究性学习小组在实验室进行了测定金属电阻率的实验，实验操作如下：
(1)检查螺旋测微器零位线是否准确，若测微螺杆和测砧紧密接触时，螺旋测微器的示数如图甲所示，则用该螺旋测微器测金属丝直径时，测量结果将______（选填“偏大”或“偏小”），这属于______（选填“系统误差”或“偶然误差”）。

(2)若用如图乙所示的电路测金属丝R x 的电阻，测量误差主要来源于______，它将导致测量的金属丝电阻率______（选填“偏大”或“偏小”）。

(3)为了更准确地测量金属丝的电阻，该学习小组对电路进行了改进，选择了一个与金属丝电阻差不多的已知阻值的电阻R ，接入如图丙所示的电路。

实验时，单刀双掷开关接位置1时，电流表示数为I 1，电压表示数为U 1；单刀双掷开关接位置2时，电流表示数为I 2，电压表示数为U 2，根据以上测量数据可知金属丝电阻的表达式为R x =______。

另外，实验中不仅能得到金属丝电阻的准确值，还可以测出电流表的内阻，电流表的内阻R A =______。

（均用题中所给字母表示）
【答案】偏大 系统误差 电流表的分压作用 偏大 2121
U U I I - 11U R I - 【解析】
【详解】
(1)[1][2]根据测微螺杆和测砧紧密接触时的图象可知，用螺旋测微器测得的示数偏大；实验器材导致的误差为系统误差。

(2)[3][4]根据伏安法测电阻的原理可知，电流表内接法误差来自电流表的分压，测量的阻值偏大，根据电阻定律可知，计算出来的电阻率也偏大。

(3)[5][6]单刀双掷开关接位置1时，电流表示数为I 1，电压表示数为U 1，则
1A 1
U R R I += 单刀双掷开关接位置2时，电流表示数为I 2，电压表示数为U 2，则 2A 2
x U R R R I ++=
联立解得 2121x U U R I I =-，1A 1
U R R I =-。