湖北省黄冈市2021届新高考物理考前模拟卷(3)含解析

湖北省黄冈市2021届新高考物理考前模拟卷（3）
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，由Oa Ob Oc 、、三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用123B B B 、、表示．现有带电粒子自a 点垂直Oa 板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O 为圆心的圆，则其在b 、c 处穿越铝板所损失的动能之比为
A ．1∶1
B ．5∶3
C ．3∶2
D ．27∶5 【答案】D
【解析】 带电粒子在磁场运动的时间为2t T θπ=，在各个区域的角度都为120
3πθ==o ，对应的周期为2m T Bq π=，则有3m t Bq π=，故 3m
B tq π=，则三个区域的磁感应强度之比为123123111::::6:3:2B B B t t t =
=，三个区域的磁场半径相同为mv r Bq =，又动能212k E mv =，联立得2222k B q r E m
=，故三个区域的动能之比为：222123123::::36:9:4k k k E E E B B B ==，故在b 处穿越铝板所损失的动能为
1236927k k k E E E ∆=-=-=，故在c 处穿越铝板所损失的动能为23945k
k k E E E ∆=-=-='，故损失动能之比为:27:5k k
E E ∆='∆，D 正确，选D. 2．在平直公路上有甲、乙两辆汽车从同一位置沿着同一方向运动，它们的速度－时间图象如图所示，则( )
A ．甲、乙两车同时从静止开始出发
B ．在t ＝2s 时乙车追上甲车
C ．在t ＝4s 时乙车追上甲车
D ．甲、乙两车在公路上可能相遇两次
【答案】C
【解析】
由图像可知，乙车比甲车迟出发1s ，故A 错误．根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知t=2s 时，甲车的位移比乙的位移大，则知该时刻乙车还没有追上甲车，故B 错误．在0-4s 内，甲车的位移 x 甲=12×8×4m=16m ，乙车的位移 x 乙=12
×（1+3）×8m=16m ，所以x 甲=x 乙，两者又是从同一位置沿着同一方向运动的，则在t=4s 时乙车追上甲车，故C 正确．在t=4s 时乙车追上甲车，由于t=4s 时刻以后，甲车的比乙车的速度大，两车不可能再相遇，所以两车只相遇一次，故D 错误．故选C ．
点睛：解决本题的关键是要理解速度时间图线表示的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，相遇时两车的位移相等．
3．在平直公路上行驶的a 车和b 车，其位移--时间图象分别为图中直线a 和曲线b ，已知b 车的加速度恒定且等于22m /s 3s t -=，时，直线a 和曲线b 刚好相切，则（ ）
A ．a 车做匀速运动且其速度为8m /s 3
a v = B ．0t =时，a 车和
b 车的距离09m x =
C ．3s t =时，a 车和b 车相遇，但此时速度不等
D ．1s t =时，b 车的速度为10m/s
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．a 车图像是倾斜直线，所以该车作匀速直线运动，该车速度为
822m/s 3
x v t ∆-===∆ 故A 错误；
C ．3t s =时，直线a 和曲线b 刚好相切，则b 车此时速度为2m/s ，故C 错误；
B ．由0v v at =+得，b 车的初速度为
()02238m/s v v at =-=--⨯=
b 车在第一秒内位移为
2201181217m 22
x v t at =+=⨯-⨯⨯= 则0t =时，a 车和b 车的距离
0729m x =+=
故B 正确；
D ．1s t =时，b 车的速度为8216m/s v =-⨯=，故D 错误。

故选B 。

4．沿同一直线运动的A 、B 两物体运动的v-t 图象如图所示，由图象可知
A ．A 、
B 两物体运动方向始终相同
B ．A 、B 两物体的加速度在前4s 内大小相等、方向相反
C ．A 、B 两物体在前4s 内不可能相遇
D ．A 、B 两物体若在6s 时相遇，则时开始时二者相距30m
【答案】D
【解析】
A 物体先向负方向做减速运动，然后在向正方向做加速运动；
B 物体一直向正方向加速，故选项A 错误；直线的斜率等于加速度，则A 、B 两物体的加速度在前4s 内大小相等方向相同，选项B 错误；前4s 内两物体运动方向相反，因不知起始位置，则A 、B 两物体在前4s 内可能相遇，选项
C 错误；A 、B 两物体若在6s 时相遇，则计时开始时二者相距，选项
D 正确；故选D. 点睛：能从图象中获取尽量多的信息是解决图象问题的关键，在同一个坐标系中要正确比较各个图象表示的运动情况，明确图象斜率的含义，最好能把图象和实际运动想结合起来．
5．烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅24195
Am 来探测烟雾。

当正常空气分子穿过探测器时，镅241
95Am 衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。

一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。

则（ ）
A ．镅241
95Am 放出的是X 射线
B ．镅241
95Am 放出的是γ射线
C ．1mg 的镅241
95Am 经864年将有0.75mg 发生衰变
D ．发生火灾时，烟雾探测器中的镅
241
95Am 因温度升高而半衰期变短 【答案】C
【解析】
【详解】
AB ．镅241
95Am 会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅24195Am 放出的是α射线，故AB 错误；
C ．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg 的镅将衰变掉四分之三即0.75mg ，还剩下0.25 mg 没有衰变，故C 正确；
D ．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D 错误。

故选C 。

6．如图所示，M N 、两点分别放置两个等量异种点电荷，P 为MN 连线的中点，T 为连线上靠近N 的一点，S 为连线的垂直平分线上处于P 点上方的一点。

把一个负检验电荷分别放在P S T 、、三点进行比较，则（ ）
A ．电场中P S T 、、三点，T 点电势最高
B ．检验电荷在T 点电势能最大
C ．检验电荷在P 点受力最小
D ．检验电荷在S 点受力最大
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．根据等量异种点电荷电场的特点，可知S P 、两点处在同一等势面上，S P 、两点电势相等，T 点电势最低，故A 错误；
B ．结合电势能公式p E q ϕ=，可知负检验电荷q 在T 点电势能最大，故B 正确；
CD ．在两等量异种点电荷连线上，连线中点P 的电场强度最小，在两等量异种点电荷连线的垂直平分线上，P 点的电场强度最大，所以负检验电荷在S 点受力最小，在T 点受力最大，故CD 错误。

故选B 。

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，从S 处发出的电子经加速电压U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子向下极板偏转。

设两极板间电场的电场强度大小为E ，磁场的磁感应强度大小为B 。

欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（ ）
A ．适当减小电场强度大小E
B ．适当减小磁感应强度大小B
C ．适当增大加速电场两极板之间的距离
D ．适当减小加速电压U
【答案】BD
【解析】
【详解】
电子通过加速电场的过程，有
212
qU mv = 欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，则应有
qE qvB =
而电子流向下极板偏转，则
qE qvB <
故应增大E 或减小B U 、，故BD 正确，AC 错误。

故选BD 。

8．如图所示，左端接有阻值为R 的足够长的平行光滑导轨CE 、DF 的间距为L ，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为B 、竖直向下的匀强磁场中，一质量为m 、电阻为r 的金属棒ab 垂直导轨放置在导轨上静止，导轨的电阻不计。

某时刻给金属棒ab 一个水平向右的瞬时冲量I ，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程（ ）
A ．金属棒做匀减速直线运动直至停止运动
B ．电阻R 上产生的焦耳热为2
2I m
C ．通过导体棒ab 横截面的电荷量为
I BL
D ．导体棒ab 运动的位移为22I R r B L +（） 【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒ab 受到向左的安培力向右减速运动，由
22B L v ma R r
=+ 可知导体棒速度减小，加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动，A 项错误； B ．导体棒减少的动能
2
2211()222k I I E mv m m m
=== 根据能量守恒定理可得
k E Q =总
又根据串并联电路知识可得
22()
R R I R Q Q R r m R r ==++总 故B 项错误;
C ．根据动量定理可得
0BiL t mv -∆=-，I mv =，q i t =∆
可得
I q BL
= C 项正确；
D ．由于
E BLx q i t t R r R r =∆=
∆=++ 将I q BL
=代入等式，可得导体棒移动的位移
22()I R r x B L += D 项正确。

故选CD 。

9．如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A ，将带电小球B 用轻质绝缘丝线悬挂在A 的正上方C 处，图中AC=h 。

当B 静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A 对B 的静电力为B 所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（ ）
A ．此时丝线长度为22
L B ．以后由于A 漏电，B 在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A 的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小保持不变
C ．若保持悬点C 位置不变，缓慢缩短丝线BC 的长度，B 球运动轨迹在最初阶段为圆弧
D ．若A 对B 的静电力为B 所受重力的33
倍，要使B 球依然在θ=30°处静止，则丝线BC 的长度应调整3或33h 【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当A 对
B 的静场力为B 所受重力的0.5倍，B 静止时丝线B
C 与竖直方向夹角θ=30°，处于平衡，根据几何关系可知此时AB 与BC 互相垂直，此时丝线长度为32
h ，选项A 错误；
B ．而由三角形相似可知
G F T h AB BC
== 则在整个漏电过程中，丝线上拉力T 大小保持不变，选项B 正确；
Ｃ．以C 点为原点，以CA 方向为y 轴，垂直CA 方向向右为x 轴建立坐标系，设B 点坐标为（x ，y ），则由几何关系
cos sin x h θθ=⋅
tan x y
θ= 消掉θ角且整理可得
2222(cos )x y h BC +==θ
缓慢缩短丝线BC 的长度，最初阶段BC 的长度变化较小，B 球运动轨迹在最初阶段为圆弧，选项C 正确；
D ．若A 对B 的静电力为B 3B 静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时，对B 受力分析，G 、F 与T ，将F 与T 合成，则有 G F AC AB
= 解得
3F AB h h G == 根据余弦定理可得
22232cos30h BC BC h =+-⨯⨯︒（） 解得 BC=33
h 或33h 选项D 正确。

故选BCD 。

10．我国探月工程分“绕、落、回”三步走，近期将发射“嫦娥五号”探测器执行月面采样返回任务。

图为探测器绕月运行的示意图，O 为月球球心。

已知环月圆轨道I 和椭圆轨道II 相切于P 点，且I 轨道半径为II 轨道半长轴的1.25倍。

则探测器分别在I 、II 两轨道上稳定运行时（ ）
A ．周期T 1:T 2=5:4
B ．机械能E I =E II
C ．经过P 点的速度v I >v II
D ．经过P 点的加速度a I =a II
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据开普勒第三定律可知
3311225() 1.2558
T r T a === 故A 错误；
BC ．从P 点由轨道II 进入轨道I 要点火加速，即v I >v II ，则在轨道I 上的机械能大于轨道II 上的机械能，故B 错误，C 正确；
D ．经过P 点时探测器受到月球的引力相同，根据牛顿第二定律可知加速度a I =a II ，故D 正确。

故选CD 。

11．下列说法正确的是____________
A ．同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规律排列
B ．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
C ．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动叫分子热运动
D ．知道阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离
E.当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A. 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按不同的规律排列，显示处不同的性质，如金刚石和石墨，故A 错误；
B. 根据热力学第二定律知热量只能够自发地从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，故B 正确；
C. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，但它不是分子的热运动，它反映了液体分子无规则的热运动，故C 错误；
D. 利用阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可以估算出气体分子间的平均距离，故D 正确；
E. 当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，单位时间内从水中出来的水分子和从空气进入水中的水分子个数相等，达到一种动态平衡，故E 正确．
12．如图所示，在一电场强度为E 的匀强电场中放一金属空心导体，图中a 、b 分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（ ）
A ．a 、b 两点的电场强度都为零
B ．a 点电场强度为零，b 点不为零
C ．a 、b 点的电势相等
D ．a 点电势比b 点电势高
【答案】AC
【解析】
【详解】 AB ．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a 、b 两点的电场强度都为零，A 正确，B 错误；
CD ．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a 点电势等于b 点电势，C 正确，D 错误；
故选AC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。

用6V 。

50Hz 的打点计时器打出的一条纸带如图甲所示，O 为重物下落的起点，选取纸带上连续打出的A 、B 、C 、D 、E 、F 为测量点，各测量点到O 点的距离h 已标在测量点下面。

打点计时器打C 点时，重物下落的速度c v =__________m/s ；分别求出打其他各点时的速度v ，作2v h -关系图像如图乙所示，根据该图线，测得本地的重力加速度g =__________2m/s 。

（结果保留三位有效数字）
【答案】1.56 9.70~9.90 【解析】 【分析】 【详解】 [1]．由2BD
c x v T
＝
可知 0.15710.0947 1.56m/s 0.04
c v -=＝
[2]．根据v 2=2gh ，由图象求斜率得2g ，所以
221 4.9m/s =9.80m/s 220.25
k g =
=⨯ 。

14．用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。

要求尽量减小实验误差。

（1）实验电路应该选择下图中的________（选填“甲”或“乙”）。

（2）现有电压表（03V :）、开关和导线若干，以及以下器材： A ．电流表（0150mA :） B ．电流表（015A .:） C ．滑动变阻器（030Ω:） D ．滑动变阻器（0300Ω:）
实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用____________。

（选填相应器材前的字母） （3）某位同学记录的6组数据如下表所示，请在U I -坐标系上标出6组数据的对应点，画出U I -图线____________________________________。

序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V 2.80 2.50 2.20 1.90 1.60 1.30
电流/I A0.12 0.32 0.50 0.68 0.88 1.06
（4）根据（3）中所画图线可得出电池组的电动势E=___________V，内电阻r=_______Ω。

【答案】乙 B C 3.00（2.96-3.02） 1.60（1.58-1.62）
【解析】
【详解】
(1)[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，相对电源来说，电流表应采用外接法，应选择图乙所示电路图。

(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V，两节干电池电动势约为3V，电路最大电流为1A左右，电流A量程太小，电流表应选择B；为方便实验操作，应选阻值小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选C；
(3)[4]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示：
(4)[5][6]由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是3.0，则电源电动势E=3.00V，斜率表示电源内阻：
3.00 1.40
1.601.00
U r I ∆-=
=Ω=Ω∆。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．我国发射的“神舟”五号飞船于2003年10月15日上午9:00在酒泉载人航天发射场发射升空，按预定计划在太空飞行了接近21小时，环绕地球14圈，在完成预定空间科学和技术试验任务后于北京时间10月16日6时07分在内蒙古中部地区准确着陆。

飞船运行及航天员活动时刻表如下： 15日[09:00发射升空][09:10船箭分离][09:34感觉良好] 15日[09:42发射成功][17:26天地通知][18:40展示国旗] 15日[19:58家人通话][23:45太空熟睡]
16日[04:19进入最后一圈][05:04进入轨道][0.5:35命令返回] 16日[0.5:36飞船分离][05:38制动点火][06:07飞船着陆] 16日[06:36回收成功][06:54自主出舱] 试回答下列问题：
(1)根据以上数据可以估计船的轨道半径约是通讯卫星轨道半径的多少倍？（保留根号）
(2)当返回舱降到距地球10km 时，回收着陆系统启动工作，弹出伞舱盖，连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞动作，主伞展开面积足有1200m 2，由于空气阻力作用有一段减速下落过程，若空气阻力与速度的平方成正比，并已知返回舱的质量为8t ，这一过程的收尾速度为14m/s ，则当返回舱速度为42m/s 时的加速度为多大？（g 取10m/s 2）
(3)当返回舱在距地面约1m 时，点燃反推火箭发动机，最后以不大于3.5m/s 的速度实现软着陆，这一过程中反推火箭产生的动力约等于多少？（这一过程空气阻力与自身重力可看作平衡） 【答案】
；(2)280m/s ；(3)5
7.3510N ⨯。

【解析】 【详解】
(1)分析题中所给数据可知，飞船的运行周期约为90分钟。

飞船绕地球飞行过程中：
2224Mm G m r r T π= 322
4r GM
T π
∴==常量 对飞船与同步卫星，应有
331222
12r r T T = 解得：
12r r === (2)由题意可知：返回舱速度为42m/s 时：
1f mg ma -= 211f kv =
返回舱速变为14m/s 时：
222f mg kv ==
22
mg
K v =
2
12
[(
)1]v mg ma v -= 解得：
2
212
[(
)1]880m/s =-==v a g g v (3)点燃反推火箭后，由牛顿第二定律得： F=ma
软着陆速度若是3.5m/s ，则：
222 3.52v aS -=
联立解得：
3225810(14 3.5)7.3510N 21
F ⨯⨯-==⨯⨯。

16．如图所示，水平传送带AB 与直角平台的上表面水平平滑对接，平台的上表面光滑，平台高h 1=0.7 m ，在平台右侧d=l m 处有一高度为h 2 =0.5 m 的竖直薄挡板。

长度L=12 m 的传送带以v 0=10 m/s 的速度顺时针转动，现将质量m=l kg 的小滑块（可视为质点）由静止放到传送带上，已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2。

求：
（1）若要滑块落在挡板右侧，求滑块由静止放在传送带上的位置范围；
（2）将滑块放在传送带中点处并沿水平方向给滑块一初速度，使滑块落在挡板右侧，求此初速度满足的条件。

【答案】（1）距A 端5.75m 以内的任何一个位置释放均可，（2）若滑块初速度水平向右，满足：11m/s v >；若滑块初速度水平向左，满足：21m/s 26m/s v ≤≤。

【解析】 【详解】
（1）要使滑块恰好落在挡板右侧，设滑块离开传送带的速度为B v ，则：
B d v t =
2
1212
h h gt -=
解得：B 5m /s v =
在传送带上滑动做匀加速运动：
2B =2v ax
加速度为：
mg
a g m
μμ=
=
解得： 6.25m x =，传送带总长12m ，所以滑块在距离A 端5.75m 以内的任何一个位置释放均可； （2）若给滑块水平向右的速度v ，则有：
22B 22
L
v v a
-= 解得：1m/s v =，所以速度满足：11m/s v >即可使滑块落在挡板右侧；
若给滑块水平向左的初速度2v ，只需让滑块向左减速滑行的距离在0.25m 6m ~的范围内即可，根据运动学公式：
2202v ax '-=
其中：
0.25m 6m x ≤'≤
解得：21m/s 26m/s v ≤≤； 综上所述：
若滑块初速度水平向右，满足：11m/s v >；
若滑块初速度水平向左，满足：21m/s 26m/s v
≤≤。

17．如图所示，直角坐标系xOy 内z 轴以下、x=b （b 未知）的左侧有沿y 轴正向的匀强电场，在第一象限内y 轴、x 轴、虚线MN 及x=b 所围区域内右垂直于坐标平面向外的匀强磁场，M 、N 的坐标分别为（0，
a ）、（a ，0），质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在P 点1,2a a ⎛
⎫--
⎪⎝
⎭以初速度v 0沿x 轴正向射出，粒子经电场偏转刚好经过坐标原点，匀强磁场的磁感应强度0
2B mv qa
=，粒子第二次在磁场中运动后以垂直x=b 射出磁场，不计粒子的重力。

求： (1)匀强电场的电场强度以及b 的大小；
(2)粒子从P 点开始运动到射出磁场所用的时间。

【答案】（1）20
mv E qa
=，
)
21a ；（2）
(0
12528a v π++。

【解析】 【分析】 【详解】
（1）由题意可知，粒子从P 点抛出后，先在电场中做类平抛运动则
01a v t =
2111
22
a a t '= 根据牛顿第二定律有
qE
a m
'=
求得
20
mv E qa
=
设粒子经过坐标原点时，沿y 方向的速度为v y
11122
y a v t = 求得
v y =v 0
因此粒子经过坐标原点的速度大小为02v v =
，方向与x 轴正向的夹角为
45°
由几何关系可知，粒子进入磁场的位置为11,22a a ⎛⎫
⎪⎝⎭
并垂直于MN ，设粒子做圆周运动的半径为r ，则 2
v qvB m r
=
得
22
r a =
由几何关系及左手定则可知，粒子做圆周运动的圆心在N 点，粒子在磁场中做圆周运动并垂直x 轴进入电场，在电场中做类竖直上拋运动后，进入磁场并仍以半径2
2
r a =做匀速圆周运动，并垂直x=b 射出磁场，轨道如图所示。

由几何关系可知
(
)
221b r a a =+=
+
（2）由（1）问可知，粒子在电场中做类平抛运动的时间
10
a t v =
粒子在进磁场前做匀速运动的时间
20
222a t v v == 粒子在磁场中运动的时间
30
5525888m a t T qB v ππ==⨯=
粒子第二次在电场中运动的时间
40
222
v a
t a =='因此，运动的总时间
(1234
1258a t t t t t v π++=+++=。