河北省邢台市2021届新高考第一次模拟物理试题含解析

河北省邢台市2021届新高考第一次模拟物理试题

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． “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A 星球的质量为m 1，B 星球的质量为m 2，它们球心之间的距离为L ，引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）

A ．

B 星球的轨道半径为212

m L m m + B ．A 星球运行的周期为122()

L L G m m π+ C ．A 星球和B 星球的线速度大小之比为m 1：m 2

D ．若在O 点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零

【答案】B

【解析】

【详解】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为ω，根据牛顿第二定律，对A 星球有：

212112m m G m r L

ω= 对B 星球有 212222m m G

m r L ω= 得

1221::r r m m =

又

12r r L +=

得

2112

m r L m m =+

1212m r L m m =+ 故

A 错误；

B ．根据

2

1211224m m G m r L T

π= 2112

m r L m m =+ 解得周期

()

122L T L G m m π=+， 故B 正确；

C ．A 星球和B 星球的线速度大小之比

1221

A B v r m v r m ωω== 故C 错误；

D ．O 点处的质点受到B 星球的万有引力

22222112B Gm m Gm m F r m L m m ==⎛⎫ ⎪+⎝⎭

受到A 星球的万有引力

11221212A Gm m Gm m F r m L m m ==⎛⎫ ⎪+⎝⎭

故质点受到两星球的引力之和不为零，故D 错误。

故选B 。

2．如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从M 点运动到N 点，则在此过程中，以下说法中正确的是（ ）

A ．电场力对该带电粒子一定做正功

B ．该带电粒子的运动速度一定减小

C ．M 、N 点的电势一定有φM ＞φN

D ．该带电粒子运动的轨迹一定是直线

【答案】C

【解析】

【详解】

AB ．粒子的带电性质不知道，所以受到的电场力方向不确定，电场力可能做正功也可能做负功，则粒子的速度可能增加也可能减小，故AB 错误；

C ．沿着电场线的方向电势一定降低，所以φM ＞φN ，故C 正确；

D ．粒子只受电场力作用，电场力的方向在水平方向，而粒子的运动方向和水平方向有一夹角，所以粒子不会做直线运动，故D 错误；

故选C.

3．如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a 、b 端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为12R R 、，且12R R <,理想变压器的原、副线圈匝数比为k 且1k <,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I 和U 表示。当问下调节电滑动变阻器R 3的滑动端P 时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI 和ΔU 表示。则以下说法错误的是（ ）

A ．12R U I k ∆=∆

B ．2U R I

= C ．电源的输出功率一定减小

D ．电压表示数一定增加

【答案】B

【解析】

【详解】

A ．理想变压器初、次级线圈电压变化比 12

=U n U n ∆∆初

次 电流变化比为

21

=I n I n ∆∆初次 则

2221U U n

I n I ∆∆=∆∆次

初次初

将1R 视为输入端电源内阻，则

1=U R I ∆∆初

初

所以 1R 221221U U n R I n I k

∆∆==∆∆次

初次初 这也是1R 耦合到次级线圏电阻值为

12R k

，即为等效电源内阻，故A 正确； B ．因 23+U R R I

= 故B 错误；

C ．当向下调节滑动变阻器R 3的滑动端P 时，负载电阻变大，电源电压不变，电流减小，故电源输出功率减小，故C 正确；

D ．当向下调节滑动变阻器R 3的滑动端P 时，负载电阻变大，则回路中电流变小，则原线圈电流也减小，那么电阻R 1上的电压减小，电源电压不变，所以原线圈的电压变大，根据匝数比可知副线圈的电压也变大，故D 正确。

故选B 。

4．如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD 位于竖直平面内，其中AB 边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A 、B 处小球质量均为m ，电荷量均为2q(q>0)；C 、D 处小球质量均为2m ，电荷量均为q 。空间存在着沿DB 方向的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O 顺时针方向旋转90°，则四个小球所构成的系统（ ）

A ．电势能增加，重力势能增加

B ．电势能不变，重力势能不变

C ．电势能减小，重力势能减小

D ．电势能不变，重力势能增加

【答案】D

【解析】

【详解】

让正方形绕其中心O 顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：

=2cos 452cos 45cos 45cos 450W E q L E q L E q L E q L ⋅⋅-⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅=o o o o 电

则系统电势能不变；

系统重力势能变化量：

2p E mgL mgL mgL ∆=-=

则重力势能增加；

A ．电势能增加，重力势能增加，与结论不相符，选项A 错误；

B ．电势能不变，重力势能不变，与结论不相符，选项B 错误；

C ．电势能减小，重力势能减小，与结论不相符，选项C 错误；

D ．电势能不变，重力势能增加，与结论相符，选项D 正确；

故选D.

5．地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面P 点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g ；由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg(k<1)。已知引力常量为G ，球形空腔的球心深度为d ，则此球形空腔的体积是

A ．kgd G ρ

B ．2kgd G ρ

C ．(1)k gd G ρ-

D ．2(1)k gd G ρ

- 【答案】D

【解析】

【详解】 地球表面正常的重力加速度大小为g ,由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg ，则空腔体积大小的岩石对物体吸引产生的加速度为()1k g -，结合万有引力定律2

Mm G ma r =，即()21Vm

G m k g d ρ=-，解得：()21k gd V G ρ

-=，故D 项正确，ABC 错误。