2021届新高考八省物理模拟卷04(湖南专用愿卷版)

2021届八省新高考物理模拟卷—湖南卷（04）
物理试卷
一、选择题：本题共6小题，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1．（2020·湖南怀化市·高三一模）如图所示，某次足球训练，守门员将静止的足球从M点踢出，球斜抛后落在60m外地面上的P点．发球的同时，前锋从距P点11.5m的N点向P点做匀加速直线运动，其初速度为2m/s，加速度为4m/s2，当其速度达到8m/s后保持匀速运动。

若前锋恰好在P点追上足球，球员和球均可视为质点，忽略球在空中运动时的阻力，重力加速度g取10m/s2。

下列说法正确的是（）
A．前锋加速的距离为7m
B．足球在空中运动的时间为2.3s
C．足球运动过程中的最小速度为30m/s
D．足球上升的最大高度为10m
2．（2020·湖南长沙市·长沙一中）中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题，原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”转化为一个μ子和一个τ子。

科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪之谜，成为“2001年世界十大科技突破”之一。

若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子，并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（）
A．一定与中微子方向一致B．一定与中微子方向相反
C．可能与中微子方向不在同一直线上D．只能与中微子方向在同一直线上
3．（2020·湖南高三零模）如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上。

一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，取重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A ．Q 2对P 的静电力大小为2
mg
B ．Q 1、Q 2的电荷量之比为3
C ．将P 从a 点移到b 点，电场力做正功
D ．将P 从a 点沿直线移到b 点，电势能先增大后减小
4．（2020·湖南高三一模）如图所示，小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上．不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A ．初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大
B ．小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比
C ．小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关
D ．当用一束平行光垂直照射斜面时，小球在斜面上的投影做匀速运动
5．（2020·湖南长沙市·明达中学高三零模）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
6．（2020·湖南高三月考）如图所示，宣纸铺在水平桌面上，左侧用镇纸压住。

以书法家在纸上书写“大”字
的笔画一横的过程为例（书写过程中宣纸和镇纸均保持静止），下列说法正确的是（）
A．在书写的过程中，宣纸会受到镇纸给它的摩擦力
B．书法家的笔对宣纸的摩擦力与宣纸对桌面的摩擦力大小相等方向相同
C．增大镇纸的质量，可以增大宣纸受到桌面的摩擦力
D．在桌面光滑的情况下，书写的过程中宣纸仍可以静止
二、选择题：本题共4小题，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

7．（2020·娄底市春元中学高三月考）在1802年，科学家威廉・歇尔首次提出了“双星”这个名词．现有由两颖中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，其运动周期为T，则（）
A．中子星B的线速度一定小于中子星A的线速度
B．中子星B的质量一定小于中子星A的质量
C．L一定，M越大，T越小
D．M一定，L．越大，T越小
8．（2020·湖南湘潭县一中高三月考）如图所示，等边三角形A Q C的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点。

区域Ⅰ（梯形PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；区域Ⅰ（三角形APD）内的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅰ（虚线PD之上、三角形APD以外）的磁场与区域Ⅰ内大小相等均为3B0、方向相反。

带正电的粒子以速度v0从中点N垂直QC射入磁场区域Ⅰ，经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅰ（粒子重力忽略不计），则下列说法正确的是（）
A ．粒子的比荷002v q m
B L
= B ．粒子的比荷00v q m B L
= C ．粒子从N 点出发再回到N 点的运动过程所需的时间为0
43L v π D ．粒子从N 点出发再回到N 点的运动过程所需的时间为0
139L v π 9．（2020·湖南长沙市·雅礼中学高三月考）空间有一水平匀强电场，范围足够大，场中有一粒子源，某时刻释放出速度大小相同的同种带电粒子，速度方向沿垂直于电场的竖直面内各方向，粒子的重力不计，如图所示，则（ ）
A ．同一时刻所有粒子的动量大小相等
B ．同一时刻所有粒子的位移相同
C ．同一时刻所有粒子到达同一等势面上
D ．同一时刻所有粒子到达同一水平面上
10．（2020·湖南衡阳市八中高三月考）如图所示，质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点，初始时刻小球静止于P 点。

第一次小球在水平拉力1F 作用下，从P 点缓慢地移动到Q 点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ（90θ<︒），轻绳中的张力大小为1T ；第二次小球在水平恒力2F 作用下，从P
点开始运动到达
Q 点，轻绳中的张力大小为2T ，关于这两个过程，下列说法中正确的是（不计空气的阻力，重力加速度为g ）（ ）
A ．两个过程中1F 和2F 做的功可能不等，也可能相等
B ．两个过程中轻绳的张力均一定变大
C ．第二个过程中小球在Q 点轻绳中的张力大小可能为2T mg
D ．第二个过程中重力和水平恒力2F 的合力的功率可能先增大后减小
三、非选择题：第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15~16题为选考题，考生根据要求作答。

11．（2020·湖南长沙市·长沙一中高三月考）如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G·Atwood746-1807）创制的一和著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。

某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律和动量守恒定律，如图乙所示。

（已知当地的重力加速度为g ）
(1)该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度如图丙所示，则d =___________mm ；然后将质量均为m （A 的含挡光片和挂钩、B 的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，A 置于桌面上处于静止状态，测量出挡光片中心到固定光电门中心的竖直距离h 。

(2)为了验证动量守恒定律，该同学让A 在桌面上处丁静止状态，将乃从静止位置竖直提升s 后由自由下
落，光电门记录下挡光片挡光的时间为Δt（B未接触桌面），则验证绳绷紧过程中系统治绳方向动量守恒定律的表达式为__________；如果该同学忘记将B下方的C取下（C的质量也为m），光电门记录挡光片挡光的时间为Ⅰt′。

完成测量后，骑证动量守恒定律的表达式为__________。

（用题中所给物理量符号表示）
12．（2020·湖南郴州市·高三月考）举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。

图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。

某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻0R
＝5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。

(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的-曲线a（如图丁）。

由此可知，该电源内阻是否为常数___（填“是”或“否”），某时刻电压表示数如图U I
丙所示，读数为___V，由图像可知，此时电源内阻为___Ω；
(2)实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U I-曲线b（如图丁）。

在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为___ W。

13．（2020·湖南永州市·高三月考）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。

如图所示的xOy
平面内，x轴上方有一沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为
2
2
qdB
E
m
=。

在x轴下方相邻并排着两个宽
度为d的匀强磁场，磁场区域1、2的感应强度分别为B1＝B、B2＝2B，方向都垂直平面向外，在x轴上x ＝3d至4d间有一个收集板（图中未标注）。

现有一可在y轴正半轴上移动的粒子源，能释放不计初速度，质量为m，带电量为q
-的粒子（重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互影响）。

(1)若粒子从A（0，y0）处释放，求粒子在磁场区域1内做圆周运动的轨道半径r1；
(2)若某粒子恰好不从磁场区域2的下边界射出，求粒子在y轴上释放的位置y1；
(3)若粒子源在y轴正半轴上2d至10d范围内均匀释放粒子，求能打在收集板上的粒子对应y轴上的范围。

14．（2020·湖南郴州市·高三月考）如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=3.2m的光滑水平桌面上。

现有一滑块A从光滑曲面上离桌面
h=5m高处由静止开始下滑，与滑块B发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。

已知
m A=m B=1kg，m c=3kg，g=10m/s2。

求：
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能；
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。

选考试题：请考生从两道中任选一题作答，如果多做，则按第一题计分
15．[选修3-3]
(1)（2020·湖南高三月考）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是___________。

A ．晶体在一定条件下可以转化为非晶体
B ．物理性质表现为各向同性的物体一定是非晶体
C ．气体吸收了热量，其内能可能减小
D ．液体表面层内分子间的作用力表现为引力
E.0Ⅰ的冰变成0Ⅰ的水，分子平均动能将增大
(2)（2020·长沙市·湖南师大附中高三月考）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象，如图所示，截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K ，压强为大气压强0p 。

当气体温度上升至303K 时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为0p ，温度仍为303K 。

再过一段时间，内部气体温度恢复到300K 。

整个过程中封闭气体均可视为理想气体。

求：
(1)当温度上升303K 且尚未放气时，封闭气体的压强多大？杯盖的重力多大？
(2)放出气体后，当温度恢复到300K 时，封闭气体的压强多大？
16．[选修3-4]
(1)（2020·湖南高三月考）如图所示为一简谐横波在t ＝0时刻的波形图，Q 是平衡位置为x ＝4m 处的质点．Q 点与P 点（图中未画出）平衡位置相距3m ，P 点的振动位移随时间变化关系为10sin 4y t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
cm ，下列说法正确的是__________
A ．该波沿x 轴正方向传播
B ．该波的传播速度为4m/s
C ．质点Q 在随后的1s 内通过的路程为0.2m
D ．t ＝0.5s 时，质点Q 的加速度为0，速度为正向最大
E.t＝0.75s时，质点P的加速度为0，速度为负向最大
(2)（2020·湖南高三月考）如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形ABC组成，AC是半圆的直径，AC长为2R，一束单色光照射在圆弧面上的D点，入射角为60°，折射光线刚好照射在AB边的中点E，折射光线在AB面上的入射角为45°，光在真空中传播速度为c，求：
(1)玻璃砖对单色光的折射率；
(2)光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光在圆弧面上的反射）。