福建省南平市2021届新高考物理一模考试卷含解析

福建省南平市2021届新高考物理一模考试卷

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，质量为m 、带电荷量为＋2q 的金属块a ，在绝缘光滑水平台面上以水平初速度v 0向右匀速运动，正碰完全相同的不带电的静止金属块b ，碰后金属块b 从高台上水平飞出，金属块a 恰好无初速度下落(金属块a ，b 均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小E ＝

2mg

q

，碰撞前后两金属块之间的库仑力不计，空气阻力不计。则（ ）

A ．在水平台面上碰后金属块b 带电荷量为＋2q

B ．在水平台面上碰撞后金属块b 的速度为

2

v C ．第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞

D ．碰撞后运动过程中金属块b 距高台边缘的最大水平距离20

4v g

【答案】D 【解析】 【详解】

A ．由于金属块a 与金属块b 完全相同，根据接触后先中和再平分可知金属块a 与金属块b 的电荷量相等，即在水平台面上碰后金属块b 带电荷量为q +，故A 错误；

B ．金属块a 与金属块b 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

0a b m v m v =

解得在水平台面上碰撞后金属块b 的速度为： 0v v =

故B 错误；

C ．碰后金属块a 在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到电场力和高台边缘对金属块a 的支持力，处于静止状态；碰后金属块b 在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到向左电场力，做匀减速直线运动，所以第一次碰撞后两金属块会发生第二次碰撞，故C 错误；

D ．碰撞后运动过程中金属块b 在水平方向有：

2qE

a g m

=

= 距高台边缘的最大水平距离：

220024v v x a g

==

故D 正确。 故选D 。

2．2020年1月我国成功发射了“吉林一号”卫星，卫星轨道可看作距地面高度为650km 的圆，地球半径为6400km ，第一宇宙速度为7.9km/s 。则该卫星的运行速度为（ ） A ．11.2km/s B ．7.9km/s

C ．7.5km/s

D ．3.lkm/s

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

近地卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

2

2

Mm v G m R R

= 则有第一宇宙速度

7.9v =

=km/s “吉林一号”卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

2

2() Mm v G m R h R h

'=++ 联立解得

7.5v '=km/s

故C 正确，ABD 错误。 故选C 。

3．来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谐线波长范围约为310nm ～670nm ．据此推断以下说法不正确的是

A ．极光光谐线频率的数量级约为1014 Hz

B ．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关

C ．原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光

D ．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A.极光光谐线频率的最大值814

max

31013109.7103.11010c

f Hz Hz λ-⨯==≈⨯⨯⨯；极光光谐线频率的最小值8

14min

3102310 4.5106.71010c

f Hz Hz λ-⨯==≈⨯⨯⨯．则极光光谐线频率的数量级约为1014Hz ，故A 正确． B ．来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极．当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关，故B 正确；

C ．地球大气层中的原子吸收来自太阳带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光故C 项正确；

D ．地球大气层中的原子吸收来自太阳的带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光．对极光进行光谱分析可以鉴别地球大气层的组成成分，故D 错误。 本题选不正确的，答案为D 。

4．火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为30kg ，间断性完成了多次向后喷气，每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出200g 气体，气体喷出后的速度为100m/s ，则第三次喷气后火箭的速度为（题中涉及各速度均以地面为参考系）（ ） A ．1000m/s B ．200m/s

C ．20m/s

D ．2m/s

【答案】D 【解析】 【详解】

取喷气前的火箭整体为研究对象，喷气过程动量守恒。设每次喷出气体的速度为v ，三次喷气后火箭的速度为v '，由动量守恒定律得

(3)3'-=M m v mv

解得

2m/s '≈v

故ABC 错误，D 正确。 故选D 。

5．某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S 为光源，当有烟雾进入探测器时，S 发出的光被烟雾散射进入光电管C 。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于I 时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为c ，钠的极限频率为υ0，电子的电荷量为e ，下列说法正确的是（ ）

A ．要使该探测器正常工作，光源S 发出的光波长应大于 0

c

v

B ．若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作

C ．若射向光电管C 的光子中能激发出光电子的光子数占比为η，报警时，t 时间内射向光电管钠表面的光子数至少是 It e η

D ．以上说法都不对 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．根据c λν=可知，光源S 发出的光波波长

c

λν=

即要使该探测器正常工作，光源S 发出的光波波长小于

c

ν，故A 错误；

B ．根据光电效应方程可知，用极限频率更高的材料取代钠，只要频率小于光源S 发出的光的频率，则该探测器也能正常工作，故B 错误；

C ．光电流等于I 时，t 秒产生的光电子的个数