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2021高考物理黄金预测卷（六）（含解析）

2021高考物理黄金预测卷（六）（含解析）

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2021高考物理黄金预测卷
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氚电池”，它的体积比一元硬币还要小，就是利用了氚核发生β衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氚电池”供电，使用寿命长达20年。该反应除了放出β射线外，还会放出不带电、质量基本为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是( )
A.氚核发生β衰变后，新核平均核子质量会增加
B.氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外电子
C.氚核发生β衰变时还会放出
D.经过12.5年后，反应后剩余物的质量变为初始质量的一半
2.如图所示，水平面上固定一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端．现用不同的水平初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的水平位移x随v变化的函数关系( )

A. B.
C. D.
3.在如图所示的四种电场中，分别标记有两点．其中两点电场强度大小相等、方向相反的是( )

A．甲图中与点电荷等距的两点
B．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的两点
C．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的两点
D．丁图中非匀强电场中的两点
4.如图所示为通过某种半导体材料制成的电阻的电流随其两端电压变化的关系图线，在图线上取一点M，其坐标为，其中过M点的切线与横轴正向的夹角为与横轴的夹角为α。则下列说法正确的是( )

A.该电阻阻值随其两端电压的升高而减小
B.该电阻阻值随其两端电压的升高而增大
C.当该电阻两端的电压时，其阻值为
D.当该电阻两端的电压时，其阻值为
5.如图所示，半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时导线框直线边水平，导线框中通有顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°，此时每根细线的拉力大小均为。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小均为，则导线框中的电流大小为( )

A. B. C. D.
6.如图所示,用一根长为L的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧,小球A处于静止,则需对小球施加的最小力等于(   )

A. B. C. D.
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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.如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是( )

A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7 km/s
B.卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7 km/s
C.卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同
D.卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度
8.如图所示,变压器原、副线圈的匝数分别为,原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中,副线圈接阻值的电阻,原线圈串联一阻值也为R的电阻,与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值、质量、长也为的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为，已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计,导轨足够长,导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰,电表均为理想电表,则( )

A.电压表的示数为1 V
B.电流表的示数为0.2 A
C.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为
D.在0~0.05 s的时间内外力F做的功为1.32 J
9.在光滑的水平面上，一物体以10 m/s的速度匀速运动，某时刻（）受到一个大小随时间变化、方向处于物体初速度所在竖直平面内的外力F，力F作用了2 s，在0~2 s内物体在水平面上运动的加速度大小a随时间t变化的关系图象如图所示。已知物体的质量为。下列说法正确的是( )

A.外力F可能大于8 N B.2 s末物体的速度大小是14 m/s
C.物体在0~2 s内的位移大小可能是24 m D.0~2 s内外力F对物体做的功可能为96 J
10.为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。如图甲所示为乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检查时的情景。如图乙所示为水平传送带装置示意图。紧绷的传送带始终以1m/s的恒定速率运行，乘客将一质量为4kg的行李无初速度地放在传送带左端的a点，设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，间的距离为2m，g取。下列速度–时间（）图像和位移–时间（）图像中，可能正确反映行李在之间的运动情况的有( )

A. B.
C. D.
三、非选择题：共56分。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。
（一）必考题：共43分。
11.在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹。下列对实验过程的描述哪些是正确的（ ）
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次静止释放小球的位置必须相同
C．小球平抛运动时应与木板上的白纸相接触
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将所有的点连接成一条平滑曲线
(2)某同学实验时得到了如图所示物体的运动轨迹。O、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出，O______（填“是”或“不是”）抛出点。

(3)则小球平抛的初速度_____。（结果保留两位有效数字）
(4)小球运动到B点的速度vB=_____m/s(g=10m/s2)。（结果保留两位有效数字）
12.某实验小组利用伏安法进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，部分实验器材如下：
A.电源E（电动势3 V，内阻不计）；B.电流表（量程0~500 mA，内阻约为）；
C.电流表（量程0~0.6 mA，内阻为）；D.开关、导线若干。

（1）因为需要一个量程为3 V的电压表，上述器材中可以用来改装成电压表的电流表为_________（选填选项前的字母），还需要一个阻值为________Ω的定值电阻与所选电流表串联进行改装。
（2）改装好电压表后，采用如图甲所示电路，根据不同温度下电压表和电流表的读数比值，得到不同温度下热敏电阻R的阻值，描绘出如图乙中的曲线，由于系统误差，图乙中由实验得到的数据描绘出的实际曲线与理论曲线相比有一定的差异，图乙中标记为Ⅰ的图线是____________（选填“实际曲线”或“理论曲线”）。
（3）兴趣小组利用该热敏电阻制作了一个检测油箱警戒液位的低油位报警装置，如图丙所示。给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热，当液面高于热敏电阻的高度，热敏电阻上产生的热量会被液体带走，温度基本不变，当液体减少、热敏电阻露出液面时，热敏电阻的温度将___________（选填“升高”或“降低”），阻值会____________（选填“增加”或“减小”），指示灯会亮，就知道液面低于设定值。若根据图乙中Ⅱ的图线数据来设定油箱警戒液位值，实际工作中指示灯亮的时间点将__________（选填“延迟”“不变”或“提前”）。
13.受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先，将氘氚燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区（即1亿度以上）以点燃氘氚反应[一个氘核（）和一个氚核（）发生聚变核反应，生成一个氦核（），放出一个中子]，利用特殊设计的“笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行，其中一种方法是磁约束，围绕这种"磁笼子"的设计，人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究小组进行了以下的设计，如图所示，矩形abcd的ab边长为2L，ab与ac夹角为，矩形对角线ac上下方分别分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个氚核（）从ab边中点P处以某一速度垂直ab边进入下方磁场恰好不从对角线ac边射出，一个氘核（）从c点以某一速度水平向左进入上方磁场并与氚核（）在对角线ac上相遇并发生聚变反应，生成一个氦核（），放出一个中子，生成的氦核（）速度方向竖直向下。已知一个核子的质量为m，质子的电量为q，求：

（1）氘核（）与氚核（）射入磁场时的速度大小之比；
（2）先后释放氚核（）与氘核（）的时间差；
（3）生成的氦核（）偏转后要恰好到达矩形的a点，其速度v应满足的条件。
14.如图所示，一个空中运动接力轨道竖直放置。倾斜光滑直轨道与光滑圆弧轨道在B点相切，竖直，C是圆的最高点，另一光滑圆弧轨道的圆心为是圆的最低点，两点在同一水平高度，，并与顺时针转动的水平传送带平滑连接。已知长为l，与水平方向的夹角。质量为m的物块a，以初速度从A点开始沿轨道运动，已知。物块a运动到C点后水平抛出，恰好无碰撞进入圆弧轨道内侧继续运动，到F点与另一静止的物块b发生弹性碰撞，物块b质量为，碰撞后，物块b通过传送带到达A点。两物块均可看成质点，两物块与传送带之间的动摩擦因数，不计空气阻力和所有轨道的摩擦，已知重力加速度为。

（1）求物块a在C点时对轨道的压力大小；
（2）求物块碰撞后瞬间，物块b的速度大小；
（3）若物块b通过传送带后到达A点的速度也是，求传送带长度L的取值范围。
（二）选考题：共13分。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.【物理——选修3-3】
（1）下列说法正确的是（ ）
A.两个分子间的距离r存在某一值r。(平衡位置处)，当r大于r。时，分子间斥力小于引力；当r小于r。时，分子间斥力大于引力
B.布朗运动不是液体分子的运动，是布朗小颗粒内部分子的无规则热运动引起悬浮小颗粒的运动
C.第二类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D.气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的
E.温度高的物体内能不一定大，但分子的平均动能一定大
（2）如图所示，体积为V的容器内有一个质量、厚度不计的活塞，活塞的截面积为S，与气缸内壁之间无摩擦。在气缸内充有一定质量的理想气体，初始状态体积为，温度为，气体压强与外界大气均为。现缓慢加热气体，使活塞缓慢移动至气缸口，求:

① 当活塞刚移动至气缸口时，气体的温度；
②活塞刚移动至气缸口时，给活塞施加一个向左的恒力F，求活塞在气缸口达到平衡时，气体的温度。
16.[物理——选修3-4]
（1）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形图如图所示，已知波速，则下列说法正确的是________。

A.波长，周期
B.时刻，在处的质点运动方向沿y轴负方向
C.时刻，在处的质点运动方向沿y轴负方向
D.时刻，在和处质点运动速度大小相等，方向相反
E.经过时间，处的质点到达波峰位置
（2）如图所示，某种玻璃制成的三棱镜，其中的长度为30 cm。现有一束单色光从距离A点5 cm处的P点垂直边入射，从边上的M点出射，出射方向与的夹角为60°，已知光在真空中的传播速度（不考虑光的多次反射，）。求：
①该玻璃的折射率（结果保留整数）；
②光从P点入射到M点出射经历的时间（结果保留三位有效数字）。

答案以及解析
1.答案：C
解析：本题考查原子物理知识。氚核发生β衰变放出能量，新核平均核子质量会减小，A错误；发生β衰变产生的电子来源于核内中子转变为质子时放出的电子，而不是核外电子，B错误；氚核发生β衰变的核反应方程为,C正确；衰变反应放出的是电子和中微子，质量很小，12.5年后剩余物的质量和初始质量相近，D错误。
2.答案：C
解析：当小球落在斜面上时，有解得,水平位移为由数学知识可知，图象是开口向上的抛物线．
当小球落在水平地面上，根据得,则知运动时间不变．由知图象过原点的直线。故C正确。
3.答案：C
解析：A. 在甲图中，两点离场源电荷距离相等，电场强度大小相等。由于电场线是直线，点的电场强度的方向就沿着电场线的方向，所以的电场强度的方向不同，但不是相反的，故A错误；
B. 根据对称性可知，两点电场强度大小相等。在等量异种电荷连线的中垂线上各点的电场强度的方向都与两电荷连线平行，且指向负电荷的一侧的，所以的电场强度的方向相同，故B错误；
C. 在等量同种电荷连线的中垂线上的点的电场强度的方向都是由中间指向两侧的，在对称的位置，电场强度的大小是相同的，方向相反，故C正确；
D. 在非匀强电场中的两点，电场强度的方向沿着该点的电场线的切线的方向，显然它们的方向不同，但是不是相反的，故D错误；
4.答案：A
解析：本题易错之处是认为纵、橫坐标轴单位长度代表的国际单位物理量数值相等。由电阻知，曲线上点对应的电阻阻值为，与的大小关系不确定，所以CD错误；由图线知，曲线切线的斜率随U的增大而不断增大，同时电阻阻值不断减小，B错误，A正确。
5.答案：B
解析：本题考查通电导线框在磁场中的受力问题。当磁场在虚线下方时，由处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°可知，处于磁场中的导线框有效长度为，由左手定则可知导线框受到向下的安培力，大小为，由平衡条件知；当把磁场移到虚线上方时，导线框受到向上的安培力，大小为，由平衡条件知，两式联立可得，故选B。
6.答案：B
解析：以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图，根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小。
根据平衡条件，F的最小值为：

故选：B.

7.答案：AC
解析：卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7 km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7 km/s.故A正确；假设有一圆轨道经过B点，根据，可知此轨道上的速度小于7.7 km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动．故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s，故B错误；卫星在A点时，距离地球的距离相同，万有引力相同，根据牛顿第二定律，加速度相同．故C正确．因为卫星在轨道2经过A点要加速做离心运动才能进入轨道3，故卫星在3轨道所具有的最大速率大于2轨道所具有的最大速率．故D错误．
8.答案：CD
解析：由导体棒速度随时间变化的关系式可得,,故导体棒产生的感应电动势的最大值为,瞬时值为,有效值为,设原线圈的输入电压为,副线圈的输出电压为,原线圈的输入电流为,副线圈的输出电流为,则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有,由变压器的工作原理可知,对含有副线圈的回路,由欧姆定律有,由以上式子可解得,故电压表示数为,电流表示数为,AB错误;根据，可知原线圈中磁通量变化率的最大值为,由于变压器无能量损失,故是理想变压器,原线圈中的磁通量即为铁芯中的磁通量,故C正确;在时间内,电路产生的焦耳热,根据能量守恒定律得,故,D正确。
9.答案：AD
解析：在时刻，加速度最大，外力水平分量最大，外力的水平分量大小为，外力的竖直分量不能确定，选项A正确；由图象知在2 s内物体的速度变化量，加速度方向与速度方向相同时，末速度，加速度方向与速度方向相反时，选项B错误；由于在这2 s内物体做变速运动，加速度方向与速度方向相同时，2 s内的位移大于，加速度方向与速度方向相反时，2 s内的位移小于，选项C错误；加速度方向与速度方向相同时，F作用过程对物体由动能定理有，选项D正确。
10.答案：AC
解析：行李放上传送带后，受到向右的摩擦力，加速度，行李做匀加速直线运动，速度达到传送带速度经历的时间，而匀加速的位移，故此后的做匀速直线运动，，时间；物体做匀加速直线运动的速度–时间图像为倾斜直线，1 s后变为平行于t轴的直线，2.5 s结束，故A正确，B错误；物体先匀加速再匀速运动的位移–时间图像为抛物线加倾斜直线，故C正确，D错误。故选AC。
11.答案：(1)AB;(2)不是;(3)2.0;(4);2.5
解析：(1)A．为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，A错误；
B．为了保证小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次必须从同一位置由静止释放，B正确；C．小球做平抛运动时，不应与纸接触，避免摩擦改变运动轨迹，带来误差，C错误；
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，并建立坐标，以便分析研究平抛运动，D错误。故选AB.
(2)O到B、B到C过程，水平分位移相等，即时间间隔相等，若O点是抛出点，两段竖直分位移之比应为1:3，而题中竖直分位移之比为1:2，故竖直方向有初速度，O不是抛出点；
(3)竖直方向上，根据其中t为O到B、B到C过程的时间间隔，可得水平方向上.
(4)设小球经过B点时的竖直分速度为，在竖直方向上有，故.
12.答案：（1）C；4900
（2）理论曲线
（3）升高；减小；延迟
解析：（1）要将电流表改装成电压表，需要选择内阻已知且为确定值的电流表，故选C；根据可得。
（2）图甲所示测量电路采用电流表外接法，由于系统误差，同一温度下热敏电阻阻值的测量值偏小，故图乙中标记为Ⅱ的图线是由实验得到数据描绘出的实际曲线，标记为I的图线是理论曲线。
（3）根据图乙中Ⅱ的图线数据来设定油箱警戒液位值，热敏电阻阻值比真实值小，警戒液位值将被设定得比理论值大，因此指示灯亮的时间点将延迟。
13.答案：（1）从P点射入的氚核（）轨迹如图甲所示.
由几何关系知圆心在b处，轨迹半径,,从c点射入的氘核（），轨迹半径,,解得.

（2）从P点射入的氟核（），运动周期,从c点射入的氘核（），运动周期,,.
（3）氘核（）和氚核（）在e点相遇有,氦核的运动轨迹如图乙所示.

,,解得.
14.答案：（1） （2） （3）
解析：本题考查直线运动、圆周运动、平抛运动，综合应用了动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律。
（1）由几何关系可知，圆弧的半径，
物块a从A点运动到C点的过程中机械能守恒，有
联立解得，在C点对物块a受力分析可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，物块a在C点时对轨道的压力大小为
（2）已知两点在同一水平高度，可知物块a运动到F点时的速度也是，物块a与物块b发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律，得，
联立解得
（3）由于，物块b在传送带上要做加速运动，若物块b从F点到A点一直加速，可得
，由牛顿第二定律，得，联立解得
要使物块b通过传送带到达A点的速度也是，传送带的长度应满足
15.答案：（1）ADE
（2）①气体发生等压变化有，解得.
②气体发生等容变化有，，解得.
解析：（1）A.两分子之间的距离大于r0,分子间的引力大于抗力,故分子力表现为引力;当分子间距小于r0时,分子间的斥力大于引力,分子力表现为斥力,故A正确;B.布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的热运动,故B错误;C.第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律,故C错误;D.气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的,从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故D正确;E.温度高的物体内能不一定大,内能还与质量有关,但分子平均动能一定大,因为温度是平均动能的标志,故E正确。故选ADE。
16.答案：（1）ACE （2）①2 ②
解析：（1）本题考查机械振动与机械波。由波形图可知，该列横波的波长为，又因为波速，则该波的周期为，选项A正确；，故平衡位置在处的质点与平衡位置在处的质点振动步调完全一致，已知这列波沿x轴正方向传播，故在时刻该质点沿y轴正方向振动，选项B错误；，所以时，处质点振动的情况与时刻振动情况相同，所以时刻，处质点沿y轴负方向振动，选项C正确；时刻，在处的质点沿y轴正方向振动，处的质点沿y轴正方向振动，两质点速度方向相同，由于它们偏离平衡位置的距离相等，故两质点的速度大小相等，选项D错误；该波沿x轴正方向传播，从时刻起，处第一次出现波峰所用的时间为，故经过时间，处的质点到达波峰位置，选项E正确。
（2）本题考查光的折射与全反射。
①光从边射入，从边射出，则光在边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在三棱镜中的光路图如图所示，

设光在边N点发生全反射，由几何关系可得，在边的入射角和反射角为
由几何关系可得

光在边M点射出，则有

由折射定律得玻璃的折射率为

②光从P点入射至N点，由几何关系可得

在中由正弦定理可得
，
则
则光从P点入射到M点出射通过的距离为

光在玻璃中的传播速度为

所以光从P点入射到M点出射经历的时间为