辽宁省丹东市2021届新高考物理模拟试题含解析 20页

辽宁省丹东市 2021 届新高考物理模拟试题 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．按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步 “绕月 ”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二 步是 “落月 ”工程，已在 2013 年以前完成。假设月球半径为 R，月球表面的重力加速度为 g0，飞船沿距月 球表面高度为 3R 的圆形轨道 I 运动，到达轨道的 A 点时点火变轨进入椭圆轨道 II ，到达轨道的近月点 B 时再次点火进入月球近月轨道 III 绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（ ） A．飞船在轨道 I 上的运行速率 0 2 g Rv B．飞船在 A 点处点火变轨时，动能减小 C．飞船在轨道 III 绕月球运动一周所需的时间 0 RT 2 g D．飞船从 A 到 B 运行的过程中机械能变大 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．万有引力提供向心力 2 2(3 ) 3 Mm vG m R R R R 解得 4 GMv R 在月球表面 02 MmG mg R 解得 2 0GM g R 联立解得 0 2 g R v 故 A 正确，不符合题意； B．飞船在 A 点变轨后由圆轨道变为椭圆轨道，做向心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以飞 船应该减速，动能减小，故 B 正确，不符合题意； C．万有引力提供向心力 2 2 2 4 (3 ) (3 ) MmG m R R R R T 结合 2 0GM g R 解得 0 RT 2 g 故 C 正确，不符合题意； D．在椭圆轨道上，飞船由 A 点运动至 B 点，只有万有引力做功，机械能守恒，故 D 错误，符合题意。 故选 D。 2．如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源 E、定值电阻 R、开关 S 相连。 闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法 中正确的是（ ） A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长 D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 A．液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向。因液滴由静止释放，故合力的 方向一定与运动方向一致，故液滴做直线运动，故 A 错误； B．两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由 U Ed 可知，板间的电场强 度增大，电场力变大，合力变大，故加速度增大，故 B 正确； C．因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平方向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增 大，加速度增大，运动时间减小，故 C 错误； D．定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差，故带电粒子受力不变，加 速度不变，运动时间不变，故 D 错误。 故选 B。 3．如图所示 ,一个带正电荷 q、质量为 m 的小球 ,从光滑绝缘斜面轨道的 A 点由静止下滑 ,然后沿切线进入 竖直面上半径为 R 的光滑绝缘圆形轨道 ,恰能到达轨道的最高点 B.现在空间加一竖直向下的匀强电场 ,若仍 从 A 点由静止释放该小球 (假设小球的电荷量 q 在运动过程中保持不变 ,不计空气阻力 ),则（ ） A．小球一定不能到达 B 点 B．小球仍恰好能到达 B 点 C．小球一定能到达 B 点 ,且在 B 点对轨道有向上的压力 D．小球能否到达 B 点与所加的电场强度的大小有关 【答案】 B 【解析】 不加电场时，设恰能到达轨道的最高点 B 的速度为 v，根据机械能守恒定律有： mg（h-2R ）= 1 2 mv 2；⋯① 在最高点时，重力提供向心力，有： mg=m 2v R ⋯② 加上电场后，设能到达 B 点的速度为 v2，根据动能定理得： 1 2 mv 22=（mg+Eq ）（ h-2R ）⋯③ 在最高点时，重力与电场力的合力提供向心力，有： mg+Eq=m 2v R ⋯④ 得 v2=v，故为小球仍恰好能到达 B 点，故 B 正确， ACD 错误；故选 B. 4．在一次观察光的衍射实验中， 观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样， 那么障碍物是下列给出的 ( ) A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板 C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板 【答案】 D 【解析】 【分析】 很大的中间有大圆孔的不透明挡板和很大的不透明圆板不会发生衍射现象， 很小的不透明圆板出现泊松亮 斑． 【详解】 A．用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故 A 错误； B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故 B 错误； C．很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故 C 错误； D．用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故 D 正确． 【点睛】 该题考查单孔衍射的图样， 要牢记单孔衍射和单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的， 不同的障碍 物或孔出现的衍射图样是不一样的． 5．图 1 为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力 F 向上运动时，汽车的机械能 E 与位移 x 的关系如图 2 所示（ AB 段为曲线） ，汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（ ） A． 0～x1 过程中，汽车所受拉力逐渐增大 B． x1～x2 过程中，汽车速度可达到最大值 C． 0～x3 过程中，汽车的动能一直增大 D． x1～x2 过程中，汽车以恒定的功率运动 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．设斜板的倾角为 α，则汽车的重力势能 p sinE mg ， 由动能定理得汽车的动能为 k sinE Fx mg ， 则汽车的机械能为 k p =E E E Fx ， 即图线的斜率表示 F，则可知 0~x1 过程中汽车的拉力恒定，故 A 错误； B． x1~x2 过程中，拉力逐渐减小，以后随着 F 的减小，汽车将做减速运动，当 sinF mg 时，加速度 为零，速度达到最大，故 B 正确； C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的 减速运动， 0~x3 过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故 C 错误； D． x1~x2 过程中，汽车牵引力逐渐减小，到 x2 处为零，则汽车到 x2 处的功率为零，故 D 错误． 故选 B。 6．如图所示， 绕地球做匀速圆周运动的卫星 P 的角速度为 ，对地球的张角为 弧度，万有引力常量为 G 。 则下列说法正确的是（ ） A．卫星的运动属于匀变速曲线运动 B．张角 越小的卫星，其角速度 越大 C．根据已知量可以求地球质量 D．根据已知量可求地球的平均密度 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．卫星的加速度方向一直改变，故加速度一直改变，不属于匀变速曲线运动，故 A 错误； B．设地球的半径为 R，卫星做匀速圆周运动的半径为 r ，由几何知识得 sin 2 R r 可知张角越小， r 越大，根据 2 2 MmG m r r 得 3 GM r 可知 r 越大，角速度 越小，故 B 错误； C．根据万有引力提供向心力，则有 2 2 MmG m r r 解得地球质量为 2 3rM G 因为 r 未知，所以由上面的式子可知无法求地球质量，故 C 错误； D．地球的平均密度 34 3 M R 则 2 3 3 4 sin 2 G 知可以求出地球的平均密度，故 D 正确。 故选 D。 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，卫星 a 没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星 b 发射成功在地球赤道上空贴着地 表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（ ） A． a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期 B． b 做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度 g C． a、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小相等 D． a、b 做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度 【答案】 AB 【解析】 【分析】 【详解】 A． a 在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以 a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期， A 正 确； B．对卫星 b 重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力 2 MmG mg R 所以向心加速度等于重力加速度 g，B 正确； C．两卫星受到地球的万有引力相等。卫星 a 万有引力的一部分充当自转的向心力，即 2 MmG F mg R 向 赤 卫星 b 万有引力全部用来充当公转的向心力，因此 a、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等， C 错 误； D． a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据 2 rv T 可知 av v同 万有引力提供向心力 2 2 Mm vG m r r 解得线速度表达式 GMv r 因为 br R r同 所以 b 卫星的速度等于第一宇宙速度 b av v v同 D 错误。 故选 AB 。 8．如图所示， A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上． A、B 间的动摩擦因数为 μ， B 与地面间的动摩擦因数为 2 ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g．现对 A 施加一水平拉 力 F，则（ ） A．当 F＜2μ mg时， A 、B 都相对地面静止 B．当 F＝ 5 2 mg 时， A 的加速度为 1 3 g C．当 F＞3μ mg时， A 相对 B 滑动 D．无论 F 为何值， B 的加速度不会超过 1 2 g 【答案】 BCD 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析： 根据题意可知， B 与地面间的最大静摩擦力为： fBm＝ 3 2 mg ，因此要使 B 能够相对地面滑动， A 对 B 所施加的摩擦力至少为： f AB ＝f Bm ＝ 3 2 mg ，A、B 间的最大静摩擦力为： fABm ＝2μ mg，因此，根 据牛顿第二定律可知当满足： 2 ABF f m ＝ 2 3 2 ABf mg m ，且 3 2 mg ≤fAB ＜2μ mg，即 3 2 mg ≤F＜3μ mg 时， A 、B 将一起向右加速滑动，故选项 A 错误；当 F≥3μmg时， A、B 将以不同的加速度向右滑动，根 据牛顿第二定律有： F－2μmg＝2ma A， 2μ mg－ 3 2 mg ＝ maB，解得： aA＝ 2 F m －μg，aB＝ 1 2 g ，故选 项 C、D 正确；当 F＝ 5 2 mg 时，对 A 和 B 整体受力分析有， 2 2 2 F m m g m m a ，解得 aA ＝aB＝ 1 3 g ，故选项 B 正确． 考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题． 9．沿 x 轴正向传播的简谐横波在 0t 时刻的波形如图所示，此时波传播到 2mx 处的质点 B，质点 A 恰好位于波谷位置。 C、D 两个质点的平衡位置分别位于 3mx 和 5mx 处。当 0.2st 时，质点 A 恰 好第一次（从计时后算起）处于波峰位置。则下列表述正确的是 ________________。 A．该波的波速为 5m / s B． 1.0st 时，质点 C 在平衡位置处且向下运动 C． 0.9st 时，质点 D 的位移为 2cm D． D 点开始振动的时间为 0.6s E.质点 D 第一次位于波谷位置时，质点 B 恰好也位于波谷位置 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 A．由图可知波长 2m ，当 0.2st 时质点 A第一次在波峰，则周期为 2 0.2s 0.4sT 则波速 5m/sv T 故 A 正确； B．可知 1.0s 2 2 Tt T 波传到 C 所用时间为 3m 2m 0.2s 2 T v 之后 C 点开始向上振动，做 2 次全振动后到平衡位置处且向上运动，故 B 错误； CD ． D 点开始振动的时间为 0.6sBD v 之后 D 点开始向上振动，再经过 30.9s 0.6s 0.3s 4 T 到达波谷，位移为 -2cm，故 CD 正确； E．B、D 间相距 1.5 ，其振动情况总是相反，则当质点 D 第一次位于波谷位置时，质点 B 恰好位于波峰 位置，故 E 错误。 故选 ACD 。 10．如图所示，长木板左端固定一竖直挡板，轻质弹簧左端与挡板连接右端连接一小物块，在小物块上施 加水平向右的恒力 F ，整个系统一起向右在光滑水平面上做匀加速直线运动。 已知长木板 （含挡板） 的质 量为 M ，小物块的质量为 m ，弹簧的劲度系数为 k ，形变量为 ( 0)x x ，则（ ） A．小物块的加速度为 F M m B．小物块受到的摩擦力大小一定为 MFkx M m ，方向水平向左 C．小物块受到的摩擦力大小可能为 MFkx M m ，方向水平向左 D．小物块与长木板之间可能没有摩擦力 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 A．长木板与小物块一起做匀加速运动，应相对静止，加速度相同，对整体有 F M m a( ) 解得加速度 Fa M m 故 A 正确； BC．因弹簧形变量 0x ，故弹簧可能被压缩也可能被拉伸。若被压缩，则长木板受到的摩擦力向右，对 长木板有 fF kx Ma 解得 f MFF kx M m 小物块受到的摩擦力大小与之相等，方向水平向左，故 B 错误， C 正确； D．若弹簧对小物块的弹力方向水平向左，对小物块，根据牛顿第二定律得 F f kx ma 得 ? F MFf kx ma F kx m F kx M m M m 如果 MFkx M m 则 0f 故 D 正确。 故选 ACD 。 11．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为 m、m、3m、2m 的四个木块 A 、B、C、D，木块 A、B 用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为 μ，木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数相同，最大 静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力 F 拉木块 B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为 g，则需 要满足的条件是（ ） A．木块 A 、C 间的摩擦力与木块 B、D 间的摩擦力大小之比为 3：2 B．木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数最大为 4 C．轻绳拉力 FT 最大为 mg D．水平拉力 F 最大为 7 3 mg 【答案】 BC 【解析】 【详解】 A．设左侧 A 与 C 之间的摩擦力大小为 Ff1 ，右侧 B 与 D 之间摩擦力大小为 Ff2 设木块 C、D 与水平面间 的动摩擦因数最大为 μ'，木块 C、D 均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则 Ff1 =4μ 'mg，F f2=3μ 'mg 得 Ff1 与 Ff2 之比为 4： 3，故 A 错误； B．对 A、C 整体分析知，轻绳上的拉力大小 FT =4μ 'mg A 刚要滑动时，静摩擦力达到最大值 FT =μ mg 联立两式得木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数最大为 4 ，故 B 正确； CD ．对 B、D 整体分析，水平拉力 F 最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以 7(7 ) 4 mgF mg (4 )TF mg mg 故 C 正确， D 错误。 故选 BC 。 12．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成 角放置，导轨间距为 L 且电阻不计，其顶端接有 一阻值为 R 的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。 一质量为 m 的金属棒以初速度 v0 由导轨底端 M 点上滑，经一段时间滑行距离 x 到达最高点 N 后，又返 回底端 M 点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为 r ，重力加速度为 g。下列说 法正确的是（ ） A．金属棒上滑过程中通过电阻 R 的电荷量为 BLx R r B．整个过程中电阻 R 中的电流先从 b 到 a 后从 a 到 b C．金属棒下滑时间大于上滑时间 D．金属棒上滑时间为 2 2 0( ) ( )sin mv R r B L x mg R r 【答案】 ACD 【解析】 【分析】 【详解】 A．金属棒上滑过程中通过电阻 R 的电荷量为 BLxq R r R r 故 A 正确； B．由楞次定律，金属棒上滑过程电阻 R 中电流从 a 到 b，下滑过程电阻 R 中电流从 b 到 a，故 B 错误； C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置上，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度， 则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，所以 t 上