四川省德阳市2021届新高考物理最后模拟卷含解析 10页

四川省德阳市 2021 届新高考物理最后模拟卷 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 1．2019 年 8 月， “法国哪吒 ”扎帕塔身背燃料包，脚踩由 5 个小型涡轮喷气发动机驱动的 “飞板 ”，仅用 22 分钟就飞越了英吉利海峡 35 公里的海面。已知扎帕塔（及装备）的总质量为 120kg，设发动机启动后将 气流以 6000m/s 的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔（及装备）悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出 气体的质量为（不考虚喷气对总质量的影响，取 g=10m/s 2）（ ） A． 0.02kg B．0.20kg C．0.50kg D． 5.00kg 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 设扎帕塔（及装备）对气体的平均作用力为 F ，根据牛顿第三定律可知，气体对扎帕塔（及装备）的作用 力的大小也等于 F ，对扎帕塔（及装备） ，则 F Mg 设时间 t 内喷出的气体的质量 m，则对气体由动量定理得 F t mv 解得 m F Mg t v v 代入数据解得 0.2kgm t 发动机每秒喷出气体的质量为 0.2kg ，故 B 正确， ACD 错误。 故选 B。 2． “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 2 1 2 m L m m B． A 星球运行的周期为 1 2 2 ( ) LL G m m C． A 星球和 B 星球的线速度大小之比为 m1：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 ，根据牛顿第二定律，对 A 星球有： 21 2 1 12 m mG m r L 对 B 星球有 21 2 2 22 m mG m r L 得 1 2 2 1: :r r m m 又 1 2r r L 得 2 1 1 2 mr L m m 1 2 1 2 mr L m m 故 A 错误； B．根据 2 1 2 1 12 2 4m mG m r L T 2 1 1 2 mr L m m 解得周期 1 2 2 LT L G m m ， 故 B 正确； C． A 星球和 B 星球的线速度大小之比 1 2 2 1 A B v r m v r m 故 C 错误； D． O 点处的质点受到 B 星球的万有引力 2 2 22 2 1 1 2 B Gm m Gm mF r m L m m 受到 A 星球的万有引力 1 1 22 1 2 1 2 A Gm m Gm mF 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。 3．一个单摆在海平面上的振动周期是 T 0，把它拿到海拔高度很高的山顶上，该单摆的振动周期变为 T ， 关于 T 与 T 0 的大小关系，下列说法中正确的是（ ） A． T T 0 B．T T 0 C． T T 0 D．无法比较 T 与 T0 的大小关系 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 单摆的周期公式 2π LT g ，其放在高度很高的山顶上，重力加速度变小，其振动周期一定大，即 0T T 故 ACD 错误， B 正确。 故选 B。 4．一物块以某初速度沿水平面做直线运动，一段时间后垂直撞在一固定挡板上，碰撞时间极短，碰后物 块反向运动。整个运动过程中物块的速度随时间变化的 v-t 图像如图所示，下列说法中正确的是（ ） A．碰撞前后物块的加速度不变 B．碰撞前后物块速度的改变量为 2m/s C．物块在 t=0 时刻与挡板的距离为 21m D． 0~4s 内物块的平均速度为 5.5m/s 【答案】 C 【解析】 【分析】 根据速度图像的斜率分析物块的加速度。读出碰撞前后物块的速度，即可求速度的改变量。根据图像与时 间轴所围的面积求物块在 0 3s内的位移，即可得到物块在 0t 时刻与挡板的距离。根据 0 4s内的位 移来求平均速度。 【详解】 A．根据 v-t 图像的斜率大小等于物块的加速度，知碰撞前后物块的加速度大小相等，但方向相反，加速 度发生了改变，故 A 错误； B．碰撞前后物块的速度分别为 v1=4m/s，v2=-2m/s 则速度的改变量为： 2 1 6m/sv v v 故 B 错误； C．物块在 0t 时刻与挡板的距离等于 0 3s内位移大小为： 10 4 3m=21m 2 x 故 C 正确； D． 0 4s内的位移为： 10 4 2 13m- m=20m 2 2 x 平均速度为： 20 m/s=5m/s 4 xv t 故 D 错误。 故选 C。 5．如图所示， 现有六条完全相同的垂直于纸面的长直导线， 横截面分别位于一正六边形 abcdef 的六个顶 点上，穿过 a、b、c、e 四点的直导线通有方向垂直于纸面向里、大小为 ba ecI I I I I 的恒定电流， 穿过 d、f 两点的直导线通有方向垂直纸面向外、大小为 2d fI I I 的恒定电流，已知通电长直导线周 围距离为 r 处磁场的磁感应强度大小为 IB k r ，式中常量 0k ，I 为电流大小， 忽略电流间的相互作用， 若电流 aI 在正六边形的中心处产生的磁感应强度大小为 B，则 O 点处实际的磁感应强度的大小、方向分 别是（ ） A． 3 3B ，方向由 O 点指向 b 点 B． 3B，方向由 O 点指向 cd 中点 C． 3 3B ，方向由 O 点指向 e 点 D． 3B，方向由 O 点指向 af 中点 【答案】 D 【解析】 【详解】 电流 bI 、 eI 在 O 点处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，其矢量和为零；电流 aI 、 dI 在 O 点处产生 的磁感应强度大小分别为 B、2B，方向均由 O 点指向 ef 中点，可得电流 aI 、 dI 在 O 点处总的磁感应强度 大小为 3B，方向由 O 点指向 ef 中点；同理，电流 cI 、 fI 在 O 点处总的磁感应强度大小为 3B。方向由 O 点指向 ab 中点，根据平行四边形定则，容易得到 O点处实际的磁感应强度的大小为 3B，方向由 O 点指 向 af 中点。 A． 3 3B ，方向由 O 点指向 b 点，与分析不符，故 A 错误； B． 3B，方向由 O 点指向 cd 中点，与分析不符，故 B 错误； C． 3 3B ，方向由 O 点指向 e 点，与分析不符，故 C 错误； D． 3B，方向由 O 点指向 af 中点，与分析相符，故 D 正确； 故选： D。 6．用传感器研究质量为 2kg 的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到 0~6s 内物体的加速 度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A． 0~2s 内物体做匀加速直线运动 B． 0~2s 内物体速度增加了 4m/s C． 2~4s 内合外力冲量的大小为 8Ns D． 4~6s 内合外力对物体做正功 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 A． 0~2s 内物体的加速度变大，做变加速直线运动，故 A 错误； B．图像下面的面积表示速度的变化量， 0~2s 内物体速度增加了 1 2 2 2m / s 2 ，故 B 错误； C． 2~4s 内合外力冲量的大小 2 2 2N s=8N sI mat 故 C 正确； D．由图可知， 4~6s 内速度变化量为零，即速度不变，由动能定理可知，合外力对物体做功为零，故 D 错 误。 故选 C。 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．某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机内的矩形线圈面积为 S=0.2m 2、匝数为 N=100 匝、 电阻为 r=5.0 Ω，线圈所处的空间是磁感应强度为 B= 2 2 T 的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的转速为 n= 2160 r/min ．如图所示是配电原理示意图， 理想变压器原副线圈的匝数比为 5︰2，R1=5.0 Ω、R2=5.2 Ω， 电压表电流表均为理想电表，系统正常运作时电流表的示数为 I=10A ，则下列说法中正确的是 A．交流电压表的示数为 720V B．灯泡的工作电压为 272V C．变压器输出的总功率为 2720W D．若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大 【答案】 CD 【解析】 【分析】 （ 1）根据 2 NBSE 求出电动势的有效值 （ 2）根据闭合回路欧姆定律求出原线圈的电压 （ 3）利用 1 2 2 1 I n I n 及 1 1 2 2 U n U n 求出副线圈的电压 （ 4）根据电路结构求电动机的输出功率 【详解】 A、根据题意电流表的示数为 10A ，根据 1 2 2 1 I n I n 解得原线圈的电流为 4A，线圈在磁场中产生电动势的 有效值为 720 2 NBSE V , 则电压表的读数为 720 4 5 700U E Ir V ，故 A 错； BC、原线圈的电压为 1 1 1 720 4 10 680U E I r R V 根据 1 1 2 2 U n U n 可以求出副线圈上的电 压为 2 272U V ，所以副线圈上的功率为 2 2 272 10 2720P I U V 此时灯泡上的电压为 272 10 5.2 220U V 故 B 错； C 对 D、把发电机外的所有用电器等效为一个电阻为 R 的电阻， 根据题意可知 R r ，若负载电路的灯泡增多， 则等效电阻 R 减小，根据电源输出功率与电阻之间关系的函数图像可知，此时发电机的输出功率会增大， 故 D 对； 故选 CD 【点睛】 此题比较复杂， 对于原线圈中有用电器的变压器问题来说， 一般做题的方向是利用前后功率相等来求解的． 8．有一轻杆固定于竖直墙壁上的 O 点，另一端 A 固定一轻滑轮，一足够长的细绳一端挂一质量为 m 的物 体，跨过定滑轮后另一端固定于竖直墙壁上的 B 点，初始时物体处于静止状态， O B、 两点间的距离等于 A B、 两点间的距离，设 AB 与竖直墙壁的夹角为 ，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是（ ） A．系统平衡时杆对滑轮的力一定沿杆的方向 B．若增大杆长 OA， O与 B 位置不变且保持 OB AB ，使角 增大，则杆对滑轮弹力的方向将偏离 OA 杆 C．若保持 A 点的位置不变，将绳子的固定点 B 点向上移动，则杆对滑轮的弹力变大 D．若保持 AB 与竖直墙壁的夹角 不变，将轻杆的固定点 O 向下移动，则杆对滑轮弹力的方向不变 【答案】 AD 【解析】 【详解】 A．绳子上的弹力大小等于物体的重力 mg，则绳子对滑轮的两弹力的合力方向在两弹力的角平分线上， 根据平衡条件可得杆对滑轮的弹力方向也在角平分线上， OB 两点间的距离等于 AB 两点间的距离，根据 几何关系可得，杆 OA 恰好在两弹力的角平线方向上，故 A 正确； B．若保持 OB 两点位置不变，增大杆长 OA ，使 AB 与竖直墙壁的夹角 增大，仍保持 OB 两点间的距离 等于 AB 两点间的距离，杆 OA 仍在两弹力的角平分线上，杆对滑轮的弹力仍沿杆方向，故 B 错误； C．若保持 A 点的位置不变，将绳子的固定点 B 向上移动，绳子对滑轮的两力夹角变大，合力变小，滑轮 处于平衡状态，则杆对滑轮的弹力变小，故 C 错误； D．若保持 AB 与竖直墙壁的夹角 不变，将轻杆的固定点 O 向下移动，两绳对滑轮的弹力大小方向都不 变，则杆对滑轮的力仍在两绳弹力的角平分线上，所以杆对滑轮弹力的方向不变，故 D 正确。 故选 AD 。 9．如图所示，两块长方体滑块 A 和 B 叠放在倾角为 θ的斜面体 C 上。已知 A 、B 质量分别为 m 1 和 m 1， A 与 C 的动摩擦因数为 μ1，B 与 A 的动摩擦因数为 μ1．两滑块 AB 在斜面体上以相同加速度自由下滑， 斜面体 C 在水平地面上始终保持静止，则下列说法正确的是（ ） A．斜面 C 受到地面的静摩擦力方向水平向左 B．滑块 A 与斜面间的动摩擦因数 μ1＝tan θ C．滑块 A 受到斜面对其摩擦力的大小为 μ1（m 1+m 1）gcos θ D．滑块 B 所受的摩擦力大小为 μ1m 1gcos θ 【答案】 AC 【解析】 【详解】 A．把 AB 看成一个整体， AB 对 C 的压力在水平方向的分力为 Nx＝（ m 1+m 1） gcos θ ?sin θ 方向水平向右， AB 对 C 的摩擦力在水平方向的分力为 f x＝fcos θ，方向水平向左。 因为 AB 一起加速下滑， 所以（ m 1+m 1） gsin θ＞f，则 N x＞ fx，所以斜面 C 有向右的运动趋势，则斜面 C 受到地面的静摩擦力方向 水平向左。故 A 正确； B．因为 AB 一起加速下滑，所以 μ1（m 1+m 1）gcos θ＜（ m 1+m 1）gsin θ 则 μ1＜tan θ，故 B 错误； C．把 AB 看成一个整体，滑块 A 与斜面之间的摩擦力为 f＝μ1（m 1+m 1）gcos θ 故 C 正确； D．滑块 AB 一起加速下滑，其加速度为 a＝gsin θ﹣μ1gcos θ B 与 A 之间的摩擦力是静摩擦，则 AB 之间的摩擦力为 f ′＝ m1a＝ mg（sin θ﹣μ1cos θ） 故 D 错误。 故选 AC. 10．在光滑水平面上，小球 A 、B（可视为质点）沿同一直线相向运动， A 球质量为 1 kg ，B 球质量大于 A 球质量。如果两球间距离小于 L 时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于 L 时作用力消失。两球运 动的速度一时间关系如图所示，下列说法正确的是 A． B 球质量为 2 kg B．两球之间的斥力大小为 0. 15 N C． t=30 s 时，两球发生非弹性碰撞 D．最终 B 球速度为零 【答案】 BD 【解析】 【详解】 当两球间距小于 L 时，两球均做匀减速运动，因 B 球质量大于 A 球质量可知 B 球加速度小于 A 球的加速 度，由 v-t 图像可知： 2 22 3 / 0.05 / 20Ba m s m s ； 2 20 -3 / 0.15 / 20Aa m s m s （ ） ；由牛顿第二定 律： A A B BF m a m a ，解得 m B=3m A=3kg ，F=0.15N ，选项 A 错误， B 正确； 由图像可知， AB 在 30s 时刻碰前速度： vA=0，vB =2m/s；碰后： v＇A=3m/s，v＇B=1m/s ，因 2 '2 '21 1 1( ) 0 2 2 2B B A A B BE m v m v m v 可知 t=30 s 时，两球发生弹性碰撞，选项 C 错误；由图像可知，两部分阴影部分的面积应该相等且都等 于 L ，可知最终 B 球速度为零，选项 D 正确 . 11．如图所示，电源电动势为 E、内阻为 r ，R1 是滑动变阻器， R2=0.5r ，当滑片 P 处于中点时，电源的效 率是 50% ，当滑片由 a 端向 b 端移动的过程中（ ） A．电源效率增大 B．电源输出功率增大 C．电压表 V 1 和 V 的示数比值增大 D．电压表 V 1 和 V 示数变化量 1ΔU 、ΔU 的比值始终等于 3 2 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 A. 滑片由 a 端向 b 端移动的过程中， R1 逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端 电压增大，电源的效率 UI U EI E ，电源的效率增大，故 A 正确； B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于 a 端时，外电路电阻为 R 2=0.5r r ，当滑片 P 处于中点时，电源的效率是 50% ，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最 大，所以当滑片由 a 端向 b 端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故 B 错误；