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1、2021年河南省高考物理仿真模拟试卷（5 月份）二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14 18题只有一项符合题目要求，第19 2 1题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.（6 分）两截面形状相似的物块B、C,倾角均为0,将 C 固定在水平面上，A 恰好沿B匀速下滑，B 保持静止。已知物块A.B的质量均为m,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B 之间和B、C 之间的动摩擦因数均为口。则物块B 与 C 间的摩擦力大小为（）A.mgsin6 B.2mgsin6 C.|imgcos0 D.2pmgcos02.（6 分）某校组织学生
2、外出研学期间进行滑雪活动，如图所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，不计空气阻力。下列说法正确的 是（）A.同学们在直雪道上运动的时间相同B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短C.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少3.（6 分）中国青年报2021年 4 月7日报道，中 国“天问一号”火星探测器经过190多天的飞行，跋涉4.5亿公里，从而开启了近2 个月的环绕火星的任务。若探测器着陆前,先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，使探测器做自由落体运动。已知火星的半径与地球的半径之比为1：2,火星的质量与地
3、球的质量之比为1：92O若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过4 m/s,则探测器由静止释放时离火星表面的最大高 度 为（）A.0.8mB.1.8mC.2mD.4m4.（6 分）某电场中有A、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为在B点的电势能为1.5Xl（/7 j,已知人、B 两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示一9。不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是（）0A.该电场为匀强电场，且电场强度大小为5V/mB.该点电荷在A B中点的电势能为1.3X1（）7JC.A、B 两点的电势差UAB=20VD.把该点电荷从B 点由静止释放，经过A 点时，动能为4X1（）8J5
4、.（6 分）如图甲所示，视为质点的小球用不可伸长的轻绳连接，绕定点。在竖直面内做圆周运动，此时绳子的拉力大小为FT。拉力FT与速度的平方的关系如图乙所示，重力加速度 大 小 为 g,不计空气阻力。则小球从最高点运动到最低点的过程中动能的变化量为（）6.（6 分）关于波粒二象性，下列说法正确的是（）A.光电效应证明了光具有粒子性B.光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著C.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性D.电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性7.（6 分）在如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈的输入电压按图乙所示的规律变
5、化,图中曲线为正弦曲线的上半部分或下半部分（)LA.变压器原线圈输入电压的有效值为110VB.变压器原、副线圈的匝数比为55：9C.灯泡L 两端电压的最大值为36V2VD.06s内灯泡L 电流方向改变的次数为2008.（6 分）如图所示，带有卡槽的平行光滑金属导轨（足够长）与水平面成3 0 角倾斜固定,上端接一标有“6V36W 的小灯泡，导轨间有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T 的匀强磁场。一质量m=200g、直径d=1m的圆形金属框M N嵌在两导轨的卡槽中，M N 达到平衡后小灯泡恰好正常发光。不计导轨和金属框M N 的电阻，M N 沿卡槽滑动过程始终与导轨接触良好且无摩擦。取重
6、力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的A.金属框M N沿导轨运动的过程中通过小灯泡的电流方向为从a 到 bB.金属框M N平衡时的速度大小为3m/sC.恒 力 F 的大小为5ND.金属框M N平衡时其受到重力的功率为12W三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第2232题为必考题，每道试题考生都必须作答。第3338题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。己知打点计时器所接电源的频率为50H z,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图乙中每相邻两个计数点间还有一个计时点未标出.HAIIHB小Q:E4（
7、1）由图乙可知，打计数点B时物块的速度大小VB=m/s；物块运动的加速度大小a=m/s2o （结果均保留两位小数）（2）已知当地的重力加速度大小g=9.8 0 m/s2,斜面倾角的正切值为0.7 5,则物块与斜面 间 的 动 摩 擦 因 数 四=（结果保留两位有效数字）。1 0.某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻（电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为5 0 0 m A）。实验室备有如下器材：A.电压表V （量程为3V,电阻R v 约为4.0 k。）；B.定值电阻R 0 （阻值为5 C）；C.电阻箱 R （0-9 9 9.9（1）；D.开关S一只，导线若干。（1）为测量锂电池
8、的电动势E和内阻r,该同学设计了如图甲所示的电路图。请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整。（2）实验时，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据工-工图像，如图丙U R所示。则该锂电池的电动势E=V、内 阻 r=1（结果均保留两位有效数字）。该实验中电动势E的测量值偏小，造 成 此 系 统 误 差 的 主 要 原 因 是。1 1.如图所示，质量M=3 k g 的小车静止于光滑水平面上，小车上表面水平，左端紧靠固定的光滑!圆弧轨道A B,圆弧半径R=0.8 m,小车长度L=1.5 m。将质量m =l k g 的滑块P （视为质点），滑 块 P与小车右端挡板作用过程无机
9、械能损失且作用时间极短。滑 块 P与小车上表面间的动摩擦因数口=0.2。取重力加速度大小g=1 0 m/s 2。求：（1）滑块P刚滑上小车时的速度大小；（2）滑块P相对小车静止时到小车右端的距离。1 2.如图所示，平面直角坐标系x O y的第一象限内，下方为匀强电场，边界曲线满足方程y=2 x 2,匀强电场的电场强度大小E=1 0 0 0 V/m,方向沿y轴正方向，磁场方向垂直纸面向里1=1 T,第二象限中存在磁感应强度大小B2=2 T的匀强磁场，方向垂直纸面向外。现有大量相同粒子，从x轴 上（x 0）,经电场加速后进入第一象限的磁场区域，所有粒子均垂直穿过y轴进入第二象限（0,1 m）,不计
10、粒子受到的重力及粒子间的相互作用。（1）求这种粒子的比荷子m（2）求从第一象限进入第二象限时经过P点的所有粒子的横坐标方程；（3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过P点的粒子从x轴出发运动到P点的时间（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。1 3.（5分）下列说法正确的是（）A.多晶体是由单晶体组合而成的，所以多晶体和单晶体都表现为各向异性B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C.理想气体的温度升高，压强可能减小D.布朗运动说明液体（气体）分子每时每
11、刻都在做无规则运动E.固体很难被压缩，说明固体分子间没有间隙1 4.（1 0分）如图所示，质量m i=2 0 k g、高h=1.1 m的导热圆柱形汽缸内，有一质量m 2 =10kg、面积S=lX l()-2 m 2的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体且处，整个装置均处于静止状态。已知外界大气压强p o=lX l()5 p a,取重力2加速度大小g=10m/s2,环境的热力学温度恒为3 0 0 K,不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。现把汽缸放在水平地面上(不系绳子)(i)求活塞平衡时与缸底的距离;(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部，求此时缸内气体
12、的热力学温度。15.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为经过0.7s后第一次出现的波形图，则波沿x轴(填“正”或“负”)方向传播，波的传播速度16.折射率n=2的透明材料制成的半球壳的中心截面如图所示，外径是内径的2倍。一束平行单色光垂直内球壳的水平直径A B射入内球壳。取sinl4.5=0.25。求外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角。2021年河南省高考物理仿真模拟试卷（5 月份）参考答案与试题解析二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得
13、3分，有选错的得0分。1 .（6 分）两截面形状相似的物块B、C,倾角均为。，将 C 固定在水平面上，A 恰好沿B匀速下滑，B 保持静止。已知物块A.B的质量均为m,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B 之间和B、C 之间的动摩擦因数均为林。则物块B 与 C 间的摩擦力大小为（）A.m g s i n O B.2 m g s i n 6 C.p m g c o s S D.2 1 1 m g e o s。【解答】解：把物块A、B 看成整体，对其受力分析，如下图所示：依据平衡条件，结合三角知识BC,故 B 正确，A C D 错误；故选：Bo2 .（6分）某校组织学生外出研学期间进行滑雪活动，如图
14、所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，不计空气阻力。下列说法正确的 是（）A.同学们在直雪道上运动的时间相同B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短C.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少【解答】解：A B、设滑到的倾角为。，对总质量为m的滑雪工具和同学为研究对象，解得：a=g s i n 0 -|i g c o s 0,运动的位移相同，故 A 正确；C D、下滑过程中，以滑雪工具和同学为研究对象，同学们的机械能都减少，故 C D 错误。故选：A。3.（6分）中国青年报2 0 2 1 年 4月 7日报道，中 国
15、“天问一号”火星探测器经过1 90 多天的飞行，跋涉4.5 亿公里，从而开启了近2个月的环绕火星的任务。若探测器着陆前,先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，使探测器做自由落体运动。已知火星的半径与地球的半径之比为1：2,火星的质量与地球的质量之比为1：92。若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过4 m/s,则探测器由静止释放时离火星表面的最大高 度 为（）A.0.8 m B.1.8 m C.2 m D.4 m【解答】解：设地球质量为M i,半径为R i,火星质量为M 8,半径为R 2,火星表面的重力加速度为g ，由物体在天体表面附近所受万有引力等于重有：R7G M9m火星：-=m
16、 gR 3故Ji工，代入数据得：g，=%，g M9Rf i2 94 o探测器做自由落体运动有：v2=2 g h,解得：h=2.8 m,ACD错误。故选：Bo4.(6 分)某电场中有A、B 两点，一个点电荷在A 点的电势能为1.1X1()-7J,在B点的电势能为1.5 X l(/7 j,已知人、B 两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示一9。不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是()0A.该电场为匀强电场，且电场强度大小为5V/mB.该点电荷在A B中点的电势能为1.3X1()7JC.A、B 两点的电势差UAB=20VD.把该点电荷从B 点由静止释放，经过A 点时，动能为4
17、X1()8J【解答】解：AB、题目仅给出了带电粒子在A,且题图中无法判断电场线的疏密程度，无法计算电场强度，故 AB错误；C、沿电场线方向电势逐渐降低AB一定为负值，故 C 错误；D、把该点电荷从B 点由静止释放到经过A 点的过程中，由动能定理得，EI/7V,所以灯泡L 两端电压的最大值3W 5V,C 错误；D.每周期内电流的方向改变两次，交流电04 s 内完成100次周期的变化，故 D 正确。故选：BDo8.（6 分）如图所示，带有卡槽的平行光滑金属导轨（足够长）与水平面成3 0 角倾斜固定,上端接一标有“6V36W 的小灯泡，导轨间有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。
18、一质量m=200g、直径d=1m的圆形金属框M N嵌在两导轨的卡槽中，M N 达到平衡后小灯泡恰好正常发光。不计导轨和金属框M N 的电阻，M N沿卡槽滑动过程始终与导轨接触良好且无摩擦。取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是（）小 灯 号 A.金属框M N沿导轨运动的过程中通过小灯泡的电流方向为从a 到 bB.金属框M N平衡时的速度大小为3m/sC.恒力F 的大小为5ND.金属框M N平衡时其受到重力的功率为12W【解答】解：A、圆形金属框可看成长为1m的导体棒，通过小灯泡的电流方向为从a 到b；B、灯泡正常发光，金属框M N切割磁感线产生的感应电动势E=U=B d v,故 B
19、 错误；C、灯泡正常发光E 芷 LA=7 A 安 埼=IBd,U 6金属框匀速运动，处于平衡状态如音，代入数据解得，恒力大小：F=5N；D、金属导轨与水平面成3 0 角，金属框的质量m=200g=0.200kg,金属框M N 平衡时其受到重力的功率PG=mgvcos60=2.200X 10X 6X 0.2W=6W,故D错误。故选：A C o三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 2232题为必考题，每道试题考生都必须作答。第 3338题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共 129分。9 .某同学用如图中所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。已知打点计时器所接电源的频率为5 0
20、 H z,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图乙中每相邻两个计数点间还有一个计时点未标出.HAifHB（1）由图乙可知，打计数点B时物块的速度大小V B=0.4 6 m/s：物块运动的加速度大小a=3.9 8 mH。（结果均保留两位小数）（2）己知当地的重力加速度大小g=9.8 0 m/s2,斜面倾角的正切值为0.75,则物块与斜面间的动摩擦因数u=0 2 4 （结果保留两位有效数字）。【解答】解：（1）打点计时器打点周期T =L=0.0 2SfB为 AC的时间中点，则打计数点B时物块的速度大小为：50+2.14二一历 3XQ.04x 1 7-20 0.4601/$.由逐差法知，物
21、块的加速度大小为:a=*X/=（&41+3.05+4.50+7.14+2.77）义 1 0W-2.9 8m/s2,3T2 9X6.048（2）设斜面的倾角为仇则t a n9=0.75由牛顿第二定律有：m e g s i nS -nm g c o s 0=m a解得：n 2.24o答案：（1）0.46；3.9810.某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻（电动势E 标称值为3.7V,允许最大放电电流为5 00m A）。实验室备有如下器材：A.电压表V （量程为3V,电阻R v 约为4.0k。）；B.定值电阻R 0（阻值为5。）；C.电阻箱 R （0-999.9。）；D.开关S一只，导线若干
22、。（1）为测量锂电池的电动势E和内阻r,该同学设计了如图甲所示的电路图。请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整。（2）实验时，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据工-工图像，如图丙U R所示。则该锂电池的电动势E=3.3 V、内阻r=12。（结果均保留两位有效数字）。该实验中电动势E的测量值偏小，造成此系统误差的主要原因是 电 压 表 的 分 流。【解答】解：（1）按电路图连接实物图；（2）由闭合电路的欧姆定律可知E=U+U（r+R c），化简可得：工=2+包 巴R 4工01 U E E R E0.3 V-2,解得 E=3.3 V。斜率 k-R 7-L 5 0-0
23、.3 -i,解得E 4.24 Ar=12Ho只要合理就可得分）；(2)3.6、11.如图所示，质量M =3 k g 的小车静止于光滑水平面上，小车上表面水平，左端紧靠固定的光滑工圆弧轨道AB,圆弧半径R=0.8 m,小车长度L=1.5 m。将质量m=l k g 的滑块4P(视为质点)，滑 块 P 与小车右端挡板作用过程无机械能损失且作用时间极短。滑 块 P与小车上表面间的动摩擦因数以=0.2。取重力加速度大小g=1 0 m/s 2。求：(1)滑块P 刚滑上小车时的速度大小；(2)滑块P 相对小车静止时到小车右端的距离。【解答】解：(1)滑块P 在圆弧轨道上运动的过程中机械能守恒，取 B点为零势
24、能点m g R=-m v g解得 v i=8 m/s(2)滑块P 在小车上运动时;滑块P 与小车组成的系统合外力为零，取水平向右为正方向m v i=(m+M)V2解得 V3=l m/s设滑块P 相对小车滑行的总距离为x,根据能量守恒定律得看V 2 =fx其中f=p m g解得x =3 m因x=2 L,说明滑块P恰好停在小车左端。答：（1）滑块P刚滑上小车时的速度大小为5 m/s：（2）滑块P相对小车静止时到小车右端的距离为1.5 m。1 2.如图所示，平面直角坐标系x Oy的第一象限内，下方为匀强电场，边界曲线满足方程y=2 x 2,匀强电场的电场强度大小E=1 0 0 0 V/m,方向沿y轴
25、正方向，磁场方向垂直纸面向里1=1 T,第二象限中存在磁感应强度大小B 2=2 T的匀强磁场，方向垂直纸面向外。现有大量相同粒子，从x轴 上（x 0）,经电场加速后进入第一象限的磁场区域，所有粒子均垂直穿过y轴进入第二象限（0,1 m）,不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用。（1）求这种粒子的比荷子旦：m（2）求从第一象限进入第二象限时经过P点的所有粒子的横坐标方程；（3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过P点的粒子从x轴出发运动到P点的时间【解答】解：（1）设某带电粒子在电场中运动的位移大小为y,根据动能定理有：q E y=1 5守 丫2设带电粒子在第一象限的磁场内运
26、动的半径为R,根据牛顿第二定律有：q v B i=_R即 R=-H!Z_根据磁场中半径的几何关系有：R=x由题意有：y=2 x2联立并代入数据解得：-l=3 X 1 03C/kgm（2）设某粒子以速度v射入磁场，进入磁场的坐标为（x,在第一象限的磁场中运动的半径为R 1,在第二象限的磁场中运动的半径为R 7,由以上结论有：&=曳-、R3=i-qBi qB2由于粒子在磁场中运动的速度大小不变，且两磁场的磁感应强度大小之比为1：7,有RI=2R 3,其轨迹如图甲所示要使得粒子能够通过P 点，则有y+R i+2 n(R 2+R 2)=y p=1 m(其中 n=8、1、2、7.)由几何关系有x=R i
27、整理可得:2 x4+(3 n+l)x=5,(其中 n=0、1、2(3)根据几何关系可知，速度最大的粒子对应的轨迹如图乙所示0,0)经过分界点时有：y=6 m,代入边界方程：y=2 x o3解得：x o=亚1 r7 1r在磁场Bi 中有：XO=R3=吧.q Bi且：R 2 =2 R 2 HR/兀区2 -1在磁场中的总时间：t4=-2 v0在电场中加速时：Btc=v 7,y=肝2m 2 6那么总时间：t =tl+t2联立解得：t=(看监)X 5 0-3S答：(1)这种粒子的比荷子旦为6 Xl(P c/k g；m(2)从第一象限进入第二象限时经过P点的所有粒子的横坐标方程为2 x 4+(3 n+l)
28、x=5,(其中 n=0、1、4；(3)若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，以最大速度经过P点的粒子从x 轴出发运动到P点的时间t为(工 这)X 10-5So乙（-）选考题：共 45分。请考生从给出的2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。13.（5 分）下列说法正确的是（）A.多晶体是由单晶体组合而成的，所以多晶体和单晶体都表现为各向异性B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C.理想气体的温度升高，压强可能减小D.布朗运动说明液体（气体）分子每时每刻都在做无规则运动E.固体很难被压缩，说明固体分子间
29、没有间隙【解答】解：A、根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，故 A 错误；B、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，在宏观上表现为液体表面存在表面张力；C、由理想气体状态方程也，当温度升高时，则压强有可能减小；TD、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，故 D 正确；E、固体很难被压缩，表现出较大的斥力。故选：BCD,14.（10分）如图所示，质量mi=20kg、高 h=l.1 m 的导热圆柱形汽缸内，有一质量m2=10kg、面积S=lX l（）-2m2的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体且处，整个装置均处于静止状
30、态。已知外界大气压强p o=lX l（）5 p a,取重力2加速度大小g=10m/s2,环境的热力学温度恒为300K,不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。现把汽缸放在水平地面上（不系绳子）（i）求活塞平衡时与缸底的距离；(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部，求此时缸内气体的热力学温度。【解答】解：(i)汽缸悬挂时，设封闭气体压强为p i,对汽缸，由平衡条件得：p i S+m2 g=p oS汽缸放在水平地面上时，对活塞2 S=m2 g+p oS该过程气体做等温变化，由玻意耳定律得：P 1y S=P2hxS代入数据解得，活塞与缸底的距离：h x=o.6 m(i i)对缸内气体加热
31、，气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得：-=地Ti T2代入数据解得：T5 =8 2 5 K答：(i)活塞平衡时与缸底的距离是0.4 m；(i i)若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸顶部。1 5.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为经过0.7 s后第一次出现的波形图，则波沿x轴 负(填“正”或“负”)方向传播，波的传播速度为1 0 m/s,质 点P的 振 动 周 期 为0.8 So【解答】解：因 t=0 时刻的P 点沿y 轴正方向运动，根据平移法；0-3.7s内，所以波速Y7v=：m/s=1 Om/st 7.7由图可知波长入=8 m,根据v=-入T解得 T=2*S=0.8Sv 10故答案为：负；101 6.折射率n=2 的透明材料制成的半球壳的中心截面如图所示，外径是内径的2 倍。一束平行单色光垂直内球壳的水平直径A B 射入内球壳。取 sinl4.5=0.25。求外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角。【解答】解：从 A、B 两点射入内球壳的光线的入射角为90 .由折射定律可知n=s i n 9JL 则 r=3 0 。在aOBD 中-=-：型-解得 sinZsinr 2 sinZODB sin(180-ZEBD)ODB=0.25,ZDOB=30-14.5=15.8 答：外球壳中有光线射出的部分所对应的圆心角为149。