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1、绝密启用前2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟调研卷（六）理科综合能力测试物理部分全卷满分300分 考试时间150分钟祝考试顺利注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上。2.作答时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡，上的非答题区域均无效。3.考试结束后，本试题卷和答题卡一并上交。二、选择题：本题共8 小题，每小题6 分，共 48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 21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。14.已知2：T h的半衰期为24天
2、，4g Th经过72天还剩下的质量为A.0.5g B.lg C.2g D.3.5g15.一行星半径是地球3 倍、质量是地球36倍，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（不考虑地球和星球的自转）A.9倍 B.6倍 C.4倍 D.2倍16.如图所示为发电机结构示意图，其 中 N、S 是永久磁铁的两个磁极，其表面为对应圆心角为 120。的圆弧面。M 是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有边长为L 的单匝正方形线框，可绕与铁芯共同的固定轴转动，磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布。已知正方形线框匀速转动时，其切割磁感线的边的线速度大小为v,切割时切割边所在位置的磁感应强度大小始终为B,则下列说法正确
3、的是A.线框中产生的最大感应电动势为BLvB.线框中产生的感应电流的变化周期为上2vC.线框中产生的有效感应电动势为，&B L v3?2D.线框中产生的有效感应电动势为上上B L v31 7.如图所示，半径为R的绝缘光滑半球内有A、B两个带电小球（均可视为点电荷），A球固定在半球的最低点，B球静止时，A、B两球之间的距离为R,由于漏电，B球缓慢向A球靠近,设A、B两球之间的库仑力大小为F,光滑半球对B球的弹力大小为N,A、B两球之间的距离用x表示，则F-x、N x的关系图象正确的是1 8.如图甲所示，两平行金属板a、b间距为d,在两板右侧装有荧光屏M N（绝缘），0为其中点。在两板a、b上加上
4、如图乙所示的电压，电压最大值为U oo现有一束带正电的离子束（比荷为k）,从两板左侧沿中线方向以初速度v,连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏MN上，已知金属板长L=2 v oU）,则在荧光屏上出现亮线的长度为0MA.k d U ot o0仇乙k U/；2 dck Uoto2d口 3 k U t；-2d1 9.如图所示，a,b,c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，b e连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且I a=I b=2 L，电流方向如图所示。O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在0点产生的磁场的磁感应强度的kJ大
5、小为B o。已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B=生，其 中I为通电导线的电流强度，r为该点到通电导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是物/,ip 财.-)bcA.0 点处的磁感应强度的大小为3B0B.0 点处的磁感应强度的大小为5BnC.质子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向由c 指向O 点D.电子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向垂直O c连线向下20.如图甲所示，一质量为1kg的小物块以一定的初速度滑上一固定斜面，其机械能E 怂等于动能EK和重力势能EP之和，取斜面底端为重力势能零点，该小物块的E 懋和EP随它离斜面底端的距离x 的变化如图乙所
6、示。重力加速度g 取 lOm/s?。由图中数据可得A.x=0时，小物块的速度为5m/sB.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.x=3m 时，小物块的动能Ek=20JD.从斜面底端至x=5m 的过程中，小物块的动能减少了 30J21.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨间距为/,与水平面成30。角，导轨上端接一阻值为 R 的电阻。距离导轨上端为/的分界线M N将导轨所在平面分成I 和 II两个区域，两区域中均存在垂直导轨平面的磁场，区域I 为匀强磁场，其磁感应强度为Bo；区域I I 中的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。将长为/、电阻也为R 的导体棒放在M N下侧导轨上，0to时间内，棒静
7、止；之后棒向下滑动，当滑下的距离为x 时，棒开始做匀速运动。导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是gtRB.导体棒匀速滑动时的速度v=2toR Z2C.匀速运动时R两端的电压为U=一D.自t=0至棒开始匀速运动时，通过棒的电荷量q=丝 2R三、非选择题：共174分。第22 32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33 38题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。22.(5分)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，有铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码等测量工具。(1)用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应 保 证 弹 簧 位 于(选 填“竖直”、水平
8、”)位置且处于平衡状态；(2)用纵轴表示钩码质量m,横轴表示弹簧的形变量x,根据实验数据绘制出图线如图所示，由(3)若某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L o,再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L o作为弹簧的伸长量X,这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最 后 画 出 的 图 线 可 能 是 下 列 选 项 中 的。23.（10分）兴趣小组为了测量某电阻Rx的阻值（约为30C）,实验室可供选择的器材有：电流表A i（量程05 0 m A,内阻约1C）电流表A2（量程03 A,内阻约0.12C）电压表V i（量程03 V,内阻约20k。）电压
9、表V2（量程01 5 V,内阻约50kC）电源E（电动势约为3 V,内阻约为0.2。）定值电阻R（2 0 C,允许最大电流I.0A）滑动变阻器Ri（0-5 Q）单刀单掷开关S一个导线若干根据以上器材设计电路，要求尽可能减小测量误差，测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化。（1）电流表应选,电压表应选。（填写器材符号）（2）请在方框内画出测量电阻R、的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号。（3）若电压表示数为U,电流表示数为I,则计算待测电阻Rx的表达式为Rx=。（用题中字母表示）24.（12分）如图所示，细线上端固定在O点，下端连着一小球（可视为
10、质点），悬点O距地面的高度H=5.4 m,开始时将小球提到O点由静止释放，小球经时间t（未知）自由下落到使细线被拉直的位置后，在极短的时间（可忽略）内将细线拉断，拉断后瞬间小球速度为细线刚被拉直瞬间速度的一半，再经过时间t小球落到地面，不计空气阻力，取g=10m/s2,求：/（1）细线的长度；（2）小球从O点由静止释放到落地的总时间。25.（20分）如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为B=1 T,方向垂直于纸面向里的磁场，II、III、IV 象限（含 x、y 轴）有电场强度为E=2 N/C,竖直向下的电场。光滑;圆弧小管道（管的直径略大于B 球直径），圆心0
11、，半径为R=4 m,小圆管底端位于坐标轴原点0。质量为mi=lk g,带电卬=1C的小球A 从 0 处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O 点。质量为n u=2 k g,带电q?=2C 的小球B 从小圆管顶端（与圆心等高处）静止释放，与 A 同时运动到O 点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C,小球A、B、C 均可视为质点，所在空间无重力场作用。求：（1）小球A 在 0,处的初速度大小；（2）碰撞完成后瞬间，小球C 对圆管轨道的压力；（3）若在小球C 从 O 点飞出后的瞬间，将磁场方向改为竖直向上。分析C 球在后续运动过程中，又回到y 轴时离0 点的距离。（二）选考题：共 45分。请考生从
12、2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。33.物理选修3-3 （15分）（1）（5 分）某实心金属块的摩尔质量为M m L,密度为p,每个分子的质量和体积分别为m 和 V。,则阿伏加德罗常数NA=;如果该金属块与另一物体长时间接触，达到热平衡，则它们的 相同o（2）（1 0 分）如图所示，“U”型管竖直固定，左管开口，右管封闭，内部有一段汞柱封闭一定质量的理想气体，气柱高度h2=10cm,两管内汞柱液面的高度差h=4 c m,左管中汞柱液面到管口的距离=20cm。已知环境温度为27,热力学温度与摄氏温度的关系丁=1+273匕 大气压强po
13、=76cmHg。如果将U”形管左管管口封闭，保持右管温度不变，给左管内气体缓慢加热，当两管内汞柱液面相平时，求：右管内气体的压强；（ii）左管内气体的温度为多少摄氏度？（保留三位有效数字）34.物理选修3-4 J（15分）（1）（5 分）如图甲所示，弹簧下端固定的小球在竖直方向上做简谐运动，当小球到达最高点时，弹簧处于原长，选取向上为正方向，小球的振动图象如图乙所示，则下列说法中正确的是（填正确答案标号。选 对 1 个得2 分，选对2 个得4 分，选对3 个得5 分。每选错1个扣3 分，最低得分为0 分）A.弹簧的最大伸长量为15cm B.小球的振动周期为2sC.在 11.5s内，小球的机械能
14、逐渐增大 D.在 00.5s内，小球的位移大小逐渐增大E.在 1.52.0s内，弹簧的伸长量逐渐减小（2）（10分）如图所示为一半径为R 的透明半球体过球心O 的横截面，球面上P 点到直径M N间历的垂直距离为d=Ro 一细光束沿PO 方向从P 点入射，经过面MON恰好发生全反射。2若此光束沿平行M N方向从P 点入射，从圆上Q 点射出，光在真空中的传播速度为c,求：透明半球体的折射率n；沿 M N方向从P 点入射的光在透明半球体中的传播时间to物理部分（六）1,14.A 根据半衰期公式相=。弓）r 其中?。=4 gr=2 4天“=7 2天 代入数据得*0.5 g故 选A.15.C 在地球表面
15、根据万有引力等于重力6褥=依可得地球表面的重力加速度为g=G联.同理行星表面的重力加速度为/=（；黑 联 立 可 得x=4g.故C正确AB D错误.16.D 线框中产生的最大感应电动势为23/.入选 项A错误；线框中产生的感应电流的变化周期等于线框转动的周期.即T=*选 项B错误；由交变电流有效值的计算公式有昌 丁=告 告丁解得E=哼Em=/3/力选项C错误,D正确.17.B以3球为研究对象受到重力G,A球对它的斥力F和光滑半球对3的弗力N三个力作用受力如图：CNF由几何关系可知力的三角形F令B N与三角形A/丸）相 似 则 行 普=为=忐.因 为G、R、O 3不变则N不变A 3在减小因此厂减
16、小选项B正确ACD错误.18.C/=0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶 心。的距离最大，设此距离为ymx 此粒子在0至，。时间内.在水平方向k做匀速直线运动,在竖直方向k做匀加速直线运动.竖直方向的位移为“=%4 =十 乂 噜、若=售=翳.此粒子在，。至2，。时间内做匀速直线运动,竖直方向分速度为”=“乂,。=当,。,竖直 方 向 的 位 移 为=%X G=辿%：=当p .所 以y=y+y=半f+半#=次?；,.丁 =f0时刻射入的粒子打在靶上的位音与靶心。的距离最小，设此距离为 y.此粒子在7 =/。至2f。时间内.做匀速直线运动；在1 =2几至，=3/。时间内,粒子在水平方向上仍做匀速直线
17、运动，在竖直方向上做匀加速直线运动竖直方向的位移为ymm=v=卷 殳，所以在荧光屏上出现亮线的K度 为A y=y a%加=处 醇，选 项C正确.A B D错误.19.AC 根据安培定则知通电导线。在O点 处 产 生 的 磁 场 方 向 平 行 于 向 左,通 电 导 线。在。点处产生的磁场方向平行于麻指向右下方，通电导线c在O点处产生的磁场方向平行于。指向左下方，根据公式3=年及八=八=2一知 出=/九=2民=2 ,根据平行四边形定则知。点 的 合 磁 场 的 方 向 平 行 于 向 左 下方，大小为3 3.A正确B错误；根据左手定则知质子垂直纸面向里通过。点时所受洛伦兹力的方向垂直a b连线
18、由c点指向。,C正确；根据左手定则知，电子垂J*L纸面向里通过。点时所受洛伦兹力的方向垂直ub连线由。点指向一 D错误.20.BC 取斜面底端为重力势能零点小物块在斜而底端时的机械能为E=Ek=用.解得v=10 m/s,故AQ错误；小物块在1=5 m处的重力势能为Ep=?ig.rsin 8=30 J.解 得vin。=吃 由功能关系得火icos 8=（5030）J=20 J解得=0.5,故B正确；由动能定理得一 吟力sin J0=E%E%,将4=3 m代入解得后豆=20 J,故C正确；由动能定理得一/g/2sin Ofiingxzcos 将心=5 m代入解得?”=-5 0 J即小物块的动能减小了
19、 50 J,故D错误.21.A D由题图乙知,0，。时 间 内.感 应 电 动 势 =笔 =竽.由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 得.回 路 中 的 电 流1=磊=翳.对 导 体 棒，由平衡条件得，gsin 30=B，解得导体棒的质量m =%,A正确；导体棒匀速运LK ZK/OgfoK动时感应电动势E=B1,/u.由闭合电路欧姆定律得.回路中的电流/=携=翳,对 导 体 棒 由 平 衡 条 件 得/wgsin 30=&.解得 v=错误；导体棒匀速运动时，回路中的电流/=翳toR两端的电压U=/R =禁.、错误;。，。时 间 内 刈=儿=舞 从，。至棒开始匀速运动的过程中.平均感应电动势云=需
20、.平均感应电流7=煮.通过棒的电荷量q=Ev,由以上三式解得他=f f=翳 故 从，=。到棒开始匀速运动过程中通过棒的电荷*7=3+次=R D正确.22.（1）竖直（1 分）（2）4.9（2 分）（3）C（2 分）解析：（1）用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弗簧位于竖直位置且处于平衡状态；由图可知弹簧的劲度系数A =A=&）XN/m=4.9 N/m.r 0.1（3）因为是把弹簧秤放在水平桌面上测得的弹簧的原氏再把弹簧竖直悬挂起来后，由于重力的作用.弹簧的长度会增大，所以图线应出现“轴I：的截距但是得到的图像仍为直线.C正确ABD错误.选量程为3 A的电流表读数误差太大：可以把定值电阻与待
21、测电阻串联.此时电路最大电流的为/=pzpB-=0.06 A=60 mA,电流表应选择A.电源电动势为3 V则电压表选.（2）定值电阻与待测电阻串联的总阻值约为50。远大于滑动变阻器最大值5。.为测多组实验数据.滑动变阻器应采用分压接法,由题意可知.电压表内阻远大于待测电阻阻值电流表可以采用外接法，电路图如上图所示.（3）由欧姆定律可知.待测电阻阻值为凡=早一火24.解：设细线的长度为/小球自由下落过程有/=去产/=2 m（1分）n pvQ达到热平衡则两个物体的温度相同.（2）解：（i）设7”型管横截面积为S.以右管封闭气体为研究对象，初状态：小=%+p x 4】=80cmHg=S/”；设末状
22、态的压强为生,体积为%,（1 分）从初状态到末状态.设左管汞柱液面下降儿，右管汞柱液面上升儿,则儿+儿=4 乂 儿=尼,所以儿=A%=2 cm.（1 分）则末状态的体积匕=S（儿一儿）（1 分）由玻意耳定律有/iVi=p2V2（2 分）由以上各式得力=100 cmHg（1 分）（II）以左管被封闭的气体为研究对象,初状态：/3=%=76 cmHg.V3=S/n,T.=300 K末状态：丸=%=100 cmHg体 积 匕=S（R+儿）（1分）由 理 想 气 体 状 态 方 程 得 毕=毕（2 分）/I 1 2由以上各式得T2434 K,/161V （1分）34.（DBDE（5 分）解析：质点的振
23、幅等于振子位移的最大值.由图读出,振幅为A=5 cm.由于当振子到达最高点时.弗赞处于原长.所以弹簧的最大伸长址为2A=10 cm 故 A 错误；由图乙可知：小球的振动周期为2 s 故 B 正确；在 11.5 s 内弹簧的弹力做负功，小球的机械能减小故C 错误；在 00.55内小球从平衡位也向上运动，位移大小逐渐增大故D 正确；在 1.52.0s内小球从最低点向上往平衡位置运动弹黄伸长量逐渐减小故E 正确.（2）解：设透明半球体的临界角为C.光路如图所示：则由几何关系有:sin（9 0-C）=/（2 分 又有：si n C=!1 分）解得:C=45 n=42（2 分）光在P 点的人射角，=9（T-d=45（1 分）设对应的折射角为r则 黑=，1分）解得=30（1 分）光在透明半球体中的传播距离L=2Kcosr（1 分）光在透明半球体中的传播时间，=（光在透明半球体中的传播速度：=上V联立解得：，=&（1 分）C