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1、2021届湖北省黄冈市高考物理模拟试卷（一）一、单 选 题（本大题共6小题，共3 6.0分）1.有一种衰变叫比衰变，外衰变发生于核内中子数相对过少的放射性原子核。核内的一个质子（阳）可以俘获一个核外电子（2】e）并发射出一个中微子而转变为一个中子（乩）。经过一次E c衰变后原子核的（）A.质量数不变，原子序数减少1B.质量数增加1,原子序数不变C.质量数不变，原子序数不变D.质量数不变，原子序数增加12.如图所示，在水平向左的匀强电场中,有一电荷量为+q的物体静止在斜面上。若撤去电场后，物体仍然静止在斜面上，那么撤去电场后和撤去电场前相比较，以下说法正确的是（)A.物体所受的摩擦力一定减小了B
2、.物体所受的摩擦力一定增大了C.物体对斜面的压力一定减小了D.物体对斜面的压力一定增大了3.如图所示，用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动，圆周半径4.为R,下列说法正确的是（）A.B.C.D.小球过最高点时的最小速度为零若小球过最高点时的速度是胸，则此时绳对小球的拉力为mg小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反将细绳换成木杆，杆对小球的弹力可能向上，可能向下，也可能为0如图，用不同的恒定斜向上拉力使木箱沿水平地面做匀速直线运动。第一次拉力与水平面夹角为。1；第二次拉力与水平面夹角为。2,且。2。两次木箱通过的位移相等（动摩擦因数乱呆持不变），拉力做功分别为名
3、、勿2，则（）A.%=W2B.%W2C.勿1 w2D.以上情况都有可能5.质量为2t的汽车，发动机牵引力的功率为30kW,汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m/s,若汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为5m/s时的加速度为（）A.1 m/s2B.0.5 m/s2C.2 m/s2D.2.5 m/s26.汽艇在宽为40 0 m,若水流速度为4r n/s,船在静水中的速度为2m/s,若使船以最短的位移过河,则船头与河岸之间的夹角和船此时的位移为多少（）A.3 0。角 6 0 0 米 B,6 0。角 8 0 0 米 C.9 0。角 40 0 米 D,45。角 48 0 米二、多 选 题（本大题共2
4、 小题，共 1 2.0 分）7.两个中间有孔、质量均为m的小球4、B 用一轻弹簧相连后套在水平光滑横杆上。质量为2n l 的小球C 用两等长的轻绳分别系在4、B 球上，静止时两轻绳的夹角为6 0。已知弹簧劲度系数为K则此时A.轻绳的拉力7 =史 强3B.水平横杆对/球的支持力5 二27 n gC.弹簧的压缩量”等D.对C 球施加一竖直向下的恒力F,当系统再次平衡时，轻绳上的弹力可能不变8 .如图所示，先后以速度巧和吸匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域，X X :v2=2!,在先后两种情况下（）A.线圈中的感应电流之比A：/2=2：1 8 1-X MB.作用在线圈上的外力大小之比出:尸2=1
5、:2C.线圈中产生的焦耳热之比Q 1：Q 2=1:2D.通过线圈某一截面的电荷量之比q/q 2=1：2三、填 空 题（本大题共2 小题，共 9.0分）9 .如图所示，一定质量理想气体经过三个不同的过程a、b、c 后又回到初始状态.在过程a 中，若系统对外界做功4 00/,在过程c中，若外界对系统做功200/,则b 过程外界对气体做功 J,全过程中系统 热量（填“吸收”或“放出”），其热量是 J.10.前不久，中科院光电技术研究所宣布，其承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机。光刻机是生产大规模集成电路（芯片）的核心设备
6、，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.4 0,当不加液体时光刻胶的曝光波长为189m n,则加.上液体时光在液体中的传播速度为 m/s,光刻胶的曝光波长变为 mn（光在在真空中的传播速度c=3.0 x 108m/s）（计算结果保留三位有效数字）。-捷 顿 一 一n一 投 影 物 镜 一F.!浸 没 液 体 _.I_,i I I 传统光刻 硅 片 浸 没 式 好 则四、实 验 题（本大题共2小题，共15.0分）11.在“探究功与速度变化的关系”实验中，设计了如图的实验方案
7、：使小车在橡皮筋的作用下被弹出，第二次、第三次 操作时分别改用2根、3根 同样的橡皮筋将小车弹出。测出小车被弹出后的速度，能够找到牵引力对小车做的功与小车速度的关系。（1）在本实验中，下列做法正确的是4实验中需要平衡摩擦力需要测量小车的质量C需要测量每根橡皮筋对小车做功的数值。.每次都要从同一位置由静止释放小车（2）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量（填“CE”或“HK”）（3）若用“表示牵引力对小车做的功，u表示小车被弹出后所获得的速度，则两者间的关系是A.W c c.v B.W G，.电场撤去后，物体受到重力G、支持力F/、
8、静摩擦力上作用（静摩擦力方向沿斜面向上）。摩擦力与支持力的合力是等于重力的（因为物体总的合力为0），即9 时J=G。上匕较式和式，显然F 合 fN”F 合 fN，即物体受到斜面的摩擦力和支持力的合力一定减小。撤去F 之前：N=Fsin6 +mgcosd,撤去F 之后：N=mgcos6,故可知支持力减小，而摩擦力与支持力的合力减小，故摩擦力可能减小，也可能增大，也可能不变。故 A 3。错误，C正确。故选C o对物体受力分析：重力、支持力、电场力F，可能有静摩擦力，将支持力和摩擦力，重力和电场力两两合成，根据平衡条件分析即可。本题难点在于静摩擦力的不确定性上，通过整体分析，依据等效合成，将支持力和
9、摩擦力，重力和电场力两两合成是关键。3.答案：D解析：解：4 B、小球过最高点绳子的拉力为零时，速度最小，根据m g =6卷得：u =阿，若小球过最高点时的速度是阿，此时绳子的拉力为零，故A B错误。C、绳子只能表现为拉力，在最高点时，绳子的拉力不可能与重力方向相反。故C错误。D,将细绳换成木杆，杆可以表现为拉力，也可以表现为支持力。对小球的弹力可能向上，可能向下，也可能为0,故。正确。故选：D o小球在最高点时，当绳子拉力为零，重力提供向心力，此时速度最小，根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度。知道绳子只能表现为拉力。杆的模型中，杆可以表现为拉力，也可以表现为支持力。解决本题的关键知道小球在
10、最高点的临界情况，会通过牛顿第二定律求出最小速度。以及知道绳子与杆子的区别，知道绳子只能表现为拉力，杆可以表现为拉力，也可以表现为支持力。4.答 案:B解析：解：受力分析如图所示。根据力的平衡条件：N+Fsin3=mg f =Fcosd（2）/=N 联合式得：/=枭，可以得到：。增大时，f减小。所以，如果/力，即 F1cos61 F2cosd2,拉力做功:叫=F1c o s 01-s,W2=F2COS62-s所以%W2故A C。错误，B正确。故选：B。根据力的平衡条件和摩擦力公式可以求出摩擦力。算出摩擦力做功，再根据摩擦力和拉力做功大小相等，求出拉力做功。本题考查了共的计算问题。利用平衡条件算
11、出摩擦力，摩擦力和拉力做功大小相等是解题的关键。5.答案：C解析：解：当牵引力与阻力相等时，速度最大，则阻力/=曙N=2000N,当汽车的速度为5m/s时，牵引力F=等N=6000/V,根据牛顿第二定律得，加速度a=之=60000ni/s2=2m/sm 2000,故选：Co当汽车的牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=f 为 求出阻力的大小，根据P=Fu求出牵引力的大小，结合牛顿第二定律求出汽车的加速度.解决本题的关键知道发动机功率与牵引力、速度之间的关系，知道当牵引力等于阻力时，速度最大.6.答案：B解析：当船在静水中的速度小于河流速度时，此时的渡河位移最小要船头与合速度要垂直，结合几何图象可
12、解得正确答案。关于渡河问题，是考试的一个热点，要注意分析渡河的几种情况，一是以最短时间渡河的情况，也就是沿垂直于河岸的方向上的速度最大时，渡河时间最短，此时的渡河距离不一定是最短的；二是垂直渡河的情况，要在沿河岸方向上合速度为零，此时要有条件船在静水中速度要大于河流的速度；三是当船在静水中的速度小于河水的流速时，船头的方向垂直于合速度，此种情况下合位移有最小值；再者是当河水的流速发生变化时，对渡河的影响的分析。如图所示：当船在静水中中的速度小于河水流速时，船不能垂直河岸渡河，但是渡河位移有最小值，即当船头与合速度垂直时，渡河位移最短，因 寿=2m/s,v水=4 m/s,结合图可知，船头与河岸之
13、间的夹角应为。=60。角，由几何关系得知，此时船的最小位移为：S =焉7=苧=800m,故 8 正确，2AC。错误。故选风7.答案：BC解析：对小球受力分析后根据平衡条件得到弹簧的弹力，根据胡克定律求解出压缩量；根据几何关系得到弹簧的长度。本题关键是对小球受力分析后根据平衡条件求得弹力，然后根据胡克定律和几何关系列式求解即可。人对c 小球分别进行受力分析，则：由对称性可知，左右轻绳对C 的拉力大小相等，与合力的方向之间的夹角是3 0。，所以：2Tcos30=2mg得：丁 二 迺 吆，故 A错误；38.则对于/球分析可知，4 球受重力、支持力和C球的拉力，竖直方向支持力 川=m g +T c o
14、 s 3 0。=2 m g；故 8正确；C.对4 进行受力分析，则水平方向受到水平弹簧向右的弹力与T 的水平分力的作用，由受力平衡得：kx=Tsin30,解得：x =匹 故 C 正确；3k。.对C球施加一竖直向下的恒力凡绳子上的拉力将增大，由以上分析可知，弹簧的弹力将增大，故。错误。故选B C。8.答案：BC解析：解：4、根据E =B L u 和欧姆定律，得：感应电流/=寿，可 知 所 以 感 应 电 流 之 比12=1：2.故A错误，B、线圈匀速运动时，作用在线圈上的外力大小等于安培力大小，根据F =B/L,可知F/,贝 I J 知:居：F2=1：2.故8正确C、因。2 =2%,可知时间比为
15、口：t2=2：1,根据Q =/2 R t,知热量之比为1：2.故C 正确.D、根据q =誓，知因为磁通量的变化相等，可知通过某截面的电荷量之比为1：1.故。错误.故选：BC根据E =8。，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比.根据尸=B/L 和平衡条件，求出外力大小之比.根据焦耳定律Q =I2Rt,求出线圈中产生的焦耳热之比.根据q=,，求出通过线圈某一截面的电荷量之比.本题掌握电磁感应的基本规律是关键.采用比例法，用相同的物理量表示所求量，再求比例，是常用的方法.9.答案：0；吸收；2 0 0解析：解：由图示可知，b过程气体体积不变，外界对气体做功为零.在过程a中，若系统对外界做功
16、4 0 0/,Wa=-4 0 0/1在过程c中，若外界对系统做功2 0 0/,Wc=2 0 0/,对整个过程，又回到初始状态，系统温度不变，内能不变，由热力学第一定律：U =W+Q得：U =W a+W b +Q,即：0 =4 0 0 +2 0 0 +Q,解得：Q =2 0 0/,系统从外界吸收2 0 0/的热量；故答案为：0；吸收；2 0 0.气体体积变大，气体对外做功，体积变小，外界对气体做功，气体体积不变，外界对气体不做功，气体也不对外界做功；分析图示气体状态变化过程，然后由热力学第一定律分析答题.利用热力学第一定律判断气体的内能变化的时候要注意做功W和热量Q的符号，对外做功和放热为负的，
17、对气体做功和吸热为正的.1 0 .答案：2.1 4 x 1 08 1 3 5解析：解：光在液体中的传播速度为9 =：，代入数据计算可得冬2.1 4 x1 0 8皿/5；加上液体时光刻胶的曝光波长为 =y不加液体时，有C=入 of联立代入数据计算可得;I =1 3 5 n m o故答案为：2.1 4 x 1 08,1 3 5根据。=:求解光在液体中的传播速度；根据液体中D =a/和真空中c =结合折射率公式求解光在液体中的波长。本题考查波长、频率和波速的关系问题，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。1 1 .答案：ABD HK B解析：解：（1）4、实验中要使橡皮筋
18、拉力为小车受到的合力，则需要平衡摩擦力，所以A正确。8、探究合力做功与小车动能变化的关系，需要测量小车的质量，故 B正确。C、实验中改变拉力做功，选用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功有倍数关系，不需要测量出每根橡皮筋对小车做功的具体值，故 C 错误。、由于要求每个橡皮筋做的功均相同，故每次都要从同一位置由静止释放小车，。正确。故选：ABD.(2)橡皮筋弹力做功后，小车做匀速直线运动，所以为了测量小车获得的速度，应选用纸带的H K 部分进行测量。(3)根据W=gm/知，W ocv2,故 8正确。故答案为：(T)ABD,(2)H K,(3)B。(1)根据实验的原理以及操作中
19、的注意事项确定正确的操作步骤。(2)橡皮筋做功完毕，小车做匀速直线运动，使用需要测出橡皮筋做功完毕时的速度。(3)根据皿与速度V 的关系得出正确的关系式。实验题首先要弄清楚实验原理是什么，在明确实验原理的情况下去记忆实验器材，实验步骤，注意事项，数据处理等方面的问题会起到事半功倍的效果。12.答案：4匕R2如 图R3如 图 1.25 200解析：解：(1)水果电池的电动势为左右，则电压表选择匕；因水果电池的内阻较大，则测量电路中的电流不大，可选择的电流表是4；滑动变阻器选择/?2；(2)因电流表的内阻已知，则可用电流表外接电路，电路图如图；(3)实验中电压表不能用，可采用电阻箱与电流表串联进行
20、测量；电阻箱选择/?3；实物图如图:(4)由闭合电路欧姆定律可得：E =/(R +R a +r),即/?=(以+)：由图象可知：E=1000+25 0 y =1.25 V；r =25 00-5 00=200。1000故答案为：(1)4；匕；/?2；(2)如图(3)&；如图(4)1.25；200实验中要能保证安全和准确性，根据干电池的电动势可选出电压表；根据已知电压值和电阻粗估电流值，则可以得出电流表；根据实验安全要求可以选择滑动变阻器；本实验应采用电阻箱和电压表联合测量，由实验原理可得出电路原理图；由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻。此题考查测量电源的电动势
21、和内阻的实验；要知道测量方法很多，例如伏安法、安阻法、伏阻法等；会通过函数关系结合图象来处理数据。13.答案：解：列车受力如图所示，根据牛顿第二定律得：mgtand=由几何关系得tand=y若速度过快，所需要的向心力就大，有离心趋势，向心力不足，会损坏铁轨外侧或火车做离心运动脱轨；若火车转弯速度小于外 有向心趋势，向心力有余，则内轨受到挤压。答：转弯时的规定速度应为呼，速度过快，所需要的向心力就大，有离心趋势，向心力不足，会损坏铁轨外侧或火车做离心运动脱轨；若火车转弯速度小于外 有向心趋势，向心力有余，则内轨受到挤压。解析：画出列车受力图，根据牛顿第二定律及几何关系列式即可求解；若速度过快，所
22、需要的向心力就大，会损坏铁轨或火车做离心运动脱轨；若速度过慢，所需要的向心力就小，会挤压铁轨内侧。火车转弯主要是分析清楚向心力的来源，如果列车转弯时铁轨与轮缘间无挤压，则火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，难度不大，属于基础题。1 4.答案：解：(1)小滑块在最高点C时，由重力提供向心力，即有：Vr(2m+m)g=(2m 4-m)R可得：vc=yfgR(2)对于平抛过程，有：2R=：9产x=vct联立解得：x=2R(3)小滑块沿半圆轨道运动的过程，由机械能守恒定律得：1,1,3mg-2R+-3m评=-3mv2对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得
23、：2mv0=3mv对4由动量定理得：/=2小火。联立得：/=3myf5gR答:(1)小滑块在最高点C的速度大小它是 阿。(2)小滑块落地点到C点的水平距离x是2R；(3)小滑块4开始受到的瞬间冲量大小/是3m 解析：(1)小滑块在最高点C时，由重力提供向心力，由此求解无；(2)小滑块离开C点后做平抛运动，根据分位移公式求水平距离X；(3)小滑块沿半圆轨道运动的过程，由机械能守恒定律求出4、B碰后的共同速度。对于碰撞过程，由动量定理求出碰撞前A的速度，最后由动量定理求小滑块4开始受到的瞬间冲量大小本题分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，要抓住碰撞的基本规律：动量守恒定律，明确圆周运动向心力的
24、来源，知道最高点的临界条件是重力等于向心力。15.答案：解：气体温度不变，由玻意耳定律得：PrVo+p2V2=p3V0其中：pi=180kPa,p2=lOOkPa,p3=240/cPa,充入气体的体积匕=V x t代入数据解得：t=3min(ii)以充气后车胎内所有气体为研究对象，气体压强P3=240kPa,温度&=(273-23)K=250K,设充分热交换后轮胎内气体的压强为P 4,温度北=(273+15)K=28SK,气体初态体积和末态体积体积相同，由查理定律得：=?,3 1 4代入数据解得：p4=276.48/cPa 300kPa,该车胎压没超过限压300kP a,没有爆胎危险答：(i)
25、需充气的时间是3min。5)该车胎气压变为276.48kPa,没有爆胎危险。解析：。)充气过程气体的温度保持不变，气体发生等温变化：以冲入的气体与轮胎内原有气体的整体为研究对象，应用玻意耳定律可以求出充气时间。(M)气体体积不变，应用查理定律求出轮胎内气体的压强，然后分析答题。本题考查了玻意耳定律与查理定律的应用，根据题意分析清楚气体状态变化过程，正确选择研究对象是解题的前提，应用玻意耳定律与查理定律即可解题。1 6.答案：解：（1）光路图及相关量如图所示。光束在4 B 边上折射，由折射定律得：=ns i n a式中n 是棱镜的折射率。由几何关系可知：a+0 =6 0。由几何关系和反射定律得：
26、/?=4 8=3 0。联立并代入i =6 0。得：n=V 3（2）要使光从器具的右端面出射必须以全反射的方式传播，每次的入射角都大于或等于临界角C,当入射角等于临界角C时光线在器具中通过的路程最大，时间最长。光路图如下所示：由几何关系知：光线在器具中通过的最大路程为s =R+空空sinC又S E C=-n解得s =R+4 后 R光在器具中的传播速度因此光在器具中最长传播的时间：t =:解得t =（+】21）Rc答：（1）棱镜的折射率是（2）光在器具中从P 点传播到右端面的最长时间是逋山再。C解析：（1）画出光路图，根据几何关系求出光线在4 B 边的入射角和折射角，再根据折射定律求出棱镜的折射率。(2)要使光传播的时间最长，隐含着光线在上下侧面要发生全反射，在乙图中作出光路图，由于数学知识求出总路程，由 =；求出光线在器具中传播速度，即可算出最长传播时间。解答本题的关键是充分利用已知条件和题目中隐含的条件，画出光路图，运用数学知识解出边长和角度的大小关系，再利用折射定律和速度公式可求出答案。