原创（新高考）2021届高考考前冲刺卷物理（六）学生版_04高考物理_新高考复习资料_2021年新高考资料_2021届高考考前冲刺卷（新高考）

（新高考）2021 届高考考前冲刺卷 物 理 （六） A．d B．d C．d D．d 5．弗兰克－赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图甲所示 注意事项： 灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，G、A间加有电压为0.5 V的反向 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴 电场，使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的 容器中充稀薄汞蒸气后，发现K、G间电压U每升高4.9 V时，电流表的示数I就会显著下降，如图乙 在答题卡上的指定位置。 所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在 子化的角度去解释。依据本实验结果下列判断合理的是( ) 试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答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。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。 A．电子运动过程中只可能与汞原子发生一次碰撞 1．在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量 B．汞原子基态和第一激发态的能级之差可能为4.9 eV 的单位。以下的推导关系中正确的是( ) C．K、G间电子的动能越大，越容易使汞原子发生跃迁 A．1 Pa＝1 kg‧m‧s－2 B．1 T＝1 N‧Ω‧V－1‧m－2 D．K、G间电压越大，单位时间内到达A极的电子数越多 C．1 J＝1 N‧m‧s－1 D．1 N＝1 N‧C‧m－1 6．沙游乐场有两个沙坡PM、QM，P、Q、M三点在同一竖直圆周上，圆心为O，圆周最低点为M， 2．某同学将一足球竖直向下抛向水平地面，足球以6 m/s的速度被地面反向弹回，上升到最高点 P、Q位置如图所示，一游客分别从P、Q两点由静止下滑到M点的过程中，加速度分别为a、a，经历 1 2 后落回地面，以后足球每次与地面碰撞后弹回时的速度大小均为碰撞前速度大小的。不计足球与地面 的时间分别为t、t，损失的机械能分别为E、E，到达M点的速度分别为v、v，则( ) 1 2 1 2 1 2 碰撞的时间和空气阻力，取g＝10 m/s2，则足球从第一次被弹起到最后停止运动的总时间为( ) A．3 s B．4 s C．5 s D．6 s 3．中国空间站将于2022年建成，我国将进入空间站时代，空间站轨道半径为6800 km，可看成圆 轨道，空间站可供多名宇航员长期工作生活，引力常量为G，下列说法正确的是( ) A．a＞a B．t＝t C．E＜E D．v＞v 1 2 1 2 1 2 1 2 二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项是符 合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 7．天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P，两 A．知道空间站的运行周期就可以求得地球的质量 端分别连接质量为m 和m 的小球A、B（m≠m）。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时 1 2 1 2 B．空间站的运行周期与地球自转的周期几乎相等 刻两球均在同一水平面内，则( ) C．空间站的运行速度大于第一宇宙速度 D．在空间站工作的宇航员因受力平衡而处于悬浮或静止状态 4．如图所示，在xOy平面上以O为圆心的圆形区域内存在匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂 直于xOy平面向外。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从原点O以初速度大小为v 沿y轴负 0 方向开始运动，后来粒子经过x轴上的A点，此时速度方向与x轴的夹角为30°。A到O的距离为d， A．两球运动的周期相等 不计粒子的重力，则圆形磁场区域的半径为( ) B．两球的向心加速度大小相等 C．球A、B到P的距离之比等于m∶m 2 1 封密不订装只卷此 号位座 号场考 号证考准 名姓 级班D．球A、B到P的距离之比等于m∶m 考生根据要求作答。 1 2 8．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T 和 （一）必考题：共43分 1 降压变压器T 向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T 的原、副线圈匝数之比为4∶1， 11．(6分)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的 2 2 它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，R 为负载电阻。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中 实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D的两立柱上， 0 正确的是( ) 固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L（L＞PQ）他们首先在绳上距离P点10 cm处（标记为C）系 上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T 和T ，随后改变重物悬挂点的 P Q 位置，每次将P到C点的距离增加10 cm，并读出测力计的示数，最后得到T 、T 与绳长PC之间的关 P Q 系曲线如图所示，由实验可知： A．降压变压器T 的输入功率与输出功率之比为4∶1 2 B．降压变压器T 原线圈的输入电压为880 V 2 C．升压变压器T 的输出电压大于降压变压器T 的输入电压 1 2 D．当R 增大时，升压变压器T 的输出电压增大 0 1 9．如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量m＝0.1 kg的小球在 (1)曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为_____cm，该曲线为_____（选填“T ”或“T ”）的曲 P Q 轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点， 线。 竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移 (2)在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力T ＝_____N，此时它与L、D、m和重力加速度g的关系 Q 变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性 为T ＝_____。 Q 限度范围内，取重力加速度g＝10 m/s2，则( ) 12．(9分)在“探究导体电阻与其影响因素的关系”实验中，器材有： A．粗细均匀的金属丝（长度为1.1 m，总电阻约5 Ω） B．直流电源（1.5 V，内阻不计） C．电流表（量程0.6 A，内阻约为1 Ω） D．电流表（量程300 mA，内阻约为2 Ω） A．小球释放位置距地面的高度为0.6 m E．电压表（1.5 V，内阻约3 kΩ） B．小球在下落过程受到的风力为0.1 N F．滑动变阻器（10 Ω，1.0 A） C．小球刚接触弹簧时的动能为0.45 J G．定值电阻（5.0 Ω，1.0 A） D．小球的最大加速度大小为10 m/s2 H．刻度尺、开关、导线若干 10．如图所示，两足够长且电阻不计的光滑金属导轨在同一水平面平行放置，虚线CD垂直于导 为了探究金属丝的电阻与长度的关系，甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图a所示电路。 轨，CD右边区域有竖直向上的匀强磁场B。两金属杆a、b长度与导轨宽度相等，在导轨上始终与导轨 垂直且接触良好。杆a不计电阻，质量为m，杆b电阻为R，质量为2m，杆b初始位置距离虚线CD足 够远。杆a从CD左边某位置以初速度v 开始向右运动，第一次杆b固定，第二次杆b自由静止。两次 0 相比较( ) A．杆a最后的速度，两次都为零 B．杆a所受安培力，两次的最大值相等 C．整个过程中杆b产生的焦耳热，第一次的小于第二次的 D．整个过程中通过杆b的电荷量，第一次的大于第二次的 三、非选择题：共52分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调节滑动变阻器的触头位置，同时保持电压表示数不 变，读出对应的电流表示数，通过计算得到金属丝电阻R 。得到具体数据如表一所示。 甲 14．(16分)如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限内有匀强电场（图中未画出），—质量为m、 表一 电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的点P(－l，0)垂直电场方向进入第二象限，已知其入射速度大小 1 2 3 4 5 为v、方向与x轴正方向成75°，该粒子恰好能从y轴上的点 进入第一象限内的匀强电场，且进入时 0 金属丝长度/ 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 cm 的速度方向与第一象限内的电场方向相反，第一象限内匀强电场的电场强度大小E′＝ 。不 金属丝电 2.2 2.6 3.2 4.0 5.0 计粒子受到的重力。求： 阻/Ω 乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x，调节滑动变阻器的触头位置，同时保持电流表示数不 变，读出对应的电压表示数，通过计算得到金属丝电阻R 。得到具体数据如表二所示，乙同学根据实 乙 验数据在坐标纸内画出R－x图线，如图b所示。 表二 1 2 3 4 5 金属丝长度/ 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 (1)第二象限内匀强电场的电场强度大小E； cm (2)粒子从P点出发到第二次离开第二象限所经历的时间t′。 金属丝电 1.0 2.1 3.0 3.9 5.0 阻/Ω (1)在乙同学所描图线的R－x图中，根据甲同学的实验数据描出R－x图线________。 (2)乙同学应选电流表________（填器材序号“C”或“D”）。 (3)结合R－x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理，并简要说明原因________。 (4)若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减小温度变化对实验造成的影响，从题中 (二)选考题：共9分。请考生从给出的2道物理题任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计 分。 给出的器材中选择所需器材，并设计改进电路。将改进后的电路图画在虚线框中，并在各元件旁标上 它的器材序号。 15．[选修3－3]（9分） 13．(12分)如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶 如图所示，上细下粗内壁光滑足够长的玻璃管竖直放置，开口向上，上下管的截面积分别为S 1 ＝ 正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量M＝450 kg，桩料的质量m＝50 kg。 10 cm2，S 2 ＝30 cm2。粗管中静止着一段长l 1 ＝5 cm的水银柱，水银柱上表而到细管下端口的距离l 2 ＝ 每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶h 0 ＝5 m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩 5 cm，水银柱下端封闭了长为l 3 ＝30 cm的理想气柱。此时管中气体温度T 0 ＝300 K，大气压强p 0 ＝75 料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力f随打入深度h的变化关系如图乙所示， cmHg且恒定不变。现给气体缓慢进行加热，求∶ 直线斜率k＝5.05×104 N/m。g取10 m/s2，求 (1)夯锤与桩料第1次碰撞后瞬间的速度及桩料进入泥土的深度； (2)打完第三夯后，桩料进入泥土的深度。 (1)水银柱恰好全部进入上方细管时气体的温度；(2)当气体温度升高到T＝600 K时，封闭气体的体积。 16．[选修3－3]（9分） 如图所示，半径R＝10 cm的四分之一圆弧形玻璃砖平放在水平木板上，一细束单色光从A点平 行于木板射入玻璃砖，经玻璃砖折射后射到水平木板上的F点，测得A点到圆弧圆心O点的距离为6 cm，F点到圆弧的左端点B的距离为6 cm。 (1)求玻璃砖的折射率； (2)若将入射光线平行木板上下移动，当射入玻璃砖的入射点移动到D点（图中未画出）时，圆弧 面上恰好没有光线射出，求A、D两点的距离。A错误；由于电压U每升高4.9 V时，电流表的示数I就会显著下降，说明汞原子基态和第一激发态之 （新高考）2021 届高考考前冲刺卷 间的能极之差等于4.9 eV，B正确；K、G间电子的动能越大，根据乙图，不一定更使汞原子发生跃迁， C错误；K、G间电压越大，由乙图可知，单位时间内到达A极的电子数不一定越多，D错误。 物 理（六）答案 6．【答案】C 【解析】设PM与水平面夹角为α，QM与水平面夹角为β，根据牛顿第二定律 ， ，依题意有α＜β，sin α＜sin β，cos α＞ 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 cos β，得a＜a，A错误；由 ，得 题目要求的。 1 2 1．【答案】D ， ，因为两角度不相等，故B错误；损失的机械 【解析】根据F＝ma可知1 N＝1 kg‧m‧s－2，则A错误；根据 ， ，可得 能在数值上等于克服摩擦力做的功，有 ， ，B错误；根据W＝Fx可知1 J＝1 N‧m，C错误；根据W＝Fx ，因为 ，所以E＜E，故C正确；根据匀变速直线 1 2 运动规律，有 ，可得v＜v，故D错误。 1 2 和W＝Uq，可知 ，D正确。 二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项是符 2．【答案】D 合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 【解析】由上抛运动时只受重力，第一次到达最高点的时间为t，则 ，解得 所以第一 7．【答案】AC 次落到地面用时 ，因为足球每次与地面碰撞被弹回时速度均为碰撞前速度的，故第二次用时 【解析】对其中一个小球受力分析，其受到重力和绳的拉力F ，绳的拉力在竖直方向的分力与重 T 力平衡，设轻绳与竖直方向的夹角为θ，则有 ，拉力在水平方向上的分力提供向心力， ，第三次用时 ，故第n次用时 ，则 设该小球到P的距离为l，则有 ，解得周期为 ，因为任意 ，故选D。 3．【答案】A 时刻两球均在同一水平面内，故两球运动的周期相等，A正确；连接两球的绳的张力F T 相等，由于向 【解析】由万有引力提供向心力，即有G＝mr可得，知道空间站的运行周期就可以求得地球的质 心力为 ，故m与l成反比，即 ，C正确，D错误；又小球的向心加 量，A正确；由于空间站的运行半径比同步卫星的小，故空间站的运行周期一定小于同步卫星的周期， 又同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以，空间站的运行周期一定小于地球的自转周期，B错误； 速度 ，θ不同，故向心加速度大小不相等，B错误。 因为空间站的运行的轨道大于地球的半径，故空间站的运行速度小于第一宇宙速度，C错误；在空间 站工作的宇航员的合力提供向心力，其受力不平衡，D错误。 8．【答案】BC 4．【答案】B 【解析】降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为1∶1，A错误；由图象得到，降 压变压器副线圈两端交变电压u＝220sin 100πt (V)，有效值为220 V，降压变压器原、副线圈匝数之 【解析】粒子的运动轨迹如图所示，设粒子运动的半径为R，由几何关系可知 ， 比为4∶1，故降压变压器T 原线圈的输入电压为 ，B正确；由于输电线电阻有电 2 压降，故升压变压器T 的输出电压大于降压变压器T 的输入电压，C正确；当R 增大时，由于升压变 1 2 0 解得 ，则圆形磁场区域的半径 ，故选B。 压器T 的输入电压不变，故输出电压不变，D错误。 1 9．【答案】BC 【解析】由图乙可知，小球处于释放位置的重力势能为0.70J，故根据 ，可得 ，解得 ，故A错误；对下落的小球的运动状态分析，小球未接触弹簧前， 5．【答案】B 做匀加速直线运动，此时小球受重力和竖直向上的恒定风力f，根据牛顿第二定律有 ， 【解析】电子运动过程中有可能与汞原子发生一次，也有可能没发生碰撞，还可能发生多次碰撞， 在小球接触弹簧后，弹簧开始形变，此时小球受重力、风力、弹簧的弹力，根据牛顿第二定律有【答案】(1)见解析 (2)D (3)见解析 (4)见解析 ， ， 在增大，则T在增大， 在减小，此时小球做加速度减小的加速运 【解析】(1)将表一中数据在R－x坐标系中描点，并用平滑曲线作出图线。如图甲所示。 动直到 ，即 时小球速度最大，之后小球继续向下运动，但此时 ，而 在增大，小球做加速度增大的减速运动，直到小球速度减为0，由图乙可知小球速度减为0时小球下 落0.6m，故 ， ，故B正确；小球刚接触弹簧时，小球下落了0.5m， 则 ，解得 ，故C正确；根据牛顿第二定律知，小球下落过程 中最大加速度为 ，故D错误。 10．【答案】BD (2)根据题给电源电动势及其他元件规格，乙同学应选量程300mA的电流表D。 【解析】当b固定时，杆a最后速度为0，当b自由时，杆a最后速度为v ，由动量守恒定律可得 (3)乙同学保持电流不变，由焦耳定律可知，可保持金属丝温度不变，电阻不变，测量方案更合理。 ，解得v＝v，所以A错误；两次的杆a都做减速运动，开始时切割磁感线速度最大， 0 若甲同学在保持电压不变的测量方案下，为了尽量减小温度变化对实验造成的影响，可与金属丝串联 一定值电阻，减小金属丝中的电流。 产生的感应电动势最大小，感应电流最大，安培力最大，有 ，所以杆a所受安培力， (4)甲同学方案的改进电路如图乙所示。 13．(12分) 两次的最大值相等，则B正确；当b固定时，产生的焦耳热为 ，当b自由时，产生的焦耳 【解析】(1)设夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为 ，则 热为 ，所以C错误；当b固定时，通过的电荷量为q，由 1 解得 动量定理可得 ， ，解得 ，当b自由时，通过的电荷量为q，由动量定 2 取向下为正方向，设夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为v，由动量守恒定律得 理可得 ， ，解得 ，则整个过程中通过杆b的电荷量，第 代入数据解得 由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，则 一次的大于第二次的，所以D正确。 三、非选择题：共52分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题， 考生根据要求作答。 （一）必考题：共43分 对夯锤与桩料，由动能定理得 11．(6分) 代入数据解得 。 【答案】(1)60（58～62） T (2)4.30（4.25～4.35） P (2)由于每次提升重锤距桩帽的高度均为 ，每次碰撞后瞬间的速度均为v，设三次打击后共下 降x，则由图象可知，克服阻力做功 【解析】(1)由曲线Ⅱ的最高点拉力最大，对应的横坐标PC＝60 cm，设PC和QC与水平方向的夹 角为α和β，对C点的平衡可知T ·cos α＝T ·cos β，开始C点靠近P点，因α＞β，则 ， P Q 即T ＞T ，结合两曲线左侧部分，Ⅱ曲线靠上则为T 的曲线。 P Q P 由能量守恒定律得 (2)两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等，读出纵坐标为T ＝T ＝4.30 N，设CQ绳与立柱的 P Q 解得 。 夹角为θ，延长CQ线交于另一立柱上，则 ，两拉力相等，由力的平衡可知2T cos θ 14．(16分) Q 【解析】(1)根据题意可知 ＝mg，则 。 12．(9分)从 进入第二象限得运动与从 至 正好是相反得过程，所以从 回到 所用时间为 ，所 以 带电粒子做类平抛运动，运动情况如图所示，建立直角坐标系，在 到 的过程中，沿 轴方向 。 的位移 (二)选考题：共9分。请考生从给出的2道物理题任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计 分。 15．[选修3－3]（9分） 【解析】(1)气体初态压强p＝p+ρgl ＝80 cmHg 1 0 1 末态压强p＝p+ρgl 2 0 4 其中lS＝lS 1 1 4 2 气体满足 沿 轴方向的位移 联立解得T＝450 K。 1 (2)继续升温，气体压强保持不变，有 解得V＝1600 cm3。 16．[选修3－3]（9分） 【解析】(1)光路如图所示，设光线从E点折射出去时的入射角为θ，则有 所以 。 所以 由几何关系可知， ， ，则三角形OFE为等腰三角形，光线从E点折射出 去的折射角等于入射角的2倍，则有 解得 ， 。 (2)由(1)可知根据牛顿第二定律得 解得 。 (2)光线从D点射入，射到圆弧面上的入射角的正弦值 所以粒子到达 点得速度为 时恰好发生全反射，从圆弧面上看不到光线射出，则有 进入第一象限之后，根据牛顿第二定律得 解得 则圆弧面上恰好没有光线射出时，A、D两点的距离 。 所以在第一象限减速到零所用时间为 在第一象限减速到零后又反向加速至 点，所用时间仍为