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加速度最大时，手给手机的作用力最小，即手受到的压力最小，由图可知，t 时刻手受的压力最小，D
（新高考）2021 届高考考前冲刺卷 1
错误。
3．如图所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是( )
物 理 （十二）
注意事项：
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 A．a光比b光更容易发生衍射现象
在答题卡上的指定位置。 B．a光的频率大于b光的频率
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 C．在水中a光的速度比b光的速度小
试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角小于b光的临界角
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 【答案】A
答题卡上的非答题区域均无效。 【解析】由题图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，a
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 光的频率小，由c＝λf知波长大，因此a光比b光更容易发生衍射现象，A正确，B错误；由公式v＝，
则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，C错误；因为a光的折射率小，由公式sin C＝知，a光的
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目
临界角大，D错误。
要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的
4．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从
得3分，有选错的得0分。
图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判
1．第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h来定义，“国际千克原器”于
断正确的是( )
2019年5月20日正式“退役”。h的值为6.63×10-34 J‧s，则h的单位“J‧s”用国际单位制中的基本单
位表示为( )
A．kg‧m2/s2 B．kg‧m2/s C．N‧s/m D．N‧s‧m
【答案】B
A．粒子带正电
【解析】能量的单位是J，由功能关系可知 ，h的单位是J‧s，由 可
B．粒子在a点的电势能小于在c点的电势能
得 ，则 ，故选B。 C．b点和d点的电场强度相同
D．粒子的动能先增大后减小
2．很多智能手机都有加速度传感器，用手托着手机，迅速向下运动，然后停止，手机记录的加速
【答案】B
度a随时间t变化的图像如图所示，则( )
【解析】根据粒子的运动轨迹及电场线分布可知，电场方向向下，粒子受力向上，粒子带负电，故A
错误；粒子从a到c的过程中电场力做负功，速度减小，电势能增大，粒子在a点的电势能小于在c点
的电势能，故B正确；b点和d点的电场强度大小相同，但方向不同，故C错误；粒子从a到c到e的过
程中电场力先做负功后做正功，速度先减后增，粒子的动能先减小后增大，故D错误。
A．t 时刻手机速度最大
1
5．如图甲所示的LC振荡电路中，把通过P点向右的电流方向规定为电流的正方向，通过P点的
B．t 时刻手机在最低点
2
电流变化规律如图乙所示，则( )
C．t 时刻手受的压力最大
3
D．t 时刻手受的压力最小
4
【答案】C
【解析】图像的面积表示速度变化，所以t 时刻手机速度最大，A错误；手机停止时，位置最低，所
2
以t 时刻手机在最低点，B错误；根据牛顿第二定律，手机加速度向上并且加速度最大时，手给手机的
4 A．0.5 s～1.0 s时间内，电容器在充电
作用力最大，即手受到的压力最大，由图可知，t 时刻手受的压力最大，C正确；手机加速度向下并且
3
封密不订装只卷此
号位座
号场考
号证考准
名姓
级班B．0.5 s～1.0 s时间内，电容器的上极板带正电
C．1.0 s～1.5 s时间内，Q点比P点电势低
D．1.0 s～1.5 s时间内，磁场能正在转变成电场能
【答案】A
A．P与Q的机械能之和先减小后增加
【解析】由图乙可知，在0.5 s～1.0 s内，电路电流在减小，电容器C正在充电，故A正确；由图乙
B．重物Q的重力的功率一直增大
可知，在0.5 s～1.0 s内，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是
带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；由
C．滑块P运动到位置B处速度达到最大，且大小为
图乙可知，在1.0 s～1.5 s内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定
D．轻绳对滑块P做功4mgl
律可知，电感线圈下端电势高，上端电势低，即Q点比P点电势高，故C错误；由图乙可知，在1.0 s～
【答案】D
1.5 s内， 电路电流增大，磁场增大，磁感应强度变大，电路处于放电过程，电场能转化为磁场能，故D
【解析】当滑块P经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，故在A点弹簧的压缩量与在B点
错误。
弹簧的伸长量相等，在滑块P从A到B的过程中，弹力对P先做正功再做负功，故P与Q组成的系统
6．如图所示，S、S 是振动情况完全相同的两个波源，它们的振动频率均为5 Hz，振幅均为0.5
1 2
机械能之和先增加后减小，A错误；刚释放时重物Q的速度为零，当P运动到B点时，P的速度方向与
m。P是两列波传播方向上的一个质点，PS＝5 m，PS＝9 m，t＝0时P刚好振动到波谷位置。已知S、
1 2 1
绳垂直，此时Q的速度为零，故重力的功率先增大后减小，B错误；由A的分析可知，在A点弹簧对P
S 连线上相邻两振动减弱点间的距离为1 m，下列说法正确的是( )
2
的弹力向上，在B点弹簧对P弹力向下，可知，P先加速上升后减速上升，在A、B间某位置，合力为零，
速度最大，在B点时合力已向下，速度已开始减小，C错误；P从A到B过程，对P、Q整体，由动能定
理可得 ，设轻绳对滑块P做功为W，对P由动能定理可
A．P的振幅为1.0 m
得 ，联立解得 ，D正确。
B．波的传播速度为5 m/s
8．半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，延长线总是过半圆柱体的轴心O，在P和MN
C．t＝0时，S 刚好振动到波谷位置
1
之间放有一个质量分布均匀，且表面光滑的圆柱体Q，Q与P等半径，Q的重力为G，整个装置处于静
D．t＝0.1 s时，S 刚好振动到波峰位置
2
止状态，右图是这个装置的截面图。若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动，在MN到达水平位置
【答案】A
前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是( )
【解析】如图所示，设Q 是S、S 连线中点左侧第1个振动减弱点，Q 是其左侧第2个振动减弱点，
1 1 2 2
Q 与Q 相距∆l，由振动减弱的条件，有 ，同理有
2 1
，联立解得 ，即两波源连线上相邻两振动减
弱点间的距离为 ，由题意 ，则 ，而P到S、S 的路程差 ，
1 2
A．Q所受的合力保持不变
故P点振动加强，振幅为1m，故A正确；由 ，得 ，故B错误；因 ，t B．MN对Q的弹力逐渐减小
＝0时P在波谷位置，此时S 应在波峰位置，故C错误；t＝0时S 与S 均在波峰位置，再过0.1s，即半 C．P、Q间的弹力先减小后增大
1 1 2
个周期，S 刚好振动到波谷位置，故D错误。 D．当OM与水平夹角为30°时，MN对Q的支持力为G
2
【答案】AD
【解析】MN绕O点缓慢地顺时针转动的过程中，Q缓慢移动，可看成平衡状态，受力始终平衡，
7．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在 即合力为零保持不变，故A正确；以光滑圆柱体为研究对象，受力分析如图，因为两圆柱等半径，所以
杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量M＝6m。现把滑块P从图中A
，所以 、 ，则 ，MN绕O点缓慢地顺时
点由静止释放，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知OA与水平面的夹角θ＝53°，
OB长为l，与AB垂直。不计滑轮的质量和一切阻力，重力加速度为g，在滑块P从A到B的过程中， 针转动的过程中，三角形OO A各边长度及角度都不变，所以θ不变，而β变大，α变小，由正弦定理
1
下列说法正确的是( )【答案】ABD
，所以PQ间的弹力F 减小，MN对Q的弹力F 增大，故BC错误；当OM与
N1 N2
【解析】由洛仑兹力提供向心力知 ，解得 ，三个粒子所带电荷量相等，则
水平夹角为30°时，∠OOB＝60°，所以∠OO B＝30°，∠AOB＝30°，即α＝β＝30°，所以
1 1 1
，故D正确。
其轨迹半径与质量成正比，故打在S
3
位置的粒子质量最大，故A正确；由 ，
，得 ， m 质量最大，故周期最小，在偏转磁场中运动时间最短，故B正确；由于
1
SS＝Δx， ， ，联立得 ，故C错误；由
1 3
对B选项的分析可知 ，解得 ，故D正确。
9．假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，
11．(4分)用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m 的铁片，
0
两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。则黑洞A、B( ) 重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，
A．质量之比为1∶2 B．所受引力之比为1∶2 读出遮光片通过光电门的挡光时间t；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次
0
C．角速度之比为1∶1 D．线速度之比为1∶2 都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t，t…，计算出t2，t2…
1 2 1 2
【答案】CD
【解析】两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引
力提供向心力，有 ，知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2∶1，A
错误；黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，B错误；两黑洞属于同轴转动模型，做匀速
(1)挡光时间为t 时，重锤的加速度为a 从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间
圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1∶1，C正确；根据线速度与角速度关系v＝ωr知线速 0 0
度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1∶2，D正确。 为t，重锤的加速度为a，则 ＝______。（结果用t 和t表示）
i i 0 i
10．如图为质谱仪的结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中
的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E，荧光屏PQ下方匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应 (2)作出 的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M＝______。
0
强度大小为2B。三个带电荷量均为q、质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝
0
O进入偏转磁场，最终打在荧光屏上的S、S、S 处，相对应的三个粒子的质量分别为m、m、m，忽略 【答案】(1) (2)
1 2 3 1 2 3
粒子的重力以及粒子间的相互作用。则下列说法正确的是( )
【解析】(1)遮光片经过光电门时的速度 ， ，重锤做初速度为零的匀加速直线运动，由
速度位移公式得 ，整理得 。
(2)由牛顿第二定律得 ， ，整理
得 ，则 图像的斜率 ，解得 。
A．打在S 位置的粒子质量最大
3
B．质量为m 的粒子在偏转磁场中运动时间最短 12．(10分)实验课中同学们要完成“测量电池的电动势和内阻”的任务。某小组计划用如图甲所
1
示的电路进行测量，已知实验室除待测电池（电动势约几伏）、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
C．如果SS＝Δx，则
1 3
电流表A：量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω
电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ
D．如m、m 在偏转磁场中运动时间差为Δt，则
1 2
滑动变阻器R：0～500 Ω，额定电流1 A
1滑动变阻器R：0～20 Ω，额定电流2 A (1)缸内气体的压强p；
2 1
(2)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处。
【解析】(1)以缸体为对像（不包括活塞），列缸体受力平衡方程：
pS＝Mg＋pS
1 0
解得：p＝3.0×105 Pa。
1
(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T，压强为p，此时仍有
2 2
pS＝Mg＋pS (2分)
2 0
(1)为了便于实验，滑动变阻器最好选用_______；（填写仪器的字母代号）
则缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由盖‧吕萨克定律得：
(2)请根据图甲所示的电路图，在图乙中完成实物的连接；
(3)实验过程某次测量时电流、电压表示数情况如图丙所示，此时电压表读数为_______V，电流表
读数为________A；
可得T＝2T＝600 K
2 1
(4)实验得到的U－I图线如图丁所示，可得电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ ；
故气体的温度是327 ℃。
（结果保留两位有效数字）
14．(14分)如图所示，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。
(5)为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用U和I的函数关系来分析这一个问题。若字母
斜面BC长为L＝0.3 m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静
R 、R 分别表示电压表和电流表的内阻，U、I分别表示电压表和电流表的示数，E、r分别表示电池的
V A
止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。不计空气阻力。（g取10 m/s2）
电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，请选择相关的字母写出反映U和I实际关系的函数
表达式U＝______。
【答案】(1)R (2)见解析图 (3)1.70 0.28 (4)2.0 1.0 (5)
2
【解析】(1)因为电池的内阻小，为保证实验中可多测量几组数据，且在调节滑动变阻器时电流变
化比较明显，所以滑动变阻器选择R。
2 (1)求圆弧的轨道半径；
(2)根据电路图连接的实物图如图所示。
(2)若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落
在斜面上的某点D。若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶
端的距离之比。
【解析】(1)设圆弧的半径为R，则小球在AB段运动时，有：
mgR＝mv2
0
(3)电压表的精确度为0.1 V，读数时保留到精确度的下一位，所以电压为1.70 V；电流表精确度
解得：
为0.02 A，读数时保留到精确度的同一位，电流表的读数为0.28 A。
小球从B平抛运动到C的过程中，分解位移：
(4)根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，所以U－I图象的斜率 ，所以电
Lsin 37°＝gt2，Lcos 37°＝vt
0
源的内阻r＝1.0 Ω，当I＝0.1 A时，U＝1.9 V，解得E＝2.0 V。 联立解得：R＝0.08 m。
(2)在B处放置m的胶泥后，粘合时动量守恒：mv＝2mv
0 1
(5)根据闭合电路欧姆定律可知 ，变形得 。
得
13．(9分)如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200 kg，活塞质量m
＝10 kg，活塞面积S＝100 cm2，活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27 °C，活塞 在B处放置3m的胶泥后，粘合时动量守恒：mv＝4mv
0 2
正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p＝1.0×105 Pa，重力加速度为g＝10 m/s2。求：
0
得
整体从B平抛，分解位移：x＝vt，y＝gt2
根据几何关系可知解得平抛时间
落点距离B为
可知s与v2成正比，则 。
15．(17分)如图所示，间距为L＝2 m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而
成，水平导轨处于B＝0.5 T方向垂直导轨平面的匀强磁场中，以磁场左边界为坐标原点，磁场右边界
坐标为x（值未标出），在坐标为x＝1.2 m处垂直于水平导轨放置有一质量m＝1 kg、电阻为R＝0.1
1 0
Ω的导体棒ab。现把质量为M＝2 kg、电阻也为R＝0.1 Ω的导体棒cd，垂直导轨放置在倾斜轨道上，
并让其从高为h＝1.8m处由静止释放。若两导体棒在磁场内运动过程中不会相碰，ab棒出磁场右边
界前已达到稳定速度，且两导体棒在运动过程中始终垂直于导轨并接触良好，不计导轨的电阻，忽略
磁场的边界效应，g＝10 m/s2。求：
(1)cd棒恰好进入磁场左边界时的速度大小；
(2)ab棒离开磁场右边界前的稳定速度；
(3)cd棒从进入磁场到离开磁场的过程中，安培力对系统做的总功。
【解析】(1)cd棒下落过程中机械能守恒，有：Mgh＝Mv 2
0
解得：v＝6 m/s。
0
(2)cd棒进入磁场后与ab棒组成的系统动量守恒，有：Mv ＝(M＋m)v
0 1
解得两棒匀速时的速度：v＝4 m/s。
1
(3)设两棒达到相同速度时相距为△x，则两棒同速前进，流过导体棒中的电量：
对ab棒应用动量定理得：
解得：Δx＝0.4 m
则从ab棒出磁场右边界到cd棒出磁场右边界的过程中，流过导体棒中的电量
设cd出磁场时的速度为v，对cd棒应用动量定理可得：－BLΔq＝Mv －Mv
2 2 2 1
解得：v＝3 m/s
2
由功能关系可知，整过程中有：W ＝Mv 2＋mv2－Mv 2
安 2 1 0
解得：W ＝－19 J。
安
