文档内容
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（新高考）2021 届高考考前冲刺卷
物 理 （十五）
A．当M＝m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
注意事项： B．当M＝2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
C．当M＝6m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.75g
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
D．当M＝5m时，A和B之间的恰好发生相对滑动
在答题卡上的指定位置。
【答案】B
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
【解析】当A和B之间的恰好发生相对滑动时，对A受力分析如图，根据牛顿运动定律有mgcot
试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
60°＝ma ，得a＝g，B与C为绳子连接体，具有共同的运动情况，此时对于B和C有Mg＝(M＋
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 0 0
2m)a，带入a 可得M≈2.73m，当M＞2.73m，A和B将发生相对滑动，C、D错误；当M＜2.73m，A和B
答题卡上的非答题区域均无效。 0 0
保持相对静止，此时有Mg＝(M＋2m)a，若M＝m，共同加速度a＝g，若M＝2m，共同加速度a＝0.5g，
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
A错误，B正确。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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。
1．舰载机尾焰的温度超过1000 ℃，因此国产航母“山东舰”甲板选用耐高温的钢板。下列说法
中正确的是( )
A．钢板是非晶体
4．2019年10月30日在新疆喀什发生4级地震，震源深度为12 km。如果该地震中的简谐横波在
B．钢板的物理性质是各向同性的
地壳中匀速传播的速度大小为4 km/s，已知波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到x＝120 m处，如图
C．尾焰喷射到钢板上时，该处所有分子的动能都增大
所示，则下列说法正确的是( )
D．发动机燃油燃烧产生的热量可以全部用来对舰载机做功
【答案】B
【解析】钢板耐高温，有固定的熔点，是晶体，故A错误；钢是多晶体，晶粒在空间排列相同，是各
向同性，故B正确；温度升高分子平均动能增大，并不是所有分子的动能都增大，故C错误；自发状态
A．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3 s时间
下，热量不可能全部用来做功，故D错误。
B．波动图象上M点此时速度方向沿y轴正方向，动能在变大
2．仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分
C．此刻波动图象上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个
钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐，其质量为50 kg，上半
D．从波传到x＝120 m处开始计时，经过0.06 s位于x＝360 m的质点加速度最大
身质量为总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取10 m/s2。则测试过程中该女生克服
【答案】C
重力做功的平均功率约为( )
【解析】波在传播的时候，波源没有迁移，A错误；波的传播方向是向右，所以根据同侧法可知，波
A．10 W B．40 W C．100 W D．200 W
动图象上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大，B错误；过M点作水平线，然后作关于x轴
【答案】C
的对称线，可知与波动图象有7个交点，所以此刻波动图象上除M点外与M点位移大小相同的质点
【解析】该同学身高约1.6 m，则每次上半身重心上升的距离约为×1.6 m＝0.4 m，则她每一次克服
有7个，C正确；根据图象可知，波长为60 m，波速为4 km/s，所以可得周期为0.015 s，0.06 s的时间刚
重力做的功W＝0.6mgh＝120 J，1 min内她克服重力所做的总功W ＝50W＝6000 J，她克服重力做功
总
好是整数个周期，可知横波刚传到360 m处，此处质点开始从平衡位置向－y方向运动，加速度最小，
的平均功率为 ，故C正确。 D错误。
5．如图所示，为一种演示气体实验定律的仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的
导热平底大烧瓶。瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在
3．质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“V”型槽B上，如图，α＝60°，另有质量为
一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，封闭气体的压强为p，在对气球缓慢吹气过
M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是( 0
程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%，若使瓶内气体体积减小3ΔV，则其压强为( )
封密不订装只卷此
号位座
号场考
号证考准
名姓
级班磁场力大小为( )
A．1.2p B．1.5p C．1.8p D．2.0p
0 0 0 0
A．F B．F C．0 D．F
【答案】D
【答案】A
【解析】气体做的是等温变化，由玻意耳定律得 ， ，解
【解析】当a、b两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示，设B
a
得p′＝2p，故选D。
0 ＝B＝B，则有B＝B，通电直导线d受到的磁场力大小F＝BIL，当a、b两导线与圆心连线夹角为
b 1 1 1
6．宇宙空间存在两颗质量分布均匀的球体未知星球，经过发射绕表面运行的卫星发现，两个星
120°时，如图乙所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B′＝B，再与c导线在圆心处产生的磁场
1
球的近地卫星周期相等，同学们据此做出如下判断，则正确的是( )
叠加后磁感应强度矢量和为B，因此圆心处的磁感应强度大小为B，此时通电直导线d受到的磁场力
1
A．这两个未知星球的体积一定相等
大小F′＝BIL＝F，BCD错误，A正确。
1
B．这两个未知星球的密度一定相等
C．这两个未知星球的质量若不等，则表面的重力加速度一定不等
D．这两个未知星球质量大的，则其表面的重力加速度较小
【答案】B
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合
【解析】由万有引力提供向心力G＝m2r以及M＝ρ·πr3可得ρ＝，则B正确，A错误；又由G＝mg
题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
知，C、D错误。
9．在医学上，常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钴60的衰变方程为
7．小明同学利用假期时间随爸爸一起自驾车去旅游，同时进行一些科学探究实验。在某段平直
的公路上，他让爸爸驾驶汽车由静止开始行驶，将此时刻记为t＝0时刻，自己利用加速度传感器绘制 ，下列说法正确的是( )
出汽车运动过程的a－t图像如图所示。根据所给的信息，可确定( ) A．钴60发生的是β衰变，X是电子
B．γ射线比β射线的穿透能力强
C．X粒子是钴60原子核的组成部分
D．该衰变过程释放的核能全部转化为γ射线的能量
【答案】AB
A．汽车在30 s末的速度等于零 【解析】由核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为－1，则钴60发生的是β
B．汽车的最大速度为20 m/s 衰变，X是电子，A正确；γ射线比β射线的穿透能力强，B正确；X粒子是电子，不是钴60原子核的组
C．在0～30 s的时间内汽车牵引力的功率 成部分，C错误；该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能，一部分转化为γ射线的能量，D错
D．10 s末汽车开始反向运动 误。
10．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n∶n＝4∶1，原线圈回路中与副线圈回路中
【答案】B 1 2
各接有电阻A、B。a、b端加一交流电压U后，两电阻消耗的电功率相同，则( )
【解析】汽车在前10 s内做初速度为0的匀加速直线运动，10～30 s内一直向前做减速运动，所以
10 s末的速度最大，v ＝at＝20 m/s，故B正确；在a－t图像中，图线与坐标轴围成的图形的面积表示
m
速度变化量的大小，由图可知，0～10 s内的速度变化量大于10 s～30 s内的速度变化量，因此在30 s
末，汽车的速度大小不等于零，故A错误；根据所给的信息，没法求出在0～30 s的时间内汽车牵引力
的功率，故C错误；10 s末，汽车的加速度反向，开始减速，但是速度方向没变，故D错误。 A．A、B电阻之比为8∶1
8．如图甲所示，a、b两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上， B．A、B电阻之比为16∶1
且两导线与圆心连线的夹角为60°时，置于圆心O处且垂直圆面的通电直导线d受到的磁场力大小 C．变压器的输入电压为0.5U
为F。如图乙所示，c导线中通有与a、b导线完全相同的电流，a、b、c垂直圆平面放置在圆周上，且a、 D．变压器的输出电压为0.5U
b两导线与圆心连线的夹角为120°，b、c两导线与圆心连线的夹角为30°，这时再把通电直导线d置于 【答案】BC
圆心O处且垂直圆面（甲、乙两种情形均不考虑通电直导线d产生的磁场），此时通电直导线受到的【解析】变压器原、副线圈上电流之比为1∶4，两个电阻消耗的功率相同， R1＝ R2，因此 C．小球c的加速度大小为
电阻
A上电压
D．外力F竖直向上，大小等于
之比为16∶1，A错，B对；A、B上电压之比为4∶1，设输出端电压为U，输入端电压为4U，
2 2
【答案】CD
为4U2，那么变压器输入端电压为 ，输出电压为 ，C对，D错。
【解析】小球a、b、c均做半径相同的圆周运动，且受力情况相同，故三个小球的各运动参量大小
均相等，以小球a为例，小球a做圆周运动的向心力由小球d对小球a的引力的水平分力及小球b、c
11．如图甲所示为边长为L的正方形导体框放在绝缘水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，
对小球a斥力的合力提供，仅可以判断四个小球所带电荷电性的异同，不能确定小球a是否带正电，
其磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，图中的数据为已知量。已知导体的电阻率为ρ、导体的
横截面积为S，则下列说法正确的是( )
故A错；由牛顿第二定律得 ，其中
，解得 ，向心加速度公式 ，可得 ，故B错，C
正确；对小球d受力分析，由平衡条件可知 ，故D
A．导体框的面积有减小的趋势
正确。
B．导体框中的电流大小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
C．0～t 时间内，通过导体框某一横截面的电荷量为 13．(6分)小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作如下。
0
(1)请完成下列相关内容：
D．0～t 时间内，导体框产生的热量为
0
【答案】CD
【解析】由图乙可知穿过导体框的磁通量向下逐渐减少，则由楞次定律的阻碍的含义“增缩减
扩”可知，导体框的面积有增大的趋势，A错误；由法拉第电磁感应定律可知，导体框中的感应电动势
a．在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O。
大小为 ，由图乙可知图象斜率的大小 ，又由欧姆定律得 ，其中 ，联立
b．卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细
绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数。图中B弹簧测力计的读数为________N。
可得电流 ，B错误；0～t 时间内，通过导体框某一横截面的电荷量 ，C正确；由焦
0
c．小白在坐标纸上画出两弹簧拉力F、F 的大小和方向如图所示，请你用作图工具在图中坐标
A B
纸上作出F、F 的合力F′。
耳定律可知，0～t 时间内，导体框产生的热量Q＝I2Rt，由以上整理可得 ，D正确。 A B
0 0
d．已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图所示。
12．如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三
e．最后观察比较F和F′，得出结论。
个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小
(2)本实验采用的科学方法是________。
球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰处于静止状态，已知
A．理想实验法 B．控制变量法
a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q，h＝R。重力加速度为g，静电力常量为k，则( )
C．等效替代法 D．建立物理模型法
【答案】(1)11.40 图见解析 (2)C
【解析】b．图中B弹簧测力计的读数为11.40 N；c．图线如图。
A．小球a一定带正电
B．小球b的周期为14．(9分)某中学物理兴趣小组的同学们想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验
。
中有如下器材：
A．热敏电阻R 15．(7分)如图所示，一块底面涂有反光涂层的玻璃砖放在水平地面上，其横截面为边长为L的正
x
B．定值电阻R 三角形，一条光线竖直向下射向AB边，结果发现有光线从AC边竖直向上射出，已知光在真空中传播
0
C．学生电源（通过调节可输出0～12 V的电压） 的速度为c，AB边折射光线与三角形AB边夹角为60°。求：
D．电流表A（0.6 A，内阻r＝5 Ω）
1 1
E．电流表A（0.6 A，内阻r 约为1 Ω）
2 2
F．温控箱（能显示温度并可调温度）
G．开关S，导线若干
(1)为了更准确地描述出电阻R 随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框 (1)此玻璃砖的折射率；
x
内图甲电路图的设计。 (2)光从AB边射入到从AC边射出的过程中，光在玻璃砖内传播的时间。
【解析】(1)光线在AB边发生折射，底边BC由于涂层反射，反射光线在AC边发生了折射，其折射
光线以竖直向上的方向射出AC边，由几何关系可知，在AB边的入射角为α＝60°。折射角β＝30°，折
射率
(2)闭合开关S，记下电表A 的读数为I，A 的读数为I＝_______ A（如图乙所所示），得R＝
1 1 2 2 x
_______（用题给字母表示）。
。
(3)实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的
R－t图像。根据所给的R－t图像可以看出，该热敏电阻的狂值与温度的关系式是R＝_______。由图
x x x (2)由图可知，无论光从AB边哪一点射入，都存在MP平行且等于AQ，PQ平行且等于MA。即光
像分析可知，当温控箱中的温度达到600 ℃时，热敏电阻此时的阻值为R＝_______Ω。
x 在玻璃砖内传播的路程是一样的，都是
MP+ PQ＝ L
【答案】(1)如图所示(见解析) (2)0.50 (3) 27.5
又 ，
【解析】(1)如图所示。
联立解得 。
16．(8分)如图所示，水平面上固定着一条内壁光滑的竖直圆弧轨道，BD为圆弧的竖直直径，C点
与圆心O等高。轨道半径R＝0.6 m，轨道左端A点与圆心O的连线与竖直方向的夹角θ＝53°，自轨道
左侧空中某一点P水平抛出一质量为m的小球，初速度大小v＝3 m/s，恰好从轨道A点沿切线方向
0
(2)量程为0～0.6 A的电流表最小分度为0.02 A，故电流表的读数为0.50 A；电阻R 两端的电压 进入圆弧轨道已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：
x
，通过电阻R 的电流 ，则电阻的阻值 。
x
(3)由图象可知，该热敏电阻的阻值与温度呈线性关系，为求图线的斜率，可在图线上找两个距离
较远的点，如（0 ℃，7.5 Ω）、（300 ℃，17.5 Ω），斜率 ，所以该热敏电阻 (1)抛出点P到A点的水平距离；
(2)判断小球在圆弧轨道内侧运动时，是否会脱离轨道，若会脱离，将在轨道的哪一部分脱离。
的阻值与温度的关系式是 ，当温控箱中的温度达到600 ℃时， 【解析】(1)如图所示，画出小球通过A点时的速度矢量三角形，则有：
v＝vtan θ，v＝gt，x ＝vt
y 0 y PA 0代入数据求得：x ＝1.2 m。
PA
联立解得
粒子刚好能过小孔
在磁场中运动时间
(2)根据速度矢量三角形：
匀变速运动时间
mv 2＞mgRcos θ
A
说明小球能越过轨道C点
粒子运动总时间 。
假设小球能从A运动到D，根据动能定理：－mgR(1＋cos θ)＝mv 2－mv 2
D A
解得： (3)水平方向，由动量定理
即
若小球恰能通过D点则有：
解得：v ′＝ m/s 由动能定理可得
D
因v ＜v ′，因此小球会在轨道CD部分脱离轨道。
D D
17．(14分)课外研究小组的同学在研究速度选择器时，将一带电量为+q，质量为m的小球，沿极 则 。
板正中间平行极板方向，沿中线射入速度选择器（如图甲所示），发现小球沿直线通过速度选择器。已
18．(16分)如图所示，水平轨道与圆弧轨道在C处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内，
知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，电场强度的大小E＝，方向与B方向垂直。
水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量M＝5 kg的物块B，圆弧轨道半径R＝1.8 m。
现从圆弧轨道最高点由静止释放一个质量m＝2 kg的物块A，在物块A运动过程中，每当其通过MN
区域时均受到方向水平向左，大小为1 N的恒力F作用。已知MN间距L＝13 m，物块A、B之间的碰
撞是弹性正碰，且第一次碰撞前物块B是静止的。g取10 m/s2。求：
(1)求小球的初速度v；
0
(2)若已知板间距为d，板长为L，且 ，如图乙，现在速度选择器的上极板正中间开 (1)物块A滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力大小；
(2)物块A与物块B第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；
一小孔H，将电场的方向反向，大小不变，且仍然让小球以第(1)问的速度v 从中点出发，判定是否能
0
(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们再次碰撞前
够通过小孔H？若能够通过，求从射入速度选择器到第2次通过小孔H的时间；若不能通过，求打在
锁定被解除，求物块A、B第一次碰撞后，物块A在MN区域内运动时所受恒力F的总冲量大小。
上极板的位置。
【解析】(1)设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v ，由机械能守恒定律得
(3)若将小球以速度v 垂直极板从小孔H射入板间（如图丙），将电场强度大小变为2E，方向竖直 C
0
向上，发现小球恰好能到达下极板，求板间距d。
【解析】(1)小球沿直线通过速度选择器
在圆弧最低点C，由牛顿第二定律得
解得 。
代入数据解得
(2)粒子匀速圆周运动
由牛顿第三定律可知，物块B对轨道的压力大小为60 N。
(2)设碰前A的速度为v，由动能定理得
0解得
A、B第一次碰撞过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒得
联立解得 ，
物块B的速度为零时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得
。
(3)A、B第一次碰撞后，A向右运动，由于
故A不能通过MN区域返回，由动量定理得
在A与B第二次碰撞的过程有
解得
由动量定理得
以此类推，恒力F的总冲量
。
