2021新高考物理学业水平等级考模拟后附答案

1．关于光的干涉、衍射和偏振，下列说法中错误的是（A．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象B．全息照相的拍摄主要是利用了光的偏振原理）C．通过手指间的缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象D．与紫外线相比，红外线更容易发生衍射现象2．关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．当分子热运动变剧烈且分子平均间距变大时，气体压强一定变大B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能一定增加D．气体在等压膨胀过程中温度内能一定变大3．一列火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地，列车先做匀加速运动，加速度大小为a，接着做匀减速运动，加速度大小为2a，到达B地时恰好静止，若A、B两地距离为S，则火车从A地到B地所用时间t为A．3S4aB．4S3aC．3SaD．3S2a4．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后出a、b两束光线。则（）A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距D．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失5.如图所示，将小球以速度v沿与水平方向成θ＝37°角斜向上抛出，结果球刚好能垂直打在3竖直墙面上，球反弹的瞬间速度方向水平，且速度大小为碰撞前瞬间速度的，已知sin37°4＝0.6，cos37°＝0.8，空气阻力不计，则当反弹后小球的速度大小再次为v时，速度与水平方向夹角的正切值为()A.C.34B.D.4353356.如图所示，孤立点电荷＋Q固定在正方体的一个顶点上，与＋Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，下列说法正确的是(A.A、B、C三点的场强相同B.A、B、C三点的电势相等C.A、B、C三点所在的平面为一等势面D.将一电荷量为＋q的检验电荷由A点沿直线移动到B点的过程中电势能始终保持不变7.弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”，弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中一个关键动作，如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为(A.F2sinF2tanθ2θ2B.F2cosθ2))C.1θD.Ftan228.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中匝数为n1的原线圈接到220V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路.已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是(A.10A,12AC.1A,0.7A)B.10A,20AD.1A,3A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，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。9．某同学欲通过Internet查询“神舟”五号飞船绕地球运行的相关科技数据，从而将其与地球同步卫星进行比较，他了解到“神舟”五号飞船在圆周轨道上运转一圈的时间大约为90分钟．由此可得出()A．“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的速率比地球同步卫星的小B．“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的角速度比地球同步卫星的大C．“神舟”五号飞船运行的向心加速度比地球同步卫星的大D．“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星的低10．某横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻恰好传播到x=2m处的B点；当t=0.5s质点A从0时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点P位于x=5m处，下列说法正确的是（A．该波的波速为v5m/sB．t=1.1s时，质点P已经过的路程是0.1mC．与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.25HZD．质点A的振动方程为y2sin(5t

）2

)cm

11．如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，当圆盘旋转时，下列说法正确的是（）A．实验中流过电阻R的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘要高C．实验过程中，穿过圆盘的磁通量发生了变化，产生感应电动势D．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则有电流沿a到b的方向流动流经电阻R12．如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动．在转动的过程中，忽略空气的阻力．若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是vBA．球B转到最低点时速度为26gL5B．球B转到最低点时速度为10gLC．球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mgD．球B在最高点，杆对水平轴的作用力为1.25mg三、非选择题：本题共6小题，共60分（6分）利用如图所示的电路测量一个满偏电流为300μA，内阻rg约为几十到几百欧姆13．的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：A．滑动变阻器(阻值范围0~30kΩ)B．滑动变阻器(阻值范围0～10kΩC．电源(电动势3V，内阻不计)D．电源(电动势6V，内阻不计)(1)为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用________，电源E应选用__________．(选填器材前面的字母序号)(2)实验时要进行的主要步骤有：A．断开S2，闭合S1

B．调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度C．闭合S2

D．调节电阻箱R’的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之一E．记下此时R’的阻值为90Ω则待测电流表的内阻rg的测量值为______Ω，该测量值______电流表内阻的真实值．(选填“大于”、“小于”或“等于”)（8分）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。14．(1)安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图所示，则摆球直径d=______cm，再测量摆线长l，则单摆摆长L=______（用d、l表示）；(2)摆球摆动稳定后，当它到达________（填“最低点”或“最高点”）时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3……），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表读数为67.5s，该单摆的周期为T=________s（周期要求保留三位有效数字）；，如果测量值小于真(3)计算重力加速度测量值的表达式为g=___________（用T、L表示）实值，可能原因是___________；A．将摆球经过最低点的次数n计少了B．计时开始时，秒表启动稍晚C．将摆线长当成了摆长D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长(4)正确测量不同摆L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如图所2示。由图线算出重力加速度的大小g___________m/s（保留计算时π2取9.86）。3位有效数字，15.（8分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（2）将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压15.（10分）如图所示，一束平行单色光从空气垂直入射到横截面为等腰三角形的三棱镜AB面上，AB和AC长度相等，顶角为θ＝30°，底边BC长为L，这种单色光在三棱镜中的折射率为n＝2.在三棱镜右侧有一足够大的竖直光屏垂直于BC，光屏到C点的距离为3L.求光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离.(tan15°＝2－3，结果可以保留根号)17．（12分）静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；18．（16分）如图甲所示，建立oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t0、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小．（2）求1

t02时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．一、BDCBBBDC二、BCD/ABD/BD/AC三、13.AD180小于最低点67.5s2.25s14.1.84cmdl242LT2AC9.86m/s2

15.【答案】（1）p2=3.2×107Pa（2）p3=1.6×108Pa【解析】（1）设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1①被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2。由玻意耳定律p2V2=10p1

③联立①②③式并代入题给数据得p2=3.2×107Pa④（2）设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3，由查理定律⑤联立④⑤式并代入题给数据得p3=1.6×108Pa⑥116.解析根据临界角公式sinC＝，解得临界角C＝45°，光线射入三棱镜后，在AC边的nsini入射角为30°，不会发生全反射，设光射出AC边时的折射角为i，根据折射定律有n＝，sin30°解得i＝45°.根据题意，射到光屏上最低点的位置在图中S1点，如图所示.由几何关系可知∠OCS1＝30°，故OS1＝3Ltan30°＝3L，在BC边的入射角为75°，大于全反射的临界角45°，会发生全反射.由题意可知，从BC边全反射的光线中射到光屏上最高点的位置在图中S2点，由几何关系可知∠OBS2＝15°，故OS2＝4Ltan15°＝(8－43)L，所以，光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离为S＝OS1＋OS2＝(8－33)L.17．【答案】（1）vA4m/s，vB1m/s；（2）0.75mL1.875m；【解析】（1）设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为vA，vB以向右为正方向，由动量守恒定律：mAvAmBvB0①两物块获得的动量之和为：E

联立①②式并代入数据得：1122

mAvAmBvB②22vA4m/svB1m/s

（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为mgma③设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为XB，则有：vBat④2vBXB

2a弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因vAvB，B先停止运动。设当A与墙距离为L1时，A速度恰好减为0时与B相碰2vA⑥2L1XB2a设当A与墙距离为L2时，B刚停止运动A与B相碰1

2L2XBvAtat2⑦2联立③④⑤⑥⑦得L11.875mL20.75

L的范围为：0.75mL1.875m

ml25ml18．【答案】（1）U02（2）R（3）圆弧所对的圆心角为2，所求最短qt02qBt02时间为tmin

1

T4U1

l，则有E0①，Eqma②l2【解析】（1）t0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为112lat0③22ml2

联立以上三式，解得两极板间偏转电压为U02④．qt0

111

t0时刻进入两极板的带电粒子，前t0时间在电场中偏转，后t0时间两极板没有222l

⑤t0

（2）电场，带电粒子做匀速直线运动．带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v0

带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为vya·t0⑥带电粒子离开电场时的速度大小为v

22⑦vxvy1

2v2设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有Bvqm⑧R联立③⑤⑥⑦⑧式解得R（3）5ml⑨．2qBt0

2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为vyat0⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，则tan

'v0，v'y联立③⑤⑩式解得

4，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为2

2m1

TtT，所求最短时间为min,带电粒子在磁场中运动的周期为，联立以Bq24上两式解得tmin

m

．2Bq