甘肃省兰州市2021届第一次新高考模拟考试物理试卷含解析

甘肃省兰州市2021届第一次新高考模拟考试物理试卷含解析

甘肃省兰州市 2021 届第一次新高考模拟考试物理试卷 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 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． a 、 b 为两只相同的灯泡， L 为理想电感线圈（线圈电阻不计连） ，连接成如图所示的电路。下列判断 正确的是（ ） A．闭合开关的瞬间， a 灯比 b 灯亮 B．闭合开关的瞬间， a 灯和 b 灯亮度相同 C．断开开关后， b 灯立即熄灭 D．断开开关后， a 灯和 b 灯逐渐变暗直至熄灭 【答案】 D 【解析】 【详解】 AB ．开关闭合到电路中电流稳定的时间内， b 立即变亮，由于线圈的阻碍，流过 a 灯泡的电流逐渐增加， 故其亮度逐渐增加，最后稳定，二者亮度相同，故 A 错误， B 错误； CD ．开关在断开瞬间，线圈相当于电源，电流大小从 a 稳定时的电流开始减小，由于 a 与 b 是相同的， 所以电路中的电流稳定时两个支路的电流值相等，所以在开关由闭合至断开，在断开瞬间， a、b 灯都逐 渐熄灭，不能再闪亮一下，故 C 错误， D 正确。 故选 D。 2．如图甲所示的电路中， R 表示电阻， L 表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使 i－t 曲线图 乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ） A． L 增大， R 不变 B．L 减小， R 不变 C． L 不变， R 增大 D．L 不变， R 减小 【答案】 A 【解析】 【详解】 电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值 不变，即电阻 R 不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数 L 增大， A 正确， BCD 错误。 故选 A。 3．光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为 α的斜面 A，斜面质量为 M ，底边长为 L ，如图所示。将 一质量为 m 的可视为质点的滑块 B 从斜面的顶端由静止释放， 滑块 B 经过时间 t 刚好滑到斜面底端。 此 过程中斜面对滑块的支持力大小为 NF ，则下列说法中正确的是（ ） A． cosαNF mg B．滑块下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 cosαNF t C．滑块到达斜面底端时的动能为 tanαmgL D．此过程中斜面向左滑动的距离为 m L M m 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．当滑块 B 相对于斜面加速下滑时，斜面 A 水平向左加速运动，所以滑块 B 相对于地面的加速度方向 不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力 NF 不等于 cosαmg ， 故 A 错误； B．滑块 B 下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 NI F t 故 B 错误； C．B 下降的高度为 tanαL ，其重力势能的减小量等于 tanαmgL ，减小的重力势能转化为 A、B 的动能之 和，则滑块 B 的动能要小于 tanαmgL ，故 C 错误； D．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设 A、B 两者水平位移大小分别为 1x 、 2x ，取水平向左 为正方向，由动量守恒定律得 1 2 0x xM m t t 即有 1 2Mx mx 又 1 2x x L 解得 1 mLx M m 故 D 正确。 故选 D。 4．如图所示， AB 是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆， A、B 两点恰好位于圆周上， 杆上套有质量为 m、 电荷量为 +q 的小球 (可看成点电荷 )，第一次在圆心 O 处放一点电荷 +Q ，让小球从 A 点沿杆由静止开始下 落，通过 B 点时的速度为 1v ，加速度为 a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为 B、 方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从 A 点沿杆由静止开始下落，经过 B 点时速度为 2v ，加速度为 a2，则（ ） A． 1v ＜ 2v B． 1v ＞ 2v C．a1＜ a2 D． a1＞ a2 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．A 点和 B 点在同一个等势面上，第一次小球从 A 点由静止运动到 B 点的过程中，库仑力对小球做功 的代数和为零，根据动能定理，得 2 1 1 2 mgh mv 第二次小球从 A 点由静止运动到 B 点的过程中，洛伦兹力不做功，根据动能定理，得 2 2 1 2 mgh mv 所以 1 2v v ，故 AB 错误； CD ．小球第一次经过 B 点时，库仑力有竖直向下的分量，小球受的竖直方向的合力 F1>mg ，由牛顿第二 定律可知，小球经过 B 点时的加速度 a1>g，小球第二次经过 B 点时，由左手定则可知，洛伦兹力始终与 杆垂直向右，同时杆对小球产生水平向左的弹力，水平方向受力平衡。竖直方向只受重力作用，由牛顿第 二定律可知，小球经过 B 点时的加速度 a2=g ，所以 a1>a2 ，故 C 错误， D 正确。 故选 D。 5．如图所示，理想变压器的原线圈接在 220 2sin (V)u t 的交流电源上，原线圈上接有 20Ωr 的电 阻，副线圈接有 50ΩR 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2 :1，电流表、电压表均为理想电表。下列 说法正确的是（ ） A．副线圈输出交流电的周期为 50s B．电流表的读数为 1A C．电压表的读数为 50V D．若将 r 替换为电阻为 20Ω的二极管，电流表、电压表读数均不发生变化 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．副线圈输出交流电的频率和周期与原线圈的频率和周期相同，根据题意可知周期 2 2 s 2sT A 错误； BC．电表的读数均为有效值，原线圈电源电压有效值为 220 2V =220V 2 ，设原线圈电流为 1I ，根据单 相理想变压器的电流规律 1 2 2 1 I n I n 则副线圈电流为 2 12I I 副线圈电压为 2 2 1 12 100U I R I R I 根据理想变压器电压规律可知原线圈电压为 1 1 2 2 2 2nU U U n 即 1 1 1 22 220VI r U I r U 计算得电流表读数为 1 1AI 电压表读数为 2 100VU = B 正确， C 错误； D．二极管具有单向导电性，电表读数均为原来的一半， D 错误。 故选 B。 6．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再 次点火，将卫星送入同步卫星轨道 3（如图所示） 。则卫星分别在 1、3 轨道上正常运行时，以下说法正确 的是（ ） A．卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 B．卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 C．卫星在轨道 3 上具有的机械能大于它在轨道 1 上具有的机械能 D．卫星在轨道 3 上经过 P 点的加速度大于它在轨道 2 上经过 P 点的加速度 【答案】 C 【解析】 【详解】 ABD ．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为 m、轨道半径为 r、 地球质量为 M ，有 2 2 2 2 =)2(Mm vG m r m m r ma r T r 解得 GMv r ① 3 GM r ② 2 GMa r ③ 轨道 3 半径比轨道 1 半径大，根据①②④三式，卫星在轨道 1 上线速度较大，角速度也较大，卫星在轨道 3 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 2 上经过 P 点的加速度，故 ABD 均错误； C．卫星从轨道 1 到轨道 3 需要克服引力做较多的功，故在轨道 3 上机械能较大，故 C 正确； 故选 C。 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．质量 m=2kg 的小物块在某一高度以 v0=5m/s 的速度开始做平抛运动，若 g=10m/s 2，当运动到竖直位移 与水平位移相等时，对于物块（ ） A．此时的瞬时速度大小为 5 2 m/s B．此时重力的瞬时功率大小为 200W C．此过程动量改变大小为 10（ 5 -1）kgm/s D．此过程重力的冲量大小为 20Ns 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 物块做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当运动到竖直位移与水平位移相 等时 2 0 1 2 gt v t＝ 解得 t=1s A．此时竖直方向的速度为 vy =gt=10m/s 则此时的速度为 2 2 0 5 5m/syv v v＝ ＝ 故 A 错误； B．此时的重力瞬时功率为 P=mgv y=200W 故 B 正确； C．根据动量定理 I= △P=mgt=20kgm/s 故 C 错误； D．此过程重力的冲量大小为 I=mgt=20N?s 故 D 正确。 故选 BD 。 8．下列说法正确的是 __________。 A．共享单车是 “新四大发明 ”之一，手机和互联网、互联网和单车之间都是通过红外线传递信息的 B．高速运动的物体，沿运动方向的长度会变长 C．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是因为发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才 能到达地面 D．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度 E.光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理 【答案】 CDE 【解析】 【详解】 A．手机是通过电磁波传递信息的，故 A 错误； B．根据相对论可知，高速运动的物体，沿运动方向的长度会变短，故 B 错误； C．波长较短的光容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙 到达地面，故 C 正确； D．由于波源与接受者的相对位移的改变而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，故根据多普勒效应， 可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故 D 正确； E．光纤通信、医用纤维式窥镜都利用了光的全反射原理，故 E 正确。 故选： CDE 。 9．图 （a）为一交流发电机示意图， 线圈 abcd 在匀强磁场中绕固定轴 OO' 沿顺时针方向匀速转动， 图 （b） 是该发电机的电动势已随时间 t 按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为 2.5 Ω，定值电阻 R=10Ω ，电表 均为理想交流电表。由此可以判定（ ） A．电流表读数为 0.8A B．电压表读数为 10V C． t=0.1s 时刻，穿过线圈的磁通量为零 D． 0~0.05s 内，通过电阻 R 的电荷量为 0.04C 【答案】 AC 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．电动势有效值为 10V 2 mEE 电流表的读数 10 A=0.8A 10 2.5 EI R r 电压表读数 8VU IR 选项 A 正确， B 错误； C． t=0.1s 时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，选项 C 正确； D． 0~0.05s 内，通过电阻 R 的电荷量为 ( ) Eq t R r 2 m mE TENBSE t t t 则 0.2 10 2 2 2C C 2 ( ) 2 (10 2.5) 25 mTEq R r 选项 D 错误。 故选 AC 。 10．如图所示，光滑半圆轨道竖直放置，在轨道边缘处固定一光滑定滑轮 (忽略滑轮大小 )，一条轻绳跨过 定滑轮且两端分别连接小球 A 、B，小球 A 在水平拉力 F 作用下静止于轨道最低点 P。现增大拉力 F 使小 球 A 沿着半圆轨道运动，当小球 A 经过 Q 点时速度为 v，OQ 连线与竖直方向的夹角为 30°，则下列说法 正确的是 ( ) A．小球 A 、B 的质量之比为 2 ∶2 B．小球 A 经过 Q 点时，小球 B 的速度大小为 2 v C．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 A 、B 组成的系统机械能一定在增加 D．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 B 的动能一直增加 【答案】 BC 【解析】 【详解】 A．根据题述条件，不能够得出小球 A 、B 的质量之比， A 错误； B．当小球 A 经过 Q 点时速度为 v，沿轻绳方向的分速度大小为： vcos 60 °＝ 2 v 等于此时 B 的速度大小， B 正确； C．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，水平拉力 F 做正功，小球 A、 B 组成的系统机械能一定增加， C 正 确； D．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 B 的重力势能一直增加，机械能一直增加，但动能不一定一直 增加， D 错误。 故选 BC 。 11．关于动量冲量和动能，下列说法正确的是（ ） A．物体的动量越大，表明它受到的冲量越大 B．物体的动量变化，其动能有可能不变 C．物体受到合外力的冲量作用，则其动能一定变化 D．物体动量变化的方向可能与初动量的方向不在 同一直线上 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A．根据动量定理可知，动量的改变量越大，冲量越大，动量和冲量无直接联系，故 A 错误； B．匀速圆周运动的速度方向时刻变化，但速度大小不变，所以动量变化，但动能不变，故 B 正确； C．匀速圆周运动的合外力的冲量不为零，但动能不变，故 C 错误； D．由公式 'p p p 可知，由于动量和动量变化为矢量，遵循平行边形定则，则物体动量变化的方向 可能与初动量的方向不在同一直线上，故 D 正确。 故选 BD 。 12．如图，平行金属板中带电质点 P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电 势为零，当滑动变阻器 R4 的滑片向 b 端移动时，下列说法正确的是（ ） A．电压表读数减小 B．小球的电势能减小 C．电源的效率变高 D．若电压表、电流表的示数变化量分别为 U 和 I ，则 1 U r R I 【答案】 AD 【解析】 A 项： 由图可知， R2 与滑动变阻器 R4 串联后与 R3 并联后， 再由 R1 串连接在电源两端； 电容器与 R3 并联； 当滑片向 b 移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中 电流增大；路端电压减小，同时 R1 两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故 A 正确； B 项： 由 A 项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据 UE d ，平行金属板间 的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为 0，由带电质点 P 原处于静止状态可知，小球 带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故 B 错误； C 项： 电源的效率： =P IU U P IE E 出 总 ,由 A 分析可知， 路端电压减小， 所以电源的效率变低， 故 C 错误； D 项：将 R 1 和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为 r+R 1，电压表测的为新电源的路端电压，如果 电流表测的也为总电流，则 1 U r R I总 ,由 A 分析可知 3= R AI I I总 ，由于总电流增大，并联部分的 电压减小，所以 R 3中的电流减小，则 I A 增大，所以 AI I 总 ，所以 1 A U r R I ，故 D 正确． 点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧 姆定律 E U IR 确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合 部分电路欧姆定律进行处理． 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．在 “探究求合力的方法 ”实验中，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为 5N 的弹簧测力计两个，橡 皮条（带两个较长的细绳套） ，刻度尺，图钉（若干个） 。 (1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是 ____。 A．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置 O 时，拉力要适当大些 B．再次进行验证时，结点 O 的位置必须保持相同 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．拉橡皮条的细线要稍长一些，标记同一细绳方向的两点距离要远一些 (2)实验小组用图甲装置得到了如图乙所示的两个分力 F1、F2 及合力 F 的图示。 关于合力与分力的关系， 某同学认为用虚线连接 F1 和 F 的末端 A、C，则 AOC 如图丙构成一个三角形，若满足 ____，则说明合力 与分力之间的关系满足平行四边形定则。