河北省邢台市2021届新高考第一次模拟物理试题含解析

河北省邢台市2021届新高考第一次模拟物理试题

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． “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A 星球的质量为m 1，B 星球的质量为m 2，它们球心之间的距离为L ，引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）

A ．

B 星球的轨道半径为212

m L m m + B ．A 星球运行的周期为122()

L L G m m π+ C ．A 星球和B 星球的线速度大小之比为m 1：m 2

D ．若在O 点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零

【答案】B

【解析】

【详解】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为ω，根据牛顿第二定律，对A 星球有：

212112m m G m r L

ω= 对B 星球有 212222m m G

m r L ω= 得

1221::r r m m =

又

12r r L +=

得

2112

m r L m m =+

1212m r L m m =+ 故

A 错误；

B ．根据

2

1211224m m G m r L T

π= 2112

m r L m m =+ 解得周期

()

122L T L G m m π=+， 故B 正确；

C ．A 星球和B 星球的线速度大小之比

1221

A B v r m v r m ωω== 故C 错误；

D ．O 点处的质点受到B 星球的万有引力

22222112B Gm m Gm m F r m L m m ==?? ?+??

受到A 星球的万有引力

11221212A Gm m Gm m F r m L m m ==?? ?+??

故质点受到两星球的引力之和不为零，故D 错误。

故选B 。

2．如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从M 点运动到N 点，则在此过程中，以下说法中正确的是（ ）

A ．电场力对该带电粒子一定做正功

B ．该带电粒子的运动速度一定减小

C ．M 、N 点的电势一定有φM ＞φN

D ．该带电粒子运动的轨迹一定是直线

【答案】C

【解析】

【详解】

AB ．粒子的带电性质不知道，所以受到的电场力方向不确定，电场力可能做正功也可能做负功，则粒子的速度可能增加也可能减小，故AB 错误；

C ．沿着电场线的方向电势一定降低，所以φM ＞φN ，故C 正确；

D ．粒子只受电场力作用，电场力的方向在水平方向，而粒子的运动方向和水平方向有一夹角，所以粒子不会做直线运动，故D 错误；

故选C.

3．如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a 、b 端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为12R R 、，且12R R <,理想变压器的原、副线圈匝数比为k 且1k <,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I 和U 表示。当问下调节电滑动变阻器R 3的滑动端P 时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI 和ΔU 表示。则以下说法错误的是（ ）

A ．12R U I k ?=?

B ．2U R I

= C ．电源的输出功率一定减小

D ．电压表示数一定增加

【答案】B

【解析】

【详解】

A ．理想变压器初、次级线圈电压变化比 12

=U n U n ??初

次 电流变化比为

21

=I n I n ??初次 则

2221U U n

I n I ??=??次

初次初

将1R 视为输入端电源内阻，则

1=U R I ??初

初

所以 1R 221221U U n R I n I k

??==??次

初次初 这也是1R 耦合到次级线圏电阻值为

12R k

，即为等效电源内阻，故A 正确； B ．因 23+U R R I

= 故B 错误；

C ．当向下调节滑动变阻器R 3的滑动端P 时，负载电阻变大，电源电压不变，电流减小，故电源输出功率减小，故C 正确；

D ．当向下调节滑动变阻器R 3的滑动端P 时，负载电阻变大，则回路中电流变小，则原线圈电流也减小，那么电阻R 1上的电压减小，电源电压不变，所以原线圈的电压变大，根据匝数比可知副线圈的电压也变大，故D 正确。

故选B 。

4．如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD 位于竖直平面内，其中AB 边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A 、B 处小球质量均为m ，电荷量均为2q(q>0)；C 、D 处小球质量均为2m ，电荷量均为q 。空间存在着沿DB 方向的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O 顺时针方向旋转90°，则四个小球所构成的系统（ ）

A ．电势能增加，重力势能增加

B ．电势能不变，重力势能不变

C ．电势能减小，重力势能减小

D ．电势能不变，重力势能增加

【答案】D

【解析】

【详解】

让正方形绕其中心O 顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：

=2cos 452cos 45cos 45cos 450W E q L E q L E q L E q L ??-??-??+??=o o o o 电

则系统电势能不变；

系统重力势能变化量：

2p E mgL mgL mgL ?=-=

则重力势能增加；

A ．电势能增加，重力势能增加，与结论不相符，选项A 错误；

B ．电势能不变，重力势能不变，与结论不相符，选项B 错误；

C ．电势能减小，重力势能减小，与结论不相符，选项C 错误；

D ．电势能不变，重力势能增加，与结论相符，选项D 正确；

故选D.

5．地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面P 点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g ；由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg(k<1)。已知引力常量为G ，球形空腔的球心深度为d ，则此球形空腔的体积是

A ．kgd G ρ

B ．2kgd G ρ

C ．(1)k gd G ρ-

D ．2(1)k gd G ρ

- 【答案】D

【解析】

【详解】 地球表面正常的重力加速度大小为g ,由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg ，则空腔体积大小的岩石对物体吸引产生的加速度为()1k g -，结合万有引力定律2

Mm G ma r =，即()21Vm

G m k g d ρ=-，解得：()21k gd V G ρ

-=，故D 项正确，ABC 错误。

6．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈。则（）

A．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，扬声器的功率变大

B．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，原线圈电流I1变小

C．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器获得的功率增大

D．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

AB．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，根据变压器原副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压U2减小，则扬声器的功率变小；次级电流减小，则初级电流I1也减小，选项A错误，B正确；

CD．若保持U1不变，则次级电压U2不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，则R电阻变大，次级电流I2减小，则扬声器获得的功率减小，选项CD错误。

故选B。

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．如图是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的右侧比左侧更陡些，如果把一个球分别从山坡左右两侧滚下（把山坡的两侧看成两个斜面，不考虑摩擦等阻碍），会发现右侧小球加速度更大些。现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，左右两侧各有a、b两点，图中数字的单位是伏特，下列说法正确的是（）

A．b点电场强度比a点大

B．左侧电势降低的更快

C．同一电荷在电势高处电势能也一定大

D．同一电荷在电场强度大处所受电场力也一定大

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据

U=Ed

相同电势差右侧b点的距离更小，所以b点电场强度比a点大，故A正确；

B．等势线越密集的地方电势降落的越快，b点等势线更密集，所以右侧电势降低的更快，故B错误；C．电势能还与电荷的正负有关，所以同一电荷在电势高处电势能也不一定大，故C错误；

D．同一电荷在电场强度大处所受电场力一定大，故D正确。

故选AD。

8．在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如Q线所示，下列说法正确的是（）

A．同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1

B．物体P、Q的质量之比是6：1

C．M星球上物体R由静止开始做加速度为3a0的匀加速直线运动，通过位移x0

00

3a x

D．图中P、Q下落的最大速度之比为

6 2

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

A．分析图象可知，弹簧压缩量为零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，则物体在M星球表面

的重力加速度：03M g a =，在N 星球表面的重力加速度：0N g a =，则同一物体在M 星球表面与在N 星球表面重力大小之比为3：1，故A 正确；

B ．分析物体的受力情况，加速度为零时，重力和弹簧弹力平衡，根据平衡条件可得

P M 0m g kx =，Q N 02m g kx =

解得

P Q 16

m m = 故B 错误；

C ．M 星球上，物体R 由静止开始做匀加速直线运动，加速度为3a 0，通过位移x 0，根据速度—位移公式 20023v a x =??

可知速度为v =，故C 错误；

D ．根据动能定理可知，合外力做功等于动能变化，即

k ma x E ?=?

根据图象的面积可得

kP P 00132E m a x =??，kQ Q 00122

E m a x =?? 动能之比

kP P kQ Q

32E m E m = 结合前面的分析则最大速度之比

P Q v v = 故D 正确。

故选AD 。

9．某人提着箱子站在电梯里，电梯从一楼上升到三楼的整个过程中先匀加速后匀减速，关于此过程，下列说法正确的是

A ．手对箱子的力大小始终等于箱子对手的力的大小

B ．手对箱子的力大小始终等于箱子的重力的大小

C ．人对电梯的压力先持续增大后持续减小

D ．人对电梯的压力先大于人和箱子的总重力后小于人和箱子的总重力

【答案】AD

【解析】

【详解】

A.根据牛顿第三定律可知，人手对箱子力的大小始终等于箱子对手的力的大小，故A 正确；

B.向上加速时处于超重状态，向上减速时处于失重状态，则手对箱子的拉力先大于箱子的重力，后小于箱子的重力，故B 错误

CD.向上匀加速时，人对电梯的压力大于人和箱子的总重力，但并不是持续增大，向上:匀减速时，人对电梯的压力小于人和箱子的总重力，但不是持续减小，故C 错误，选项D 正确。

10．如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m ，电阻为R ，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN 和PQ 是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向垂直纸面向里．现使金属线框从MN 上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc 边刚好运动到匀强磁场PQ 边界的v ﹣t 图象，图中数据均为己知量，重力加速度为g ，不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．t 1到t 2过程中，线框中感应电流沿顺时针方向

B ．线框的边长为v 1（t 2﹣t 1）

C ．线框中安培力的最大功率为212

mgv v D ．线框中安培力的最大功率为221

mgv v 【答案】BD

【解析】

【详解】

A ．金属线框刚进入磁场时，磁通量增加，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针方向，故A 错误；

B ．由图象可知，金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为v 1，匀速运动的时间为t 2﹣t 1，故金属框的边长：L ＝v 1（t 2﹣t 1），故B 正确；

CD ．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg ＝BIL ，又1BLv I R =

，又 L ＝v 1（t 2﹣t 1），联立解得：()1211

l

mgR B v t t v =-时安培力等于重力，离开时安培力大于重力，开始减速，故开始离开磁场时安培力最大，功率最大，为

P m ＝F 安t 2，又222B L v F R

=安，联立得：221m mgv P v =，故C 错误，D 正确． 11．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

，下列说法正确的是（ ）

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

【解析】

【详解】

A ．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衰变，X 是电子，选项A 正确；

B ．射线比β射线的穿透能力强，选项B 正确；

C ．X 粒子是电子，不是钴60原子核的组成部分，选项C 错误；

D ．该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能，一部分转化为射线的能量，选项D 错误。 12．如图所示，有上下放置的两个宽度均为0.5m L =的水平金属导轨，左端连接阻值均为2Ω的电阻1r 、2r ，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为0.1m R =。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为2T B =。初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L ，质量1kg m =，电阻不计。某时刻金属棒获得了水平向右的速度02m/s v =，之后恰好水平抛出。已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度2

10m/s g =，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列说法正确的是（ ）

A ．金属棒抛出时的速率为1m/s

B ．整个过程中，流过电阻1r 的电荷量为1C

C ．最初金属棒距离水平导轨右端1m

D ．整个过程中，电阻2r 上产生的焦耳热为1.5J

【答案】AC

【解析】