调研卷(一)备战2021年新高考物理综合测试调研+押题卷(湖北专用)(解析版)

2021年湖北省普通高等学校招生考试

物理 调研卷（一）

一、选择题:本题共11小题，每小题4分，共44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要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（ ） A．只增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大 B．只减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率大于的光照射，光电流将变大

D．改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能将变大 【答案】D

【解析】A．根据EkmhW逸出功可知，只增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，选项A错误；

B．能否发生光电效应是由入射光的频率决定，与入射光的强度无关，选项B错误； C．光电流的大小是由入射光的强度决定的，与入射光的频率无关，选项C错误；

D．根据EkmhW逸出功，即改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能将变大，选项D正确。 故选D。

2．一定质量的理想气体由状态a经状态b、c到状态d，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是（ ）

A．从状态a到状态b，气体放热

B．从状态a到状态b，每个气体分子的动能都增大 C．从状态b到状态c，气体对外做功，内能减小 D．从状态a到状态d，气体内能增加 【答案】D

【解析】A．气体从状态a到状态b体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，温度升高，内能增加

1 / 20

△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故A错误；

B．体从状态a到状态b体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都会增大，故B错误；

C．由状态b变到状态c的过程中，温度不变，内能不变△U=0，体积变大，气体对外界做功，故C错误； D．a状态到d状态的温度升高，则气体内能增加，故D正确。 故选D。

3．骑马射箭是我国清朝乾隆时期民间非常流行的娱乐比赛项目，其中较为盛行的一种比赛方式为：比赛选手沿规定的平直跑道骑马前进过程中，将手中弓箭沿垂直于前进方向水平射向跑道一侧的靶墙上，O点为靶心，弓箭射中位置离靶心O点越近得分越高，P点是跑道上离靶心最近的点。某次比赛选手以v1的速度沿跑道前进在距P点为L的Q点将弓箭以速度v2水平射出，弓箭射中靶墙上的O′点。假设再次比赛时其他条件不变，该选手要想将弓箭射中靶心O点，则需怎样改进（ ）

A．增大v1，增大L B．增大v2，减小L C．同时减小v1、v2 D．增大v1的同时减小v2 【答案】B

【解析】A．下落的位移

h

12gt 2

飞行的时间

t得

x v2 2 / 20

gx2h 22v2所以增大v1，增大L,无法改变箭下落的位移，箭仍旧打在与O点的下方，故A错误；

B．增大v2，可以减少下落的位移；减小L，箭射在O的前方，综合分析，箭可以打在O点，故B正确； C．同时减小v1、v2，箭下落的位移变大，故C不正确；

D．增大v1的同时减小v2，箭下落的位移变大，以及箭会打在O的后方，故D不正确。 故选B。

4．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A．t=0时刻，线圈平面与中性面平行 B．1s内线圈中感应电流方向改变50次 C．t=0.015s时刻，线圈中的感应电流最大 D．t=0.01s时刻，图像的切线斜率为40Wb/s 【答案】D

【解析】A．t=0时刻，磁通量为0，则线圈平面与中性面垂直，所以A错误；

B．由图像可得周期为0.02s，一个周期内感应电流方向改变两次，则1s内线圈中感应电流方向改变100次，所以B错误；

C．t=0.015s时刻，线圈中的磁通量最大，感应电流为0，所以C错误； D．t=0.01s时刻，感应电动势最大，图像的切线斜率为感应电动的大小有

Em代入数据解得

2 ，EmBSm ，= tTk所以D正确；

40Wb/s t 3 / 20

故选D。

5．如图所示D为理想二极管，开关S1、S2均闭合且电路稳定时，一带电微粒静止于平行金属板M、N正中央，下列操作中，带电微粒始终处于静止状态的是（ ）

A．滑片P1向a端移动 B．滑片P1向b端移动 C．滑片P2向d端移动 D．断开开关S1 【答案】BCD

【解析】电容与R1并联，两者电压相同，但有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电；带电微粒静止，处于平衡状态，质点受到的重力与电场力大小相等，电场力方向竖直向上。 A．滑片P1向a端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律IERrP1与P2并联连接，得知电路总电流变小，由EU外Ir得知外电压增大，可知P2支路外电压增大，由E=Ud得知电场强度增大，有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电，此时电场力大于重力，带电微粒向上运动，故A错误；

B ．滑片P1向b端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律IERr得知电路总电流变大，由EU外Ir得知外电压减小，P1与P2并联连接，可知P2支路外电压减小，但有二极管的存在，电容只能在电压变大时充电，不能在电压减小时放电，故电容两端电势差不变，由E=知电场强度不变，此时电场力仍等于重力，带电微粒仍处于静止，故B正确；

C．滑片P2向d端移动，滑动变阻器与电容器串联相当于短路，因此不影响电路变化，因此能够平衡， 故C正确；

D．断开开关S1时，P1与P2与电容器形成闭合回路，即电容器充当电源作用，但由于二极管的单向同电性，

4 / 20

U得d

阻碍电容器放电，由E=故选BCD。

6．如图所示，顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上，A、B两物体跨过滑轮通过细线连接，整个装置处于静止状态（不计绳子的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平力作用在物体A上，缓慢拉开一小角度，斜面与物体B一直保持静止，此过程中（ ）

U得知电场强度不变，跟刚闭合电路时一样带电粒子处于平衡状态，故D正确。 d

A．地面对斜面的弹力不变 B．地面对斜面体的摩擦力变小 C．绳子对物体A的拉力可能变小 D．斜面对物体B的摩擦力一定变大 【答案】A

【解析】AB．以A、B斜面整体为研究对象，分析受力情况做出如图所示受力图

由平衡条件得知

FNM总g FfF

当F增大时斜面体受到地面的摩擦力变大，地面对斜面体的弹力不变，B错误A正确；

C．对A研究可知，原来细线的拉力大小等于A的重力，当用水平向左的力F缓慢拉物体A，细线的竖直分力大小等于A的重力，所以细线所受拉力的大小一定增大，C错误；

D．B原来所受的摩擦力大小可能为零，也可能沿斜面向下，也可能沿斜面向上，当用水平向左的力F缓慢拉物体A时，绳的拉力增大，A所受的摩擦力可能增大，也可能减小，D错误。

5 / 20

故选A。

7．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(ZX)发生了一次α衰变．放射出的α粒子(2He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示．下面说法不正确的是

4A

A．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙 B．新核Y在磁场中圆周运动的半径为RY＝

2R Z2Bq2C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝

2mD．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝

ABqR22mA4c2【答案】A

【解析】由动量守恒可知衰变后产生的α粒子与新核Y运动方向相反，所以在磁场中运动的轨迹圆外切，

mvmv2R根据qvB可得，可知α粒子半径大，由左手可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，故

qBR选项A错误；由RmvR22R，故选项B可知Y，新核Y在磁场中圆周运动的半径为RYqBRZ2Z222mqBq正确；圆周运动的周期为T，环形电流为I，故选项C正确；对α粒子由洛伦磁力提

qBT2mqBRmv2供向心力qvB可得v，由质量关系可知衰变后新核Y质量为MmR量守恒可得Mvmv0可知vA4m，由衰变过程中动4112mv2，系统增加的能量为ΔEMvmv，由质能方程可得M22AqBR22ΔEΔmc2，联立解得衰变过程中的质量亏损为Δm选项，故选A．

2mA4c，故选项D正确；此题选择不正确的

6 / 20

8．甲、乙两车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动，甲车做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动，乙车做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两车在运动过程中的位置x速度v图象如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直，下列说法正确的是（ ）

A．甲、乙两车在x6m处相遇一次 B．乙车的初速度为6m/s，刹车距离为18m C．前6s时间内，甲、乙两车的最大距离为6m D．图线a表示甲车的运动，甲车的加速度为2m/s2 【答案】BCD

【解析】A．相遇是指同一时刻到达同一位置，当x=6m时，设质点乙、甲先后通过x=6m处时的速度均为v，对于质点甲有

vxt1

2对于质点乙有

x可知

v0vt2 2t1t2

说明两个质点不是同时到达x=6m处，不能相遇，故A错误；

BD．根据图象可知，a图象的速度随位移增大而增大，b图象的速度随位移增大而减小，所以图象a表示质点甲的运动，当x=0时，乙的速度为6m/s，即质点乙的初速度v0=6m/s，对质点甲

v2=2a1x ①

对质点乙

2v2v02a2x ②

联立①②解得

7 / 20

a1a23m/s2

当质点甲的速度v1=8m/s、质点乙的速度v2=2m/s时，两质点通过相同的位移均为x'，对质点甲

v122a1x ④

对质点乙

22v2v02a2x' ⑤

联立④⑤解得

a12a2 ⑥

联立③⑥解得

a12m/s2，a21m/s2

所以质点甲、乙的加速度大小a1、a2分别为2m/s2和1m/s2，乙的刹车距离为

2v062x2m=18m

2a221故BD正确；

C．当二者速度相等时，距离最大，即速度关系为

a1tv0a2t

两者距离为

11x(v0ta2t2)a1t2

22解得

x6m

故C正确。 故选BCD。

9．2020年11月24日凌晨，嫦娥五号探测器在我国探月新母港——文昌航天发射场发射成功。接下来嫦娥五号在完成38万公里的跋涉后，将在月球表面落下一个崭新的脚印，完成一系列实验并采集月壤后，再返回地球。嫦娥五号，是我国探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战。假如嫦娥五号探测器在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后小球回到出发点．已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）

8 / 20

A．月球表面的重力加速度为

v0 t2v0R2B．月球的质量为

GtC．探测器在月球表面获得2v0R的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 tD．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为【答案】BC

【解析】A．根据竖直上抛运动规律

Rt v0vgt

可知，月球表面的重力加速度

gA错误；

B．在月球表面重力与万有引力相等有

2v0 tG可得月球质量

Mmmg R2gR22v0R2 MGGtB正确；

C．据万有引力提供圆周运动向心力可知，卫星的最大运行速度

vC正确；

D．绕月球表面匀速飞行的卫星的周期

GMR2Rv0 tTD错误。 故选BC。

2R2Rt vv0 9 / 20

10．如图所示，两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内，匀强磁场与导轨平面垂直，与导轨接触良好的导体棒ab垂直于导轨放置，导体棒的电阻为r，导轨单位长度的电阻为r0，导轨的一端接有定值电阻RRr，t0时刻开始导体棒在外力F作用下从导轨最左端向右一直做匀速直线运动，导体棒与导轨始终接触良好，其余导线电阻不计。t为导体棒运动时间，U为导体棒ab两端的电势差，I为回路中电流大小，电阻R和导轨上消耗的电功率为P，电阻R上产生的焦耳热为Q，则下列物理量间的关系图像可能正确的是（ ）

A．B．C．D．

【答案】AC

【解析】A．因为导体棒在外力F作用下一直做匀速直线运动，所以根据

EBLvUIr

可知

UEIr

A正确；

B．设导轨间距为L，由

FF安BIL

可知F与I成正比，B错误；

C．导体棒相当于电源，电源外部的电阻

R外R2r0vt

电阻R和导轨上消耗的电功率

10 / 20

PI2R2r0vt(BLv)2R2r0vtRr2r0vt2(BLv)2 r22rR2r0vtR2r0vt因为Rr，所以随着t的增大，R外与导体棒的电阻相差越来越大，电阻R和导轨上消耗的电功率一直减小，C正确；

D．电阻R上产生的焦耳热随时间的增大而增加，当时间很长时，电路中的总电阻很大，电路中电流趋近于零，电阻R上的焦耳热趋于定值，D错误。 故选AC。

11．如图所示，倾角30的固定光滑斜面上有两个质量均为m的物块A和物块B，物块A通过劲度系数为k的轻质弹簧栓接在斜面底端的固定挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与物块C相连，物块

m，离地面的距离足够高，物块B离滑轮足够远，弹簧与细线均与所对应斜面平行。初始时，212用手托住物块C，使细线恰好伸直且无拉力。已知重力加速度为g，弹簧的弹性势能Epkx（x为弹簧

2C的质量为

的形变量），不计滑轮质量及滑轮处阻力，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，则释放物块C后（ ）

mg 2gB．释放物块C的瞬间，C的加速度大小为

5A．释放物块C的瞬间，细线拉力的大小为

2mgC．物块A、B分离时，物块A的速度大小为 10km2g2D．物块A、B分离时，弹簧的弹性势能为

8k【答案】BCD

【解析】AB．释放物块C前，细线对物块A、B的作用力为零，物块A、B整体受力平衡，则有

kx12mgsin30

解得

11 / 20

x1弹簧的弹性势能为

mg k12m2g2 Ep1kx122k释放物块C瞬间，根据牛顿第二运动定律，物块C有

mgmFT1a1 22物块A、B有

FT1kx12mgsin2ma1

解得

g 52mg FT15a1故A错误，B正确；

CD．物块A、B分离时，物块A、B之间的相互作用力为0，且物块A、B的加速度相同，分别对物块A、B、C受力分析，由牛顿第二定律可知，物块A有

kx2mgsin30ma2

物块B有

FT2mgsin30ma2

物块C有

mgmFT2a2 22解得

a20

FT2mg 2mg x22k弹簧的弹性势能

Ep2

12m2g2 kx228k 12 / 20

从释放C到A、B分离过程中，A、B、C移动的距离为

xx1x2系统的机械能守恒，则有

mg 2k15m2m()v2mg•xsin(Ep1Ep2)g•x 222解得物块A、B分离时，物块A的速度大小为

mg2 v10k故C、D正确； 故选BCD。

二、非选择题:本题共5小题，共56分。

12．为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）

(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是（ ） A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为，

13 / 20

求得图线的斜率为K，则小车的质量为（____） A．2tan B．

21 C．k D． tank【答案】BCD 1.3 D

【解析】(1)[1] A．物体M受到的力可由弹簧测力计读出，故砂和砂桶的质量可以不用测出。故A错误； B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力是需要进行的操作，因为这样物体M受到的合力就等于拉力。故B正确；

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数是需要操作的。故C正确；

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，是用来探究加速度与外力关系，故也是需要进行的操作；故D正确；

E．因为外力的大小可以通过测力计读出，故不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故E错误； 故选BCD。

(2)[2] 连续相等时间内的位移之差△x=0.5cm，根据△x=aT2得

x0.5102a2m/s2=1.3m/s2 2T0.06(3)[3] 由牛顿第二定律得

2F=ma

解得

aa-F图象的斜率

2F m2 m2 kk解得小车的质量

m故D正确。

13．某科技小组的同学通过查找资料动手制作了一个电池．

14 / 20

(1)甲同学选用图1所示的电路图测量该电池的电动势和内阻．在他测量与计算无误的情况下，所得到的电 源电动势E的测量值比真实值小．E的测量值比真实值小的原因可能是________(填选项前的字母)造成的．A．电压表的分流 B．电流表的分压

(2)乙同学选用图2所示的电路图测量该电池的电动势和内阻，其中定值电阻的阻值为R0，根据实验电路图连接好电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱接入电路中电阻的阻值R，读出与R对应的电压表的示数U，并作记录．根据多组实验数据绘出如图3所示的

11图象，若已知图线的斜率为k，纵轴截距为b，则这个UR实验中所测电池电动势的测量值E＝________，内阻的测量值r＝________. 【答案】A

1k R0 bb【解析】(1) [1]由图1所示可知，相对于电源来说，实验采用电流表外接法，当外电路短路时，电流的测量 值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图象如图所示，

由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，因此E的测量值比真实值偏小的原因可能是A； (2) [2][3]由图2所示电路可知

E=U+I（r+R0）=U则

U(rR0) R1R0r11· UERE因此图3中图象的纵轴截距

b

1 E 15 / 20

得电动势

E图象的斜率

k1 brR0 E则电源内阻

rkR0． b14．如图所示，一半径为R的半圆形玻璃砖，一束单色光以α的入射角照射到玻璃砖的上表面圆心O处，已知该玻璃砖对该单色光的折射率n 2，光在真空中的传播速度为c，（不考虑光线在玻璃砖内的反射）

（1）若保证光线的入射位置O不变，改变入射角a的大小（入射光线也可以在法线右侧），求会有光射出的圆弧部分的弧长L；

（2）保证光线的入射角a=45°，改变光线在玻璃砖上表面的入射位置，求从圆弧面射出的光线中，在玻璃砖中传播时间为tR的光线对应入射位置到圆心O的距离。 c

【答案】（1）

R102；（2）R 24【解析】（1）作出光路图如图所示，由折射定律可知

sin2 sin

16 / 20

入射角a最大值为90°，解得

sin所以折射角最大值

sin902 22max45

所以弧长P0Q的最大长度

lR由对称关系可知圆弧有光射出的部分长度为

R4

L2l（2）光在玻璃砖中的传播速度

R2

v在玻璃砖中传播时间为tc2c 22R的光线在玻璃砖中传播的距离： csvt2cR2c2R 2保证入射角不变，平移入射光线，玻璃砖中的折射光线是平行的，如图所示。

入射角α=45°，有折射定律可知

sin452 sin解得

β=30

设左边在玻璃砖里运动的距离都大于s，右边从P点射出。在玻璃砖中传播的时间为t 17 / 20

R的光线从O′点入c

射，从P点射出，过P点做上表面的垂线，垂于P′，则O′P的长度为

s由几何关系可知PP′的距离为

2R 2scosO′P′的距离为

6R 4ssinOP′的距离为

2R 4R2PP2所以OO′之间的距离为

10R 4OP'O'P'102R 415．某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相连，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接住N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R＝1Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数U1＝3.0V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为U2＝2.0V，求： (1)金属杆单位长度的电阻； (2)此时风对迎风板作用力的大小。

【答案】(1)1 Ω/m；(2)260 N

18 / 20

【解析】(1)无风时

U1=

解得

R1=0.5Ω

所以金属杆单位长度的电阻为

r0=

(2)有风时

ER1=3V

R1rRR1=1Ω/m L0EU2=R2=2 V

R2rR解得

R2=0.3Ω

此时弹簧的长度为

R2L==0.3m

r0弹簧的压缩量为

x=L0－L=（0.5－0.3）m=0.2 m

由于迎风板受风力和弹力而平衡，所以风力大小为

F=kx=1 300×0.2 N=260 N

16．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨．间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T．将一根质量m=0.05kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.50，当金属棒滑至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s2.0m．已知g10m/s2， sin370.60，

cos370.80．求：

19 / 20

（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小； （2）金属棒达到cd处的速度大小；

（3）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量． 【答案】（1）a2.0m/s2 （2）v2.0m/s （3）Q0.10J

【解析】（1）设金属杆的加速度大小a，则mgsinmgcosma 解得a2.0m/s2

（2）设金属棒达到cd位置时速度大小为V，电流为I，金属棒受力平衡，有mgsinBILmgcos IBLv R解得：V2.0m/s．

（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有

mgssin12mvmgscosQ 2解得：Q0.10J

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