1、2021年高考物理试卷补偿训练一、单选题1用粒子轰击得到了和一种粒子，这种粒子是（）A电子B质子C中子D正电子2细胞膜的厚度约等于800nm（1nm=10-9m），当膜的内外层间的电压达到0.4V时，即可让一价钠离子渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时（）A膜内电场强度约为3.2105Vm B膜内电场强度约为2105VmC每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.410 -20JD每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.610 -19J3我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”导航系统第49颗卫星为地球倾斜同步轨道卫星，该
2、卫星的轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。它绕地球做匀速圆周运动的运行周期等于地球的自转周期，关于地球倾斜同步轨道卫星（）A卫星的向心加速度大于地球表面重力加速度B卫星的发射速度一定大于11.2km/sC卫星一天两次经过赤道正上方同一位置D卫星的运行速度大于第一宇宙速度4如图所示，长度为L的轻绳上端固定在O点，下端系一小球（小球可以看成质点）。在O点正下方的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置，点C（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h，。A、B、P、O在同一竖直平面内。小球第一次从A点到B点所用时间
3、为，小球第一次从B点到C点所用时间为，已知，、与之间的夹角很小。则的长度为（）ABCD5在光滑水平桌面上有A、C两个绝缘钉子，相距2L，一根长度为L的软导线固定在两个钉子之间，并通有大小为I的稳定电流。当桌面上加上一个磁感强度为B的匀强磁场后，稳定时，钉子A上受到导线的拉力大小为（）ABILB2BILCBILD2BIL6在空间站中，将附有肥皂膜的铁丝圈竖直放置，当光照射到肥皂膜时，肥皂膜上将（）A不会出现干涉条纹B会出现上疏下密的水平干涉条纹C会出现上密下疏的水平干涉条纹D会出现均匀分布的竖直干涉条纹7胶囊型元件水平放置，由某透明材料制成，两端是半径为r的半球，中间是长度为4r的圆柱体，中轴线
4、是。一激光束从左侧平行中轴线水平射入，经折射、反射再折射后又从左侧水平射出。已知出射光线与入射光线的间距为1.6r，则该元件的折射率为（）ABCD8如图所示，分别用1、2两种材料作为K极进行光电效应探究，其截止频率，若保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像正确的是（）ABCD9如图所示，一运动员从相同高度的A、B两位置先后抛出同一篮球，都直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A篮球从A、B两位置抛出时的A的动能大于B的动能B篮球从A位置抛出时的水平分速度比从B位置抛出时的水平分速度小C两次篮球从被抛出到落入篮筐，A克服重力做的功
5、更多D篮球从A位置抛出后的速度变化比从B位置抛出后的速度变化快10已知球面均匀带电时，球内的电场强度处处为零。如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，垂直于AB将带正电的球面均分为左右两部分，OA = OB。C、D为截面上同一直线上的两点，OC = OD。现移去左半球面只保留右半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布。下列说法正确的是（）AC点与D点电场强度大小相等方向相反BA点与B点电场强度大小相等、方向相反C将一正电荷从C点沿直线移到D点，电势能始终不变D将一正电荷从A点沿直线移到B点，电势能先增大后减小二、实验题11某实验小组同学利用图甲装置测量滑块（含遮光条）和砝码的质量，主要操作步骤如下
6、：打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨使其水平；用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示；用毫米刻度尺测量光电门1和光电门2之间的距离L；挂上槽码，调节定滑轮使细线与气垫导轨平行；打开气泵，由静止释放滑块，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和；依次在滑块上添加个砝码，重复实验。回答下列问题：（1）调节气垫导轨时，轻推滑块，若发现遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，应_直至气垫导轨水平；（2）遮光条的宽度_；（3）滑块运动的加速度_（用测量的物理量的符号表示）；（4）已知槽码和挂钩的总质量为，重力加速度为g，以放在滑块上的砝码数n为横坐标，滑块加速度a的倒数
7、为纵坐标作出图像，获得该图像的斜率为k，纵截距为b。由以上数据可得滑块和遮光条的总质量_，每个砝码的质量_。（用已知量的物理符号表示）三、解答题122021年12月25日，我国首个百万千瓦级海上风电项目三峡阳江沙扒海上风电场实现并网发电。与煤电相比，该风电项目每年可节约标准煤150万吨，减排二氧化碳400万吨。风力发电机的原理如图所示，发电机中的圆形线圈固定，磁体在叶片的驱动下绕线圈的对称轴OO以角速度匀速转动。设磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N、半径为R、总电阻为r。从磁场与线圈平面垂直开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值和瞬时值的表达式；（2）并网后，线圈
8、中的电流为I时，发电机的输出功率P。13如图所示，高为3L的绝热汽缸竖直放置在水平面上，汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。外界大气压强为，活塞横截面积为S，活塞与汽缸之间的最大静摩擦力为。当气体温度为时，活塞与汽缸底部的距离为L，且活塞恰好不下滑，活塞质量、电热丝的体积以及汽缸和活塞的厚度均不计，活塞在移动过程中与汽缸密闭性良好。（1）对缸内气体缓慢加热，求当活塞刚要向上滑动时缸内气体的温度；（2）继续对缸内气体缓慢加热，求当活塞恰好上升到汽缸顶部时缸内气体的温度。14如图所示的装置中，光滑水平杆固定在竖直转轴上，小圆环A和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴和环A，细线穿过小孔O
9、，两端分别与环A和小球B连接，线与水平杆平行，环A的质量为m，小球B的质量为2m。现使整个装置绕竖直轴以角速度匀速转动，环A与转轴间距离不变时，细线与竖直方向的夹角为37。已知重力加速度g，。求：（1）装置转动的角速度为时，细线OB的拉力T。（2）装置转动的角速度为时，细线OB的长度s。（3）若装置转动的角速度为，环A与转轴间距离再次不变，细线与竖直方向的夹角为53，此时弹簧弹力与角速度为时大小相等，求此时弹簧的弹力大小F。15质谱仪是一种测量带电粒子比荷的仪器，某型号质谱仪的内部构造如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形
10、磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R。带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比荷.不计带电粒子的重力。（1）若带电粒子为电子，已知电子的电荷量为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r；（2）若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为R，求该带电粒子的比荷及其在磁场中运动的时间t。参考答案：1C根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，这种粒子的质量数为4+9-12=1，电荷数为2+4-
11、6=0，即为中子。2CAB由题意得，膜内电场强度故AB错误；CD由电场力做功与电势差的关系得故C正确，D错误。3CA根据可得可知，卫星的向心加速度小于地球表面重力加速度，选项A错误；B卫星没有脱离地球的引力，则其发射速度一定小于11.2km/s，选项B错误；C倾斜同步卫星若某时刻经过赤道正上方某位置，经过半个周期，恰好地球也转了半个周期，因此又会经过赤道上方的同一位置，故该卫星在一个周期内有2次经过赤道上同一位置，故C正确。D第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项D错误。故选C。4B由于、与之间的夹角很小，所以小球从A点到B点和从B点到C点的运
12、动都可以看作是单摆运动，根据单摆周期公式有，所以，选项ACD错误，B正确。故选B。5A根据题意，导线在安培力作用下张紧成半圆，其有效长度等于2L，导线受到两个钉子的弹力和安培力，对导线根据平衡条件，解得，故选A。6A薄膜干涉现象发生的原因是肥皂膜在重力作用下产生上薄下厚的锥形，进而使得上下表面反射回来的光线发生干涉，太空中由于处于完全失重状态，肥皂膜上下表面平行，能发生干涉现象。但由于肥皂膜厚度均匀，不能看到干涉条纹。故选A。7A由光路的对称性与可逆性可知，激光束在胶囊元件中的光路如下图所示。设光线在半球处的入射角为，折射角为，则由折射定律得由几何关系得在三角形中，由正弦定理得结合三角公式，联
13、解可得折射角，折射率故BCD错误，A正确。故选A。8A根据光电效应方程，有光电管两端电压对光电子做负功，有联立，可得易知，图像的斜率为，截距为，依题意，入射光相同，且，可得，即实验所得两种材料的图线斜率小于零，相互平行，且材料1对应的图线的纵轴截距较大。故选A。9AAB研究两个过程的逆过程，可看成是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的A、B两点，因为两球抛射角相同，落到A点的球在运动过程中达到的最高点比落到B点的球在运动过程中达到的最高点要高，所以落到A点的球运动时间长，根据，可知落到A点的球竖直方向上的初速度大，根据，可知落到A点的球水平方向的分速度也大，则从A位置抛出的篮球水平
14、分速度大，且从A点抛出的球到达最高点的高度更高，则从A点抛出的球竖直方向分速度大，则从A点抛出的球速度就大，动能大，A正确，B错误；C两次篮球从被抛出到落入篮筐，篮球在竖直方向上的位移是相同的，则克服重力做功相同，C错误；D篮球在空中运动，忽略空气阻力，只受重力作用，速度变化快慢相等，D错误。故选A。10CA对于完整带电球面，在其内部AB的中垂面上各点场强为零，可知左右半球面在此中垂面上各点的场强等大反向，因左右半球面的电场关于中垂面对称，则左右半球面各自在中垂面上各点的场强方向均垂直于中垂面，则左半球面移走之后，右半球面在中垂面上各点场强均垂直于中垂面，由于C点与D点关于AB对称，则根据场强
15、的叠加原理可知，C点与D点电场强度大小相等方向相同，A错误；B将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在A点产生的电场强度大小分别为E1和E2；由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知E1 = E2根据对称性，左右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和E1，且E1 = E2在图示电场中，A的电场强度大小为E2，方向向左，B的电场强度大小为E1，方向向左，B错误；C对于完整带电球面，在其内部AB的中垂面上各点场强为零，可知左右半球面在此中垂面上各点的场强等大反向，因左右半球面的电场关于中垂面对称，则左右半球面各自在中垂面上各点的场强方向均垂直于中垂面，则左半球面移走之后，
16、右半球面在中垂面上各点场强均垂直于中垂面，则中垂面为等势面，将一正电荷从C点沿直线移到D点，电势能始终不变，C正确；D根据电场的叠加原理可知，在AB连线上电场线方向向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则沿直线从A到B电势升高，将一正电荷从A点沿直线移到B点，电势能一直增大，D错误。故选C。11 调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低； 0.220； ； ； （1）1遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，说明气垫导轨左侧偏低，应调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低；（2）2遮光条的宽度即游标卡尺的读数为（3）3滑块通过光电门1的瞬时速度为，通过光电门2的瞬时速度为由匀变速
17、直线运动规律得，解得（4） 45由牛顿第二定律得，化简得，所以图像的斜率为，所以每个砝码的质量为纵截距为，所以滑块和遮光条的总质量为12（1），；（2）（1）线圈中感应电动势的最大值，线圈中感应电动势的瞬时值（2）感应电动势的有效值，发电机的输出功率P=EII2r，13（1）1.5T0；（2）4.5T0（1）开始时，对活塞受力分析可知，当活塞刚要向上滑动时气体进行等容变化，解得T1=1.5T0（2）继续对缸内气体缓慢加热，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，气体进行等压变化，则，即，解得T2=4.5T014（1）2.5mg；（2）；（3）（1）装置转动的角速度为时，对小球B，由竖直方向的平衡可得，解得T=2.5mg（2）装置转动的角速度为时，对小球B，由牛顿第二定律可得，解得（3）装置转动的角速度为时，设OB的长度变为，对小球B，竖直方向和水平方向分别满足，联立解得设细线的长度为L，对圆环A，角速度为时，有角速度为时有，联立解得15（1）；（2）；（1）电子在电场中加速，由动能定理有，解得电子在磁场中做匀速圆周运动，由，解得（2）带电粒子到达Q点的轨迹如图所示由几何关系可得=60，类比有，解得带电粒子在磁场中运动的圆心角即=60，所以，周期，所以
