第 1 页 共 15 页绝密★启用前2021年普通高等学校招生全国统一考试全真模拟信息卷（四 ）物理部分第Ⅰ卷(选择题，共48分)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。
磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示，则( )甲 乙A ．从0～t 1时间内，导线框中电流的方向为a →b →c →d →aB ．从0～t 1时间内，导线框中电流越来越小C ．从0～t 2时间内，导线框中电流的方向始终为a →d →c →b →aD ．从0～t 2时间内，导线框bc 边受到的安培力越来越大 【答案】C【解析】由题图乙可知，0～t 2时间内，导线框中磁通量的变化率相同，故0～t 2时间内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba 方向，故A 错误，C 正确；从0～t 1时间内，导线框中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小恒定不变，故B 错误；从0～t 2时间内，磁场的变化率不变，则电路中电流大小恒定不变，由F ＝BIL 可知，F 与B 成正比，即先减小后增大，故D错误。
15.如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则()A．A、B间没有静摩擦力B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sin θD．A与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ【答案】D【解析】对物体B受力分析可知，B一定受重力、支持力，将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力；根据力的相互作用规律可知，A受到B 的静摩擦力应沿斜面向下，故A、B错误；对A、B整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mg sin θ，C错误；对A、B整体分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，由于匀速下滑，故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡，故2mg sin θ＝μ·2mg cos θ，解得μ＝tan θ，D正确。
16.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为()A．11 B．12 C．121 D．144【答案】D第 2 页共15 页第 3 页 共 15 页【解析】带电粒子在加速电场中运动时，有qU ＝12mv 2，在磁场中偏转时，其半径r ＝mvqB ，由以上两式整理得：r ＝1B2mU q 。
由于质子与一价正离子的电荷量相同，B 1∶B 2＝1∶12，当半径相等时，解得：m 2m 1＝144，选项D 正确。
17.如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m 的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M 的木块，现有质量为m 0的子弹以大小为v 0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )A ．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为m 0v 0m 0＋m ＋MB ．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M ＋m 0)gC ．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M ＋m ＋m 0)gD ．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 【答案】 C【解析】 子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，以v 0的方向为正方向，则m 0v 0＝(M ＋m 0)v 1，得v 1＝m 0v 0m 0＋M ，选项A 错误；子弹射入木块后的瞬间，F T －(M ＋m 0)g ＝(M ＋m 0)v 12L ，可知绳子拉力大于(M＋m 0)g ，选项B 错误；子弹射入木块后的瞬间，对圆环：F N ＝F T ＋mg >(M ＋m ＋m 0)g ，由牛顿第三定律知，选项C 正确；子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，选项D 错误． 18.如图所示，在等边三角形ABC 的两个顶点A 、B 处垂直于纸面固定两根互相平行的长直导线，导线中通以方向如图所示、大小相同的电流。
CE 垂直AB ，交点为D ，CD ＝DE ，E 未画出，现在三角形ABC 所在平面加一与CE 平行、磁感应强度大小为B 0的匀强磁场，使C 处的磁感应强度恰好为零。
三角形ABC 的中心为P (未画出)。
已知通电长直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小为B ＝kIr ，其中I 为通电长直导线中的电流，r 为该点到通电长直导线的距离，k 为常量，则下列说法正确的是( )第 4 页 共 15 页A ．A 处导线在C 处产生的磁场的磁感应强度大小为33B 0B ．E 点处磁场的磁感应强度大小为2B 0C ．A 、B 两处导线受到的安培力等大反向D ．P 处的磁感应强度是D 处的磁感应强度的23【答案】D【解析】根据安培定则可知，两通电长直导线在C 处产生的磁感应强度方向如图所示根据几何关系知其夹角为120°，合磁场的磁感应强度与一根导线在该处产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向垂直AB 向上，加一与CE 平行、磁感应强度大小为B 0的匀强磁场，使C 处的磁感应强度恰好为零，则一根导线在C 处产生的磁场的磁感应强度大小也为B 0，所加磁场方向垂直AB 向下，A 错误；结合右手螺旋定则及磁场的叠加知E 点的磁感应强度与A 、B 处的磁感应强度均为零，即A 、B 处导线不受安培力，B 、C 错误；设等边三角形ABC 的边长为a ，两根长直导线各自在D 处产生的磁场的磁感应强度大小均为2B 0，方向垂直AB 向上，则D 处磁感应强度大小为3B 0，根据几何关系知AP ＝32a ×23＝33a ，P 点处的磁感应强度大小B P ＝2kIAP·cos 30°－B 0＝2B 0，D 正确。
19.用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流的大小与入射光的强度、频率等物理量的关系。
图中A 、K 两极板间的电压大小可调，电源的正、负极也可以对调。
分别用a 、b 、c 三束单色光照射K ，调节A、K 间第 5 页 共 15 页的电压U ，得到光电流I 与电压U 的关系如图乙所示。
由图可知( )甲 乙A ．单色光a 和c 的频率相同，但a 更强些B ．单色光a 和c 的频率相同，但c 更强些C ．单色光b 的频率大于a 的频率D ．单色光b 的频率小于a 的频率 【答案】AC【解析】根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eU c ＝12mv 2，由爱因斯坦光电效应方程有12mv 2＝hν－W 0，又a 、c 图线与横轴交于同一点，可知单色光a 和c 的频率相同，由于a 的饱和光电流大于c 的，说明单色光a 照射K 产生的光电子数目大于单色光c 照射K 产生的光电子数目，所以单色光a 更强些，选项A 正确，B 错误；根据遏止电压与光电子最大初动能的关系有eU c ＝12mv 2，又U 2>U 1，可知单色光b 照射K 产生光电子的最大初动能大于单色光a 照射K 产生光电子的最大初动能，由爱因斯坦光电效应方程有12mv 2＝hν－W 0，可知单色光b 的频率大于单色光a 的频率，选项C 正确，D 错误。
20.如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m ．选择地面为参考平面，上升过程中物体的机械能E 机随高度h 的变化如图乙所示．g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.则( )A ．物体的质量m ＝1.0 kgB ．物体与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.80C ．物体上升过程中的加速度大小a ＝10 m/s 2D ．物体回到斜面底端时的动能E k ＝10 J第 6 页 共 15 页【答案】：ACD【解析】：物体上升到最高点时，E ＝E p ＝mgh ＝30 J ，得m ＝1.0 kg ，物体损失的机械能ΔE 损＝μmg cos α·h sin α＝20 J ，得μ＝0.50，A 正确，B 错误．物体上升过程中的加速度大小a ＝g sin α＋μg cos α＝10 m/s 2，C 正确．下降过程摩擦生热也应为20 J ，故物体回到斜面底端时的动能E k ＝50 J －40 J ＝10 J ，D 正确．21.中国科学院云南天文台研究人员在对密近双星半人马座V752进行观测和分析研究时，发现了一种特殊双星轨道变化的新模式，这种周期的突变有可能是受到了来自其伴星双星的动力学扰动，从而引起了两子星间的物质交流，周期开始持续增加。
若小质量子星的物质被吸引而转移至大质量子星上(两子星质量和恒定)，导致周期增大为原来的k 倍，则下列说法正确的是( ) A ．两子星间的万有引力增大B ．两子星的间距增大为原来的23k 2倍 C ．两子星间的万有引力减小D ．两子星的间距增大为原来的3k 2倍 【答案】CD【解析】m 1<m 2，在质量未转移前有G m 2R 20＝r 14π2T 20 ①，G m 1R 20＝r 24π2T 20 ②，r 1＋r 2＝R 0 ③，联立解得Gm 1＋m 2R 20＝R 04π2T 20，质量转移后有G m 2＋Δm R 2＝r 114π2T 2 ④，G m 1－Δm R 2＝r 214π2T 2 ⑤，r 11＋r 21＝R ⑥，联立解得G m 1＋m 2R 2＝R 4π2T 2，又T ＝kT 0，解得R ＝3k 2R 0，B 项错误，D 项正确；质量未转移时万有引力为G m 1m 2R 20，质量转移后万有引力为G (m 2＋Δm )(m 1－Δm )R 2＝G m 1m 2＋(m 1－m 2)Δm －(Δm )2R 2，比较可得两子星间的万有引力减小了，A项错误，C 项正确。
第Ⅱ卷二、非选择题：共62分，第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。
第33～34题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共47分。
第 7 页 共 15 页22.（6分）如图甲是验证机械能守恒定律的实验装置。
小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定。