核心素養(yǎng)卷（04） 決勝2021年新高考物理核心素養(yǎng)卷（重慶專用）（解析版）

2021年重慶市新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（04）

一、單項選擇題:本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題

目要求的。

1.一個原子核在中子的轟擊下發(fā)生裂變反應，其裂變方程為^U+；nfX+；：Sr+2；n則下列說法正

確的是（）

A.X原子核中含有86個中子

B.X原子核中含有141個核子

C.因為裂變釋放能量，X原子核的比結合能應比jfu原子核的小

D.因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以裂變后的總質量數(shù)減少

【答案】A

【解析】A.根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)寸恒有，X原子核的質子數(shù)為92-38=54,X原子核的質量數(shù)為

235+1—94—2=140,故X原子核的中子數(shù)為140—54=86,故A正確；

B.有選項A的分析中可知，X原子核中含有140個核子，故B錯誤；

C.比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，/U原子核裂變得到X原子核，說明X原子核比自U原子核穩(wěn)定，即

X原子核的比結合能應比北5U原子核的大，故C錯誤；

D.因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以裂變后的總質量減少，但質量數(shù)不變，故D錯誤。

故選Ao

2.a、沙兩物體從同一地點同時出發(fā)，沿相同方向運動。圖甲是“做勻加速直線運動的XY圖像，圖乙是6

做勻減速直線運動的X-V2圖像。則下列說法正確的是（）

A./=1.25s時兩物體速度相等

B.前2s內兩物體間距離一直在變大

C.U0時刻，”的速度為2m/s,〃的速度為12.5m/s

D.a的加速度大小為4m/s2,b的加速度大小為8m/s2

【答案】A

【解析】A.圖甲可看出〃做初速度為零的勻加速直線運動，則有

12

Xa=］卬

將圖甲的兩點(1,2),(2,8)兩點代入解得：G=4m/s2,則

va=卬=4/

圖乙中h做初速度為10m/s的勻減速直線運動，根據(jù)

O-v2=2a24

解得<72=-4in/s,則

vb=v0+a2t=10-4r

由此分析：r=1.25s時

va=5m/s,vb=5m/s

故A正確；

B.a做初速度為零的勻加速直線運動,〃做初速度為10m/s的勻減速直線運動，因此一開始b在a前，匕<以，

此時時間距離變大，當匕=以時，即占1.25s時而間距離達到最大，之后也>%,而間距離將變小，故B

錯誤；

C.U0時刻，”的速度為0,b的速度為10m/s,故C錯誤；

D.由上分析可知。的加速度大小為4m/s2,人的加速度大小也為4m/s2,故D錯誤。

故選A。

3.高空拋物現(xiàn)象被稱為“懸在城市上空的痛近年來，高空墜物致人傷亡的案例不斷見諸報端，很小的物

體從高處墜落也可能對人造成嚴重的傷害。設一個50g的雞蛋從16樓的窗戶自由落下，相鄰樓層的高度差

約為3m,雞蛋撞擊地面的時間約為3x1。--。不計空氣阻力，雞蛋對地面的平均沖擊力大小約為

(g=10m/s2)()

A.300NB.400NC.50()ND.600N

【答案】C

【解析】雞蛋從高空下落，根據(jù)機械能守恒有

mgh>=—1mv^2

得

v-30m/s

以向下為正方向，由動量定理，有

-Ft+mgt=O—mv

得

F?-500N

故選C。

4.如圖所示，光滑水平面上放置質量分別為，"、2根和3，〃的三個木塊，其中質量為2，"和3〃?的木塊間用

一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為?，F(xiàn)用水平拉力B拉其中一個質量為3%的木塊，使三

個木塊以同一加速度運動，則以下說法正確的是（）

[771

A.質量為2m的木塊受到四個力的作用

B.當尸逐漸增大到了時，輕繩剛好被拉斷

C.當尸逐漸增大到1.5T時，輕繩還不會被拉斷

2

D.輕繩剛要被拉斷時，質量為機和2〃?的木塊間的摩擦力為一T

3

【答案】C

【解析】A.對質量為2/n的木塊受力分析可知，受重力、地面對木塊的支持力、質量為〃，的木塊的壓力和

摩擦力，輕繩對木塊的拉力共5個力，A錯誤；

BC,由輕繩能承受的最大拉力T,有

T=3ma

解得

T

a-——

3m

由整體可知

T

F=6，"a=6〃?x----=27

3m

B錯誤，C正確；

D.質量m和2,”的木塊間的摩擦力

TT

Ff=ma=mx-----=—

3m3

D錯誤。

故選C。

5.如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內壁放另一個圓環(huán)形電極接電源的

正極做“旋轉液體實驗“，其中蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小B=0.2T,

磁鐵上方為S極。電源的電動勢E=6V,內阻未知，限流電阻Ro=4.8C。閉合開關S后，當導電液體旋轉穩(wěn)

A.從上往下看，液體順時針旋轉

B.玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=7.0C

C.液體消耗的電功率為1.75W

D.1分鐘內，液體里產生的熱量為105J

【答案】C

【解析】A.由于中心放一個圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極接電源的正極，在電

源外部電流由正極流向負極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場方向豎直向匕由左手定則

可知，導電液體受到的安培力沿逆時針方向，因此液體沿逆時針方向旋轉，故A錯誤；

B.對于非純電阻元件，不滿足歐姆定律，Rw?=7.0Q,B錯誤；

C.液體消耗的電功率

P=W=1.75W

C正確；

D.1分鐘電流做功為

W="=1.75x60=105W

由能量守恒可知電流做功轉化為熱能和液體的轉動動能，因此1分鐘內液體里產生的熱量小于U〃=105J,

D錯誤。

故選Co

6.均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場。如圖所示，半球面AB上

均勻分布著正電荷，總電荷量為4,球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心。的直線，在直線上有M、N

兩點，而=而=2/?。已知N點的場強大小為E,靜電力常量為則M點的場強大小為（）

CMND

【答案】A

【解析】假設在O點的右側存在一個與半球面AB完全相同的半球面AB'兩球面組合成一個完整的球面,

則完整球面在N點產生的電場強度大小為

根據(jù)電場的矢量疊加原理可得，半球面人8'在％點產生的場強大小為3-E,則根據(jù)對稱性可知，半球

2R2

面AB在M點的場強大小也為旦-E.

2R2

故選A。

7.某國產汽車輸出的最大功率為Po,試車員駕車在某段平直路面上由靜止開始做加速度為a的勻加速直線

運動，汽車受到的阻力恒為人已知試車員和汽車的總質量為機，從啟動到剛開始以最大功率勻速運動用時

為3則（）

A.汽車做勻加速直線運動時牽引力逐漸增大

B.汽車做勻加速直線運動時發(fā)動機輸出功率與時間成正比

C.汽車做勻加速運動所用的時間為戰(zhàn)

fa

D.汽車的最大速度為

【答案】B

【解析】A.汽車做勻加速直線運動過程中，由牛頓第二定律

F—f=ma

可得

F=f+ma

故牽引力恒定，選項A錯誤；

B.汽車做勻加速直線運動時

P-Fv-(f+ma)at

選項B正確：

C.根據(jù)

R=Fv

可得勻加速能達到的最大速度為

F/+ma

汽車勻加速達到最大速度所用的時間

I——―--------------

a(/+md)a

選項C錯誤；

D.當牽引力等于阻力時達到最大速度，此時

v=媼

f

選項D錯誤。

故選B,

二、多項選擇題:本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要

求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有錯選的得()分.

8.如圖所示，A、B球的質量相等，彈簧的質量不計，傾角為6的斜面光滑，系統(tǒng)靜止，彈簧與細線均平

行于斜面，在細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是()。

A.B球的受力情況未變，瞬時加速度為零

B,兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下，大小均為gsin。

C.A球的瞬時加速度沿斜面向下，大小為2gsin6

D.彈簧有收縮的趨勢，B球瞬時加速度向上，A球的瞬時加速度向下，兩球的瞬時加速度都不為零

【答案】AC

【解析】設兩球的質量均為〃?，對B分析，知彈簧的彈力

F=mgsin0

當燒斷細線的瞬間，彈簧的彈力不變，隔離對B分析，B的受力情況不變，合力為零，則瞬時加速度為零。

對A,根據(jù)牛頓第二定律得

F+m^sin.?

a=------------=2gsin0

Am

方向沿斜面向下，故AC正確，BD錯誤。

故選AC。

9.2020年7月23日，中國“天問一號”探測器發(fā)射升空并成功進入預定軌道，開啟了火星探測之旅，我國

邁出了自主開展行星探測的第一步。已知火星的質量約為地球質量的,，火星的半徑約為地球半徑的g,

92

地球表面的重力加速度為g。下列說法中正確的是（）

4

A.火星表面的重力加速度約為6g

B.火星的平均密度為3一

3兀G

C.火星探測器環(huán)繞火星做圓周運動的最大速度約為地球第一宇宙速度的注倍

3

D.火星探測器的發(fā)射速度應介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

【答案】ACD

【解析】A.根據(jù)

解得

GM

g-

R

R2

則

gM^知

2

地G

--=MX

gr尊

火x

則

4

g-g

火9-

A正確；

B.根據(jù)

3gg

火

火

火

=4--

R34TIGR火3兀GR

3-

B錯誤；

C.根據(jù)

v2

m—=mg

則第?宇宙速度為

v=JgR

則

V

地

丫火

解得

V2

=----V

3地

火星探測器環(huán)繞火星做圓周運動的最大速度約為地球第一宇宙速度的變倍，C正確;

3

D.地球的第一宇宙速度是指在地球表面運行的衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度，第二宇宙速度是衛(wèi)星脫離地球

引力束縛的最小發(fā)射速度，火星探測器脫離地球引力的束縛，仍受太陽引力的束:縛，故火星探測器的發(fā)射

速度應介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間，D正確。

故選ACD。

10.在傾角為6的斜面上固定兩根足夠長且間距為L的光滑平行金屬導軌P。、MN,導軌處于磁感應強度

為8的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下。有兩根質最分別為如和他的金屬棒a、b,先將“棒垂直

于導軌放置，用跨過光滑定滑輪的細線與物塊C連接，連接a棒的細線平行于導軌，由靜止釋放c,此后某

時刻，將6也垂直于導軌放置。此刻起a、c做勻速運動而6靜止，a棒在運動過程中始終與導軌垂直，兩

棒與導軌接觸良好，導軌電阻不計，則（）

A.物塊c的質量是機isin。

B.6棒放上導軌后，1棒中電流大小是‘々gsm'

BL

C.6棒放上導軌前，物塊c減少的重力勢能等于。、。增加的動能

D.b棒放上導軌后，。棒克服安培力所做的功等于。、匕兩棒上消耗的電能之和

【答案】BD

【解析】A.由人平衡可知，安培力大小

F.；i=tn^gsin0

由“平衡可知

%=七+機2gsinO

由c平衡可知

聯(lián)立解得物塊C的質量為

m.=（町+m,）sin。

故A錯誤：

B.6棒放上導軌后，根據(jù)b棒的平衡可知

F.安-m2gsin8

又因為

F^=BIL

可得萬棒中電流大小是

mgs\nO

1—2

BL

故B正確；

C.b放上導軌之前，根據(jù)能量守恒知物塊c減少的重力勢能等于。、c增加的動能與a增加的重力勢能之和，

故C錯誤；

D.）棒放上導軌后，〃棒克服安培力所做的功等于“、人兩棒上消耗的電能之和，故D正確。

故選BD。

三、非選擇題:共57分。第11?14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15?16題為選考題，考生根

據(jù)要求作答。

（-）必考題:共45分。

11.某同學用圖1所示的裝置研究小車做勻變速直線運動的特點。

（1）實驗中，除打點計時器（含交流電源、紙帶、復寫紙）、小車、平板和重物外，在下面的器材中，必

須使用的是（選填選項前的字母）。

A.刻度尺B.秒表C.天平D.彈簧測力計

（2）下列實驗步驟的正確順序是（用字母填寫）。

A.關閉電源，取下紙帶

B.將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連

C.把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔

D.接通電源后，放開小車

（3）實驗中獲得的一條紙帶如圖2所示，在紙帶上依次取。、A、B、C、D……若干個計數(shù)點，利用

實驗數(shù)據(jù)計算出打點時小車的速度上以口為縱坐標，，為橫坐標，做出如圖3所示的V-/圖象。根據(jù)圖象

求出小車的加速度a=_____m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

【答案】ACBDA1.44

【解析】（1）[1]A.需要用刻度尺測量計數(shù)點之間的距離處理數(shù)據(jù)，故A需要;

B.打點計時器有計時功能，所以不需要秒表，故B不需要;

C.本實驗是研究勻變直線運動的特點，只讓小乍做勻加速即可，不需要測量質量，所以天平不需要，故C

不需要;

D.本實驗是研究勻變直線運動的特點，只讓小車做勻加速即可，不需要測量力，所以彈簧測力計不需要,

故D不需要。

故選A?

（2）[2]根據(jù)實驗原理以及實驗過程，先安裝儀器，然后接通電源放開小車進行實驗，最后關閉電源，取下

紙帶數(shù)據(jù)處理，則下列實驗步驟的正確順序是DCBA。

（3）[3]根據(jù)圖像可得

包二"2mzs2r44mzs2

AZ0.50

12.在測量金屬絲R的電阻率實驗中，提供：待測金屬絲的長度為60~70cm,直徑在0.5~lmm之間，電阻

約1?2Q；滑動變阻器R阻值為0?20。；電流表量程有0.6A和3.0A,內阻小于1C；電壓表量程有3.0V和

6.0V；兩節(jié)干電池，其他實驗儀器可自選。

（1）測量金屬絲直徑的儀器最好選,理由是,

012345678910

Bc

(2)實驗要求：測量此金屬絲電阻率的精確度盡可能高一些。下面是四位同學選擇合適的實驗儀器所構成的

實驗電路，你認為最符合要求的是

(3)該實驗中電流表選擇的量程是

(4)實驗中金屬絲的長度為心直徑為“，某次電流表的示數(shù)為/,電壓表的示數(shù)為a請用上述物理量推出

該金屬絲電阻率的計算表達式.

【答案】B精度更高C3A坐匚

4IL

【解析】金屬絲的半徑較小，使用螺旋測微器來進行測量，能使測量的精度更高，故儀器選B。

(2)[3]由于待測電阻的阻值是一個小電阻，故采用電流表外接法，且待測電阻的阻值小于滑動變阻器的最大

阻值，故采用限流式接法，故選C。

(3)[4]兩節(jié)干電池的電動勢為3.0V,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過待測電阻的最大電流為

.E3.0.__.

4皿=—=—A=30A

故該實驗中電流表選擇的量程是3.0A。

(4)⑸根據(jù)

R=—,/?=匹

IS

及

聯(lián)立解得

7rUd2

P=4〃

13.如圖甲所示，一個質量為0.6kg的小球以某一初速度從P點水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點的切

線方向進入圓弧(不計空氣阻力，進入圓弧時無機械能損失).己知圓弧的半徑R=0.3m,0=60。,小球到達A點時

的速度VA=4m/s.g取度m/s2,求：

(1)小球做平拋運動的初速度vo.

(2)P點與A點的高度差h.

(3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力

【答案】(1)2m/s；(2)0.6m；(3)8N,方向豎直向上.

【解析】試題分析：小球恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧，根據(jù)速度的分解可以求出初速

度w；P至A的過程由動能定理得P點與4點的高度差；選擇從A到C的運動過程，運用動能定理求出C

點速度，再根據(jù)向心力公式求出小球在最高點C時對軌道的壓力.

(D速度分解如圖所示

由平拋運動規(guī)律得

vo=Vx=VACOS0=2m/s

(2)小球由尸至4的過程由動能定理得

mgh=^mv^

得/?=0.6m

(3)小球從A點到C點的過程中,由動能定理得

1212

-mgR(\+cos^)=—mvc——mvA

得％=V7m/s

mv2

小球在C點時由牛頓第二定律得F+mg=c

NCR

得%=8N

由牛頓第三定律得

FNC'=FNC=8N,方向豎直向上.

14.如圖所示，在傾角230°的絕緣光滑斜面上，固定兩根平行光滑金屬導軌，間距/=0.4m,下端用阻值

R=0.8C的電阻連接。質量〃?=0.2kg、電阻止0.2C、長為/的導體桿垂直放置在導軌上，兩端與導軌始終接

觸良好。整個裝置放置在垂直于斜面向上的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T。某時刻用平行于導軌向上的

推力尸作用在桿的中點，使桿從靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度“=0.5m/s2,2s以后，推力大小恒

為0.8N,桿減速運動了0.45m,速度變?yōu)?,不計導軌電阻，取g=10m/s2,求：

⑴，=2s時，克服安培力做功的功率；

(2)桿做減速運動的整個過程中，電阻R產生的熱量。

【答案】(1)尸=4X10-2W：⑵。1=8X10-3J

【解析】(l"=2s時，設桿的速度為口感應電動勢為E,電流為/,安培力為尸安，有

E

v-at,E=Blv./=――,BIL

R+r

設克服安培力做功的功率為P，有

聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)解得

P=4xl(f2w

(2)設導體桿減速運動的位移為s,克服安培力做功為唯，由動能定理得

2

Fos—mgssin0—W安=0——mv

在桿減速運動過程中，設電阻R和/?產生的熱量分別為2和。2,有

%=0+02

&=￡

Qr

聯(lián)立相關方程，代入數(shù)據(jù)解得

0,=8xlO-3J

15.如圖，兩根形狀相同、足夠長的光滑金屬導軌固定，相互平行，間距為L,兩連接點。、6連線垂直于

所有導軌，左底端接有阻值為R的電阻。傾斜導軌所在平面與水平面夾角為。，平面內有磁感應強度為用、

方向垂直于平面向上的勻強磁場；水平導軌在同一水平面，所在區(qū)域有磁感應強度為^2、方向豎直向上的

勻強磁場。阻值為R、質量為"?的相同導體桿A、B,A在傾斜導軌上，8在水平導軌上，都垂直于導軌。

開始時，A以初速度%開始沿傾斜導軌向上滑行，3在外力作用下保持靜止；A上滑通過距離x到達最高點

時(此時A仍在傾斜導軌上)，B瞬間獲得一個水平初速度并在外力作用下以此速度做勻速直線運動(B

始終在水平導軌上并保持與導軌垂直)，4恰能靜止在傾斜導軌上。求：

(1)在A上滑的過程中，電阻R上產生的熱量；

(2)8做勻速運動速度的方向、大??；

(3)使B做勻速運動的外力的功率。

恪案“也人浮畛⑵八鴛詈，方向向右；⑶人色浮

【解析】(1)當A上滑到最高點時，速度減為零，設電路中產生的總熱為?？?，由能量守恒

^mvl=mgxsm0+Q&

由于8與R并聯(lián)后與A串聯(lián)，設電阻上產生的熱量為Q,則

0%總

0

解得

_mv[-2〃2g%sin0

12

(2)要使A靜止在傾斜導軌上，受到的安培力沿傾斜導軌向上，根據(jù)右手定則、左手定則，B做勻速運動速

度的方向向右.

設3桿勻速運動的速度大小為v,其中的感應電動勢為E,流過A桿的電流為流過B桿的電流為A，

E=B2LV

[2=E

R+-R

2

XL

mgsin0=5/L

解得

_3mgRsin0

B&2f

(3)使B做勻速運動的外力大小為F,做功的功率為P,則

F=B2I2L

P=Fv

解得

6m2g2/?sin20

B/

(-)選考題:共12分。請考生從第15題和第16題中任選一題作答，若兩題都做，則按所做的第一題記

分。

16.[選修3-3](12分)

(1).下列說法正確的是()

A.決定封閉理想氣體壓強大小的是，分子密集程度和分子的平均動能

B.決定理想氣體壓強的是，分子平均動能和分子種類

c.質量相同的o℃的水和o℃的冰具有相同的內能

D.一定質量的理想氣體絕熱自由膨脹過程，內能一定減少

【答案】A

【解析】AB.氣體壓強跟分子平均動能和分子密集程度有關，選項A正確，B錯誤；

C.0℃的冰熔化成水時要吸熱，所以水的內能要比同質量的冰大，選項C錯誤：

D.因氣體絕熱自由膨脹，不受外界阻力，所以外界不對氣體做功，也沒有熱交換，由熱力學第一定律可知,

氣體內能不變，選項D錯誤。

故選Ao

（2）.如圖所示，橫截面積S=100cm2的容器內，有一個用彈簧和底面相連的活塞，活塞的氣密性良好，

當容器內氣體的溫度Ti=300K時，容器內外的壓強均為po=LOxlO5pa,活塞和底面相距Li=10cm,彈簧

勁度系數(shù)k=1000N/m；在活塞上放物體甲，活塞最終下降d=2cm后保持靜止，容器內氣體的溫度仍為Ti

=300K.活塞質量及活塞與容器壁間的摩擦均不計，取g=10m/s2.

①求物體甲的質量mi；

②在活塞上再放上物體乙，若把容器內氣體加熱到T2=330K,系統(tǒng)平衡后，活塞保持放上物體甲平衡后的

位置不變，求物體乙的質量m2.

【答案】27kg；12.5kg

【解析】①活塞上放上物體甲后，系統(tǒng)穩(wěn)定后氣體的壓強為：

-kd

P=Po+上、—

kJ

容器內的氣體做等溫變化，則有：

poL\S=p（Li-J）S

解得：mi=27kg；

②設活塞上再放上物體乙時，系統(tǒng)穩(wěn)定后氣體的壓強為“，容器內的氣體做等容變化，

則有：~=~

XT2

由平衡條件，則有：加2g=（P'-P）S

解得：m2=12.5kg

17.[選修3-4]（12分）

（1）.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質點P以該時刻之后2秒為計時起點的振動圖像,

下列說法不正確的是（）

A.該橫波向左傳播

B.該波的波速為4m/s

C.從r=2s至!k=6s內，P質點沿X軸向右平移1.6m

D.從，=