2021届山西省临汾市高考物理模拟试卷(含答案解析)

2021届山西省临汾市高考物理模拟试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.一个中子和一个质子能结合成笊核，结合这一事实，下列说法正确的是（）

A.核子结合成原子核时，一定要放出能量

B.核反应中放出的电磁波，可称之为X射线

C.发生这一反应的过程中，出现了质量亏损，因此核反应前后质量数不守恒

D.这一核反应的过程中，有质量转化为能量，因此总能量增加

2.在光滑斜面上，一个小物块在平行斜面的力尸作用下运动，小物块在0〜%时

间内运动的u-t图象如图所示，以沿斜面向上为正，则在0〜内，下列说法

正确是的（）

A.小物块一直做减速运动

B.作用力产不变

C.小物块的平均速度为乎

D.小物块的加速度为由

3.如图所示为某汽车大卖场测试汽车过拱形桥性能的场景，若拱形桥简

化为圆弧形桥，测得圆弧两底端间的水平距离为24m,圆弧顶离地面

的高为6m,重力加速度为10m/s2,汽车行驶到桥顶时对桥的压力恰

好为零，则汽车在桥顶时速度的大小为（

A.5y/2m/sB.5V6m/sC.10m/sD.15m/s

4.一辆汽车以24m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为6m/s2,那么开始刹车起，5s

内汽车通过的位移大小为（）

A.45mB.48mC.144mD.195m

5.如图所示，两个半径不同内壁光滑的半圆轨道，固定于地面，一小球A0B

先后从与球心在同一水平高度上的人B两点，从静止开始自由滑下，,

通过最低点时，下述说法错误的是（）

A.小球对轨道底部的压力相同B.小球对轨道底部的压力不同

C.速度大小不同，半径大的速度大D.向心加速度的大小相同

二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）

6.如图所示是一个小型电风扇电路简图，其中理想变器的原、副线圈的匝数]

比为22：1,原线圈接电压为17=2201/的交流电源，输出端接有一只电阻y”:®

为R=100的灯泡L和风扇电动机D,电动机线圈电阻为r=20.接通电源后，~5'——

电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为/=14则下列说法正确的是（）

A.风扇电动机。两端的电压为2V

B.理想变压器的输入功率为10W

C.风扇电动机。输出的机械功率为8匹

D.若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为卷4

7.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前4s内做匀加速直线运动，4s末达到额定功率，之后保

持额定功率运动，其u-t图象如图所示。已知汽车的质量为巾=3xICPkg,汽车受到的阻力

为车重的0.2倍，g取10m/s2,则（）

tW（m・s-1）

Vmax1j£

04t/s

A.汽车的最大速度为20m/s

B.汽车的额定功率为180kW

C.汽车在前4s内的牵引力为1.5xIO，2

D.汽车在前4s内牵引力做的功为3.6x1。5/

8.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电b\

\、

势差相等，实线为一带负电的离子仅在电场力作用下通过该区域时的«二•一_

运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）K'、、

A.三个等势面中，a的电势最高B.离子通过P点时电势能

较大

C.离子通过P点时动能较大D.离子通过P点时加速度较大

9.下列说法正确的是（）

A.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大

B.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大

C.一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升

局而减少

D.水的饱和汽压随温度的升高而增大

E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

三、填空题(本大题共1小题，共4.0分)

10.一列横波波形如图所示.这列波振幅为cm；波长为y/cm

TH.经过2秒4质点第一次回到平衡位置，则这列波的周期为

s；频率为Hz；波速为m/s.

四、实验题(本大题共2小题，共15.0分)

11.(1)某同学用如图1所示的实验装置探究合外力做功与小车动能变化的关系.a为小车，b为打点

计时器，c为弹簧秤，d为平放在水平桌面上的长木板，e为小钩码.该同学实验后利用纸带进行

位移的测量及速度的计算.

①实验中该同学还需要做的是

A.测出小车的质量及记录弹簧秤的读数

员测出小钩码的质量及记录弹簧秤的读数

C.测出小钩码的质量、小车的质量及记录弹簧秤的读数

②若该同学通过正确计算后发现小车所受合外力做的功明显大

于小车动能的变化量，你认为主要原因是受影响，实验操作中改进的措施是.

(2)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所使用的电流表内阻约为几欧姆，电压表的内阻

约为十几千欧.根据实验所测8组数据，在图2甲所示/-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯

泡的伏安特性曲线.

①请根据你的判断在虚线框中画出实验电路图，并根据电路图在图2乙中连线将实物图补充完整.

②根据图甲可确定小灯泡功率P与t/2和仔的关系图象，其中正确的是

ABCD

③若将被测小灯泡与一定值电阻R和电源组成如图丙所示的电路，已知电源电动势为6.0V,内阻1.00.

现测得电路中的电流为0.404则定值电阻R所消耗的电功率约为IV.

12.某实验小组利用如下实验器材测量干电池的电动势和内阻。

A彳寺测干电池两节，每节电池电动势约为1.5匕内阻约几欧

B.直流电压表匕、彩，内阻约为3ko

C阻值为50的定值电阻岛

。.滑动变阻器R

E.导线和开关

(1)根据图甲所示的电路原理图，完成图乙所示的电路实物图的连接。

(2)实验中移动滑动变阻器的滑片，读出电压表匕、瞑的多组数据如表格所示，请在图丙所示的坐标

纸中描绘出生-出图象。

实验次数123456

Ui/N1.651.501.321.000.680.46

4/N2.152.212.322.502.692.76

(3)根据描绘出的Ui-外图象，两节干电池的总电动势6=V,总内阻2(计算结果

保留三位有效数字)

五、计算题(本大题共4小题，共52.0分)

13.如图所示，在光滑水平面上运动的物体，刚好能越过一个倾角为a的固定在水平面上的光滑斜面

做自由落体运动，落地时的速度为功不考虑空气阻力及小球滚上斜面瞬间的能量损失，则求小

球在斜面上运动的时间以及斜面的长度？

14.如图所示，质量为M的足够长的金属导轨MPQN放在光滑的绝缘水平面上，MP.QN平行且间

距为L,质量为m的导体棒ef垂直放置在导轨上，接入电路中的电阻为R,棒与导轨间的动摩擦

因数为〃，且始终接触良好。其右侧有两个固定于水平面的光滑立柱c、d,且PQdc构成正方形。

导轨PQ段电阻为九开始时，以cd为边界(图中虚线所示)，其右侧空间存在着方向竖直向下的

匀强磁场，cd右侧的导轨除PQ段以外的电阻为零；其左侧导轨单位长度的电阻为品，匀强磁场

水平向右，磁感应强度大小均为B,在t=0时，一水平向右的拉力尸垂直作用在导轨的PQ边上，

使导轨由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度取g。求：

(1)回路中磁通量的增加量随时间的变化规律；

(2)若导轨运动过程中导体棒ef对导轨压力始终大于零，求［=t］时导体棒e/对轨道的压力大小；

(3)在(2)的条件下，若在某一过程中导轨动能增加量为△Ek，导轨克服摩擦力做功为W,求回路中

产生的焦耳热Q。

15.如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，面积分别为a=20cm2,

S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M的重物C

连接，静止时气缸中的空气压强Pi=温度7i=600K,气缸两部分的气柱长均为L.已

知大气压强Po=latm=1x105Pa,取g=10m/s2,缸内空气可看作理想气体，不计摩擦.求：

①重物C的质量M是多少？

②降低气缸中气体的温度，活塞4将向右移动，在某温度下活塞4靠近。处时处于平衡，此时缸内气

体的温度是多少？

16.如图所示，放置于真空中半径为R的半圆柱形玻璃棱柱的平面镀银成为平面镜，0P为垂直于平

面镜的半径，在其延长线上S点有一个可发出细光束的光源，0S=6R，4为柱面上的一点，4、

0、p、S所在平面垂直于圆柱的母线，4。与0P所成夹角a=30。，从S点发出的入射到4点的细

光束经圆柱折射和平面镜反射后刚好能沿4s返回到S点。求：

I.玻璃的折射率；

口.这束光线从S点发出后返回到S点所经历的时间。

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、核子结合成原子核时，有质量亏损，放出能量，故A正确；

B、核反应中放出的电磁波，可称之为y射线，故B错误；

C、释放能量，出现质量亏损，但是质量数仍然守恒，故C错误；

。、原子核反应过程中的质量亏损现象，以能量形式释放，不违背了能量守恒定律，故。错误：

故选：力。

轻核聚变有质量亏损，向外放出能量；

核反应返程满足质量数守恒；

根据爱因斯坦质能方程判断反应前后的质量关系；

解决本题的关键知道轻核聚变有质量亏损，向外放出能量，反应过程中满足质量数和电荷数守恒，

基础题。

2.答案：B

解析：解：2、由图象可知，小物块先沿正方向做匀减速运动，后沿负方向做匀加速运动，故A错

误；

8、v-t图象的斜率表示加速度，根据速度图象可知在0〜环内小物块的加速度不变，根据牛顿第二

定律可知受力情况不变，故作用力尸不变，故B正确；

C、小物块的加速度不变，做匀变速直线运动，平均速度的大小为/="。+(十。)=也,故C错误；

24

。、小物块的加速度大小等于图象的斜率，则有：a=|丝|-如=吗故。错误。

11

Att02t0

故选：Bo

根据图象能直接分析出小物块的运动情况；根据小物块的运动情况分析加速度，由此分析作用力；

小物块做匀变速直线运动，根据平均速度公式求平均速度；根据图象的斜率求加速度。

本题是速度-时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道图象的斜率表示加速度，物体做加速直线

运动时，加速度与速度方向相同，物体做减速直线运动时，加速度与速度方向相反。

3.答案：B

解析：解：设圆弧半径为R，根据几何关系，有：R2=(/?-6)2+122,

解得：R=15m

汽车行驶到桥顶时对桥的压力恰好为零，重力完全提供其向心力，根据牛顿第二定律:

mg=m—.

代入数据解得：v=5V6m/s

故B正确，ACO错误。

故选：B。

先根据几何关系求出圆弧形桥的半径，在最高点，汽车行驶到桥顶时对桥的压力恰好为零，说明重

力完全提供其向心力，根据牛顿第二定律可以求出汽车在桥顶时速度的大小。

本题考查了向心力、牛顿第二定律等知识点。汽车在竖直面内做圆周运动时向心力的来源是解决题

目的重点，分析清楚哪一个力做为向心力，再利用向心力的公式可以求出来，必须要明确的是当汽

车恰好能过最高点时，只有重力作为向心力，此时汽车行驶到桥顶时对桥的压力恰好为零。

4.答案：B

解析：解：汽车速度减为零的时间：

,0-V0-24.

t=-02=s=4s,

0CL-6

则刹车后5s内的位移等于4s内的位移，即：

Vn小

—24x.4

x=—210=24m=48m0

故选：Bo

根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，再结合位移

公式求出刹车后的位移.

本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动.

5.答案：B

解析：解：AB.设小球通过最低点的速度大小为〃半圆的半径为R。

在落到最低点的过程中，根据动能定理得：

1

mgR=-9—0

解得：v=yj2gR

在最低点，竖直方向上的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：

V2

N—mg=rn—

R

联立解得：N=3mg

根据牛顿第三定律得小球对轨道底部的压力为：N'=N=3mg

可知小球对轨道底部的压力与半圆轨道的半径无关，所以小球对两轨道的压力相等，大小为重力的3

倍，故4正确、B错误。

C、v=y/2gRi可知R越大，u越大，故C正确；

。、根据向心加速度公式a=1,得：a=史壁=2g,方向竖直向上，知向心加速度大小相同，故

RRV

D正确。

本题选择错误的，

故选：B。

根据机械能守恒或动能定理求出小球通过最低点时的速度，再根据牛顿第二定律求出小球在最低点

时所受的支持力，根据牛顿第三定律得小球对轨道底部的压力，从而进行比较；根据向心加速度的

公式求出最低点的向心加速度的大小，从而进行比较。

本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律，难度不大，要加强这类题型的训练，本题的结果要理解

加以记忆。

6.答案：CD

解析：解：4、根据电压与匝数成正比，知副线圈两端电压为10U,风扇电动机。两端的电压为10乙

故A错误；

B、灯泡消耗的功率为2=等=10皿，电动机消耗的功率P'=U/=10X1=10〃，输入功率=输

出功率=20W.故8错误；

C、电动机的输入功率为10勿，而电动机的线圈电阻消耗的功率为产「=2勿，则电动机。的机械功率

为10-/2「=8勿.故C正确；

D、若电风扇由于机械故障被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路，该回路的等效电阻为弟=|。,

所以副线圈中的电流为/=3=64通过原线圈的电流为点X6=*,。正确；

故选：CD

理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线

圈中产生感应电动势.而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势.变压器

的电流比与电压比均是有效值，电表测量值也是有效值.

理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象.同时当电路中有变压器时，

只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值

7.答案：BCD

解析：解：4当汽车受力平衡时速度最大，其最大速度为：vm=y=^^m/s=30m/s,故4

错误；

BC、由题可知汽车所受阻力:f=0.2mg=6x103N,前4s内的加速度为:a=既=^m/s2=3m/s2,

前4s内的位移为：x=|at2=|x3x42m=24m,前4s内汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律可

得：?一/=ma,解得：F=1.5x104/V,由题知汽车在4s时达到额定功率，其额定功率为：P=Fv=

1.5xIO4x12W=1.8x105Mz=iBOkW,故BC正确；

。、汽车在前4s内牵引力做的功为：W=Fx=1.5x104x24/=3.6x1057,故。正确。

故选：BCD.

从v-t图象可以看出：汽车经历三个运动过程：匀加速直线运动，加速度减小的变加速直线运动，

最后做匀速直线运动；由图线斜率可求出前4s内汽车的加速度，由牛顿第二定律即可求出此过程的

牵引力，4s末汽车的功率就达到额定功率，由P=F"能求出额定功率，汽车速度最大时，牵引力等

于阻力，由P=F4„，能求出最大速度；通过求功公式可以求出汽车在前4s内牵引力做的功。

本题考查的是运用图象汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运动过程及运动状态，正确应用牛顿

第二定律及功率公式求解；本题的突破口在第4s末汽车的功率达到额定功率，进而计算出最大速度

来。

8.答案:ABD

解析：

由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点

带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势

线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大。

解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断

电势、加速度、电势能、动能等物理量的变化。

A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向右上方，沿电场线电势降低，

故c等势线的电势最低，a等势线的电势最高，故A正确；

BC.从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点

的动能小于Q点的动能，故8正确，C错误；

。.等势线密的地方电场线密，电场场强大，则P点场强大于Q点场强，P点的加速大，故。正确。

故选ABD.

9.答案：CDE

解析：解：4、人们对湿度的感觉取决于相对湿度而不是绝对湿度，空气的相对湿度越大，人们感觉

到湿度越大。故A错误；

B、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，当温度升高时，物体内分子的

平均动能增大，

并不是物体内每一个分子热运动的速率一定都增大。故B错误；

C、温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积

平均碰撞次数必减少。故C正确；

。、饱和汽压跟温度有关，当温度升高，则饱和气压增大，与体积大小无关。故。正确；

E、叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力使液体表面有收缩到最小趋势而导致的。故E正

确。

故选：CDE.

人们对湿度的感觉取决于相对湿度；温度是分子的平均动能的标志；根据压强的微观解释分析分子

每秒对器壁单位面积平均碰撞次数变化；

饱和汽压跟温度有关，跟体积无关；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用。

本题的关键是要分清相对湿度和绝对湿度概念的区别，掌握饱和气压和表面张力的实际应用，同时

会用微观意义解释气体的压强。

10.答案：4；8；8；0.125；1

解析：解：由图可知，该波的振幅为：4=4cm,波长为：4=8m,

经过2秒4质点第一次回到平衡位置，则有：7=4t=8s,

5十。•"，

波速：V=Af=Smx0.125Hz=lm/s.

故答案为:4,8,8,0.125,1.

波长：波在一个振动周期内传播的距离.它可以用相邻两个波峰或波谷之间的距离来表达.

振幅：振动物体偏离原位置的距离.

频率：物体在1s内振动的次数（物体振动一次是一个周期），T=*

波速=波长x频率.

根据上面的定义和公式进行计算.

波速、波长、频率、周期、振幅在习题中不多见，出题时比较简单，是一个知识点，要根据图理解

掌握.

11.答案：A；摩擦阻力；平衡摩擦力；D；0.64

解析：解：（1）①由装置图可知，弹簧和细绳相连，弹簧的示

数大小等于绳子的拉力大小，因此为了得到小车受到的拉力,

只要读取弹簧秤的示数即可，实验需要测量的量是：测出小

车的质量及记录弹簧秤的读数，故选人

②由于板处于水平状态，小车运动过程中，受到小车与平板、

纸带与限位孔间的摩擦阻碍作用，因此小车所受合外力做的

功明显大于小车动能的变化量，改进方法是平衡摩擦力，把长木板不带定滑轮的一端垫高，使小车

恰能匀速下滑.

（2）①由题意可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，同时由于灯泡内阻较小，故电流表使用外接

法，故电路图如下图所示；

根据电路图连接实物图如下图；

②由于灯泡的电阻随温度的增加，由功率公式可得：P=12R=（故在P-/2图象中，图象的斜率

表示电阻，故斜率变大，故。正确；而在P-t/2图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，故图象中斜

率应越来越小，故A8均错误；故选£＞；

③由灯泡的伏安特性曲线可知，灯泡的电流为0.44,则电压为4V；电源的内电压U为=/r=0.4x1=

0.4V；故定值电阻两端的电压为6—4—0.4=1.6V；

故定值电阻的功率P=U1=1.6X0,4=0.64小

故答案为：（1）①力；②摩擦阻力；平衡摩擦力；（2）①电路图如图所示；②@0.64.

（1）①弹簧和细绳相连，弹簧的示数大小等于绳子的拉力大小；实验过程需要测出小车质量与测力计

示数.

②由于平板处于水平状态，小车运动过程中，受到小车与平板、纸带与限位孔间的摩擦阻碍作用，

可以利用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故最简洁的方法是调节木板倾角，使小车恰能

匀速下滑.

(2))①分析题目要求及原理，可得出实验电路图；由实物图的连接方法可得出实物图；

②由功率公式可得出功率与电流及电压的关系，结合数学知识进行分析，即可得出正确结论；

②由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，故不能直接利用欧姆定律；而是由图象得出灯泡的电压，

再由闭合电路欧姆定律及串联电路的规律可得出电阻两端的电压，由P=U/求出电功率.

(1)解答实验的关键是明确实验原理，该题的巧妙之处在通过滑轮测量绳子上的拉力大小，是考查学

生创新能力的好题.

(2)电学实验中要明确分压接法的应用条件；并注意在实验中应用所学过的物理规律.注意学会从数

学函数的角度分析物理图象问题，并区分曲线上某点与原点连线的斜率和曲线的切线的斜率含义的

不同.

12.答案：3.00；2.50

解析：解：(1)根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示:

23I/j/V

(3)电源电动势：E=U2+^r,

则：+平,

图象的斜率：k=一检=三=一2

V3—1

电源内阻为：r=2.50/2,

当Ui=0时，由图示图象可知：U2=3.00K,

则有：一§4+卓=0

解得电源电动势为：E=3.ooy；

故答案为：(1)电路图如图所示；(2)图象如图所示；(3)3.00；2.50。

(1)根据电路图连接实物电路图。

(2)应用描点法作出图象。

(3)根据闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出电源的电动势与内阻。

本题考查了连接实物电路图、作图象、实验数据处理，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据

处理方法，要掌握描点法作图的方法；根据题意应用闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式是求

电源电动势与内阻的关键。

13.答案：解：小球在斜面上运动时，根据牛顿第二定律可得：mgsina=ma,

所以a=gsina.

整个过程中机械能守恒，所以冲上斜面前速度是以

在斜面的高度h=斜面长为乙=—.

2gsina

冲上斜面的过程中，0=u-t-gsina,所以1=益.

答：小球在斜面上运动的时间为募蒜，斜面的长度为丁

解析：根据牛顿第二定律求出小球在斜面上的加速度，根据运动学公式求出在斜面上的运动时间,

根据自由落体运动求解斜面高度，根据几何关系求解斜面长.

解决本题的关键知道小球在整个运动过程中机械能守恒；知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,

通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力.

14.答案：解：(1)经t时间，回路的面积增加量为△S=L4at2,

回路中磁通量的增加量=B-^S=^BLat2；

(2)由法拉第电磁感应定律得某时刻PQ产生的感应电动势为E,有E=BLv

导轨做初速度为零的匀加速运动，G时刻的速度为：v=ati，故有E=

.EBLati

由闭合电路欧姆定律得感应电流/=R+rG/呜R。=诉花

导体棒ef所受的安培力大小F安=B/L,

由平衡条件有FN=mg-F^

联立整理后解得心=小。一表需？

(3)设此过程中，导轨运动距离为X,由动能定理有卬合="3=4a，

整理后得x=善

Ma

某时刻的摩擦力为人=林FN=n(mg-F缢)

ef受到的安培力不做功，PQ边上受到的安培力与e/受到的安培力大小相等，所以克服摩擦力做功为