2021届天一大联考高考物理模拟试卷(八)(全国Ⅰ卷)(含答案解析)

2021届天一大联考高考物理模拟试卷（八）（全国I卷）

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.下列说法不正确的是（）

A.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢

原子光谱的实验规律

B.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，电子的动能减小、电

势能减小，而氢原子的能量减少

C.明线光谱和暗线光谱均被称为原子的特征谱线，近代原子物理学就是从原子光谱的研究开始

的

D.已知在光电效应实验中分别用波长为4和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大

初动能之比为1：2,以人表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功皿=竽

2.2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十

四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，

该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球

轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的工，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的

n

k倍，地球表面的重力加速度为g,地球的自转周期为T,则中圆地球轨道卫星在轨运行的（）

A.周期为工B.周期为三

n

C.向心加速度大小为轰D.向心加速度大小为?

3.一人站在高处将质量为2kg的物体以5m/s的速度抛出.若物体出手点高度为10m（不计空气阻力,

g取10m/s2）,则下面结论中正确的是（）

A.人对物体做功125/B.人对物体做功200/

C.物体落地时速度大小是15m/sD.物体落地时速度大小是2（hn/s

4.如图所示，闭合开关S后，在滑动触头P由a端滑向b端的过程中，下L—1^,,——

"K,6«,

列表述正确的是（）LrSL

A.路端电压变大

I-------j——」

B.电流表的示数变大£'、

C.电源内阻消耗的功率变小

D./?2上的功率变大

5.某景区使用比较常见的双线缓冲滑索，滑索由2根钢丝绳连接，利用游客的重力以及上下站点之

间的高度差来运行。如图所示，游客在从上站加速下滑过程中，关于滑索对荷载（座椅和乘客系

统）的作用力方向，下列说法正确的是（）

A.沿a方向B.沿b方向C.在儿之间D.沿c方向

二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）

6.如图所示，一根不可伸长的轻绳，跨过定滑轮，一端固定在小车上，另一端悬挂一个物体4,不

计滑轮摩擦，当小车匀速向右运动时，物体力的受力情况，下列说法正确的是（）

A.绳的拉力大于4的重力B.绳的拉力等于4的重力

C.绳的拉力小于4的重力D.绳的拉力在减小

7.将带正电的甲球放在乙球的左侧，两球在空间形成了图示的稳

定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线.A,B两点与两球

球心的连线位于同一直线上，C、D两点关于直线A8对称，则（）

A.乙球一定带负电

B.C点和。点的电场强度相同

C.正电荷在4点具有的电势能比其在8点具有的电势能大

D.把负电荷从C点移至。点，电场力做的总功为零

8.回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的。形金属盒半径为R.两盒间的狭缝很小，带电

粒子穿过狭缝的时间忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。4处粒子源产生质量为

加、电荷量为+q的粒子，在加速器中被加速，加速电压为U.下列说法正确的是（）

A.交变电场的周期为前

B.粒子射出加速器的速度大小与电压U成正比

C.粒子在磁场中运动的时间为萼

D.粒子第1次经过狭缝后进入磁场的半径为J呼

By]q

9.下列说法正确的是（）

A.晶体都具有各向异性

B.饱和蒸气压与体积有关

C.液晶的光学性质随所加电场的变化而变化

D.毛巾的一角浸入水中，水会沿毛巾上升浸湿毛巾属于毛细现象

三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）

10.从图中给出的0〜4s内的振动图线可知，振子在____s末正方向速度最大：在s末正方向

四、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.如图所示，是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带,舍去前面比较密集的点，从0点开始，

每5个间隔取1个计数点并标以号码1、2、3、...；若各计数点与0点之间的距离依次为Si=3.00cm、

S2=7.50cm、S3=13.50cm,则小车通过标号1计数点时的瞬时速度%=TH/S,小车运动

的加速度。=m/s2.,方向是（填：“从4指向B”或“从B指向4"）（计算结果保留3

位有效数字）

12.在物理课外活动中余干中学刘雨桐同学制作了一个欧姆表，图甲为欧姆表的电路图。已知电流

表满偏电流%=10巾4电池电动势为E,电路中电流/与待测电阻的阻值灯关系图象如图乙所

示

（1）为了测该图乙电阻％大小和表内电源的电动势，刘雨桐同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了

如下实验：

①将红、黑表笔短接，调节&的阻值使电表指针满偏。

②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻使电表指针指满刻度的：处，此时电阻箱的示数如图丙

所示，则%应为。。

③计算得到欧姆表内电池的电动势为K（保留两位有效数字）

则图乙中函数图象关系式为。

（2）刘雨桐同学想用欧姆表直接去测量某电压表（量程10U）的内阻（大约为几十千欧），欧姆档的选择

开关拨至倍率x1k挡。先将红、黑表笔短接调零后，应选用图丁中（填“4”或“B”）方

式连接。

五、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13.在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆形光滑轨道ABC,与水平轨道CF相切于C点，水平轨道的

DE段铺设特殊材料(其他水平部分均光滑)，调节其初始长度为L=2R,水平轨道左侧有一轻质

弹簧左端固定，弹簧处于压缩状态且被锁定。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止

滑下时，刚好能运动到E点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被瞬间弹回，且刚好能通过圆轨

道的最高点4已知NPOC=60。.求：

(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数出

(2)弹簧被锁定时具有的弹性势能；

(3)保持左侧弹簧锁定状态，调节。E段的长度3让滑块以为=J9从轨道右侧G点冲上水平轨道，

当L满足什么条件时，滑块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道。

A

7FpZZTfZZZqTJC

14.如图所示，两绳系一质量为m=0.1/cg的小球，上面绳长L=2zn,两

绳都拉直时与轴的夹角分别为37。与53。,g=10m/s2,sin37°=0.6,

cos37o=0.8,问：当角速度为4rad/s时，上、下两绳拉力分别为多

大？

15.如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸高度为L、底面积为S,缸内有一质量

为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体。现用绳子系住汽缸底将汽缸倒过

来悬挂，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为小、温度为介。已知重力加速度

为g,大气压强为po,不计活塞与缸体的厚度及它们间的摩擦。若采用缓慢升

温的方法使活塞与汽缸脱离，求此过程：R

(1)活塞与汽缸脱离时气体的温度；

(2)缸内气体对活塞做的功；

(3)若缸内气体的内能增加量为4U,则气体吸收的热量为多少。

16.一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为九1=0.6m,尾部下端Q略高于

水面；赛艇正前方离赛艇前端Si=0.8m处有一浮标，示意如图.一潜水员在浮标前方S2=3.0m

处下潜到深度为后时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q;继续下潜△%=2.0m,

恰好能看见。（已知水的折射率几=》求

①深度电；

②赛艇的长度I.（可用根式表示）

参考答案及解析

1.答案：B

解析：

A.玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的分列特征，故A正

确，不符合题意；

氏氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，电子动能

增大，电势能减小，原子能量减小，故B错误，符合题意；

C.明线光谱和暗线谱特征谱线与原子的结构有关，可以利用明线光谱和暗线谱鉴别物质，故C正确，

不符合题意；

D设此金属的逸出功为W,根据光电效应方程得如下两式：

当用波长为;I的光照射时：Ekl=y-W...®

当用波长为344的光照射时：Ek2=^-W…②

4

又驷"..③

EK22J

解①②③组成的方程组得：勿=学，故力正确，不符合题意。

故选：B

玻尔理论将量子观念引入原子领域，提出定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱；核外电子的

轨道半径减小，原子能量增大；原子光谱是线状谱，是不连续的，原子都是由原子核和电子组成的，

但不同原子的光谱都有各自的特征谱线，原子光谱是不相同的，鉴别物质可以利用明线光谱和暗线

光谱；根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为后=竽然后根据爱因斯坦光电效应方

程，即可求解。

本题比较简单，但是涉及物理量比较多，在应用公式的同时要理清物理量之间的关系，掌握原子光

谱特征、波尔理论、能级的跃迁等基础知识点，同时要熟练应用爱因斯坦光电效应方程。

2.答案：C

解析：解：AB,中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的

轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的二地球的自转周期为7,根据开普勒第三定律可知：

n

r33

中圆_r同步

»r»272

中圆同步

解得：T中圆=标故4B错误。

CD、物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有：G黑=mg,中圆轨道卫星有：篝=血'。,

解得：。=演，故C正确，。错误。

故选：Co

地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同。

人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律比较周期。

根据万有引力提供加速度，比较加速度大小。

本题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒

第三定律可以得出周期的比值。

3.答案:C

解析：解：力、人对物体做功的大小为：W诏=^x2x25/=25p^A、B错误.

C、根据动能定理得：mgh-^mv2-jmVg,

解得落地的速度大小为：v=，诏+2g/i=<25+2x10x10=15m/s.故C正确，。错误.

故选：C.

根据物体抛出手时的动能求出人对物体做功的大小，对抛出到落地的过程运用动能定理，求出物体

落地的速度大小.

本题考查了动能定理的基本运用，关键选择好研究的过程，分析哪些力做功，结合动能定理列式求

解，注意本题不能当做平抛运动求解，因为初速度的方向不一定水平.

4.答案：D

解析：解：AC,滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小；由闭合电路欧姆定律

可知，电路干电流增大，则内电阻的电压增大，而由E=U+/r可知路端电压减小；由P=/2「可知，

内电阻上消耗的功率变大，故AC错误.

B、因路端电压减小，而外电路为并联电路，由欧姆定律可得7?3中电流减小，故电流表示数变小；故

B错误.

。、以上分析知千路电流增大，路端电压减小，所以通过/?3的电流减小，由并联电路的电流规律可

知，％及公支路上的电流增大，由P=/2R可知，Rz消耗的功率变大，故。正确.

故选：D.

由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，即可得出外电路中总电阻的变化，再由闭合电路欧

姆定律可求得干路电路中电流的变化；分析内电阻，可知内电压的变化及内阻消耗的功率变化；由

闭合电路欧姆定律即可得出路端电压的变化；分析外电路可知电流表的示数及/?2的功率变化•

本题为闭合电路的动态分析类题目，解题中要按先外电路，再内电路，最后再分析外电路的顺序进

行分析：首先要找出干路电流及路端电压的变化，再由串并联电路的规律可得出结论.

5.答案：C

解析：解：游客在从上站加速下滑过程中，对荷载受力分析如图，受竖直向

下的重力mg、垂直钢丝绳向上的支持力“、沿钢丝绳向上的摩擦力力和空气

阻力F'f,由牛顿运动定律可知，荷载加速下滑所受合力沿钢丝绳向下，且有:

a<gs讥。（下滑是a减小的加速运动，空气阻力随速度增大而增加），则滑索

对荷载的作用力F是钢丝绳对荷载施加的支持力时与摩擦力号的合力，方向

在图中be方向之间，故A3。错误、C正确。

故选：Co

根据受力平衡条件，由运动状态来确定受力情况，从而即可求解。

本题主要是考查平衡条件的应用，掌握弹力与摩擦力的方向判定，及注意学会由运动状态来确定受

力分析的方法。

6.答案：AD

解析：解:

4BC、小车沿绳子方向的速度等于4的速度，设绳子与水平方向的夹角为仇

根据平行四边形定则，物体力的速度以=九。5。，小车匀速向右运动时，8减小，则4的速度增大,

所以4加速上升，加速度方向向上,

根据牛顿第二定律有：T-GA=西乙知拉力大于重力，故A正确，8C错误;

。、小车向右运动，有使。角逐渐减小到0的趋势，说明4有趋于匀速运动的趋势，说明4的加速度逐

渐减小，4受的合力逐渐减小，4受的绳的拉力逐渐减小，故。正确。

故选：AD.

将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于4的速度，根据平行四边

形定则判断出力的速度变化，从而得出4的加速度方向，根据牛顿第二定律判断拉力和重力的大小关

系。

解决本题的关键知道小车沿绳子方向的分速度等于物体4的速度，同时掌握平行四边形定则的应用，

注意分析4的速度及加速度的变化情况是解题的关键，同时要理解牛顿第二定律的内容。

7.答案：CD

解析：解：4、由图可得，电场线从左侧入乙球，电场线又从乙球的右侧出来，指向无穷远处，所以

乙球整体可能不带电.故A错误；

8、因为电场强度是矢量，C点与。点方向不同，所以电场强度不同，故B错误.

C、由图可得4比B点处于离正电荷更近的等势面上，所以4点的电势高于B点的电势，正电荷在4点

具有的电势能比其在B点具有的电势能大，所以C正确.

D、CD在同一电势能面上，移动电荷不做功，所以。正确.

故选：CD

本题的关键要抓住“位于同一等势面上的点电势均相等”，“沿电场线方向电势逐渐降低”，“电

场强度是矢量”和“电场力做功”来讨论.

遇到涉及电场线和等势线的题目，要抓住电场线与等势线处处垂直的特点，以及沿电场线方向电势

逐渐降低，然后再讨论.

8.答案：CD

解析:解：力、交变电场的周期等于粒子在磁场做圆周运动的周期，由quB=m-,v=羿得：T=黑,

1rTqtf

故4错误。

B、根据牛顿第二定律q为B=a曾，得：为=等，可见粒子射出加速器的速度大小与电压U大小

无关，故B错误。

C、粒子一次在电场中加速度获得的动能为：Eg=qU

射出加速器的最大动能为：Ekm==贮翳，

粒子被加速的总次数为：N=*=驾，

qU2mU

粒子一个周期被加速2次，粒子在磁场中运动的时间为：t=?7=；•答•粤=萼，故C正确。

222muqB2U

。、粒子第一次被加速度时有：

1.

qU=-mvf

qvB=m

1n

解得：ri=J/理，故D正确。

By]q

故选：CD。

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据动能定理和洛伦兹力提供向心力求出轨道半径与加速电压

的关系，从而求出周期，和最大速度，交变电场的周期和粒子在磁场做圆周运动的周期相同，粒子

射出加速器的速度大小与电压U无关；通过。形盒的半径求出粒子的最大速度和最大动能，结合动能

定理求出加速的次数，然后就可以粒子在磁场中运动的时间：利用动能定理和牛顿第二定律求粒子

第1次经过狭缝后进入磁场的半径。

本题考查了质谱仪和回旋加速器的工作原理。解决本题的关键知道回旋加速器加速粒子的原理，知

道带电粒子在磁场中运动的周期与交变电场的周期相同，以及掌握带电粒子在磁场中运动的轨道半

径公式和周期公式。

9.答案:CD

解析：解；4单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质具有各向同性，选项说法错误，

故A错误；

B、饱和蒸气压与温度有关，选项说法错误，故8错误；

C、液晶最主要的特点是具有电光效应：液晶的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制，故C

正确；

。、毛巾有很多空隙，因此毛巾的一角浸入水中后，水会沿着毛巾上升，并且水在孔隙大小不同的

物体中，上升的高度不一样，孔隙越小，水上升得越高，此现象是一种毛细现象，故。正确；

故选CZ).

(1)单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质具有各向同性；

(2)温度一定时，同种液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，饱和汽压是不会变的；

(3)液晶不仅具有如液体一样流动性的特点，而且具有晶体一样的各向异性的特点；

(4)有结构上具有小孔或缝隙的物体，水才能沿着物体上升，这种现象叫毛细现象.

此题考查了晶体的特性、影响饱和气压的因素及毛细现象，需要结合相关物理知识进行分析解答，

属于易错题目.

10.答案：322s〜4s

解析：解：根据图象知3s末正方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t=2s时正方向

加速度最大；在2s〜4s时间范围内振子向正方向振动。

故答案为：3,2,2s〜4s。

根据振动图象，即可判断出质点振动的特点，以及不同时刻的加速度、位移、运动方向等。

本题关键要能够从％图象得到物体的运动情况，平衡位置速度最大，振幅最大时，加速度最大,

加速度方向总是指向平衡位置。

11.答案:0.3751.50从A指向8

解析：解：由于每5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得:

7.50cm

=0.375m/s

2T2x0.1s

将4x=1.5cm,T=0.1s代入△s=aT2可得:

。十箫=15。*

由于物体做加速运动，因此加速度的方向从A指向

故答案为:0.375；1.50；从4指向B.

根据匀变速直线运动的推论公式AX=a72可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点

的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小.

要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解

与应用.

12.答案：1501.5/A

解析：解：(1)②根据图乙可知，匕对应中值电阻即半偏时的待测阻值，现在调节电阻使电表指针指

满刻度的《处，所以电阻箱示数就是％对应的值，所以&=150。。

1EE

③设欧姆表内阻为R为，根据闭合电路欧姆定律半偏时：了9=可获;，短接时：%=短

解得：R内=%=150。，E=1.5V

根据闭合电路欧姆定律可知函数关系式：/=可画=前而。

(2)欧姆表电流始终为红表笔流入黑表笔流出，所以黑表笔接内部电源的正极，所以黑表笔应接电压

表的正接线柱，A正确B错误。

故答案为：(1)150(2)1.5(3)/=瓦%(4)4

(1)明确欧姆表的原理为闭合电路欧姆定律，根据闭合电路欧姆定律进行分析，即可确定先以及对应

的表达式；

(2)明确多用电表的使用方法，知道内部电源正极接黑表笔。

本题考查多用电表的原理和使用，要注意明确多用电表是根据闭合电路欧姆定律制成的，要明确其

使用方法。

13.答案：解：

(1)对滑块从P点由静止滑下，刚好运动到E点列动能定理：

mg(R-/?cos60°)-iimgL~0,L~2R,

解得〃=0.25；

(2)滑块刚好能通过圆轨道的最高点儿

mg=m—>解得力=看几

滑块从E点被弹回到4点的能量关系：

EP=fimgL+mg2R+1,解得Ep=3mgR；

(3)由题，滑块以为=证从轨道右侧G点冲上水平轨道，可得：

=mg2R+v'A=vA=y[gR,滑块刚好通过到E点，

因此若调整L到L'使滑块刚好能弹回到E点：

4-mg2R+EP=+mg2R,解得刀=6R,故调整L长度LW6R,滑块第一次

返回圆形轨道能沿轨道运动而不脱离轨道。

若调整L到Z/'使滑块弹回时的高度不超过B点,滑块第一次返回圆形轨道能沿轨道运动而不脱离轨道:

+mg2R+EP=2nmgL2+mgR,解得Z«2=9R,此时需要保证滑块能够弹回：

\mv'\+mg2R+EP=2/zm5L3,解得以=11R,故调整L长度9RWL<11R,滑块第一次返回圆形

轨道能沿轨道运动而不脱离轨道。

答：

(1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数4为0.25；

(2)弹簧被锁定时具有的弹性势能为3mgR；

(3)调节DE段的长度L<6R或者9R<L<11/?,滑块第一次返回圆形轨道能沿轨道运动而不脱离轨

道。

解析：(1)对滑块从P点由静止滑下，刚好运动到E点列动能定理，可解

(2)对滑块刚好能通过圆轨道的最高点4列向心力方程可得速度，对滑块从E点被弹回到4点列动能

定理或者列功能关系，可解

(3)若想使滑块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，可以让滑块弹回通过4点的速

度之顾,或者让滑块弹回时沿轨道运行的高度不超过B点；

本题是一道力学综合题，涉及竖直面内的圆周运动临界值、动能定理、多种情况讨论，过程较多，

难度加大，最容易出错的是第三问要分情况讨论，可能会漏掉一种情况，特别是需要保证滑块能够

被弹回的LC11R,容易漏掉。

14.答案：解:因为L=2m,所以下面的绳长为Z/=1.5m

当角速度3很小时，4c和BC与轴的夹角都很小，BC并不张紧。当3逐渐增大到37°

BC才被拉直，但绳中的张力仍然为零.设这时的角速度为则有：

TACCOS37°—mg

TACsin37°=ma)lLsin37°

将己知条件代入上式解得和=2.5rad/s

当角速度S继续增大时。c减小，TBC增大。设角速度达到初时，TAC=0,则有：

TBCCOS53°—mg

0

TBCsin530=mw^Lsinil

解得M=3.33rad/s

因为3