2021届大教育全国名校联盟高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届大教育全国名校联盟高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.用如图所示的实验装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV

的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，

移动变阻器的触点c,发现当电压表的示数大于或等于1.7U时，电

流表示数为零，则在该实验中（）

A.当滑动触头向a端滑动时，电流表G示数增大

B.增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大

C.光电子的最大初动能为1.05eU

D.光电管阴极的逸出功为1.05eV

2.某质点作匀变速曲线运动，依次经过4、8、C三点，运动轨迹如图

所示.已知过B点切线与4c连线平行，。点为AC线段的中点，则下

列关于质点从4点运动到B点所用的时间J-与质点从B点运动到C点

所用的时间方c的大小关系；质点经过B点时的加速度a的方向的说法

中，正确的是（）

A.不一定等于tec，a的方向一定由B点指向。点

B.不一定等于tBC，a的方向不一定由8点指向。点

C.JB一定等于《Be，a的方向不一定由B点指向。点

D.一定等于tpc，a的方向一定由B点指向。点

3.如图所示，一理想变压器原线圈匝数为%=1000匝，副线圈匝数为

n2=200匝，将原线圈接在a=200&sinl207rt（V）的交流电压上，

电阻R=1000电流表4为理想电流表.下列推断正确的是（）

A.变压器的输入功率是16小

B.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2勿b/s

C.电流表4的示数为0.4aA

D.该交变电流的频率为义Hz

60

4.2020年6月23日9点43分，由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成

功发射。这是北斗三号全球卫星导航系统第三颗地球同步轨道卫星，随着该卫星在北斗三号星

座部署完成，标志着北斗卫星全球导航系统星座部署完美收官。下列关于地球同步卫星的描述

正确的是（）

A.它的运行速度大于7.9/cm/s

B.运行时可以经过北京的上空

C.它的轨道平面和地球的某一经线平面重合

D.所有的同步卫星都处于同一轨道

5.两点电荷之间的相互作用力，随着距离的增大而（）

A.减小B.增大C.保持不变D.无法确定

二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）

6.一列火车从静止开始做匀加速直线运动，有一人站在站台上从第一节车厢的前端观察.第一节

车厢通过他历时2s,全部车厢通过他历时6s.则以下说法中正确的是（）

A.这列火车共9节车厢

B.最后两秒钟通过他的车厢为5节

C.第二节车厢通过它的时间为1s

D.最后一节车厢通过他的时间为（3-2a）s

7.如图所示，质量为m的圆环套在固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦［-----

因数为〃，现给圆环一个向右的初速度如，如果在运动过程中还受到\

一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F=kv2（k为常

数，u为圆环的运动速度），则圆环在整个运动过程中摩擦力所做的功（假设杆足够长）可能为（）

A.+-mvoB.C.--mvgD.0

2k202u2k20

8.洗衣机的甩干桶在工作匀速转动时有一衣物附在筒壁上，则此时（）＜匕

A.筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大"4

B.筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大

C.衣服随筒壁做圆周运动的向心力是由所受的合力提供

D.衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力

9.下列说法正确的是（）

A.具有各向异性的固体一定是晶体

B.饱和气压与温度无关

C.空气的绝对湿度可用空气中所含水蒸气的压强来表示

D.第二类永动机不可能制成的原因，在于其违背了能量守恒定律

E.当人们的肌肤感到潮湿时，空气相对湿度一定较大

10.如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知()；

A.两摆球质量相等]

B.两单摆的摆长相等一:3

C.两单摆相位相差]

D.在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s叩=2sz

三、实验题(本大题共2小题，共15.()分)

11.为测量一滑块与一塑料板之间的动摩擦因数，某同学进行了如下操作步骤：

(1)将塑料板同定成一倾角为37。的斜面；

(2)在斜面顶端固定一位移传感器；

(3)将物块从靠近位移传感器的位置由静止释放；

(4)物块下滑过程中，传感器记录了不同时刻滑块与传感器之间的距离.其中4、B、C、。、E各点

到传感器的距离X如下表所示.各点之间的时间间隔为7=0.1s.

点ABCDE

x/cm2.409.7121.9038.9061.00

(5)取g=9.8m/s2,s出37。=0.6,cos37°=0.8,根据以上数据计算：(计算结果保留三位有效

数字)

①滑块通过。点时的瞬时速度大小为m/s；

②滑块与塑料板之间的动摩擦因数为.

12.现有一量程为31/的电压表，内阻约为3k2为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下,

某同学设计了如图a所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻.其中凡是最大阻值为

9999。的电阻箱，/?2是最大阻值为20。的滑动变阻器.

①试根据图a所示的电路图，完成如图b所示的实物电路的连线.

②根据电路图连线后有如下的主要操作步骤：

a.将电阻箱的阻值调至某一确定阻值（最好为3kD左右），并记下此时的电阻值R.闭合开关a和S2,调

节滑动变阻器的滑动头P，使电压表的指针偏转一个较大的角度（或满刻度），并记录此时电压

表的示数

b.断开S「拆除电路，实验器材复原.

c.保持P的位置不变，断开S2,记录此时电压表的示数

d.按电路图连好电路后，将滑动变阻器的滑动头P移至4端.

按本实验正确的操作步骤排序（只填写步骤前的字母）.

③根据实验记录的数据R、Ui、U2,可求出电压表的内电阻为：Rv=.

④根据此实验原理，电压表内阻的测量值与真实值的关系为：测量值______真实值（选填大于、等

于或小于）.

四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13.如图所示，倾角为30。的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动

方向如图所示。一个质量为2的的物体（物体可以视为质点），从九=3.2加高处由静止沿斜面下滑,

物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失。物体与传送

带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端4B的中点处，重力加速度g=

（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间？

（2）传送带左右两端4、B间的距离I至少为多少？

14.如图所示，粗糙斜面的倾角。=37。，半径r=0.5m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强

磁场.一个匝数n=10匝的刚性正方形线框abed,通过松弛的柔软导线与一个额定功率2=

1.25W的小灯泡4相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框be边.已知线框质量m=2kg,总电

阻&=1250,边长L>2r,与斜面间的动摩擦因数4=0.5.从t=0时起，磁场的磁感应强度

按8=2-t（T）的规律变化.开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光.设

最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求

(1)线框不动时，回路中的感应电动势E；

(2)小灯泡正常发光时的电阻R；

(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q及通过小灯泡的电荷量.

15.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口，下端正中开口处有一

开关K,K关闭，管中装有水银，左右两管中的水银面在同一水平线上，左管中的空气柱长度及=

21cm,控制开关K缓慢放出一些水银，使左管液面比右管液面高心=25CM时关闭开关K.已知

大气压强Po=75cmHg,环境温度不变。

①求放出水银后左管空气柱的长度必；

②放出这些水银后，再从右管口缓慢注入水银，使得右管液面比左管液面高色=15cm,求需在右

管中加入的水银柱长度

16.如图所示，用折射率n=近的透明物质做成内外半径分别为a=7m、b=11m的空心球，其内

表面涂有能完全吸光的物质，不考虑光在介质内部传播时的反射。一平行光从左向右射向此球，

光在真空的传播速度c=3x108m/So求:

(1)光进入透明物质后的最大折射角仇

(2)光在透明物质中的最长传播时间t。

参考答案及解析

I.答案：D

解析：解：4、当滑动触头向a端滑动时，反向电压变大，则电流表G示数减小，故A错误；

8、光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，故B错误；

C、该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7U时，电流表示数为0,知道

光电子的最大初动能为1.7eU,故C错误；

D、根据光电效应方程琮机=前一%,所以%=加一后.=2.753/-1.73^=1.056(光电管阴

极的逸出功为1.05el/,故。正确。

故选：D。

题中给出光电效应实验装置，该装置所加的电压为反向电压，当滑动触头向a端滑动时，反向电压变

大，则电流表G示数减小，根据光电效应方程以仇=的一%,可求出光电子最大初动能和光电管阴

极的逸出功。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关。

本题考查光电效应相关内容，要求学生了解光电效应实验，掌握光电效应方程并能运用于求光电子

的最大初动能和光电管阴极的逸出功。

2.答案：D

解析：解：假设物体做平抛运动，将4点的速度分解为沿AC方向和垂直于4C方向；同理加速度也作

相同分解，则物体在沿垂直4c方向先做匀减速直线运动，再做匀加速直线运动；B点时垂直于4c方

向速度为零，故从4到8和从B到C过程中，在垂直于4c方向上的运动是对称的，加速度大小相等，

故时间一定相等；

如图所示，4E为初速度方向，B。即为平抛运动在B点的加速度方向；因4到B过程与8到C过程中时

间相等，故直线ZE与OC长度相等，则△48。与4CD。全等，故AO等于DC,故说明。点为AC的中点，

而平抛运动加速度竖直向下，故说明B点的加速度沿BD方向：

故选Do

物体做匀变速曲线运动，我们所学过的运动中只有平抛运动为典型的匀变速曲线运动，故可以假设

该运动为平抛运动，4点为抛出点，再利用平抛运动的规律求解.

本题难度较大，很难由一般情况下得出结论，故我们用常见的平抛运动进行分析研究得出结果.注

意平抛运动中加速度竖直向下，并将A点看作抛出点.

3.答案：A

解析：解：B、根据表达式知原线圈输入的交流电电压的最大值为200或1/=的詈，所以穿过铁芯

的磁通量的最大变化率为史逋=更加b/s，故B错误；

C、根据电压与匝数成正比得：^2=^X200=401/,所以/=强=0.44故C错误；

D、接入电压&=200应sinl207rt(V)可知：a=200忆7=§,所以f=^=60Hz,故。错误；

A、P2=U2I2=40x0.4=161V,而变压器的输入功率匕=匕=16W,故A正确.

故选：A.

根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得

出结论.

掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决.

4.答案:D

解析：解：4、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星

的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据〃=叵可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于

7r

第一宇宙速度，故A错误；

8、同步卫星相对于地球静止，一定在赤道的正上方，而北京不在赤道上，故运行时不可以经过北京

的上空，故B错误；

C、同步卫星的轨道平面过地心且在赤道正上方，所以它的轨道平面和地球0纬度线重合，不可能和

地球的某一经线平面重合，故C错误；

。、所有的同步卫星距离地面的高度相同，都处于同一轨道上，故。正确。

故选：。。

第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度；同步卫星一定在赤道正上

方；同步卫星做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心。

对于同步卫星，要抓住五个“一定”：轨道一定，角速度一定，高度一定，速率一定，周期一定。

但卫星质量不一定相同.

5.答案：A

解析：解：根据库仑定律有：尸=坐，可知两点电荷之间的相互作用力，随着距离的增大而减小.故

A正确，8。错误

故选:A

本题考查了应用库仑定律公式解题能力，对题目中叙述的两种状态分别依据库仑定律公式列方程，

即可求解结果.

本题考查库仑定律的直接应用，只需注意数值的变化即可顺利求出，属于简单基础题目.

6.答案：AB

解析：解：4、根据L=\atl=2a,6s内的位移％=|at2=18a,可知车厢的节数n=：=詈=9.故

22L2a

A正确。

B、前4s内的位移x'=：at'2=8a=4L,知最后2s内通过他的车厢节数为n'=9-4=5.故B正确。

C、设前2节车厢通过他的时间t2=杼=J孚=2鱼s，则第2节车厢通过他的时间At=(2&一

2)s.故C错误。

。、前8节车厢通过他的时间t3=JW=J号=4&s，则最后一节车厢通过他的时间4^=(6-

4A②S.故。错误。

故选：AB.

根据匀变速直线运动的位移时间公式得出位移关系，从而得出车厢的节数.通过位移时间公式求出

车厢通过的时间.

解决本题的关键知道匀变速直线运动的位移时间公式，并能灵活运用，基础题.

7.答案：CD

解析：解：根据圆环受到的竖直向上的拉力F与重力mg的大小分以下三种情况讨论：

(1)当=k诏时，即为=捋时，圆环不受摩擦力而做匀速运动，圆环在整个运动过程中摩擦力

所做的功为零；

(2)当mg>k诏时，即孙<柠时，圆环在水平方向受到滑动摩擦力而做减速运动，直至静止。由

动能定理得：

圆环在整个运动过程中摩擦力所做的功必=0-|mp2;

(3)当mg<k诏时，即又>J詈时，圆环先做减速运动，当速度减小至满足mg=k评，即u=J詈时

圆环开始做匀速运动。

由动能定理得摩擦力做的功好=三根卢一三?71诏=唯一三根诏，故C，正确，AB错误。

122u2k2u

故选：CD。

首先要根据圆环的受力情况来分析其运动情况，分三种情况讨论：①k诏=zng；②k璐〉mg；

@kv^<mg,分析圆环的运动情况，确定圆环最终的速度，再使用动能定理求出摩擦力所做的功。

解决本题的关键要正确分析圆环的受力情况，判断其最终的运动状态。要知道竖直向上的拉力和重

力二力平衡时，杆对圆环没有作用力，圆环将做匀速运动，能根据动能定理求摩擦力所做的功。

8.答案：BCD

解析：解：4、衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力，在竖直方向上，衣

服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不变，因弹力提供向心力，由F=m32r知，当转速增大,

向心力增大，则弹力尸增大，故A错误，8。正确；

C、衣服做匀速圆周运动，向心力是由所受的合力提供，故C正确。

故选：BCD。

衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方

向合力为零.根据牛顿第二定律进行分析.

解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题.

9答案:ACE

解析：解：4、只有单晶体具有各向异性，所以具有各向异性的固体一定是晶体，故A正确.

B、饱和汽压与温度有关，故B错误.

C、根据绝对湿度的定义可知，空气的绝对湿度可用空气中所含水蒸气的压强来表示，故C正确.

。、第二类永动机不可能制成的原因，不是因为违反能量守恒定律，而因为违反了热力学第二定律，

故。错误.

E、当人们的皮肤感到潮湿时，空气相对湿度一定较大，故E正确.

故选：ACE

只有单晶体具有各向异性；饱和汽压与温度有关.空气的绝对湿度可用空气中所含水蒸气的压强来

表示.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律.当人们的皮肤感到潮湿时，

空气相对湿度一定较大.

加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法.此处高考要求不高，不用

做太难的题目.要知道绝对湿度和相对湿度的区别.

10.答案：BC

解析：

根据图线得到振幅和周期的情况，然后结合单摆的周期公式进行分析讨论.本题关键是根据位移时

间关系图象得到两个单摆的振幅和周期的关系，然后结合周期公式进行分析.

A、从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等，根据周期公式7=2兀£可知，两个单摆

的摆长相等，周期与摆球的质量无关，故A错误，B正确；

C、从图象可以看出，t=0时刻，甲到达了正向最大位移处而乙才开始从平衡位置向正向的最大位

移处运动，所以两单摆相位相差为今故C正确；

D、只有从平衡位置或最大位移处开始计时时，经过相同时间，两球通过的路程才满足s用=2s乙，

故。错误；

故选：BC

11.答案：1.96；0.125

解析：解：①滑块通过。点时的速度：为=等=竺嘤等空。1.96m/s；

41/XU.J.

②对滑块，由动能定理得：mgsind-xD-nmgcosO-xD--0,

解得：4=0.125.

故答案为：（5）①1.96：②0.125.

①应用匀变速直线运动的推论求出瞬时速度.

②由动能定理求出动摩擦因数.

本题考查了求瞬时速度、求动摩擦因数，要掌握匀变速直线运动的推论，应用动能定理即可正确解

题.

12.答案：dacb；普；大于

解析：

根据实验的原理图，逐步连接即可；依据实验的原理，设计合理的步骤即可；据半偏法测电阻原理

分析即可.解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，

掌握半偏法测电阻的原理及误差分析.

解：（1）据实验原理图，连接电路如图：

(2)据实验的操作的大体步骤:实验准备-实验操作-数据处理-整理仪器,所以本实验的操作步骤为:

dacb.

(3)本实验中电压表的阻值远大于滑动变阻器的电阻，并用滑动变阻器的分压解法，故在操作中电路

的总电阻几乎不变，故保持P的位置不变，含有电压表的支路的电压几乎不变，所以断开S2,流过长

的电流为/=厘，所以电压表的内电阻为：氏=牛=产r

(4)实验操作中，断开S2,当p不变时，会使电路总电阻稍微变大，总电流稍微减小，会使含电压表

支路的电压稍微变大；而具体操作中认为含有电压表的支路的电压不变，即断开S2,%两端的电压

比Ui-4大，再据即=牛=牌知，故会使测量值大于真实值.

故答案为：(1)如图(2)dacb：(3)忌(4)大于.

13.答案：解：(1)物体在斜面上下滑过程，由牛顿第二定律得：mgsind=ma

得a=5m/s2

根据位移时间关系公式，有：一三=；砒2

sm3002

可得t=I.6S0

(2)对物体从开始运动到运动到AB中点处的过程，由动能定理得：

I

mgh.-nmg--

解得：I=12.8mo

答：(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要1.6s时间。

(2)传送带左右两端间的距离至少为12.8m。

解析：(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端的过程，根据牛顿第二定律求出加速度，再根据匀变速

直线运动的位移时间公式求出在斜面上运动的时间。

(2)对物体从开始运动到运动到中点处的过程，利用动能定理求出4B间的距离。

本题涉及两个过程，要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的规律解答。在涉及时间时,

往往根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答。涉及力在空间的效果时，运用动能定理解题。

Z7AC

14.答案：解：(1)由法拉第电磁感应定律石=〃二一

得左=〃包=皿2=10%、0.52/=2.5〃

Az

(2)小灯泡正常发光，有P=I2R

由闭合电路欧姆定律有E=I(Ro-R)

即有尸=(篇附

代入数据解得R=1.25n

mg

(3)对线框be边处于磁场中的部分受力分析如图，当线框恰好要运动时，磁场的磁感应强度大小为夕,

由力的平衡条件有

Egsin0=F安-f=F安-Hmgcos0

F安二iiBIX2r

由上解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小3,=0.41

1.6.

-^-_4冗

线框在斜面上可保持静止的时间］=2一行

兀

小灯泡产生的热量Q=P-L25堂=匚3.4

流过小灯泡的电量为q,则

E

q=ItE=n

R+及）Lt

解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，即可求解感应电动势；

(2)由功率表达式，结合闭合电路欧姆定律，即可；

(3)对线框受力分析，并结合平衡条件，及焦耳定律，从而求得灯泡产生的热量，利用9=为，