2021届山西省大同市高考物理一模试卷(市直)(含答案解析)

2021届山西省大同市高考物理一模试卷（市直）

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1.物理学研究问题经常需要忽略次要因素突出主要因素，“质点”概念的引入，从物理学思想方

法上来说，是属于（）

A.观察、实验的方法B.逻辑推理的方法

C.类比的方法D.建立理想模型的方法

2.在现实生活中，物体运动的V-t图线不可能存在的是（）

3.近年来，我国科技飞速发展，在国防科技方面，科学家们研发的

反隐身米波雷达堪称隐身战斗机的克星，它标志着我国雷达研究

又创新的里程碑,米波雷达发射无线电波的波长在1〜10a范围内,

则对该无线电波的判断正确的是（）

A.米波的频率比厘米波频率高

B.米波和机械波一样须靠介质传播

C.米波是原子核能级跃迁得到的

D.米波比红外线更容易发生衍射现象

4.下列关于万有引力定律说法不正确的是（）

A.万有引力定律是牛顿发现的

B.万有引力定律适用于质点间的相互作用

C.公式中的G是一个比例常数，没有单位

D.两个质量分布均匀的球体，r是两球心间的距离

5.如图甲所示，4、B是一条电场线上的两点，当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿ZB由

4点运动到B点，其速度-时间图象如图乙所示，电子到达B点时速度恰为零.下列判断正确的

是（）

o

甲乙

A.A点的场强一定大于B点的场强

B.电子在4点的加速度一定大于在B点的加速度

C.4点的电势一定高于B点的电势

D.该电场可能是负点电荷产生的

6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1：2,线路上分别接有两个阻值相同的定值电阻R］、

R2,交变电源电压为U,下列说法正确的是（）

R.

A.变压器原线圈电压与电源电压U相等

B.变压器副线圈电压是电源电压U的2倍

C.流过％、/?2上的电流相等

D.%、%上消耗的电功率之比为4：1

二、多选题（本大题共6小题，共25.0分）

7.如图所示，固定的粗糙斜面的倾角。=37。，长度L=4m,可视为质

点的滑块从斜面的顶端由静止开始下滑，滑到斜面底端时速度大小〃=

4m/s,滑块的质量m=200g,空气阻力可忽略不计，取重力加速度

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则()

A.滑块沿斜面下滑的加速度大小为2m/s2

B.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.6

C.整个下滑过程的时间为1.5s

D.在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小为4N-s

8.如图所示，将两个质量均为他的小球a、b用细线相连悬挂于。点，两绳

可承受的最大张力为3.5力0先用力尸拉住小球a,使整个装置处于平衡状

0。

态，并保持悬线。Q与竖直方向的夹角为8=30。不变，则F的大小可能为（）

AA・-Vm3g

B.mg

C.y[2mg

D.3mg

9.如图所示，原长为，°、劲度系数为k的弹簧一端与质量为小的小球相连，

另一端固定在竖直墙壁上，小球用倾角为30。的光滑木板4B托住，当弹簧

水平时小球恰好处于静止状态.重力加速度为0则（）

A.弹簧的长度为％+叵里

B.木板AB对小球的支持力为4mg

C.若弹簧突然断开，断开后小球的加速度大小为:g

D.若突然把木板AB撤去，撤去瞬间小球的加速度大小为g

10.“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力能源供应系统而进行的实验.假设在实验中,

用飞机拖着一根很长的金属线（其下端悬挂一个金属球，以保证金属线总是呈竖直状态）在高空

环绕地球飞行，且每次飞经我国上空时都是由西北飞向东南方向，则下列说法正确的是（）

A.这是利用运动导线切割地磁场的磁感线产生电动势的原理，金属线相当于发电机的绕组

B.该发电机可产生直流电，且金属线的上端为正极

C.该发电机可产生直流电，且金属线的上端为负极

D.该发电机可产生交流电，当飞机在北半球飞行时、金属线的上端为其正极，当飞机在南半球

飞行时、金属线的上端为其负极

11.对以下物理现象的分析正确的是（）

①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞

②上升的水汽的运动

③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动

④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动

A.①②③属于布朗运动B.④属于扩散现象

C.只有③属于布朗运动D.以上结论均不正确

12.如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线

表示又经△£=0.2s时刻的波形，已知波长为2m,下列说法正确的是()二二\'、/.

02m

A.波的周期的最大值为2s

B.波的周期的最大值为］

C.波的速度的最小值为9m/s

D.这列波不能发生偏振现象

E.这列波遇到直径r=1巾的障碍物会发生明显的衍射现象

三、实验题(本大题共3小题，共31.0分)

13.如图所示，是“验证碰撞中的动量守恒定律”的实验，请回答下列问题：

(1)本实验提供的器材有：斜槽、入射小球、被碰小球、重锤及中垂线、白纸、复写纸、圆规，实验

还需要的器材有、

(2)为了保证实验结果尽量准确，下列说法符合实验要求的是

4使斜槽轨道尽量光滑

B.调节斜槽轨道末端水平

C.入射小球和被碰小球大小相同

D入射小球每次从轨道的同一位置由静止滚下

(3)实验中需要测量的物理量是

4两个小球的质量

8.入射小球开始释放高度

C.入射小球抛出点距地面的高度

D两个小球做平抛运动的水平射程

(4)若所测物理量满足表达式=,则可判定两个小球所组成的系统碰撞前后动量守恒(用

图中符号表示)。

(5)若所测物理量满足表达式=,则可判定两个小球所组成的系统碰撞前后动能相等(用

图中符号表示)。

(6)斜槽轨道足够高且摩擦力能忽略不计，若入射小球质量mi小于被碰小球巾2,(填“能”或

者“不能”)验证两个小球所组成的系统碰撞过程中动量守恒。如果能，请写出需要验证的表达

式，如果不能，请给出理由__o

mi

14.（1）在研究匀变速直线运动实验中，在打点计时器打下的纸带上，选取一段如图所示.若所用交

流电的频率为50当，用刻度尺量得4到B、C、D、E各点的距离依次为：1.23cm、3.71cm、7A4cm

和12.42cm,若该匀变速直线运动的加速度的大小为1.25m/s2,那么图中每两点中间还有

点没有画出：图中。点对应的速度大小为m/s（答案保留3位有效数字）.若在计算过程中不

小心将交流电的频率当成60Hz,则计算出的加速度值将（填“偏大”、“偏小”或“不

变”）

ABCD~

•••••

（2）某同学用电压表、电阻箱、开关和若干导线来测一节干电池的电动势和内阻.实验原理图如图甲.

①根据原理图，完成图乙的实物连线.

②电阻箱某次指示如图丙，此时阻值/?=

③改变电阻箱的阻值，得到几组R、U值，作出图象如图丁，根据图象求得该电池的电动势后=

,内阻r=（保留三位有效数字）

15.

13.（12分）某物理工作者设计了一个能量电场强度的实验.用已配质量为，，h电量为g的小球

（可视为质点）.令其垂？［电场方向迸人一区域为u氏”矩形的电场•如图所示,电场方向与

ud平行且竖直向上•小球第一次靠近迈形的下边儿进入•恰好从/，点飞出.然后•保持电场

大小不变•使方向竖亶向下.再使小球以同弹的速度R靠近上边垂亶进入电场•小球正好

从下边de的中点，处飞出.试根据以上信息求出电场强度.

四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）

16.如图，两个滑块4和B的质量分别为犯！=Mg和叫=5kg,放在静止于水平地面上的木板的两

端，两者与木板间的动摩擦因数均为%=0.5；木板的质量为m=4kg,与地面间的动摩擦因数

为劭=0」5.某时刻4、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为%=3m/s。设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2.求开始时刻力、B、C三者加速度的大小和方向？

昌A

二....—二

7_7727777777J777777777777777177A

17.如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压PO.气缸内部有一个光

滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部*活塞下部气体的压强为2P。、热

力学温度7.

（1）若将活塞下方气体的热力学温度升高到27,活塞离开气缸底部多少距离？

（2）若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？

18.一半圆柱形透明物体横截面如图所示，直径40B镀银，。表示半圆截面的圆心，并建立图示坐标

系。一束平行x轴（直径4。8）的激光在横截面内从M点入射，经过4B面反射后从N点垂直x轴（直

径40B）向上射出。已知NM04=60。，圆柱形半径R=10m。求：（s讥15。=告底，计算结果

可带根号）

⑴透明物体的折射率；

5）激光射出点N点的坐标。

0Bx/cm

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：“质点”概念的引入物理学过程中，突出了问题的主要方面，忽略次要因素，属于建立

理想化的物理模型的方法，故A8C错误，O正确。

故选：D.

在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科

学研究方法。

在学习物理的过程中，我们会遇到如控制变量法、转换法、类比法、模型法、等效法等，这些方法

是物理研究经常应用的方法，在解决实际问题时要注意识别和应用。

2.答案：C

解析：解：

A、此图表示物体先做加速运动，后沿原方向做减速直线运动，是可能存在的。不符合题意。故A

错误。

8、此图表示交替做加速运动和减速运动，是可能存在的。不符合题意。故B错误。

C、此图表示时光能倒流，是不可能存在的，符合题意。故C正确。

。、此图表示物体速度周期性变化，是可能存在的。不符合题意。故。错误。

故选：C。

根据速度图象的斜率等于加速度，分析物体所做是什么性质的运动，判断是否可能存在.

本题考查对速度-时间图象识别和理解能力.抓住时间是不能倒流的是关键.

3.答案:D

解析：解：4、米波的波长比厘米波的波长长，两波在真空中传播速度都等于光速c,由c=4/分析

可知，米波的频率比厘米波频率低，故A错误；

8、米波是电磁波，其传播不需要介质，在真空中也能传播，故B错误；

C、米波是振荡电路产生的，不是原子核能级跃迁得到的，故C错误；

。、米波的波长比红外线的波长长，则米波比红外线更容易发生衍射现象，故。正确。

故选：D。

电磁波在真空中传播速度都等于光速c,由c=4f分析频率大小。电磁波传播时不需要介质。米波是

振荡电路产生的。波长越长的电磁波，越易发生明显的衍射现象。

解答本题时，要搞清电磁波与机械波的区别，明确各种电磁波产生的机理和特性。

4.答案：C

解析：解:

A、万有引力定律是牛顿发现的，故A正确.

8、万有引力定律使用条件是：宏观，低速，质点间的相互作用，故8正确.

C、G=6.67xlO-11N-m2/kg2,故C错误.

。、两个质量分布均匀的球体，计算万有引力的时候，距离应该是两球心间的距离，故。正确.

本题选错误的，故选：C

由万有引力定律的发现历史、定义、适用条件可判定4BD.

G是引力常量，有单位.

本题关键是掌握万有引力公式的适用条件，另外通过本题应该知道两个质量分布均匀的球体，计算

万有引力的时候，距离应该是两球心间的距离.

5.答案：C

解析：

由图可知带电粒子速度变化情况，则可明确粒子在两点的加速度大小关系，即可确定电场强度的大

小；由功能关系可以确定电势的高低。

本题根据图象考查对电场的认识，要求学生能从图象中找出加速度的大小及速度的变化，再应用动

能定理及牛顿第二定律进行分析判断：同时还需注意，电势能是由电荷及电场共同决定的，故不能

忽视了电荷的极性。

解：4B.由图可知，电子加速度恒定，则可知受电场力不变，由尸=后（/可知，力点的场强要等于8点

场强，故AB错误；

C.而电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，故电势能增加，电子带负

电，由,=崇可知，A点的电势要大于B点电势，故C正确；

D点电荷产生的电场中，一条电场线上的点的场强都不相同，故。错误。

故选Co

6.答案：D

解析：解：4、由图，结合串联电路的特点可知，变压器原线圈电压小于电源电压。故A错误；

B、原线圈两端电压小于电源电压，根据电压之比等于匝数之比可得生=等=2：1,所以变压器副

U1nl

线圈电压小于电源电压U的2倍。故B错误；

C、流过R的电流与流过/?2电流比：0=詈=2,故C错误；

l2nl

D、根据电功率的计算公式P=/2R可得&上的电功率是A2上电功率的1倍，故。正确；

故选：Do

根据变压器原理求解电压之比；根据欧姆定律得到电流关系；根据电功率的计算公式求解电功率之

比。

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有

一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理电功率的计算公式。

7.答案:AD

解析：

本题考查了用牛顿运动定律分析斜面体模型力学、动量定理；对于牛顿第二定律的综合应用问题，

关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再

根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。

根据运动学公式求解加速度，对滑块根据牛顿第二定律求解动摩擦因数；根据位移时间关系求解整

个下滑过程的时间；根据/=zngt求解冲量。

A.根据运动学公式可知a=?=2m/s2,故A正确；

8.对滑块根据牛顿第二定律可得mgsin。-/=ma,而f="mgcos。，解得〃=0.5,故8错误；

C.根据L=^at2可得t=后=2s,故C错误；

D在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小/=mgt=4N•s,故D正确。

故选A。。

8.答案：BC

解析：解：对小球a、b整体受力分析，如图所示:

当拉力F的方向改变时，重力不变，拉力T的方向不改变，结合三角形定则作图，如图所示:

当拉力7=3.5mg时，拉力F最小，结合余弦定理，有：

2

Fmax-y/(2mgy+(3.5mg)—2"(T.mg')■(3.5mg)-cos30°«2mg

当拉力尸垂直细线oa时，拉力最小，为：

Fmtn=(2mg)sin30。=mg

A、^mg<Fmin,故A错误；

B、mg=Fmin,故8正确；

C、Fmax>近mg>Fmin>故C正确：

D、3mg>Fmax,故。错误；

故选：BC

对两个球整体受力分析，受重力、拉力F和细线的拉力T,根据平衡条件并结合合成法作图分析得到

拉力的范围即可.

本题关键是明确两个小球整体的受力情况，然后根据平衡条件并结合合成法作图分析，不难.

9.答案：AC

解析：解：力、小球受力如图所示:

小球静止处于平衡状态，由平衡条件得：F—Ns讥30。=0,Ncos30Q-mg=0,解得：N=巫区

口近

P=­mg^

由胡克定律得：F=/g=kx，解得：x=千，则弹簧的长度：l=lo+x=%+”,故4正

3y3kUU3k

确，8错误；

。、弹簧突然断开，小球受重力与支持力作用，由牛顿第二定律得，断开后小球的加速度：a=

陋幽=；g,故C正确；

。、木板4B突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N,方向与N反向，加速度

为：a=*=31g,方向垂直于木板向下，故。错误；

故选：AC.

对小球受力分析，应用平衡条件与胡克定律求出弹簧的长度、木板对小球的支持力，然后应用牛顿

第二定律求出弹簧断开或撤去木板时小球的加速.

本题关键对物体受力分析，求出各个力，撤去一个力后，先求出合力，再求加速度.注意弹簧的弹

力不能突变的性质应用.

10.答案：AB

解析：解：运动导线切割地磁场的磁感线产生电动势，金属线相当于发电机的绕组.地磁场的方向

由南向北，根据右手定则，上端的电势高，即金属线的上端为正极，产生的电流方向不变，为直流

电.故A、B正确，C、£＞错误.

故选AB.

用飞机拖着一根很长的金属线（其下端悬挂一个金属球，以保证金属线总是呈竖直状态）在高空环绕

地球飞行，金属线切割磁感线产生感应电动势，通过右手定则判断电势的高低.

解决本题的关键知道切割的部分相当于电源，以及会根据右手定则判断电势的高低.

11.答案：BC

解析：解：空气中的微粒和水汽都是用肉眼直接看到的粒子，都不能称为布朗运动，它们的运动更

不是分子的运动，也不属于扩散现象；显微镜观察悬浮在水中的小炭粒的运动是布朗运动，红墨水

向周围运动是扩散现象。故BC正确4。错误。

故选：BC.

固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，液体的温度越低，悬浮

小颗粒的运动越缓慢，且液体分子在做永不停息的无规则的热运动。固体小颗粒做布朗运动说明了

液体分子不停的做无规则运动。

本题考查对布朗运动的了解；掌握布朗运动的实质和产生原因及影响因素是解决此类题目的关键。

12.答案:BCE

解析：解：ABC,波向左传播，则波的传播距离为:

x=nA+(2—0.2)=(2n+1.8)m,(n=0,1,2...)

又因为t=0.2s,

所以波的传播速度"=?=等詈=(10n+9)m/s.(n=0,1,2...)

周期：7=3=^^s(7i=0,1,2...)

当n=0时，波的周期最大，最大周期为「max=|s；

当n=0时，最小波速是％nin=9m/s,故A错误，BC正确；

。、该波是横波，能发生偏振现象.故。错误.

E、这列波遇到直径r=1m的障碍物时，由于该波的波长大于障碍物的直径，所以能发生明显的衍

射现象.故E正确.

故选：BCE

根据波的周期性写出波传播距离的表达式，根据〃=:写出波速的表达式，再根据波速公式写出周期

的表达式，即可求得波速的最小值和周期的最大值.横波能发生偏振现象.当波长比障碍物尺寸大

或差不多时，就会发生明显的衍射.

本题考查识别、理解波动图象的能力以及运用数学通项求解特殊值的能力.对于两个时刻的波形，

要考虑波的双向性，不能漏解.

222

13.答案：刻度尺天平BCDADmWPm^M+m2ONm^Pm^M+m2ON能mrON=

m2OP-miOM或niiON=m20M—mrOP

解析：解：(1)实验需要测量小球的质量与小球的水平位移，实验还需要的器材有天平、刻度尺。

(2)4、只要实验过程使小球从同一位置由静止释放即可保证小球到达斜槽末端时的速度相等，不必

要使斜槽轨道光滑，故A错误；

8、为使小球离开斜槽后做平抛运动，应调节斜槽轨道末端水平，故B正确；

C、为使两球发生对心正碰，入射小球和被碰小球大小相同，故C正确；

。、为使小球到达斜槽末端时的速度相等，入射小球每次从轨道的同一位置由静止滚下，故。正确；

故选:BCD。

(3)小球离开斜槽后做平抛运动，小球做平抛运动抛出点的高度相等，

小球做平抛运动的时间t相等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，

可以用小球的水平位移代替其初速度，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，

由动量守恒定律得：rn^Vo=+m2v2

小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t：m1vot=m1v1t+m2v2t,贝U：niiOP=mIOM+m2ON-,

实验需要测量两小球的质量与水平射程，故选AD；

(4)由(3)可知，若所测物理量满足表达式？n[OP=mrOM+m^N,可判定两个小球所组成的系统碰

撞前后动量守恒。

(5)碰撞过程如果机械能守恒，则：|mx=|mx1m2vf-

由动量守恒定律得：m^o=巾1%+m2v2

小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t：m1vot=m1v1t+m2v2t,则：?n/P=mrOM+m2ON,

222

解得：mrOP=mrOM+m2ON；

(6)斜槽轨道足够高且摩擦力能忽略不计，入射球反弹后在轨道上运动过程机械能守恒，

入射球再次回到斜槽末端时的速度等于反弹后的速度，可以利用该两球验证动量守恒定律；

由于入射球的质量小于被碰球的质量，碰撞前入射球的落点为N,碰撞后入射球的落点为M、被碰球

落点为P

或碰撞后入射球落点为P、入射球落点为M,碰撞后入射球反弹，以碰撞前球的速度方向为正方向，

碰撞后入射球的速度方向是负的，由动量守恒定律可知：7H10N=62。2-机1。”或m1。可=

m20M—niiOP；

故答案为：(1)刻度尺；天平；(2)BCD；(3)4。；(4)如OP；m1OM+m2ONi

222

(5)7711OP；mxOM+m2ON；(6)能：niiON=nizOP一加粗⑦或"1。—=-niiOP。

(1)实验需要测量小球的质量与小球的水平位移，据此确定需要的实验器材。

(2)实验前应调节斜槽末端水平，两球的半径应相等，根据实验注意事项分析答题。

(3)根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式确定需要测量的量。

(4)应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式。

(5)应用机械能守恒定律