2021届上海市静安区高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届上海市静安区高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）

1.下列说法不正确的是（）

A.研究地球绕太阳公转轨迹时，可以将地球看成是质点

B.伽利略研究自由落体运动的斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量

C.北京地面的重力加速度比上海地面的重力加速度略大

D.“千克”、“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的基本单位

2.点电荷Qi、（?2和（?3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的

实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、

6、c...表示等势面上的点，下列说法正确的有（）

A.位于g点的点电荷不受电场力作用

B.b点的场强与d点的场强大小一定相等

C.把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，

电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到了点过程中电场力

所做的功

D.把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7句

3.游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子

下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋，若将人和座椅看成质点，简化为如图

所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴。0'转动，已知绳长为质点的质量

为m,转盘静止时悬绳与转轴间的距离为d.让转盘由静止逐渐加速转动，经过一段时间后质点与

转盘一起做匀逮圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为。，不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，

A.3mg(d+Isind)tand4-mgl^l—cosO)

B.^mgdtanO+7ngi(I-cos。)

C.17ng(d+Isind)tand

D.^mgdtanO

4.如图，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床

单晾干，可在床单间支撑轻质细杆。随着细杆位置的不同，细杆上

边两侧床单间夹角火。<150。）将不同。设床单重力为G,晾衣杆所

受压力大小为N,下列说法正确的是（）

A.当。=60。时，N=3GB.当0=90。时，N=^G

32

C.只有当。=120。时，才有N=GD.无论。取何值，都有N=G

如图所示，质量为m的小球从桌面上方心处N点自由释放落至地面，桌

面高为电.若以地面为零势面小球经过桌面M点时的机械能是从N点

到M点重力做功是％;若以桌面为零势面小球经过桌面M点时的机械能

是E2，从N点到M点重力做功是修，则下列关系式正确的是（）

—>也

A.Er=E2B,E1>E2吗=W2

C.Ei=E2%=W2D.房>E2WX>W2

xxxx

____fe_______________

6.Q<©x©如图，虚线所示的范围内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向

XXXX

里，矩形线框abed沿水平方向并自左向右匀速通过磁场.当线框通过图中①、②、③位置时,

线框内的感应电流分别为ii、%、b，则（）

A.%>%，G=0B.&VJ，7=0

C.=i3VGD.J=b，i2=0

7.一列简谐横波沿》轴传播，在《=0时刻的波形图如图所示.已知x=0.8m处质点的振动方程为:

y=0.01sinSnt（m）9则该列波的传播方向和波速大小分别是（）

A.沿%轴正方向，4m/sB.沿％轴正方向，2m/s

C.沿x轴负方向，4m/sD.沿x轴负方向，2mls

8.如图所示，MN两点分别是-Q的点电荷电场中的两个等势面上的两点，贝支

A.M点的电场强度较N点大

B.M点的电势较N点低

C.正电荷从M点移至N点时电势能增大

D.正电荷从M点移至N点时电势能减少

9.下列关于运动的某个物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（）

A.如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零

B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零

C.如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能不一定发生变化

D.如果合外力对物体所做的功为零，则物体动能一定发生变化

10.如图所示的电路中，U=120V,滑动变阻器R?的最大值为200。，£=100。.当滑片P滑至的

中点时，a、b两端的电压为（）

A.60VB.

11.7、两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行，轨道半径之比2：1,则它们速度之比等于

A.1：2B.2：1D.应：1

12.如图所示，矩形闭合线圈abed竖直放置，。0'是它的对称轴，通电直导线4B与

。0'平行，设沿adeba方向为感应电流的正方向，初始线圈位置处于4B与。。'决

定的平面，则在线圈转动半圈的时间内线圈中感应电流随时间变化关系正确

B.

二、填空题(本大题共5小题，共20.0分)

13.如图所示，一个加速前进的车厢中的吊环悬绳与竖直方向成37。角，在车厢水

平地板上质量为10kg的物体4相对车厢静止不动，则4物体所受摩擦力的大

小为N,方向为(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8).

14.图甲表示一列简谐横波在t=20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由甲、乙

15.如图所示，在xOy平面y>0的区域内有沿y轴负方向的匀强电场，场强

大小为E,在y<0的区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一带正

电的粒子从坐标为(0次)的P点以一定初速度沿x轴正方向射入匀强电场。

当粒子第一次离开电场时，速度方向与x轴正方向的夹角为30。，然后从

坐标系原点。第一次离开磁场。已知该粒子质量为m,电荷量为q,不计粒子重力。求:

(1)该粒子第一次离开电场的位置距原点的距离X；

(2)该粒子从第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间良

16.如图所示，先后以不同速度％、吸匀速把正方形金属线圈abed向右拉出有界B'

XXX：.

O---------b

匀强磁场区域，且%:V2=1:2,则在先后两种情况下线圈中的感应电流之X*XX一

XXXX

比A：I2=,线圈中产生的焦耳热之比Qi：Q2=,流过线圈的电荷量之比qr

Q2=-----•

17.汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引功率行驶。（判断对错）

三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）

18.（1）在“探究感应电流方向的规律”实验中，需要用到下列的实验电路有（选填

"甲”"乙""丙”或“丁”）。

甲乙丙丁

（2）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，下列说法正确的是

A.制作单摆时，选用质量较小的塑料小球

8记录摆长时，将摆线长与小球直径相加

C.小球摆角应较小，近似满足简谐运动条件

。.测出一次摆长/和对应的周期T,可以得出7oc〃

四、计算题（本大题共2小题，共28.0分）

19.（8分）如下图所示，重力为Gl=8N的祛码悬挂在绳P力和PB的结点上。P4偏离竖直方向37。角,

PB沿水平方向且连在重力为G2=10N的木块上，木块静止于倾角为37。的斜面上，试求：

37・

(1)木块与斜面间的摩擦力;

(2)木块所受斜面的弹力；

20.如图所示，长为L=6m、质量为M=4kg的长木板放置于光滑的水平|"F~~^

面上，其左端有一大小可忽略、质量为m=1kg的物块，物块与木板间

的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加方向水平向右的恒定拉

力，使物块在木板上滑动，求恒定拉力F多大才会历时2s,使物块从木板左端运动到右端？(g取

10m/s2)

参考答案及解析

I.答案：D

解析：解：4、如果研究地球公转时，地球的大小和形状可以忽略，可以看作质点，故A正确；

8、伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“冲淡”重力作用，采用斜面实验，其实就是为

了使物体下落时间长些，减小实验误差，故B正确；

C、根据重力加速度分布的特点可知，北京地面的重力加速度比上海地面的重力加速度略大，故C

正确；

。、“千克”、“米”、“秒”都属于国际单位制的基本单位，“牛顿”属于导出单位，故。错误。

本题选择错误的，

故选：D。

当物体的大小和形状对所研究的问题中没有影响或影响不计时，可以把物体当成质点处理；根据其

历史背景我们知道，之所以采用“斜面实验”，是当时对时间的测量技术、手段落后；国际单位制

规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们

的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出

单位。

必须掌握质点的条件，明确能不能看成质点不是由物体决定，而是由所研究的问题的性质决定。

2.答案：D

解析：解：4、位于g点的位置电势为零，场强不为零，所以点电荷受电场力作用，故4错误

B、b点的场强与d点的场强是由点电荷5、＜?2和＜?3所产生的场强叠加产生的，

Q2和(?3与b点和d点的距离不等，根据点电荷场强公式E=当得Q2和Q3在b点和d点的场强大小不等，

方向不同.

所以b点的场强与d点的场强大小不相等，故B错误

C、根据电场力做功皿=(/{/得把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场

力做的总功等于把该点电荷从a点直接移到/点过程中电场力所做的功，故C错误

D、把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功W=qU=lCx[4kV-(-3fcK)]=7kJ,故D

正确

故选O.

空间中某一点的实际场强是由多个场强叠加产生的.

在等势面上移动电荷电场力做功为零.

根据电场力做功W=qU求解.

本题考查了电场线特点及沿电场线的方向电势降低，点电荷连线上的电势分布.

3.答案：A

解析：解：设质点与转盘一起做匀速圆周运动时速度大小为也由重力和绳子的拉力的合力提供质点

圆周运动的向心力，如图，则有

mgtan。=血石会①L

对于质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，重力做功为-7ngZ（l-cos。），设绳子

拉力做功为W,则根据动能定理得：

W-mgl（l-cos。）=^mv2（2）

联立①②得：W=mg1（1-cos0）+^mg（d+lsinff）tan0

故选A

质点与转盘一起做匀速圆周运动时，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律此

时的速度，根据动能定理研究质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，得到绳子对质点做的功.

质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子拉力是变力，要首先考虑运用动能定理求解变力的功.

4.答案：D

解析:解：以床单和细杆整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的支持力N',由平衡条件知N'=G,

与。取何值无关，由牛顿第三定律知床单对晾衣杆的压力大小7="=6,与9无关，故A8C错误,

D正确。

故选：Do

以床单和细杆整体为研究对象，分析受力，由平衡条件分析N与G的关系。

本题属于两个物体平衡问题，关键要灵活选择研究对象，采用隔离法分析研究，比较简便。

5.答案：B

解析：解：以地面为零势面小球经过M点时的机械能Ei=mg（/i1+九2），若以桌面为零势面小球经过

桌面M点时的机械能是E2=mgh.,则E[>F2；重力做功只与位移有关，两次重力做功的位移相等，

则%=%，故8正确，ACO错误。

故选：B。

重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加，重力所做的功等于重力势能的减小量。

根据琢=求出P、N点的重力势能，注意重力势能的大小与零势能面的选取有关。

解决本题的关键掌握重力做功和重力势能的关系，以及知道重力势能的大小与零势能平面的选取有

关。

6.答案：D

解析：解：根据感应电流产生条件：穿过线圈的磁通量发生变化，所以当线圈完全进入时，线圈中

没有感应电流.因此=0

而线圈正在进入磁场与正在离开磁场，导致磁通量发生变化，所以％、i3都不等于零.

再根据切割磁感线产生电动势E=BW与］=孩可得：%=

故选：D

7.答案：A

解析：解：根据y=0.01sin5m：(m)知，％=0.8m处的质点在0时刻向上振动，根据上下坡法知，波

沿不轴正方向传播.

由图象可知，波长；1=1.6m，周期7=2=^s=0.4s,质点振动的周期等于波传播的周期，则波

357r

速u=与=i^m/s=4m/s.

故选:A.

根据振动方程得出质点在0时刻的振动方向，通过上下坡法得出波的传播方向，结合图象得出波长,

结合周期求出波速.

本题考查了质点的振动以及波动的关系，会通过上下坡法判断质点振动和波动的关系，知道质点振

动的周期等于波的周期，基础题.

8.答案：D

解析：解：4、根据点电荷产生的电场的特点可知，越靠近点电荷处的电场

强度越大，所以N点的场强大于M点的场强。故A错误；

B、作出电场线的分布如图，由电场线方向可判断出来：M点的电势比N点的一?母行一

高。故B错误。

CD,正电荷自M点移向N点，电场力做正功，电荷的电势能减小。故C错误，

。正确。

故选：D。

根据电场线与等势面垂直，作出电场线，根据电场线方向判断电势的高低.根据电场力做正负判断

电势能的变化.根据电场线的疏密判断场强的大小.

本题考查对电场线物理意义的理解和应用能力.对于电势能变化的判断也可以根据推论判断：负电

荷在电势低处电势能大.

9.答案:A

解析：解：4、如果物体所受的合外力为零，根据W=FS得，那么外力对物体做的总功一定为零，

故4正确；

8、如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零.可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，故

8错误；

C、根据动能定理，如果合外力对物体所做的功不为零，则物体动能一定发生变化，故C错误；

力、根据动能定理，如果合外力对物体所做的功为零，则物体动能一定不发生变化，故。错误.

故选：A.

物体所受合外力为零，根据功的公式分析合外力对物体做的功是否为零.再分析合外力对物体所做

的功为零，合外力是否为零.根据动能定理分析，合外力做的功等于动能的变化.

合外力做功和动能变化的关系由动能定理反映.合外力为零，其功一定为零，但合外力功为零，但

合外力不一定为零.正确理解动能定理是解答本题的关键.

10.答案:B

解析：

当滑片P滑至7?2的中点时，变阻器下半部分电阻与凡并联后与上半部分电阻串联，根据串联电路电

流相等的特点，由欧姆定律采用比例法求出a、b两端的电压。

本题中滑动变阻器采用分压式接法，当滑片位置改变时，a、b端输出电压随之改变，属于基础题。

由题，滑片P滑至心的中点，变阻器下半部分电阻为100。，下半部分电阻与此并联的阻值为R#=

；&=50。，贝Ija、b两端的电压为=高+X12OV=4O匕故AC。错误，B正确。

2K?j."T~K2DUTJ_UU

11.答案：c

解析：根据行星运动规律得：以=或，又由7=3上

得和等,即,窝

所以冬=区=:，即二L=_%,故本题选c

内与2v2a

12.答案：B

解析：解：直导线中通有向上的电流，根据安培定则，知通过线框的磁场方向垂直纸面向里，在线

圈转动半圈的时间内线圈中磁通量先减小到0,然后反向增大，根据楞次定律，知感应电流的方向始

终是逆时针的方向；刚开始时，好边与cd边运动的方向与磁场的方向之间的夹角小，所以感应电动

势小，当转过90。时，ab边与cd边运动的方向与磁感线的方向垂直，感应电动势最大，故B正确。

故选：B。

直导线中通有向下均匀增大的电流，根据安培定则判断导线右侧的磁场方向以及磁场的变化，再根

据楞次定律判断感应电流的方向，最后根据左手定则判断出ab、cd边所受安培力的方向，注意离导

线越近，磁感应强度越大.

解决本题的关键掌握安培定则，左手定则，以及会用法拉第电磁感应定律求出感应电流大小，用楞

次定律判断感应电流方向.

13.答案：75水平向右

解析：解：对小球受力分析，小球所受的合力水平向右，有牛顿第二定律可知，mgtane=ma,解

得a=mg："。=gtand=7.5m/s2

A与小球具有相同的加速度，则力所受的摩擦力/=ma=75N,方向水平向右.

故答案为：75,水平向右

小球、物体4和车厢具有相同的加速度，隔离对小球分析，求出加速度的大小和方向，再对A运用牛

顿第二定律求出摩擦力的大小和方向

解决本题的关键知道球、物体4与车厢具有相同的加速度，通过牛顿第二定律进行求解

14.答案：10.5

解析：解：由甲图得到该波的波长；l=100cm=lm,由乙图知，该波的周期T=2s,则波速为：u=

^=|=0.5m/s<)

故答案为：1,0.5o

由波动图象读出波，由振动图象读出周期，从而求出波速。

本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力和把握两种图象联系的能力，根据两种图象要能直

接读出波长、周期，判断质点的振动方向。

15.答案：解：（1）设粒子第一次到达x轴的速率为口如图所示。

粒子在电场中做类平抛运动，

水平方向有％=VCOS0-t

竖直方向有h=”等

vtcosO2cos02xcos30°

sin30°

解得x=2y/3h

(2)粒子在电场中运动时有:h=-at

得：t

由x-vcosd-t得:v~荷还

粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示。

根据儿何知识可知，粒子轨迹对应的圆心角为2兀-20

粒子从第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间为：t=空空T=竺出7=汩

2n2n6

根据儿何关系可得，粒子在磁场中运动时轨迹半径为：R=^=x=2y[3h

粒子在磁场中运动周期为：T=W

联立解得：t=5兀型

\)6qE

答：(1)该粒子第一次离开电场的位置距原点的距离不是2g九：

(2)该粒子从第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间t是57r居。

解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律求出粒子第一次离开电场的位置距原点

的距离X。

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律和圆周运动公式求出

运动周期，结合几何关系求粒子从第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间久

本题考查了带电粒子在匀强电场与匀强磁场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动、在磁场中做匀

速圆周运动，分析清楚粒子运动过程与运动性质是解题的前提与关键，应用类平抛运动规律、牛顿

第二定律即可解题，解题时注意几何知识的应用。

16.答案:1：21：21：1

解析：解：根据E=BLv,得感应电流/=J=¥，可知感应电流/8V.所以感应电流之比4：1=1：

RR2

2；

根据焦耳定律可得焦耳热Q=/Rt=(等)2R.3=*8"可知，热量之比为1：2;

根据q=〃=.=詈，因磁通量的变化相等，可知通过某截面的电荷量之比为1：1.

KK

故答案为：1：2；1：2；1：1.

根据E=B。，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比.

根据焦耳定律Q=/2Rt,求出线圈中产生的焦耳热之比.

根据q=〃=等,求出通过线圈某截面的电荷量之比.

解答本题的关键是能够根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律推导各个物理量

的表达式再求解比例.

采用比例法，用相同的物理量表示所求量，再求比例，是常用的方法.

17.答案：对

解析：解：汽车以最大速度行驶，牵引力等于阻力，若要减小速度，使汽车减速运动，则牵引力应

小于阻力，根据P=Fu可知，可以减小牵引力功率行驶，故对；

故答案为：对

由于开始时匀速行驶，故牵引力等于阻力，当汽车做减速行驶，牵引力应小于阻力，根据P=Fu可

知，牵引力的功率减小。

解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系，以及掌握牛顿第二定律和判断物体做加速运动还是减速

运动的方法。

18.答案：(1)甲乙丁

(2)。

解析：

(1)

探究电磁感应现象实验电路有两种情况：

一种是由线圈、检流计、磁铁组成；

另一种分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭

合电路；

本题考查了研究电磁感应现象；知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路

图的前提与关键，掌握产生感应电流的条件。

甲、乙图：由线圈、检流计组成，插入或抽出磁棒即可探究探究感应电流方向的规律，故甲正确;

丙图：无线圈，无法探究感应电流方向的规律，故乙错误；

丁图：探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检

流计与副线圈组成另一个闭合电路；

故填：甲乙丁。

(2)

根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤。

本题考查了探究单摆的周期与摆长的关系；解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项。

人为了减小阻力的影响，制作单摆时，选用质量较大的小球，故A错误；

B.记录摆长时，将摆线长与小球半径相加，以摆线长、小球的直径之和作为摆长，则摆长的测量值

偏大，故3错误；

C.单摆做简谐运动的条件是摆角很小，故C正确；

。.当摆球经过最低点(平衡位置)开始计时