2021届上海市青浦区高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届上海市青浦区高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）

1.在下面列举的物理量单位中，哪些是国际单位制的基本单位（）

A.千克（kg）B.焦耳（/）C.赫兹（HZ）D.牛顿（N）

2.在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算

结果比实际值偏小，其原因可能是（）

A.油酸未充分散开

B.已知的油酸溶液浓度高于真实值

C.计算油膜面积时，少数了一个格子

D.计算每滴溶液体积时，将1mL的溶液的滴数多记了10滴

3.下列说法中不正确的是（）

A.3射线的本质是电子流，所以口衰变说明原子核是由质子、中子、电子组成

B.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了针和镭两种新元素

C.某种色光照射金属发生光电效应，若增大光照强度，则单位时间内发射的光电子数增加

D.玻尔认为原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的

4.下列说法中正确的是（）

A.用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象

B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象

C.白光经过三棱镜得到彩色图样光的干涉现象

D.白光照射水面油膜呈现彩色图样是光的衍射现象

5.有关电动势的说法不正确的是（）

A.电源的电动势等于内、外电路电势降落之和

B.电源提供的电能越多，电源的电动势越大

C.当外电路断开时，电源的路端电压与电源电动势相等

D.当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值

6.关于磁场、磁感线和磁感应强度的描述，正确的说法是（）

A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极

B.由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场

C.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向

D.在磁场强的地方同一通电导体受得到安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小

7.如图所示，一对长度为L、相距为d的平行金属极板M、N水平放置，接在电I一L

动势为E、内阻为r的电源两端.一质量为m、电荷量为q的带电粒子P（电性T「二；

未知）以速度处从紧挨极板M的一端平行于极板射入，若带电粒子P刚好打在极板N的另一端，两

极板之间的电场可视为匀强电场，则下列说法正确的是（）

A.若带电粒子P的重力不可忽略，则带电粒子P一定带正电

B.若带电粒子P的重力不可忽略，则带电粒子P打在极板N之前的速度大小一定小于

用+喘

Y771（IVQ

C.若带电粒子P的重力不计，则带电粒子P在极板之间可能做变加速曲线运动

D.若带电粒子P的重力不计，则带电粒子P打在极板N之前的速度大小为降胃马

8.关于电磁波，下列说法错误的是（）

A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

9.如图所示，在光滑的水平绝缘桌面上，带电小球4固定，带电小球B在AB间库仑力的作用下以速

率处绕4做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕4做匀速圆周运动的半径变为2r,则B球的速度大

小应变为（）

A.乌”。B.V2v0C.2v0D.no

10.滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进

入竖直面内的圆弧形滑道卷，从滑道的4点滑行到最低点8的过程

中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员在沿卷卜滑过程中（）

A.所受摩擦力越来越大，合力越来越大

B.摩擦力做功为零，机械能守恒

C.合外力不为零，合外力做功为零，动能不变

D.运动员到达最低点时，重力做功的瞬时功率最大

11.装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示.把玻璃管向下缓慢按压

4cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s.

竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图象如图乙所示，其中4为振幅.对于玻璃管，下

列说法不正确的是（）

图乙

A.回复力等于重力和浮力的合力

位移满足函数式x=4sin(4nt--7r)cm

B.6

C.振动频率与按压的深度有关

D.在时间匕〜t2内，位移减小，加速度减小，速度增大

12.如图所示，两个完全相同的带电小球4、B,质量、电荷量分别为TH、+q,

放置在一个半球状、半径为R、质量为M的绝缘物块上，小球平衡时相距

为R,重力加速度为g。则（）

A.物块对地面的压力大于（M+2ni）g

B.物块对小球4的支持力等于竽mg

C.若保持4球静止，把8球缓慢移动到O',B球的电势能一定增大

D.若保持4球静止，把B球缓慢移动到0，，地面对物块的支持力一定增大

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.如图所示，放在通电螺线管内部中央处的小磁针,ab

静止时N极指向螺线管右端，则电源的C端为

3电源3

极，螺线管的a端为.极.M

14.如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电量为4x10-6。的负点

.A

电荷从4点移到M板，电场力做负功8x10-4/,把该点电荷从4点移到十N

N板，电场力做正功为4x10-4人贝〃财村等于.,伏，该点电荷

在4点具有的电势能琮4为J.

15.如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连

接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m,活塞面积loanz,大气压强1.0x

105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计.缓慢升高环境温度，使活塞

刚好升到缸口，封闭气体吸收了6Q/的热量.则封闭气体的压强将（填〜

增加、减小或不变），气体内能变化量为J.

16.如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R,顶部有入口4在4的正下方八处

有出口8.一质量为m的小球从入口4沿圆筒内壁切线方向水平射入圆筒内，要j

使小球从出口8飞出，小球进入入口4处的速度%=,运动过程中小球;

对筒壁的压力N=。（重力加速度为g）±

17.本题为选做题，考生只选择一题作答.若两题都作答，则按4题计分.

4（本题供选修1-1的考生作答）

如图所示，螺线管的匝数为10匝，在0.1s内穿过

螺线管的磁通量由0.02W8均匀变为0.06VW）,则

磁通量的变化率为______Wb/s,则螺线管两

端产生的感应电动势为______F.

*

1

-B.（本题供选修3-1的考生作答）

如图所示，电源的内阻r=2.00,电阻R=8.00,

开关闭合后，电流表示数/=0.304则电源的电

动势E=________/；在t=10s时间内，电阻R产

生的焦耳热Q=_______J.

---坦-

-<—•'----------

S£r

三、实验题（本大题共1小题，共10.0分）

18.利用注射器探究气体等温变化的规律的实验。

（1）实验研究的对象是,实验中应保持不变的参量是

(2)实验中为了控制该参量不变，采取的主要措施比较合理的是

A.在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性

反推拉活塞时要缓慢

C.不要用手直接握在注射器密闭气体的部分

。.实验前注射器内要吸入尽量多的空气

(3)某小组同学通过上下拉压活塞得到了四组实验数据，根据表中数据作出p-器的图像。

次数1234

压强p/lO'Pa0.81.01.51.9

体积V/cm386.44.03.4

体积倒数：/cm-30.1250.1560.250.29

根据P-号图像得到的实验结论：质量一定的气体，

四、计算题(本大题共2小题，共30.0分)

19.如图所示，一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg

的小球，在竖直平面内作圆周运动，已知圆心。离地面九=6m。转动中小球在

最底点时绳子断了，(g=lOm/s?)求：

(1)绳子断时小球运动的线速度多大？

(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离。

20.如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E,方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁

场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上

的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点。离开磁场。粒子在磁场中的运动

轨迹与y轴交于M点。已知。P=1,0Q=2A/3ZO不计重力。求：

(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、千克(kg)是质量在国际单位制中的基本单位，故A正确；

B、焦耳(/)是功和能量的单位，不是基本单位，是导出单位，故8错误；

C、赫兹(HZ)是频率的单位，不是基本单位，是导出单位，故C错误；

D、牛顿(N)是力的单位，不是基本单位，是导出单位，故。错误；

故选：A.

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.他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔.

国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这

都是需要学生自己记住的.

2.答案：D

解析：解：计算油酸分子直径的公式是d=(V是纯油酸的体积，S是油膜的面积.

A、油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A错误；

B、计算时利用的是纯油酸的体积，如果油酸溶液浓度高于实际值，则油酸的实际体积偏大，则直径

将偏大，故8错误；

C、计算油膜面积时少数了一格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C错误；

D、求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴，由%=(可知，纯油酸的体积将偏小，则计算

得到的分子直径将偏小，故。正确。

故选：D«

用油膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜

面积，从而求出分子直径.根据此原理分析误差.

解答本题关键要理解并掌握单分子油膜法估测分子直径的原理d=5，建立这样的模型：油酸分子呈

球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小.

3.答案：A

解析：解：4、0衰变是由于原子核内中子转化为为一个质子同时释放一个电子，故A不正确；

B、居里夫妇从沥青铀矿中分离出了针(P。)和镭(Ra)两种新元素，故8正确；

C、某种频率的光照射某金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，就增加了单位时间内射到金属

上的光子数，则单位时间内发射的光电子数将增加，故C正确；

。、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化。故。正

确。

本题选择不正确的，故选：A.

入射光的强度越多，单位时间内射到金属上的光子数越多，产生光电效应时，单位时间内发射的光

电子数越多；

居里夫妇发现针和镭两种新元素；

当增大光照强度，则单位时间内发射的光电子数增加；

玻尔原子模型提出能量量子化。

该题考查多个记忆性的知识点的内容，解答的关键是要掌握光电效应方程的内容,知道夕衰变的实质,

及核反应与化学反应的区别。

4.答案:A

解析：解：4、用光导纤维束传送图象信息是利用光在纤维中不停地发生全反射而进行传递信息的,

故4正确；

8、过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故8错误；

C、白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不属于干涉现象，故C错误：

。、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，这是光的干涉现象，故。错误。

故选：Ao

用光导纤维束传送图象信息是利用光的全反射；透过狭缝看到的彩色条纹是光的衍射现象；白光经

过三棱镜得到彩色图样是利用光的折射现象；而水面油膜呈现彩色图样是由于光的干涉而形成的。

本题考查了光的干涉、衍射、折射以及全反射的现象，要注意明确各物理现象所对应的物理规律，

并会解释相关现象。

5.答案：B

解析：解：2、由闭合电路欧姆定律可知，电动势等于内、外电路电势降落之和；故A正确；

3、电源提供的电能取决于做功时间，不能说明电动势大：故3错误；

C、外电断开时，电源的路端电压与电源电动势相等；故C正确；

。、电动势的定义式E=£可知，当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电

源电动势的值；故。正确;

本题选错误的，故选：B。

根据电动势的定义式E=?可知，非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功等于电源的

电动势.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量.电动势等于电源没有接

入电路时两极间的电压.

本题考查电动势的物理意义.要注意电动势与电压是两个不同的概念，不能说“电动势就是电压”.

6.答案：D

解析：

本题考查了磁感线的引入的原因和特点、磁场的性质。由于磁场是看不见，摸不着的，为了描述磁

场的性质而引入了磁感线的概念，它是假想出来的有方向的曲线，但可以描述磁场的性质。

A.磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极，故A错误；

B.根据公式：F=B/Ls讥。司.知，一小段通电导体在某处不受磁场力，可能是电流的方向与磁场平行，

此处不一定没有磁场，故B错误；

C.根据左手定则可知，磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向垂直，故C错误；

。.根据公式：F=B/Lsin8可知，通电导线在磁场强的地方受力可能比在磁场弱的地方受力小，故。

正确。

故选Do

7.答案：D

解析：解：CC、若带电粒子P的重力不计，只受电场力，做类似平抛运动，由于电场力为恒定的力，

故粒子的加速度恒定，做匀变速曲线运动，故C错误；

根据类平抛运动的分位移公式，有：L=%3d=g•哼t2,

2ma

根据类平抛运动的分速度公式，有：Vx=VQf%=研=震£,故合速度U=J谡+药=

/诏故。正确；

q771dVQ

A、若带电粒子P的重力不可忽略，则受电场力和重力，向下偏转，故合力向下，电场力可以向下、

也可以向上，故粒子可能带正电荷、也可能带负电荷，故A错误；

B、不考虑重力时，根据动能定理，对类平抛过程，有：qE=\mv2-\rnvl，

考虑重力时，根据动能定理,有：mgh+qE=^mv'2-1mvg,故1/不一定小于",即不一定小于

/诏+4S，故8错误；

ym,dVQ

故选：D

如果不考虑粒子的重力，只受电场力，做类似平抛运动，可以根据动能定理列式求解末速度，也可

以分解分运动公式列式求解末速度；如果考虑重力，则受重力和电场力，根据动能定理列式求解末

速度进行比较即可.

本题考查粒子在电场和重力场中的运动，关键是根据类平抛运动的分运动公式和动能定理列式，不

难.

8.答案：D

解析：解：4、电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；

8、周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故8正确；

C、电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直；故C正确；

。、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传

播，即无线传播。故错误；

本题选错误的，

故选：D。

电磁波在真空中的传播速度都是光速，与频率、能量无关，而在介质中的传播速度要小于在真空中

的传播速度。

本题考查电磁波基本特性的了解程度。电磁波与声波不同，电磁波在真空中的速度最大，在介质中

速度较小；同时注意明确电磁波的传播性质，知道电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播。

9.答案:A

解析：解：带电小球B在4B间库仑力的作用下以速率处绕4做半径为r的匀速圆周运动，

B对4的库仑力提供4做匀速圆周运动的向心力，列出等式

kQqmVg

r2~r

若使其绕4做匀速圆周运动的半径变为2r,

kQqmv'2

(2r)22r

解得M=

故选：Ao

B对Z的库仑力提供4做匀速圆周运动的向心力，列出等式表示出速度大小.

该题关键掌握库仑定律和向心力公式的应用.

10.答案:c

解析：解：4、运动员下滑过程中受到重力、滑道的支持力与滑动摩擦力，由图可知，运动员从4到

B的过程中，滑道切线方向与水平方向之间的夹角逐渐减小，则重力沿滑道切线方向向下的分力逐渐

减小，运动员的速率不变，则运动员沿滑道切线方向的合外力始终等于零，所以滑动摩擦力也逐渐

减小；运动员做匀速圆周运动，合力提供向心力，运动员做匀速圆周运动向心力大小不变，运动员

所受合力大小不变，故A错误；

8、运动员滑行过程摩擦力做负功，机械能不守恒，故8错误；

C、运动员做匀速圆周运动，运动员速率不变，运动员动能不变，由动能定理可知，合力做功为零；

合力提供向心力，合力不为零，故C正确；

。、运动员从4到B的过程中，滑道切线方向与水平方向之间的夹角逐渐。减小，运动员做匀速圆周运

动，速率"不变，重力的瞬时功率P=mgucos（90。-6）=mgusinO,由于m、g、"都不变而。减小，

则重力的瞬时功率P减小，故。错误。

故选：Co

滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，运动员所受合外力大小不为零；对运动员进行受力分析，

结合受力的特点分析摩擦力的变化；摩擦力做功，运动员的机械能减小；根据功率公式P=Fvcosa分

析瞬时功率如何变化。

此题考查了向心力的相关问题，本题抓住运动员做的是匀速圆周运动，速率不变，动能不变，根据

匀速圆周运动的特点分析速度、加速度、合外力的情况。

11.答案：C

解析：

对试管进行受力分析，受到重力和浮力作用，合力提供回复力。将图象中的0时刻和h时刻特殊值代

入简谐振动方程x=AsinCa）t+0。）可解。按压的深度不同，振幅不同，简谐振动的周期与振幅无关。

在ti-t2时间内，振子由负向最大位移处往平衡位置运动，由此分析解题即可。

本题考查竖直面内简谐振动，涉及回复力、简谐振动表达式（振幅、周期、初相位）、简谐振动图象、

简谐振动的周期与振幅无关，简谐振动过程的位移、速度、加速度变化，综合性强，难度较大。

人装有一定量液体的玻璃管只受到重力和液体的浮力，所以装有一定量液体的玻璃管做简谐振动的

回复力等于重力和浮力的合力，故A正确；

A振动的周期为0.5s,则圆频率：3=牛=京=47rrad/s,由图可知振动的振幅为4由题可知，4=

1__7

4cm；t=0时刻：x=--A=A-sin（p,结合t=0时刻玻璃管振动的方向向下，可知9（）=工71

0LQo

舍去)，则玻璃管的振动方程为：x=A-sin3t+(Po)=4sin(4nt+ln)cm=4sbi(4兀£一斤)cm,

66

故B正确；

C.简谐振动的周期与振幅无关，即与按压深度无关故C错误。

。.由图可知，在h〜4时间内，位移减小，加速度a减小；在“〜t2时间内，玻璃管向着平衡位置做

加速运动，所以速度增大，故。正确。

本题选择不正确的，故选C。

12.答案：B

解析：解：4、把物块和两个小球看成一个整体，物块对地面的压力等于(M+27n)g,故A错误。

8、如图对小球4进行受力分析，根据力的平衡条件可得物块对小球4的支持力为：

--------=—mq,故B正确。

cos30°3"

C、若保持4球静止，把B球缓慢移动到。'，库仑力做正功，B球的电势能一定减小，故C错误。

D、把物块和两个小球看成一个整体，物块对地面的压力仍然等于(M+2m)g,故。错误。

故选：B。

利用整体发，可以求出物块对地面压力；对小球A进行受力分析，根据力的平衡条件可以求出物块对

小球4的支持力；把B球缓慢移动到。'，库仑力做正功，B球的电势能减小。

本题考查了库仑定律、共点力的平衡等知识点。利用整体法是解决本题的关键。

13.答案：负；S

解析：解：螺线管内部的磁场方向水平向右，根据安培定则，知螺线管中的电流从左侧流进，右侧

流出，d为电源的正极，C端为负极，

内部的磁场由S指向N,螺线管的a端为S极或南极，b为N极或北极.

故答案为：负，S.

根据小磁针的指向，通过安培定则判断出螺线管电流的流向，从而知道电源的正负极.螺线管等效

为条形磁铁，根据内部磁场的方向得出螺线管的极性.

解决本题的关键掌握安培定则，会运用安培定则判断电流与磁场的关系.

14.答案:-3004x10-4

解析：解：4M间的电势差〃”=等=关黑=200人4N间的电势差外加=等=义条=

(7Xvq^*rz\AV

-lOOK,

则u材N=UMA+UAN=-200-100K=-300K.

因为〃N=<pA-(pN，解得4点的电势@4=-100V,

4

则电荷在4点的电势能Ep*=q(pA=-4x10-6x(-100)=4x10~7.

故答案为：-300IZ,4x10-4

根据电场力做功与电势差的关系分别得出4M和4N间的电势差，从而得出MN间的电势差.根据4N间

的电势差得出4点的电势，从而得出4点的电势能.

解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系，知道电势能与电势的关系，电势差与电势的关系，

不能混淆，基础题.

15.答案：不变；50

解析：

气缸内气体压强等于大气压与活塞对气体产生的压强之差，大气压不变，活塞产生的压强不变，则

气体压强不变；

活塞向上移动时，气体对外做功W=Fs=G/i=50Nx0.27n=10/；气体吸收的热量Q=601,由

热力学第一定律可知，气体内能的变化量△U=Q-W=60J-10J=50/；

故答案为：不变；50

大气压强不变，绳子对活塞的拉力不变，气缸内气体的压强不变；根据活塞移动的距离，由勿=Fs

求出外界对气体所做的功，然后由热力学第一定律求出气体内能的变化量。

分析活塞的受力情况可以判断出气体压强的变化情况；应用热力学第一定律可以求出气体内能的变

化。

16.答案：y[2nnRJ.(n=1,2,3(n=1,2,3…)

解析：解：小球在竖直方向做自由落体运动，

所以小球在桶内的运动时间为1=后

在水平方向，以圆周运动的规律来研究，

得至！Jt=*.(n=1,2,3...)

v0

所以%=y/2nnR监.(n=1,2,3...)

在运动的过程中，径向的合力提供向心力，则

Vo2mgRnzn2

N=m—=---------------.(n=1,2,3...)

Rh,

故答案为:yflnnRJj.(n=1,2,3更嗒(n=1,2,3...)。

将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，在水平方向上做匀速圆周运动，在竖直方向上做自由落

体运动，抓住等时性以及圆周运动的周期性进行求解。

解决本题的关键掌握曲线运动的处理方法，抓住等时性以及在水平方向上运动的周期性进行求解。

17.答案：4.0.44

8.37.2

解析：

A

线圈的磁通量变化时，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小。

平均感应电动势的大小由E=第，，而瞬时感应电动势可由E=来求得，注意V是切割磁感线

At

的速度，L是有效切割长度。

由题意可知，线圈中磁通量的变化率为：=00^°-02Wb/s=GAWb/s

根据法拉第电磁感应定律得：E=n^=10x0.4V=4U。

At

故答案为：0.4,40

B

根据闭合电路的欧姆定律E=/(R+r)以及焦耳定律Q=尸也进行计算。

本题考查的是恒定电流中的闭合电路的欧姆定律和焦耳定律，熟记公式，搞清已知和未知的量惊醒

计算即可，是一道基础题。

由闭合电路的欧姆定律得：F=/(/?+r)=0.30(2.0+8.0)K=3V；

由焦耳定律得电阻R上产生的焦耳热：Q=尸股=0.302x8.0x10/=7.2/。

故答案为：3.0；7.2。

18.答案：注射器内的封闭气体气体质量与气体温度ABC