2021届天一大联考高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届天一大联考高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.核动力潜艇中核反应堆的主要燃料至8（7蔻8〃衰变成经2R〃需经过沉次戊衰变和n次£衰变，则血、

九分别为（）

A.2、4B.4、2C.16、6D.4、6

2.在高台跳水比赛中，若某运动员（可看作质点），其速度与时间关系图

象如图所示，t=0是其向上起跳瞬间，则下列说法正确的是（）

A.“时刻开始进入水面

B.。〜t2时间内，运动员处于失重状态

C.t3时刻已浮出水面

D.t2时刻开始浮出水面

3.轻杆的一端与小球相连接，另一端固定在水平转轴。上。轻杆随转轴。在竖

直平面内做匀速圆周运动。当小球达到最高点4最低点8时，杆对小球的

作用力（）

A.在4处一定为推力，B处一定为推力

B.在4处一定为拉力，B处一定为拉力

C.在4处一定不为零，B处可能为零

D.在A处可能为零，B处一定不为零

4.在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体4,4与竖直墙之间放

一光滑半圆球B,整个装置处于平衡状态。已知4、B两物体的质量分别

为M和m,则下列说法正确的是（）

A.4物体对地面的压力大小为Mg

B.A物体对地面的压力大小为（M+m）g

C.B物体对4物体的压力小于mg

D.4物体对地面的摩擦力等于mg

5.下列说法中正确的有（）

A.通过导体的电流越大，则导体的电阻越小

B.加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压与电流的比值对这段导体来

说保持不变

C.通过导体的电流强度，跟加在它两端的电压成反比，跟它的电阻成正比

D.导体的电阻，跟加在它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比

二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）

6.一电子经过电场中的4、B两点，电子在4点电势能为4.8xlO-K/,动能为3.2x经过B

点时电势能为6.4x10-17）,如果只考虑电子受电场力作用，则下列说法正确的是（）

A.电子在B点动能为4.8xIO-"/

B.电子从4到B电场力做功为一1.6xICT"/

c.a点电势高于B点电势

D.&B两点电势差为—100U

7.如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10：1,副线圈所接电路中，电压表《、%和

电流表4、4都为理想电表，电阻凡=20,/?2=60,的最大阻值为12。，原线圈两端加上

A.电压表匕的示数减小

B.电压表七的示数为20位V

C.副圈两端电压的瞬时值表达式为%=20V2sin（1007rt）K

D.电压表匕的示数与电流表&的示数的乘积先增大后减小

8.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，开关k闭合，不考虑电流表和电压表对

电路的影响，则以下分析正确的是（）

A.当滑动变阻器的滑片向b端移动时，电压表的示数减小，电流表的示数增大

B.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表的示数增大，电流表的示数减小

C.若实际实验时发现电压表的示数为零，电流表示数不为零，则可能是由于断路

D.若只让开关从闭合到断开，/?6上将产生由点N到点M的电流

9.一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从状态4到

状态氏第2种变化是从状态4到状态CG4c的反向延长线过原点），比较

气体的两种状态变化过程中（）

A.气体从状态4到状态C过程气体吸收热量较多

B.气体从状态4到状态B过程气体吸收热量较多

C.气体从状态4到状态B过程内能增加较多

D.两个过程中气体内能增加量相同

10.一长绳如图甲所示，一列简谐横波沿绳向右传播，a、b是长绳上两质点，（两质点的平衡位置相

距Z,I<A）,a质点的振动图象如图乙所示。已知波速为u-2.5m/s,在t=4s时b的位移为8cm,

下列说法正确的是（）

甲

A.从t=0时刻开始，质点a先到达最大正向位移处

B.a向上振动时b—•定向下振动

C.该波的波长为207n

D.从t=0时刻开始到t=4s,b质点的路程为8cm

E.a、b两质点的平衡位置相距5nl

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计

把橡皮条的另一端拉到某一位置。点，下列操作正确的是.

人同一次实验过程中，。点位置允许变动

8.在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度

C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计

拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到。点

D实验中把橡皮条的结点拉到。点时，两弹簧之间的夹角应取90。不变，以便于算出合理的大小

(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的存在,

重锤重力势能的减少量4Ep要(选填“大于”“小于”或“等于")重锤动能的增加

量4

(3)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学通过数据的处理作出了a-F图象，如

图所示，则

①图中的直线不过原点的原因是.

②图中的力尸理论上是指,而实验中却用表示.

4砂和砂桶的重力8.绳对小车的拉力

③此图中直线发生弯曲，为了防止直线发生弯曲，在实验中，应使小车的质量要(选

填“远大于”“远小于”或“等于”)砂和砂桶的总质量.

12.在“测定金属的电阻率”实验中：

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，其示数为cm；用刻度尺测得金属

丝的长度如图乙所示，其示数为cm；用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻，选择“xl”

欧姆挡测量，示数如图丙所示，其示数为______0。

（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R,实验所用器材如下：

a.电流表4（量程为0.24,内阻为10）

b.电压表V（量程为9V,内阻约3k。）

c.定值电阻岛（阻值为20）

d.滑动变阻器R（最大阻值为10。，额定电流为24）

e.电池组（电动势为9V,内阻不计）

/.开关、导线若干

①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整。（要保证滑动

变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏）

②某次实验中，电压表的示数为4.5忆电流表的示数为0.14则金属丝电阻的值为。；根据

该测量值求得金属丝的电阻率为_Q-（计算结果均保留三位有效数字）

四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13,静止在粗糙水平地面上质量为2kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下沿水平地面向右做匀加

速直线运动，物体在4s内的位移是8m。求物体与地面间的动摩擦因数（已知g=lOm/s?）

14.如图所示，装置的左边4B部分是长为刀=1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处

于原长状态：装置的中间BC部分是长为乙2=26的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并

能平滑对接，传送带始终以"=2m/s的速度顺时针转动；装置的右边是一光滑的曲面，质量m=

1kg的小滑块从其上距水平台面h=1m的。处由静止释放，并把弹簧最大压缩到。点，。力间距

%-0.1m,并且弹簧始终处在弹性限度内。已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数〃

0.25,取g=10m/s2«

（1）滑块第一次到达B处的速度；

（2）弹簧储存的最大弹性势能；

（3）滑块再次回到B处和C处的速度。

15.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气

相通，左端封闭气柱长"=20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高.现将右

端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面九=10cm.（环境

温度不变，大气压强Po=75cmHg）

①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作单位）.

②此过程左管内的气体对外界（填“做正功”'‘做负功”或“不做功”），气体将（填

“吸热”或“放热”）.

16.如图，半径为R的半球形玻璃对a、b两束光的折射率分别为近、百，这两束光分别由直径的两

个端点4点、C点同时射入，入射角均为45。度.

（已知光在真空中传播的速度为c）.求：

①哪一束光最先照到半球面发生反射？

②a光束从射入半球形玻璃到射出所用的时间？

参考答案及解析

I.答案：B

解析：解：在a衰变的过程中，电荷数少2,质量数少4,在0衰变的过程中，电荷数多1,有：2m-n=

92-86=6,4m=238-222=16,解得zn=4,n=2,故B正确，A,C、。错误。

故选：Bo

在a衰变的过程中，电荷数少2,质量数少4,在0衰变的过程中，电荷数多1,质量数不变，根据该

规律求出a衰变和。衰变的次数。

解决本题的关键知道a衰变和口衰变的实质，知道在a衰变的过程中，电荷数少2,质量数少4,在口衰

变的过程中，电荷数多1,质量数不变。

2.答案：B

解析：解：4、从开始到t2时刻，u-t图象为直线，说明此过程中运动员的加速度一定，所以在0-t2

时间内人在空中，先上升后下降，q时刻到达最高点，Q之后速度减小，开始进入水中，故A错误。

8、0〜t2时间内，运动员只受重力，处于失重状态，8正确。

C、匕时刻，人的速度减为零，此时人处于水下最深处，故C错误。

。、t2时刻运动员开始进入水中，故。错误。

故选：B。

在V-t图象中，速度的正负代表运动的方向，直线的斜率表示加速度的大小，根据U-t图象可以分

析人的运动的情况，即可进行选择。

本题主要就是考查学生对速度时间图象的理解，要知道在速度时间的图象中，速度的正负表示运动

方向，直线的斜率代表的是加速度。

3.答案：D

解析：解：由题意可知小球做匀速圆周运动的向心力为球所受重力和杆对球作用力的合力，因此在B

处杆对球作用力只能为拉力；因为小球的速度大小不确定，在力处杆对球作用力可以为拉力、推力，

也可以仅由小球所受重力提供向心力，对杆的作用力为0,故A8C错误，。正确。

故选：Do

小球在竖直平面内做圆周运动，受重力和杆对小球的弹力；在最低点杆对小球施加拉力作用，在最

高点杆对小球可以提供拉力，支持力，还可以不提供作用力，这与小球在最高点的速度大小有关。

本题考查的是竖直面内的匀速圆周运动，关键是要明确在最低点杆对小球施加拉力作用，在最高点

杆对小球可以提供拉力，推力，还可以不提供作用力，这与小球在最高点的速度大小有关。

4.答案：B

解析：解：C、对B物体受力如右上图，根据合力等于0,运用合成法得，墙壁用、

对B的弹力为：=mgtana\

I—%

4对B的弹力为：枭。

则B物体对4的压力大于mg,故C错误。

ABD,对整体分析得，地面的支持力为：N3=(M+m)g

摩擦力为：/=Afj=mgtana<mg,故AC错误，8正确；

故选：B«:------------------►Ni

隔离对B分析，根据合力为零，求出4对B的弹力，墙壁对B的弹力，再对整体分

析，求出地面的支持力和摩擦力。l(M+m)g

解决本题的关键能够合适地选择研究对象，正确地进行受力分析，抓住合力为零，运用共点力平衡

知识求解。

5.答案：B

解析：解：ABD,电阻是导体的一种性质，与材料、长度、横截面积等因素决定，加在导体两端的

电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压与电流的比值对这段导体来说保持不变，故AO错

误，B正确；

C、根据/=£可知，通过导体的电流强度，跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故C

错误；

故选：B。

影响电阻大小的因素为材料、长度、横截面积等因素，通过电阻两端的电压和电流大小来计算电阻，

只是计算式。

本题主要考查了电阻的定义式和欧姆定律，掌握电阻由材料、长度、横截面积等因素决定，通过电

阻两端的电压和电流大小来计算电阻，并不决定其大小。

6.答案：BCD

解析：解：4只受电场力，则电子的能量守恒，在4点2=ER+Ep=3.2XIO-I？+4.8x10T7=

8xIO一1?/,在B点、EK=E一琢=8x10-17-6.4x10-17=1.6x故A错误；

B、电场力做的功等于电势能的变化量，所以由4到B电场力做功MB=EPA-Epp=-1.6x

故8正确；

C、因为Ep4<EpB，电子带负电，根据电势能的定义知外>*8,故C正确；

D、WAB=-eUAB,所以=100V,故。正确

故选：BCD.

根据能量守恒求出电子的动能，根据电场力做功与电势能的变化关系求电场力做的功，同时可以求

出两点间的电势差。

本题重点考查了电场力做功与电势能的变化关系MB=EPA-Eps这个关系式，结合功的公式即可解

决此类题目。

7.答案：AD

解析：解：4、在/?3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，原、副线圈匝数比不变，副线圈两端

电压不变，

在/?3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，由于总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，故电

阻Ri的电压增加，故并联部分的电压减小了，所以电压表匕的示数减小，故A正确；

B、从图乙得到输入电压的最大值为220aV,故输入电压为Ui=220V；

根据变压比公式，有：&=^x220=22U故电压表岭的示数为22V,故B错误；

C、副圈两端电压的瞬时值表达式为由=22迎sin(1007rtW，故C错误；

。、将％视为电源内阻，将电压表匕的示数与电流表4的示数的乘积视为电源输出功率，当内外电

阻相同时输出功率最大，故随外电阻的减小，输出功率先增大后减小，故。正确；

故选：AD

与闭合电路中的动态分析类似，可以根据危的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总

电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.将R1视

为电源内阻，将电压表匕的示数与电流表4的示数的乘积视为电源输出功率，当内外电阻相同时输

出功率最大.

电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的

电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.此题。项利用等效的思想要比列式分析更简单，

只是要知道当内外电阻相同时输出功率最大.

8.答案：AD

解析：解：AB,将滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，

则总电流增大，则内阻和％两端的电压增大，所以右边并联部分的电压减小，所以通过/?3得电流减

小，而总电流增大，所以电流表示数增大，则的电压增大，所以氏4的电压减小，所以电压表示数

减小，故A正确，8错误；

C、电流表示数不为零，说明与电流表串联的部分电路接通，电压表示数为零，则与电压表并联的部

分电阻为零，即可能是由于/?4短路，故C错误。

。、若开关从闭合到断开，总电阻增大，总电流减小，并联部分电压减小，电容器放电，所以&上

将产生由点N到点M的电流，故力正确；

故选：AD»

将滑动变阻器R4的滑片向匕端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，分析外电路总电阻的变化，由欧

姆定律判断干路电流的变化，即可知道电流表示数的变化和路端电压的变化，即可知道电压表读数

的变化，若开关从闭合到断开，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化情

况，判断电容器是处于充电还是放电状态，判断电阻上电流方向.

本题是一道闭合电路的动态分析题，分析清楚电路结构，明确各电路元件的连接方式、灵活应用欧

姆定律公式是正确解题的关键.也可以运用结论进行分析：变阻器电阻增大，与之并联的电灯会亮，

与之串联的电灯会变暗，即“串反并同”.

9.答案:AD

解析：解：从状态4到状态C的过程，气体发生等容变化，该气体对外界做的功肌=0,

根据景=。可得P=97可知气体从状态4到状态B过程中体积减小，外界对气体做功，即皿2>。；

，

根据热力学第一定律有4%=名+QiA(72=W2+Q2,

由于一定质量的理想气体内能仅与温度有关，所以△仆=4。2，Ql><?2，故AD正确、8C错误。

故选：AD»

从状态4到状态C过程，气体发生等容变化，不做功；从状态4到状态B过程中体积减小，外界对气体

做功；

由于8、C两状态的温度相同，内能相等，内能增加量相同，由此分析。

本题主要是考查P-7图象，本题关键抓住气体的内能是状态量，由气体的温度决定，结合理想气体

的状态方程和热力学第一定律进行分析。

10.答案：ACE

解析：解：力、波沿绳向右传播，故a点先达到最大位移处，故A正确。

C、该波的波速为2.5m/s,由振动图象可知周期T=8s,故波长为4=uT=20cm,故C正确。

E、因在t=4s时，帅位移为8cm,a在平衡位置处向下运动，可知a、b两点间的距离为加a、b两

质点的平衡位置相距5m,故E正确。

B、a、b两点不是反相点，故a向上振动时b不一定向下振动，故B错误。

。、因0时刻不知道b质点是否已振动，从t=0时刻开始到t=4s的半个周期内，b质点的路程至少为

8cm,故。错误。

故选：ACE.

根据图向判断出a、b点的运动方向，再根据图象得到周期及a、b间运动的时间。

根据波的传播方向得到对应的波长和波速，根据波的传播方向判断出振动方向。

本题考查了振动图象和波动图象，一般根据振动图得到周期，由波形图得到波长，从而得到波速；

可由传播方向得到振动方向，或根据振动图得到振动方程。

11.答案：(1)8

(2)大于

(3)①过度平衡摩擦力，斜面倾角过大

②8A

③远大于

解析：

(1)

本实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，而合力与分力是等效的；本实

验采用作合力与分力图示的方法来验证，根据实验原理和方法来选择。

本实验采用是等效替代的思维方法，实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点。的位置必

须相同，同时要明确实验原理和步骤，以及知道实验的注意事项。

A.要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，贝IJ。点

的位置应固定，故A错误；

8.在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻线，故B正确；

C.本实验，弹簧称的拉力应不超过量程，两个弹簧称拉力的大小没有要求，只要使两次效果相同就

行，故C错误；

D本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制，并非一定要夹角为90。不变,

故。错误。

故答案为：B。

(2)

由于纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的存在，物体克服阻力做功，机械能有损失。

本题要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，但是由于阻力作用，增加的动能

要比减小的重力势能小。

由于纸带与限位孔之间的摩擦力以及空气阻力的存在，物体需要克服阻力做功，能量损失，所以重

锤重力势能的减少量△Ep要大于重锤动能的增加量为△后心

故答案为：大于。

(3)

该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法；探究加速度与拉

力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要

挂任何东西；小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向

的分力等于摩擦力，由图象可知，还没有挂重物时，小车己经产生了加速度，由此可知图象不过原

点的原因。

探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意

事项是正确解题的关键，要清楚每一项操作存在的理由；要掌握应用图象法处理实验数据的方法。

①图中当F=0时，。力0,也就是说当绳子上没有拉力时.，小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力

小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高，即平衡摩擦力过度导致；

②图中的力F理论上指绳对小车的拉力，而实验中却用砂和砂桶的重力；

③设小车的加速度为a,绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：mg-F=ma,以小车为研究对

象F=时怎解得：a=53,故：F=Ma=罩，所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，

必有m<<”,而不满足僧<<“时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小，故图象弯曲的原因是：

未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量。

故答案为：①过度平衡摩擦力，斜面倾角过大；

②B；4

③远大于。

12.答案：0.221035.030.029.33.68x10-4

解析：解：(1)螺旋测微器的示数为：2mm+21.0x0.01mm=2.210rmn=0.2210cm,

刻度尺示数为：450.0mm—100.0mm=350.0mm=35.0cm,

欧姆表选择“xl”欧姆挡测量，示数为：30.0x1。=30.00。

(2)①当电压表满偏时，通过灯的电流约为0.34可利用&与电流表并联分流，因电流表内阻已知,

故电流表采用内接法，如图所示。

<—।

s

②通过心的电流为：/=〃+竿=0.154%两端的电压为：U=UV-1ARA=4.4V,故有：Rx=

亍=29.30,由R=g知金属丝的电阻率为：p=半=勺3，=3.68xICT》.m。

故答案为：(1)0.2210,30.50,30.0；⑵①见解析图；②29.3,3.68x10-4

(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧

姆表示数；

(2)根据实验原理与实验器材作出电路图，根据电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求出金属导体

的电阻，应用电阻定律可以求出电阻率的表达式。

本题考查了欧姆表与螺旋测微器读数、设计电路图，要掌握常用器材的使用及读数方法，螺旋测微

器需要估读；在没有电压表时可以用已知内阻的电流表测电压。

13.答案：解：物体做初速度为零的匀加速直线运动，有茨=：如2

得a=詈=詈=lm/s2o

对物体受力分析：重力mg、支持力N、水平拉力尸、滑动摩擦力/,且/'=〃N=〃mg

由牛顿第二定律：F—f=ma

即F—林mg=ma

解得〃=0.2

答：物体与地面间的动摩擦因数是0.2。

解析：物体在水平拉力F作用下，在粗糙的水平地面上做匀加速直线运动。先由运动学公式去求出加

速度，再对物体进行受力分析，由牛顿第二定律和摩擦力公式结合求动摩擦因数。

动力学问题共有两种类型：一是由运动去求力，二是由力去求运动，它们间的联系桥梁是加速度。

14.答案：解：(1)设滑块第一次到达B速度为%,对滑块从。到B过程中，由动能定理得：

17

mgh—^mgl2=-mvf-0

解得：％=V10m/s

(2)对滑块从B到。由能量守恒得：EP=-pmg(Li-%)

解得：Ep=2.75;

(3)设滑块再次到达B点速度为以，对滑块从第一次到达B点到再次回到8点，由动能定理得：

11

_21mlg(L\一％)=-mv£7--mvf7

解得：v2=Im/s

滑块再次进入传送带后匀加速运动，由牛顿第二定律得：

[img=ma,解得：a=2.5m/s2o

21

滑块速度增加到2m/s时的位移为：L-"—"2=-=0,6m<L2=2m

2a2x2.5

所以滑块再次回到C点的速度为2m/s

答：(1)滑块第一次到达B处的速度是JlUm/s；

(2)弹簧储存的最大弹性势能是2.75/；

(3)滑块再次回到8处和C