2021年上海市奉贤区高考物理一模试卷(含解析)

2021年上海市奉贤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.图示为一个内、外半径分别为％和治的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。。取环面

中心。为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点尸到O点的的距离为x,位于P点

的试探电荷4所受电场力大小为几下面给出产的四个表达式（式中人为静电力常量），其中只

有一个是合理的。你可能不会求解q所受电场力的大小凡但是你可以通过一定的物理分析，

对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，F的合理表达式应为

I/J；

11

^=2成皿尸锯一序产

RF-27tk<jq（,1=—,z）2x

立卜+若卜+膨

「F=2jtk<jq（[1=T—,2）x

=卜+府卜+裾

11

nF—27rfc<TQ（,：4—,）x

卜+裾卜+膨

2.一定质量的某种气体，在不同温度下的气体分子热运动速率的统计各速率区间的分广数

占总分子数的百分比

分布图象如图所示，下列说法正确的是（）

A.状态①的温度高于状态②的温度

B.气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率。I也---A-----------分子的速率

C.不计分子势能，气体在状态①时具有的内能较大

D.温度升高时每个分子运动的动能都增大

3.图1所示为一列简谐横波在£=0时的波动图象，图2所示为该波中x=27n处质点P的振动图象,

下列说法正确的是（）

A.该波的波速为2m/s

B.该波沿x轴负方向传播

t=1.0s时，质点尸的速度最小，加速度最大

D.在t=0到1=2.0s的时间内，质点尸的速度和加速度方向均未发生改变

4.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）

A.发声体在振动时，一定会产生声波

B.如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止

C.波动的过程是介质质点由近及远的传播过程

D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程

如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B,

气

A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为北、般、TB,在此过程中,

体的温度之比北：TB-几为（）

A.1：1：1

B.1：2：3

C.3：3：4

D.4：4：3

6.〃、方是x轴上两个点电荷，电荷量分别为Qi和Q2,沿x轴a、b之间各

点对应的电势高低如图中曲线所示。从图中可看出以下说法中不正确

的是（）

A.把带正电的检验电荷沿x轴由〃移到6的过程中，电场力对该电荷

先做正功后做负功

B.a、p间和p、6间各点的电场方向都指向p点

C.电势最低的点的电场强度为零

D.a和人一定是同种电荷，但是不一定是正电荷

V.

7.据英国诲日邮报》2016年8月16日报道：27名跳水运动员1

参加了科索沃年度高空跳水比赛，自某运动员离开跳台开始计

时，在七时刻运动员以W的速度入水，选竖直向下为正方向，

其速度随时间变化的规律如图所示，下列结论正确的是（）

A.该运动员在0-t2的时间内加速度的大小先减小后增大，力口

1

速度的方向不变

B.该运动员在t2-t3时间内加速度大小逐渐减小，处于失重状态

C.在0-t2时间内，平均速度为瓦=空

D.在t2-t3时间内，平均速度为乃=等

8.做曲线运动的质点，其轨迹上某一点的速度方向（）

A.与该点加速度方向相同B.与通过该点的曲线的切线垂直

C.与物体在该点所受合力方向相同D.沿曲线在该点的切线方向

9.如图所示，U型管的A端封有气体，B端也有一小段气体，现用一条小铁「

丝插至B端气体，轻轻抽动，使B端上下两部分水银柱相连接，设外界温A

度不变，则A端气柱的（）™

A.体积减小B.体积不变C.压强增大D,压强减小

10.如图所示的电路，氏c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变

阻器R的滑动触头P向上移动时，下列判断中正确的是（）

A"灯中电流变化值小于c•灯中电流变化值L

B.a、b两灯变亮，c灯变暗

C.电源输出功率减小

D.电源的供电效率增大

11.如图所示，圆心为。的轻质闭合金属圆环竖直放置，可以在竖直平面内运动，金

属圆环与竖直导线E尸共而且彼此绝缘，当通电直导线EF中电流不断增大时（）

A.金属圆环向左平动

B.金属圆环向右平动

C.金属圆环以导线E尸为轴左半部向纸内，右半部向纸外转动

D.金属圆环以导线EF为轴左半部向纸外、右半部向纸内转动

12.如图所示，质量为〃?的小球用长均为L的两根轻绳系住固定在等高的M、

N两点，M、N两点间的距离也为L重力加速度大小g。现使小球在竖

直平面内以为轴做圆周运动，若小球在最高点时两根绳的拉力均为

T,则当小球转至最低时每根绳的拉力比在最高点时每根绳的拉力增加

T

V3

AA.—mg

B.y/3mg

C.2y/3mg

D.3yf3mg

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.磁通量是用来描述的多少的物理量，其单位是.

14.与和尸2的合力尸的大小随着它们的夹角。变化的关系如图所示（居、尸2大小不变，且F1＞尸2）.则可

知Fi的大小为N,尸2的大小为N,图中a=N.

15.假设将质量为〃？的铅球放在地心处，在地球内部的A处挖去质量为，〃的物体，如

图所示，则铅球受到的万有引力大小，方向.（地

球半径为R,OA=R/2）.KQ

16.一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示，将一质量M=3x

IBkg,体积匕=0.5^3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上，向浮

筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离b=

40m,筒内气体体积匕=lm3,在拉力作用下浮筒缓慢上升，

当筒内液面到水面的距离为伤时，拉力减为零，此时气体体积

为彩，稍后浮筒和重物自动上浮，求彩和九2。

已知：大气压强po=1x10sPa,水的密度p=1x103kg/m3,重力加速度的大小为g=10m/s2,

不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和厚度可忽略。

17.质量为〃?，发动机的额定功率为P。的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为“时，速度为丫，测

得发动机的实际功率为P1，假定运动中所受阻力恒定，它在平直的路上匀速行驶的最大速度为

三、实验题（本大题共1小题，共10.0分）

18.某同学设计如图1所示的电路图来测量电源的电动势与内阻，有如下器材共选择：

A待测电源（电动势约为2U）

8.电压表阻量程为3V）

C.电流表4（量程为0.64）

力.滑动变阻器％（最大阻值为100

E.滑动变阻器/?2（最大阻值为2000）

F.定值电阻R=20

G.开关、导线若干

（1）物理顺利完成实验，滑动变阻器应该选择（填“ZT或“E”）；

（2）该同学已知连结如图2所示的电路，在连接最后一根导线的c端到电源的负极前，应该进行

的操作是;

（3）电路连接正确后，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至______（填或"加）端；

（4）不断调节滑动变阻器，得到多组电压表示数U与相应的电流表的示数I,得到U-I图象如

图3示数，根据图线可得的电动势5=V,内阻r=2（结果保留三位有效数字）

四、简答题（本大题共1小题，共14.0分）

19.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m,一端连接R=10的电阻，导

轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=17,导体棒MN放在导轨上，其长度恰

好等于导轨间距，与导轨接触良好，导体棒电阻r=l。，导轨的电阻可忽略不计，在平行于导

轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度u=5m/s。求：

(1)感应电动势E和感应电流/；

(2)导体棒MV所受安培力尸安大小。

五、计算题(本大题共1小题，共16.0分)

20.飞机若仅依靠自身喷气式发动机产生的推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安

装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长

I=180m,其中电磁弹射器是一种长度为％=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以

提供一个恒定的牵引力产牵，一架质量为m=2.0xIO"。的飞机，其喷飞式发动机可以提供恒

定的推力尸雄=12x10'N.假设飞机整个过程所受的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起

飞的速度〃=lOOm/s,航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果

均保留二位有效数字)：

(1)飞机离开电磁弹射区后的加速度大小

(2)电磁弹射器的牵引力F苹的大小

(3)电磁弹射器输出效率可以达到80%,则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量.

W081=/

oX构w朝中

-mozi-i—

【答案与解析】

1.答案：A

解析：

本题由于带电体为圆环状，虽然可以由微分的方法求得合场强，但超过了高中学生能力之外，故解

答本题要寻找其它思路和方法。在认真审题基础上，根据题意对选项进行分析，首先根据场强的单

位进行判断表达式是否正确，再利用对称思想可知x=0时，E=0；再根据极限的思想知：有限电

荷量的带电体在无穷远的电场强度总是趋于零的，即可得出结论。

本题对高中学生来说比较新颖，要求学生能应用所学过的单位制和对称以及极限思想进行解答，另

外本题对学生的解题能力的提升能起到较好的训练作用，是道好题。

BC.场强的单位为N/C,改为静电力常量，单位为N-m2/c2,。为单位面积的带电量，单位为C/m2,

则2兀koq表达式的单位即为N,故各表达式中其它部分应无单位，故8c错误；

AD.当％=。时，此时根据对称思想可知场强为0,仅仅根据这个理由似乎。也正确，可当x-8时:

我们再根据极限的思想可知：有限电荷量的带电体在无穷远的电场强度总是趋于零的，而。项中Ef

4nKaq,故。错误，4正确。

故选A。

2.答案:B

解析：

解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线，理解温度是分子平均动能的标志的含义。

对于物理学中的基本概念和规律要深入理解，理解其实质，不能只是停留在表面上，同时要通过练

习加强理解温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大，体积不变时，气体的内能由平均

动能决定。

人由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度

是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以有状态①的温度低于状态②的温度,

A错误；

BD.温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大，平均速率增大，但不是每个分子的动能一

定增大，故8正确，。错误；

C.一定质量的气体（不计气体的分子势能），在温度升高的过程中，分子的平均动能增大，所以气体

的内能一定增加，气体在状态①时具有的内能较小，故C错误；

故选B。

3.答案：C

解析：解：A、由图可知，周期7=4.0s,波长4=4m,则波速。=：m/s=Ini/s,故A错误。

B,x=2m处的质点尸在t=0时刻向上振动，根据“同侧法”知，波沿x轴正方向传播，故5错误。

C、由图2可知，当t=l时，质点P在最大位移处，此时的加速度最大，速度等于0.故C正确。

。、由图可知，在0-2s内质点的位移为正加速度的方向始终向下；在0-1S内质点向正最大位移处

运动，速度方向为正；而1-2s内质点从最大位移处向平衡位置处移动，所以速度的方向为负。故。

错误

故选：C。

根据质点的振动方向确定波的传播方向，根据波长和周期求出波速。根据运动的时间，结合周期的

大小确定Q的位置确定其振动情况。

本题考查了振动和波动的综合运用，知道周期、波长、波速的关系，会根据振动的方向确定波的传

播方向，注意质点不随波迁移。

4.答案：D

解析：解：A、发声体如果在真空中振动，则不能产生声波；故A错误；

8、波源停止振动，能量可以在介质中继续传播；故B错误；

C、质点并不随波向前传播；而是在它的平衡位置附近振动；故C错误；

。、波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程；故。正确；

故选：D.

机械波是机械振动在介质中的传播，所以产生机械波的条件是：1、有机械振动，2、有传播的介质.

解决本题的关键要知道机械波的产生条件，以及知道振动和波动的联系.

5.答案：C

解析:

根据图像分别读出气体的压强P和体积V，根据理想气体状态方程确定温度之比；理想气体状态方

程知温度之比等于尸丫乘积之比，故气体在A、8、c三种状态时的热力学温度之比是3x1:2x2:1x3。

本题考查理想气体状态方程，读懂题意，回忆理想气体状态方程；

解：由图可知：PA—3atm,VA-IL,PB-latm,VB=3L,Pc-2atm,Vc=2L,根据理想气体

状态方程?=C可知：号么=号地=与上，代入解得温度之比为：TA:TB:TC=3xl：2x2:lX3=

3:3:4«故C正确。

故选Co

6.答案：D

解析：

W-X图线的切线斜率表示电场强度的大小,就知道p处场强为零,从坐标与到*2电势先减小后增大，

根据电场力方向与运动方向的关系判断电场力是做正功还是负功。根据点电荷场强公式，得到Q1的

电荷量一定大于Qz的电荷量；根据场强方向得出两电荷一定是正电荷。

（p-x图如①电场强度的大小等于（p-x图线的斜率大小，电场强度为零处，（p-x图线存在极值，

其切线的斜率为零。②在w-x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定

电场强度的方向。③在0-X图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用MB=q〃B，进而分析叱48

的正负，然后作出判断。

人根据顺着电场线电势降低可知，P点的左侧电场方向向右，P点的右侧电场方向向左，则正电荷所

受的电场力先向右后向左，电场力先做正功再做负功，故4正确；

B.由上面的电场线知Qi和Q2之间各点的电场方向都指向尸点，故8正确；

C.由图象切线的斜率表示电场强度的大小，就知道p处场强为零，且电势最低，故C正确；

DP点切线斜率为零，而R-X图线的切线斜率表示电场强度的大小，则P点的电场强度为零。两电

荷在P点的合场强为零，P点距离值较远，根据点电荷的场强公式知，Qi的电量大于＜?2的电量。从

坐标X］到上电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知Q］和Q2一定是同种电荷，且都

为正电荷，故。错误。

故选。。

7.答案：C

解析：解：A、运动员在0〜t2时间内加速度大小一直不变，加速度的方向一直沿正方向，说明加速

度的大小和方向没有发生了变化；故A错误；

B、在功〜t3时间内图象的斜率不断减小，则运动员的加速度大小逐渐减小，加速度为负，说明加速

度方向向上，则运动员处于超重状态，故B错误.

C、在0〜t2时间内，运动员做匀变速直线运动的位移，则其平均速度"产.故C正确.

D、在t2〜t3时间内，运动员的位移小于匀减速直线运动的位移，则平均速度以'〈等.故。错误.

故选：C

速度图象倾斜的直线表示物体做匀加速直线运动，其加速度不变.根据斜率等于加速度，分析t?〜t3

时间内加速度如何变化.根据加速度方向分析运动员处于超重还是失重状态.根据“面积”等于位

移，将物体的位移与匀变速直线运动的位移进行比较，再分析平均速度即可.

本题考查匀变速直线运动的图象，要注意根据斜率等于加速度判断加速度的变化.根据“面积”等

于位移，分析平均速度的大小.对于匀变速直线运动的平均速度才等于弩..

8.答案：D

解析：解：曲线运动的质点，其轨迹上某一点的速度方向沿曲线在该点的切线方向；

做曲线运动的物体，合力与速度不在同一条直线上，加速度方向与合外力方向相同，所以加速度与

速度方向不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同，所以合外力、加速度方向不

可能在切线方向上，而是与速度方向之间有一定的夹角，故。正确、ABC错误。

故选:Do

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度方向与合外力方向相同，速度的方

向与该点曲线的切线方向相同。物体做曲线运动时，轨迹夹在速度方向和合力方向之间，合力大致

指向轨迹凹的一向。

本题关键是要知道物体做曲线运动的条件，知道加速度方向与合外力方向相同，速度的方向与该点

曲线的切线方向相同。

9.答案：B

解析：解：3端上下两部分水银柱相连接后，A段封闭气体的气压不变;

根据玻意耳定律PV=C,气体体积不变：

故选：B.

连续的水银柱的同一高度，压强相等；连续的水银柱内高度相差人的液面的压强差为pg九；求解出A

段气体的气压变化情况后分析.

本题关键明确B端上下两部分水银柱相连接前后A端封闭气压相同，然后结合玻意耳定律分析求解，

基础题.

10.答案：B

解析：解：

A、8、当变阻器的滑动触头尸向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电

流/增大，“灯变亮.。灯和电源的内电压都增大，则并联部分电压减小，c灯变暗.由于总电流增

大，而通过c灯的电流减小，可知通过b灯的电流增大，人灯变亮.故A错误，B正确.

C、由题意，a、8、c三个灯泡的电阻都大于电源内阻，根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源

的输出功率最大，则知，当变阻器的滑动触头尸向上移动时;外电路总电阻减小，电源输出的电功

率增大.故C错误.

D、电源的供电效率〃=号=*外电阻减小，路端电压U减小，则电源的供电效率降低.故。错误.

故选：B

当变阻器R的滑动触头P向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合

电路欧姆定律分析总电流的变化，即可知道。灯亮度的变化.由欧姆定律分析并联部分电压的变化，

判断c灯亮度的变化.由通过c的电流与总电流的变化，分析通过。灯电流的变化，判断其亮度的

变化.4、氏C三个灯泡的电阻都大于电源内阻，根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出

功率最大，分析电源的输出功率如何变化.由电源输出功率与总功率之比分析电源的效率.

本题是电路动态分析问题，按局部到整体，再局部分析电压、电流的变化.常常利用推论分析电源

输出功率的变化.

11.答案：B

解析：

分析环受到安培力方向，再结合楞次定律分析判断。

确定通电导线受到安培力方向及掌握楞次定律的应用是求解的关键。

由于环各部分所受安培力的方向既跟通电直导线产生的磁场方向垂直，又跟环中的感应电流方向垂

直，所以环各部分所受的安培力的合力应在竖直平面上，环只可能在竖直平面内平动，不可能转动，

如向左平动，穿过圆环的总磁通量增加，故向左平动不可能；如向右平动，穿过圆环的总磁通量减

小，满

足”效果阻碍原因"。显然不论通电直导线中电流方向如何，只要电流增大，最终环的机械运动都

一样，即向右平动，故8正确，AC。错误。

12.答案:C

解析：

解决本题的关键知道小球在最高点和最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。

小球在最高点和在最低点，靠重力和两根绳拉力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律列出表达式，

联立求出绳子的拉力。

2

小球在最高点时，设速度为%mg+2Tcos30°=m—-——，

已Lcos300

2

当小球在最低点的速率为"时，根据牛顿第二定律有：2r'cos30o-zng=

oLCOS30°

根据机械能守恒如。2+mg2R=|mv，2,R=Lcos30°,

解得：T'-T=2相mg,故C正确，ABQ错误。

故选C。

13.答案：穿过某一平面的磁感线；韦（伯）或W6

解析：解：磁通量是用来描述穿过某一平面的磁感线的多少的物理量，其单位是韦伯，简称韦，符

号Wb,可以根据公式。=BScosJ导出其单位.

故答案为：穿过某一平面的磁感线；韦（伯）或川。

磁通量是形象描述穿过某一个面的磁感线条数的物理量，在匀强磁场中，线圈与磁场垂直时，磁通

量等于磁感应强度与线圈面积的乘积；其单位是韦伯.

本题应掌握磁通量可用穿过某一个面的磁感线条数形象表示，以及磁通量的单位.

14.答案：4；3；5

解析：解：由图象知，当居、尸2成0。角时，两个力的合力为居+尸2，当两个力成180。时，两个力的

合力为Fi-尸2（招>尸2）

由图象得：

F1+F2=7N…①

F1-F2=1N...@

由①式和②式可得：；

B=4/VF2=3/V

当两力夹角为90。时尸=J邛+碎=5N

故答案为：4；3；5.

正确的读图，根据力的合成定则求解好可，两个力成0°角时，即两个力的方向相同，成180。时两个

力的方向相反.

熟悉图象，能读懂图象所给出的物理信息，由力合成的平行四边形定则可得.

15.答案：4G号；沿4。方向。

R2

解析:

将一质量为m的物体放在地球的球心处，分析物体受到的万有引力情况，运用合成的方法确定万有

引力的大小。

本题中由于物体与地球的距离为零，不能把物体看成质点，万有引力定律公式不适用，不能由F=

G等直接计算.

假设地球是完整的，将一质量为〃?的铅球放在地球的球心处，地球各部分都对铅球有万有引力，铅

球各个方向受到的引力都平衡抵消，其合力为零，即此铅球受到地球的万有引力大小为零。

把地球看成两部分组成，在地球内部的4处挖去质量为m的物体和剩余的部分，这两部分对铅球的

作用力为一对平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。

所以此时地球对铅球的引力大小也为4G胃，沿A。方向。

故答案为：4G唳,沿A。方向。

16.答案：解：当F=0时，由平衡条件得:

Mg=。。（％+匕）…①

代入数据得:

3②

V2=2.5m...

设筒内气体初态、末态的压强分别为匕、由题意得:

P2,

Pi=P°+pgM...(3)

P2=P0+pg九2④

在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得：

PM=

P2V2…⑤

联立②③④⑤，代入数据得：

h2=10m

答：彩为2.5租3,电为10,明

解析：当深度为电时，整体受到的重力和浮力相等，根据平衡条件求解气体的体积/,然后对气体

根据玻意耳定律类似求解压强，得到液体的深度九2。

本题关键是根据平衡条件求解体积，根据玻意耳定律求解深度，不难。

17.答案：志士

解析：解：当速度为v时，发动机的实际功率为Pi，此时的牵引力F=?,

根据牛顿第二定律有：F-f=ma,

解得/=尸一ma=，一ma.

当牵引力等于阻力时，速度最大，%=半=生=靖嬴

p

故答案为：病