2021年上海市金山区高考物理一模试卷（附答案详解）

2021年上海市金山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.物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（）

A.向心力B.角速度C.线速度D.加速度

2.如图，气球在水平风力作用下处于静止状态，气球受到的作用力有（）

A.1个

B.2个7

C.3个

D.4个

3.密闭的玻璃杯内气体温度升高时，气体（）

A.分子数增加

B.每个分子的动能增加

C.密度增加

D.每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多

4.电荷量的单位C用基本单位可表示为（）

A.N-m/sB.4-sC.J/VD.V/A

5.某弹簧振子简谐运动图象如图所示，G〜t2时间内振子（）［入

A.速度增大。什、

B.加速度增大।

C.回复力增大

D.机械能增大

6.发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所N

示，笔对波的传播（）q

A.有影响，水波发生明显衍射现象%

B.有影响，水波不发生明显衍射现象

C.无影响，水波发生明显衍射现象

D.无影响，水波不发生明显衍射现象

7.小球做自由落体运动，其动能外与离地高度〃的关系图象是（）

8.嫦娥五号探测器成功在月球表面获取了月土样本，若月球表面的重力加速度为尉,

则离月面高度等于月球半径处的重力加速度为()

A.2goB.5goC.4goD.\g0

9.如图，A、8为两个等量异种点电荷连线上的两点，A为连线°---・一：-®

AB

中点，A、B处的电场强度分别为治、,电势分别为外、。

EB<pB

则()

A.EA<EB,(pA<(pBB.EA<EB,<pA>(pB

C.EA>EB,<pA<<PBD.EA>EB,<pA>(pB

io.如图，两个摆长相同的单摆一前一后悬挂在同一高、4

度，虚线表示竖直方向，分别拉开一定的角度(都小/：j\\

于5。)同时由静止释放，不计空气阻力。沿两单摆平J;/：

衡位置的连线方向观察，释放后可能看到的是()观察到的

双察病释放位置

J

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11.如图所示电路中，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。可

判定滑动变阻器滑片移动到了正中间的依据是（）

A.匕读数最大、艺读数最大

B.彩读数最大、匕读数最大

C.匕读数最小、艺读数最小

D.匕读数最小、匕读数最小

12.若超市的自动门（阴影部分）移动时所受合力大小恒为40N,

开门过程共右移1.6m,如图所示。已知门的质量为25依，

宽为1.6m,则开门所用的时间是（）

A.1£

B.1.41s

C.2s

D.2.83s

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.用来形象描述静电场分布的曲线是；通常用来描述电场的能的性质。

14.一辆速度为16m/s的汽车，从某时刻开始刹车，以2m/s2的加速度做匀减速运动，

则2s后汽车的速度大小为m/s,经过10s后汽车离开刹车点的距离为

15.纯电阻闭合电路中电源电动势和内阻不变，电源效率〃与

端电压。的关系如图所示，电源效率最高时电路中电流

（选填“最大”或“最小”），该电路的电动势为

_______Vo

16.在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，需要配制低浓度的油酸酒精溶液而不

使用纯油酸滴入蒸发皿中的水面，原因是。注射器滴下的一滴溶液体积约

0.005mL,分子直径约则配制的溶液浓度相对合理的是（选填

“10%"、“1%”或“0.1%”）。

17.固定三通管的AB管竖直、8管水平，水银在管子的A端封闭

了一定量的气体。初始时封闭空气柱长度为/,A8管内水银柱

长2〃，如图所示.打开阀门后，A端气体将经历过程;

稳定后，空气柱的长度为o（已知大气压强为po,水银

的密度为P，重力加速度为g）

三、实验题(本大题共I小题，共10.0分)

18.“用D/S研究机械能守恒定律”实验装置如图所示。

(1)本实验用到的传感器是,为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直

线与自然下垂的摆线要(选填“平行”或“垂直”)。

(2)某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放

摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1

组数据可估算出摆锤下落高度h约为m.

挡光时间(s)最低点处动能0)释放点处重力势能(7)

10.0046980.01090.0110

20.0046590.01110.0110

30.0046190.01130.0110

摆锤宽度：0.0080m

(3)该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，

摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据(选填“充分”或“不充

四、计算题(本大题共2小题，共30.0分)

19.如图，一个质量为〃h带电量为-q的小球用长为心的绝缘细线静止\

悬挂在竖直方向A处。在水平方向突然增加一个匀强电场，小球开

始向右摆动，起动瞬间加速度大小为小在空气阻力的影响下，小球

摆动一段时间后最终静止于B处。摆动过程中小球带电量不变，细;

线与竖直方向夹角不超过90。。求：

(1)匀强电场的电场强度；

(2)小球最终静止时细线与竖直方向的夹角；

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(3)求小球从A第一次运动到8过程中电势能的改变量，并说明此过程中能量的转

化情况。

20.质量m=Mg的小物块在沿光滑斜面向上的力F作用下，从长斜面底端以一定初速

度沿斜面向上运动。经过0.4s沿斜面上滑了1.2m,以斜面底端为零势能面，其动能

Ek和重力势能Ep随位移的变化关系如图线①和②所示。g取10m/s2。求：

(1)物块的初速度和斜面的倾角；

(2)力F的大小；

(3)试通过计算证明：机械能改变量等于除重力以外其他力做的功；

(4)若经过0.4s后撤去拉力F,在图中画出小物块沿斜面上滑过程中动能和重力势能

随位移的变化图线。(标出关键点的坐标)

O

1.2位移m

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：A、物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，向心力方向始终指向圆

心，时刻改变，故A错误；

8、物体做匀速圆周运动时，角速度的大小和方向都不变，故8正确；

C、物体做匀速圆周运动时，线速度方向是切线方向，时刻改变，故C错误；

。、物体做匀速圆周运动时，向心加速度的方向始终指向圆心，时刻改变，故。错误。

故选：B。

速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变；在匀

速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所

以方向也是时刻改变。

解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，知道线速度、向心加速度、向心力是矢量,

在运动的过程中方向在改变。

2.【答案】D

【解析】解：对气球受力分析可得，气球受重力、风力作用、空气

浮力作用，由于浮力向上，重力向下，风力水平向右，根据平衡条

件可知，绳子上一定有拉力作用，故气球受四个力作用，故。正确，

A8C错误。

故选：D。

对气球受力分析，根据平衡条件确定气球受到的作用力。

本题考查共点力的平衡，关键要选取正确的研究对象受力分析并结合共点力的平衡条件

来解决问题。

3.【答案】D

【解析】解：AC、一定质量的理想气体，其体积不变，则分子的密度不变，分子数不

变，故AC错误；

3、当气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，

有的甚至减小，对分子讲个别情况是无意义的，而是符合统计规律，故B错误：

。、体积不变，分子密度不变，温度升高，则分子平均速率增加，每秒内撞击单位面积

容器壁的分子数增加，故。正确。

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故选：D。

单位体积内的分子数与气体体积有关，与压强无关；温度是分子平均动能的标志；决定

气体压强大小的微观因素：气体分子的数密度和平均动能。

本题考查气体有关的知识，掌握压强的微观解释，掌握温度是分子平均动能的标志，不

是每个分子动能的标志，难度较低。

4.【答案】B

【解析】解：电流/=%可得q=/t,/的基本单位A,，的基本单位s,电荷量单位C

可表示为4-s,故B正确，ACC错误；

故选：Bo

由电流公式/=£分析求解。

本题考查了对电流定义式的掌握，基础题。

5.【答案】A

【解析】解：匕〜t2时间内振子是由最大位移处向平衡位置运动，故速度增大，加速度

减小，回复力减小。简谐振动没有能量损失，机械能守恒。故A正确，BCD错误。

故选：A。

振子由最大位移处向平衡位置运动过程中，速度增大，加速度减小，回复力减小；简谐

振动没有能量损失，机械能守恒。据此分析。

解答本题的关键是理解弹簧振子的运动过程，知道振子由最大位移处向平衡位置运动过

程中，速度增大，加速度减小，回复力减小；简谐振动没有能量损失，机械能守恒。

6.【答案】C

【解析】解：由波的衍射现象可知，当圆珠笔插入水中，笔尖的线度远小于水波的波长

时，水波会发生明显的衍射现象，即笔对波的传播没有影响，故C正确，A3。错误。

故选：a

波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长

更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸就不能发生明显的衍射现象，从而即可求解.

注重对基础知识的积累，加强对基本概念的深入理解，是学习物理的关键.只有真正理

解了各种物理现象的实质才能顺利解决各类题目，注意区别衍射与明显衍射的不同.

7.【答案】C

【解析】解：设小球做自由落体运动时距地面的高度为“，在下落过程中，距地面的高

度为其由于只受重力，故下落过程中机械能守恒，则mgH=&+mg/i,

解得Ek=mgH-mg/i,故A3。错误，C正确

故选：C。

小球在下落过程中，由于只受到重力，机械能守恒，根据机械能守恒找到动能与高度的

关系即可判断。

解决本题的关键是要知道&与人的关系，根据关系式分析图象。

8.【答案】D

【解析】解：设月球的质量为M,质量为小的物体在月球表面的重力等于万有引力：

GMm

^9o=—

2

解得：GM=g0R

离月面高度等于月球半径处，根据万有引力等于重力可知，黑=巾9

(NX)

解得：g告故。正确，ABC错误。

故选：Do

根据万有引力等于重力求月球表面的重力加速度表达式，进一步求解离月面高度等于月

球半径处的重力加速度。

该题考查了万有引力定律的相关计算，解题的关键是明确万有引力等于重力.

9.【答案】A

【解析】解：在等量异种点电荷的连线上，中点处的电场强度最小，所以A点的电场强

度小于8点的电场强度；电场线由正电荷出发终止于负电荷，沿着电场线电势降低，所

以8点的电势大于4点的电势，故A正确，BCD错误。

故选:Ao

本题要掌握等量异种电荷周围电场分布情况：在该电场中，等量异种电荷之间的电场方

向是相同的，电场方向由正电荷指向负电荷，沿着电场线电势降低。

该题考查常见电场的特点，做此类题目要注意一些特殊点，必如本题两电荷连线的中点

场强和电势的特点，还有电荷连线中垂线上的各点的特点。

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io.【答案】c

【解析】解：因为图中是两个摆长相同的单摆，根据7=知两单摆的周期相同，

两单摆应同时到达平衡位置，同时到达各自的最大位移处，故ABD错误，C正确。

故选：Co

根据7=27r£知两单摆的周期相同，据此分析。

解答本题的关键是知道两个单摆的周期相同。

11.【答案】B

【解析】解：根据电路连接可知，滑动变阻器上部分与下部分并联后与R串联，电压表

匕测R两端电压、电压表匕测滑动变阻器并联后的电压、电压表匕测整个路端电压；

滑动变阻器滑片位于正中间时，滑动变阻器并联部分的电阻最大、此时电路中的总电阻

最大、总电流最小、内电压最小、R两端电压最小，则电压表匕示数最小，此时路端电

压最大、电压表匕示数最大；由于+=则电压表/示数最大，故2正确、AC。

错误。

故选：B。

分析电路的连接情况，滑动变阻器滑片位于正中间时，滑动变阻器并联部分的电阻最大、

由此分析电路中的总电流T内电压TR两端电压T电压表匕示数T路端电压T电压表匕、

匕示数。

电路的动态分析顺序：外电路部分电路变化-R/变化T由/怒=瓦，判断/总的变化-由

U=E-判断U的变化T由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化T用

串、并联规律分析变化电阻的电流、电压和电功率。

12.【答案】C

【解析】解：自动门先从静止开始做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，最终静止，

加速过程和减速过程加速度大小相等，根据运动的对称性，两个过程时间相等，位移大

小相等。设总时间为f,则有：2x?ag2=x；根据牛顿第二定律有：F=ma；联立，

代入数据解得：t=2s。故ABO错误，C正确。

故选：Co

自动门先从静止开始做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，最终静止，根据牛顿第

二定律，结合运动学公式列式求解。

解答本题的关键是要知道自动门先从静止开始做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动,

最终静止，再根据牛顿第二定律，结合运动学公式即可求解。

13•【答案】电场线电势

【解析】解：静电场是静止电荷周围空间存在的一种物质；电场线用来形象描述静电场

分布的曲线；通常用电势来描述电场的能的性质.

故答案为：电场线，电势

电荷周围存在着一种特殊物质，这种物质叫电场，其能的性质可由电势描述.

解决本题的关键要知道电场是一种存在于电荷周围的特殊物质，描述电场的性质物理量

有两个：电场强度和电势.

14.【答案】1264

【解析】解：由题意知，刹车所用的时间为：环=泡=当s=8s

a2

刹车后第2s末的速度大小为：v2=v0—at2=(16—2x2)m/s=12m/s

8s末汽车已经静止，则10s末车离刹车点的距离％=毯=空m=64m。

2a2X2

故答案为：12；64。

先求出汽车刹车到停止所需的时间，因为汽车刹车停止后不在运动，然后根据匀变速直

线运动的速度-时间公式与速度-位移公式进行解答

本题考查了运动学中的刹车问题，注意汽车速度减为零后不再运动。所以解答此类问题

的一般方法是先判断速度减为零的时间，判断给定的时间内汽车是否已经静止，再选用

合适的公式进行解答。

15.【答案】最小3

【解析】解：设电源电动势为山内电阻为r,根据闭合电路的欧姆定律可得电路电流：

/=r，根据图象可知，电源效率最高时路端电压最大、则电流最小；

根据电源效率计算公式可得：77=^x100%,则可得电源电动势£=?=念/=3乙

故答案为：最小；3。

根据闭合电路的欧姆定律结合图象求解电路电流表达式，由此分析电流大小；根据电源

效率计算公式求解电源电动势。

本题主要是考查闭合电路欧姆定律以及电源的效率，知道电源的效率随着外电压的增大

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而增大，电路的总电流即为通过内电阻的电流。

16.【答案】浓度过高会导致油膜面积超过蒸发皿的表面积0.1%

【解析1解：油膜分子单层铺开时，油膜面积不能超过蒸发皿的表面积。

设配制的溶液浓度为油膜单分子层展开面积S=等=等喏=50-am3

如果a=10%,S—5m2,如果a=1%,S-0.5m2.如果a=0.1%,S-0.05m2,蒸

发皿的面积稍大于0.05巾2更合理。

故答案为：浓度过高会导致油膜面积超过蒸发皿的表面积，0.1%

根据实验的原理，利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是一滴油的体

积和它散成油膜的最大面积。本题逆用公式，求油膜面积。

在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，所用的体积是纯油的体积，因而涉及到浓

度的计算。

17.【答案】等温压缩第空罂

【解析】解：设打开阀门前封闭气体压强为Pi，打开阀门后封闭气体压强为P2,设玻璃

管的横截面积为S,对水银，由平衡条件得：

打开阀门前：PQS=P1S+p-2hSg

打开阀I'J后：p（）S=p2S+phSg

解得：Pi=Po-2pgh,p2=p0-pgh

打开阀门后封闭气体压强增大，打开阀门过程气体温度不变，

由玻意耳定律pV=C可知，气体体积减小，打开阀门过程气体经历等温压缩过程，

设气体末状态空气柱长度为3对封闭气体，由玻意耳定律得：

PilS—p?LS

(Po-2pgh)l

解得」=

Po-pgh

故答案为：等温压缩；端祟。

根据题意求出打开阀门前后封闭气体的压强，根据封闭气体压强的变化情况判断封闭气

体的状态变化过程；然后应用玻意耳定律求出稳定后空气柱的长度。

本题考查了玻意耳定律的应用，根据题意求出打开阀门前后封闭气体的压强是解题的前

提与关键，应用玻意耳定律即可解题。

18.【答案】光电门传感器平行0.15不充分只有初末位置的数据，不能说明整个过

程机械能始终守恒

【解析】解：(1)本实验，根据u=m采用光电门传感器来测量摆锤瞬时速度，从而求

出动能；让摆锤自然下垂，以摆线为基准，调整标尺盘的放置位置，使标尺盘上的垂直

线与摆线平行；

(2)由第1组数据可知D十X1.7m/s,根据机械能守恒定律可知：mgh=

加2,即仁好嘉小。0.15m；

(3)因为实验只测量了初末位置的相关数据，证据不充分，不能说明整个过程机械能始

终守恒。

故答案为：Q)光电门传感器，平行；(2)0.15；(3)不充分，因为实验只测量了初末位置

的相关数据，不能说明整个过程机械能始终守恒。

通过光电门来测出经过的时间，结合摆锤宽度，根据。=2来测出速度，从而求出动能：

实验前使标尺盘上的竖直线与摆线平行，能使得光电门的接收孔与测量点位于同一水平

面内.

考查如何通过实验来验证机械能守恒，巧用光电门来简便测量瞬时速度，同时注意在实

验中尽量减小阻力的影响，并掌握验证机械能守恒的方法很多，但是其原理是一样的，

因此明确实验原理是解决实验的关键。

19.【答案】解：(1)小球在A位置时水平方向仅受电场力，

根据牛顿第二定律得：qE=ma

解得：E=ma/q

电场方向水平向左。

(2)B位置时小球受力分析如图所示

根据平衡条件，得mgtand=qE

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细线与竖直方向的夹角。满足tan。=]

(3)电场力做功为以B=qELsind=

va+9

电势能的改变量^E=一必8=-罂当

此过程中，电势能转化为了动能、重力势能和内能。

答：(1)匀强电场的电场强度为ma/q,电场方向水平向左。

(2)小球最终静止时细线与竖直方向的夹角。满足tan。=?

(3)小球从A第一次运动到B过程中电势能的改变量为

电势能的改变量4E=-WAB=一岸f

此过程中，电势能转化为了动能、重力势能和内能。

【解析】(1)根据牛顿第二定律的瞬时性，求解加速度；

(2)根据受力分析和几何关系，求解角度；

(3)根据带电体在电场中运动时的功能关系，分析电势能的改变量，及能量转化情况。

受力分析和几