2021年上海市金山区高考物理一模试卷(含解析)

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.关于匀速圆周运动的下述说法中正确的是（）

A.向心力不变B.线速度不变C.是匀速运动D.是变加速运动

2.物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（）

A,物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态

B.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态

C.物体所受合力为零，就一定处于平衡状态

D.物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态

3.一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩体积，气体的压强会变大，这是因为气体分子

的（）

A.平均动能增大B.平均动能减小C.密集程度增加D.密集程度减小

4.关于物理量或物理量的单位，下列说法正确的是（）

A.IN/kg=9.8m/s2

B."m”“kg”“s”都是国际单位制的基本单位

C.为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

D.在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量

5.如图（a）,一弹簧振子在AB间做简谐运动，。为平衡位置，如图（b）是振子做简谐运动时的位移

-时间图象.则关于振子的加速度随时间的变化规律.下列四个图象中正确的是（）

6.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的。、6两处的

质点振动图象如图中“、匕所示，则（）

A.该波的振幅可能是20cm

B.该波的波长可能是8.4m

C.该波的波速可能是10.5m/s

D.该波由a传播至IJb可能历时7s

7.关于自由落体运动，下列说法正确的是为（）

A.物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动

B.加速度为9.8rn/s2的运动就是自由落体运动

C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动

D.物体在重力作用下的运动就是自由落体运动

8.位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。通过必ST可以

测量地球与火星之间的距离。当FAST的观测站发出一个脉冲信号，通过火星反射后又被FAST

接收。已知接收到脉冲信号时，刚好观察到信号的传播方向与地球的公转方向相同。从发出信

号到接收到信号的时间为f,已知真空中的光速为c,地球的公转半径为r。若地球和火星绕太

阳的运动都可以看作匀速圆周运动，且轨道共面。则可知火星的公转周期为（）

9.两个固定的等量异种点电荷，在他们连线的垂直平分线上有4、b.C

三点，如图所示，若取无穷远处电势0=0,则下列说法正确的是（）

A.a点电势比b点电势高

B.a、b、c三点与无穷远处电势相等

C.a、b两点场强方向相同，。点场强比匕点大

D.a、c两点场强方向相同，。点场强比c点大

10.甲、乙两个单摆摆长相等，将两个单摆的摆球由平衡位置拉开，使摆角a尹〉尹、a乙都小

于5。），由静止开始释放，则（）

A.甲先到达平衡位置B.乙先到达平衡位置

C.甲、乙同时到达平衡位置D.无法判断

11.如图所示，R为定值电阻，电源的内阻不可忽略，合上开关，当滑动变

阻器品的滑片向右移动时（）

A.电压表示数一定增大

B.电阻R的电功率一定增大

C.电源的输出功率一定增大

D.&的电功率一定增大

12.一质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力/作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，第2s内

的位移为3根，已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力，则拉力尸大小为（）

A.2NB.4NC.12ND.24N

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.电场中某点的电势的高低是由电场中该点的性质决定的，跟试探电荷的本身（填“有关”

或“无关”），沿着电场线方向，电势逐渐（填“升高”或“降低”）.

14.以加速度〃做匀加速直线运动的物体，速度从u增加到2i，、从2V增加到4口、从4V增加到8V所

用时间之比为,对应时间内的位移之比为.

15.如图所示的电路中，电源的电动势为3匕内阻10,两定值电阻的阻值

/-

分别为&=10和&=40.电路中的电流为_____4。、匕间的电压为T'卜

—匕［叩b

16.在“油膜法估测分子的直径”实验中，使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是

某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22加2的蒸发皿，滴管，量

筒（50滴溶液滴入量筒体积约为I毫升），纯油酸和无水酒精若干等.已知分子直径数量级为

10-1。小，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为%o（

保留两位有效数字）.

17.粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示，

已知两部分气体4和B的体积关系是%=3%,A、B中所装气体温度分别为10n和20。&如果

两边温度都降低1℃,水银将

B

J

三、实验题（本大题共I小题，共10.0分）

18.在“用D/S研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是.传感器。若摆锤直径的测

量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏.。(选填：“大”或“小”).

四、计算题(本大题共2小题，共30.0分)

19.在方向水平向右，大小E=1x104N/C的匀强电场中，用细线将质量m=

4xlO-kg的带电小球p悬挂在。点，小球静止时细线与竖直方向夹角。=

37。（已知sin37。=0.6,cos370=0.8）.求:

(1)小球的带电性质;

(2)小球的带电量;

(3)细线对小球的拉力大小。

20.如图甲所示，带有斜面的木块放在光滑水平地面上，木块水平表面A8粗糙，斜面BC表面光滑

且与水平面夹角为。=37°,木块左侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时,

其示数为正值，当力传感器被拉时，其示数为负值.一个可视为质点的质量为m=5kg的滑块

从8点以初速度处沿斜面向上运动，运动过程中，传感器记录到的力与时间的关系如图乙所示,

己知斜面足够长，设滑块经过8点时无机械能损失.g取10?n/s2.求:

(1)图乙中Fi的数值大小;

(2)滑块的初速度为;

(3)水平表面AB的长度.

【答案与解析】

1.答案：。

解析：

匀速圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变，角速度大小和方向都不变的曲线运动。

解决本题的关键知道匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻改变，加速度大小不变且加速度的方

向始终指向圆心。

BC.匀速圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变的曲线运动，不是匀速运动，是匀速率运动，

故BC错误；

。.根据。=艺知，匀速圆周运动的加速度大小不变，加速度的方向始终指向圆心，是变加速运动，故

r

D正确；

A.根据牛顿第二定律知：F=ma=7n?,所以向心力大小不变，方向始终指向圆心，是变化的，故

A错误。

故选

2.答案：C

解析：解：处于平衡状态的物体，从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，

物体所受合力为零。

A、物体的速度在某一时刻等于零，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，故A错误；

B、物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速

运动，此物体处于非平衡状态，故8错误；

C、物体所受合力为零，选项符合平衡条件，则知，物体一定处于平衡状态。故C正确；

。、物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，故。错误.

故选：C。

解答本题关键应抓住共点力平衡状态的定义及平衡条件：物体静止或匀速直线运动状态，合力为零，

进行判断.

本题考查对平衡状态的判断，关键抓住平衡状态的特征：速度保持不变，及平衡条件：合力为零，

即可进行选择.

3.答案：C

解析：解：AB、温度保持不变时，所以分子平均动能不变，故AB错误。

CD,当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大。体积减小，所以气体密度增大，即气体分

子的密集程度增加，故C正确，。错误；

故选：C。

气体分子的密集程度与密度有关.温度是分子平均动能变化的标志.

加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法.此处高考要求不高，不用

做太难的题目.

4.答案：B

解析：解：A、据牛顿第二定律F=ma得：尸的单位是Mm的单位是依，a的单位是m/s?,贝知：

IN=1kg-m/s2,得lN/kg=lm/s?.故A错误.

B、"一'"总”“N”都是国际单位制的单位，故5正确.

C、人们为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力的单位，但不是力学基本单位，故C错误.

。、在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量，故O错误.

故选：B.

国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量，它们的单位为基本单位.根据牛顿第二定律

得分析N与其他单位的关系.牛顿不是基本单位，是导出单位.

本题关键要掌握国际单位制中基本物理量和基本单位，能通过物理规律推导单位之间的关系.

5.答案：C

解析：解：根据简谐运动振子的加速度与位移的关系a=-"，得到t=0时刻振子的加速度a=0,

m

而且在前半个周期内加速度为负值.简谐运动的x-t图象是正弦曲线，则a-t图象也是正弦曲线.故

C正确.

故选：C

由图〃知，t=0时刻振子的位移x=0.根据简谐运动振子的加速度与位移的关系。=-把，分析加速

m

度与时间的关系，可知图象按正弦规律变化.

本题关键抓住简谐运动加速度与位移的关系，根据计时开始时刻的加速度及方向选择图象.

6.答案：D

解析：

由振动图象可知波的振幅及周期；由图象得出同一时刻两质点的位置及振动方向，则可得出他间可

能含有的波长数，则可得出波长的表达式，波速公式可得出波速的可能值；则可知该波从a传播到

b点可能经历的时间.本题考查波的传播中的空间上的多解性，要注意ah间可能具有的波长个数，

同时在确定两点之间的距离时，要找同一时刻时两点的位置及振动方向.

解：A、由图可知，波的周期为4s,振幅为10cm,故A错误；

B、由图可知，在0时刻a在负向最大位置处，b在平衡位置向正方向运动，而波由a向方传播，则

"间距离与波长关系为2=(。+$；1=节片25=0,1,2,3--),将8.4m代入〃无解，故B错误;

42242

4N+3

C、由8可知2=^—―771,由笠==可知，p=TH/S=-——-Tn/s(Ti=0^1、2------),将10.5/n/s代

入，〃无解，故C错误；

D、由a到人需要的时间t=：=(4n+3)s,当n=l时，t=7s,故。正确；

故选O.

7.答案：C

解析：

自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力，不管轻重如何，加速度相等，都为g。

解决本题的关键知道自由落体运动的特点，知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速

直线运动。

AB.自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力，加速度为g的匀加速直线运动，故45错误；

CD.自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力，当空气阻力的作用可以忽略不计时，物体自由下

落可视为自由落体运动，故C正确，力错误。

故选C。

8.答案：A

解析：解：根据勾股定理，火星的公转轨道半径R=Jr2+(y)2

根据开普勒第三定律看卡

又由于T幽=1年

整理可得7次=(1+整》年

A正确，BCD错误。

故选A。

根据光的传播时间求出地球与火星间的距离，求出火星绕太阳做圆周运动的轨道半径，行星绕太阳

做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出火星绕太阳公转的周期。

本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提，根据题意求出火星的公

转轨道半径，应用万有引力公式与牛顿第二定律即可解题。

9.答案：B

解析：解：A、等量异种点电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以“点电势与6点电势相等。故

A错误。

B、a、b、c三点处于同一等势线上，而且这条等势线一直延伸到无穷远处，则a、b、c三点与无

穷远处电势相等。故8正确。

C、“、匕两点场强方向均与ac连线垂直向右，方向相同。〃点处电场线比6处疏，则。场强比匕

点小。故C错误。

。、a、c两点场强方向均与"连线垂直向右，方向相同.a点处电场线比c处疏，则a场强比c

点小。故。错误。

故选：B。

等量异种点电荷连线的垂直平分线是一条等势线，而且这条等势线一直延伸到无穷远处.根据电场

强度方向与等势面垂直，并且由电势高处指向电势低处，分析场强的方向.根据电场线的疏密判断

场强的大小.

对于等量同种、等量异种电荷电场的电场线和等势线分布掌握要牢固，这是考试热点，要抓住对称

性，同时，要抓住连线的垂直平分线的特点.

10.答案:c

解析：

本题考查单摆的周期公式。解题的关键是知道单摆的周期公式，明确单摆的周期与摆球的质量和摆

角无关，其周期取决于摆长和当地的重力加速度。

据单摆的周期公式分析两单摆的周期及到达平衡位置的时间即可。

4BCD.据单摆的周期公式7=2TTJ|知，单摆的周期与摆球的质量和摆角无关，当摆长相同时，其周

期相同，所以从静止释放能同时到达平衡位置，故ABO错误，C正确。

故选Co

11.答案：B

解析：解：A、合上开关，当滑动变阻器&的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电

路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电路的总电流增大，电压表的示数U=E-/(/?+r),

电压表的示数一定减小，故A错误；

B、根据P=/2R,总电流增大，电阻R的功率一定增大，故8正确；

C、因为不知道&+R和内阻r的关系，所以电源的输出功率变化情况无法判断，故C错误；

D、将R等效为电源的内阻，则等效电源的内阻为R+r,因不知道时与R+r的关系，所以&的电功

率变化情况无法判断，故。错误；

故选：B

滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由欧姆定律可以判断电路电流如何变化，由电

功率公式可以分析答题.

知道电路串并联中的电流电压关系，并熟练应用闭合电路欧姆定律、电功率公式即可正确解题.

12.答案:D

解析：

先根据第2s内的位移求出物体的加速度，再利用牛顿第二定律求出拉力尸的大小：

本题主要考查牛顿第二定律的综合运用，注意牛顿第二定律是运动和力的联系。

若加速度为a,则前2.v的位移为七—前1s的位移为右=gat/,所以第2s内的位移=x2-

22

1at2-1atr=3m,解得加速度a=2m/s2；再由牛顿第二定律可得F-mg=ma,解得外

力尸=mg+ma=24N；故ABC错误，。正确。

故选Do

13.答案：无关；降低

解析：解：电场中某点的电势的高低是由电场中该点的性质决定的，跟试探电荷的本身无关；沿着

电场线方向，电势逐渐降低.电场线的方向是电势降低最快的方向.

故答案为：无关，降低.

电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关；电势降落最快的方向就是场强的方向.场强方向

与正电荷在该点所受的电场力方向相同.

本题考查电场线的意义与电场线的特点，关键抓住电场强度的方向特点和电场线的意义，知道沿着

电场线的方向电势降低.

14.答案：1：2：4；1：4：16

解析：解：由u=q)+at可知，

a，

则可知，三段时间之比为：1：2：4；

由苏—诏=2ax可知：

则位移之比为：3：12：48=1：4：16.

故答案为：1：2：4,1：4：16.

由速度公式可得出时间与速度变化之间的关系；则可求得时间之比；

根据速度和位移关系可求得位移与速度变化之间的关系.则可求得位移之比.

本题考查匀变速直线运动的规律应用，要注意明确速度公式、位移公式及速度-位移公式三个基本

公式的正确应用.

15.答案：0.5；2

解析：解：由闭合电路欧姆定律得，电路中的电流：

rE3rA

7==5i4;

R1+R2+r°-

a、h间的电压Uab=IR2=0.5X4V=27；

故答案为：0.5；2。

根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流，由部分电路欧姆定律求电阻；?2两端的电压。

本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，要注意运用闭合电路欧姆定律时电源的内阻不能遗

漏。

16.答案：对油酸溶液起到稀释作用；1.1

解析：解：(1)如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精

溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用.

(2)根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时此时

油酸浓度最大，一滴油酸的体积为：

V=ds=10-lo7nx0.22m2=2.2x10-11^3

一滴酒精油酸溶液的体积为：

y=—cm3=2x10-8m3

u50

因此油酸的浓度为：

V

—=1.1%0

%

故答案为：对油酸溶液起到稀释作用；1.1.

如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精溶液的作用是

对油酸溶液起到稀释作用.形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，由此可以求出油酸酒精溶液

浓度的最大值.

在用油膜法估测分子的大小”实验中，我们做了些理想化处理，认为油酸分子之间无间隙，油酸膜

为单层分子，明确该实验的实验原理即可正确解答本题.

17.答案：向A端移动

解析：解：开始时水银柱平衡，故两侧气体压强相等，设为P,设温度升高At时气体体积不变，根

据理想气体状态方程，有：三=缘故两侧初状态温度T不相同，降低的温度△7相同，

1A/1

右侧压强比左侧压强变化少，故水银向A端移动，故A正确；故选：A先假设气体体积不变，根据

理想气体状态方程列式推导出气压增加量表达式进行讨论即可本题关键根据理想气体状态方程列式

推导出气压增加量表达式进行讨论，要采用控制变量法，即先假设体积不变

18.答案：光电门；大

解析：

本题考查“用。/S研究机械能守恒定律”的实验，比较新颖，要注意结合实验的原理进行分析，从

而找出符合该实验的原理，注意借助平均速度来求解瞬时速度。

实验中用Q/S测出的应为小球在各点时的动能，故应用到光电门传感器，而小球充当档光片的作用;

依据平均速度等于中点时刻的瞬时速度，从而可求得摆锤的瞬时速度，若摆锤直径的测量值大于其

真实值，那么导致摆锤的瞬时速度偏大，则摆锤动能的测量值也偏大。

故答案为：光电门；大.

19.答案：解：(1)小球受到的电场力方向向右，与场强方向相同，

所以小球带正电。

(2)对小球，在如图所示力的作用下处于平衡状态。由平衡条件得:

qE=mgtanO

得：==4X10-3X70.75召=3X10-6]

(3)由平衡条件有：FTCOS6=mg

得细线的拉力为：&=弋=4X10-3x10/V=5