2021年上海市浦东新区高考物理二模试卷(含答案详解)

2021年上海市浦东新区高考物理二模试卷一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）1. 下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是(

)A.物理学家汤姆孙经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量B.卡文迪许通过扭秤实验测量了静电力常量，并验证了库仑定律C.国际单位制中的七个基本单位是：Kg，m，N，A，K，mol，cdD.功的单位可以用kg·m2. 如图所示，一束白光入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带，下面说法正确的是(    )A.在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B.a侧光与b侧光通过同一单缝时，b侧光的衍射更明显C.若改变白光的入射角，屏上b侧光最先消失D.a侧光与b侧光通过同一双缝干涉实验装置产生的干涉条纹间距△3. 如图所示为氢原子的能级图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3的能级跃迁到n=l的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是(    )A.光子a的能量大于光子b的能量B.通过同一狭缝，b光比a光更容易发生衍射C.同种介质中．光子a的传播速度小于光子b的传播速度D.若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也能使该金属发生光电效应4. 如图所示，细绳OA和OB悬挂着一物体P，细绳BO水平，那么关于细绳AO和BO拉力情况，下列判断正确的是(    )A.OA绳拉力小于OB绳的拉力B.OA绳拉力大于OB绳的拉力C.OA绳的拉力和OB绳的拉力均等于重物P的重力D.OA绳的拉力和OB绳的拉力均大于重物P的重力5. 两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是(    )A.a点电势比b点高B.a、b两点的场强方向相同，a点场强比b点大C.a、b、c三点和无穷远处等电势D.一个电子在a点无初速释放，则它将沿着异种电荷连线的垂直平分线在c点两侧往复运动6. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现(    )A.各摆摆动的周期均与c摆相同B.a摆摆动周期最短C.d摆振幅最大D.b摆振幅最大7. 如图所示，一单匝圆形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，其转轴为圆形线圈的某条直径且转轴与磁场方向垂直，线圈中感应电流i随时间i变化的规律为i=20sin(10πt+π2)(A)，线圈的总电阻为2Ω，则下列说法正确的是(    )A.线圈的转速为300r/minB.在t=0时刻，通过线圈的磁通量最大C.转动过程中，线圈磁通量的最大值为2D.线圈转动一圈的过程中，线圈内产生的焦耳热为160J8. 在如下所示的各图中，表示磁场B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是(    )A. B. C. D.9. 假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星，当它的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则(    )(1)根据公式v=ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍(2)根据公式F=mv2(3)根据公式F=GMmr(4)根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的22．A.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(2) D.(3)(4)10. 测两个电池a、b的电动势得到如图所示的U-I图线，则(    )A.电池a的电动势较大，内阻较大B.电池a的电动势较大，内阻较小C.电池b的电动势较小，内阻较大D.在发生相同的电流变化情况下，电源b的路端电压改变较大11. 一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图(a)所示，E、F、G、H是介质中的四个质点。则图(b)是E、F、G、H中哪一个质点的振动图像A.E点 B.F点 C.G点 D.H点12. 如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则在上述过程中，下列说法错误的是(    )A.小球从接触弹簧开始，其速度先增大后减小B.小球运动的最大速度大于2C.弹簧的劲度系数等于mgD.弹簧的最大弹性势能为3mg二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）13. 有一个带电荷量q=-3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电场力做6×10-4J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4J的功，问：若以B点电势为零，则点电荷q在A的电势能为______J，在C的电势能为______J；A点的电势为______14. 一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直加速升空，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机因故障突然关闭，如图表示了其速度随时间变化的规律，图线上A、B、C三点对应的时刻分别为9s、25s和45s。则探测器在该行星表面达到的最大高度______，16s时刻探测器的瞬时速度大小为______。15. 如图所示，U形金属导轨置于光滑绝缘的水平面上，导轨间距为l=0.4m，左端连接的电阻R=0.4Ω.金属棒ab长度L=0.4m，电阻r=0.1Ω.在导轨范围内有垂直水平面的、磁感强度B=0.1T的匀强磁场，当用外力使棒ab以速度v=5m/s匀速右移时，试求：(1)通过ab棒的电流I=______A；

(2)ab棒两端的电势差Uab=______(3)ab棒克服安培力做功的功率P克=______16. 如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，竖直边ad长为L.在a点有一质量为m1、带电量为+q的粒子，在c点有一质量为m2、带电量-q的粒子，两粒子仅在电场力的作用下同时由静止开始运动，已知两粒子同时经过一平行于ab的直线ef(直线ef未画出)。若已知两粒子质量之比为m1：m2=1：2，忽略两粒子间相互作用力且不计粒子重力。求：直线ef到矩形区域ab边的距离三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）17. 油膜法测定分子的直径，1mL的油酸加入酒精中配制1000ml的油酸酒精溶液，1mL溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油膜界面稳定后测得油膜面积为260m2①试估算油酸分子的直径______(保留一位有效数字)②按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果导致测量值______(选填“偏大”或“偏小”)18. 如图所示，用一个带刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体的压强和体积的关系．(1)实验中应保持不变的参量是______，所研究的气体的体积可用______直接读出．(2)实验过程中，下列操作错误的是______A.推拉活塞时，动作要慢B.推拉活塞时，手不能握住注射器筒C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据D.活塞和针筒之间要保持润滑又不漏气．四、计算题（本大题共2小题，共30.0分）19. 升旗手小明在国歌响起时开始升旗，当国歌结束时国旗恰好到旗杆顶端．已知国歌从响起到结束的时间是48s，升旗时国旗竖直向上运动22m.国旗先匀加速运动，再匀速运动，最后匀减速运动，国旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零，其运动的v-t图如图所示．不计一切摩擦和绳质量，国旗质量m=2kg，g=l0m/s2.(1)国旗加速阶段加速度的大小．(2)小明做功的最大功率．20. 如图所示，两根半径为r光滑的14圆弧轨道间距为L，电阻不计，在其上端连有一阻值为R0的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：(1)棒到达最低点时电阻R0(2)棒下滑过程中R0(3)棒下滑过程中通过R0的电量．

参考答案及解析1.答案：D解析：解：A、物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，故A错误．B、卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量G，并验证了万有引力定律，而不是库仑定律，故B错误．C、国际单位制中的七个基本单位是：kg、m、s、A、K、mol、cd，N是导出单位，故C错误．D、功的单位是J，由W=Fl知，1J=1N⋅m，根据F=ma，得1N=1kg⋅m/s故选：D根据密立根和卡文迪许的物理学成就，以及国际单位中七个基本单位进行解答即可．解决本题的关键要掌握记牢物理学史，知道国际单位中七个基本单位，要注意N不是基本单位，而是导出单位．2.答案：B解析：解：A.由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，所以a光的折射率大，a侧光的频率大，波长短，故A错误；B.a光的折射率大，频率大，波长小，而波长越长越容易发生衍射现象，故b侧光更容易产生衍射现象，衍射更明显，故B正确；C.由公式sinC=1n，知折射率大的临界角小，最先消失，故a光的临界角小，先发生全反射，最先消失，故D.双缝干涉的条纹间距公式△x=Ldλ，a故选B．根据光线的偏折程度比较出折射率的大小，通过波长的大小，波长越长，衍射越明显；结合双缝干涉的条纹间距公式△x=Ldλ解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度比较出光的折射率大小，知道折射率、频率、波长等大小关系．3.答案：D解析：解：A、氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级的能极差小于从n=3的能级跃迁到n=l的能级时的能极差，根据Em -En =hγB、光子a的频率小于光子b的频率，所以b的频率大，波长小，所以a光更容易发生衍射．故B错误．C、光子a的频率小，则折射率小，根据v=cn知，光子a在介质中的传播速度大于光子b在介质中的传播速度．故D、光子a的频率小于光子b的频率，所以光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也能使某种金属发生光电效应．故D正确．故选：D．能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，根据能极差的大小比较光子能量，从而比较出光子的频率．频率大，波长小，波长越长，越容易发生衍射．频率大，折射率大，根据v=c解决本题的突破口是比较出光子a和光子b的频率大小，从而得知折射率、在介质中速度等大小关系．4.答案：B解析：系统处于静止状态，合力为零．以结点O为研究对象，分析受力情况，作出受力图，由平衡条件分析各力的大小。本题考查了平衡条件的应用；本题根据平衡条件，运用作图法比较力的大小，也可以运用函数法分析。以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图如图所示，作出G和TOB的合力F，由平衡条件得，F=TOA,由图看出，TOA>TOB，即OA故B正确，ACD错误。故选B。

5.答案：C解析：解：AC、a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点，电势相等，而且与无穷远处电势相等．故A错误，C正确．B、a、b两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右，方向相同．由于b处电场线密，电场强度大于a处电场强度．故B错误．D、一个电子在a点受到的电场方向垂直于垂直平分线向左，无初速释放后，将向左下方运动，不可能到达c点．故D错误．故选：C．两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线；电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向．根据电子的受力情况，分析电子的运动情况．对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握，抓住电场线和等势面的对称性进行记忆．6.答案：A解析：解：AB、让c摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、d三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、d三摆做受迫振动，各摆摆动的周期均与c摆相同，故A正确，B错误；CD、因为a摆的摆长等于c摆的摆长，所以a摆的固有频率等于受迫振动的频率，所以a摆发生共振，振幅最大，故CD错误。故选：A。受迫振动的频率等于驱动率的频率，与物体的固有频率无关；当摆球的频率等于受迫振动的频率时，发生共振，振幅最大。本题考查了受迫振动的频率问题，注意各摆摆动的周期与驱动力的周期相同，当固有频率与驱动力的频率相同时振幅最大，难度不大，是一道基础题。7.答案：A解析：解：A、由交变电流的表达式可知线圈的角速度ω=10π，线圈的转速n=ω2π=B、由电流的瞬时值表达式可知，t=0时刻，线圈平面与磁场平行，此时线圈的磁通量最小为0，故B错误；C、由电流的瞬时值表达式可知，电流的最大值Im=20A，感应电动势的最大值感应电动势的最大值：Em转动过程中，线圈磁通量的最大值φm=ED、线圈转动的周期T=2π电流的有效值I=I线圈转动一圈过程中，线圈内产生的焦耳热：Q=I2RT=(10故选：A。正弦式交变电流的瞬时值表达式是i=I本题考查了正弦式交变电流问题，知道电流的瞬时值表达式是解题的前提，根据电流的瞬时值表达式、感应电动势最大值的计算公式、焦耳定律即可解题。8.答案：A解析：解：根据左手定则可得，A、安培力的方向是竖直向上的，故A正确；B、安培力的方向水平向左；故B错误；C、安培力的方向是水平向左的，故C错误；D、电流方向与磁场平行，导线不受磁场力；故D错误；故选：A。根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向。本题考查左手定则的应用，要注意明确当电流与磁场相互平行时，电流不受安培力的作用。9.答案：D解析：解：(1)、当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的角速度ω=GMr3随着变化，所以，不能用公式v=rω(2)、当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度v=GMr随着变化，所以，不能用公式F=mv(3)、人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍，由公式F=GMmr2可知地球提供的向心力将减小到原来的1(4)、卫星的万有引力提供向心力，即GMmr2=mv2r，所以，卫星的线速度v=故(3)(4)正确。故选：D。人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度、角速度、周期随着变化，所以，不能用向心力的表达式来讨论一些物理量的变化．注意理解控制变量法．圆周运动的公式的变换，方式灵活，需细心统一参数．需一定的灵活处理问题的能力，解答这个问题不应靠想象和猜测，而应通过踏实地推导才能正确地选出答案．10.答案：A解析：由闭合电路欧姆定律及图象知识可得出电动势及内电阻；图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率的绝对值表示电源的内阻．本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．解：ABC、当外电阻无穷大时，路端电压等于电源的电动势，故U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，由图可知，a的电动势较大；U=E-Ir可知图象中的斜率绝对值表示电源的电动势，a的斜率较大，故a的内阻较大，故A正确，BC错误；D、在发生相同的电流变化情况下，电源a的路端电压改变较大，故D错误；故选：A．

11.答案：D解析：根据图b中t=0时刻质点的位置和速度方向，在图a中选择对应的质点。本题考查基本的读图能力，由波的传播方向判断质点的振动方向，判断质点的振动方向等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握。由图b看出，t=0时刻，质点在平衡位置处且沿y轴正方向运动，而图a中t=0时刻，只有H点在平衡位置处且沿y轴正方向运动，故b图可能是图a中H点的振动图象，故D正确。故选D。

12.答案：C解析：解：A：小球由A到O做自由落体，从O开始压缩弹簧，根据胡克定律，弹簧弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律得：a=mg-fm，加速度减小，方向向下，小球做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即重力和弹簧弹力相等时，速度最大；之后小球继续向下运动，弹力大于重力，做减速运动所以B、由A中分析知小球的最大速度在重力与受到的弹力相等处C点(在O点的下方)，而小球从A到O处自由落体，由

v2=2ax得：则有因此vc>voC、小球的最大速度在重力与受到的弹力相等．即mg=k△x.则k=mg△x而△x<x0

所以D、由于A到B处过程中，由动能定理可得：0-0=mg(2x解得：EP=3mgx选错误得，故选C．小球从A点释放到B点过程中：从A到O过程是自由落体；从O到B过程中先加速，到重力与弹力相等处开始减速．所以AO过程是匀加速，OB过程中加速度方向向下的大小减小的加速运动，接着加速度方向向上的大小增大的减速运动．考查牛顿第二定律的同时还运用胡克定律、动能定理．让学生能熟练掌握其内容，并能巩固解题方法．本题关键是分析弹簧处于什么状态．小球的平衡点是分析的切入点．13.答案：-6×10-4

-9×10-4解析：解：A点的电势能等于电荷从A点移到B点，静电力做的功，即-6×C点的电势能等于电荷从C点移到B点，静电力做的功，即-9×10AB间的电势差：UBC间的电势差：U取B点电势为零，根据电势差的定义公式，有：UU解得：φφ故答案为：-6×10-4，9×10-4根据B点的电势为零，结合A点移到B点，电荷克服静电场力做6×10-4

J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4

J的功，即可求解点电荷q在根据电势差的定义公式U=Wq求解AB、BC间的电势差，再根据UAB=φ本题关键是明确电势差和电势的定义，记住定义公式，注意电势能与电势的正负号含义。14.答案：800m

36m/s解析：解：0-25s内探测器在上升，25s后探测器在下降，25s末探测器到达最高点，在0-25s，探测器上升的位移大小等于图象与时间轴所围“面积”的大小，为x=9s探测器的加速度为a=△v△t=0-64故答案为：800m，36m/s。0-24s内探测器在上升，25s后探测器在下降，25s末探测器到达最高点，根据在0-25s图象与时间轴所围“面积”的大小求探测器在行星表面达到的最大高度。根据图象的斜率求出9s后探测器的加速度，由速度公式求16s时刻探测器的瞬时速度大小。本题的关键分析清楚探测器的运动规律，知道v-t图象的斜率表示加速度，“面积”表示位移，结合运动学公式解答。15.答案：0.4；0.16；0.08解析：解：(1)感应电动势：E=Blv=0.1×0.4×5=0.2V，电流：I=E(2)ab棒两端的电势差Uab(3)安培力：F=BIl=0.1×0.4×0.4=0.016N，克服安培力的功率：P=Fv=0.016×5=0.08W；故答案为：(1)0.4；(2)0.16；(3)0.08．(1)由E=BLv求出电动势，由欧姆定律求出电流．(2)由欧姆定律求出ab两端的电势差．(3)由安培力公式求出安培力，然后由P=Fv求出功率．本题关键要掌握感应电动势公式E=BLv、欧姆定律、功率公式等等电磁感应基本知识，即可正确解题．求ab间电势差时要注意金属棒是电源，ab间电势差是路端电压，不是感应电动势，也不是内电压．16.答案：解：设a处、c处两个粒子的加速度大小分别为a1、a对a处粒子有qE=对c处粒子有

qE=结合m1：m2=1：2，得a1两粒子同时经过一平行于ab的直线ef时，有x即得1联立解得x所以，直线ef到矩形区域ab边的距离x=x答：直线ef到矩形区域ab边的距离是23解析：根据牛顿第二定律求得两个粒子的加速度。两个粒子均做初速度为零的匀加速直线运动，根据竖直位移之和等于L列式，求出相遇时运动时间，即可求得直线ef到矩形区域ab边的距离x。本题是电场中直线运动类型，关键要找出两个粒子之间的联系，如位移关系、加速度关系，运用牛顿第二定律和运动学公式结合解答。17.答案：5×10-10解析：解：①测得油膜面积：S=260mV=1所以油酸分子的直径为：d=V②置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此出现直径偏大。故答案为：①5×10-10m采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；根据浓度按比例算出纯油酸的体积；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由d=V本实验的模型是不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行了。计算时注意单位的换算。18.答案：气体温度

注射器刻度

C解析：解：(1)实验采用控制变量法，探究压强与体积的关系应控制气体的温度不变，气体的体积可以由注射器刻度直接读出．(2)实验要控制气体的温度不变；A、推拉活塞时，动作要慢，使其温度与环境保持一致，故A正确；B、推拉活塞时，手不能握住注射器，防止手对其起加热作用，从而保证气体的温度不变，故B正确C、压强传感器与注射