2021届山西省大同一中高考物理模拟试卷(五)(含答案解析).pdf

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1、2021届山西省大同一中高考物理模拟试卷（五）一、单 选 题（本大题共6 小题，共 36.0分）1.某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S为光源，当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C.光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于/时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为C,钠的极限频率为孙，电子的电荷量为e,下列说法正确的是（）A.要使该探测器正常工作，光源S发出的光波长应大于2B.若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作C.若射向光电管C的光子中能激发出光电子的光子数占比为小 报警时，t时间内射向光电管钠表面的光子数至少是6D.增大光电管C的正

2、向电压，光电流一定增大2.银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体Si和S?构成，两星在相互间的万有引力作用下绕两者连线上某一点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运行周期为T，Si到C点的距离为6,S2的质量为m,已知引力常量为G,由此可求出两星间的距离r 及两星的总质量M分别为（）c.D.oo4.如图是某种正弦式交变电流的电压随时间变化规律的图象，由图可确定该电压的（）A.周期是0.01sC.频率是100HzD.表达式为iz=220sin/007rt(V)5.冰壶运动是冬季奥运会的比赛项目，如图，因为冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，它可以在较长的时间内保持运动速度的大小和方

3、向不变，如将该物理现象进行理想化推理，可以帮助我们理解（）A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.能量守恒定律6.每年春天许多游客前往公园放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，下列的四幅图中，AB线代表风筝截面，。乙 代表风筝线，风向水平，则风筝可能静止的是（）二、多 选 题（本大题共4 小题，共 21.0分）7.如图，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区，对从油边离开磁场的电子，下列判断正确的是（）A.从a点离开的电子速度最小B.从a点离开的电子在磁场中运动时间最短C.从b点离开的电子运动半径最小D.从b点离开的电子速度偏转角最小8.如图甲所示，一单匝圆

4、形闭合导线框半径为r,线框电阻为R,连接一交流电流表（内阻不计）.线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示（规定向下为B的正方向），则下列说法正确的是（）A.0.005s时线框中的感应电流最大B.0.01s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向C.0.015s时电流表的示数为零D.0 0.005s内，闭合导线框有收缩的趋势9.下列关于热现象的说法正确的是（）A.一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁的平均碰撞次数随温度的降低而减少B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面存在张力C.同种物质要么以晶体存在，要么以非晶体存在D.水

5、的饱和蒸汽压与温度有关E.空调既能制热又能制冷，说明热传递的方向可逆10.一列简谐横波沿绳子传播，振幅为0.2巾，传播速度为lm/s,频率为0.5Hz.在玲时刻，质点a正好经过平衡位置，则沿着波的传播方向（）A.在曲时刻，距a点2nl处的质点，离开其平衡位置的距离为0.2 mB.在（+1s）时刻，距a点1.5 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mC.在（to+2s）时刻，距a点历i处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mD.在（2+3s）时刻，距a点1.5 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 m三、实 验 题（本大题共2小题，共15.0分）1 1.某实验小组利用如图所示的装置探究弹簧

6、的弹力与弹簧伸长量的关系.在实验过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧自身质量可忽略不计.根据实验数据，他做出了F-x图象，如图所示，据此可知：在弹性限度内，弹簧的弹力尸跟弹簧伸长量x成（选 填“正比”或“反比”）：弹簧的劲度系数k=N/m.1 2.为了测定电流表&的内阻，某同学采用如图所示的实验电路.其中:必是待测电流表，量程为03004,内阻约为1000；人 2是标准电流表，量程是02004；%是电阻箱，阻值范围是0999.9。：氏 2是滑动变阻器；/?3是保护电阻；E是电池组，电动势为4人内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关.(1)实验中滑动变阻器采用一 一接法(填“分压”

7、或“限流”);根据上图所示电路的实物图，请在答题卷的方框中画出实验电路图.(2)请将该同学的操作补充完整：连接好电路，将滑动变阻器/?2的滑片移到最_ _ _ _ _(填“左端”或“右端”)；将开关S2扳到接点a处，接通开关Si；调整滑动变阻器/?2,使电流表4 的读数是15044将开关S2扳到接点b处，_ _ _ _ _ _ _ _,使电流表/的读数仍是150/M.若此时电阻箱各旋钮的位置如右图所示，则待测电流表 的内阻=_ _ _ _n.(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器/?2的滑动位置，都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中，保护电阻/?3应用_ _ _ _.(填写阻值前

8、相应的字母)A.2 0 0 kn B.2 0 kfl C.1 5 kn D.1 5 0 kn四、计算题(本大题共4 小题，共 52.0分)13.如图，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数M =0.5,且与台阶边缘。点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个;圆弧挡板，圆弧半径R=1 m,圆弧的圆心也在。点.今以。点为原点建立平面直角坐标系.现用F=5N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板.(1)若小物块恰能击中挡板上的P点(OP与水平方向夹角为37。)，求其离开。点时的速度大小；(2)为使小物块击中挡板，求拉力尸作用的

9、最短时间；(3)改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值.14.如图所示，竖直放置的平行带电导体板4、B和水平放置的平行带电导体板C、D,B板上有一小孔，从小孔射出的带电粒子刚好可从C、。板间左上角切入C、。板间电场，已知C、。板间距离为d,长为2d,UA B=UCD=U 0,在C、。板右侧存在有一个垂直向里的匀强磁场.质量为zn,电量为q的带正电粒子由静止从4 板释放，沿直线运动至B板小孔后贴近C板进入C、0 板间，最后能进入磁场中.带电粒子的重力不计.求：(1)带电粒子从B板小孔射出时的速度大小为;(2)带电粒子从C、。板射出时的速度u 大小和方向；

10、(3)欲使带电粒子不再返回至C、0 板间，右侧磁场的磁感应强度大小应该满足什么条件？1 5.如图所示，一汽缸固定在斜面甲上，斜面甲的倾角。=3 0。，通过活塞(不计质量和厚度)封闭一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦忽略不计，活塞的截面面积S =1 00c m 2；活塞与斜面乙(倾角也为0)上的物块4 用平行于两斜面的轻杆连接，在斜面乙上有另一物块B,4、B的质量均为巾=1 0k g,两物块与斜面乙间的动摩擦因数均为“(未知)，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d =1 0 c m,开始时活塞距缸底Li =1 0c m,4、B 恰好静止在斜面乙上，缸内气体压强P i 等于外界大气压强p

11、 o =1 义l O P a,热 力 学 温 度=3 0 0 K,重力加速度g =1 0m/s 2,现对汽缸内的气体缓慢加热，求：(1)动摩擦因数；(2)物块4 恰好开始移动时，汽缸内气体的热力学温度7 2；(3)物块8 恰好开始移动时，汽缸内气体的热力学温度1 6.如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R,在容器底面的中心。处有一点 P光源S,点光源S 发出的光经时间t可以传到容器的边缘P.若容器内倒满某液体，点光源S 发出的光经时间2 t可以传到容器的边缘P 且恰好发生全反射(光在空气中的传播速度可近似等于光在真空中的传播速度).求：|q|(1)液体的折射率n；(2)容器的高度儿参考答案及解

12、析1.答案：C解析：解：力、光照射到钠表面产生光电子，根据产生光电效应的条件，结合波速、波长和频率的关系可知，c =4v,那么光源S发出的光的最大波长：Am a x=要使该探测器正常工作，光源S发出v0的光的波长小于F，故A错误；v08、若用极限频率更高的材料取代钠，如果入射光的频率仍大于极限频率，还可以发生光电效应，该探测器还可以正常工作，故8错误；C、光电流等于/时，t时间产生的光电子的个数：n =上，t时间射向光电管钠表面的光子最少数目：eN =三=三故C正确；。、增大光电管c的正向电压，光电流不一定增大，若此时光电流没有达到饱和电流，则会增大，若达到饱和电流，则不会增大，故O错误。故选

13、：C o根据产生光电效应的条件，结合极限频率与极限波长关系，即可求解最大波长；根据电流的定义式分析即可求解光子数；并依据光电流是否达到饱和电流，从而分析即可。此题考查了爱因斯坦光电效应的规律，属于物理知识在日常生活中的应用，解决本题的关键掌握光的频率与波长关系，知道光电子的数目与入射光的强度有关，注意饱和电流的概念。2.答案：B解析：解：根据万有引力提供向心力有：G簧=警；整理得：r =5科又:G簧2 M解得：=(r-rj).rl则：M=m+机1 =?=黑 所以选项B正确.故选：B这是一个双星的问题，S 1和5 2绕。做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，S 1和5 2有相同的周

14、期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题.该题属于双星问题，双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力.3.答案:B解析：解：力、此图物体的位移不随时间变化，表示物体处于静止状态，不符合题意。故 A 错误。B、此图象是倾斜的直线，斜率不变，说明物体的速度不变，表示物体做匀速直线运动，符合题意。故 8 正确。C、速度随时间均匀减小，表示物体做匀减速直线运动，不符合题意。故 C 错误。速度随时间均匀增大，表示物体做匀加速直线运动，不符合题意。故。错误。故选：B。匀速直线运动的位移-时间图象是倾斜的直线，其斜率表示速度.匀速直线运动的速度-时间图象是平行于横轴的直线.运动图

15、象可以形象直观表示物体运动的情况，可以从数学角度理解图象的物理意义，比如：从斜率、面积、截距等方面理解物理意义.4.答案:B解析：解：4、由图象知周期为7=0.0 2 s,故 A 错误；B、由图象知最大值为3111/,故 B 正确；C、频率是/=5 0 H z,故 C 错误；D、3 =牛=100兀r a d/s,瞬时值表达式为：u=311sinl007rt V,故。错误；故选：B。根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等。本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表

16、达式。5.答案：A解析：解：物体在不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，它可以在较长的时间内保持运动速度的大小和方向不变，可以帮助我们进一步理解牛顿第一定律的内容，故 4 正确、8CD 错误。故 选:Aa物体在不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动状态，根据题意结合牛顿第一定律进行分析。牛顿第一定律是描述运动和力的关系，根据伽利略对运动和力的实验结合题意即可分析。6.答案：C解析：解：风筝受到的浮力应是垂直于风筝面向上的；故：A、风筝的重力竖直向下，风筝受到的浮力与而拉力方向相反，则三力的合力不可能为零，故风筝不可能静止，A 错误；8

17、、风筝的重力和绳子的拉力都竖直向下，而浮力垂直于风筝面，故三力不可能平衡，故风筝不可能静止，故 B错误；C、风筝重力竖直向下，风力垂直于风筝面向上，绳子拉力沿绳向下，故任意两力的合力均可能与第三力大小相等，方向相反，故 C正确；D,风筝受浮力竖直向上，而绳子的拉力斜向下，风力对风筝不起作用，故浮力与绳子的合力不能为零；故不可能平衡，故。错误；故选C.要使风筝能静止在空中，则应使风筝受力平衡；故对风筝受力分析，由共点力平衡的条件可得出可能的情况.物体静止或匀速直线运动状态，均说明物体受力平衡，则其受到的多力的合力一定为零.7.答案：BC解析：解：对于从右边离开磁场的电子，从a离开的轨道半径最大，

18、根据带电粒子在匀强磁场中的半径公式r=黑，知轨道半径大，则速度大，则a点离开的电子速度最大。从a点离开的电子偏转角最小，则圆弧的圆心角最小，根据t=*.黑=誓,与粒子的速度无关，知e越小，运行的时2n 2n qB qB间越短。故 8、C正确，4、。错误。故选：B C。根据r=黑，由轨道半径的大小确定速度的大小，根据t=*7,由偏转角的大小确定时间的大小.qa2 7 r解决本题的关键掌握带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式，以及知道带电粒子在磁场中运行的周期与速度的大小无关.8.答案：BD解析：解：4、0.005s时线框中的磁通量最大，而磁通量的变化率却为零，因此感应电流也为零，故A 错误；8、依

19、据楞次定律，则在0.01s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向，故 B 正确；C、0.015s时线框中的磁通量最大，而磁通量的变化率却为零，因此感应电流也为零，但电流表测量是有效值，因此仍有读数，故 C错误；D、0-0.005s内，磁场增强，根 据“增缩减扩”，闭合导线框有收缩的趋势，故。正确；故选：B D。考查法拉第电磁感应定律与楞次定律的应用，掌握最大值与有效值的区别，理解磁通量、磁通量的变化与磁通量的变化率的关系.9 .答 案:ABD解析：解：4、一定质量的气体，在体积不变时，单位体积内分子数不变，温度降低，分子的平均速率减小，单位时间内分子碰撞器壁的次数减少，故 A正确；8、液体

20、表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力，故液体表面存在张力，故 8正确；C、同种物质可以是晶体，也可以是非晶体，晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化，故 C错误；。、水的饱和蒸汽压只与温度有关，故。正确；瓜 热量能够自发地从高温物体传给低温物体,但不能自发地从低温物体传递给高温物体,故E错误。故选：ABD.根据气态方程分析体积不变，温度变化时压强如何变化，即可分析分子每秒与器壁平均碰撞次数如何变化；液体与气体接触时形成表面层，表面层内的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为因此，宏观上表现为液体的表面张力；同种物质可能是晶体，也可能是非晶体：液体的饱和蒸汽压只与温

21、度和液体种类有关；凡是与“热”有关的过程都具有方向性。本题考查了热学内容，是高中物理的选修内容，涉及的知识点较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。1 0 .答 案:BD解析：解：由得，波 长 尸 言=2m,周期为T =2 sA、在时刻，距a 点2 m 处的质点，与a 点相距一个波长，则%时刻，质点a 正好经过平衡位置，则此质点也在平衡位置。故 A错误。B、时间t=l s=；T,质点a 位于平衡位置，距a 点1.5 m =处的质点，由波形得到，此质点到达最2 4大位移处，此质点离开其平衡位置的距离为0.2 小。故 8 正确。C、在(%+2 s)时刻，经一个周期，

22、质点a 位于平衡位置，距a 点1 m =0.5 4 处的质点也在平衡位置，故 C错误。、在(玲+3 s)时刻，经过楙7,质点a 位于平衡位置，a 点1.5 m =处的质点，由波形得到，此质点到达最大位移处，此质点离开其平衡位置的距离为0.2 m。故 O正确。故选：B D。由波速公式=4/求出波长，根据时间与周期的关系，分析质点的位置，确定其离开平衡位置的位移.机械波图象，研究时间与周期的关系、波长与距离的关系是经常考虑的两个角度.1 1 .答案：正 比1 0 0解析：解：依据作出的图象，过原点，则可知，弹簧的弹力F跟弹簧伸长量x成正比；图象的斜率表示劲度系数的大小，由此可得k =芋=瑞N/m=

23、1 0 0/V/m.X U.Uo故答案为：正比，1 0 0.根据所画出图象，可知弹簧的弹力尸跟弹簧伸长量x的关系.根据胡克定律可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小.考查胡克定律的内容，掌握形变量的概念，注意熟练描点法画图的应用以及正确理解图象斜率、截距等物理量的含义.1 2.答案：(1)限 流 见 下 图(2)“左端”2分保持/?2不变，调整变阻箱%2分 8 6.3 2分(3)8 2 分解析：试题分析：滑动变阻器部分接入电路，所以采用的是限流接法。在开关闭合前应有保护用电器的意识，测量电路中应有最小的电流，所以滑动变阻器的滑片移到最左端。电阻箱读数是不同挡位数值乘以倍率再求和。保护电阻应保证测

24、量电路中的电流不超过电流表的量程，该电路两端最大电压约为4乙 最大电流为2 0 0必1,所以保护电阻约为2 0 k O。考点：本题考查测量电流表的内阻、分压限流接法、电阻箱读数及保护电阻的选择。1 3.答案：解：(1)小物块从。到P,做平抛运动水平方向：Rcos370=vot竖直方向：Rsin37=gt2RCOS370 4x3.由以上两式解得：孙=夜 盂 声=丁7 n/SJ 9(2)为使小物块击中档板，小物块必须能运动到。点，由动能定理得：Fx-nmgS=Ek=0解得：x=2.5 m由牛顿第二定律得：F-mg=m a解得：力F作用时的加速度a =5?n/s 2由运动学公式得：x=at2解得：t

25、 =I s(3)设小物块击中挡板的任意点坐标为Q,y),则x=vot1 .7y =泮/由机械能守恒得：Ek=诏+m g y又又击中挡板满足：x2+y2=R2化简得:为c _=m百gR2+3丁mgy由数学方法解得：Ek m i n=J答：(1)若小物块恰能击中挡板上的P点(O P与水平方向夹角为3 7。)，其离开。点时的速度大小为4 V 3 /m/s；(2)为使小物块击中挡板，拉力尸作用的最短时间为1 s；(3)改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，击中挡板时小物块动能的最小值为要人解析：(1)小物块离开P点做平抛运动，根据平抛知识求解其离开。点时的速度大小；(2)小物块能击中挡板的

26、临界条件是能到达。点，根据运动学关系分析求解力户的作用最短时间；(3)根据平抛运动和击中挡板的轨道公式求解小物块击中挡板时的最小动能.本题是动力学、平抛运动的综合题，解决问题的关键是掌握相关动力学基础知识和平抛运动知识,在第三问中要求较好的数学功底.1 4.答案：解：带电粒子通过A B板间时由动能定理得：q U =：m诏解得。=居(2)带电粒子在C D板间做类平抛运动，沿导体板方向做匀速运动，垂直导体板方向做初速为零的匀加速运动，加速度设为a,射出C D板时速度方向与水平间夹角设为仇水平方向：2 d =竖直方向加速度：Q=T则：tanO=v0cosO=v联立得：9 45,v%2=dmdxxX/

27、XX由此可知带电粒子从C。导体板的右下角射出再进入匀强磁场中，欲使粒子不再返回CD板间，带电粒子做圆周运动至CD板右上角时为临界状态，设圆周运动的半径为R,磁感应强度为反由几何知识得：d2=R2+R2r vqvB=m 联立得：B=：座q则满足条件的磁感应强度应小于;呼;答：(1)带电粒子从B板小孔射出时的速度大小处为陌7 m(2)带电粒子从C、。板射出时的速度9大小为2能，方向与水平间夹角45。；(3)欲使带电粒子不再返回至C、。板间，右侧磁场的磁感应强度大小应该满足小于解析：(1)根据动能定理求带电粒子从B板小孔射出时的速度大小火;(2)带电粒子在CD板间做类平抛运动，沿导体板方向做匀速运动

28、，垂直导体板方向做初速为零的匀加速运动；(3)欲使粒子不再返回C。板间，带电粒子做圆周运动至CD板右上角时为临界状态，由几何知识确定半径，由牛顿第二定律求临界情况的反本题考查了带电粒子在电磁场中的运动，过程复杂，是一道难题，分析清楚粒子的运动过程，作出粒子的运动轨迹，是正确解题的关键.1 5.答案：解：(1)4恰好静止在斜面乙上，有卬cose=m g sin。解得：=遗广 3(2)4恰好移动时，有：p2=p】+酗誓史”解得：p2=1.1 x 1 05Pa由查理定律的：7 =?,1 12解得：T2=3 3 0 K(3)4开始移动后，气体做等压变化，到4与B接触时，有：p3=p2=1.1 x 1

29、05P a匕=(Z，!+d)S彩=L】S根据盖一吕萨克定律可得：7 =7-解得：T3=6 6 0 K12 13从4 B接触到B刚开始运动的过程中，气体做等容变化，有：口4 =%+2 9等 空 空解得：P4=1.2 x 1 05P a根据查理定律可得：g =g解得：北=7 2 0 K答：(1)动摩擦因数4为g；(2)物块4恰好开始移动时，汽缸内气体的热力学温度0为3 3 0 K：(3)物块8恰好开始移动时，汽缸内气体的热力学温度为7 2 0 K.解析：(1)4恰好静止在斜面乙上，根据共点力平衡求得滑动摩擦因数；(2)4恰好移动时，根据共点力平衡求得压强，由查理定律求得；(3)4开始移动后，气体做

30、等压变化，从力B接触到B刚开始运动的过程中，气体做等容变化。解决本题的关键是选择好研究对象，利用平衡求压强。然后对封闭气体做好分析做何种变化，再选择合适的气体实验定律列式求解即可。1 6.答案：解：设O P之间的距离为d,光在空气中传播的速度为c,光在该液体中传播的速度为则由题意有：d=ct=2 vt即：c=2v故液体对红光的折射率九=2(2)光线在P点恰好发生全反射，则入射角等于临界角C则：sinC=-=-n 2可得C=30容器的高度为：九=焉;答：(1)该液体对红光的折射率n是2.(2)容器的高度八为百R.解析：(1)设。P之间的距离为d,光在空气中传播的速度为c,光在该液体中传播的速度为，根据两次光传播时间关系，可得到与c的关系，即可由公式。=:求折射率.(2)由于光恰好在P点发生全反射，入射角等于临界角C,由公式sinC=；求出C,即可由几何关系求解容器的高度儿解决本题的关键要掌握全反射的条件、折射定律”=型、光 在 介 质 中 速 度 公 式 运 用 几 何 知stnr n识帮助解决物理问题.