安徽省黄山市2021届新高考物理一模试卷含解析

安徽省黄山市2021届新高考物理一模试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，对B施加一水平向左的推力F，使A、B保持相对静止向左做匀速直线运动，则B对A的作用力大小为(重力加速度为g)()
A．mg B．mgsin θC．mgcos θD．0
【答案】A
【解析】
【详解】
A向左做匀速直线运动，则其所受合力为零，对A受力分析可知，B对A的作用力大小为mg，方向竖直向上，故A正确。

故选A。

2．在物理学发展过程中做出了重要贡献。

下列表述正确的是（）
A．开普勒测出了万有引力常数
B．爱因斯坦发现了天然放射现象
C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D．卢瑟福提出了原子的核式结构模型
【答案】D
【解析】
【分析】
根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

【详解】
A.卡文迪许测出了万有引力常数，A错误；
B.天然放射现象是法国物理学家贝克勒耳发现的，B错误；
C.磁场对运动电荷的作用力公式是由洛伦兹提出的，C错误；
D.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，D正确。

【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

3．如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振子从平衡位置O向a运动过程中
A．加速度和速度均不断减小
B．加速度和速度均不断增大
C．加速度不断增大，速度不断减小
D．加速度不断减小，速度不断增大
【答案】C
【解析】
【分析】
弹簧振子的振动规律.
【详解】
当振子从平衡位置O向a运动过程中，位移逐渐增大，恢复力逐渐增大，加速度逐渐增大，因为速度和加速度方向相反，故速度逐渐减小，选项C正确.
4．如图所示，将一小木块和一小钢珠分别用手拿着并压缩两根一端分别竖直固定在地面上的弹簧上端。

（k为常现同时释放小木块和小球，若小木块在整过运动过程中所受空气的阻力f与其速度v满足f kv
数），而小钢珠的运动忽略空气阻力，且两物体同时离开弹簧，取向上为运动的正方向，则下图能正确反应两物体离开弹簧后的运动情况的v-t图像的是（）
A．B．C．
D．
【答案】D
【解析】
【详解】
对于小钢球没空气阻力时只受重力，是竖直上抛运动，v-t图像是直线，故图中直线为钢球的运动图像。

对于小木块有空气阻力时，上升阶段由牛顿第二定律得
==+
F ma mg f
解得
kv
=+
a g
m
由于阻力随速度的减小而减小，故上升阶段加速度逐渐减小，最小值为g。

同理，有空气阻力时，下降阶段由牛顿第二定律可得
kv
a g
=-
m
由于阻力随速度增大而增大，故下降过程中加速度逐渐减小，v-t图像的斜率表示加速度，故图线与t轴相交时刻的加速度为g，此时实线的切线与虚线平行。

故D正确，ABC错误。

故选D。

5．用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。

发现电流表读数不为零。

合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）
A．1.6eV B．2.2eV C．3.0eV D．3.4eV
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
设用光子能量为5.0eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，当反向电压达到U=1.60V以后，电流表读数为零说明具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此
E km=eU=1.60eV
根据光电效应方程有E km=hv-W0，阴极材料的逸出功为
W0=hv-E km=3.40eV.
6．如图所示，一倾角60θ=︒、质量为M 的斜面体置于粗糙的水平面上，斜面体上固定有垂直于光滑斜面的挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端拴接质量为m 的小球。

现对斜面体施加一水平向右的推力，整个系统向右做匀加速直线运动，已知弹簧恰好处于原长，斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
A ．若增大推力，则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力变大
B ．若撤去推力，则小球在此后的运动中对斜面的压力可能为零
C 23mg
D ．水平推力大小为3()3M m g μ⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．斜面体受到的摩擦力大小决定于动摩擦因数和正压力，若增大推力，动摩擦因数和正压力不变，则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力不变，故A 错误；
B ．若撒去推力，系统做减速运动，如果小球在此后的运动中对斜面的压力为零，则加速度方向向左，其大小为
tan30a g '=︒
以整体为研究对象可得
a g μ'=
由此可得摩擦因数
33
μ= 所以当33μ…
时小球在此后的运动中对斜面的压力为零，故B 正确； C ．弹簧处于原长则弹力为零，小球受到重力和斜面的支持力作用，如图所示
竖直方向根据平衡条件可得
cos60N mg ︒=
则支持力
0.5N mg =
故C 错误；
D ．对小球根据牛顿第二定律可得
tan60mg ma ︒=
解得
3a g =
再以整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得
()()F M m g M m a μ-+=+
解得水平推力
()()(3)()F M m g a M m g μμ=++=++
故D 错误。

故选B 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”
核聚变的反应方程为234M 112Z H+H He+X+17.6MeV →，关于此核聚变，以下说法正确的是（ ）
A ．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能
B ．Z=0，M=1
C ．1mol 氘核和1mol 氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量
D ．聚变比裂变更安全、清洁
【答案】BD
【解析】
【详解】
A．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A 错误。

B．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出M
Z X为中子1
n，即Z=0，M=1，故B正确。

C．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量，故C错误。

D．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D正确。

故选BD.
8．如图所示，水平面上的同一区域介质内，甲、乙两列机械波独立传播，传播方向互相垂直，波的频率均为2Hz。

图中显示了某时刻两列波的波峰与波谷的情况，实线为波峰，虚线为波谷。

甲波的振幅为5cm，乙波的振幅为10cm。

质点2、3、5共线且等距离。

下列说法正确的是（）
A．质点1的振动周期为0.5s
B．质点2的振幅为5cm
C．图示时刻质点2、4的竖直高度差为30cm
D．图示时刻质点3正处于平衡位置且向上运动
E.从图示的时刻起经0.25s，质点5能通过的路程为30cm
【答案】ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．质点1的振动周期为
1
0.5s
T
f
==，选项A正确；
B．质点2为谷谷相遇点，为振动加强点，则其振幅为15cm，选项B错误；
C．质点2、4都是振动加强点，图示时刻质点2在波谷，位移为-15cm，质点4在波峰，位移为+15cm，则此时刻2、4的竖直高度差为30cm，选项C正确；
D．图示时刻质点3正处于波峰和波谷的中间位置，即在平衡位置，根据波的传播方向可知，此时向下运动，选项D错误；
E．质点5为振动加强点，从图示的时刻起经0.25s=0.5T，质点5能通过的路程为2(A1+A2)=30cm，选项E正确。

故选ACE。

9．下列说法正确的是（）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大
C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化
D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小
E.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
【答案】BDE
【解析】
【分析】
【详解】
A．布朗运动是固体小微粒的运动，不是分子的运动，A错误；
B．温度升高，平均动能增大，但不是物体内所有分子的动能都增大，B正确；
C．根据热力学第二定律，内能可以不全部转化为机械能而不引起其他变化，理想热机的效率也不能达到100%，C错误；
D．根据分子势能和分子之间距离关系可知，当分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小，D正确；
E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。

故选BDE。

10．如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。

方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。

下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）
A．B．
C．D．
【答案】ABD
【分析】
【详解】
AB ．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得
F 合2222
00()A B L v B L F mg F F kv mg F mg k v ma R r R r
μμμ=--=+--=-+-=++ 因为金属棒从静止出发，所以有
00F >且F 合0>
即加速度0a >，加速度方向水平向右；
（1）若22
B L k R r
=+，则有 0ma F mg μ=-
加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有
v at =
说明速度v 与时间t 成正比，故A 可能；
(2)若22
B L k R r
>+，则有 22
0()B L ma F mg k v R r
μ=-+-+ a 随v 增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；
(3)若22
B L k R r
<+，则有 22
0()B L ma F mg k v R r
μ=-+-+ a 随v 增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B 可能； CD ．设金属棒在某一时刻速度为v ，由题意可知感应电动势
E BLv =
环路电流为
I r
BLv R =+ 则有感应电流与速度成正比；
感应电流功率为
22
2B L P EI v R r
==+g 则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C 错误，D 正确。

11．水面下深h处有一点光源，发出两种不同颜色的光a和b，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a光构成的圆环。

若b光的折射率为n，下列说法正确的是(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得 5 分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．在水中，a光的波长比b光小
B．水对a光的折射率比b光小
C．在水中，a光的传播速度比b光大
D．复色光圆形区域的面积为
E. 用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹比b光窄
【答案】BCD
【解析】
【详解】
ABC项：a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a光的临界角较大，根据，知a光的折射率较小，再由，可知，在水中，a光的波长比b光大，故A错误BC正确；
D项：依据，结合几何关系，可知，，而复色光圆形区域的面积为，故D正确；
E项：a光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相同条件下，a光干涉条纹比b 光宽，故E错误。

12．以下说法中正确的是________。

A．全息照相利用了光的衍射现象
B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样
C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了
D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的
E.摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误；
B．当频率相同与振幅完全相同时，则会形成稳定的干涉图样，故B正确；
C．若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，属于全反射，故D正确；
E．当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1
4
时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，
增加了透射，故E正确。

故选BDE。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

(1)图甲为某同学设计的多用电表的原理示意图。

虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。

关于此多用电表，下列说法正确的是__________。

A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。

A．若所选挡位为直流10mA挡，则示数为__________mA。

B若所选挡位为直流50V挡，则示数为__________V。

(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。

在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号
__________。

A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点B把选择开关旋转到“×100”位置
C．把选择开关旋转到“×1k”位置D．将红表笔和黑表笔接触
(4)某小组同学们发现多用电表欧姆挡的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I
和它的阻值R x关系，他们分别画出了如图丙所示的几种图象，其中可能正确的是________
【答案】ACD 4.80 BDA 24.0 A
【解析】
【分析】
(1)灵敏电流计G与分流电阻并联可以改装成电流表，与分压电阻串联可以改装成电压表，与滑动变阻器、电源一起可以改装成欧姆表，分析图示电路图答题；
(2)根据电流表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；
(3)用欧姆表测电阻要选择合适挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零；
(4)根据闭合电路欧姆定律求出I-R x以及的表达式，进而选择图象即可。

【详解】
(1) 由图示电路图可知，当开关置于2位置时多用电表是欧姆表，A与内置电源负极相连，A为红表笔，B与内置电源正极相连，B为黑表笔；
A项：由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，故A正确；
B、C项：由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，故B错误，C正确；
D项：由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，故D正确。

故应选：ACD；
(2) A、若所选挡位为直流50mA挡，由图乙所示可知，示数为4.80mA；
B、若所选挡位为直流50V挡，则示数为24.0V；
(3) 用多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，
首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红黑表笔短接，
调节欧姆调零旋钮使指针指针欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BDA；
(4) 设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为R g，则有：
，则I-R x图象是双曲线的一条，随着R x的增大，I减小，
上式的倒数，可知是线性函数，R x=0时，且有最小值，随着R x的增大而
增大。

故应选：A。

【点睛】
本题考查了多用电表结构、多用电表读数与欧姆表的使用方法，知道电流表。

电压表与欧姆表的改装原理是解题的前提，分析清楚图示电路结构、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。

14．硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某硅光电池的伏安特性曲线如图（甲）所示。

某同学利用图（乙）所示的电路研究电池的性质，定值电阻R2的阻值为200Ω，滑动变阻器R1的最大阻值也为200Ω，V为理想电压表。

（1）请根据图（乙）所示的电路图，将图（丙）中的的实物图补充完整____________。

（2）闭合电键S1，断开电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片移到最右端，电池的发热功率为
_______________W。

（3）闭合电键S1和电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片从最左端移到最右端，电池的内阻变化范围为
_________________。

【答案】 1.197×10-3W （允许误差±0.2W ） 55.56Ω≤r≤60Ω（允许误差±2Ω）
【解析】
【详解】
（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图如图所示：
；
（2）[2]闭合电键1S ，断开电键2S ，将滑动变阻器1R 的滑动片移到最右端时，两电阻串联，总电阻为400Ω；在图甲中作出电阻的伏安特性曲线，两图线的交点表示工作点：
则可知，电源的输出电压为2.1V ，电流为5.7mA ；则其功率：
332.1 5.710W 1.19710W P UI --==⨯⨯=⨯；
（3）[3]滑片由最左端移到最右端时，外电阻由100Ω增大到200Ω；则分别作出对应的伏安特性曲线，如上图所示；则可知，当在最左端时，路端电压为1.9V ，电流为9mA ；当达到最右端时，路端电压为1.5V ，电流为15mA ；
则由闭合电路欧姆定律可知，内阻最小值为：
min 32.4 1.9Ω55.56Ω910
r --=≈⨯ 最大值为：
max -3
2.4 1.5Ω60Ω1510r -==⨯
故内阻的范围为：55.56Ω60Ωr ≤≤。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，平面直角坐标系的x 轴沿水平方向，在第一象限内y 轴与直线x=L 之间存在沿y 轴正方向的匀强电场。

一个质量为m ，带电量为q （q ＞0））的小球（重力不能忽略），以初速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正方向射入电场，一段时间后以02v 的速度从第一象限内的A 点（图中未画出）射出电场，重力加速度为g 。

求：
（1）A 点的纵坐标；
（2）电场强度E 的大小。

【答案】（1）2
L （2）20mv mg q qL + 【解析】
【详解】
（1）小球在电场中做类平抛运动，设其在电场中运动时间为t 、离开电场时竖直分速度为v Ay ，将小球的位移OA 和在A 点的速度v A 分别分解在水平方向和竖直方向，则有
22200(2)v v v +=Ay
水平方向：
0L v t =
竖直方向：
2v y t =Ay
A
联立①②③式得：
2
L y =A （2）y 方向由：
v at =Ay
由牛顿第二定律有：
qE mg ma -=
联立解得：
20mv mg E q qL
=+。

16．如图所示，光导纤维可简化为长玻璃丝的示意图，玻璃丝长为L ，折射率为n （n ＝2）。

AB 代表端面。

为使光能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面。

求光在端面AB 上的入射角θ应满足的条件。

【答案】90θ︒≤
【解析】
【详解】
设光束在光导纤维端面的入射角为θ，折射角为α，折射光线射向侧面时的入射角为β，要保证不会有光线从侧壁射出来，其含义是能在侧壁发生全反射。

由折射定律
n ＝sin sin θα
由几何关系
α+β＝90° sinα＝cosβ
恰好发生全反射临界角的公式为
sinβ＝
1n 得
cosβ211n -
联立得
sin θ21n - 1
即为
θ＝90°
要保证从端面射入的光线能发生全反射，应有90θ︒≤。

17．如图甲所示，半径R ＝0.45 m 的光滑14
圆弧轨道固定在竖直平面内，B 为轨道的最低点，B 点右侧的光滑水平面上紧挨B 点有一静止的小平板车，平板车质量M ＝1 kg ，长度l ＝1 m ，小车的上表面与B 点等高，距地面高度h ＝0.2 m ．质量m ＝1 kg 的物块(可视为质点)从圆弧最高点A 由静止释放．取g ＝10 m/s 2.
试求：
(1)物块滑到轨道上的B 点时对轨道的压力大小；
(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率；
(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块仍从圆弧最高点A 由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离．
【答案】（1）30N ．（2）1m/s ．（3）0.2m ．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物体从圆弧轨道顶端滑到B 点的过程中，机械能守恒，则mgR ＝
12
mv B 2， 解得v B =3m/s ． 在B 点由牛顿第二定律得，N-mg=m 2 B v R
， 解得N=mg+m 2 B v R
=30N 即物块滑到轨道上B 点时对轨道的压力N′=N=30N ，方向竖直向下．
（2）物块在小车上滑行时的摩擦力做功W f ＝−12 2mg mg
μμ+l ＝−4J
从物体开始滑到滑离平板车过程中由动能定理得，mgR+W f ＝
12mv 2 解得v=1m/s
（3）当平板车不固定时，对物块a 1=μg=2m/s 2 对平板车222/mg
a m s M μ==；
经过时间t 1物块滑离平板车，则221112111122B v t a t a t m -
-= 解得t 1=0.5s （另一解舍掉）
物体滑离平板车的速度v 物=v B -a 1t 1=2m/s
此时平板车的速度：v 车=a 2t 1=1m/s
物块滑离平板车做平抛运动的时间
20.2
t s
==
物块落地时距平板车右端的水平距离s=(v物-v车)t2=0.2m
【点睛】
本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律和运动学公式，综合性较强，关键理清运动过程，选择合适的规律进行求解．。