2021届江苏省盐城市高考物理一模试卷附答案详解

2021届江苏省盐城市高考物理一模试卷
一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）
1.如图所示，两个可视为质点的小球在光滑圆锥的内侧的同一水平面内做匀速圆周运动，图示位
置两小球距离为2√3L，圆锥斜面与水平面间的夹角为30°，重力加速度为g，则()
A. 两球的向心加速度均为√3
g
3
g
B. 两球的向心加速度均为1
2
C. 两球的线速度大小相等，均为√3gL
D. 两球的线速度大小不等，两小球有可能相撞
2.在重核裂变的核反应中，有一种裂变： 92235U+01n→A Z X+3689Kr+301n，其中 A Z X和 3689Kr都属于中
等质量的原子核，对于 A Z X的原子序数A和质量数Z，下列判断正确的是()
A. A=56、Z=144
B. A=55、Z=145
C. A=54、Z=136
D. A=53、Z=147
3.在“验证机械能守恒定律”的实验时，一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小
于动能的增加量。

下列对造成该实验结果的原因分折正确的是()
A. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B. 选用重锤的质量过大
C. 交流电源的频率大于50Hz
D. 交流电源的频率小于50Hz
4.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=10：1，b是原线圈的中心抽头，S为单
刀双掷开关，定值电阻R=10Ω.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是()
A. 当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2√2A
B. 当S与a连接后，t=0.01s时理想电流表示数为零
C. 当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍
D. 当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25Hz
5.人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，它的速率、周期和它的轨道半径的关系是()
A. 半径越大，速率越大，周期越大
B. 半径越大，速率越小，周期越小
C. 半径越大，速率越小，周期越大
D. 半径越大，速率越大，周期越小
6.如图所示，一简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别是t1=0和
t2=0.2s时刻的波形图，则()
A. 若该波的传播速度是35m/s，则该波沿−x方向传播
B. 若该波频率为1.25Hz，则该波一定沿−x方向传播
C. 若该波沿+x方向传播，则该波的波速一定为5m/s
D. 若该波沿+x方向传播，t1时刻x=6m处的质点振动方向向下
7.在图示的非匀强电场中，实线表示电场线．在只受电场力的作用下，电子
从A点运动到B点．电子在A点的速度方向如图所示．比较电子在A、B两点
的速度、加速度、电势能，其中正确的是()
A. v A>v B、a A<a B、E pA>E pB
B. v A>v B、a A>a B、E pA<E pB
C. v A<v B、a A<a B、E pA<E pB
D. v A<v B、a A>a B、E pA>E pB
8.下列说法正确的有()
A. 如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射这种金属一定发生光电效应
B. α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依
据之一
C. 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，
同时电子的动能减小，电势能增大
D. 原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
9.一物体静止在水平面上。

现对它施加一个水平向右的拉力F作用，使它由静止开始运动。

一段时
间内它的运动情况如图所示，则下列说法中正确的是()
A. 0～1s这段时间内拉力所做的功和摩擦阻力所做的功之和为零
B. 0～2s这段时间内拉力F所做的功等于2s～3s这段时间内摩擦阻力所做的功
C. 0～1s这段时间内合力对物体所做的功大于1s～2s这段时间内合力所做的功
D. 1.5s时拉力做功的功率大于2s时摩擦力做功的功率
10.如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于()
A. sin40°
sin35∘B. sin55°
sin50∘
C. sin50°
sin55∘
D. sin35°
sin40∘
11.洗衣机是现代家庭常见的电器设备。

它是采用转筒带动衣物旋转的方式进
行脱水的，在衣物脱水过程中，下列有关说法中正确的是()
A. 衣服受重力、弹力、摩擦力、向心力4个力作用
B. 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
C. 水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故
D. 水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力
二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）
12.平行板电容器的电容C，两极板间电压U，两板间场强E和带电荷量Q，保持两板与电源相连，
只增大两板间的距离，则C______，U______，Q______，E______。

(填“增大”“减小”或“不变”)。

三、简答题（本大题共2小题，共20.0分）
13.什么是单摆？
14.某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源
电动势E=14V，内阻r=0.2Ω，电动机的线圈电阻r′=0.02Ω，只闭合S1
时，电流表示数I1=10A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2=
55A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变化。

求：
(1)在只闭合S1时，车灯两端电压U L和车灯的功率P L；
(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U L′和电动机输出功率P出。

四、计算题（本大题共2小题，共21.0分）
15.如图所示，A.B两个气缸中装有体积均为V、压强均为1atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气，
中间用细管连接，细管容积不计，管中有一绝热活塞(不计摩擦，可自由移动)，开始时汽缸A左端的活塞距离其右端底部为L，现保持A气缸中的气体温度不变，将活塞向右缓慢推L
，若要使细
4管中的绝热活塞仍停在原位置，则B气缸中的气体温度应升高到多少摄氏度？
16.某同学乘坐“和谐号”动车组，发现车厢内有速率显示屏．当动车组在平直轨道上经历匀加速、
匀速与再次匀加速运行期间，他记录了不同时刻的速率，部分数据列于表格中．已知动车组的总质量M=2.0×105kg，假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍，取g=10m/s2.在某同学记录动车组速率这段时间内，求：
(1)动车组的加速度值；
(2)动车组牵引力的最大值．
参考答案及解析
1.答案：A
解析：解：AB、根据向心力但是来源，mgtan30°=ma
g，选项A正确，B错误；
可得a=gtan30°=√3
3
CD、根据a=v2
知r不同，不在同一轨道不可能相撞，加速度不同，故CD错误。

r
故选：A。

小球受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出支持力，从而比较大小，根据牛顿第二定律求出向心加速度、线速度、角速度大小，从而比较大小。

解决本题的关键知道A、B两球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律得出支持力、向心加速度、角速度、线速度的表达式是关键。

2.答案：A
解析：解：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，X的电荷数为：A=92−36=56；质量数为：Z= 235+1−89−3=144；
根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为56，质量数为144，故A正确，BCD错误。

故选：A。

根据质量数守恒与电荷数守恒即可判断出X中的原子序数与质量数。

解决本题的关键要知道核反应前后质量数和电荷数守恒。

3.答案：D
解析：解：A、空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力，会导致重力势能部分转化为内能，则重力势能的减小量会略大于动能的增加量，故A错误。

B、验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，选择质量较大的重锤，不会使得重力势能的减小量小于动能的增加量，故B错误。

C、交流电源的频率大于50Hz，则测出的速度大小小于真实值，会导致动能增加量偏小，使得重力势能的减小量大于动能的增加量，故C错误。

D、交流电源的频率小于50Hz，则测出的速度大小大于真实值，会导致动能增加量偏大，使得重力势能的减小量小于动能的增加量，故D正确。

故选：D。

明确验证机械能守恒定律实验的误差来源，若受到阻力的影响，会导致重力势能的减小量略大于动能的增加量。

根据交流电的频率误差得出测量的速度误差，从而得出动能增加量的误差，确定正确的选项。

本题考查验证机械能守恒定律的实验误差分析，要注意正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果；并运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。

4.答案：C
解析：分析：
根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．
掌握理想变压器的电压与匝数成正比、电流与匝数成反比的关系，知道正弦交变电流最大值是有效值√2倍的关系即可解决本题．
解：由图象可知，电压的最大值为U m=311V，交流电的周期为T=2×10−2s，所以交流电的频率
为f=1
T
=50Hz，
A、交流电的有效值为U=220V，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为U′=22V，
根据欧姆定律得：I=22
10
A=2.2A，故A错误；
B、电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为2.2A，故B错误；
C、当单刀双掷开关由a拨向b时，原、副线圈的匝数比为5：1，根据电压与匝数成正比得副线圈的
电压为原来的两倍，即44V，根据功率P=U2
R
得副线圈输出功率变为原来的4倍，所以原线圈的输入功率变为原来的4倍，故C正确；
D、变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为f=50Hz，故D错误；
故选：C。

5.答案：C
解析：解：卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供圆周运动的向心力，
GMm r2=mv2
r
=m4π2r
T2
，
v=√GM
r ，T=2π√r3
GM
，
可知半径越大，速率越小，周期越大；半径越小，速率越大，周期越小。

故ABD错误，C正确；故选：C。

由万有引力提供向心力，解得速率和周期的表达式，即可讨论得结果．
万有引力提供向心力的表达式较多，从里面可以得出各量与半径的关系，只有周期是随半径增大而增大的．
6.答案：A
解析：解：A、根据图象可知，波长λ=4m，若该波的传播速度是35m/s，则T=λ
v =4
35
s，t=0.2s=13
4
T，
则该波沿−x方向传播，故A正确；
B、1.25Hz的简谐波周期T=1
1.25=0.8s，则0.2
0.8
=1
4
，根据波的平移法实线右移1
4
波长为虚线波形，则
波向右传播，即该波一定沿+x方向传播，故B错误；
C、由于波具有周期性，所以速度不可能是一个固定的值，故C错误；
D、若该波在t1=0时刻已沿+x方向恰传播到x=6m处，从t=0时刻的波形图上判断x=6m的质点与x=2m处质点运动情况相同，其前面的点(波向右传播，左边为前)在其上方，则此质点将向上运动，所有质点的起振方向是一致的，故波源起振方向向上，故D错误．
故选：A
根据图象读出波长，根据波长、波速的关系求出周期，在与0.2s比较判断波的传播方向，若该波频率为1.25Hz，求出周期，比较周期与0.2s的关系判断波的传播方向，由于波具有周期性，所以速度不可能是一个固定的值，判断t=0时刻，x=6m处质点的振动方向，继而判断出波源的振动方向．解决本题的前提是能熟练根据传播方向判断质点运动方向以及能根据波的传播方向判断质点振动方向，且熟悉波的平移法．
7.答案：D
解析：解：电子的轨迹向右弯曲，所受的电场力大致向右，则电场力对电子做正功，动能增大，电势能减少，故v A<v B、E pA>E pB。

A处电场线比B处电场线密，则A处场强大，电场力大，电子的加速度大，即有a A>a B.故D正确。

故选：D。

根据电子的电性分析电场力的方向．根据电场力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出动能和势能的大小关系．由电场线的疏密分析场强的大小，可进一步分析加速度的大小．解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，然后利用电场线、电势、电场强度、电势能、电场力做功等之间的关系进一步判断各个物理量的变化情况．
8.答案：B
解析：解：A、如果用紫光照射某种金属发生光电效应，知紫光的频率大于金属的极限频率，由于绿光的频率小于紫光的频率，所以绿光照射不一定发生光电效应．故A错误．
B、α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一．故B正确．
C、由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，能
量减小，轨道半径减小，根据k e2
r2=m v2
r
知，电子的动能增大，由于能量等于电子动能和电势能的总
和，则电势能减小．故C错误．
D、发生α衰变时，电荷数少2，质量数少4，知中子数少2.故D错误．
故选：B．
当入射光的频率大于金属的极限频率，则可发生光电效应；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一；由高能级向低能级跃迁，辐射光子，根据轨道半径的变化判断动能的变化，根据能量和动能的变化判断电势能的变化．发生α衰变时，电荷数少2，质量数少4，根据电荷数和质量数的变化判断中子数的变化．
本题考查光电效应、α粒子散射实验、能级的跃迁、衰变等基础知识点，比较简单，关键熟悉教材，牢记这些基础知识点，并强化训练．
9.答案：D
解析：
本题考查速度时间图与动能定理。

对物体进行受力分析，结合速度时间图像，依据动能定理即可解题。

设t=1s时速度大小为v，物体质量为m，由图像可知0−1s内外力F1=4m，1−2s内F2=5m，t=2s 时速度为3v，阻力f=−3m；
A.由题和速度时间可知：只有拉力和摩擦阻力对物体做功，t=0时刻速度为零，但t=1s时，速度不为零，根据动能定理合力做功不为零，故A错误；
B.由图和题意可知0～2s这段时间内拉力F所做的功为：w=F1x1+F2x2=4m×v
2
+5m×2v=
12mv，2s～3s这段时间内摩擦阻力所做的功为：w=f·x=−3m×3v
2=−9mv
2
，故B错误；
C.由动能定理可知，0～1s这段时间内合力对物体所做的功为1
2
mv2，1s～2s这段时间内合力所做的
功为1
2m(3v)2−1
2
mv2=4mv2，故C错误；
D.1.5s时拉力做功的功率为p=F2·v=5m×2v=10mv，2s时摩擦力做功的功率为p=f·v= 3m×3v=9mv，故D正确。

故选D。

10.答案：A
解析：解：光从空气传到介质中，入射角为：i=90°−50°=40°
折射角为：r=90°−55°=35°
根据折射定律可知折射率为：n=sini
sinr =sin40°
sin35∘
，故A正确，BCD错误。

故选：A。

找到入射角以及折射角，根据折射定律求解折射率
解决该题的关键是掌握折射定律，知道入射角和折射角指的是入射光线以及折射光线相对于法线之间的夹角。

11.答案：D
解析：解：A、衣服受重力、支持力、摩擦力作用，合力作为向心力，故A错误；
B、由F=mω2r可知，靠近边缘的衣物r较大，则需要的向心力更大，水滴附着力相同的情况下更容易做离心运动，脱水效果更好，故B错误；
CD、水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力，使水滴做离心运动导致，故C错误，D正确。

故选：D。

衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，竖直方向上重力与摩擦力平衡，由水平方向上桶壁对衣物的支持力提供向心力，根据F=mω2r判断边缘衣服所需向心力更大，更易脱水；当水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力时水滴做离心运动。

本题考查了匀速圆周运动的物体受力情况，解决本题的关键搞清向心力的来源，会根据向心力和实际受力的关系来解释离心现象。

12.答案：减小不变减小减小
解析：解：保持两板与电源相连，则电压U不变，只增大两板间距离，则由C=ɛS
4πkd 知C减小，由C=Q
U
知，U不变，Q减小，根据E=U
d
知E减小。

故答案为：减小，不变，减小，减小。

根据电容决定式C=ɛS
4πkd 分析电容大小变化，根据定义式C=Q
U
分析电压或带电量的变化，根据E=U
d
分析场强的变化。

对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量。

当电容器保持与电源相连时，电压不变。

当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变。

13.答案：解：用一根不可伸长且不计质量的细线悬挂一质点所组成的装置，叫做单摆，它是实际摆的理想化模型。

答：如解析所示。

解析：根据单摆的理想化模型的条件分析解答。

该题考查了单摆的基本概念，题目简单，只要在平常的学习中多加记忆就可。

14.答案：解：(1)只闭合S1时，设车灯灯丝电阻为R，
由欧姆定律得：I1=E
R+r
解得R=1.2Ω
车灯两端的电压U L=I1R=10×1.2V=12V
车灯消耗功率：P L=I12R=102×1.2W=120W
(2)闭合S1、S2后，根据闭合电路欧姆定律可知，U L′=E−I2r=14V−55×0.2V=3V
流过车灯的电流：I L′=U L′
R =3
1.2
A=2.5A
电动机的输出功率：P出=P入−P内=U L′(I2−I L′)−(I2−I L′)2r′=3×52.5W−52.52×0.02W= 102.375W。

答：(1)在只闭合S1时，车灯两端电压为12V，车灯的功率为120W。

(2)再闭合S2后，车灯两端的电压为3V，电动机输出功率为102.375W。

解析：(1)只闭合S1时，由闭合电路欧姆定律求出车灯的电阻．由欧姆定律求出电压U L，进一步求解车灯的功率。

(2)再闭合S2后，先由闭合电路欧姆定律求出路端电压U L′，根据功率的分配关系求解电动机的输出功率P。

该题考查了闭合电路欧姆定律的相关知识，本题中灯泡是纯电阻电路，电动机正常工作时是非纯电阻电路，要搞清功率的分配关系，理清电路中电压和电流关系是关键。

15.答案：解：对A缸内气体，由玻意耳定律有：
p A V A=3
4
p A′V A
对B气体，根据查理定律有：
p B T B =
p B′T B′
根据题意：p A′=p B′p A=p B
得：T B′=4T B
3
=400K
t1=400−273°C=127°C
答：B气缸中的气体温度应升高到127摄氏度．
解析：A气体等温变化，根据理想气体状态方程得到压缩后的压强情况；再对B气体研究，等容变化，同样根据理想气体状态方程列式得到温度变化情况．
对于两部分气体问题，既要分别研究各自的变化过程，同时要抓住之间的联系，本题压强相等是重要关系．
16.答案：解
(1)通过记录表格可以看出，动车组有两个时间段处于加速状态，设加速度分别为a1、a2，
由a=△v
△t
①
代入数据后得：a1=0.1m/s2②
a2=0.2m/s2③
(2)由牛顿第二定律得F−F f=Ma④
F f=0.1Mg
当加速度大时，牵引力也大，⑤
代入数据得：F=F f+Ma2=2.0×105+2.0×105×0.2=2.4×105N
答：(1)动车组的加速度值分别为0.1m/s2，0.2m/s2；
(2)动车组牵引力的最大值为2.4×105N.
解析：根据表格中的数据，通过速度时间公式求出两段加速阶段的加速度．根据牛顿第二定律求出牵引力的最大值．
解决本题的关键搞清动车组的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。