江西省宜春市2021届新高考第一次质量检测物理试题含解析

江西省宜春市2021届新高考第一次质量检测物理试题
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．铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。

如图所示，某同学斜向上抛出一铅球，若空气阻力不计，图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移x 、速率v 、加速度a 和重力的瞬时功率P 随时间t 变化的图象，其中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【解析】
【详解】
A ．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移与时间成正比，故A 正确；
B ．铅球做斜上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变，故铅球的速度先减小后增大，故B 错误；
C ．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故C 错误；
D ．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据y P mgv =，所以重力的功率先减小后增大，故D 错误。

故选：A 。

2．生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。

如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G ，手机所在平面与水平面间的夹角为θ，
则下列说法正确的是（）
G
A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于cos
B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反
C．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用
D．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等，方向相反，故A错误；
B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力，不受桌面摩擦力，故B错误；C．高铁匀减速行驶时，手机具有与前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力，共三个力的作用，故C正确；
D．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共四个力的作用，故D 错误；
故选C。

3．现在很多人手机上都有能记录跑步数据的软件，如图所示是某软件的截图，根据图中信息，判断下列选项正确的是（）
A．“3.00千米”指的是该同学的位移
B．平均配速“05′49″”指的是平均速度
C．“00∶17∶28”指的是时刻
D ．这位跑友平均每跑1千米用时约350s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据题图中地图显示，跑的轨迹是曲线，故“3.00千米”指的是路程，故A 错误；
B.根据“05′49″”的单位是时间单位，可知不是平均速度，故B 错误；
C.“00∶17∶28”指的是所用时间，是指时间间隔，故C 错误；
D.3千米共用时17分28秒，故每跑1千米平均用时约350s ，故D 正确。

故选D 。

4．2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式为f kr αβγ
ρσ＝，
其中k 为一个无单位的比例系数，r 为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m ），
α、β、γ是相应的待定常数．对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（ ）
A ．32α＝，12β＝，12
γ＝-
B ．32α＝-，12β＝-，12γ＝
C ．2α＝-，12β＝，12γ＝-
D ．3α＝- ，1β＝-，1γ＝
【答案】B
【解析】
【详解】 从物理单位的量纲来考虑，则A 中单位311
2
223()()kg N m s m m
-=，故A 错误；在B 选项中，31112223()()kg N m s m m ---=，故B 正确；对C 选项，11722223()()kg N m s m m m ---=⋅，故C 错误；在D 选项中，-311-23()()kg N m s m m
-=，故D 错误。

故选B 。

5．下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A ．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中， 粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
【答案】D
【解析】
【详解】
A．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A错误；
B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B错误；
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C错误；D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D正确。

故选D。

6．绿化工人在街道旁边栽种大树时，为了确保树干不倾斜，需要用铁杆来支撑。

通常是用一个铁环紧套在树干上，三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上，另一端固定在同一个水平地面上，大树栽好后竖直压在地上，如图所示。

由于树刚栽，地面对大树的作用力，除了竖直向上的支持力以外，其它力可以不考虑。

则下列说法中正确的是（）
A．三根铁杆对大树的作用力大小一定相等
B．大树对地面的作用力一定大于自身的重力
C．铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力
D．铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．三根铁杆长度不等，与地面的夹角不等，则对大树的作用力大小不相等，选项A错误；
B．由平衡知识可知，地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知地面对大树的作用力小于大树的重力，则大树对地面的作用力一定小于自身的重力，选项B错误；
C．因为地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力不是一对平衡力，选项C错误；
D ．大树栽好后竖直压在地上，则铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零，选项D 正确。

故选D 。

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
7．两个质量相等、电荷量不等的带电粒子甲、乙，以不同的速率沿着HO 方向垂直射入匀强电场，电场强度方向竖直向上，它们在圆形区域中运动的时间相同，其运动轨迹如图所示。

不计粒子所受的重力，则下列说法中正确的是（ ）
A ．甲粒子带正电荷
B ．乙粒子所带的电荷量比甲粒子少
C ．甲粒子在圆形区域中电势能变化量小
D ．乙粒子进入电场时具有的动能比甲粒子大
【答案】AC
【解析】
【详解】
A ．甲粒子向上偏转，所受的电场力向上，与电场方向相同，故甲粒子带正电荷，A 正确；
B ．两个粒子竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动，有
y ＝212at ＝22qE t m
E 、t 、m 相等，则
y ∝q
可知，乙粒子所带的电荷量比甲粒子多，B 错误；
C ．电场力对粒子做功为
W qEy
甲粒子电荷量少，偏转位移小，则电场力对甲粒子做功少，其电势能变化量小，C 正确；
D ．水平方向有
x ＝v 0t
相同时间内，乙粒子的水平位移小，则乙粒子进入电场时初速度小，初动能就小，D 错误。

故选AC 。

8．如图所示，是小型交流发电机的示意图，正对的异名磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感
应强度大小为B ，A 为理想交流电流表。

匝数为n 、面积为S 。

阻值为r 的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO´
以角速度ω匀速转动，定值电阻阻值为R ，从图示位置开始计时。

下列说法正确的是（ ）
A ．线圈每转动一周，电流方向改变2次
B ．图示位置时交流电流表的示数为ω=
+nBS I R r C ．π2t ω
=时，线框中的磁通量最大，瞬时感应电动势最大 D ．电阻R 消耗的热功率为22ω⎛⎫= ⎪+⎝⎭
R nBS P R r 【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．线圈每转动一周，正弦交流电一个周期内，电流方向改变2次。

故A 正确；
B ．交流电流表的示数为电流的有效值，为
m
22()
I R r ==+故B 错误；
C ．24
T t πω==时，线框转到中性面位置，磁通量最大，瞬时感应电动势为零，故C 错误； D ．电阻R 消耗的热功率为 222R nBS P I R R r ω⎛⎫== ⎪+⎝⎭
故D 正确。

故选AD 。

9．如图所示，将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断，在绳圈中通入电流，并将其置于光滑水平面上，该空间存在竖直向下的匀强磁场。

已知磁感应强度为0B ，硅胶绳的劲度系数为k ，通入电流前绳圈周长为L ，通入顺时针方向的电流I 稳定后，绳圈周长变为1L 。

则下列说法正确的是（ ）
A ．通电稳定后绳圈中的磁通量大于2014
B L π
B ．ACB 段绳圈所受安培力的合力大小为012
B IL
C ．图中A B 、两处的弹力大小均为012B LL π
D ．题中各量满足关系式
0122k B I L L k
ππ-= 【答案】ACD
【解析】
【详解】 A ．通入顺时针方向电流I 稳定后，绳圈周长为1L ，由
112L r π= 可得112L r π
=，面积 22
2111
()24L L S r ππππ=== 由安培定则可判断出环形电流在环内产生的磁场方向竖直向下，绳圈内磁感应强度大于0B ，由磁通量公式
BS Φ= 可知通电稳定后绳圈中的磁通量大于2014B L π
，故A 正确； B ．ACB 段的等效长度为12r ，故ACB 段所受安培力
011010222B IL L F B I r B I ππ
=⋅=⋅=
故B 错误；
C ．设题图中A B 、两处的弹力大小均为1F ，对半圆弧ACB 段，由平衡条件有 0112B IL
F π=
解得0112B IL F π
=，故C 正确； D ．由胡克定律有
11()F k L L =-
解得0112B IL L L k π
-=，两侧均除以1L ，得 0112B I L L k π
-= 即0122k B I L L k ππ
-=，故D 正确。

故选ACD 。

10．图中小孩正在荡秋千，在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．绳子的拉力逐渐增大
B ．绳子拉力的大小保持不变
C ．小孩经图示位置的加速度可能沿a 的方向
D ．小孩经图示位置的加速度可能沿b 的方向
【答案】AC
【解析】小孩在最高点时，速度为零；受重力和拉力，合力沿着切线方向，绳子的拉力是重力沿绳子方向的分力，小于重力；而在最低点，小孩受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳子的拉力大于重力．可知在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，绳子的拉力逐渐增大，故A 正确，故B 错误；当秋千离开最高点，向最低点运动的过程中，小孩的速度增大，合外力的一个分力指向圆心，提供向心力，另一个分力沿着切线方向，使小孩速度增大所以加速度方向可能沿图中的a 方向，故C 正确，D 错误。

所以AC 正确，BD 错误。

11．在如图所示的轴上有M 、N 两质点，两点之间的距离为x=12m ，已知空间的简谐横波由M 向N 传播，
某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m 和10m 之间。

下列正确的是（ ）
A ．该简谐横波的传播周期为0.8s
B ．该简谐波的波长可能为48m
C ．该简谐波的波长一定等于9.6m
D ．该简谐横波的传播速度大小为12m/s
E.0~1.2s 的时间内质点M 点的路程为120cm
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由振动图像可知这列波的周期为T=0.8s ，A 正确；
BCD ．由于简谐波由M 向N 传播，则有
1()4
x n λ=+，（n=0、1、2、3…） 又因为8m<λ<10m ，所以n=1时，λ=9.6m ，则波速由
v T λ
=
可得
v=12m/s
B 错误，CD 正确；
E ．一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s 为1.5个周期，则M 点通过的路程为振幅的6倍，即60cm ，E 错误。

故选ACD 。

12．下列说法正确的是
A ．用不能被水浸润的塑料瓶做酱油瓶，向外倒酱油时不易外洒
B ．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度升高而减少
C ．某气体的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N A ，则该气体的分子体积为V 0＝A
M N ρ D ．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显
E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
【答案】ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油不浸润塑料，故A正确；
B．一定质量的理想气体，在压强不变时，温度升高，则分子对器壁的平均碰撞力增大，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数减少，故B正确；
C．气体间距较大，则
A
M
V
N ρ=
得到的是气体分子间的平均距离，故C错误；
D．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动的激烈程度与温度和悬浮颗粒的体积有关，温度越高，体积越小，布朗运动越剧烈，若是与固体颗粒相碰的液体分子数越多，说明固体颗粒越大，不平衡性越不明显，故D错误；
E．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E正确。

故选ABE。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。

起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。

接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。

打点计时器使用的交流电频率为50Hz。

图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。

（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）
(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。

(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为μ=______。

（计算结果保留两位有效数字）
(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。

（填“正确”或“错误”）
【答案】1011~D D 匀速直线 5.0 0.51 错误
【解析】
【详解】
(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的1011~D D ；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。

(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后0.2cm x ∆= 根据2x aT ∆=可得木块运动的加速度大小为
2
2220.210 5.0m/s 0.02
x a T -∆⨯=== 由
mg
a g m μμ==
可得
μ=0.51
(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。

14．如图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB 与水平面相切于B 点且固
定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C 点，
P 为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g ．
（1）利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图所示，则遮光条的宽度d=______cm ；
（2）实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有_____；
A ．小物块质量m
B ．遮光条通过光电门的时间t
C ．光电门到C 点的距离s
D ．小物块释放点的高度h
（3）为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据（2）测量的物理量，建立图丙所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是_____．
【答案】（1）1.060； （2）BC ； （3）B ．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）主尺的刻度：1 cm ，游标卡尺上的第12个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0.05×
12 mm ＝0.60 mm ，总读数：10 mm ＋0.60 mm ＝10.60 mm ＝1.060 cm.
（2）实验的原理：根据遮光条的宽度与物块通过光电门的时间即可求得物块的速度：v=
d t B 到C 的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：－μmgs ＝0－12
mv 2 联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式2
2=2d gst
还需要测量的物理量是：光电门到C 点的距离s 与遮光条通过光电门的时间t ，故BC 正确，AD 错误． （3）由动摩擦因数的表达式可知，μ与t 2和s 的乘积成反比，所以
21t 与s 的图线是过原点的直线，应该建立的坐标系为：纵坐标用物理量
2
1t ，横坐标用物理量s ，即B 正确，ACD 错误． 【点睛】
本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．要先确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可；游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度，然后看游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐，最后读出总读数；
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，粗细均匀的U 形管，左侧开口，右侧封闭。

右细管内有一段被水银封闭的空气柱，空气柱长为l=12cm ，左侧水银面上方有一块薄绝热板，距离管口也是l=12cm ，两管内水银面的高度差为h=4cm 。

大气压强为P 0=76cmHg ，初始温度t 0=27℃。

现在将左侧管口封闭，并对左侧空气柱缓慢加热，直到左右两管内的水银面在同一水平线上，在这个过程中，右侧空气柱温度保持不变，试求：
(1)右侧管中气体的最终压强；
(2)左侧管中气体的最终温度。

【答案】 (1)96cmHg ；(2)442K
【解析】
【分析】
【详解】
(1)以右管封闭气体为研究对象
10()P P h =+=80cmHg ，1l l ==12cm ，2l =l0cm
根据玻意耳定律
1122PV PV =
可得
122Pl P l =
2P =96cmHg
右管气体最终压强为96cmHg
(2)以左管被封闭气体为研究对象
0P =76cmHg ，3l l ==12cm ，1T =(273+27)K=300K ，2P =96cmHg ，4l =14cm
根据理想气体状态方程
112212
PV PV T T = 即
12412
Pl P l T T = 2421P l T p l
=，1T =442K 左管气体最终温度为442K 。

16．如图所示，A 、B 两板间的电压为0U 。

M 、N 两平行金属板长为2d ，两板间距为2d ，电压为U 。

QP 的右侧有垂直纸面的匀强磁场，磁场宽度为12d ⎫+⎪⎭。

一束初速度为0、电荷量的范围为~4q q 、质量的范围为~4m m 的带负电粒子由S 无初速度射出后，先后经过两个电场，再从M 、N 两平行金属
板间（紧贴M 板）越过界面QP 进入磁场区域。

若其中电荷量为q 、质量为m 的粒子恰从M 、N 两板间的中点C 进入磁场区域。

求解下列问题（不计重力）：
(1)证明：所有带电粒子都从C 点射出
(2)若粒子从QP 边界射出的速度方向与水平方向成45︒角，磁场的磁感应强度在什么范围内，才能保证所有粒子均不能从JK 边射出？
【答案】 (1)见解析(2)22mU B d q
>
【解析】
【详解】
(1)电场加速有 20012qU mv =
带电粒子在偏转电场U 中做类平抛运动，在C 点分解位移。

水平位移
02d v t =
竖直位移
212
y at = 又有
2U q ma d
= 解得
2U y d U = 则射出点与粒子的q 、m 无关，所有粒子均从C 点射出
(2)类平抛的偏转位移y d =，S C →过程，由动能定理有
20122
y qU q U mv d += 磁场中圆周运动有
2
v qvB m r
= 解得
r =在粒子束中，4m 、q 的粒子r 最大，最易射出磁场，设要使4m 、q 的粒子恰射不出磁场，有
2
04v qvB m R
= 由几何关系得
11
R d ⎫⎫+=+⎪⎪⎭⎭
粒子在电场中C 点射出时有
0v = 电场偏转过程由动能定理有
2201144222
U q mv mv =⨯-⨯ 解得
0B =则磁感应强度应为
B >
17．如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。

两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x 负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已
知磁场的磁感应强度大小为
2
mv
B
qd
=，粒子重力不计，a、
b两粒子间的作用力可忽略不计。

求：（1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t；
（2）匀强电场的电场强度E的大小。

【答案】（1）
30010
3603
d
t T
v
π
︒
==
︒（2）
2
2
3
mv
E
qd
=
【解析】
【详解】
（1）粒子a进入磁场后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
由
2
v
qv B m
R
=得R=2d
设粒子做圆周运动的周期为T
00
24
R d
T
v v
ππ
==
粒子a的运动轨迹如图所示，由几何关系可得粒子a做圆周运动对应的圆心角300
θ=︒
则粒子a从P点出发到达Q点的时间
30010
3603
d
t T
v
π
︒
==
︒
（2）粒子b做类平抛运动，设粒子b到达Q点所用的时间为1t
在x 轴方向有012sin 60x d v t =︒= 在y 轴方向有2112d at = 由牛顿第二定律知F=qE=ma 联立可得2023mv E qd
=。