上海市青浦区2021届新高考物理仿真第一次备考试题含解析

上海市青浦区2021届新高考物理仿真第一次备考试题
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．放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F 作用下，沿斜面向上做直线运动。

拉力F 和物块速度v 随时间t 变化的图象如图，则不正确的是：（ ）
A ．第1s 内物块受到的合外力为0.5N
B ．物块的质量为11kg
C ．第1s 内拉力F 的功率逐渐增大
D ．前3s 内物块机械能一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】
AB ．由图像可知，0～1s 内物体的加速度为
220.5m/s 0.5m/s 1
v a t === 由牛顿第二定律可得
sin F mg ma θ-=
1s 后有
sin F mg θ'=
其中
'5.5N, 5.0N F F ==
联立解得
1.0kg,30m θ︒==
第1s 内物块受到的合外力为
10.5N 0.5N F ma ==⨯=合
故A 正确，B 错误；
C ．第1s 内拉力F 的功率P=Fv ，F 不变，v 增大，则P 增大，故C 正确；
D．前1s内物块的动能和重力势能均增大，则其机械能增大，2－3s内，动能不变，重力势能增大，其机械能增大，所以物块的机械能一直增大，故D正确。

本题选择不正确的，故选B。

2．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（）
A．天然放射现象B．光电效应现象
C．原子发光现象D．α粒子散射现象
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故A正确；
B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；
C．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故C错误；
D．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故D错误。

故选A。

3．五星红旗是中华人民共和国的象征和标志；升国旗仪式代表了我国的形象，象征着我国蒸蒸日上天安门广场国旗杆高度为32.6米，而升国旗的高度为28.3米；升国旗时间与北京地区太阳初升的时间是一致的，升旗过程是127秒，已知国旗重量不可忽略，关于天安门的升国旗仪式，以下说法正确的是（）
A．擎旗手在国歌刚刚奏响时，要使国旗在升起初始时，旗面在空中瞬间展开为一平面，必须尽力水平向右甩出手中所握旗面
B．国旗上升过程中的最大速度可能小于0.2m/s
C．当国旗匀速上升时，如果水平风力大于国旗的重量，则国旗可以在空中完全展开为一个平面
D ．当国旗匀速上升时，如果水平风力等于国旗的重量，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45度
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．若用水平向右甩出手中所握旗面，则手给旗子水平方向的力，因为旗面受到竖直向下的重力，水平方向的力和重力无法平衡，则旗面在空中瞬间无法展开为一平面，故A 错误；
B ．若旗上升过程中的最大速度小于0.2m/s ，则在127s 内上升的最大高度为：
h=0.2×127m=25.4m ＜28.3m
故B 错误；
C ．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，此时旗面受重力、水平风力、绳子的作用力，无论水平风力多大都无法和竖直方向的重力平衡，则国旗不可以在空中完全展开为一个平面，故C 错误；
D ．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，如果水平风力等于国旗的重量，则水平风力和重力的合力与水平方向夹角为45°，则固定国旗的绳子对国旗的作用力应与水平风力和重力的合力，等大反向，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45°，故D 正确。

故选D 。

4．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。

在充电开始后的一段时间t 内，充电宝的输出电压U 、输出电流I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r ，则时间t 内（ ）
A ．充电宝输出的电功率为2UI I r +
B ．充电宝产生的热功率为2I r
C ．手机电池产生的焦耳热为2
U t r
D ．手机电池储存的化学能为2UIt I rt -
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．充电宝的输出电压U 、输出电流I ，所以充电宝输出的电功率为
P UI =
A 错误；
BC ．手机电池充电电流为I ，所以手机电池产生的热功率为
2r P I r =
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC 错误；
D ．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
2W UIt I rt =-
D 正确。

故选D 。

5．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I 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υ0，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 0
c v B ．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η，报警时，t 时间内射向光电管钠表面的光子数至少是 It e η
D ．以上说法都不对
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据c λν=可知，光源S 发出的光波波长 0c
λν=
即要使该探测器正常工作，光源S 发出的光波波长小于0c ν，故A 错误；
B ．根据光电效应方程可知，用极限频率更高的材料取代钠，只要频率小于光源S 发出的光的频率，则该探测器也能正常工作，故B 错误；
C ．光电流等于I 时，t 秒产生的光电子的个数 It n e = t 秒射向光电管钠表面的光子最少数目
n
It N e ηη
== 故C 正确；
D ．由以上分析，D 项错误。

故选C 。

6．下列说法正确的是（ ）
A ．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零
B ．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象
C ．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
D ．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．单摆的摆球在通过最低点时，回复力等于零，而合外力一定不等于零，故A 错误；
B ．薄而透明的羽翼上出现彩色光带，是由于羽翼前后表面反射，进行相互叠加，是薄膜干涉现象，故B 正确；
C ．均匀变化的电场产生稳定磁场，非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C 错误；
D ．根据相对论，则有沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，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．如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R 。

质量为m 的小球在容器内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心O 连线方向与竖直方向夹角为α。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球所受容器的作用力为sin mg α
B ．小球所受容器的作用力为cos mg α
C ．小球的角速度sin g R α
D ．小球的角速度
cos g R α 【答案】BD
【解析】
【详解】
AB ．对小球受力分析，如图所示：
根据力的合成，可得小球所受容器的作用力为支持力：
cos mg N α
= A 错误，B 正确；
CD ．根据力的合成，可得小球所受合外力
tan F mg α=
小球做圆周运动的轨道半径为：
sin r R α=
根据向心力公式得：
2tan mg m r αω=
解得角速度cos g R ωα
=
C 错误，
D 正确。

故选BD 。

8．如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s 进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm ，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。

小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B 点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A 点后完成“旋转
的液体”实验。

若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S 极， R 0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V ，则
A ．玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘
B ．由上往下看，液体做逆时针旋转
C ．通过R 0的电流为1.5A
D ．闭合开关后，R 0的热功率为2W
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB ．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A 错误，B 正确；
C ．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有
U qvB q
d
= 得 ==0.50.1100V=5V U Bdv ⨯⨯
由闭合电路欧姆定律有
V 0()U U I r R -=+
解得
1A I =
R 0的热功率
0202W R P I R ==
故C 错误，D 正确。

故选BD 。

9．双面磁力擦玻璃器是利用磁铁做中心材料，附加塑料外壳和一些清洁用的海绵布或纤维物质，在塑料外壳外面两侧一侧有绳子和拉环是为了防政璃器从玻璃外面脱落坠下造成安全隐患，另一侧有牢固的手柄以方便工作人员使用。

当擦竖直玻璃时，如图所示。

下列相关说法正确的是（ ）
A．磁力擦玻璃器摔落后磁性减弱，可以用安培分子环流假说进行解释
B．若其中一块改成铜板，根据电磁感应现象可知，也能制作成同样功能的擦窗器
C．当擦窗器沿着水平方向匀速运动时，内外两层间的磁力可能是水平方向的
D．当擦窗器沿着竖直向下方向匀速运动时，内外两层间的磁力可能是水平方向的
【答案】AD
【解析】
【详解】
A、剧烈的碰撞和升高温度都会减弱磁体的磁性，可以用安培分子环流假说进行解释。

故A正确；
B、力擦玻璃器并非是通过电磁感应来进行工作的，而是利用磁体之间异名磁极的相互吸引来工作的。

故B错误；
C、当擦窗器沿着水平方向匀速运动时，根据力的平衡条件，以其中一层为对象，对磁体进行受力分析，有竖直向下的重力、水平方向的摩擦力、则此方向斜向上，故C错误；
D、当擦窗器沿着竖直向下匀速运动时，根据力的平衡条件，以其中一层为对象，对磁体在水平方向受到磁力和玻璃的支持力，竖直方向若竖直向下的重力等于竖直向上的摩擦力、则竖直方向的磁力为零，此时磁力的合力为水平方向。

故D正确。

故选AD。

10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
【答案】ABD
【解析】
【详解】
A．从a到b等容升压，根据pV
C
T
=可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度
升高，则内能增加，A正确；
B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B正确；
C．在过程ab中气体体积不变，根据W p V
=∆可知，气体对外界做功为零，C错误；
D．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律U W Q
∆=+可知，气体从外界吸收热量，D正确；
E．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据pV
C
T
=可知温度降低，则内能减小，
根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，E错误．
11．竖直悬挂的弹簧振子由最低点B开始作简谐运动，O为平衡位置，C为最高点，规定竖直向上为正方向，振动图像如图所示。

则以下说法中正确的是（）
A．弹簧振子的振动周期为2.0s
B．t=0.5s时，振子的合力为零
C．t=1.5s时，振子的速度最大，且竖直向下
D．t=2.0s时，振子的加速度最大，且竖直向下
【答案】ABC
【解析】
【详解】
A．周期是振子完成一次全振动的时间，根据图像可知振子的周期是2.0s，A正确；
B．由图可知，0.5s
t=时，振子位于平衡位置处，所以受到的合力为零，B正确；
C．由图可知， 1.5s
t=时，振子位于平衡位置处，对应的速度最大；此时刻振子的位移方向从上向下，即振子的速度方向竖直向下，C正确；
D．由图可知，弹簧振子在 2.0s
t=时位移负的最大位移处，所以回复力最大，方向向上，则振子的加速度最大，且竖直向上，D错误。

故选ABC。

12．下列有关热现象的说法中，正确的是（）
A．温度高的物体内能不一定大
B．气体的温度升高，所有分子的运动速率都增大
C．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
D．对物体做功不能改变物体的分子势能
E.物体的内能跟物体的温度和体积有关
【答案】ACE
【解析】
【详解】
A．物体温度高，其分子平均动能一定大。

但分子数不确定，总动能不确定。

且分子间势能也不确定，则物体内能不确定，A正确；
B．气体温度升高，其分子运动平均速率增大。

其中多数分子速率变大，也有少数分子速率变小，B错误；C．在引起外界变化时，物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，C正确；
D．对物体做功，物体内能增加。

可表现为分子势能增加，或分子动能增加，或二者均增加，D错误；E．物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积等有关，则内能跟物体的温度和体积有关，E正确。

故选ACE。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学欲用伏安法测定一阻值约为5Ω的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．直流电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；
B．直流电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω)；
C．直流电流表A2(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)；
D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约为3kΩ)；
E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约为6kΩ)；
F．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)；
G．开关、导线若干。

（1）在备选器材中，实验中电流表应选_____，电压表应选_____；(均填写器材前字母序号)
（2）该同学连接了部分电路，如图甲所示，还有三根导线没有连接，请帮助该同学完成连线；（______）
（3）按要求完成了电路连接后，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_____(选填“左”或“右”)端；（4）该同学正确操作，电流表和电压表的表盘示数如图乙所示，则电阻的测量值为________Ω；该测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

【答案】B D 右 4.79 小于
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]因
3V
=0.6A
5Ω
所以电流表应选B，因为电源电动势只有4.5V，所以电压表应选D。

（2）[3]因为电流表内阻较大，所以电流表外接，电路连接如图所示
（3）[4]当滑动变阻器的滑片在左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。

（4）[5][6]题图乙中电压表示数为2.30V，电流表示数为0.48A，所以电阻的测量值
2.30
Ω 4.79Ω
R==
0.48
由于电压表有分流，故电阻的测量值偏小。

14．用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方，金属片C与圆环间的高度差为h，将A、B、C组成的系统由静止释放．当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两个固定在铁架台P1、P2处的光电门，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间．
(1)若测得P 1、P 2之间的距离为d ，物体B 通过这段距离的时间为t ，则物体B 刚穿过圆环后的速度v ＝________．
(2)若物体A 、B 的质量均用M 表示，金属片C 的质量用m 表示，重力加速度为g ，该实验中验证了等式____________成立，即可验证机械能守恒定律．
(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要________．
【答案】d/t ()21mgh 22d M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
天平 【解析】
(1)由于A 、B 两物体的质量相等，当物体B 通过圆环，金属片C 被搁置在圆环上后，A 、B 系统做匀速直线运动，故物体B 刚穿过圆环后的速度d v t
=． (2)A 、B 、C 系统由初态至金属片C 被搁置在贺环上的教程中，系统减少的重力势能为p E mgh ∆=，系统
增加的动能()()22112222k d E M m v M m t ⎛⎫∆=+=+ ⎪⎝⎭
．若()2
122d mgh M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则可验证机械能守恒定律．
(3)从表达式可得：本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要天平来测量物体及金属片的质量．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，绝热气缸被一导热薄活塞分隔成A 、B 两部分，活塞左侧用一轻绳固定在气缸左壁。

已知A 部
分气体的压强为2×105Pa ，B 部分气体的压强为1×105Pa ，A 、B'体积之比为1：3，气缸内气体温度为27℃，
活1塞横截面积为50cm²，气缸内表面光滑，A 、B 中气体均为理想气体。

（i ）求轻绳的拉力大小F ；
（ii ）若轻绳突然断掉，求再次平衡时A 、B 两部分气体的体积之比。

【答案】（i ）500N ；（ii ）
23
【解析】
【分析】
【详解】 （i ）对活塞受力分析，由平衡条件可知
A B p S p S F =+①
得
500N F =②
故轻绳的拉力大小为500N 。

（ii ）再次平衡时A 、B 两总分气体的压强相等，设为p ，设气缸总体积为V ，气体温度为2T ，对A 中气体
A A 12
14p V pV T T = ③
对B 中气体
A B 12
34p V pV T T =④
解得
A B 23
V V =⑤ 体积之比为23。

16．一人乘电梯上楼,从1层直达20层，此间电梯运行高度为60m.若电梯启动后匀加速上升，加速度大小为23m /s ,制动后匀减速上升，加速度大小为21m /s ,电梯运行所能达到的最大速度为6m/s ，则此人乘电梯上楼的最短时间应是多少?
【答案】14s
【解析】
【详解】
由题意可知，要是电梯运行时间最短，则电梯应先匀加至最大速度且尽量多的时间以6m/s 匀速匀速一段时间后再匀减：
加速阶段：
11m v a t =
t 1=2s
上升高度：
211112h
a t = 解得：
h 1=6m
减速阶段：
22m v a t =
解得：
t 2=6s
222212
h a t = 解得：
h 2=18m
匀速阶段：
1236s m
h h h t v --== 最短时间：
12314s t t t t =++=
17．如图所示，在xOy 坐标平面的第一象限内有沿y 轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。

有一质量为m ，电荷量为q ，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O 射入磁场，其入射方向与y 轴负方向成45°角。

当粒子第一次进入电场到达P 点时速度大小为v 0，方向与x 轴正方向相同，P 点坐标为（4L ，L ）。

求：
（1）粒子从O 点射入磁场时速度v 的大小；
（2）磁感应强度B 的大小；
（3）粒子从O 点运动到P 点所用的时间。

【答案】（1）02v v （2）0mv B qL = （3）022L t v π⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭
【分析】
带电粒子以与x 轴成45°垂直进入匀强磁场后，在O 点根据平行四边性定则可得射入磁场时的速度；粒子在电场中运动根据运动学方程和几何关系求出半径，再根据牛顿第二定律求出磁感应强度；求出粒子在电场中的运动时间和在磁场中运的运动时间，即可求得总时间。

【详解】
（1）粒子从O 点射入磁场时的速度为002cos45v v v ==︒
（2）粒子在电场中运动，沿y 轴方向：0tan45y v v =︒ ，12y v L t =
沿x 轴方向：01x v t =
解得:2x L =
粒子在磁场中的运动轨迹为14
圆周，由几何关系得：22R L == 粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：2
v qvB m R
= 解得0mv B qL
= （3）粒子在电场中的运动时间为12L t v =
粒子在磁场中运的运动时间为20
1242R L t v v ππ⨯== 则从O 点运动到P 点所用的时间为12022L t t t v π⎛⎫=+=+ ⎪⎝
⎭ 【点睛】
可将粒子的运动轨迹逆向思考，看成粒子在电场中以一定速度做类平抛运动后，进入匀强磁场中做匀速圆周运动。