2021届福建省厦门市高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届福建省厦门市高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.下列方程属于原子核人工转变的是（）

A.lo4Th-»9i4Pa+neB.IH+IH/He+y

C.H8UTh+^heD.匆e+召川一得P+ln

2.如图所示，半径为R的竖直半球形碗固定于水平面上，碗口水平

且AB为直径，。点为碗的球心。将一弹性小球（可视为质点）从4。

连线上的某点C点沿C。方向以某初速度水平抛出，经历时间£=

/（重力加速度为g）小球与碗内壁第一次碰撞后恰好返回C点；

假设小球与碗内壁碰撞前后瞬间小球的切向速度不变，法向速度等大反向。不计空气阻力，则C、

。两点间的距离为（）

AB包Q迎D

・3322

3.一观察者发现，每隔一定时间有一滴水自87n高的屋檐自由落下，而且当看到第五滴水刚要离开

屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么，这时第二滴水离地的高度是（）

A.3.5mB,2.9mC.2.5mD.2m

4.如图所示，同种材料做成的a、b两物块靠在一起沿固定斜面匀速

下滑，a的质量大于b的质量，a、6相互接触的面光滑。下列说法

正确的是

A.a只受到重力和斜面对它的支持力作用

B.a一定受到b对它的弹力作用

C.b只受到重力和斜面对它的支持力作用

D.b一定受到斜面对它的摩擦力作用

5.质量为血的物体，在距地面九高处以?的加速度由静止开始竖直落下至地面，则下落过程中（）

A.物体的动能增加等B.物体的重力势能减少了等

C.阻力做的功为等D.物体的机械能减少了mg/i

二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）

6.关于电场中的等势面，下列说法中正确的有（）

A.在同一等势面上两点间移动电荷，电场力做功为零

B.电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏

C.等势面不一定跟电场线垂直

D.沿电场线电势一定升高

7.如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表联交流电流表4按图甲所示方式连接，已知变压

器的原副线圈的匝数比为%：电=10.1.电阻R=102图乙是R两端电压“随时间变化的图象,

Um=14.1匕则下列说法中正确的是（）

A.通过R的电流Q随时间t交化的规律是=COS1007Tt（/l）

B.电流表4的读数为0.1A

C.电压表U的读数为14.1V

D.变压器的输入功率为10W

8.如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到

C）,场强大小随时间变化情况如图乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况

如图丙所示。在t=ls时，从4点沿4B方向（垂直于BC）以初速度火射出第一个粒子，并在此之

后，每隔2s有一个相同的粒子沿4B方向均以初速度火射出，并恰好均能击中C点，若AB=BC=

L,且粒子由4运动到C的运动时间小于1s。不计空气阻力，对于各粒子由4运动到C的过程中，

以下说法正确的是（）

B

甲

A.电场强度和磁感应强度治的大小之比为3%:1

8.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3

C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为n:2

。.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1:5

A.AB.BC.CD.D

9.电磁波在生活得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是（）

A.夜视仪是利用了红外线波长较长的特性

B.胸透是利用X射线具有穿透性的特性

C.伽马手术刀治疗癌症是利用y射线穿透力强、能量高的特性

D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

10.小明在实验室中用打点计时器验证机械能守恒定律，其实验装置如图甲所示，为了完成实验，

下列器材中必备的是

A直流电源B.交流电源C.秒表D,刻度尺

（2）实验中由于纸带和打点计时器之间有摩擦，小明计算后发现重物动能的增加量总是（选填

“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量.

（3）小明为解决上述问题，在实验室拍摄了一个铁球做自由落体运动的完整频闪照片，如图乙所示，

已知闪光灯每秒闪n次，当地重力加速度为g,则用这个实验验证机械能守恒的表达式__.（

用ri、g、九1、电、坛表示）

图乙

11.现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（约20©）,可供选择的器

材如下：电流表4、&（量程0〜500锻您，内阻约为500©）,滑动变阻器R（阻值0700■，额

定电流1.04）,定值电阻值（阻值约为㈤。!©）,电阻箱/?2、/?3（阻值0〜999.9（©）,开关、导线若

干。

由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图①电

路进行测量。

I、测量电流表4的内阻：按图②连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，/?2调至最大，闭

合Si、S2,调节滑动变阻器R,使4、%的指针偏转适中，记录4的示数小断开S2,闭合S3,

调节/?2,使&的示数为人，记录/?2的值，断开S1。

n、将电流表4（较小量程）改装成电流表4（较大量程）：如果/中测出42的内阻为468.0©,现用R2将

&改装成量程为20nM的电流表4,应把&调为_螳与/并联，改装后电流表A的内阻以而

为—题

HI、利用电流表4,电阻箱/?3,测电池的电动势和内阻：用电流表4（改装后电流表么的内阻为8）、

电阻箱危及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变的值，记录下电流

表4的示数/得到若干组R、/的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象（要求图像的横轴坐

标必须为/?3+RA），求得电池电动势E和内阻九

a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式；

b.请在虚线框中作出定性图象（要求标明两坐标轴所代表的物理量，用符号表示）；

c.图中表示E,图中表示r.

四、简答题（本大题共1小题，共18.0分）

12,有足够长的平行金属导轨，电阻不计，导轨光滑，间距I=2nl.现将导轨沿与水平方向成。=30°

角倾斜放置.在底部接有一个R=30的电阻.现将一个长为I=2m、质量m=0.2kg、电阻r=20

的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中（如图所

示）.磁场上部有边界，下部无边界，磁感应强度B=0.57.金属棒进入磁场后又运动了S'=30m后

开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内电阻R上产生了Q=36/的内能.求：

（1）金属棒进入磁场后速度"=15m/s时的加速度a的大小及方向;

（2）磁场的上部边界距顶部的距离S.

五、计算题(本大题共2小题，共24.0分)

13.如图所示，用同种材料制成的一个轨道4BC,48段为四分之一圆弧，半

径为R,水平放置的BC段长为R.一个物块质量为rn,与轨道的动摩擦因数

为林,它由轨道顶端4从静止开始下滑，恰好运动到。端停止，求：

(1)物体运动至8处的速度多大？

(2)物块在4B段克服摩擦力做功多少

(3)物块刚到达B点时对轨道压力大小

14.如图所示，一个足够大的容器中盛满了某种透明液体，MN为该

液体与空气的水平分界面，其上有一个以4点为圆心、d=8m为

半径的圆形不透光薄片.已知分界面上4点正下方九=3nl深处有

一点光源0,该点光源发出的光线经不透光薄片的边缘8点处射入

空气时，其折射光线与反射光线恰好垂直.

①求该透明液体对该光的折射率上

②若在点光源0正下方也为九=3m的P处水平放置一足够大的平面镜，试计算点光源。在分界面MN

上照亮区域的面积(取兀=3.14).

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：4、反应放出电子，属于£衰变方程，故A错误;

B、是聚变反应，故B错误；

C、反应放出a粒子，属于a衰变方程，故C错误;

。、属于原子核的人工转变方程，故。正确；

故选：D。

原子核的人工转变是由人为行为发生的和反应方程，不是自发的衰变、裂变和聚变等。

解答本题要掌握各种核反应的方式，知道人工转变的定义，难度不大，属于基础题。

2.答案：C

解析：解：小球做平抛运动，由于返回C点时速度仍为水平方向，故

从抛出到返回C点时的时间相等，

则C点与圆弧对应的高度九="户=会如图所示，

根据图中几何关系可得sin。=3=；,所以9=30。，

KZ

则C、。两点间的距离为CO=Rcos"苧，故c正确、皿错误。

故选C

小球做平抛运动，根据运动情况画出小球运动的轨迹，根据平抛运动的规律结合几何关系得到C。的

距离。

本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向

的自由落体运动；解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，知道平抛运动的时间由高度决

定。

3.答案：A

解析：解：根据h=得：t==VI石s,

可知相邻两滴水之间的时间间隔为：△t=：,

4

第2滴水下落的时间为」,=3。=也

则第2滴水下落的高度为：h'=lgt，2=4.5m,

水滴离地的高度为：/i=H-/i'=3.5m.故。正确，B、C、。错误.

故选：A.

根据位移时间公式求出水下落的时间，从而得出相邻水滴之间的时间间隔，根据位移公式求出第2滴

水离地的高度.

解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大

4.答案：D

解析：略

5.答案：A

解析：解：人根据牛顿第二定律得，小球所受的合力为：F^=ma=\mg,根据动能定理知：F*=

△Ek，则动能增加量为4Ek=[mg/i.故A正确。

B、物体下降的高度是h,所以重力做功nigh,物体的重力势能减少mgh。故8错误。

C、阻力大小为尸.根据牛顿第二定律得:mg-F=ma,解得:F=,见?，则阻力做功为一F/i=-^mgh.

故C错误。

。、根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量，知物体克服阻力做功为所以机械能减少

了gzng/i.故。错误。

故选：Ao

通过动能定理求出动能的增加量.根据下落的高度求出重力势能的减小量.根据牛顿第二定律求出

阻力，再求阻力做功.根据阻力做功情况确定机械能的变化量.

解决本题的关键掌握常见的功与能关系，知道合力做功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能

的减小量，除重力以外其它力做功等于机械能的增量.

6.答案：AB

解析：解：A在同一等势面上两点间移动电荷，各点电势相等，电势能不变故电场力做功为零。故A

正确

B电场线密的区域场强大，电势变化快则等势面密，电场线疏的区域场强小则等势面疏。故8正确

C等势面与电场线一定垂直，因若不垂直则在等势面上移动电荷时有电场力做功与实际情况不符。

故C错误

。沿电场线方向电势降低。故。错误。

故选：ABo

电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电

场力不做功.电场线与等势面垂直.电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，

沿电场线的方向，电势降低.

加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题

7.答案：BD

解析：

根据R两端的电压随着时间变化的图象写出对应的表达式；同时可求出电压的有效值，再利用电压与

匝数成正比，可算出原线圈电压的有效值；由电流与匝数成反比，可算出原线圈的电流大小；根据

输出功率与输入功率相等，由R两端的电压和电流可求出输入功率。

弦变化规律的交流电的有效值与最大值为企倍关系；理想变压器的电流之比、电压之比均是有效

值.同时通过电阻电流的瞬时表达式是正弦还是余弦式是受线圈在磁场中计时位置不同而不同。

A.电阻R的=14.ll/,则有效值〃=詈=10乙所以通过电阻的电流为/=£=14最大电流〃=

V2/=y/2A,因此通过R的电流％随时间t变化的规律是m=&cosl007rt(4),故A错误；

BC.由正弦式电流且电阻/?的4=14.1V,则电压表显示有效值U=10V,通过电阻的电流为/=1A,

又由于电流表读出的是有效值，再由匝数比等于电流反比，得电流表4的读数为0.14故B正确，C

错误；

。.输出功率等于P=?=10W,输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率为10W,故。正确。

故选BD.

8.答案：CD

解析:试题分析:在电场中运动时，粒子轨迹为抛物线，在电场方向的位移为3即愿==艇骑，

在磁场中运动时，粒子轨迹为1/4圆弧，半径为L,洛伦兹力提供向心力，即用礴.=㈱至，联立可

得三£=加4错；由题可知，第一个粒子和第二个粒子分别在磁场和电场中运动，在磁场中运动

契

时，粒子加速度为陶尸矍迪，在电场中运动时，粒子加速度为:蛆=蟠，所以喳=£,B错；

"版g嬲嗓筮

粒子在磁场中的运动周期为曾=一弁，所以磁场中的运动时间为帖=表1，电场中的运动时间为

院=一，所以f=G，C对；磁场对粒子不做功，电场对粒子做功肥=嫡温=琥噫，第一个粒

奥：,雷»

子通过C的动能为」■，第二个粒子通过C的动能为3芯朴度'=三希，£＞正确。

考点：带电粒子在电场、磁场中的运动

9.答案：BCD

解析：解：4、红外夜视仪是捕捉对方发出的红外线的装置，因为一切物体都可以发出红外线，所以

可以捕捉到一切物体的轮廓，故A错误；

8、X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故8正确；

C、y射线能量高、穿透力强，医院常用y线照射癌细胞治疗癌症，故C正确；

。、紫外线有显著的杀菌消毒作用，所以医院可利用紫外线消毒，故。正确。

故选：BCD.

一切物体都可以发出红外线；X光有很强的穿透能力；y射线有杀灭癌细胞的作用；紫外线有杀菌消

毒作用，可利用紫外线消毒。

本题考查了电磁波中红外线、紫外线、X射线与y射线的应用与区别，注意各自的特点及应用，这一

类的知识点要多加积累。

10.答案：BD；小于；nigh2="电:巴¥

解析：解：(1)在验证机械能守恒定律的实验中，需验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，

因为动能和重力势能都含有质量，所以物体的质量可以不测，不需要天平，打点计时器可以测量时

间，不需要秒表，在实验中需要测量速度和下落的距离，所以需要刻度尺，故选8A

(2)由于纸带和打点计时器之间有摩擦，运动过程要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，重物的

动能小于重力势能的减少量，因此重物动能的增加量总是小于重力势能的减小量.

(3)闪光灯周期：7=；s,小球下降比时的速度：〃=弟=誓义，

由机械能守恒定律得：rngh2=即：mgh2=加(竽/)；

N8

故答案为：(1)BD；(2)小于；(3)mg/i2=皿华*.

8

(1)根据实验需要测量的物理量确定所需的器材.

(2)从能量角度分析答题.

(3)应用匀变速直线运动的推论求出铁球的速度，然后应用机械能守恒定律求出表达式.

本题考查了实验器材、实验数据分析、求机械能守恒的表达式，知道实验原理、应用匀变速直线运

动的推论、机械能守恒定律可以解题.

11.答案：n、12,11.7；川、1泮连a翳三，图象如下图，直线斜率的倒数、纵截距除以斜

重,建思

率

解析：试题分析：n、电流表改装成大量程电流表需并联电阻，原理如下图所示:

电阻此需要分担电流，2=20mA-500M=0.01954电阻电压=IAxR=500Mx4680=

0.234V

则孤=尊=』窜，改装后总电阻为：胤!=牛芸=：11融瓦

%冷开飕

m、由闭合电路欧姆定律得密=躅微叠幽产哪，将此公式变形后即得上士蚪#胤斛三，可作

出图象如上图；图中直线斜率的倒数表示E,图中纵截距除以斜率表示r.

考点：本题考查了电表的改装、测定电源的电动势和内阻.

12.答案：解：(1)由牛顿第二定律，得

mgsind—F,^：=ma

BLv2

得至Ija=gsind—.=2x--(°'、""'xis=—I4m/s；

v机(R+r)20.2x(3+2)'

说明此时加速度大小为14m/s2,方向沿斜面向上.

(2)根据平衡条件得尸安=mgs讥。

又F安=B1L,/=言:，E=BLv0

得到尸=电包2

女R+r

联立解得

mq(R+r)sin0

“。"----西----=5m/s

由于金属棒r和电阻R上电流时刻相同，由焦耳定律Q=/2Rt,得知QocR

则r产生的热量为3=；x36=24/；

金属棒匀速运动整个电路产生的总热量Q.或=Q+Qr=36+24=607;

从释放到刚匀速运动过程中，由能量守恒定律得

mgsinO(S+x)=^mvo+Q农

联立上式，解得S=叫+华-%=°.2'36+2><60-30=62.5-30=32.5m;

ZmgsinG2X2X0.6

答：(1)金属棒进入磁场后，当速度u=15?n/s时，加速度大小为14m/s2,方向沿斜面向上；

(3)磁场的上部边界0P距导轨顶部的距离S为32.5m

解析：匀速运动时，金属棒受到重力、支持力和安培力作用.安培力与速度有关，根据平衡条件可

求出速度.根据牛顿第二定律求出加速度.金属棒自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，其重力

势能转化为动能和内能，根据能量守恒定律求得距离S.

本题电磁感应中的力学问题，电磁与力联系桥梁是安培力，这种类问题在于安培力的分析和计算.涉

及热量常常从能量守恒研究.

13.答案：解：(1)物块从B到C过程，由动能定理得：一〃mgR=0-诏，

解得：vB=72林gR；

(2)物块从4到C过程，由动能定理得：mgR-nmgR-WAB=0,

解得，在4B段克服摩擦力做功为：WAB=(1-^