2021届山西省大同十九中高考物理模拟试卷(3月份)(含答案解析)

2021届山西省大同十九中高考物理模拟试卷（3月份）

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.关于原子物理学知识，下列说法正确的是（）

A.玻尔将量子观念引人原子领城，成功地解释了所有原子的光谱规律

B.原子核发生一次0衰变，该原子外层就失去一个电子

C.将放射性物质放在超低温的环境下，将会大大减缓它的衰变进程

D.铀核（能汨）衰变为铅核（第6pb）的过程中.共有6个中子变成质子

2.A物体的质量是B物体质量的5倍，4从八高处、B从2h高处同时自由落下，在落地之前，以下说

法正确的是（）

A.下落1s末，它们的速度相同

B.各自下落1m时，它们速度不同

C.4加速度大于B加速度

D.下落过程中同一时刻4速度大于B速度

3.如图所示，放在斜面体上的物块4和斜面体B一起在光滑水平面上卜

向右作匀速直线运动。关于物块4和斜面B的受力情况的分析正确

是（）8飞

A.物块4对斜面体8的摩擦力沿斜面向上

B.斜面体B对4的支持力方向竖直向上

C.物块4受到4个力的作用

D.斜面体B受到4的作用力的合力在竖直方向上

4.中国已进入动车时代，在某轨道拐弯处，动车向右拐弯，左侧的路面比右侧的

路面高一些，如图所示，动车的运动可看作是做半径为R的圆周运动，设内外

路面高度差为九，路基的水平宽度为d,路面的宽度为3已知重力加速度为g,更

要使动车轮缘与内、外侧轨道无挤压，则动车拐弯时的速度应为（）

A.幽B.幽C.匡D.幽

7L5/d72qfl

5.在静电场中，下列关于电场强度和电势的说法，正确的是（）

A.电场强度大的地方电势一定高

B.电势降低的方向就是场强方向

C.电势为零的地方电场强度也一定为零

D.电场强度大小相同的点电势可能不同

二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）

6.一交流电压的瞬时值表达式为u=200夜sin507rt（V）,下列判断正确的是（）

A.该交流电压的频率为25Hz

B.t=0.01s时，该交流电压的瞬时值为50位V

C.该交流电压的最大值为200V

D.若将该交流电压加在阻值为2k0的电阻两端则电阻的发热功率为20〃

7.如图所示电路，已知电源电动势为E,内阻为r,&为固定电阻。当滑动变阻

器R的触头向下移动时，下列说法中错误的是（）

A.灯泡L一定变亮

B.电压表的示数变小

C.电流表的示数变小

D.Ro消耗的功率变大

8.如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场,

下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有

两个比荷大小相同的带电粒子a、b,分别以％、必的速度沿图示方

向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（）

A.粒子a、b可能带异种电荷B.粒子a、b一定带同种

电荷

C.巧：艺可能为2：1D.v1：v可能为1：2

9.卜列说法正确的有（）

A.两个系统相互接触而传热,当两个系统的内能相等时就达到了热平衡

B.给自行车打气时气筒压下后反弹，主要是由分子斥力造成的

C.液体表面具有收缩的趋势，是由于液体表面层分子比内部稀疏的缘故

D.空气中水蒸气越接近饱和状态，人感觉空气越潮湿

10.一列简谐横波，沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s,在t=0时的波形图如图所示，则下列

说法正确的是（）

j/m

A.此时x=1.25m处的质点正在做加速度减小的加速运动

B.x=1m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y=0.4sin(107rt)(m)

C.x=0.3zn处的质点再经过0。8s可运动至波峰位置

D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30in的障碍物不能发生明显衍射现象

三、实验题(本大题共2小题，共15.0分)

11.为了验证矩形线框自由下落过程中上、下边经过光电门时机械能是否守恒，使用了如图所示的

实验装置。已知矩形线框用直径为d的圆柱形材料做成，用刻度尺测出矩形线框上、下边之间的

距离L某次实验中矩形线框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为At1和4t2。

矩形线圈

(1)通过实验可测出下、上边通过光电门的速度灯和以，分别为%=，v2=.

(2)如果满足关系式____________________(请用测量的物理量和已知量来表示，重力加速度为g),

则自由下落过程中线框的机械能守恒。

12.“探究LED灯的伏安特性”实验中，所用器材有：灯泡〃与乙2（最大阻值均为几十欧）、量程适当

的电流表4（内阻约几欧）和电压表V（内阻非常大）、直流电源E、滑动变阻器R、电键

S

（1）某同学已连接好如图甲所示的电路，在闭合电键前，请仔细辨图，指出图中的不当之处;

A.不应采用电流表外接法B.电流不应从电压表的负接线柱流入

C.不应采用滑动变阻器的分压接法D.滑动变阻器的滑片不应位于中间

（2）修正电路后，闭合电键，移动滑动变阻器的滑片并得到灯泡■的/-U图象如图乙中的图线及，则

可知灯L的电阻随电压增大而（填“变大”“变小”或“不变）；

（3）换用灯G重做实验，得其/-。图象如图乙中的图线G，现将滑动变阻器的滑片移至合适位置并固

定，同时撤去“导线1”接灯人时电流表的读数为6164接灯〃时电流的读数为0084当灯被

短路时，电流表的读数应为（结果保留两位有效数字）；

四、简答题（本大题共1小题，共10.0分）

13.如图所示，一个装有理想气体的密闭气缸，总长度为42cm,被活塞分成体

积相等的左右两室.活塞是不导热的，且活塞和气缸之间没有摩擦，两室

中气体的温度相等，均为27。.现保持左室气体温度不变，利用右室中的电热

丝对右室中的气体缓慢加热一段时间，达到平衡后，右室气体温度升到57。.

（1）求活塞移动的距离；

（2）若两室内气体内能与温度的函数关系为E=47（其中4=12//K,7是气体某一状态的热力学温度

）.电热丝对右室中的气体缓慢加热放出的热量为56Q/,求系统向外界放出的热量.（气缸和活塞

吸收的热量不计）

五、计算题（本大题共3小题，共42.0分）

14.如图所示，长木板4放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度%=3m/s滑

上原来静止的长木板4的表面，由于4、B间存在摩擦，之后4、B速度随时间变化情况如图乙所

示，求：

(1)4的质量M;

(2)系统损失的机械能:

(3)木板4的最小长度。

15.如图所示，在坐标系xoy平面的x>0区域内，有电场强度E=

2x105N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=

0.20T,方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场.在y轴上有一足够

长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不

断的发射大量质量m=6.4x10~27kg,电量q=3.2xI。一19c的

带正电粒子，其向x轴方向发射的粒子恰能沿无轴做匀速直线运

动.若撤去电场，并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度3=2aad/s逆时针转动(整个

装置都处在真空中)，求：

(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；

(2)荧光屏上闪光点的范围;

(3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间.

16.如图示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，44=30。，4c=90。,

三棱镜材料的折射率n=VI一条与BC面夹角为。=30。最终的出射

光线与最初的入射光线的夹角是多少？

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：力、玻尔将量子观念引入原子领城，成功地解释了氢原子光谱规律，但是不能解释所有原

子的光谱规律，故A错误.

8、原子核发生一次6衰变，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，与核

外电子无关，故B错误.

C、半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，故C错误.

D、铀核（晶叼）衰变为铅核（第6pb）的过程中.电荷数少10,质量数少32,可知经历了8次a衰变，6

次6衰变，每经过1次8衰变,有一个中子转变为质子，则有6个中子变成质子，故。正确.

故选：D.

玻尔将量子观念引入原子领城，成功地解释了氢原子光谱规律，由于该观念中仍然有经典理论，不

能解释所有原子的光谱规律；每经过一次£衰变，由一个中子转变为质子和电子，电子释放出来.半

衰期与原子核所处的物理环境和化学状态无关，由原子核内部因素决定.根据电荷数守恒和质量数

守恒得出£衰变的次数，从而确定有几个中子转变为质子.

本题考查了玻尔理论、衰变、半衰期等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识，注意s衰

变释放的电子不是来自核外电子，而是来自原子核.

2.答案：A

解析：解：4、。、因为甲乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g,任意时刻

的速度为：v=gt,所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度与乙的速度相等，故A正确，D

错误；

B、下落1小时，由位移速度关系式：v2=2ax,可解得各自下落1m时，它们的速度相同，故B错误.

C、因为甲乙物体均做自由落体运动，加速度为g,下落过程中甲的加速度与乙的加速度相同，故C

错误.

故选：A

因为甲乙物体均做自由落体运动，所以它们的初速度为零，加速度为g,根据运动学关系式求解物体

下落过程中任意时刻的速度.

解决自由落体运动的题目关键在于明确自由落体中的公式应用，一般情况下，研究由落点开始的运

动列出的表达式最为简单；并且最好尝试一题多解的方法.

3.答案：D

解析：

放在斜面体上的物块4和斜面体8一起在光滑水平面上向右作匀速直线运动，4和B都受力平衡，根据

平衡条件分析4受到的作用力，再根据牛顿第三定律分析4对B的作用力。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、

利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程

进行解答。

A.放在斜面体上的物块4和斜面体B一起在光滑水平面上向右作匀速直线运动,4和B都受力平衡,B对

4的摩擦力方向沿斜面向上，贝必对B的摩擦力方向沿斜面向下，故A错误；

B.斜面体B对4的支持力方向垂直于斜面向上，故B错误；

C.物块4受到重力、支持力和摩擦力3个力的作用，故C错误；

。.物体4受力平衡，贝IB对4的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律可得斜面体B受到4的作用力

的合力竖直向下，故正确。

故选：D。

4.答案：B

解析：解：把路基看做斜面，设其倾角为。，如图所示，当动车轮缘与内、外侧轨广力、

道无挤压时，动车在斜面上受到自身重力mg和斜面支持力N,二者的合力提供向心\

力，即指向水平方向，根据几何关系可得合力尸=mgtanO,合力提供向心力，根学’

据牛顿第二定律，有mgtcm。=tn9■得s=JgRtan。,根据路基的高和水平宽度得：：&；；二

tan。=也联立解得“=再，即动车拐弯时的速度为柠时，动车轮缘与内、外侧轨道无挤压，

故8正确，AC。错误。

故选：B。

对火车受力分析，合力充当向心力，结合几何关系求解。

本题是生活中圆周运动的问题，关键是分析物体的受力情况，确定向心力的来源。

5.答案：D

解析：解：4、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一

定局。故A错误；

B、电势降落最快的方向就是场强方向，故8错误；

C、电势为零，是人为选择的，而电场强度是由电场决定的，此处电场强度不一定为零。故C错误；

。、电场强度大小相同的点电势可能不同，例如匀强电场中各点电场强度大小相同，但是电势可能

不同，故。正确。

故选：D。

电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直

接关系。电场强度为零，电势不一定为零。电势为零，电场强度也不一定为零。电场强度越大的地

方，电势不一定高。顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。

电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场

线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低。

6.答案：AD

解析：解：4、由K=200或sin507rt(V)，知3=50兀(rad/s),则频率为：/=为=罢=25Hz,故

A正确；

B、t=0.01s时，u=200V2sin507Tt(V)=200as沆507rx0.01t(V)=200V27，故B错误；

C、该交流电压的最大值为=200V2K,故C错误。

。、电压的有效值是1/=瞿=200人若将该交流电压加在阻值为2ko的电阻两端，则电阻的发热功

V2

率为P=—=迎~W-20W,故D正确。

R2000

故选：AD.

根据交流电的瞬时值表达式，读出电压的最大值和角频率等物理量，然后进一步求出其它物理量，

如有效值、周期、频率等，根据有效值求发热功率。

对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量

的含义。要注意交流电表示数和电功率、能量需要用到有效值。

7.答案：BD

解析：解：AB,当R的滑动触点向下滑移动时，R变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，

总电流/变小，电源的内电压变小，则路端电压变大，因此电压表读数变大。灯泡L的电压增大，则

灯L一定变亮。故A正确，B错误。

CD,电路中并联部分的电压变大，通过L的电流变大，而总电流减小，则电流表4的读数减小，治消

耗的功率变小。故C正确，。错误。

本题错误的，

故选：BD。

当R的滑动触头向下滑移动时，R变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律分析总电流和路

端电压的变化，确定伏特表的读数变化和灯泡L亮度的变化。再分析并联部分的电压变化，判断安培

表4读数变化。根据电流的变化，分析品消耗的功率如何变化。

本题是电路动态变化分析问题，往往按“局部T整体T局部”的顺序进行分析。路端电压也可以直接

根据外电阻的变化判断。

8.答案：BCD

解析：解：AB,两粒子都从M点入射从N点射出，贝ija粒子向下偏转，b粒子向上偏转，由左手定则

可知两粒子均带正电，故A错误，B正确；

设磁场半径为R,将MN当成磁场的边界，两粒子均与边界成45。入射，根据运动的对称性可知出射

角与边界成45。，则一次偏转穿过MN时速度偏转90。，而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕MN重

复穿越，运动具有周期性，设a粒子重复k此穿过MN,b粒子重复n次穿过MN,由几何关系可知卜四彳=

2R(k=1,2,3...)

由洛仑兹力提供向心力quB=m亍可得

qBr

v=----

m

而两个粒子的比荷相同，则

Vi71

v2~k

当n=l,k=2时为：^2=1：2

当n=2,k=1.时/：v2=2：1

故正确。

故选：BCD。

根据左手定则可以判断粒子的带电情况；根据洛仑兹力提供向心力，粒子在磁场中做圆周运动，且

周期性的穿过MN边界，根据几何关系得到粒子的轨道半径，进而可以得到粒子的速度之比。

解决带电粒子在磁场中的偏转问题，关键是做出粒子的运动轨迹，根据几何关系得到粒子的半径，

然后根据牛顿第二定律得到所求的物理量。

9.答案：CD

解析：解：力两个系统相互接触传热，当温度相等时，达到了热平衡，故A错误；

8、给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的原因，不是分子作用力的作用，故8错误;

C、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，液体表面存在表面张力，

具有收缩的趋势，故C正确；

。、根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，人会

感觉空气越潮湿，故。正确。

故选：CD。

温度相等是两个系统达到热平衡的标志。

气体分子间距离较大，达不到分子间作用力的作用范围。

液体表面存在表面张力，具有收缩的趋势。

空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，人感觉空气越潮湿。

此题考查了液体的表面张力、热平衡、表面张力和饱和汽压等相关知识，解题的关键是明确气体分

子间距离较大，达不到分子间作用力的作用范围。

10.答案：ACD

解析：解：根据图象可知波长;1=2m,则7=4=。=0.2s.

v10

A、波沿工轴正方向传播，根据波形平移法可知，此时x=1.25m处的质点向下运动，位移减小，则

a=-丝减小，质点正在做加速度减小的加速运动.故A正确；

m

8、从此时开始计时,x-Ini处质点向下振动，由图可知，振幅A=0.4m,角速度3=午=10兀rad/s,

则％=Ini处质点的振动函数表达式为y=—OAsinlOnt(cm),故8错误；

C、由图可知，t=0时刻，x=0处的质点运动的方向向上，结合B的分析可得x=0处的振动方程为：

y=0.4sin(107it)(m).

所以该波的波动方程为：y=0Asin[2n^-^)],将x=0.3?n,A=2m,t=0.08s,7=0.2s代入以

上波动方程，得：

y=0.4sizi[27T(詈—学)]=OAsin^=0.4m,可知x-0.3m处的质点再经过0.08s可运动至波峰位

置.故C正确；

。、该波的波长是2m,若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物不能发生明显衍射现象.故

。正确.

故选：ACD

根据图象可知波长和振幅，根据7=4求解周期,波沿x轴正方向传播，根据波形平移法判断x=1.25m

V

处质点的振动方向，根据3=票求出角速度，再结合y=/S讥3t(C7H)求出振动函数表达式.结合发

生明显衍射现象的条件说明.

根据质点的振动方向，由“逆向描波法--逆着波的传播方向，用笔描绘波形，若笔的走向向下则质

点的振动方向向下；若笔的走向向上则质点的振动方向向上.”来确定波的传播方向，或质点的振

动方向，同时质点的运动方向不随波迁移.

由于波动方程与振动方程不属于高考的知识点的内容，该题超纲，有竞赛意向的同学可参考.

11.答案：(1)白；4(2)(4)2—(卷)？=2gL

解析：解：(1)测出下、上边通过光电门的速度为：

d

=---

△“

d

v2=---

△t2

(2)若满足机械能守恒则：

1

mgL=-mfyl-vf)

得：(《■)2-(7^)*!=2g£

故答案为：(1)*；=2gL

(1)由短时间内的平均速度等于瞬时速度求得速度的表达式。

(2)写出机械能守恒的表达式，可正确解答本题。

验证机械能守恒的实验方法有多种，解答的关键是明确实验原理，同时注重动手实验，体会实验步

骤以及数据处理的过程，加深对实验的理解。

12.答案：BD变小0.32

解析：解：(1)灯泡内阻较小，故可采用电流表外接法，选项A错误；电流不应从电压表的负接线柱

流入，选项B正确；由于要求灯泡两端电压从零开始变化，所以滑动变阻器必须分压式接法，选项

C错误；滑动变阻器的滑片不应位于中间，要在最左端位置，选项。正确；

故选：BD。

(2)因/-U图象的斜率的倒数等于电阻，可知灯人的电阻随电压增大而变小；

(3)由图乙可以读出，接灯人时电流表的读数为0464此时的电压为：U2=0.8V

接灯L时电流表的读数为0.084此时的电压为：UT=1.21Z；

设电源的电动势为E,电路中的其他部分的电阻值为R,由闭合电路的欧姆定律得：

E=Ui+/小…①

E=U2+l2R：.@

联立得：E=1.6V,R=50

所以当灯被短路时，电流表的读数为：/=5=昔=0324

故答案为：（1）BD;（2）变小；（3）0.32。

由于要求灯泡两端电压从零开始变化，所以滑动变阻器必须分压式接法。从图中可知，滑动触头也

在不当位置，电压表的接线柱接反了。两只灯泡及和乙2的伏安特性曲线如图口中I和口所示，结合

图甲所示电路，找出分别接两只灯泡刀和人时的电压值，根据闭合电路的欧姆定律求解电动势和内

阻，然后求解短路电流。

本题考查灯泡伏安特性曲线的描绘实验，要注意应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握描

点法作图的方法：本题最后一问是本题的难点，要注意图象法的应用。

13.答案：解：（1）气缸长度为L=42cm,活塞向左移动的距离为x,

对左边气体，由玻意耳定律得：p1S^=p2S（^-x）,

右边气体，初状态温度：=273+27=300K,

末状态温度：T2=273+57=330K,

由理想气体状态方程得：吧1=丝交2,

TiT2

代入数据解得：x=1cm；

（2）由题意可知，

温度变化量：△7=72-A=330-300=30K,

气体的内能的变化：AE=4△7=12x30=360J,

电阻丝放出的热量：Q=560J,

由能量守恒定律可知，系统向外界放出的热量：

Q'=Q-△E=560-360=2007；

答：（1）活塞移动的距离为1cm；（2）系统向外界放出的热量为200/.

解析：（1）对左边气体应用玻意耳定律、对右边气体应用理想气体状态方程列方程，然后求出活塞移

动的距离.

（2）求出气体内能的变化量，然后应用能量守恒定律求出向外界释放的热量.

本题是连接体问题，要掌握处理连接体问题的方法，对连接体问题，要求出两部分气体的相关参量

间的关系，然后应用气体状态方程分别对每部分气体列方程，然后解方程即可正确解题.

14.答案：解：（1）由图乙所示图象可知，4B的共同速度：v=lm/s,

A、B组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

mv0=(M=m)v

代入数据解得：M=4kg；

(2)对4、B系统,由能量守恒定律得:

11

-mvg=](M+血)/+△E

代入数据解得，系统损失的机械能：&E=6卜

(3)由图乙所示图象可知，木板4的最小长度:

L=冲-4=51x(1+3)x1m--1x1xlm=1.5m；

答：(1)4的质量M为4kg；

(2)系统损失的机械能为仪；

⑶木板A的最小长度为1.5m。

解析：(1)物体8与长木板4组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出长木板A的质量。

(2)应用能量守恒定律可以求出系统损失的机械能。

(3)当/恰好到达8的右端时两者速度相等，此时长木板的长度最小，根据图示图象求出木板的最小

长度。

本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚图乙所示图象，分析清楚物体与长木板的运动过程是解

题的前提与关键，应用动量守恒定律与能量守恒定律即可解题。

15.答案：解：(1)由粒子在复合场中做匀速运动，有：qE=quB,

R/cxXXXX

撤去电场后，有：quB=m^.XXXX

・・・粒子在磁场中运动的轨迹半径：XXXXX

cmE6.4X1O-27X2X1OS八.X\XXXXX

R=-T=---------------------m=0.1m；

qB23.2X1O_19XO.22

0A4X

(2)粒子运动轨迹画出右图所示，可知，粒子最上端打在A点,