2021届西北狼联盟高考物理一诊试卷(含答案解析)

2021届西北狼联盟高考物理一诊试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.如图所示，一长为近L的木板，倾斜放置，倾角为45。，今有一弹性小球，自与.

木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时速度大小不变，碰撞#

前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，贝叼、球释放点/

至一

距木板上端的水平距离为（）

A.

B.却

c与

2.如图所示，小球4B通过一细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一

根竖直杆上。当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的夹角

分别为。和2仇假设装置中各处摩擦均不计，则4B球的质量比

为（）

A.2cos6-1

B.12cos0

C.tan6.1

D.1:2sin9

3.在湖面上方竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥

*中。不计4空气阻力，取向上为正方向，：则下列图中最能反映小铁球可能的运动情况是（）

C0|AV^。。修

4.某人在赤道上通过天文观测，发现一颗奇特卫星，该卫星在赤道平面内自西向东飞行，绕地球

周运动，每隔时间t都会出现在他头顶上方，已知地球自转周期为7,地球表面重力加速度为g,

地球半径为R,则下列说法中不正确的是（）

A.地球的质量M=等

B.该卫星的周期7。=看

C.该卫星的高度h=3舞与

D.若该卫星的圆轨道半径增大，则相邻两次出现在观察者头顶的时间间隔t将增大

5.越来越多的摄影爱好者开始迷上了无人机航拍摄影，在某次航拍

中，无人机起飞时竖直方向的速度随时间变化的规律如图所示，

下列说法中正确的是（）

A.无人机经20s达到最高点

B.无人机飞行的最大高度为360nl

C.无人机飞行的最大高度为300m

D.无人机在70s时的加速度为-0.075m/s2

二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）

6.家用电烙铁在使用过程中，当暂不使用时：如果断开电源，电烙铁会很快

变凉，致使再次使用时，温度不能及时达到要求；如果较长时间接通电源，

又浪费电能.为改变这种不足，某学生将电烙铁改装成如图所示的电路，

其中Ro是适当的定值电阻，R是电烙铁.下列说法正确的是（）

A.若暂不使用，应断开SB.若暂不使用，应闭合S

C.若再次使用，应断开SD.若再次使用，应闭合S

0V

7.如图是一对无限长的带有等量异种电荷的平行导线（电荷均匀分布

）周围的等势面局部分布示意图，下列说法中正确的是（）

A.B点的场强大小大于C点的场强大小

B.A.B、C处的电场强度均与OV等势面垂直

0.5VO.25V

C.正试探电荷从B运动到4,电场力做负功

D.负试探电荷从B运动到C,电势能将增加

8.如图所示，两个可视为质点的小球a、b的质量均为m,a、b通过较链用o

刚性轻杆连接，轻杆长度为L.a套在另一根固定的光滑竖直杆上，b放在

光滑水平地面上，开始时a、b之间的轻杆可以认为是竖直静止的，在轻

轻扰动下，a向下运动，b向右运动。不计一切摩擦，重力加速度大小为

9,则（）

A.a落地时速度大小为

B.a落地前，轻杆对b不是一直做正功

C.a下落过程中，其加速度大小不可能等于g

D.a落地前，当a的机械能最小时，杆对b所做的功为甯

9.下列说法中正确的是（）

A.知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，可计算出阿伏加德罗常数

B.硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用

C.墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果

B.t=0.45s时，x=9m处的质点的位移为5cm

C.£=0.45s时，波刚好传播到%=187n处

D.t=0.45s时，波刚好传播到％=317n处

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.某同学在“练习使用打点计时器”的实验中，他选用了电火花打点计时器，他利用小车、重物

等装置拉动纸带做匀加速直线运动.

10.02

（1）在实验中他进行了如下一些操作及分析，选出下列正确的做法

①他将电火花打点计时器接在了220U交流流电源上

②在实验开始时，他先拉动纸带，后接通电源

③在获取纸带后，他首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点，为了减小误差，他每5个

计时点取1个计数点

④在测量纸带时，他利用直尺依次分别测出相邻两个计数点之间的距离，每次测量都重新规定零点

(2)该同学得到记录纸带如下图所示，已知所使用交流电源的频率为50Hz,图中的点a、b、c、d、e、

/为记数点，在每两相邻的记数点间还有4个计时点没有画出，用直尺测量各点距a点的距离分

别为0.41cm,1.60cm,3.59cm,6.40cm,10.02cm,则由纸带题中数据可以得出：bd段的平均

速度是m/s,e点的速度是%=m/s.(结果均保留2位有效数字)

12.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，现备有下列器材：

A被测干电池一节

氏电流表：量程为。〜0.64内阻约为0.1。

C.电流表：量程为0〜0.64,内阻r=0.30

D电压表：量程为0〜3U,内阻未知

E.电压表：量程为。〜15V,内阻未知

F.滑动变阻器：0~100,允许通过的最大电流为34

G.滑动变阻器：0-1000,允许通过的最大电流为14

，.开关、导线若干

(1)其中电压表应选,滑动变阻器应选；(填字母代号)

(2)以®,®,三代表所选仪器，在答题卡的方框内画出你所设计的实验电路图；

(3)根据实验数据作出如甲U-/图象，由图可知，电源电动势E=V,内阻r=0：

(4)该电源的电动势测量值_____真实值；(选填“大于”、“等于"、“小于”)

(5)图乙为某小灯泡的伏安特性曲线。本实验之后，所选用电池由于使用时间过长，导致内阻增大到

6。，但电动势凡乎没有变化。将这样的干电池两节并联后给此小灯泡供电，则小灯泡发光的功

率为W.(结果保留两位小数)

(6)另一组同学用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完成了上述的实验后，发现不

同组电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。

同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步设计实验探究，对电池组的输出功率P随外

电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出

了如下图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的

是(选填选项的字母)。

D.

四、计算题(本大题共4小题，共52.0分)

13.倾斜的传送带以〃=10m/s的速度顺时针稳定运行，如图所示，在传送带

的上端4点轻轻的放上一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数为

M=0.5,传送带4点到下端B点的距离为S=16m,传送带倾角为0=37°,

求物体由4点运动到B点所需的时间是多少？(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37。=0.8)

14.一列火车总质量m=500t,机车发动机的额定功率P=6xl05w,在轨道上行驶时，轨道对列

车的阻力4是车重的0.01倍，g取10m/s2,求：

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；

(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为%=lm/s和%=10m/s时，列车的瞬

时加速度的、a?各是多少；

(3)在水平轨道上以36km"速度匀速行驶时，发动机的实际功率P'；

(4)若火车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间.

15.一定量的气体从外界吸收了2.6x105/的热量，内能增加了4.2x105),是气体对外界做功，还

是外界对气体做功？做了多少/的功？

16,一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角。为锐角，折射率为垂。现在

横截面内有一光线从其左侧面上半部分射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若

保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光

线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角。可在什么范围内取值？

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，有：tan45°=

近则平抛运动的时间t=手物体自由下落的时间为t'=?根据h=5gt2知，平抛运动在竖直方向上

vtgMN

的位移和自由落体运动的位移之比为4：1,木板在竖直方向上的高度为3则碰撞点竖直方向上的位

移为I.所以小球释放点距木板上端的水平距离为故。正确，A、B、C错误.

故选D.

欲使小球恰好落到木板下端，根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住位移关系求

出平抛运动的时间，根据碰撞前后的速度大小相等，求出自由落体和平抛运动的时间关系，从而求

出下降的高度关系，根据几何关系求出球释放点距木板上端的水平距离.

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式进行求解.

2.答案：B

解析：

分别对4、B两球分析，运用合成法，用T表示出4、B两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳

子AB两球的拉力是相等的。

本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系

将两个小球的重力联系起来。

分别对48两球分析，运用合成法，如图：

由几何知识得：对4竖直方向上：Tsin6=mAgf

对B在竖直方向上：Tsin20=mBg,

解得：rnA：mB=sinO：sin20=1：2cos0,故3正确，AC。错误。

故选及

3.答案:A

解析：解：取向上为正方向，小铁球在竖直上升过程中速度竖直向上，为正值，加速度大小为的=9,

方向竖直向下，做匀减速直线运动，u-t图象是向下倾斜的直线；

到达最高点后做自由落体运动，速度方向竖直向下，为负值，加速度大小为a2=g,方向竖直向下，

做匀加速直线运动，v-t图象是向下倾斜的直线；

故小铁球进入湖水之前加速度保持不变，v-t图象的斜率保持不变。

小铁球进入湖水后受到湖水的阻力作用，但重力大于阻力，加速度向下，但加速度as<g,速度方

向仍然向下即速度小于0,做匀加速直线运动，v-t图象是向下倾斜的直线。

在淤泥中运动的时候速度仍向下，为负值，但淤泥对球的阻力大于铁球的重力，所以加速度方向竖

直向上，故物体做减速运动直至静止。故4正确，BCD错误；

故选：Ac

分析小铁球的受力情况来判断其加速度变化情况，结合"-t图象的斜率表示加速度，速度的正负表

示速度方向，来确定图象的形状。

把握小铁球的运动情况，包括速度方向和加速度的大小和方向是解决此题的关键，所以解决运动学

问题要详细进行过程分析和受力分析。

4.答案：C

解析：解：4、地球表面物体的重力近似等于万有引力，则：mg=^

所以：”=喑.故A正确；

B、设卫星的周期为7°,则有：5—"=1，解得：丁。=三故8正确；

c、根据赤道平面内的卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有:黑会=加（R+h）（子）2

解得：R=3驾一九，

47r2

因此h=3黑弟一匕故C错误；

。、根据公式：To=叵.可知当该卫星的圆轨道半径增大，卫星的周期增大。根据京-3=1,可知

uyjGMToT

相邻两次出现在观察者头顶的时间间隔£将增大。故。正确

本题选择不正确的

故选：Co

根据万有引力提供向心力公式，结合前后两次出现在人的正上方时，正好多转动一圈，从而列式，

即可求解。

考查万有引力与向心力表达式，掌握牛顿第二定律的应用，理解向心力的来源，注意前后两次出现

在人的正上方时，正好多转动一圈是解题的突破口。

5.答案：B

解析：解：力、在卜-t图象中，图象与t轴所包围的面积大小代表位移的大小，可知无人机经80s达

到最高点，故A错误；

BC、无人机飞行的最大高度为九=竺詈乂6?n=360m,故B正确，C错误；

D、无人机60s-80s时间段内加速度是相等的，根据b-t图象斜率的物理意义，可知其加速度为：

a=^==-0.3m/s2,故。错误。

△CoU-oU

故选：B。

在v-t图象中速度的正负表示速度的方向，v-t图线与t轴所围图形的面积大小表示位移，根据图

象的斜率求加速度。

本题以无人机航拍摄影为背景考查了t图象在实际生活中的应用，要明确u-t图线与t轴所围图

形的面积大小表示位移，图象的斜率表示加速度。

6.答案：AD

解析：解：由电路图可知，当S闭合时，&被短路，电烙铁的电压等于电源的电压；当S断开时，电

阻&和R串联；

在电源的电压不变时，当S闭合时，电烙铁的电压最大，由公式P=?则得其电功率最大，为加热状

态，即正常使用；

当S断开时，电路电阻增大，电烙铁分担的电压减小，电功率最小，为保温状态，即暂不使用.故若

暂不使用，应断开S；若再次使作时，应闭合S；故4。正确，BC错误.

故选：AD.

由题意可知，该同学设计的电路应分保温和加热两种状态，通过分析开关闭合前后电路电阻的变化，

判断电烙铁电压的变化，即可判断使用时或暂不使用时开关所处的状态.

本题考查了电阻的串联特点和电功率公式、电功公式的灵活运用，关键是会分析开关闭合前后电路

电阻的变化和所处状态的判断.

7.答案：AC

解析：解：

A、由于等差等势面越密，场强越大，则得B点的场强大小大于C点的场强大小.故A正确.

B、4、B、C处的电场强度均与三点所在处的等势面垂直，而与。了等势面不垂直.故B错误.

C、正试探电荷从B运动到4电势升高，电势能增大，则知电场力做负功.故C正确.

D、负试探电荷从B运动到C,电势升高，电势能将减小.故。错误.

故选AC

等差等势面越密，场强越大.4、B、C处的电场强度均与所在处等势面垂直.正试探电荷从B运动到

4电势升高，电势能增大，电场力做负功.用同样的方法，根据电势的高低判断电势能的变化.

本题根据匀强电场中公式E=9定性分析场强的大小，等差等势面越密，场强越大.根据电势能与电

势的关系，由电势的高低，判断电势能的变化.

8.答案：ABD

解析：解：4、a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统的机械能守恒得：mgL=：m喏，解得%=

yj2gL,故A正确；

8、b开始时速度为零，当a到达底端时，b的速度又为零，所以在整个过程中，b的速度先增大后减

小，动能先增大后减小，由动能定理可知轻杆对b先做正功，后做负功，故8正确；

C、由于b的速度先增加后减小，存在速度最大的时刻，该时刻合力为零，故杆的弹力为零，故此时

a只受重力，加速度为g,故C错误；

D、当a的机械能最小时，b的速度最大。设杆与竖直方向的夹角为a时a、b的速度分别为％和%.则

^ivacosa=vbsina

a、b整体的机械能守恒，则有-Lcosa)=+gm诏

联立得之加若=mgL(cos2a—cos3a)

两边求导得(2加诏)'=mgL(-2cosasina+3cos2asina')

当(gm诏)'=0,得cosa=g,gm诏的最大值为嘤对b球，由动能定理知当a的机械能最小时，

杆对b所做的功为甯，故。正确；

故选：ABD.

a、b组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，通过b的动能变化，判断轻杆对b的做功情况。根

据系统机械能守恒求出a球运动到最低点时的速度大小。由牛顿第二定律求加速度。根据系统的机械

能守恒和两球速度关系分析当a的机械能最小时力的速度，再对b,由动能定理求杆对b做的功。

解决本题的关键是要知道a、b组成的系统机械能守恒，以及知道当a的机械能最小时，b的动能最大。

9.答案:BC

解析：解：4、固体液体的分子间距离较小，但气体分子间距离较大，故知道水蒸气的摩尔体积和水

分子的体积，不可计算出阿伏加德罗常数，故A错误；

8、硬币或钢针能浮于水面上，是由于液体表面张力的作用，故8正确；

C、墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果，故C正确；

。、当分子间距离减小时斥力和引力都增大，斥力增加的快，故。错误；

故选：BC.

由于分子的体积很小，但气体分子间的距离相比较而言很大，故用摩尔体积除以一个分子的体积V,

不能计算阿伏加德罗常数；随着分子间距离的增大，分子间作用力减小；扩散说明分子间有间隙和

分子在永不停息的无规则运动；液体存在表面张力，能使硬币或钢针能浮于水面上.

解决本题的关键是：知道气体分子运动特点，了解表面张力有关的现象，知道分子间作用力和分子

间距离的关系.

10.答案：AD

解析：试题分析：波传播过程中的所有质点开始振动的方向都与波源相同，x=13m处的质点准备

向上振动，所以波源S开始振动的方向沿y轴正方向，4对；由波形图可知，该波波长是8m,周期

,T=-=—®=t=0.45s时，x=97n处的质点振动了*=辑±个周期，t=0时刻x=97n处

髭4卿则鼻砚

的质点振动方向向下，所以t=0.45s时其位移为-5cm,B错误；t=0.45s时，波的传播距离为

密?：=物幽=礴阚畋4赞蒯=猫皿，即冢=1霸》,年勰姗（=暨1媪11，c错。对。

考点：横波的图像，波速、波长和频率（周期）的关系

11.答案：①③;0.16；0.32

解析：解：（1）①电火花打点计时器使用220V的交流流电源，故①正确；

②在实验开始时，应先接通电源，后拉动纸带，故②错误；

③在获取纸带后，他首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点，为了减小误差，他每5个

计时点取1个计数点，故③正确；

④在测量纸带时，他利用直尺依次分别测出相邻两个计数点之间的距离，每次测量不需要重新规定

零点，故④错误；故选①③；

（2）电源频率为50Hz,打点时间间隔是0.02s,计数点间的时间间隔t=0.02x5=0.1s,

0030041

bd段的平均速度由=空ZC=7ZX；U.°；J.-0.16m/s；

上gFob•日xdf0.1002-0.0359C/

e点的速度是%=啜=———a0.32m/s；

故答案为:(1)①③；(2)0.16；0.32.

(1)根据打点计时器的使用方法与实验注意事项分析答题.

(2)位移与所用时间的比值是物体的平均速度；做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等

于该段时间中间时刻的瞬时速度.

本题考查了实验注意事项、求平均速度与瞬时速度问题，要掌握纸带的处理方法.要会求平均速度、

会应用匀变速运动的推论求出加速度与瞬时速度.

12.答案：DF1.50.7等于0.18BC

解析：解：(1)-■节干电池的电动势约为1.51Z,则电压表应选择。；为方便实验操作，滑动变阻器应

选择心

(2)由于电流表内阻己知，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用内接法，电压表测路端电压,

实验电路图如图所示；

(3)由图甲所示电源U—/图象可知，电源电动势：E=1.5V,电源内阻：r=与一心=矢三。一

△/0.5

0.3/2=0.7/2；

(4)由图示电路图可知，电流测量值等于真实值，由于电流表分压作用电压的测量值大于真实值,

当外电路断路时，电压测量值等于真实值，电源U-/真实图象与测量图象如图所示，

由图示图线可知，两图象与纵轴交点相同，电源电动势的测量值等于真实值。

(5)两节电池并联后电池组的电动势为1.5V,内阻为30,在图乙所示坐标系内作出电源的/-U图象

如图所示，

由图示图线可知，灯泡的工作电压U=0.70S,工作电流/=0.254

小灯泡的发光功率：P=UI=0.70x0.25W*0.181V；

(6)AB、根据电源的输出功率规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，如果外电阻大于内电阻

时,

随着电阻的增大，输出功率将越来越小，由「=受可知，电动势相同，内阻越小的乙输出功率越大，

4r

故B正确，A错误。

CD,当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半；由力的分析可知，乙输

出的功率比甲的大；

而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故C正确，。错误。

故选：BCo

故答案为：(1)。；F；(2)电路图如图所示;(3)1.5；0.7；(4)等于；(5)0.18；(6)BC。

(1)根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。

(2)根据实验原理与实验器材作出实验电路图。

(3)由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻。

(4)根据实验电路图结合实验原理分析电动势测量值与真实值间的关系。

(5)在图乙坐标系内作出电源的/-。图象，根据图象求出小灯泡的工作电流与工作电压，然后由P=

U/求出灯泡的实际功率。

(6)根据电源的输出功率规律可明确对应的实验图象，知道当内外电阻相等时电源的输出功率最大。

本题考查了测电源电动势与内阻实验，考查了实验数据处理；解题时应注意明确实验的原理；并且

要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式，结合图象得出电动势和内电阻；注意电流表内阻

己知时可以采用相对电源的内接法准确求出电源内阻。

13.答案：解：开始阶段：mgsinB+fimgcosB=ma1；

所以：的=gsind+\igcosd=10m/s2；

物体加速至与传送带速度相等时需要的时间ti=F=非=Is

0.1JLU

发生的位移：s==jx10Xl2=5m<16m

物体加速到lOm/s时仍未到达B点.

第二阶段，有：mgsinQ—\imgcos6=ma2；

2

所以：a2=2m/s；

设第二阶段物体滑动到8的时间为t2则：