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文档简介

2021年山西省太原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.X和力是二种不同元素,分别进行下列衰变:X'PAQ,AMRSS.其中X和R时同位素,则下

面说法中正确的是()

A.P和Q的质量数不相同B.P和S的质量数相同

C.4和Q的原子序数相同D.尸和S的原子序数不同

2.如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,|'.p

d4S

极板水平放置,极板间距为d,有一带电粒子尸静止在电容器上部1nl丰

空间中,当在其下极板上快速插入一厚度为L的不带电的金属板

后,粒子P开始运动,重力加速度为0粒子运动加速度大小为()

A.%B.£gC.崇gD.罪

3.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后□

穿出磁场区域继续下落,如图所示,贝M)

A.若线圈进入磁场过程是匀速运动,则离开磁场过程一定是匀速运动

B.若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程一定是加速运动

C.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是减速运动

D.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是加速运动

4.一个半径为R的绝缘光滑圆环竖直放置在方向水平向右的场强为E的匀

强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径

的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动,小球

自a点由静止释放后,它会沿abc运动到d点时的速度恰好为零,由此可

知()

A.小球带正电

B.由a点到b点的过程中,小球的电势能减小

C.由a点到d点的过程中,能量转化只发生在电势能和重力势能之间

D.小球在d点时加速度为零

5.如图所示,倾角为a=37。的足够长的固定斜面处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,一带正电小

物块从斜面顶端由静止开始沿斜面向下滑动,运动时间与速度图象如图所示.(已知SM37。=0.6,

cos37°=0.8,g=10m/s2),则下列说法正确的是()

A.小物块下滑的加速度为:m/s2

B.小物块最终将飞离斜面做曲线运动

C.小物块下滑过程中机械能守恒

D.如小物块质量为0.1kg,则t=0.25s时,重力的功率为1.5W

二、多选题(本大题共4小题,共23.0分)

6.某单位应急供电系统配有一小型发电机,该发电机内的矩形线圈面积为S=0.2m2、电阻为r=

5.0。,线圈所处的空间是磁感应强度为B=^T的匀强磁场,发电机正常供电时线圈的转速为

2

n=tr/min,如图所示是配电原理示意图,理想变压器原副线圈的匝数比为5:2,%=5.00、

&=5.2。,电压表、电流表均为理想电表,系统正常运作时电流表的示数为1=104交流电

压表的示数为700V,则下列说法中正确的是()

A.线圈在磁场中产生电动势的有效值为720V

B,变压器输出的总功率为2720W

C.灯泡的工作电压为272U

D.线圈匝数为100匝

7.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。

弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差九的设计与r和速率u有关。下列说法正确的是()

A.r一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差九就应该越小

B.八一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径r就应该越大

C.八九一定,高速列车在弯道处行驶时,速度越小越安全

D.高速列车在弯道处行驶时,速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力

8.如图1所示,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上4、B两点的坐标分别为0.2m和

0.7m。在4点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,力、B两点的试探电

荷受到电场力的方向都跟%轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图2

中直线a、b所示。下列说法正确的是()

图1图2

A.B点的电场强度的大小为0.25N/C

B.4点的电场强度的方向沿x轴负方向

C.点电荷Q是负电荷

D.点电荷Q的位置坐标为0.3m

9.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,压强随体积变化的关系如

4B

图所示,这个过程()一一…

A.气体的温度一直降低

B.气体的密度一直变小-----

C.气体的内能一直变大

D.气体一直对外界做功

E.气体一直向外界散热

三、填空题(本大题共1小题,共4.0分)

10.质点做简谐运动时,位移随时间变化情况如图所示,从图中可以知道,质点做简谐运动的周期

是s,在0.6s内,质点通过的路程是rrto

ycm

四、实验题(本大题共2小题,共15.0分)

11.如图是某同学打下的一条匀加速直线运动的纸带,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,相邻

两计数点间的距离依次为尤1=2.60cm、x2=4.11cm、x3=5.59cm、x4=7.11cm、x5=8.60cm.

根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度,则%=m/s,并计算纸带所对应小车的加速

度a=m/s2(本题结果均要求保留三位有效数字)

012345

■・•・■

cm

12.(1)小明同学用多用电表测量一物理量的值。经过规范操作后,所选挡位及指针位置分别如图甲、

乙所示,则读数为;

图丙

(2)在“测定电池的电动势和内阻”实验中:

①如图丙所示,已经连接了一部分电路,请将电路连接完整。

②合上开关后,测出6组/、U值,在U-/坐标系中描出各对应点,如图丁所示•请在答题纸对应位

置的图中作出U-/图象。

③与图丁对应的状态,电池的电动势为忆内阻为______3

五、计算题(本大题共4小题,共52.0分)

13.一列火车做匀变速直线运动向站台驶来,一个人站在站台上,发现在相邻的两个10s内列车分别

从他跟前驶过8节和6节车厢,每节车厢长8m,连接处长度不计.求火车加速度a和人开始计时

时火车的速度.

14.如图所示,长木板4静置于水平面上,物块B(可视为质点)静置于木

板右端,4、B质量均为m=lkg,长木板4与水平面间动摩擦因数

%=0.2,物块B与长木板4间动摩擦因数〃2=0.1,现对4施加水平恒力尸=7N,经过时间t=Is,

撤去水平力F,已知木板足够长,物块B不会离开长木板4最大静摩擦力等于动摩擦力,重力

加速度g=10m/s2,求

(1)刚撤去水平力产时,力,B各自速度大小以,vB;

(2)刚撤去水平力尸时,B离4右端距离d。

15.如图所示,绝热气缸中间有一可无摩擦移动的绝热活塞把气缸分为体积相等£「

的a、b两部分.开始时a、b两部分密闭有温度均为27久的同种气体,现有电

阻丝对a中气体加热,当4中气体温度升高100K时,匕中气体的体积变为原来的《,求此时b中气

体的温度.(绝热零度为-273。&忽略气体分子之间的作用)

16.在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥

的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图

所示,有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,

光束的中心轴与圆锥的轴重合,已知玻璃的折射率为n=V3,则:

(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?

(2)光束在桌面上形成的光斑半径为多少?

参考答案及解析

1.答案:c

解析:解:4、由于P经过0哀变后变成Q,而6衰变的过程中质量数不变,所以P与Q的质量数是相等

的。故A错误;

8、。、同位素是指质子数相同(核电荷数相同)而质量数不同的同一类元素,由于元素X是R的同位素,

因此X经过a后的P;同时R经过a衰变后的S,质子数仍相同,故P与S还是同位素,原子序数相同,

但质量数不同。故B错误,。错误;

C、X经过a和S衰变后的Q,经过a衰变后质子数减少2个,而经过口衰变后质子数增加1个,所以Q的

质子数比X少一个;

A经过0衰变后的R,质子数增加一个,所以4的质子数比R少一个;

由于其中X和R时同位素,质子数相等,所以4与Q的质子数也是相等的,则4与Q的原子序数是相同

的。故C正确;

故选:C。

正确解答本题需要掌握:根据质量数和电荷数守恒正确书写衰变方程;注意a、口衰变的实质以及a、

。衰变对电荷数和质量数的影响;明确同位素的概念;明确质子数、质量数、原子序数之间关系.

本题考查了衰变过程中的质量数和电荷数守恒的应用,同时要明确质量数、电荷数、中子数之间关

系,对于这些基础知识要熟练掌握并正确应用.

2.答案:B

解析:

金属板内部场强为零,有厚度为L的金属板,相当于平行板电容器的间距减小了L;粒子受重力和电

场力,根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度。

本题要记住平行板电容器内插入金属板,可以等效成极板间距减小了;然后结合共点力平衡条件和

牛顿第二定律列式分析。本题难度不大。

解:粒子受重力和电场力,开始时平衡,有:

巾9=*①

当把金属板从电容器中快速插入后,根据牛顿第二定律,有:

q三一mg=ma②

CL-L

联立①②解得:

Q=或7°;故ACO错误,B正确。

a-L

故选B。

3.答案:C

解析:

线圈从高处自由下落,以一定的速度进入磁场,会受到重力和安培力。线圈全部进入磁场后只受重

力,会做加速运动。线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度,根据受力关系确定运动情况.

该题考查了电磁感应中的动力学问题。要注重运动过程和受力分析。

A、若线圈进入磁场过程是匀速运动,说明重力等于安培力,离开磁场时安培力大于重力,就会做减

速运动。故A错误。

B、若线圈进入磁场过程是加速运动,说明重力大于安培力,离开磁场时安培力变大,安培力与重力

大小关系无法确定,故B错误。

CD,若线圈进入磁场过程是减速运动,说明重力小于安培力,离开磁场时安培力仍然大于重力,所

以也是减速运动。故C正确,。错误。

故选:Co

4.答案:B

解析:解:4、小球运动过程只有重力和电场力做功,故对a到d的运动过程应用动能定理可得:重

力做的功等于克服电场力做的功,即电场力做负功,所以,电场力方向向左,故小球带负电;故4

错误;

8、由a点到b点的过程中,水平位移和电场力方向相同,故电场力做正功,故电势能减小,故B正

确;

C、小球运动过程只有重力和电场力做功,故由a点到d点的过程中,能量转化发生在电势能和重力

势能、动能之间,故C错误;

。、小球在d点受重力、电场力、支持力作用,支持力指向圆心,故合外力沿切线方向分量等于重力,

故加速度不为零,故。错误;

故选:B。

根据运动过程的受力情况及做功情况,由动能定理得到电场力做的功,进而得到电场力方向,故可

得小球所带电荷;再根据位移得到电场力做功情况,进而得到电势能的变化情况;最后由受力分析

得到合外力,进而判断加速度.

带电粒子在匀强电场中受到的电场力恒定,故一般通过受力分析(或运动分析),由牛顿第二定律,

通过加速度得到运动情况(或受力情况).

5.答案:C

解析:

物体受的洛伦兹力方向垂直于斜面向下,与运动方向垂直,小物块下滑过程中机械能守恒,且不会

飞离斜面,从图2知物体的加速度.

本题重点考查了对图象的理解,从图2中获取加速度即某一时刻的瞬时速度,结合受力分析即可求解.

解:力、从图2知物体的加速度a=E=冷=6m/s2,故A错误;

At0.5s

8、物体受的洛伦兹力方向垂直于斜面向下,与运动方向垂直,不会飞离斜面,故B错误;

C、沿斜面方向:mgsin37°-f=ma,解得/=0,则说明斜面光滑,而洛伦兹力又不做功,所以

小物块下滑过程中机械能守恒,故C正确;

D、如小物块质量为0.1kg,贝此=0.25s时,从图2知速度v=1.5m/s,重力的功率为P=mgsin37°v=

0.9”,故。错误。

故选:CO

6.答案:ABD

解析:解:40、根据题意电流表的示数为104根据,=最,解得原线圈的电流为A=44则电压

表的读数为700V,根据闭合电路欧姆定律可知:U=E-Ir,解得:E=720K,线圈在磁场中产生

的感应电动势的有效值为:E=嗤,解得线圈的匝数为:N=100匝,故AO正确;

BC、原线圈的电压为:U1=E-4(^+r)=720/-4x(5.0+5.0)K=680V,根据法=导求出

副线圈上的电压为:U2=272V,所以副线圈上的功率为:P=I2U2=2720W,此时灯泡上的电压

为:U'=272V—10x5.2V=220V,故B正确,C错误:

故选:ABD.

根据理想变压器的变流比求出原线圈的电流,根据闭合电路欧姆定律求出发电机产生的感应电动势

最大值,求出有效值,计算线圈的匝数;根据变压比求出灯泡的工作电压;根据变压器原理求解变

压器输出的总功率。

本题主要是考查了变压器的知识;解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比,在只有

一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比;知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。

原线圈的电压决定副线圈的电压;理想变压器在改变电压和电流的同时,不改变功率和频率。

7.答案:BD

解析:解:设内外轨的水平距离为d,根据火车转弯时,重力与支持力的合力提供向心力得:mg^=

V2

m—

A、r一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差九="就应该越大,故4错误;

rg

B、八一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径「=中就应该越大,故B正确:

C、r、八一定,高速列车在弯道处行驶时,安全行驶速度"=舟,速度为定值,内外轨道没有侧向

作用力,若速度越小,内轨受到的作用力越大,故不安全,故C错误;

。、高速列车在弯道处行驶时,速度太小或太大,此时重力和支持力的合力不足以提供向心力,故

需要轨道的侧向力,故都会对轨道产生很大的侧向压力,故。正确;

故选:BD.

列车拐弯时以规定速度行驶,此时列车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力。若速度

大于规定速度,重力和支持力的合力不够提供,此时外轨对列车有侧压力;若速度小于规定速度,

重力和支持力的合力提供偏大,此时内轨对列车有侧压力。

解决本题的关键知道列车拐弯时对内外轨均无压力,此时靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向

心力。

8.答案:CD

解析:解:力、由图可知,8点的电场强度EB=;=2.5X104N/C,故A错误;

B、在4点放一个带正电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,

所以4点的电场强度的方向沿x轴正方向,故B错误;

C、放在4、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场

强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反。若点电荷在4的左侧或在B的右侧,正负电

荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于4B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方

向,知该点电荷带负电,故C正确;

。、由图可知,A点的电场强度5=;=4X105N/C.设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的场强公式E=

当,可知

rz

行=需等=套解得:x=°-3m'故。正确;

故选:CD。

电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值,即E=,方向与正电荷所受电场力方向相同。

放在Z、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强

度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反。从而知道点电荷位于4、B之间。根据点电荷

场强公式E=与分析。

rz

解决本题的关键是掌握电场强度的定义式E=£和点电荷的场强公式E=华,以及知道电场强度的方

qr2

向,与正电荷所受电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反。

9.答案:BCD

解析:解:4、气体从状态4到状态8,发生等压变化,根据盖吕萨克定律知,体积与热力学温度成

正比,体积增加,气体的温度一直升高,故A错误。

B、根据密度p=£,质量不变,体积变大,密度变小,故B正确。

C、理想气体的内能只与温度有关,4到B温度升高,内能变大,故C正确。

。、因为气体体积变大,故气体一直对外界做功,故。正确。

E、根据热力学第一定律,△(/=〃+(?,内能增加仆y>0,气体一直对外做功小<0,所以Q>0,

气体一直从外界吸热,故E错误。

故选:BCD。

一定质量的理想气体由状态4变化到状态8,发生等压变化,体积增大,根据盖•吕萨克定律分析温度

变化,温度升高,气体的内能增大.气体体积增大,对外做功,根据热力学第一定律分析吸放热情

况.

本题考查了判断气体状态参量如何变化、判断气体做功情况、吸热与放热情况、判断气体密度如何

变化,由图示图象判断出气体压强与体积如何变化,应用气体状态方程与热力学第一定律即可正确

解题.

10.答案:0.40.30

解析:解:由振动图象可知,周期7=0.4s,

在t=0.6s=117,质点通过的路程为:s=44+24=64=6x5czn=30cm=0.30m。

故答案为:0.4,0.30;

由振动图象判断振动周期,根据振动时间和周期关系计算质点通过的路程。

本题解题的关键是掌握简谐运动的周期性,知道振子在一个周期内通过的路程是四个振幅,来求解

振子通过的路程。

11.答案:0.336;1.50

解析:解:相邻的两个计数点间还有4个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔7=0.1s,

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上1点时小车的瞬

时速度大小.

v=2,6。产11*io-2=0.336m/s

12X0.1/

根据匀变速直线运动的推论公式△x=a72可以求出加速度的大小,

得:%3—%1=2a

x4-x2=2a12

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值

得:a=海+a。=(苗+2的X10-2=1.50

故答案为:0.336;1.50.

根据匀变速直线运动的推论公式△%=。产可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点

的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上1点时小车的瞬时速度大小.

要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解

与应用.

12.答案:1.15K1.220.89

解析:解:(1)图示多用电表的档位为直流2.51/电压档,最小分度为0.05V,则读数为U=1.15U

(2)①电压表测量路端电压,实物图如丙图:

②如丁图

③据丁图可知:截距为E,E=1.22%=华=磬黑0=0.890

△/0.55—0.10

故答案为:(1)1.15,(2)①如丙图②如丁图③1.220.89

(1)由所选档位确定读数,注意估读。

(2)据电压表测量的路端电压连接电路,画出U-/图,截距表电动势,斜率值表内阻。

明确实验电路,由实验电路连实物图要注意导线不能交叉,不能断开,要接在接线柱上,图象法数

据处理知道截距,斜率的物理意义。

13.答案:解:在连续相等时间内的位移分别为64m,48m.

根据△x—a72得,。=黄=4^~^4m/s2=—0.16m/s2.

由x=v0T+得,

v0=(-0.16)x10=7.2m/s

答:⑴火车的加速度为-0.16m/s2.

(2)人开始观察时火车速度的大小为7.2rn/s.

解析:在连续相等时间内的位移之差是一恒量,即Ax=aT2,根据该规律求出火车的加速度.再根

据匀变速直线运动的位移时间公式求出初速度.

解决本题的关键掌握匀变速直线运动的规律,会灵活运用运动学公式进行求解.

14.答案:解:(1)撤去F前,设4和8的加速度分别为期和as,4和B的质量为m,=MB=m=1kg

根据牛顿第二定律可得:

对力:尸一一〃27nBg=解得以=2m/s2,

对B:=根8。8,解得=lm/s2,

刚撤去水平力尸时,4的速度大小以=aAt=2m/s,

B的速度大小为%=aBt=lm/s;

(2)刚撤去水平力尸时,B离4右端距离d=(段一:)t=(|-j)xlm=0.5m。

答:(1)刚撤去水平力F时,4的速度大小为2m/s,8的速度大小为lm/s;

(2)刚撤去水平力尸时,B离4右端距离为0.5m。

解析:(1)分别以4和8为研究对象,根据

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