2021屆山西省大同十九中高考物理模擬試卷（3月份）

一、單選題（本大題共5小題，共30.0分）

1.關于原子物理學知識，下列說法正確的是（）

A.玻爾將量子觀念引人原子領城，成功地解釋了所有原子的光譜規律

B.原子核發生一次0衰變，該原子外層就失去一個電子

C.將放射性物質放在超低溫的環境下，將會大大減緩它的衰變進程

D.鈾核（能汨）衰變為鉛核（第6pb）的過程中.共有6個中子變成質子

2.A物體的質量是B物體質量的5倍，4從八高處、B從2h高處同時自由落下，在落地之前，以下說

法正確的是（）

A.下落1s末，它們的速度相同

B.各自下落1m時，它們速度不同

C.4加速度大于B加速度

D.下落過程中同一時刻4速度大于B速度

3.如圖所示，放在斜面體上的物塊4和斜面體B一起在光滑水平面上卜

向右作勻速直線運動。關于物塊4和斜面B的受力情況的分析正確

是（）8飛

A.物塊4對斜面體8的摩擦力沿斜面向上

B.斜面體B對4的支持力方向豎直向上

C.物塊4受到4個力的作用

D.斜面體B受到4的作用力的合力在豎直方向上

4.中國已進入動車時代，在某軌道拐彎處，動車向右拐彎，左側的路面比右側的

路面高一些，如圖所示，動車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動，設內外

路面高度差為九，路基的水平寬度為d,路面的寬度為3已知重力加速度為g,更

要使動車輪緣與內、外側軌道無擠壓，則動車拐彎時的速度應為（）

A.幽B.幽C.匡D.幽

7L5/d72qfl

5.在靜電場中，下列關于電場強度和電勢的說法，正確的是（）

A.電場強度大的地方電勢一定高

B.電勢降低的方向就是場強方向

C.電勢為零的地方電場強度也一定為零

D.電場強度大小相同的點電勢可能不同

二、多選題（本大題共5小題，共27.0分）

6.一交流電壓的瞬時值表達式為u=200夜sin507rt（V）,下列判斷正確的是（）

A.該交流電壓的頻率為25Hz

B.t=0.01s時，該交流電壓的瞬時值為50位V

C.該交流電壓的最大值為200V

D.若將該交流電壓加在阻值為2k0的電阻兩端則電阻的發熱功率為20〃

7.如圖所示電路，已知電源電動勢為E,內阻為r,&為固定電阻。當滑動變阻

器R的觸頭向下移動時，下列說法中錯誤的是（）

A.燈泡L一定變亮

B.電壓表的示數變小

C.電流表的示數變小

D.Ro消耗的功率變大

8.如圖所示，圓形區域直徑MN上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場,

下方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小相同。現有

兩個比荷大小相同的帶電粒子a、b,分別以％、必的速度沿圖示方

向垂直磁場方向從M點入射，最終都從N點離開磁場，則（）

A.粒子a、b可能帶異種電荷B.粒子a、b一定帶同種

電荷

C.巧：藝可能為2：1D.v1：v可能為1：2

9.卜列說法正確的有（）

A.兩個系統相互接觸而傳熱,當兩個系統的內能相等時就達到了熱平衡

B.給自行車打氣時氣筒壓下后反彈，主要是由分子斥力造成的

C.液體表面具有收縮的趨勢，是由于液體表面層分子比內部稀疏的緣故

D.空氣中水蒸氣越接近飽和狀態，人感覺空氣越潮濕

10.一列簡諧橫波，沿x軸正方向傳播，傳播速度為10m/s,在t=0時的波形圖如圖所示，則下列

說法正確的是（）

j/m

A.此時x=1.25m處的質點正在做加速度減小的加速運動

B.x=1m處的質點在做簡諧運動，其振動方程為y=0.4sin(107rt)(m)

C.x=0.3zn處的質點再經過0。8s可運動至波峰位置

D.若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為30in的障礙物不能發生明顯衍射現象

三、實驗題(本大題共2小題，共15.0分)

11.為了驗證矩形線框自由下落過程中上、下邊經過光電門時機械能是否守恒，使用了如圖所示的

實驗裝置。已知矩形線框用直徑為d的圓柱形材料做成，用刻度尺測出矩形線框上、下邊之間的

距離L某次實驗中矩形線框下邊和上邊先后經過光電門的擋光時間分別為At1和4t2。

矩形線圈

(1)通過實驗可測出下、上邊通過光電門的速度燈和以，分別為%=，v2=.

(2)如果滿足關系式____________________(請用測量的物理量和已知量來表示，重力加速度為g),

則自由下落過程中線框的機械能守恒。

12.“探究LED燈的伏安特性”實驗中，所用器材有：燈泡〃與乙2（最大阻值均為幾十歐）、量程適當

的電流表4（內阻約幾歐）和電壓表V（內阻非常大）、直流電源E、滑動變阻器R、電鍵

S

（1）某同學已連接好如圖甲所示的電路，在閉合電鍵前，請仔細辨圖，指出圖中的不當之處;

A.不應采用電流表外接法B.電流不應從電壓表的負接線柱流入

C.不應采用滑動變阻器的分壓接法D.滑動變阻器的滑片不應位于中間

（2）修正電路后，閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片并得到燈泡■的/-U圖象如圖乙中的圖線及，則

可知燈L的電阻隨電壓增大而（填“變大”“變小”或“不變）；

（3）換用燈G重做實驗，得其/-。圖象如圖乙中的圖線G，現將滑動變阻器的滑片移至合適位置并固

定，同時撤去“導線1”接燈人時電流表的讀數為6164接燈〃時電流的讀數為0084當燈被

短路時，電流表的讀數應為（結果保留兩位有效數字）；

四、簡答題（本大題共1小題，共10.0分）

13.如圖所示，一個裝有理想氣體的密閉氣缸，總長度為42cm,被活塞分成體

積相等的左右兩室.活塞是不導熱的，且活塞和氣缸之間沒有摩擦，兩室

中氣體的溫度相等，均為27。.現保持左室氣體溫度不變，利用右室中的電熱

絲對右室中的氣體緩慢加熱一段時間，達到平衡后，右室氣體溫度升到57。.

（1）求活塞移動的距離；

（2）若兩室內氣體內能與溫度的函數關系為E=47（其中4=12//K,7是氣體某一狀態的熱力學溫度

）.電熱絲對右室中的氣體緩慢加熱放出的熱量為56Q/,求系統向外界放出的熱量.（氣缸和活塞

吸收的熱量不計）

五、計算題（本大題共3小題，共42.0分）

14.如圖所示，長木板4放在光滑的水平面上，質量為m=2kg的另一物體B以水平速度%=3m/s滑

上原來靜止的長木板4的表面，由于4、B間存在摩擦，之后4、B速度隨時間變化情況如圖乙所

示，求：

(1)4的質量M;

(2)系統損失的機械能:

(3)木板4的最小長度。

15.如圖所示，在坐標系xoy平面的x>0區域內，有電場強度E=

2x105N/C,方向沿y軸負向的勻強電場和磁感應強度B=

0.20T,方向與xoy平面垂直向里的勻強磁場.在y軸上有一足夠

長的熒光屏MN,在x軸上的P(10,0)點處有一粒子發射槍連續不

斷的發射大量質量m=6.4x10~27kg,電量q=3.2xI。一19c的

帶正電粒子，其向x軸方向發射的粒子恰能沿無軸做勻速直線運

動.若撤去電場，并使粒子發射槍以P為軸在xoy平面內以角速度3=2aad/s逆時針轉動(整個

裝置都處在真空中)，求：

(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；

(2)熒光屏上閃光點的范圍;

(3)熒光屏上閃光點從最高點移動到最低點所用的時間.

16.如圖示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，44=30。，4c=90。,

三棱鏡材料的折射率n=VI一條與BC面夾角為。=30。最終的出射

光線與最初的入射光線的夾角是多少？

參考答案及解析

1.答案：D

解析：解：力、玻爾將量子觀念引入原子領城，成功地解釋了氫原子光譜規律，但是不能解釋所有原

子的光譜規律，故A錯誤.

8、原子核發生一次6衰變，原子核中的一個中子轉變為一個質子和一個電子，電子釋放出來，與核

外電子無關，故B錯誤.

C、半衰期由原子核內部因素決定，與溫度無關，故C錯誤.

D、鈾核（晶叼）衰變為鉛核（第6pb）的過程中.電荷數少10,質量數少32,可知經歷了8次a衰變，6

次6衰變，每經過1次8衰變,有一個中子轉變為質子，則有6個中子變成質子，故。正確.

故選：D.

玻爾將量子觀念引入原子領城，成功地解釋了氫原子光譜規律，由于該觀念中仍然有經典理論，不

能解釋所有原子的光譜規律；每經過一次￡衰變，由一個中子轉變為質子和電子，電子釋放出來.半

衰期與原子核所處的物理環境和化學狀態無關，由原子核內部因素決定.根據電荷數守恒和質量數

守恒得出￡衰變的次數，從而確定有幾個中子轉變為質子.

本題考查了玻爾理論、衰變、半衰期等基礎知識點，關鍵要熟悉教材，牢記這些基礎知識，注意s衰

變釋放的電子不是來自核外電子，而是來自原子核.

2.答案：A

解析：解：4、。、因為甲乙物體同時做自由落體運動，它們的初速度為零，加速度為g,任意時刻

的速度為：v=gt,所以兩物體下落過程中，在同一時刻甲的速度與乙的速度相等，故A正確，D

錯誤；

B、下落1小時，由位移速度關系式：v2=2ax,可解得各自下落1m時，它們的速度相同，故B錯誤.

C、因為甲乙物體均做自由落體運動，加速度為g,下落過程中甲的加速度與乙的加速度相同，故C

錯誤.

故選：A

因為甲乙物體均做自由落體運動，所以它們的初速度為零，加速度為g,根據運動學關系式求解物體

下落過程中任意時刻的速度.

解決自由落體運動的題目關鍵在于明確自由落體中的公式應用，一般情況下，研究由落點開始的運

動列出的表達式最為簡單；并且最好嘗試一題多解的方法.

3.答案：D

解析：

放在斜面體上的物塊4和斜面體8一起在光滑水平面上向右作勻速直線運動，4和B都受力平衡，根據

平衡條件分析4受到的作用力，再根據牛頓第三定律分析4對B的作用力。

本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、

利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程

進行解答。

A.放在斜面體上的物塊4和斜面體B一起在光滑水平面上向右作勻速直線運動,4和B都受力平衡,B對

4的摩擦力方向沿斜面向上，貝必對B的摩擦力方向沿斜面向下，故A錯誤；

B.斜面體B對4的支持力方向垂直于斜面向上，故B錯誤；

C.物塊4受到重力、支持力和摩擦力3個力的作用，故C錯誤；

。.物體4受力平衡，貝IB對4的作用力方向豎直向上，根據牛頓第三定律可得斜面體B受到4的作用力

的合力豎直向下，故正確。

故選：D。

4.答案：B

解析：解：把路基看做斜面，設其傾角為。，如圖所示，當動車輪緣與內、外側軌廣力、

道無擠壓時，動車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，根據幾何關系可得合力尸=mgtanO,合力提供向心力，根學’

據牛頓第二定律，有mgtcm。=tn9■得s=JgRtan。,根據路基的高和水平寬度得：：&；；二

tan。=也聯立解得“=再，即動車拐彎時的速度為檸時，動車輪緣與內、外側軌道無擠壓，

故8正確，AC。錯誤。

故選：B。

對火車受力分析，合力充當向心力，結合幾何關系求解。

本題是生活中圓周運動的問題，關鍵是分析物體的受力情況，確定向心力的來源。

5.答案：D

解析：解：4、電場線密處，電場強度大，而電場線方向不確定，故無法判斷電勢高低，電勢就不一

定局。故A錯誤；

B、電勢降落最快的方向就是場強方向，故8錯誤；

C、電勢為零，是人為選擇的，而電場強度是由電場決定的，此處電場強度不一定為零。故C錯誤；

。、電場強度大小相同的點電勢可能不同，例如勻強電場中各點電場強度大小相同，但是電勢可能

不同，故。正確。

故選：D。

電場線的疏密表示電場強度的相對大小，電場線的方向反映電勢的高低，則電場強度與電勢沒有直

接關系。電場強度為零，電勢不一定為零。電勢為零，電場強度也不一定為零。電場強度越大的地

方，電勢不一定高。順著電場線方向，電勢逐漸降低，但場強不一定減小。

電場強度和電勢這兩個概念非常抽象，可借助電場線可以形象直觀表示電場這兩方面的特性：電場

線疏密表示電場強度的相對大小，切線方向表示電場強度的方向，電場線的方向反映電勢的高低。

6.答案：AD

解析：解：4、由K=200或sin507rt(V)，知3=50兀(rad/s),則頻率為：/=為=罷=25Hz,故

A正確；

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

C、該交流電壓的最大值為=200V2K,故C錯誤。

。、電壓的有效值是1/=瞿=200人若將該交流電壓加在阻值為2ko的電阻兩端，則電阻的發熱功

V2

率為P=—=迎~W-20W,故D正確。

R2000

故選：AD.

根據交流電的瞬時值表達式，讀出電壓的最大值和角頻率等物理量，然后進一步求出其它物理量，

如有效值、周期、頻率等，根據有效值求發熱功率。

對于交流電的產生和描述要正確理解，要會推導交流電的表達式，明確交流電表達式中各個物理量

的含義。要注意交流電表示數和電功率、能量需要用到有效值。

7.答案：BD

解析：解：AB,當R的滑動觸點向下滑移動時，R變大，外電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律知，

總電流/變小，電源的內電壓變小，則路端電壓變大，因此電壓表讀數變大。燈泡L的電壓增大，則

燈L一定變亮。故A正確，B錯誤。

CD,電路中并聯部分的電壓變大，通過L的電流變大，而總電流減小，則電流表4的讀數減小，治消

耗的功率變小。故C正確，。錯誤。

本題錯誤的，

故選：BD。

當R的滑動觸頭向下滑移動時，R變大，外電路總電阻變大，根據閉合電路歐姆定律分析總電流和路

端電壓的變化，確定伏特表的讀數變化和燈泡L亮度的變化。再分析并聯部分的電壓變化，判斷安培

表4讀數變化。根據電流的變化，分析品消耗的功率如何變化。

本題是電路動態變化分析問題，往往按“局部T整體T局部”的順序進行分析。路端電壓也可以直接

根據外電阻的變化判斷。

8.答案：BCD

解析：解：AB,兩粒子都從M點入射從N點射出，貝ija粒子向下偏轉，b粒子向上偏轉，由左手定則

可知兩粒子均帶正電，故A錯誤，B正確；

設磁場半徑為R,將MN當成磁場的邊界，兩粒子均與邊界成45。入射，根據運動的對稱性可知出射

角與邊界成45。，則一次偏轉穿過MN時速度偏轉90。，而上下磁場方向相反，則兩粒子可以圍繞MN重

復穿越，運動具有周期性，設a粒子重復k此穿過MN,b粒子重復n次穿過MN,由幾何關系可知卜四彳=

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

由洛侖茲力提供向心力quB=m亍可得

qBr

v=----

m

而兩個粒子的比荷相同，則

Vi71

v2~k

當n=l,k=2時為：^2=1：2

當n=2,k=1.時/：v2=2：1

故正確。

故選：BCD。

根據左手定則可以判斷粒子的帶電情況；根據洛侖茲力提供向心力，粒子在磁場中做圓周運動，且

周期性的穿過MN邊界，根據幾何關系得到粒子的軌道半徑，進而可以得到粒子的速度之比。

解決帶電粒子在磁場中的偏轉問題，關鍵是做出粒子的運動軌跡，根據幾何關系得到粒子的半徑，

然后根據牛頓第二定律得到所求的物理量。

9.答案：CD

解析：解：力兩個系統相互接觸傳熱，當溫度相等時，達到了熱平衡，故A錯誤；

8、給自行車打氣時氣筒壓下后反彈，是由于氣體壓強的原因，不是分子作用力的作用，故8錯誤;

C、液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，分子力表現為引力，液體表面存在表面張力，

具有收縮的趨勢，故C正確；

。、根據相對濕度的特點可知，空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，人會

感覺空氣越潮濕，故。正確。

故選：CD。

溫度相等是兩個系統達到熱平衡的標志。

氣體分子間距離較大，達不到分子間作用力的作用范圍。

液體表面存在表面張力，具有收縮的趨勢。

空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，人感覺空氣越潮濕。

此題考查了液體的表面張力、熱平衡、表面張力和飽和汽壓等相關知識，解題的關鍵是明確氣體分

子間距離較大，達不到分子間作用力的作用范圍。

10.答案：ACD

解析：解：根據圖象可知波長;1=2m,則7=4=。=0.2s.

v10

A、波沿工軸正方向傳播，根據波形平移法可知，此時x=1.25m處的質點向下運動，位移減小，則

a=-絲減小，質點正在做加速度減小的加速運動.故A正確；

m

8、從此時開始計時,x-Ini處質點向下振動，由圖可知，振幅A=0.4m,角速度3=午=10兀rad/s,

則％=Ini處質點的振動函數表達式為y=—OAsinlOnt(cm),故8錯誤；

C、由圖可知，t=0時刻，x=0處的質點運動的方向向上，結合B的分析可得x=0處的振動方程為：

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

所以該波的波動方程為：y=0Asin[2n^-^)],將x=0.3?n,A=2m,t=0.08s,7=0.2s代入以

上波動方程，得：

y=0.4sizi[27T(詈—學)]=OAsin^=0.4m,可知x-0.3m處的質點再經過0.08s可運動至波峰位

置.故C正確；

。、該波的波長是2m,若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為30m的障礙物不能發生明顯衍射現象.故

。正確.

故選：ACD

根據圖象可知波長和振幅，根據7=4求解周期,波沿x軸正方向傳播，根據波形平移法判斷x=1.25m

V

處質點的振動方向，根據3=票求出角速度，再結合y=/S譏3t(C7H)求出振動函數表達式.結合發

生明顯衍射現象的條件說明.

根據質點的振動方向，由“逆向描波法--逆著波的傳播方向，用筆描繪波形，若筆的走向向下則質

點的振動方向向下；若筆的走向向上則質點的振動方向向上.”來確定波的傳播方向，或質點的振

動方向，同時質點的運動方向不隨波遷移.

由于波動方程與振動方程不屬于高考的知識點的內容，該題超綱，有競賽意向的同學可參考.

11.答案：(1)白；4(2)(4)2—(卷)？=2gL

解析：解：(1)測出下、上邊通過光電門的速度為：

d

=---

△“

d

v2=---

△t2

(2)若滿足機械能守恒則：

1

mgL=-mfyl-vf)

得：(《■)2-(7^)*!=2g￡

故答案為：(1)*；=2gL

(1)由短時間內的平均速度等于瞬時速度求得速度的表達式。

(2)寫出機械能守恒的表達式，可正確解答本題。

驗證機械能守恒的實驗方法有多種，解答的關鍵是明確實驗原理，同時注重動手實驗，體會實驗步

驟以及數據處理的過程，加深對實驗的理解。

12.答案：BD變小0.32

解析：解：(1)燈泡內阻較小，故可采用電流表外接法，選項A錯誤；電流不應從電壓表的負接線柱

流入，選項B正確；由于要求燈泡兩端電壓從零開始變化，所以滑動變阻器必須分壓式接法，選項

C錯誤；滑動變阻器的滑片不應位于中間，要在最左端位置，選項。正確；

故選：BD。

(2)因/-U圖象的斜率的倒數等于電阻，可知燈人的電阻隨電壓增大而變小；

(3)由圖乙可以讀出，接燈人時電流表的讀數為0464此時的電壓為：U2=0.8V

接燈L時電流表的讀數為0.084此時的電壓為：UT=1.21Z；

設電源的電動勢為E,電路中的其他部分的電阻值為R,由閉合電路的歐姆定律得：

E=Ui+/小…①

E=U2+l2R：.@

聯立得：E=1.6V,R=50

所以當燈被短路時，電流表的讀數為：/=5=昔=0324

故答案為：（1）BD;（2）變小；（3）0.32。

由于要求燈泡兩端電壓從零開始變化，所以滑動變阻器必須分壓式接法。從圖中可知，滑動觸頭也

在不當位置，電壓表的接線柱接反了。兩只燈泡及和乙2的伏安特性曲線如圖口中I和口所示，結合

圖甲所示電路，找出分別接兩只燈泡刀和人時的電壓值，根據閉合電路的歐姆定律求解電動勢和內

阻，然后求解短路電流。

本題考查燈泡伏安特性曲線的描繪實驗，要注意應用圖象法處理實驗數據是常用的方法，要掌握描

點法作圖的方法：本題最后一問是本題的難點，要注意圖象法的應用。

13.答案：解：（1）氣缸長度為L=42cm,活塞向左移動的距離為x,

對左邊氣體，由玻意耳定律得：p1S^=p2S（^-x）,

右邊氣體，初狀態溫度：=273+27=300K,

末狀態溫度：T2=273+57=330K,

由理想氣體狀態方程得：吧1=絲交2,

TiT2

代入數據解得：x=1cm；

（2）由題意可知，

溫度變化量：△7=72-A=330-300=30K,

氣體的內能的變化：AE=4△7=12x30=360J,

電阻絲放出的熱量：Q=560J,

由能量守恒定律可知，系統向外界放出的熱量：

Q'=Q-△E=560-360=2007；

答：（1）活塞移動的距離為1cm；（2）系統向外界放出的熱量為200/.

解析：（1）對左邊氣體應用玻意耳定律、對右邊氣體應用理想氣體狀態方程列方程，然后求出活塞移

動的距離.

（2）求出氣體內能的變化量，然后應用能量守恒定律求出向外界釋放的熱量.

本題是連接體問題，要掌握處理連接體問題的方法，對連接體問題，要求出兩部分氣體的相關參量

間的關系，然后應用氣體狀態方程分別對每部分氣體列方程，然后解方程即可正確解題.

14.答案：解：（1）由圖乙所示圖象可知，4B的共同速度：v=lm/s,

A、B組成的系統動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：

mv0=(M=m)v

代入數據解得：M=4kg；

(2)對4、B系統,由能量守恒定律得:

11

-mvg=](M+血)/+△E

代入數據解得，系統損失的機械能：&E=6卜

(3)由圖乙所示圖象可知，木板4的最小長度:

L=沖-4=51x(1+3)x1m--1x1xlm=1.5m；

答：(1)4的質量M為4kg；

(2)系統損失的機械能為儀；

⑶木板A的最小長度為1.5m。

解析：(1)物體8與長木板4組成的系統動量守恒，應用動量守恒定律可以求出長木板A的質量。

(2)應用能量守恒定律可以求出系統損失的機械能。

(3)當/恰好到達8的右端時兩者速度相等，此時長木板的長度最小，根據圖示圖象求出木板的最小

長度。

本題考查了動量守恒定律的應用，分析清楚圖乙所示圖象，分析清楚物體與長木板的運動過程是解

題的前提與關鍵，應用動量守恒定律與能量守恒定律即可解題。

15.答案：解：(1)由粒子在復合場中做勻速運動，有：qE=quB,

R/cxXXXX

撤去電場后，有：quB=m^.XXXX

???粒子在磁場中運動的軌跡半徑：XXXXX

cmE6.4X1O-27X2X1OS八.X\XXXXX

R=-T=---------------------m=0.1m；

qB23.2X1O_19XO.22

0A4X

(2)粒子運動軌跡畫出右圖所示，可知，粒子最上端打在A點,