(含5套模拟卷)上海市静安区2021届新高考第一次模拟物理试题含解析 20页

上海市静安区 2021 届新高考第一次模拟物理试题 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1．已知天然材料的折射率都为正值 (n>0) 。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折 射率为负值 (n<0) ，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但 折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图 1 所示。点波源 S 发出的电磁波经一负折射率平 板介质后，在另一侧成实像。如图 2 所示，其中直线 SO 垂直于介质平板，则图中画出的 4 条折射线（标 号为 1、2、3、4）之中，正确的是（ ） A． 1 B．2 C． 3 D．4 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 由题意可知， 负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧， 现在让我们判断从 S 点发出的 这条光线的折射光线，则光线 1、2 是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线 3、4 是可能的，但是 题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线 3 在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光 线反向延长线交于一点，成虚像。而光线 4 的折射光线直接相交成实像（如右图所示） 。 故选 D。 2．a b、 两车在平直的公路上沿同一方向行驶， 两车运动的 v t 图象如图所示。 在 0t 时刻， b 车在 a 车 前方 0S 处，在 10~t 时间内， b 车的位移为 s ，则（ ） A．若 a b、 在 1t 时刻相遇，则 0 3s s B．若 a b、 在 1 2 t 时刻相遇，则 0 3 2 s s C．若 a b、 在 1 3 t 时刻相遇，则下次相遇时刻为 1 4 3 t D．若 a b、 在 1 4 t 时刻相遇，则下次相遇时 a 车速度为 1 3 v 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．根据题述，在 0t 时刻， b 车在 a 车前方 0S 处，在 10 ~t 时间内， b 车的位移为 s ，若 a b、 在 1t 时刻 相遇，根据 v t 图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有 0 3s s s 解得 0 2s s ，故 A 错误； B．若 a b、 在 1 2 t 时刻相遇，根据 v t 图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有 0 7 4 4 ss s 解得 0 3 2 ss ，故 B 正确； C．若 a b、 在 1 3 t 时刻相遇，则下次相遇的时刻为关于 1t t 对称的 15 3 t 时刻，故 C 错误； D．若 a b、 在 1 4 t 时刻相遇，则下次相遇时刻为 17 4 t ，下次相遇时 a 车速度 1 1 1 1 1 72 4 4a v t vv v t 故 D 错误。 故选 B。 3．下列说法正确的是 ( ) A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的 B．图乙中，两个影子在 x、y 轴上的运动就是物体的两个分运动 C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片， A、 B 两球可以不同时落地 D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力 F 在半径方向的分力大于所需要的向心力 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向，故 A 错误； B．题图乙中沿 y 轴的平行光照射时，在 x 轴上的影子就是 x 轴方向的分运动，同理沿 x 轴的平行光照射 时，在 y 轴上的影子就是 y 轴方向的分运动，故 B 正确； C．无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只会使得小球 A 的水平速度发生变化，而两小球落地的时间 是由两球离地面的高度决定的，所以 A、B 两球总是同时落地，故 C 错误； D．做变速圆周运动的物体所受合外力 F 在半径方向的分力等于所需要的向心力，故 D 错误。 故选 B。 4．一列简谐横波，在 t=0.6s 时刻的图像如图甲所示，此时 P、Q 两质点的位移均为 -1cm，波上 A 质点的 振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ） A．这列波沿 x 轴负方向传播 B．这列波的波速是 50m/s C．从 t=0.6s 开始，紧接着的 Δ t=0.9s时间内， A 质点通过的路程是 4cm D．从 t=0.6s 开始，质点 P 比质点 Q 早 0.4s 回到平衡位置 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．由乙图读出 t=0.6s 时刻质点 A 的速度方向为沿 y 轴负方向， 由甲图判断出该波的传播方向为沿 x 轴正 向，故 A 错误； B．由甲图读出该波的波长为 λ =20m，由乙图得周期为 T=1.2s ，则波速为 v= 20 1.2T m/s= 50 3 m/s 故 B 错误； C．因为 30.9 4 t s T t=0.6s 时质点 A 位于平衡位置，则知经过 Δ 0.9st ，A 质点通过的路程是 3 3 2 6cms A 故 C 错误； D．图示时刻质点 P 沿 y 轴正方向，质点 Q 沿 y 轴负方向，此时 PQ 两质点的位移均为 -1cm ，故质点 P 经过 12 T 回到平衡位置，质点 Q 经过 4 6 T T 回到平衡位置，故质点 P 比质点 Q 早 1.2 s 0.4s 4 6 12 3 3 T T T T 回到平衡位置，故 D 正确。 故选 D。 5．某同学投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动 轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ） A．两次在空中的时间可能相等 B．两次碰的篮板的速度一定相等 C．两次抛出的初速度竖直分量可能相等 D．两次抛出的初动能可能相等 【答案】 D 【解析】 【详解】 A．将篮球的运动逆向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较 短，故 A 错误； B．篮球的运动逆向视为平抛运动，则平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用 的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞篮板的速度较大，故 B 错误； C．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由 2yv gh 可知，第二次抛出时速 度的竖直分量较小，故 C 错误； D．由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，根据速度的合成可知，抛出时的速度大小不能确定，有 可能相等，所以两次抛出的初动能可能相等，故 D 正确； 故选 D。 6．因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为 m 的物体在北极时的重力与其在赤道时 的重力的差为 F. 将地球看做质量分布均匀的球体，半径为 R. 则地球的自转周期是 A． 2 mR F B． mR F C． mR F D． 1 2 mR F 【答案】 A 【解析】 【详解】 在北极时地球对物体的万有引力等于物体的重力， 在赤道时地球对物体的万有引力与地面对物体的支持力 的合力提供物体随地球做圆周运动的向心力，依题意物体在赤道时有： 2 2 4F m R T 所以地球自转周期为： 24 2mR mRT F F . A．描述与分析相符，故 A 正确 . B．描述与分析不符，故 B 错误 . C．描述与分析不符，故 C 错误 . D．描述与分析不符，故 D 错误 . 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．下列说法正确的是 ________。 A．单摆的周期与振幅无关 B．机械波和电磁波都可以在真空中传播 C．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 D．两列波产生干涉现象，振动加强区域与振动减弱区域交替排列 【答案】 AD 【解析】 【详解】 A．单摆周期为： T＝ 2π L g 与振幅无关， A 正确； B．机械波必须在弹性媒介中传输，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，故 B 错误 . C．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动 力的频率等于物体的固有频率时发生共振， C 错误； D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变， D 正确． 8．质点在光滑水平面上做直线运动， v t 图像如图所示。取质点向东运动的方向为正，则下列说法中正 确的是（ ） A．加速度方向发生改变 B．质点在 2s 内发生的位移为零 C．质点在 2s 末的速度是 3m/s，方向向东 D．质点先做匀减速后做匀加速的直线运动 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A． v t 图像是一条倾斜直线，斜率表示加速度，故加速度保持不变， A 错误； B．根据图线与坐标轴所围 “面积 ”表示位移，图像在时间轴上方表示的位移为正，图像在时间轴下方表示 的位移为负，则知在前 2s 位移为 x＝ 1 2 ×3×1m﹣ 1 2 ×3×1m＝0 B 正确； C．根据图像可知，质点在 2s 末的速度是﹣ 3m/s，“﹣”说明方向向西， C 错误； D． 0~1s 内质点速度在减小，加速度不变，做匀减速直线运动， 1s~2s 速度在增大，且方向相反，加速度 不变，故做反向匀加速直线运动， D 正确。 故选 BD 。 9．如图的实验中，分别用波长为 1 2、 的单色光照射光电管的阴极 K ，测得相应的遏止电压分别为 U1 和 U 1．设电子的质量为 m，带电荷量为 e，真空中的光速为 c，极限波长为 0 ，下列说法正确的是（ ） A．用波长为 2 的光照射时，光电子的最大初动能为 2eU B．用波长为 2 的光照射时，光电子的最大初动能为 1 2 1 1 2 0 2 1 2 1 e u u e u u C．普朗克常量等于 1 2 1 2 2 1 e U U c D．阴极 K 金属的极限频率为 1 1 2 1 1 2 c U U U U 【答案】 AC 【解析】 【分析】 【详解】 A、 B 项：根据光电效应方程，则有： 0 km 2 hc W E eU ，故 A 正确， B 错误； C 项： 根据爱因斯坦光电效应方程得： 1 1h eU W ， 2 2h eU W ，得金属的逸出功为： 1 1W h eU 联立解得： 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 ( ) ( ( ) e U U e U Uh c ） ，故 C 正确； D 项：阴极 K 金属的极限频率 1 2 2 1 1 1 2 2 0 1 2 1 2 1 2 ( ) ( ) U U c U U U U U U ，故 D 错误． 10．如图， 空间存在方向竖直向上、 场强大小为 E 的匀强电场； 倾角为 30 的光滑绝缘斜面固定在地面上， 绝缘轻弹簧的下端连接斜面底端的挡板，上端连接一带电量为 +q 的小球，小球静止时位于 M 点，弹簧长 度恰好为原长。 某时刻将电场反向并保持电场强度大小不变， 之后弹簧最大压缩量为 L ，重力加速度为 g。 从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球（ ） A．机械能一直减少 B．电势能减少了 1 2 EqL C．最大加速度为 g D．最大速度为 gL 【答案】 BC 【解析】 【分析】 【详解】 B．电势能的减小量等于电场力做的功，即为 1sin 30 2FW qEL qEL 故 B 正确； C．小球在 M 点时有 mg qE 从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中， 小球先做加速度减小的加速运动， 再做加速度反向增大的减速运 动，由弹簧振子对称性可知，小球在 M 点开始运动时的加速度最大即为 max sin 30qE mga g m 故 C 正确； D．小球速度最大时合力为 0，由平衡可得 =( + )sin30F mg qE mg弹 由对称性可知，速度最大时，小球运动的距离为 2 Lx 由动能定理有 2 max 1( ) sin 30 2 2 2 2 L mg Lmg qE mv 得 max 7 2 v gL 故 D 错误； A．小球速度最大时合力为 0，由平衡可得 =( + )sin30F mg qE mg弹 此过程小球克服弹力做功为 2 2 4 mg L mgLW弹 电场力做功为 ' sin30 2 4F L mgLW mg 小球克服弹力做功与电场力做功相等，说明小球机械能不是一直减小，故 A 错误。 故选 BC 。 11．如图所示， 排球运动员站在发球线上正对球网跳起从 O 点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。 速度较小的排球落在 A 点，速度较大的排球落在 B 点，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A．两排球下落相同高度所用的时间相等 B．两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相间 C．两排球通过相等的水平距离，落在 A 点的排球所用的时间较少 D．两排球在落地前的一小段相等时间内，落在 B 点的排球下降的高度较小 【答案】 AB 【解析】 【详解】 A．从同一高度水平发出两个速度不同的排球，根据平抛运动规律，竖直方向上有 21 2 h gt 可知两排球下落相同高度所用的时间相等， A 项正确； B．由 2 2yv gh 可知两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相同， B 项正确； C．由平抛运动规律可知水平方向上有 x=vt ，可知速度较大的排球通过相等的水平距离所用的时间较少， C 项错误； D．由于做平抛运动的排球在竖直方向的运动为自由落体运动，两排球在落地前的一小段相等时间内下降 的高度相同， D 项错误。 故选 AB 。 12．如图所示，等量同种正电荷固定在 M 、N 两点，虚线框 ABCD 是以 MN 连线的中点为中心的正方形， 其中 G、H、E、F 分别为四条边的中点，则以下说法中正确的是（ ） A．若 A 点电势为 5V，则 B 点电势为 5V B．同一正电荷在 A 点具有的电势能大于在 D 点具有的电势能 C．在 G 点释放一个带正电粒子 (不计重力 )，粒子将沿 GH 连线向 H 点运动 D．在 E 点释放一个带正电粒子 (不计重力 )，粒子将沿 EF 连线向 F 点运动 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知， A 点和 B 点电势相等，若 A 点电势为 5V，则 B 点 电势为 5V ，故 A 正确； B．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知， A 点和 D 点电势相等，则同一正电荷在 A D 两点具 有的电势能相等，故 B 错误； C．由 G 点释放一个带正电粒子 (不计重力 ) ，该粒子所受的电场力垂直于 MN 连线向上，所以粒子将沿 GH 连线向上运动，故 C 错误； D．在 E 点电场强度方向由 E 到 F，带正电的粒子受到的电场力方向由 E 到 F，粒子将沿 EF 连线向 F 点 运动，故 D 正确。 故选 AD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为 60Hz ，图示为某次实 验中得到的一条纸带的一部分， 0、 1、2、3、4、5 为连续计数点，相邻两计数点间还有 2 个打点未画出。 从纸带上测出 s1=5.21cm、s2=5.60cm 、s3=6.00cm 、s4=6.41cm 、s5=6.81cm，则打点计时器每打相邻两个计 数点的时间间隔是 __________s；小车的加速度 a=_____________m/s 2；打计数点 “5”时，小车的速度 5v ________m/s。 (后两空均保留三位有效数字 ) 【答案】 0.05 1.61 1.40 【解析】 【分析】 【详解】 [1] 由题知相邻两计数点间还有 2 个打点未画出，则两个计数点的时间间隔是 13 s 0.05s 60 T [2] 根据匀变速直线运动的推论公式 2x aT 可以求出加速度的大小，则有 25 4 2 1 2 1.61m s 6 s s s sa T [3] 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，则有 24 5 4 6.41 6.81 10 m / s 1.32 m / s 2 2 0.05 s sv T 则打计数点 “5”时，小车的速度 5 4 1.40m/sv v aT 14．寒假期间，某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组．现在要测量该电池组的电动势和内阻（电动 势约为 2V ，内阻在 1kΩ～2kΩ 之间），实验室现有如下器材各一个 多用电表：欧姆挡（ ×1，×11，×111，×1k） 直流电流挡（ 1～1．5mA ， 1～1mA ，1～ 11mA， 1～111mA ） 直流电压挡（ 1～1．5V， 1～2．5V， 1～11V，1～51V ，1～251V， 1～511V） 电压表： （1～ 3V，1～15V ） 电流表： （1～ 1．6A ，1～ 3A） 滑动变阻器： R1（1～11Ω），R2 （1～2111 Ω） 开关及导线若干． （ 1）该小组同学先用多用电表直流电压 “1～2．5 V”挡， 粗测了电池组的电动势， 指针稳定时如图甲所示， 其示数为 ________V （结果保留两位有效数字） ； （ 2）为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选 ________测电压，选 _______测 电流（填电表名称和所选量程） ；滑动变阻器应选 ______（填电阻符号） ； （ 3）请设计实验电路，并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图． 【答案】 （1） 1.8V；（ 2）电压表， 1-3V ；多用电表直流电流档 1mA ； R2；（3）连线图见解析； 【解析】 试题分析： （1）万用表读数为 1.8V；（2）用伏安法测量电源的电动势及内阻，应选用 1-3V 的电压表测量 电压， 因为通过水果电池的最大电流不超过 1mA, 故选择多用电表直流电流 1mA 档； 因为电池内阻在 1kΩ-2 kΩ 之间，所以滑动变阻器选择 R2； （ 3）实物连线如图所示． 考点：测量电源的电动势及内阻； 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．某汽车轮胎能在 C C30 70 的范围内正常工作，正常工作时胎内气体的压强最高不能超过 3.5atm ，最低不能低于 1.6atm 。在 20 C 的室温环境下给该轮胎充气，充气结束时，胎内气体的温度升 高到 30 C 。假定轮胎容积不变，分析解答下列问题。 (i) 夏天的汽车行驶在温度较高的马路上，轮胎容易爆裂。若该胎内气体温度高达 77 C ，从微观上分析胎 内气体压强变化导致爆胎这一现象； (ii) 求充气结束时轮胎内气体压强的范围（结果保留两位有效数字） 。 【答案】 (i) 汽车行驶时，轮胎内部气体体积近似不变，则气体分子密集程度不变。温度升高，气体分子 平均动能变大，导致分子碰撞冲击力变大，且单位时间单位面积的碰撞频率变大，则气体压强变大，过大 的压强可使轮胎爆裂； (ii) 2.0 atm 3.1atm 【解析】 【详解】 (i) 汽车行驶时，轮胎内部气体体积近似不变，则气体分子密集程度不变。温度升高，气体分子平均动能变 大，导致分子碰撞冲击力变大，且单位时间单位面积的碰撞频率变大，则气体压强变大，过大的压强可使 轮胎爆裂； (ii) 如图所示： 设充气后 30 C 时压强为 1p ，行驶过程温度为 70 C 时对应较大压强 3.5 atm 。气体等容变化，由查理定 律得 1 3.5atm (273 30)K (273 70)K p 解得 1 3.1 atmp 设充气后 30 C 时压强为 2p ，行驶过程温度为 C30 时对应较小压强 1.6 atm 。由查理定律得 2 1.6atm (273 30)K (273 30)K p 解得 2 2.0 atmp 则充气结束时的压强范围为 2.0 atm 3.1atm 。 16．如图所示，一足够长的水平传送带以速度 v= 2m/s 匀速运动，质量为 m 1 = 1kg 的小物块 P 和质量为 m 2 = 1.5kg 的小物块 Q 由通过定滑轮的轻绳连接， 轻绳足够长且不可伸长． 某时刻物块 P 从传送带左端以 速度 v0 = 4m/s 冲上传送带， P 与定滑轮间的绳子水平．已知物块 P 与传送带间的动摩擦因数 μ = 0.5，重 力加速度为 g =10m/s 2，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块 Q 都没有上升到定滑轮处．求： (1)物块 P 刚冲上传送带时的加速度大小； (2)物块 P 刚冲上传送带到右方最远处的过程中， PQ 系统机械能的改变量； (3)若传送带以不同的速度 v（0