2021屆廣東省深圳市高考物理一模試卷(含答案解析)

2021屆廣東省深圳市高考物理一模試卷

一、單選題（本大題共5小題，共30.0分）

1.如圖所示，將半球置于水平地面上，半球的中央有一光滑小孔，柔軟光2女，＞.7、、

滑的輕繩穿過小孔，兩端分別系有質量為HII、血2的物體（兩物體均可看I\：\

成質點），它們靜止時Tn】與球心。的連線與水平線成45。角，mi與半球面O'

的動摩擦因數為0.5,巾1所受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力，則黃的最小值是（）

A.延B.更C.7D.公

4113

2.氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2的能態(tài)時，發(fā)出藍色光，則氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)直

接躍遷到般=2的能態(tài)時，可能發(fā)出的是（）

A.紅外線B.紅光C.y射線D.紫光

3.一平行板電容器的兩個極板分別接在電池組的正極和負極上，則（）

A.電容器兩極板間可形成勻強電場

B.電容器所帶的電荷量一直增加

C.只要斷開電池組，電容器要放電，帶的電荷量立即為零

D.電容器的電容與電池組的電壓成正比

4.發(fā)電機發(fā)出的電能送到遠處，為減少線路損失，用下圖方式輸電，已知發(fā)電機輸出電壓打不變,

其他物理量如圖所示，若用戶數量增加時，下列說法正確的是（）

A.因匝數比都沒變，所以外、3、內都不變

B.因用戶總電阻減小，所以以減小，從而引起出、出也減小

C.出不變，（3、都減小

D.若用戶總電阻減為原來一半，則電流。會增大到原來兩倍

5.一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其u-t圖象如圖所示，則下列說法中

正確的是（）

A.在t2時刻火箭到達最大高度

B.在時刻火箭落回地面

C.在t2?t3時間內火箭加速度最大

D.在匕?t2時間內火箭加速度最大

二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）

6.從電勢差定義式可以看出（）

A.電場中兩點間的電勢差與電場力做的功W成正比，與移送的電量q成反比

B.電場力在電場中兩點間移動的電荷越多，電場力做的功越大

C.將1庫的負電荷從一點移到另一點電場做了1焦的功，這兩點間的電勢差的大小是1伏

D.兩點間的電勢差，等于把正點電荷從一點移到另一點電場力做的功

7.（此題屬多選）如圖所示，質量為m的物體與轉臺之間的動摩擦因數為〃，物

體與轉軸間距離為R,物體隨轉臺由靜止開始轉動，當轉臺轉速增加到某一

值后轉臺開始勻速轉動，整個過程中物體相對于轉臺靜止不動，則以下判

斷正確的是（）

A.轉臺轉速增加的過程中,轉臺對物體靜摩擦力的方向一定指向轉軸

B.轉臺轉速增加的過程中,轉臺對物體靜摩擦力的方向跟物體速度間夾角一定小于90。

C.轉臺勻速轉動的過程中,轉臺對物體靜摩擦力的方向一定指向轉軸

D.轉臺勻速轉動的過程中,轉臺對物體靜摩擦力的方向一定跟物體的速度方向相反

8.滑塊以一定速度沿固定粗糙斜面由底端向上運動，一段時間后能回到出發(fā)點，若滑塊向上運動

的位移中點為4,取斜面底端重力勢能為零，則（）

A.上升過程中動能和勢能相等的位置在4點下方

B.上升過程中動能和勢能相等的位置在4點上方

C.下降過程中動能和勢能相等的位置在4點下方

D.下降過程中動能和勢能相等的位置在4點上方

三、填空題（本大題共2小題，共9.0分）

9.如圖所示為可加熱飯盒（可視為氣缸），飯盒蓋上有一排氣口，飯盒內封閉了一定質量的理想氣

體，氣體的初始溫度為27。&壓強為大氣壓強po=1.0x105pa。現緩慢加熱飯盒使其內部氣體

溫度達到57。&此時封閉氣體的壓強為Pa；打開排氣口，放出部分氣體，當飯盒內氣體

壓強與外界大氣壓強相等時，求排出氣體與飯盒內原來氣體的質量比（假設此過程中飯

盒內氣體溫度不變）

10.如圖所示，一束截面為圓形（半徑R=壺M）的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面,

經折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū)。屏幕S至球心距離。=3m,不考慮光的干涉和衍射，若

玻璃半球對紫色光的折射率n=或，則圓形亮區(qū)的面積為機2（保留兩位小數）；若將紫光

改為白光，在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是（填單色光的種類）色的光。

四、實驗題（本大題共2小題，共15.0分）

11.某同學在做“研究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這一實驗中：該同學在小車的后面連上紙帶，

利用紙帶上打出的點計算小車各個時刻的速度.某次打出的一條紙帶如圖所示.該同學已在這

條紙帶上取好了計數點，每兩個計數點間還有4個點未畫出.計數點的編號依次為：4、B、C、

D、E,打點計時器的電源頻率為50Hz.他把一刻度尺放在紙帶上，其零刻度線和計數點4對齊.

ABCDE

（1）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作之間的時間順序關系是（填寫序號）

A.先接通電源，后讓紙帶運動B.先讓紙帶運動，再接通電源

C.讓紙帶運動的同時接通電源D.先讓紙帶運動或先接通電源都可以

（2）用該刻度尺測量出計數點4B之間的距離為cm,BC之間距離為cm.

（3）計算打B這個計數點時小車的瞬時速度%=m/s,小車的加速度是m/s2.

12.用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現有實驗器材如下：

待測電阻Rx（阻值約300,額定功率為30W）；

電流表量程。?0.64內阻0.10）；

電流表量程0?34內阻0.050）；

電壓表匕（量程0?3內阻2k。）；

電壓表眩（量程0?15V,內阻3k。）；

滑動變阻器弱（0?10。），

蓄電池（電動勢為15U）、開關、導線.

（1）為了較準確測量Rx阻值，電壓表應選、電流表應選

（2）設計測量電路，畫出電路圖。

五、簡答題（本大題共2小題，共32.0分）

13.研究表明，有些金屬電阻的阻值會隨溫度的變化而變化，物理學

中利用這類金屬的特性可以制成金屬電阻溫度計，它可以用來測

量很高的溫度，其原理如圖所示。圖中電流表的量程為0?15m4（

不計其電阻），電源電壓恒為3V,/?'為滑動變阻器，金屬電阻作

為溫度計的測溫探頭，在t>時，其阻值&隨溫度t的變化關系為a=100+0.5t（單位：0）。

（1）若要把燈放入溫度為0汽處進行測量，使電流表恰好達到滿量程，即電流為15mA,則此時滑動變

阻器R'接入電路的阻值為多大;

（2）保持（1）中滑動變阻器R接入電路的阻值不變，當被測溫度為600K時，電路消耗的電功率為多大?

14.如圖所示，水平桌面上固定著兩根足夠長的平行導槽，質量為2nl的U形管恰好能在兩導槽之間

自由滑動，一質量為m的小球沿水平方向，以初速度孫從U形管的一端射入，從另一端射出。已

知小球的半徑略小于管道半徑，不計一切摩擦。

（1）小球從U形管的另一端射出時的速度大小；

（2）從小球射入至射出U形管的過程中，U形管受到的沖量大??；

(3)小球運動到U形管圓弧部分最左端時的速度大小。

LK(俯視圖)

六、計算題(本大題共2小題，共20.0分)

15.炎熱的夏天，我們在課室打開空調后，由于課室并非是完全密閉的空間，室內空氣的質量會發(fā)

生變化。已知標準狀況下(壓強為1個標準大氣壓、溫度為(TC)空氣的密度為po,且降溫前后，

室內外壓強始終保持1個標準大氣壓。欲估算降溫前后室內空氣質量變化的大小，則

i.需要直接測量哪些物理量？

必根據這些測量量(分別用字母表示)，寫出演算過程及結果。

16.如圖，簡諧運動的圖象上有a、b、c、d、e、f六個點、,其中:

(1)與a點速度相同的點有哪些？

(2)圖象上從a點到c點，質點經過的路程為多少？

參考答案及解析

1.答案：D

解析：解：當Tn1有最小值時，摩擦力沿球面向下，受力如圖..

根據共點力平衡得，migs譏45。+狐=丁「（Ljg\

fm=吃=47ngeos45°

T=m2g

聯立三式解得：也=乎.

m23

故選：D.

對巾1進行受力分析，受重力、支持力、拉力以及摩擦力處于平衡，當？n1有最小值時，摩擦力沿球面

向下.根據共點力平衡求出詈的最小值.

Til2

解決本題的關鍵知道巾1受到的最大靜摩擦力可能沿球面向上，也可能沿球面向下，當沿球面向下時,

加1有最小值.根據共點力平衡可得出詈的最小值.

▲TH-2

2.答案：D

解析：解：氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2的能級時，輻射的光子能量大于從n=4的激發(fā)

態(tài)直接躍遷到n=2的能級時輻射的光子能量，所以光子能量大于藍光的光子能量，

y射線是原子核在發(fā)生a衰變和0衰變時產生的能量以y光子的形式釋放，是高頻電磁波，所以輻射的

光子能量小于y射線的光子能量.故。正確，A、B、C錯誤.

故選：D.

根據向低能級躍遷時，可以發(fā)出多種不同頻率的光子，求出能極差對應的光子波長，能級差最小的

放出的光子能量最小.

正確根據氫原子的能級公式和躍遷進行有關問題的計算，是原子物理部分的重點知識，要注意加強

訓練.

3.答案：A

解析：解：4、電容器帶電后，兩極板間是勻強電場，故A正確；

B、與電源相連后是充電還是放電，應看電容器原有電壓與電源電壓的大小關系，故8錯誤；

C、電容器要想放電，需將兩極板短接，故C錯誤；

D,電容是電容器本身的因素，與外界因素無關，故。錯誤。

故選：Ao

明確電容器的性質，知道電容是電容器本身的性質，與電量和電壓無關；電容器之間形成勻強電場。

對于電容器動態(tài)分析問題，往往是電容的決定式c=抵，電容的定義式c=4；明確電容與電量和

4nkdU

電壓無關。

4.答案：C

解析：解：4、已知發(fā)電機輸出電壓/不變，在升壓變壓器中，生=,，故升壓變壓器副線圈中的

電壓4不變，當用戶增多時，用戶消耗的功率增大，降壓變壓器副線圈中的電流增大，根據關=最可

知，輸電線路上的電流增大，由AU=/3r可知，損失的電壓增大，則｛/3=。2-4〃將減小，力也將

減小，故4錯誤，C正確；

B、通過4的分析，是由于/的減小，才導致了心的減小，故B錯誤；

。、用戶的總電阻減小，導致輸電線路上損失的電壓增大，故g和都減小，由可知，電流〃

總

會增大但小于原來兩倍，故。錯誤；

故選：C。

抓住升壓變壓器的輸入電壓不變，得出輸出電壓不變，當用戶增多時，消耗的電功率變大，則降壓

變壓器的輸入功率變大，降壓變壓器副線圈中的電流會增大，結合輸電線上的電壓損失得出降壓變

壓器原副線圈電壓的變化。

解決本題的關鍵知道輸出功率決定輸入功率，輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流。知

道升壓變壓器的輸出電壓、功率與降壓變壓器的輸入電壓、功率之間的關系。

5.答案：C

解析：解：AB,由圖象看出，火箭的速度一直是正值，說明火箭一直向上運動，J時刻速度為零，

上升到最高點，故4、8錯誤。

CD、速度圖線的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大。由圖象可知在t2?t3時間內火箭加速度

最大。故C正確，。錯誤。

故選：Co

速度圖象直接反映物體速度隨時間的變化情況，由速度的正負讀出速度的方向，分析火箭的運動情

況，判斷什么時刻火箭到達最大高度和什么時刻回到地面.根據斜率等于加速度，由數學知識判斷

加速度的大小.

本題關鍵要抓?。核俣?時間圖象速度的正負反映速度的方向，斜率表示加速度的大小，“面積”

表示位移.

6.答案：BC

解析：解：4、電場中兩點的電勢差U=?由電場本身決定，與電量和功力無關。故A錯誤；

B、由電勢差定義式可得W=qU,即移動的電荷越多，電場力做的功越大，故B正確；

C、根據電勢差的公式u=?得：兩點間的電勢差等于從其中一點移到另一點時，電場力所做的功與

電荷量的比值，1C的負電荷在電場中從a移動到b,若電場力做了1/的功，這兩點間的電勢差就是-IV,

即這兩點間的電勢差的大小是1伏，故C正確；

。、根據電勢差和電場力做功的公式U=?得：兩點間的電勢差等于從其中一點移到另一點時，電場

力所做的功與電荷量的比值，故。錯誤；

故選：BC?

電場中兩點的電勢差由電場本身決定，與電量和功W無關，電場力做功W=qU,只與電量和電勢差

有關，與具體路徑無關。

對于電勢差的定義式U=?要正確理解，明確電勢差U與那些因素有關，明確公式中各個物理量的含

義。

7.答案：BC

解析：解：4、轉臺轉速增加的過程中，物體做加速圓周運動，靜摩擦力沿著半徑方向的分力提供向

心力，切向分力使物體加速。故靜摩擦力不指向圓心，跟物體速度間夾角一定小于90。，故A錯誤，

B正確；

C、。轉臺勻速轉動時，物體做勻速圓周運動，物體所受的合力始終指向圓心，此時所受的靜摩擦力

方向一定指向轉軸，故C正確；。錯誤。

故選：BC.

物體做加速圓周運動，受重力、支持力、摩擦力，摩擦力的徑向分力提供向心力，切向分力使物體

加速.轉臺勻速轉動的過程中，轉臺對物體靜摩擦力的方向一定指向轉軸.

本題關鍵明確只有勻速圓周運動中合力才指向圓心，變速圓周運動中合力不指向圓心，合力的徑向

分力提供向心力，切向分力使改變速度大小.

8.答案：BC

解析：解：力、B、可先求出斜面中點4的動能Ec和勢能Ep.情況，滑塊初始機械能當=［小說①

滑塊向上做勻減速運動，可看成沿斜面向下的初速度為零的勻加速運動，由運動學公式/=2ax可

知，物體在斜面中點A的速度以=凈%.②

在4點的機械能演=+EPA(3)

聯立①②③式得：EA=+EPA=；描+EPA-.

因斜面與滑塊間有摩擦，所以&<Ei，即：所以，

1E1+EPA<E1,EPA<?EI

而％=EKA+EPA，

所以得到：EKA>EPA,故動能和勢能相等的位置應出現在4點之上，故A錯誤，B正確；

C、D、設斜面的高度為h,下滑到中點4時的動能為a小從最高點到A點物體克服摩擦力做功為W.

根據能量守恒定律得：mgh=mg-^+EkA+W

則得：mg-^=EkA+W,

4點的重力勢能為：EPA=-p可知，EPA>EkA,物體下滑過程，重力勢能減小，動能增加，所

以下降過程中動能和勢能相等的位置在4點下方.故C正確，。錯誤.

故選：BC.

由物體回到出發(fā)點的速度可知物體應受到阻力，則可知機械能的變化；要找出動能和勢能和同的點，

可以先表示出4點的機械能，則比較出發(fā)點與4點的機械能的關系可得出動能和勢能的關系，則可得

出動能和勢能相同的位置.

本題應注意物體上升和下降時均做勻速直線運動，利用勻變速直線運動公式求出位移中點A時的速度,

可以直接表示出中點處的動能；同時本題沒有直接找出相等的點，而是先比較4點時的動能和勢能再

確定相等點的位置，此點由選項應該能判斷出來.

9.答案：1.1x1051：11

解析：解：封閉氣體初狀態(tài)的溫度A=(273+27)K=300K,

5

壓強Pi=p0=1.0x10Pa,

氣體末狀態(tài)的溫度72=(273+57)K=330K,

加熱飯盒過程中，氣體體積不變，由查理定律得泉=票，

12

代入數據解得P2=11x10sPa,

打開排氣口放出氣體后，氣體末狀態(tài)的壓強「3=Po=1-0x105Pa,

由于氣體溫度不變，由玻意耳定律得P2%=P3%，

可得匕=1.1V2,

排出氣體與飯盒內剩余氣體的質量比為筒=皆=M

故答案為：1.1X105；1：11

本題第一空主要利用加熱過程氣體體積不變的條件，通過查理定律進行求解；打開排氣口之后，飯

盒中氣體溫度不變，故利用波意耳定律求出體積，再從體積之比得到質量之比。

本題考查理想氣體狀態(tài)方程，要求學生從題干得出有效條件，分別針對氣體體積不變、溫度不變兩

種情況運用公式進行求解，難度不大。

10.答案：3.14紫

解析：解：⑴光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的點E

到亮區(qū)中心G的距離就是所求最大半徑。如圖所示

設紫光臨界角為C，由全反射的知識得sinC=2

n

D

又AB=RsinC=-

n

y/n2—1

OB=RcosC=R---------

n

R

BF=ABtanC=-

nVn2—1

nR

GF=D—(OB+BF)=D--==

，九2-1

又生=竺

ABFB

2

所以有最大半徑為：rmax=GE=—AB=￡)Vn-1-nR

代入解得：rmax=Im

2

面積為：S=nr^ax?3.14m0

(2)紫色。當平行光從玻璃中射向空氣時，由于紫光的折射率的最大，則臨界角最小，所以首先發(fā)生

全反射，因此出射光線與屏幕的交點最遠。故圓形亮區(qū)的最外側是紫光。

故答案為：3.14,紫。

(1)光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的點E到亮區(qū)中心G的距離r就是所求最大半徑，作

出光路圖，根據sinC=工并結合幾何知識求解最大半徑，再求解最大面積；

n

(2)當平行光從玻璃中射向空氣時，由于紫光的折射率的最大，則臨界角最小，所以首先發(fā)生全反射,

因此出射光線與屏幕的交點最遠。

解決該題的關鍵是明確知道光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的點到亮區(qū)中心的距離就

是所求最大半徑，能根據幾何知識求解相關的長度。

11.答案:41.50；2.10；0.18；0.6

解析：解：(1)為了更好地利用紙帶，應先接通電源，再讓紙帶運動.

故選：A.

(2)AB間的距離為1.50cm,BC間的距離為2.10cm.

(3)B點的瞬時速度%=丁—m/s=0.18m/s,

根據△x=a7'2,運用逐差法得：4=注袈=(6.OO-3.6O)XIO-2=

故答案為：(1)4,(2)1.50,2.10,(3)0.18,0.6.

刻度尺的讀數要讀到最小刻度的下一位，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B

點的速度，根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度.

解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動

的推論運用.

12.答案：(1)%；&；(2)電路圖如下圖所示。

解析：試題分析：(1)由于電源電壓為15V,故電壓表的量程應選0?15V,又由于待測電阻的阻值約

為30。，故電路中的電流最大為，=0.54,故電流表的量程選擇0?0.64

(2)由于去即多，說明待測電阻的測量電路宜采用電流表內接法，滑動變阻器%(0?100),阻值

較小，宜采用分壓式，故電路圖如圖所示。

考點：伏安法測電阻的儀器選取，電路的設計。

13.答案:解：(1)當t=(TC時,Rt=100+0.5t=10012,

由歐姆定律得：此時電路中的總電阻：

R,；,=-=—n=2000,

忠I15x10-3

串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,

總

R'=R-Rt=2000-100/2=1000。

(2)當t=600汽時,Rt=100+0.5t=400n,

電路中的總電阻：

R,;=&+/?'=4000+100/2=5000,

電路消耗的總功率：

y232

P=—=—W=0.018IV

R總500o

答：(1)若要把&放入溫度為O°c處進行測量，使電流表恰好達到滿量程，即電流為15nM,則此時滑

動變阻器R'接入電路的阻值為1000。

(2)保持(1)中滑動變阻器R接入電路的阻值不變，當被測溫度為600K時，電路消耗的電功率為

0.018W。

解析：(1)根據a=100+0.5t求出0。(：時，金屬電阻的阻值，根據歐姆定律求出串聯電路中的總電

阻，利用電阻的串聯求出電路消耗的電功率。

(2)根據a=100+0.5C求出600久時，金屬電阻的阻值，進一步求出電路消耗的電功率。

該題考查了閉合電路歐姆定律的相關知識，本題審題非常關鍵，應由題干中所給信息明確出電阻與

溫度的關系，再去結合電學知識計算出結果。本題對學生要求較高，區(qū)分度較高。

14.答案：解：(1)小球從U形管的另一端射出時，小球與U形管系統機械能守恒，故：

1,1,1,

-mvn=-mvf4--x2mvo

202122

沿著軌道方向，系統動量守恒，以向左為正方向，故?n%=2m口2+

12

解得：Vi=--v0,v2--VO

即小球從U形管的另一端射出時，速度大小為：見,方向向右；

(2)對U形管，根據動量定理可得/=2mv2=|mv0

所以從小球射入至射出U形管的過程中，U形管受到的沖量大小為^血孫，方向向左；

(3)小球運動到U形管圓弧部分的最左端過程，沿著軌道方向，系統動量守恒，以向左為正方向，故

mv0=(m+2m)v

解得：V=|v0