2021届山东省菏泽市高考一模物理试题 含答案

2021 届高三联考 物理试题 2021.3 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分 100 分，考试时间 90 分钟. 2.答题前，考生务必用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚. 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应 题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域 内作答，超出答题区域书写的答案无效．．．．．．．．．．．．．，在试题卷．．．．、草稿纸上作答无效．．．．．．．．. 4.本卷命题范围：高考范围. 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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.以下关于原子核及其变化的说法正确的是（ ） A. 粒子轰击 14 7 N，生成 17 8 O 并放出中子 B.经过 6 次 衰变，2 次  衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了 12 个 C.在原子核内部，只有相邻的核子之间有核力作用 D.“人造太阳”实质是核聚变，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同 2.为了迎接春节，冬至前后，是自制“纯手工腊肉”最佳的时期，用图示支架悬挂腊肉.OA 、OB 为承重 的轻杆，A、O、B 始终在同一竖直平面内，OA 可绕 A 点自由转动，OB 与OA 通过铰链连接，可绕 O 点 自由转动.现将腌制好的鲜猪肉用结实的细绳悬挂于 O 点，OA 杆所受作用力大小为 1,F OB杆所受的作用 力大小为 2F .下列说法正确的是（ ） A.保持 A、B 端不动，在鲜猪肉风干变成腊肉的过程中， 1F 逐渐变小， 2F 逐渐变大 B.保持 A、B 端不动，在鲜猪肉风干变成腊肉的过程中， 1F 逐渐变大， 2F 逐渐变小 C.现为了取下风干好的腊肉，让 B 端沿地面上的 AB 连线向左缓慢移动， 1F 逐渐变大、 2F 先变小后变大 D.现为了取下风干好的腊肉，让 B 端沿地面上的 AB 连线向左缓慢移动， 1F 、 2F 都逐渐变大 3.每个小伙伴都有一个飞行梦，现在钢铁侠的梦想就能成为现实.2020 年中国深圳光启公司的马丁飞行背包 接受预定，交付期一年.消防员利用马丁飞行背包在某次高楼火灾观测时，竖直飞行的v t 图像如图所示， 下列说法正确的是（ ） A.消防员上升的最大高度为 225m B.消防员在 2.5 3.0min 加速度最大 C.消防员在 3.5 4.25min 处于失重状态 D.消防员在 2.5 4.25min ，平均速度大小约为 6.43m/s 4.如图所示，质量 1kgm  的物块放置在竖直固定的弹簧上方（未栓接），用力向下压物块至某一位置，然 后由静止释放，取该位置为物块运动的起始位置，物块上升过程的 a x 图像如图所示，不计空气阻力，重 力加速度 210m/sg .则下列说法正确的是（ ） A.物块运动过程的最大加速度大小为 220m / s B.弹簧的劲度系数为 50N / m C.弹簧最大弹性势能为 9J D.物块加速度为 0 时离开弹簧 5.如图甲所示，一列简谐横波沿 x 轴传播，A、B 为平衡位置相距8m 的两个质点，它们的振动图像如图乙 所示，则该波的波速可能是（ ） A. 40 m / s3 B. 80 m / s7 C. 40m/s D.8m/s 6.如图所示用甲、乙两种电路研究光电效应，由下列实验现象得出的实验结论中正确的是（ ） A.使用乙图电路做实验，当光的强度一定时，调节触头 P 使电压表示数增加，电流表示数并不是一直增大， 说明单位时间内产生的光电子数量是一定的 B.使用乙图电路做实验，为了验证光电管极限频率的存在，必须把触头 P 移动到 A 端 C.使用甲图电路做实验，用不同颜色的光照射光电管，通过调节触头 P，使电流表示数为零，电压表示数越 大时，说明此金属的逸出功越大 D.使用甲图电路做实验，无论用什么频率的光照射光电管，电流表都不可能有电流 7.一交流电源电压 220 2sin100 (V)u t ，通过理想变压器对下图电路供电，已知原、副线圈匝数比为 10 :1 ， 1L 灯泡的额定功率为 4W ， 2L 灯泡的额定功率为 20W ，排气扇电动机线圈的电阻为1Ω，电流表 的示数为 2A ，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（ ） A.流过 1L 的电流为 20A B.排气扇电动机的发热功率 2W C.整个电路消耗的功率 44W D.排气扇电动机的输出功率 20W 8.一个边长为2L的等边三角形磁场区域，一个底边为 L 的直角三角形金属线框，线框电阻为 R，二者等高， 金属线框以速度 v 匀速穿过磁场区域的过程中，规定逆时针方向的电流为正，线框中感应电流 i 随位移 x 变 化的图线正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分.在每小题给出的四个选项中，有多项 符合题目要求.全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 9.2020 年 11 月 24 日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11 月 28 日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12 月 17 日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球.假设嫦娥五号环绕 月球飞行时，在距月球表面高度为 h 处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周 期 T，已知万有引力常量 G 和月球半径 R.则（ ） A.嫦娥五号绕月球飞行的线速度 2 R T  B.月球的质量为 2 3 2 4 ( )R h GT   C.月球表面的重力加速度 2 3 2 2 4 ( )R h R T   D.月球的第一宇宙速度 2 ( )R h T   10.如图所示，空中的六个点 A、B、C、D、E、F 为正八面体的六个顶点，在 A 点固定一个 Q 的点电荷， 在 F 点固定一个 Q 的点电荷，已知 O 点为 BE 的中点，M 点为 AB 的中点.下列说法正确的是（ ） A.B、C、D、E 点处的电势相等 B.B、C、D、E 点处的电场强度相同 C.将一个电子从 O 点移到 M 点电势能增加 D.电势差 AM MBU U 11.如图所示，一物块前端有一滑轮，轻绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端用力 F 拉住，力 F 大小如图甲所示，前10s 内物块的 v t 图像如图乙所示，保持力 F 与水平方向之间的夹角 60  不变， 当用力 F 拉绳使物块前进时，下列说法正确的是（ ） A.0 5s 内拉力 F 做的功为 75J B. 3s 末拉力 F 的功率为 9W C.5 10s 内厚擦力大小为 6N D.5 10s 内拉力 F 做的功为150J 12.边长为 a 的立方体透明材料中心 O 处安装一红色点光源，O点为上表面的中心，透明材料对该单色光的 折射率为 4 3 ，光在真空中的传播速度为 c，不考虑二次反射，则（ ） A.在O点观察到 O 的深度为 3 8 a B.光从立方体中射出需要的最短时间为 2 3 a c C.若点光源发出蓝光，透明材料表面有光出射的区域面积将减小 D.光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的 9 64  三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分. 13.（6 分）某同学利用如图所示的装置做“验证碰撞中的动量守恒”实验.具体操作如下： A.把带有斜槽的长木板调整水平后固定，用天平称出甲、乙两玩具小车的质量，记为 1m 、 2m B.将小车甲从斜槽上的某点 P 由静止释放，最终甲车停在长木板上的 M 点，在长木板靠近斜槽的位置选一 点 O，用直尺测量出 0OM L C.把小车乙静止放在 O 点，将小车甲再次从 P 点由静止释放，两车在 O 点相碰后，最终停在长木板上的 N、 S 位置，分别测量出 1 2,ON L OS L  D.改变 P 点的位置，重复步骤 B、C，多次实验. 回答下列问题： （1）本实验的实验条件：要求两小车与长木板间的动摩擦因数  甲 ________ 乙. （2）满足上述实验条件后，要验证碰撞中的动量守恒，只要验证__________成立即可.（用测量的物理量写 出关系式） （3）某同学根据获得的实验数据总得到 1 0 1 1 2 2mL mL m L  关系式，你认为两车的碰撞属于_______碰撞. 14.（8 分）一块电压表的刻度线清楚，但刻度上的数字模糊不清.某同学为了测定该电压表的内阻，除了待 测电压表之外，实验室提供的器材如下： A.电流表（量程为1mA ） B.变阻箱 0(0 9999.9Ω)R  C.滑动变阻器 1R （最大阻值为 20Ω，额定电流为1A） D.滑动变阻器 2R （最大阻值为 500Ω，额定电流为 0.5mA） E.电源（电动势为 9V ，内阻约为1Ω） F.开关一个，导线若干. （1）采用如图甲所示的实验电路，选用的滑动变阻器为________（填“ 1R ”或“ 2R ”）. （2）连接好实验电路，在闭合开关 S 前将滑动变阻器的滑片调到________（填“a”或“b”）端，电阻箱 的阻值调到最大，闭合开关 S，调节滑动变阻器和电阻箱.使电压表指针满偏，记录电流表的读数 I 和电阻箱 的阻值 R. （3）保持电压表的指针满偏，调节滑动变阻器、电阻箱的阻值，记录多组实验数据，绘出的 1I R  图像如 图乙所示.则该电压表的量程为____________，内阻为___________. 15.（8 分）我国 5G 技术和应用居世界前列，在不少大城市已经使用无人驾驶公交车.在这种公交车上都配 备主动刹车系统.当车速超过 30km/ h ，或者车距小于10m时，汽车主动刹车系统启动预判：车载电脑通过 雷达采集数据，分析计算，若预判 0.6 秒后发生事故，则汽车自己会主动刹车.某公交车以 1 36km/hv  的 速度匀速行驶，在公交车正前方相距 20mL  处有一大货车，正以 2 18km/hv  的速度匀速行驶.（重力加 速度 210m/sg ） （1）经过多长时间，公交车主动刹车. （2）若刹车时公交车所受阻力为车重的 0.7 倍，请分析说明公交车与货车会相撞吗？ 16.（10 分）如图所示为按压式手动饮水机示意图，通过按压上面的按钮，可把空气压入水桶中，把水桶中 的水排出桶外，整个装置气密性良好.小明同学 为了测量按压一次压入水桶内的气体体积，先按压几次， 确保出水管有水流出后做了如下操作： 让水桶中的水面下降 10cmh  需要按压 N 次，称出水桶中水减少的质量 5.72kgm  ；要让水桶中的水面 接着再下降 10cmh  ，则需要再按压 ( 1)N  次.已知水桶的内径处处相同，每次按压进入桶内的气体体积 相同，大气压强 5 0 1 10 PaP   ，水的密度 3 3 21 10 kg/m , 10m/sg    .根据以上测量数据，请你帮助 小明计算出一次压入的空气体积 0V ？ 17.（12 分）如图所示，光滑的半圆形轨道固定在竖直平面内，直径 BC 竖直，其底端与水平传送带右端平 滑连接.传送带长度 6mL  并以 4m / sv  的速度逆时针匀速转动.现有一个质量 1kgm  可视为质点的小 滑块，以 0 10m/sv  的水平速度冲上传送带左端，方向水平向右.已知滑块与传送带间的动摩擦因数 0.3  ， 半圆形轨道半径 1.5mR  ，重力加速度 210m/sg .求： （1）小滑块滑上半圆形轨道前，因摩擦而产生的热量； （2）试分析小滑块滑上半圆轨道后，能否通过最高点 C.（要求有论证过程） 18.（16 分）人造太阳可以解决人类的能源短缺问题，其原理是氢核聚变反应，发生反应时，压力需要非常 大，温度需要高达 5000 万度以上，没有材料能够承受这么高的温度和压力.所以科学家就设计了一种装置， 让高温高压状态下的氢核由强磁场束缚住，不让它乱跑，也不让它与周边的材料接触，以免材料在高温下 融化.2020 年 12 月 4 日 14 时 02 分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置 (HL 2M ) 在成 都建成并实现首次放电.如图为磁约束装置的某种简易原理图，同心圆圆心 O 与 xOy 平面坐标系原点重合， 半径为 0R 的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场 1B .质量为 m，电荷量为 q 速度为 0v 的带 正电的粒子从坐标为  00,R 的 A 点沿 y 轴负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子经过坐标为 0 0 3 1 2 2R R       、 的 P 点， 速度方向与 x 轴正方向夹角为，当在环形区域Ⅱ中加上方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场 2B 时，上述粒 子仍从 A 点沿 y 轴负方向射入区域Ⅰ，该粒子恰好能够约束在磁场区域内，不计重力和粒子间的相互作用. （1）求夹角 和区域Ⅰ中磁感应强度 1B 的大小； （2）若环形区域Ⅱ中磁场强度 2 1 3 3B B ，求环形外圆的半径 R； （3）求粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次经过 A 点的过程中所通过的总路程； （4）求粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入磁场Ⅰ至再次从 A 点沿 y 轴负方向进入磁场Ⅰ的运动总时间. 2021 届高三联考·物理试题 参考答案、提示及评分细则 一、单项选择题（每小题 3 分，共 24 分） 1.C 2.D 3.D 4.A 5.B 6.A 7.C 8.B 二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 分，全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得 0 分） 9.BC 10.ABD 11.CD 12.ABC 三、非选择题 13.（1）等于（或“=”） （2） 1 0 1 1 2 2m L m L m L  （3）非弹性碰撞（每空 2 分，共 6 分） 14.（1） 1R （2）a （3）3V 6kΩ （每空 2 分，共 8 分） 15.（8 分）解：（1）当两车相距 0x 时公交车开始主动刹车， 0 0.6st   0 1 2 0 3mx v v t  ①（1 分） 设两车从相距 20m到相距 0 3mx  经过的时间为 1t ，  1 2 1 0v v t l x   ②（1 分） 解①②得 1 3.4st  （1 分） （2）公交车刹车时，由牛顿第二定律得： kmg ma ③（1 分） 0.7k  从公交车刹车到两车速度相同，设时间为 2t 1 2 2 v vt a  ④（1 分） 公交车位移 2 1 1 2 2 1 2x v t at  ⑤（1 分） 解得 1 5.36mx  大货车位移 2 2 2 3.57mx v t  因为 2 0 6.57m 5.36mx x   （1 分） 所以，不相撞.（1 分） 16.（10 分）解：设水桶的横截面积为 s m sh ①（1 分） 第一次取水前桶内气体的压强为 P 体积为 V，取水后压强为 P gh ，体积为V sh ，由玻意耳定律得： 0 0 1ΔNPV P V ②（1 分）  1Δ ( ) ( )P V V P gh V sh     ③（2 分） 第二次取水前桶内气体的压强为 P gh ，体积为V sh ，取水后压强为 2P gh ，体积为 2V sh ， 由玻意耳定律得 0 0 2( 1) ( )ΔN PV P gh V    ④（1 分）  2( ) Δ ( 2 ) ( 2 )P gh V sh V P gh V sh         ⑤（2 分） 联立①②③④⑤式解得 2 0 0 2PV gsh ⑥（2 分） 代入数据后得到 4 3 0 1.144 10 mV   （1 分） 17.（12 分）解：（1）滑块从 A 到 B 的过程， mg ma  ①（1 分） 由 2 2 0 2Bv v aL  ②（1 分） 得 8m/sBv  由 0Bv v at  得： 2 s3t  传送带滑过的距离，由  x vt带 ③（1 分） 得   8 m3x 带 （1 分） 则滑块与传送带相对滑过的路程  Δx L x  带 ④（1 分） 得： 26Δ m3x  所以，因摩擦而产生的热量 Δ 26JQ mg x  （2 分） （2）设滑块能过最高点 C，且速度大小为 Cv 据机械能守恒定律得 2 21 122 2B Cmv mg R mv   ⑤（1 分） 得： 2m/sCv  （1 分） 若滑块能过 C 点，必有 2  vmg m R  最小 ⑥（1 分） 即   15m / sv 最小 （1 分） 由于 Cv v 最小，所以滑块无法通过最高点 C.（1 分） 18.（16 分）解：（1）粒子轨迹如图所示，由几何关系， 0 0 1 2tan 3 2 R R   ①（1 分） 解得 3tan 3   所以 30   （1 分） 设粒子在磁场区域Ⅰ中圆周运动半径为 1r，由几何关系得 1 0 tan30r R  ②（1 分） 解得 0 1 3 3 Rr  粒子在环形区域Ⅰ中匀速圆周运动 2 0 0 1 1 vqv B m r  ③（1 分） 0 1 0 3mvB qR  1 分 （2）粒子在环形区域Ⅱ中匀速圆周运动，设半径为 2r ，由牛顿第二定律得 2 0 0 2 2 vqv B m r  ④（1 分） 又因为 2 1 3 3B B 解得 2 0r R （1 分） 粒子轨迹如图，由几何关系可得环形磁场区域Ⅱ外圆半径 0( 2 1)R R  ⑤（1 分） （3）粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次经过 A 点的过程中所通过的总路程 1 2 1 33 2 2 23 4s r r       ⑥（2 分） 解得 0 0 2 3 33 Rs R   （1 分） （4）经分析，对粒子从 A 点沿 y 轴负方向进入磁场区域Ⅰ，在磁场区域Ⅰ中经 3 次的120偏转和在磁场区 域Ⅱ中经 3 次的 270 偏转，则粒子如图沿 x 轴负方向进入磁场区域Ⅰ （1 分） 0 1 2 1 33 2 3 23 4s r r       ⑦（1 分） 0 0 0 2 3 9 3 2 Rs R   运动时间 0 0 0 0 0 2 3 9 3 2 R Rt v v    ⑧（1 分） 所以 04t t ⑨（1 分） 解得 0 0 0 0 8 3 18 3 R Rt v v    （1 分）