2021届山东省泰安市高三（下）高考一模物理试题 含答案

高三一轮检测 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.某物体的运动图像如图所示，横、纵截距分别为 n 和 m，下列说法正确的是 A.若该图为 x t 图像，则物体速度一直减小 B.若该图为 x t 图像，则物体速度一直增大 C.若该图为 a t 图像，且物体的初速度为 0，则物体最大速度为 mn D.若该图为 a t 图像，且物体的初速度为 0，则物体的最大速度为 2 mn 2.单色光 B 的频率为单色光 A 的 1.5 倍，单色光 A 照射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动 能为 1E ；单色光 B 照射到该金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为 2E ，则该金属的逸出功为 A. 2 12 3E E B. 1 22 3E E C. 2 11.5E E D. 2 1 2 E E 3.如图所示，挂钩连接三根长度均为 L 的轻绳，三根轻绳的另一端与一质量为 m，直径为1.2L 的水平圆环 相连，连接点将圆环三等分。在挂钩拉力作用下圆环以加速度 1 2a g 匀减速上升，已知重力加速度为 g， 则每根绳上的拉力大小为 A. 5 6 mg B. 5 24 mg C. 5 12 mg D. 5 8 mg 4.有一台理想变压器及所接负载如下图所示，在原线圈 c、d 两端加上正弦交流电，已知 b 是原线圈的抽头， 电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大，下列说法正确的是 A.开关 1S 接 a，当滑片 P 向下滑动时，电压表 1V 示数不变，电压表 2V 示数变小 B.开关 1S 接 a，当滑片 P 向下滑动时，电流表 1A 示数不变，电流表 2A 示数变小 C.保持滑片 P 的位置不变，将开关 1S 由 a 改接 b，电容器所带电荷量的最大值将变小 D.保持滑片 P 的位置不变，将开关 1S 由 a 改接 b，电容器所带电荷量的最大值将变大 5.2021 年 2 月 10 日，“天问一号”探测器成功实施近火制动，被火星引力捕获，探测器顺利进入环绕火星 的大椭圆轨道，开启环绕火星之旅。要完成探测任务探测器需经历如图所示的变轨过程，轨道Ⅰ为圆轨道， 则下列说法正确的是 A.探测器在轨道Ⅱ上 P 点的动能小于在轨道Ⅰ上 P 点的动能 B.探测器在轨道Ⅰ上的机械能等于在轨道Ⅱ上的机械能 C.探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在 P 点减速 D.探测器在轨道Ⅱ上 P 点的加速度小于在轨道Ⅰ上 P 点的加速度 6.如图所示，a、b 两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度 0v 同时水平抛出，已知半圆 轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的 2 倍，若小球 b 能落到斜面上，则 A.a 球一定先落在半圆轨道上 B.b 球一定先落到斜面上 C.a、b 两球可能同时落在半圆轨道和斜面上 D.a 球可能垂直落在半圆轨道上 7.如图所示，两个固定的半径均为 r 的细圆环同轴放置， 1O 、 2O 分别为两细环的圆心，且 1 2 2O O r ，两 环分别带有均匀分布的等量异种电荷 Q 、 Q （ 0Q  ）。一带正电的粒子（重力不计）从 1O 由静止释放。 静电常量为 k。下列说法正确的是 A. 1 2O O 中点处的电场强度为 2 2 2 kQ r B. 1 2O O 中点处的电场强度为 2 2 4 kQ r C.粒子在 1 2O O 中点处动能最大 D.粒子在 2O 处动能最大 8.2020 年 1 月 1 日 TPMS（胎压监测系统）强制安装法规已开始执行。汽车行驶时 TPMS 显示某一轮胎内 的气体温度为 27℃，压强为 240 kPa ，己知该轮胎的容积为 30L，阿伏加德罗常数为 23 16.0 10 molAN   ， 0℃、1 atm 下 1 mol 任何气体的体积均为 22.4L，1atm 100kPa 。则该轮胎内气体的分子数约为 A. 231.8 10 B. 241.8 10 C. 238.0 10 D. 248.0 10 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9.如图所示，四边形 ABCD 是一块破璃砖的横截面示意图， 75A  ， 90D   ， DO 垂直 AB 于 O。 一束单色光从 O 点射入玻璃砖，入射角为 45i   时， AD 和CD 面都恰好没有光线射出。下列说法正确的 是 A.玻璃砖对该单色光的折射率为 2 B.玻璃砖对该单色光的折射率为 2 C.单色光从 AB 边射出时折射角为 45° D.单色光从 AB 边射出时折射角为 60° 10.如图所示，水平桌面上水平固定一半径为 L 的金属细圆环，圆环的电阻为 2r ，竖直向下的匀强磁场磁感 应强度大小为 B。一长度为 2L 、电阻为 r 的导体棒，由棒中点与圆环重合位置 A 点沿与棒垂直的直径以恒 定加速度 a 从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环始终接触良好。当棒经过环心时 A.棒两端的电势差为 2 2BL aL B.棒两端的电势差为 2 23 BL aL C.棒所受安培力的大小为 2 28 2 3 B L aL r D.棒所受安培力的大小为 2 28 2B L aL r 11.两辆汽车在同一直道上以相等的速度 0v 做同向直线运动，某时刻前车突然熄火做加速度大小为 1a 的匀减 速运动，后车司机经 t 时间后刹车，以大小为 2a 的加速度做匀减速运动，结果两车同时停下且没有发生碰 撞，则在前车熄火前，两车正常行驶时之间距离至少是 A. 0 2 v t B. 0v t C. 2 0 1 2 1 1 2 v a a      D. 2 0 1 2 1 1 2 v a a      12.如图甲所示，小球在始终竖直向上的拉力作用下由静止开始运动，运动过程中小球的机械能 E 与路程 x 的关系图像如图乙所示，其中 1Ox 过程的图像为曲线， 1 2x x 过程的图像为直线，忽略空气阻力。下列说法 正确的是 A. 1Ox 过程中小球所受拉力大于重力 B.路程为 1x 时小球的动能为零 C. 2Ox 过程中小球的重力势能一直增大 D. 1 2x x 过程中小球一定做匀加速直线运动 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13.（4 分）某物理兴趣小组的同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端通过拉力传感器固定在 光滑固定转轴 O 处，另一端系一小球。已知当地重力加速度为 g。使小球在竖直平面内做圆周运动，通过 拉力传感器读出小球在最高点时绳的拉力大小是 1F ，在最低点时绳的拉力大小是 2F 。 （1）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，还需要测量的物理量有______（单项选择，填选项前 面的字母代号）。 A.小球的质量 m B.轻绳的长度 L C.小球运行一周所需要的时间 T （2）请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：_______________（用题目 所给的字母表示）。 14.（10 分）现有一小量程电流表 G（表头），满偏电流为 30μA ，内阻约为 1000Ω，把它改装成 1 mA 、10 mA 的两量程电流表。 （1）采用如图甲所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为______，电源______ （填选项字母代号）。 A.滑动变阻器，最大阻值 50 kΩ B.滑动变阻器，最大阻值 150 kΩ C.电源 1.5V D.电源 3V （2）测量电流表表头的内阻时，闭合 1S ，断开 2S ，调节滑动变阻器使电流表指针指在 30μA 处；闭合 2S ， 调节电阻箱使电流表指针指在 10μA 处，此时电阻箱读数为 502Ω，则电流表表头的内阻为______Ω，测量 值比实际值______（填“偏大”或“偏小”）。 （3）如图乙所示，若将电流表 G 改装成 1 mA 、10 mA 的两量程电流表则 :a bR R  ______。 15.（7 分）一列简谐横波在 0.4st  时的波形图如图（a）所示，P 是介质中的质点，图（b）是质点 P 的振 动图像。已知该波在该介质中的传播速度为 20 m/s ，求： （1）波长和波的传播方向； （2）质点 P 的平衡位置的 x 坐标。 16.（9 分）如图，用光滑细杆弯成半径为 R 的四分之三圆弧 ABCDE ，固定在竖直面内，C、E 与圆心 O 在同一水平线上，D 为最低点。质量为 m 的小环 P（可视为质点）穿在圆弧细杆上，通过轻质细绳与相同 的小环 Q 相连，细绳绕过固定在 E 处的轻小光滑定滑轮。开始小环 P 处于圆弧细杆上 B 点，小环 Q 与 D 点等高，两环均处于静止状态。给小环微小扰动，使 P 沿圆弧向下运动。已知重力加速度为 g。求： （1）小环 P 在 B 点静止时对细杆的压力大小； （2）小环 P 下滑到 C 点时，小环 P 的速度； （3）小环 P 经过 D 点时，小环 Q 重力的瞬时功率。 17.（14 分）如图，间距为 2R 的平行正对金属板 MN 接在电压为 U 的电源上，以 O 为圆心、R 为半径的圆 与极板右端面相切于 C，CO 与板间中心线重合。圆区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，OA 是与极板端 面平行的半径。位于 A 处的粒子源向纸面内发射质量为 m、电荷量为  0q q  、速率为 v 的粒子，初速度 方向被限定在 AO 两侧夹角均为 的范围内。已知沿 AO 方向射入磁场的粒子恰好经过 C 点，所有粒子均 打在极板上，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求： （1）圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）经过 C 点的粒子从 A 处发射出来到打到极板经历的时间； （3）所有到达极板的粒子动能的最大差值； （4）粒子打到极板上的宽度。 18.（16 分）如图，质量 2kgM  的长木板 Q 静止在光滑水平面上，右端紧靠光滑固定曲面 AB 的最低点 B， 木板上表面与曲面相切于 B，水平面的左侧与木板左端相距为 x（未知且可调）处有一挡板 C。一质量 1kgm  的小滑块 P（可视为质点）从曲面上与 B 的高度差为 1.8m 处由静止滑下，经 B 点后滑上木板，最终滑块未 滑离木板。已知重力加速度大小为 10 2m/s ，滑块与木板之间的动摩擦因数为 0.3，木板与左挡板 C 和最低 点 B 的碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略，则从滑块滑上木板到二者最终都静止的过程中 （1）若木板只与 C 发生了 1 次碰撞，求木板的运动时间； （2）若木板只与 C 发生了 2 次碰撞，求最终 P 与 B 点的距离； （3）若木板只与 C 发生了 3 次碰撞，求 x 的值； （4）其他条件不变，若 2kgm  、 1kgM  ， 4 m3x  ，求木板通过的总路程。 高三一轮检测 物理试题参考答案及评分标准 一、选择题：本题共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题只有一项符合题目要求，第 9~12 题有 多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D A B D C C A B AC BC AD BD 三、非选择题：共 60 分。 13.（1）A （2） 2 1 6F F mg  本题共 4 分，每空 2 分。 14.（1）B D （2）1004Ω 偏小 （3）1：9 本题共 10 分，每空 2 分。 15.解：（1）由图像可知，波的周期 1.2sT  根据 v T  ① 可得 24m  ② 由振动图像可知， 0.4st  时质点 P 沿 y 轴负方向运动，所以该波沿 x 轴负方向传播。③ （2） 0x  处的质点，从平衡位置到 5cmy  处经历的时间 t ，则 由振动方程 2siny A tT  可得 12 Tt  ④ 所以 P 的平衡位置坐标为  Px v t t    ⑤ 代入数据解得 6mPx  ⑥ 评分参考：本题共 7 分，③2 分，其余每式各 1 分。其他方法解答，只要合理，照样给分。 16. 解：（1）小环 P 在 B 点静止时，受到重力 mg 、细绳的拉力T mg 、杆的支持力 N 作用，由平衡条件 知，OB 连线与 P 的重力、细绳 BE 的夹角相等 由几何关系知 BE 与CE 间的夹角为 30   ① 所以 2 cosN mg  ② 整理得 3mgN  ③ （2）由几何关系 2 cosBE R  ④ 小环 P 下滑到 C 点时，Q 的速度 0Qv  ⑤ 根据机械能守恒定律     212 cos sin 2 2 cos 2 Cmg R mg R R mv      ⑥ 整理得  3 3 4Cv gR  ⑦ （3）小环 P 经过 D 点时，细绳 DE 部分与水平方向的夹角为 45   长度为 2DE R ⑧ 此时小环 P 的速度 pv 与 Q 的速度 Qv 的关系为 cosP Qv v  ⑨ 根据机械能守恒定律     2 21 12 cos sin 2 cos 2 2 2P Qmg R R mg R R mv mv        ⑩ 整理得 3 3 2 2 2 3Qv gR  此时 Q 的重力做功的功率为 QP mgv ⑪ 即 3 3 2 2 2 3P mg gR  ⑫ 评分参考：本题共 9 分，（1）3 分，（2）3 分，（3）3 分。①②③⑥⑦⑩每式 1 分，④⑤共 1 分，③⑨共 1 分， ⑪⑫ 共 1 分。其他方法解答，只要合理，照样给分。 17.解：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径为 r，洛伦兹力提供向心力 2vqvB m r  ① 由几何关系可知 r R ② 所以 mvB qR  ③ （2）经过 C 点的粒子在磁场中运动的时间 1 1 2 R t v   ④ 粒子沿垂直极板方向做匀加速运动，运动时间 2t 2 2 1 2R at ⑤ 2 qUa mR  ⑥ 1 2t t t  整理得 22 R mt Rv qU   ⑦ （3）所有粒子从磁场射出时速度方向均平行于金属板，设范围介于磁场边界的 D、F 之间。 D 与 M 沿垂直极板方向的距离 1 siny R R   ⑧ F 与 M 沿垂直极板方向的距离 2 siny R R   ⑨ 粒子到达 M 板的最大动能差  1 2KE qE y y   ⑩ 整理得 sinKE qU   ⑪（4）粒子在金属板间做类平抛运动 沿平行于极板方向 x vt ⑫沿垂直于极板方向 21 2y at ⑬ 1 2x x x   整理得  2 1 sin 1 sinmx vR qU       ⑭ 评分参考：本题共 14 分，每式 1 分。其他方法解答，只要合理，这样给分。 18. 解：（1）P 从 A 到 B 过程，根据机械能守恒定律 21 2mgh mv ① 代入数据解得 6m / sv  P 在 Q 上做匀减速运动，Q 做匀加速运动，运动过程中二者的动量守恒。若木板只与 C 发生了一次碰撞， 即碰前 P 与 Q 的动量大小相等。 P Qmv mv Mv  ② P Qmv Mv ③ 代入数据解得 1.5m / sQv  而 1Qmg Ma  ④ Q 的运动时间 1 2 Q Q vt a  ⑤ 解得 2st  ⑥ （2）木板与 C 发生 2 次碰撞后，最终停止时右端与 B 刚好接触。此过程中滑块在木板上一直做匀减速运动。 2 2 Pv a L ⑦ Pmg ma  ⑧ 代入数据解得 6mL  ⑨ （3）木板共与 C 发生了 3 次碰撞，即第 3 次碰撞前木板于滑块的动量大小相等。每次碰撞前木板的速度都 相等，设为 3Qv ，即每次碰撞过程中 C 对木板的冲量大小为 1 32 QI Mv ⑩ 从 P 滑上 Q 到最终都静止过程，对 P、Q 整体根据动量定理得 13I mv ⑪解得 1 m / s2Qv  而 2 3 2Q Qv a x ⑫解得 1 m12x  ⑬（4） 2kgm  ， 1kgM  时，根据牛顿定律 2Qmg Ma  ⑭2 2 6m / sQa  碰撞前木板的速度 2 1 22Q Qv a X ⑮解得 1 4m / sQv  根据动量守恒定律 1 1p Qmv mv Mv  ⑯解得 1 14m / sP Qv v  ⑰碰后木板向右匀减速到速度为零后向左匀加速，滑块一直向左匀减速直到二者速度相等。从第 1 次碰后到 第 2 次碰前，此过程木板的路程 2 1 1 2 2 2 Q Q vs a  ⑱ 根据动量守恒定律  1 1 2P Q Qmv Mv M m v   ⑲ 2 1Q Q m Mv vM m   ⑳第 2 次碰后到第 3 次碰前 2 2 2 2 2 2 Q Q vs a  ㉑ 即 2 2 2 1 1 1 1 1 3 9 m Ms s s sM m             ㉒  2 2 3p Q Qmv Mv M m v   ㉓ 3 2Q Q M mv vM m   ㉔ 2 3 3 2 2 2 Q Q vs a  ㉕ 即 2 3 2 m Ms sm M      2 2 1 1 1 9 9s s      ㉖ 以此类推 1 1 1 9 n ns s      ㉗ 木板通过的路程为 1 2 3 ns X s s s s      ㉘ 而 1 2s X ㉙ 即 2 3 1 1 1 1 1 1 1 9 9 9s X s s s s                1 11 9 11 9 n s X s       当 n  时， 1 9 8s X s  所以 13 m3s  ㉚ 评分参考：本题共 16 分，（1）4 分，（2）2 分，（3）4 分，（5）6 分。①②③每式 1 分，④⑤⑥共 1 分，⑨ 式 1 分，⑦⑧共 1 分，⑩ ⑪⑫⑬ 每式各 1 分， ⑭⑮⑯⑰ 共 1 分， ⑱⑲⑳ ㉑㉒共 1 分，共 1 分，㉓㉔㉕ ㉖共 1 分，㉗㉘㉙式 1 分，㉚式 1 分。其他方法解答，只要合理，照样给分。