山东省菏泽市2021届高三物理3月一模试题（Word版附答案）

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.α粒子轰击 14 7 N，生成 17 8 O 并放出中子 B.经过 6 次α衰变，2 次β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 F1，OB 杆所受的作用力大小为 F2。下列说法正确的是 A.保持 A、B 端不动，在鲜猪肉风千变成腊肉的过程中，F1 逐渐变小，F2 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，F1 逐渐变大，F2 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，F1 逐渐变大、F2 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，F1、F2 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 m＝1kg 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 g＝10m/s2。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 20m/s2 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 3 m/s B. 80 7 m/s 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 u＝220 2 sin100πt(V)，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，L1 灯泡的额定功率为 4W，L2 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 L1 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 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  32 2 4 R h GT   C.月球表面的重力加速度  32 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 UAM>UMB 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θ＝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 内摩擦力大小为 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 m1、m2 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 OM＝L0 C.把小车乙静止放在 0 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 ON＝L1，OS＝L2 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µ甲 µ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 m1L0>m1L1＋m2L2 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 R0(0～9999.9Ω) C.滑动变阻器 R1(最大阻值为 20Ω，额定电流为 1A) D.滑动变阻器 R2(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“R1”或“R2”)。 (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 I － 1 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 v1＝36km/h 的速度匀速行驶，在公交车正前方相距 L＝20m 处有一大 货车，正以 v2＝18km/h 的速度匀速行驶。(重力加速度 g＝10m/s2) (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 h＝10cm 需要按压 N 次，称出水桶中水减少的质量 m＝5.72kg；要 让水桶中的水面接着再下降 h＝10cm，则需要再按压(N＋1)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 P0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103 kg/m3，g＝ 10m/s2。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 V0？ 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 L＝6m 并以 v＝4m/s 的速度逆时针匀速转动。现有一个质量 m＝1kg 可视为质点的小滑块，以 v0＝10m/s 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μ＝0.3，半圆形轨道半径 R＝1.5m，重力加速度 g＝10m/s2。 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 R0 的圆形区域 I 内有方向垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场 B1。质量为 m，电荷量为 q，速度为 v0 的带正电的 粒子从坐标为(0、R0)的 A 点沿 y 轴负方向射入磁场区域 I，粒子经过坐标为( 3 2 R0、 1 2 R0) 的 P 点，速度方向与 x 轴正方向夹角为θ。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 B2 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θ和区域 I 中磁感应强度 B1 的大小； (2)若环形区域 II 中磁场强度 B2＝ 3 3 B1，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。