山东省枣庄市2021届高三物理4月二模试题（Word版附答案）

枣庄市 2021 届高三模拟考试 物理试题 2021.04 本试卷 10 页。总分 100 分。考试时间 90 分钟。 注意事项： 1．答题前，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。 1．2021 年 3 月中旬，我国大部分地区经历了近 10 年来最强的沙尘暴，给人们的生活带来了 极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变，关于这团沙尘暴，以下 说法正确的是 A．该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其它物质颗粒 无规则运动的动能和势能的总和 B．该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、风势逐渐减 弱，则其内能逐渐减小 C．沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性 D．沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动 2．通信卫星在现代生活、生产和科学研究等活动中发挥重要作用。已知地球的半径为 R，地 球自转角速度为 ，地球赤道同步通信卫星距离地面的高度为 h，则下列关于地球赤道同步通 信卫星的说法正确的是 A．以地心为参考系，该卫星是静止的 B．以地面为参考系，该卫星做匀速圆周运动 C．以地面为参考系，该卫星的加速度大小为  2 R h  D．以太阳为参考系，该卫星的运动不是匀速圆周运动 3．如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块 a b c、 、 放在三个完全相同的斜面 体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块 a b c、 、 以相同初速度下滑，其 v—t 图像如图 所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止， a b c、 、 与斜面之间的动摩擦因数分别为 a b c  、 、 ，斜面体对地面的压力分别为 Na Nb NcF F F、 、 ，斜面体对地面的摩擦力分别为 a b cf f f、 、 。下列判断错误的是 A． a b c    B． Na Nb NcF F F  C． 0b a cf f f ， 向右， 向左 D． 0b a cf f f ， 向左， 向右 4．如图甲所示，在距水平地面 h 高处固定的点光源 L 及小金属球 P 左右紧贴放置。小金属球 P 以初速度 v0 水平向右抛出，最后落到水平地面上，运动中不计空气阻力。以抛出点为坐标 原点 O、水平向右为 x 轴正方向、竖直向下为 y 轴正方向建立平面直角坐标系。设经过时间 t 小金属球 P 运动至 A 点，其在地面的投影为 B 点，B 点横坐标为 Bx ；小金属球 P 在 A 点速度 的反方向延长线交于 x 轴的 C 点，C 点横坐标为 Cx 。以下图 像能正确描述 B Cx x、 随时间 t 变化关系的是 5．在平静的介质中，从波源 O 发出的一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t1 秒时刻的波形用实 线表示，t2 秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点 Q 位于 =18x m 处，则下列说法正确 的是 A．该简谐横波的波长可能为 6m B．该波的波速大小一定为 2 1 4 /m st t C．在 t1 秒时刻至 t2 秒时刻这段时间内， 介质中的质点 M 的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成 D．根据图像无法判断质点 Q 的起振方向 6．如图所示为长方体均匀玻璃砖的截面，厚度为 L。现有两种单色光组成的复合光，从 O 点 射入玻璃砖，入射角为 60°，其折射光线分别沿 OA、OB 方向，对应的折射角分别为 37°、 53°。光从 O 点到 A 点的传 播时间为 tOA ，从 O 点到 B 点的传 播时间为 tOB 。已知 0 0 0 03sin60 ,cos60 0.5,sin37 0.6,cos37 0.82     。则下列对 tOA 和 tOB 大小关系的比较，正确的是 A．tOA=tOB B．tOAtOB D．无法确定 7．如图所示，水平面内三点 A、B、C 为等边三角形的三个顶点，三角形的边长为 L，O 点为 AB 边的中点。CD 为光滑绝缘细杆，D 点在 O 点的正上方，且 D 点到 A、B 两点的距离均为 L。在 A、B 两点分别固定点电荷，电荷量均－Q。现将一个质量为 m、电荷量为+q 的中间有 细孔的小球套在细杆上，从 D 点由静止释放。已知静电力常量为 k、重力加速度为 g、且 2 3 3 Qqk mgL  ，忽略空气阻力。下列说法正确的是 A．固定在 A、B 处两点电荷的合电场在 C、D 两点的场 强相同 B．小球在 D 点刚释放时的加速度大小为 2 6 2 3 g      C．小球到达 C 点的速度大小为 3gL D．小球将在 D、C 两点之间做往复运动 8．如图所示，虚线右侧有竖直向下的电场强度 E=45N／ C 的匀强电场及垂直于电场向外的磁感应强度 B=0.25T 的匀强磁场。在光滑绝缘的水平面上 有两个等大的金属小球 A、B，小球 A 不带电，其质量 mA=0.05Kg，紧贴虚线静置的小球 B 带电量 qB=－4×10-3C，其质量 mB=0.01kg。小 球 A 以速度 v0=20m／s 水平向右与小球 B 发生 正碰，碰后小球 B 垂直于电、磁场直接进入正 交电、磁场中。刚进入正交电、磁场的瞬间，小 球 B 竖直方向的加速度恰好为零。设小球 A、B 碰撞瞬间电荷均分，取 g=10m／s2。则下列说法正 确的是 A．碰后瞬间，小球 A 的速度大小为 10m／s B．小球 A 在刚进入正交电、磁场后的短时间内，其电势能减少 C．碰撞过程中，小球 A 对小球 B 做的功为 2J D．小球 A、B 之间的碰撞为弹性碰撞 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．北京时间 2021 年 2 月 19 日 4 时 55 分，美国“毅力号”火星车成 功登陆火星。“空中起重机”和“毅力号”火星车组合体到达着陆点 上空 20m 处后，“空中起重机”保持大小为 0.75m／s 的速度竖直下降， 同时，在着陆点上空 20m 处时，以相对“空中起重机”大小也为 0.75m ／s 的速度立即(时间很短，可忽略)竖直向下释放火星车；当全长为 7.6m 的吊索完全释放后，组合体又立即(时间很短，可忽略)共同以 0.75m／s 的速度下降，直到火星车着陆，然后断开吊索，“空中起重 机”飘离。设火星质量是地球质量的 p 倍，火星半径是地球半径的 q 倍，地球表面重力加速度为 g，引力常量为 G。假设工作中组合体(含 燃料)的总质量 M 保持不变，不考虑下降过程中重力的变化，工作时喷出的气体密度为  ，“空 中起重机”共四台发动机，每台发动机喷口截面为 S；下列说法正确的是 A．火星表面的重力加速度大小为 2 pg gq 火 B．匀速竖直下降的过程中，发动机喷出气体相对火星表面的速度大小为 1 2 Mpg q S C．从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，空中起重机下降的时问约为 16.5s D．从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，吊索的拉力始终保持不变 10．如图所示的长方体金属导体，前表面为 abcd。已知 Lab=10cm、Lbc=5cm。当 C、D 两端加 电压 U 时，其中电流为 2A；当 A、B 两端加 电压 2U 时，其中电流为 I。下列说法正确的 是 A．I=2A B．I=1A C．若 A 端接电源正极、B 端接负极，同时 加一垂直于 abcd 面向里的匀强磁场，则 C 端 电势高 D．若 A 端接电源正极、B 端接负极，同时加一垂直于 abcd 面向里的匀强磁场，则 D 端电势 高 11．如图甲所示，足够长的光滑金属导轨内有垂直于导轨平面向里方向不变的匀强磁场，其磁 感应强度 B 随时间 t 的变化图像如图乙所示。导轨左端接有一个电阻值恒为 R 的灯泡。从 0 时刻开始，垂直于导轨的导体棒 ab 在水平外力 F 的作用下从导轨的左端沿导轨以速度 v 水平 向右匀速运动。导体棒 ab 的长度为 l ，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导体棒与导轨的 电阻均不计。在导体棒 ab 向右运动的过程中，下列说法正确的是 A．灯泡亮度不变 B．灯泡逐渐变亮 C．在运动后 t0 时刻， 2 2 02B l vF R  D．在运动后 t0 时刻， 2 2 0B l vF R  12．如图所示，倾角为 的光滑斜面固定在地面上，其底部垂直于斜面固定一个挡板。置于斜 面上的质量分别为 m、M 的物块 A、B 用一根轻质弹簧连接。起初，物块 B 紧靠挡板，物块 A 被外力控制恰使弹簧处于原长状态。撤去外力，物块 A 由静止沿斜面向下运动，经过时间 t 下降至最低点，在此过程中，下列说法正确的是 A．物块 A 先失重后超重 B．物块 A 的机械能守恒 C．物块 A 下降至最低点时，挡板对 B 的支持 力大小为  2 sinm M g  D．此过程，挡板对物块 B 的冲量大小为  sinm M gt  三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)某学习兴趣小组利用如下装置做了“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 (1)他们用机械式秒表记录了单摆完成 50 次全振动所需的时间，如图所示。秒表的读数为 __________s。 (2)如图所示，给出了摆线上端的四种悬挂方式，其中，引起的摆长测量误差较小的是哪几 种?___________(选填图中的字母代号)。 (3)通过查阅资料，该学习兴趣小组又用如下装置再次进行实验，测定了最大摆角分别为 2°、 3°、4°、5°及 10°、15°、20°时单摆的周期，数据记录如下表所示： 根据表中数据，你可以得出的结论是__________________。 14．(8 分)某学习兴趣小组为了使用压力传感器设计苹果自动分拣装置，网购了一款型号为 RFP602 薄膜压力传感器，如右图如示。这款传感器的部分参数如下表： 他们又从实验室选择了如下器材： A．学生电源 B．滑动变阻器( 20 2A) C．J0402 型( 14 2 位 )数字演示电表两只 D．单刀单掷开关一个 E．导线若干 (1)为了研究传感器所受压力一定时，其电阻随电压的变化情况，他们的实验操作如下：在传 感器上放三个 100g 砝码(未画出)施加一定的压力。学生电源选择“稳压 6V”，电表 A 选择 DCV20V，电表 B 选择 DCA 600 A ；连接的电路如下图所示。 ①请你用笔画线代替导线，将电路连接补充完整。 ②闭合开关，调节滑动变阻器，得到若干组电压 U、电流 I 的测量数值。根据测量数据，他们 利用 Excel 得到的 U—I 图像如下图所示： 根据图像，你可以得出的结论是：在误差允许范同内，传感器受到压力一定时，电阻随电压 的增大而__________(填“增大”“减小”“变化”或“不变化”)。 (2)为了研究传感器所加电压一定时，其电阻随压力的变化情况，他们的实验操作如下：调节 滑动变阻器，使传感器两端的电压保持在 5V，电表 B 仍选择 DCA 600 A ；改变传感器受到 的压力，测得若干组数据见下表： 根据表中数据，利用 Excel 得到传感器的电阻值 R 随其所受压力 F 的变化图像如下图所示： 从图像可以看出，传感器受到的压力在 0.5N 到_______N 的区间内，其灵敏度较大(设电阻值 随压力的变化率> 7 /K N 时，其灵敏度较大)。 (3)下图是他们设计的苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标 准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 O1 为转动轴的杠杆上，杠杆末端 压在半导体薄膜压力传感器 R1 上。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使杠杆对 R1 的压力处在传 感器最灵敏的压力区间。当小苹果通过托盘秤时，R1 所受的压力较小，电阻较大，闭合开关 S 后，R2 两端的电压不足以激励放大电路触发电磁铁发生吸动分拣开关的动作，分拣开关在弹 簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R1 所受的 压力较大因而电阻较小，R2 两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁 铁吸动分拣开关打开下面通道，让大苹果进入下面通道。 托盘秤在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为 M0。若提高分拣标准，要求进入 下面通道的大苹果的最小质量 M 大于 M0 ，则应该调节托盘秤压在杠杆上的位置向 _________(填“左”或“右”)移动一些才能符合要求。 15．(8 分)近年来，科学家发现，距离地球 12.5 光年的位置有一颗类地行星——蒂加登 C 星。 它的地表有辽阔的湖面，不过湖里不是液态的水，而是液态二氧化碳。假设该液态二氧化碳 的密度为 1.2×103kg／m3，湖面下方 2.0m 处的压强为 5.0×106Pa、下方 5.0m 处的压强为 7.7 ×106Pa。求： (1)该行星表面的重力加速度 gC 的大小； (2)假设在该行星表面有一个开口向下、竖直静止放置的导热良好的均匀气缸，气缸深为 40.0cm，其中活塞横截面积为 2.5cm2，活塞质量可忽略不计。当活塞下面悬挂一个质量为 400.0g 的重物时，活塞恰好位于气缸口处；取下重物，将气缸缓慢旋转到竖直开口向上，然后把相 同的重物放在活塞上，待稳定后，活塞到气缸口的距离是多少。假设行星表面处的气温不变。 (结果保留三位有效数字) 16．(9 分)某型号的网红“水帘秋千”如图所示，它与平常秋千的不同之处是钢铁做成的秋千 架上装有 273 个独立竖直向下的出水孔，在系统控制下能够间断性出水，从而形成一个有孔 洞的水帘。假设秋千摆长 L=3.0m，人坐在座板上，头顶到座板的距离为 h1=1.0m，鞋底到座 板的距离为 h2=0.5m，忽略绳的重力和空气阻力，人与座板整体的重心在座板上。假设秋千的 摆动周期与同摆长的单摆做简谐运动的周期相同；出水孔打开时，水的初速度为零。以秋千 座板从最高点刚要向下摆动时作为计时起点，此刻，比座板略宽的范围内的所有出水孔都是 关闭的。取 g=10m／s2，π=3.14， 30 5.48, 40 6.32, 70 8.37   。计算结果均保留到 小数点后面两位。求： (1)在秋千第一次从最高点运动到最低点的过程中，哪个时刻打开出水孔，水刚好不能淋湿人 的头顶； (2)在秋千第二次到达最低点之前最迟哪个时刻关闭出水孔，水刚好不能淋湿人体的任何部位； (3)接第(2)问，当秋千第二次到达最低点时，水又刚好不能淋湿人的头顶，那么，出水孔关闭 了多长时间。 17．(13 分)如图所示，在平面直角坐标系 xOy 中，直线 AB 距 x 轴为 d，直线 CD 距 x 轴为 2d， 直线 AB 下方区域存在沿 y 轴正方向的匀强电场，AB、CD 之间存在垂直于坐标系平面向外的 匀强磁场。从 t=0 时刻，一个质量为 m，带电荷量为+q 的粒子以初速度 v0 由坐标原点 O 处， 沿 x 轴正方向射入电场，在 AB 上的 P 点进入磁场，P 点坐标为(2d，d)。不计粒子受到的重力。 求： (1)电场强度 E 的大小； (2)若粒子恰好不从直线 CD 处离开磁场，则磁感应强度 B0 的大小； (3)在第(2)问条件下，粒子经过 x 轴的时刻。 18．(16 分)如图所示，水平轨道 AB 长度 L1=1.0m，左端连接半径为 R=0.5m 的光滑 1 4 圆弧轨 道，右端连接水平传送带，AB 与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量 m=1.0kg 的物块(可视为质点)，从圆弧上方距 AB 平面 H 高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过 AB 冲上静止的传送带，物块恰好停在 C 端。已知物块与 AB、BC 段的动摩擦因数分别为 1 20.2, 0.5   ，BC 长度 L2=2.0m，取 g=10m／s2，不计空气阻力。求： (1)H 的大小； (2)物块第一次经过圆弧轨道最低点 A 时对轨道的压力 FN； (3)如果传送带以速度 v(v 的大小可调)逆时针转动，那么，物块最后停止的位置到 A 点的距离。 (用 v 表示) 2021 届高三模拟考试 物理试题参考答案及评分标准 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．C 2．D 3．D 4．B 5．D 6．A 7．C 8．C 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．AC 10．BD 11．BC 12．ACD 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(共 6 分，每空 2 分) (1)99.8 (2)ABD(答对 1 个给 1 分，答对 2 个和 3 个都给 2 分；有一个答错，给 0 分) (3)在最大摆角不大于 5°时，单摆振动周期跟振幅无关，大于 5°时，振动周期随最大摆角的 增大而增大。 14．(共 8 分) (1)①如图所示(2 分) ③不变化(2 分) (2)2.0(2 分，1.5～2.5 之间均给这 2 分) (3)右(2 分) 15．(8 分)解： (1)已知 3 3=1.2 10 kg/m ,  6 1 12 , 5.0 10 ,h m P Pa   6 2 25 , 7.7 10h m P Pa   ， 设液态湖上方的大气压强为 P0，重力加速度为 gC，则 1 0 1cP P g h  ① 2 0 2cP P g h  ② 解得： 6 0 3.2 10P Pa  2750 /cg m s ③ (2)重物的质量 m=400g=0.4kg，气缸深 L=40cm=0.4m， 活塞的横截面积 S=2.5cm2=2.5×10-4m2 设气缸开口向下时，缸内气体压强为 P 下，缸内气体体积 V 下=LS；气缸开口向上时，缸内气 体压强为 P 上，缸内气体体积V L S下 由题意可知 0cP S mg P S 下 ④ 0 cP S P S mg 上 ⑤ 由玻意耳定律知： P V P V下 下 上 上 ⑥ 解得 18.2L cm  ⑦ 所以活塞到气缸口的距离 2 21.8L L L cm   ⑧ 评分标准：本题共 8 分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各 1 分。 16．(9 分)解：(1)计时开始后，设第一滴水经历自由落体时间△t1 刚好落到人头顶处，其下落 距离应为 L－h1。由运动学公式有：  2 1 1 1 2L h g t   ① 解得：△t1=0.63s 设单摆的运动周期为 T，则 2 LT g  ② 解得：T=3.44s 设在计时开始后，t1 时刻打开出水孔，则 1 14 Tt t   ③ 解得：t1=0.23s ④ (2)设关闭出水孔的最后一滴水经历自由落体时间△t2 刚好落到人脚底处，其下落距离应为 L+h2。由运动学公式有：  2 2 2 1 2L h g t   ⑤ 解得：△t2=0.84s 设从计时开始后，t2 时刻关闭出水孔，则 2 2 3 4 Tt t   ⑥ 解得：t2=1.74s ⑦ (3)当再次打开出水孔后的第一滴水又刚好不淋湿头顶，第一滴水下落的时间依然为 △t1，设从关闭出水孔到再次打开出水孔，关闭的持续时间为△t3，则 3 2 1t t t     ⑧ 解得：△t3=0.21s ⑨ 评分标准：本题共 9 分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨式各 1 分。 17．(13 分)解：(1)粒子第一次在电场中运动，所用时间为 t1， qE ma ① 0 12d v t ② 2 1 1 2d at ③ 由①②③解得： 1 0 2dt v  2 0 2 mvE qd  ④ (2)设粒子到达 AB 边界沿电场方向的速度为 vy，粒子速度 v 与 AB 边界的夹角为 ，则 1yv at ⑤ 0 tan yv v   ⑥ 0 cos vv  ⑦ 由①②⑤⑥⑦解得： 045  02v v 粒子在磁场中运动，若恰好不从上边界 CD 飞出，轨迹如图所示。设粒子在磁场中运动的半径 为 R，由几何关系可得： cosR R d  ⑧ 由牛顿第二定律得： 2 0 vqvB m R  ⑨ 解得：   0 0 2 1 mv B qd   ⑩ (3)设粒子在磁场中运动的周期为 T，每次在磁场中运动的时间为 t2，则 0 2 mT qB  ○11 2 2 2t T   ○12 解得：   2 0 2 1 2 d t v   设粒子第一次到达 x 轴的时间为 xt ，则   1 2 0 8 2 1 2 2xt t t dv      故，粒了到达 x 轴的时刻 t 为     1 2 0 8 2 1 2 2t n t t ndv      (其中 n=1，2，3……) ○13 评分标准：本题共 13 分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩○11 ○12 ○13 式各 1 分。 18．(16 分)解：(1)根据动能定理得： 1 1 2 2 0mgH mgL mgL    ① 解得：H=1.2m ② (2)设物块从 H 处下落第一次经过圆弧轨道最低点 A 时速度为 vA．轨道对物块的支持力为 F， 根据机械能守恒定律得： 21 2 AmgH mv ③ 根据牛顿第二定律得： 2 AvF mg m R   ④ 根据牛顿第三定律得： NF F  ⑤ 由③④⑤代入数据可得： FN=－58N “－”表示方向竖直向下 ⑥ (3)当传送带逆时针转动时，由于物块在传送带上向右及向左匀变速运动时的加速度不变，故 物块从 B 点离开传送带时的速度不大于传送带的速度。 (i)当物块从 H 处下落第一次至 B 点时，设速度为 v1，根据动能定理有： 2 1 1 1 1 2mgH mgL mv  2 2 2 1 1 2mgL mv    或 ⑦ 解得： 1 2 5 /v m s ⑧ 若传送带的速度 2 5 /v m s ，则物块从 B 到 C 再返回到 B 时速度仍为 2 5 /m s 。设物在 AB 段往返经过的总路程为 s1，根据动能定理有： 2 1 1 1 1 2mgs mv  ⑨ 解得： 1 5s m ⑩ 因为 1 1 5s L  所以，物块恰好停在 A 点 ○11 (ii)若传送带的速度 2 5 /v m s ，设传送带的速度为 v，物块向左从 B 点离开传送带时速度 与传送带速度相同。设物块在 AB 段经过的总路程 s，物块停止位置距 A 点距离为 x ，对物块 根据动能定理有： 2 1 1 2mgs mv  ○12 解得： 2 12 vs g ○13 设 1 s L 的整数部分为 P，小数部分为 Q， 若 P 为奇数，则 1x QL ，若 P 为偶数，则  1 1x L Q  ○14 (若表述的意思跟上式中相同，也得这 3 分) …………………………………………………………………………………………………… 根据○12 式可得： 12v gs ○15 当物块 AB 段的总路程分别为 4m、3m、2m、1m，根据○15 式可求得对应的传送带速度分别 2 3 4 54 / 2 3 / 2 2 / 2 /v m s v m s v m s v m s   、 、 、 评分标准：本题共 16 分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩○11 ○12 ○13 式各 1 分，○14 3 分。○12 式后，若按虚 线以后的方式讨论，酌情给分，不超过这 4 分。○16