2021届山东省实验中学高三(下)6月模拟考试物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（ ）

A．氢原子的基态能级为―13.6eV，当用光子能量为11.05eV的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收光子而跃迁至n2的激发态

B．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D．在7N2He8OX核反应中，X是质子，这个反应过程叫原子核的人工转变 2．2021年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，下图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封1atm的空气1L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法错误的是（ ） ．．

14417

A．充气后，密封气体的压强增大为1.2atm B．充气后，密封气体的分子平均动能不变 C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光

3．某地强风的风速约为v，空气的密度为，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为P（ ） A．

1Sv 2B．

1Sv2 2C．

1Sv3 2D．

1Sv4 24．如图所示，置于水平地面的三脚架上水平放置一质量为m的盆栽，三脚架的三根轻质支架等长，顶点和轻杆与地面接触的三个点构成了正四面体结构，则每根支架中承受的压力大小为（ ）

A．3mg 6B．

6mg 6C．6mg 3D．6mg 25．2021年5月30日4时13分，我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭，采取“一箭双星”方式，成功将新技术试验卫星G星、H星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。某同学研究下面一个问题：若有两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A．两卫星在图示位置的速度v1v2 B．两卫星在A处的加速度大小相等 C．两颗卫星在A点处可能相遇 D．两颗卫星在B点处可能相遇

6．水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播。现有一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T，且0.25sT0.5s，则（ ）

A．当波向x方向传播时，波速等于10m/s

B．不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5s内，x1m处的质点M通过的路程都相等 C．当波沿x方向传播时，x1m处的质点M和x2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等

D．当波沿x方向传播，经过0.1s时，质点M离开平衡位置的位移一定为零 7．以前人们盖房子打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为

mg，力2持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则（ ）

A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态 B．在下落过程中，夯锤一定处于超重状态 C．松手时夯锤的速度大小v1gt 22D．夯锤上升的最大高度hmgt

8．互感器是生产和生活中常用的电子设备。图甲是数字变电站的关键装备中的电子式互感器，其原理是电阻分压；图乙是给测量仪表和继电设备供电常用的电压互感器，其原理是电磁感应。已知ac间的电阻是cd间电阻的(n1)倍，mn间线圈匝数是pq间线圈匝数的n倍，已知两个互感器输出端数字电压表的示数均为U，则关于两种互感器输入端的电压正确的是（ ）

A．Uab(n1)U，UmnnU B．UabnU，UmnnU C．Uabn1U，UmnU n1n11U，UmnU nnD．Uab

二、多选题

9．如图所示，以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f，等量异种电荷分别放置在a、d两点时，下列说法中正确的是（ ）

A．b、c、e、f四点的场强相同

B．e、b两点的电势差与c、f两点的电势差相等 C．将一带负电的试探电荷从O点移到e点，电场力做负功 D．将一带负电的试探电荷从O点移到e点，电场力做正功

10．距离北京冬奥会只有一年多的时间，我国跳台滑雪国家集训队比往年更早开始了新赛季的备战。一跳台滑雪运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在斜坡上b点，不计空气阻力，则运动员在空中飞行过程中（ ）

A．在相等的时间间隔内，动能的改变量总是相同的 B．在相等的时间间隔内，动量的改变量总是相同的 C．在下落相等高度的过程中，动量的改变量总是相同的 D．在下落相等高度的过程中，动能的改变量总是相同的

11．如图所示，轻质弹簧的下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球（可视为质点），从距弹簧上端h处自由下落并压缩弹簧．若以小球下落点为x轴正方向起点，设小球从开始下落到压缩弹簧至最短之间的距离为H，不计任何阻力，弹簧均处于弹性限度内；关于小球下落过程中加速度a、速度v、弹簧的弹力F、弹性势能Ep变化的图像正确的是（ ）

A． B．

C． D．

12．如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨MAC、NBD水平放置，MA、NB间距

L0.4m，AC、BD的延长线相交于点E且AEBE，E点到AB的距离d6m，

M、N两端与阻值R2Ω的电阻相连。虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀

强磁场，磁感应强度B1T，一根长度也为L0.4m、质量为m0.6kg电阻不计的金属棒，在外力作用下从AB处以初速度v02m/s沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好，运动过程中电阻R上消耗的电功率不变。则：（ ）

A．电路中的电流I0.4A

d过程中克服安培力做的功W0.72J 2dC．金属棒向右运动过程中外力做功的平均功率P5.32W

2dD．金属棒向右运动过程中在电阻中流过的电量Q0.45C

2B．金属棒向右运动

三、实验题

13．小斌做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续向右摆动，小球B做平抛运动．

(1)小斌用游标卡尺测小球A直径如图所示，则d________mm．又测得了小球A质量

m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、

竖直下落高度h，重力加速度为g，为完成实验，还需要测量的物理量有________ A．小球B的质量m2 B．A与B碰前的运动时间t C．碰后小球A摆动的最大角度

(2)如果满足等式________（用实验测得的物理量符号表示），我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

14．某校实验兴趣小组在实验室测量电压表的内阻，实验室提供了下面实验器材：

A．待测电压表V1（量程3V，内阻约为6500Ω） B．电压表V2（量程9V，内阻约为9kΩ）

C．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω，额定电流为1A） D．定值电阻R0（阻值为12kΩ） E.电源（电动势为9V，内阻约为1Ω） F.开关一个、导线若干

①根据提供的实验器材，在答题纸上的方框内画出实验电路图______________； ②在答题纸上将实物连接补画完整______________；

③实验中将电压表V1和电压表V2的读数分别记为U1和U2，改变滑片位置，记录多组

U1和U2的值，并作出U2U1关系图像如图丙所示，图线为倾斜直线，其斜率k3.0，

则电压表V1内阻的测量值为________Ω；

四、解答题

15．如图所示，AB为水平粗糙直轨道，长度为8.55m，B、C为粗糙倾斜长直轨道上的两个点，BC距离为3.6m，倾斜长直轨道与水平方向的倾斜角为37°，水平轨道和倾斜轨道用小圆弧平滑相连。质量为2.0kg的物块静止在A点，物块和AB轨道之间的动摩擦因数为0.3，物块和倾斜长直轨道的动摩擦因数为0.4。现给物块施加一个大小为10N的恒力，方向与水平方向夹角为37，已知sin370.6，cos370.8，重力加速度g10m/s2，求： (1)物块从A运动到B的时间；

(2)若物块运动4s后撤掉恒力F，求物块经过C点的速度。

16．小莉家里有一块未知材料的长方体透明砖。小莉为了测定它的折射率，进行了如下操作：她首先在水平桌面固定一张白纸，不放透明砖，直接用一束红光照射到白纸上，红光与水平方向的夹角37，在白纸上出现亮点标记为A点。现保持入射光方向不变，在光源和A点之间放上透明砖，透明砖左侧的白纸上出现一个亮点标记为B。在玻璃砖右侧出现两个亮点，标记为C、D。移去透明砖，测得A、B两点之间的距离为1.2cm，测得C、D两点之间的距离为4.8cm。不考虑光在透明砖表面的多次反射。 (1)做出形成亮点B、C、D的光路图； (2)求透明砖的折射率。（结果可以用根号表示）

17．如图所示，竖直放置的平行金属板A、B，板间距离为L，板长为2L。A板内侧中央O处有一个放射源（体积不计），在纸面内向A板右方各个方向均匀发射速率相等的正离子，离子的速率均为v0210m/s，离子质量m8.01026kg，电荷量

5q8.01019C。不计极板的边缘效应和离子重力的影响。

(1)若在两板之间只加匀强电场，要使所有离子都能打到B板，求两板之间所加电压UAB的最小值；

(2)若两板之间只加垂直纸面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度B到B板上的离子数占总离子数的百分比。

2T求打100L

18．如图（a）所示，长为L的圆管竖直放置，质量M4kg，顶端塞有质量为m2kg的弹性小球。t0时，让管从静止自由下落，t1.0s时落地，落地后管立刻以与落地时大小相等的速率竖直弹起，第一次弹起后管上升过程的速度-时间图像如图（b）所示（以竖直向下为正方向），之后管每次落地后，总以与落地时相等的速率竖直弹起。已知小球始终没有从管中滑出，球与管之间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不计空气阻力及圆管与地面碰撞的时间，重力加速度g取10m/s2，求： （1）球和管间的滑动摩擦力的大小；

（2）管从第一次落地到第二次落地所用的时间；（结果保留两位有效数字）

（3）如果圆管的长度为16m，试分析判断小球能否从管中滑出，如果能滑出请计算滑出时的速度，如果不能，请说明原因。

参考答案

1．D 【详解】

A．当用光子能量为11.02eV的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收光子而跃迁至

n2的激发态，A错误；

B．比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，B错误；

C．衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，C错误；

4D．在14N721，这个反应过程不叫衰变，核反应类型为人工转变，D正He17O81H确。 故选D。 2．D 【详解】

A．根据玻意耳定律得

p1V1+p2V2=pV1

解得封闭气体压强变为

p=1.2atm

故A正确；

B．温度是平均动能的标志，温度不变分子的平均动能不变，故B正确； C．打开阀门，气体膨胀，密封气体对外界做功，故C正确； D．若都喷完容器中的水，根据玻意耳定律得

p1V1+p2V2=p'V

解得封闭气体压强变为

p1110.24atmatm

1830小于外界气体压强，所以水不能喷完，故D错误； 本题选择错误的，故选D。 3．C 【详解】

ABCD．风能转变为电能，由能量守恒定律得

12mvPt 2其中

mVvtS

联立解得

pABD错误C正确。 故选C。 4．B 【详解】 如图所示

v3tS2t1Sv3 2

设四面体的变长为a，底面中心为O，CAO，由几何关系得

OC636 a，cosa ，OA333盆栽处于平衡状态，设F为支架对盆栽的支持力，则

3Fcosmg

解得

F6mg 6根据牛顿第三定律，每根支架中承受的压力大小为6mg 6故选B。 5．B 【详解】

A．v2为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v1表示匀速圆周运动的速度，v1＞v2，A错误； B．两卫星在A点，所受万有引力提供加速度aGM，加速度相同，B正确； r2CD．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律可知，两卫星的运动周期相等，则不会相遇，C错误，D错误。 故选B。 6．C 【详解】

A．当波向x方向传播时，则

3nTT0.5s （n=0，1，2，3……）

4因为0.25sT0.5s可得当n=1时

2Ts

7波速等于

v=T=4m/s=14m/s 27选项A错误；

B．当波沿x方向传播时，则

1nTT0.5s （n=0，1，2，3……）

4因为0.25sT0.5s可得当n=1时

T0.4s

341当波向x方向传播时，经过0.5s1T时平衡位置在x=1m处的质点M的路程为5A，可

4当波向x方向传播时，经过0.5s1T时平衡位置在x=1m处的质点M的路程为7A；而知两种情况下M通过的路程不相等，选项B错误；

C．当波沿x方向传播时，因为0.5s1T，则平衡位置在x=1m处的质点M的路程为5A，平衡位置在x=2.5m处的质点N通过的路程大于5A，选项C正确；

14D．当波沿x方向传播，因周期为T的位移不为零，选项D错误。 故选C。 7．D 【详解】

21s，则经过0.1sT时，质点M离开平衡位置74A．在上升过程中，夯锤先加速上升，在减速上升，加速度先向上，然后再向下，夯锤先处于超重状态然后在处于失重状态，A错误；

B．在下落过程中，加速下落，加速度方向向下，一定处于失重状态，B错误； C．根据牛顿第二定律

4解得

mgmgma 2ag

则松手时夯锤的速度大小

vgt

C错误；

D．夯锤先加速上升的高度

h1减速上升的高度

1212atgt 222gh2v2

解得

h2夯锤上升的最大高度

12gt 2hmh1h2gt2

D正确。 故选D。 8．B 【详解】

ac和cd是串联形式，已知ac间的电阻是cd间电阻的(n1)倍，串联电路电流相同，故ac间的电压是cd间电压的(n1)倍，cd数字电压表的示数均为U，则ac间的电压是

(n1)U，故输入电压为nU，电压互感器两端电压之比等于匝数之比，mn间线圈匝数是

pq间线圈匝数的n倍，则UmnnU，故选B。

9．BC 【详解】

A．等量异号电荷的电场线与等势面图，如图所示

在图中标出b、c、e、f各个点，如图所示

电场线的切线方向表示场强方向，故b、c、e、f点场强方向不同，b、c、e、f四点的场强不相同，A错误；

B．由图可知，b、f 二点的电势相等，而c、e二点的电势相等，所以e、b两点的电势差与

c、f两点的电势差相等，B正确；

CD．根据沿着电场线方向，电势降低，因此O点的电势高于e点的电势，即

Uoe0

带负电的试探电荷从O点移到e点做的功为

WqUoe

电场力做负功， D错误C正确。 故选BC。 10．BD 【详解】

A．运动员在竖直方向做自由落体运动，则在相等的时间间隔内下落的竖直高度不等，根据动能定理

Ekmgh

可知，动能的改变量不相同，选项A错误； B．根据动量定理

pmgt

可知在相等的时间间隔内，动量的改变量总是相同的，选项B正确；

C．运动员在竖直方向做自由落体运动，在下落相等高度的时间步行等，根据动量定理

pmgt

可知，动量的改变量不相同，选项C错误； D．根据动能定理

Ekmgh

可知，在下落相等高度的过程中，动能的改变量总是相同的，选项D正确。 故选BD。 11．AD 【详解】

AB．在接触弹簧之前，小球做自由落体运动，加速度就是重力加速度g，恒定不变；接触弹簧后，小球做简谐振动，加速度随时间先减小到零然后再反向增加，图象是有一个初相位（初相位在0~90o之间）的余弦函数图象的一部分，由于接触弹簧时加速度为重力加速度g，且有一定的速度，根据对称性，到达最低点时，加速度趋近于某个大于g的值，方向向上，因此A正确，B错误；

C．在开始下落h时，弹簧的弹力为零，再向下运动时，弹力与位移之间的关系为

Fk(xh)

可知表达式为一次函数，图象是一条倾斜直线，C错误；

D．在开始下降h过程时，没有弹性势能，再向下运动的过程中，弹性势能与位移的关系为

EP1k(xh)2 2表达式为二次函数，图象是一条抛物线，因此D正确。 故选AD。 12．AD 【详解】

A．金属棒开始运动时产生感应电动势

E=BLv0=1×0.4×2=0.8V

电路中的电流

I选项A正确；

E0.8A=0.4A R2B．金属棒向右运动运动距离为x时，金属棒接入电路的有效长度为L1，由几何关系可得

dxL1  dLL(dx)xL10.4

d15此时金属棒所受安培力为

FBIL10.162xd （0x） 752

作出F-x图象，由图象可得运动

d过程中克服安培力所做的功为 20.160.08WFx30.36J

2选项B错误； C．金属棒运动

d过程所用时间为t 2W=I2Rt

解得

t=

9s 8设金属棒运动的则有

d的速度为v，由于电阻R上消耗的电功率不变； 2BLv0=B

Lv 2v=2v0

由动能定理可得

Pt-W=

解得

11mv2-mv02 2232Wmv0 2Pt代入数据解得

P=3.52W

选项C错误。 D．根据

qIt由图可知

E ttRtRR1LL2d130.43Wb0.9Wb =B224解得

q=0.45C

选项D正确。 故选AD。

13．14.40 AC m1(2ld)(1cos)m1(2ld)(1cos)m2【详解】

(1)[1]球的直径为d=14mm+

x 2h1×8mm=14.40mm； 20[2]根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度

d12 m1g(l)(1cos)m1v022解得

v0g(2ld)(1cos)

碰撞后对球A

d1m1g(l)(1cos)m1v12

22v1g(2ld)(1cos)

对球B

xv2t

h解得

12gt 2v2x要验证的关系是

g 2hm1v0m1v1m2v2

解得

m1(2ld)(1cos)m1(2ld)(1cos)m2x 2h则为完成实验，还需要测量的物理量有：小球B的质量m2以及碰后小球A摆动的最大角度β，故选AC。

(2)[3]由(1)的分析可知，如果满足等式

m1(2ld)(1cos)m1(2ld)(1cos)m2我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

x 2h14． 6000

【详解】

(1)[1]由于滑动变阻器的最大阻值远小于电压表内阻，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；定值电阻与待测电压表V1串联，电压表V2测它们的串联电压，实验电路图如图所示

(2)[2]根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示

(3)[3]由图示电路图可知

U2U1IR0U1整理得

U1R0 RV1R0U21U1

RV1由图示U2-U1图象可知，图象的斜率

k1代入数据解得

R0 RV1RV1=6000Ω

15．(1)3s；(2)【详解】

(1)根据牛顿第二定律得

3161m/s 46Fcos37mgFsin37ma1

由位移公式得

s1解得

12at1 2a11.9m/s2

t13s

(2)物块到达B点时，由速度公式得

vBa1t1

斜面上，由牛顿第二定律得

Fmgcos37mgsin37ma2

解得

vB5.7m/s

a24.2m/s2

方向沿斜面向下 当t=4s时，由速度公式得

v1vBa2t2

由位移公式得

1s2vBt2a2t22

2解得

v11.5m/s

s23.6m

即t4s时物块刚好到达C点，得

vcv11.5m/s

之后小物块运动的最远距离为s3，由牛顿第二定律得

mgcos37mgsin37ma3

vc22a3s3

，由动能定理得 因为tan37，小球会下滑，再次通过C点时速度为vc2 mgcos372s3mvc2mvc解得

1212vc3161m/s 4616．(1)

；(2)n35 5【详解】

(1)光路图如图所示

(2)设玻璃砖宽d，ABx1，HIx2，CDx3，EIh，则

FHx1

CJ2h

由几何关系可得

htan dhtan x2 x1x2d

2htan x3 解得

d3.6cm

tanasin1 25 5根据折射定律得

n解得

sin sinn17．(1)UAB810V；(2)50% 【详解】

335 5(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 ，竖直方向

Lv0t

水平方向

L根据牛顿第二定得，带电粒子运动的加速

12at 2a解得

qUAB mLUAB8103V

(2)离子垂直进入匀强磁场，作匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由向心力公式得

2mv0 qv0BR解得

R2L

根据题意得，从下极板边缘飞出，由几何关系得

sin可得

2L21 2L230

所以到达B板下极板边缘的离子放射初速度与竖直向下的方向夹角为

1453015

同理可以求得到达B板上极板边缘的离子放射初速度与竖直向上的方向夹角为

2453075

所以打到B板上的离子数占总离子数的百分比为

180(12)50%

180

18．（1）40N；（2）1.1s；（3）不能，原因见解析 【详解】

（1）由图乙可知，向下为正方向，管落地后上升的过程中，在1.01.5s内，管的加速度为

a1v20m/s2 t设球和管间的滑动摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律得

MgFfMa1

解得

Ff40N

（2）在第一次碰撞后到管与球速度（设为v）相等的过程中，设球的加速度为a2，时间为t2，管上升的高度为h，由牛顿第二定律得

mgFfma2

解得

a210m/s2

速度相等时，根据公式vv0at，对球有

vv0a2t2

对管有

vv0a1t2

联立解得

t222根据公式vv02ax，对管有

210 s， vm/s

332v2v02a1h

从速度第一次相等到第二次落地，管与球再次共同运动，设该过程的时间为t3，则有

hvt3解得

12gt3 2t351s 3则管从第一次落地到第二次落地所用的时间为

tt2t3511.1s 3（3）假设不能滑岀，设管的最小长度为L，最终管与球均静止时，球恰好在管的最下端，由能量守恒定律得

MgHmg(HL)FfL

其中H122gt ，解得 L15m

由于15m16m，所以假设正确，不能滑出。