山东省泰安市2021届高考一模物理试题(含答案)

高三物理试题第页（共6页）
2021.03
试卷类型：A
山东省泰安市2021届高三一轮检测
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
mn
2
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E 1；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E 2，则该金属的逸出功为A.2E 2-3E 1
B.2E 1-3E 2
C.E 2-1.5E 1
D.
E 2+E 1
2
1
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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a =1
2
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.
524
mg C.
5
12
mg D.
58
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S 1接a ，当滑片P 向下滑动时，电压表V 1示
数不变，电压表V 2示数变小
B.开关S 1接a ，当滑片P 向下滑动时，电流表A 1示数不变，电流表A 2示数变小
C.保持滑片P 的位置不变，将开关S 1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S 1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v 0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
2
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7.如图所示，两个固定的半径均为r 的细圆环同轴放置，O 1、O 2分别为两细环的圆心，且O 1O 2＝2r ，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷＋Q 、－Q (Q ＞0)。

一带正电的粒子
(重力不计)从O 1由静止释放。

静电常量为k 。

下列说法正确的是A.O 1O 2中点处的电场强度为2kQ
2r 2
B.O 1O 2中点处的电场强度为2kQ
4r 2
C.粒子在O 1O 2中点处动能最大
D.粒子在O 2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240kPa ，己知该轮胎的容积为30L ，阿伏加德罗常数为N A =6.0×1023mol -1，0℃、1atm 下1mol 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.1.8×1023
B.1.8×1024
C.8.0×1023
D.8.0×1024
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，∠A=75º，∠D=90º，DO 垂直AB 于O 。

一束单色光从O 点射入玻璃砖，入射角为i =45º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45º
D.单色光从AB 边射出时折射角为60º
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2BL 2aL B.棒两端的电势差为
2
3
BL 2aL
C.棒所受安培力的大小为
8B 2L 22aL
3r
D.
棒所受安培力的大小为
8B 2L 2
2aL
r
3
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11.两辆汽车在同一直道上以相等的速度v 0做同向直线运动，某时刻前车突然熄火做加速度
大小为a 1的匀减速运动，后车司机经Δt 时间后刹车，以大小为a 2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.
v 0∆t
2
B.v 0∆t
C.v 022(1a 1+1
a 2
)
D.v 022(1a 1-1a 2
)
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Ox 1过程的图像为曲线，x 1x 2过程的图像为直线，忽略空气阻力。

下列说法正确的是
A.Ox 1过程中小球所受拉力大于重力
B.路程为x 1时小球的动能为零
C.Ox 2过程中小球的重力势能一直增大
D.x 1x 2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F 1，在最低点时绳的拉力大小是F 2。

（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1mA 、10mA 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50k Ω
B.滑动变阻器，最大阻值150k Ω
C.电源1.5V
D.电源
3V
4
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（2）测量电流表表头的内阻时，闭合S 1，断开S 2，调节滑动变阻器使电流表指针指在30μA 处；闭合S 2，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1mA 、10mA 的两量程电流表则
R a ∶R b =。

15.（7分）一列简谐横波在t =0.4s 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20m/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q （q>0）、速率为v 的粒子，初速度方向被限定在AO 两侧夹角均为θ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
5
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M=2kg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m=1kg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10m/s2，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m=2kg、M=1kg，x=43m，求木板通过的总路程。

6
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2021.03
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。

三、非选择题：共60分。

13.（1）A （2）F 2－F 1＝6mg 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
T =1.2s 根据v =
λ
T
①可得λ=24m
②
由振动图像可知，t =0.4s 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）x =0处的质点，从平衡位置到y =5cm 处经历的时间△t ，则由振动方程y =A sin 2π
T
t 可得Δt =
T
12
④所以P 的平衡位置坐标为x P =v ∙(t -∆t )
⑤代入数据解得x P =6m 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。

题号答案
1
D 2
A 3
B 4
D 5
C 6
C 7
A 8
B 9
AC 10
BC 11
AD 12
BD 1山东省泰安市2021届高三一轮检测
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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θ=30°
①所以N =2mg cos θ②整理得N =3mg
③（2）由几何关系
BE =2R cos θ
④小环P 下滑到C 点时，Q 的速度v Q =0
⑤
根据机械能守恒定律
mg (2R cos θ∙sin θ)-mg (2R -2R cos θ)=
1
2
mv C 2⑥整理得v C =(33-4)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α=45°长度为DE =2R
⑧此时小环P 的速度v P 与Q 的速度v Q 的关系为v P cos α=v Q
⑨
根据机械能守恒定律
mg (2R cos θ∙sin θ+R )+mg (2R cos θ-2R )=
12mv P 2+1
2
mv Q 2⑩
整理得v Q =
此时Q 的重力做功的功率为
P =mgv Q
⑪即P =
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，⑧⑨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
qvB =m
v 2r
①由几何关系可知r =R
②所以B =
mv qR
③
2
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（2）经过C 点的粒子在磁场中运动的时间t 1=1
2πR v
④
粒子沿垂直极板方向做匀加速运动，运动时间t 2R =1
2
at 22⑤a =
qU 2mR
⑥
t =t 1+t 2
整理得t =
πR
2v
+2
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y 1=R +R sin θ
⑧F 与M 沿垂直极板方向的距离y 2=R -R sin θ
⑨粒子到达M 板的最大动能差∆E K =qE (y 1-y 2)
⑩整理得∆E K =qU sin θ
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y =
12
at 2
⑬
∆x =x 1-x 2
整理得∆x =2
(1+sin θ-1-sin θ)
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。

3
18.解：（1）P从A到B过程，根据机械能守恒定律
mgh=12mv2①
代入数据解得
v=6m/s
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。

mv=mv
P+Mv Q②
mv
P=Mv Q③
代入数据解得
v
Q=1.5m/s
而μmg=Ma Q1④
Q的运动时间
t=2v
Q
a
Q1
⑤
解得t=2s⑥
（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。

v2=2a P L⑦
μmg=ma
P⑧
代入数据解得
L=6m⑨
（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v Q3，即每次碰撞过程中C对木板的冲量大小为
I1=2Mv Q3⑩
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
3I1=mv⑪
解得v Q=12m/s
而v Q32=2a Q x⑫
解得x=112m⑬
（4）m=2kg、M=1kg时，根据牛顿定律
μmg=Ma
Q2⑭
4
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a Q 2=6m/s 2
碰撞前木板的速度
v Q 12=2a Q 2X ⑮解得v Q 1=4m/s 根据动量守恒定律
mv =mv P 1+Mv Q 1
⑯解得v P 1=4m/s =v Q 1⑰
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
s 1=2v Q 122a Q 2⑱
根据动量守恒定律mv P 1-Mv Q 1=(M +m )v Q 2
⑲v Q 2=m -M M +m
v Q 1⑳第2次碰后到第3次碰前
s 2=2v Q 222a Q
2
即s 2=(
m -M M +m )2s 1=(13)2s 1=19
s
1mv P 2-Mv Q 2=(M +m )v Q
3v Q 3=M -m M +m
v Q
2s 3=2v 2Q 32a Q
2
即s 3=(m -M m +M )2s 2=19s 2=(19)2s
1以此类推
s n =(19)n -1s
1木板通过的路程为
s =X +s 1+s 2+s 3+.......s n +
...
而s 1=2
X 5
即s=X+s1+19s1+(19)2s1+(19)3s1+⋯
s=X+s11-(19)n 1-19
当n→∝时,s=X+98s1
所以s=133
m
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，⑩⑪⑫⑬每式各1分，⑭⑮⑯⑰共1分
,⑱⑲⑳共1
分，共1
分，共1分，式1分，式1分。

其他方法解答，只要合理，照
样给分。

6
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