1、（新高考）山东省2021届高三物理第二次模拟考试题（四）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：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，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。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据报道，位于安徽省合肥市科学岛上的“东方超环”(
2、EAST)俗称“人造小太阳”，预计将于2021年5月完成升级改造。参与核反应的燃料为氘核和氚核，反应后产生氦核和某种粒子X，下列说法正确的是()A此核反应为裂变反应BX带正电CX为高频电磁波D氘核和氚核的总质量大于氦核和X的总质量2如图所示细线的上端系在墙上的A点，下端连一光滑小球B（视为质点），圆柱体静置于粗糙水平地而上细线恰好与圆柱体相切于B。现对圆柱体施加一水平向右的拉力，使之沿地面缓慢向右移动，直至小球B到达C点则在该过程中()A细线的拉力增大B圆柱体对小球的支持力增大C地面对圆柱体的支持力不变D地面对圆柱体的摩擦力不变3试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L0，大气压强为p0，其
3、他尺寸如图所示，当试管绕竖直轴以角速度在水平面内匀速转动时气柱长变为L，设温度不变，管横截面积为S，水银密度为，则转动时管内被封气体的压强为()Ap0L12(L2L0LL1) Bp0L12(L2L1)Cp0gL1 D4如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，电阻R1R255 ，D1、D2为理想二极管，A为理想电流表。原线圈接u220sin(100t)V的交流电，则()A二极管的反向耐压值应大于110 VB副线圈中交流电频率为100 HzC电流表示数为2 AD理想变压器输入功率为440 W5夜空中我们观测到的亮点，其实大部分并不是单一的一颗恒星，而是多星系统。在多星系统中，双星系统又是最
4、常见的，双星系统是两颗恒星在相互之间的万有引力作用下，连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的天体系统。设双星系统中其中一颗恒星的线速度大小为v，加度大小为a，周期为T，所受的向心力为F，它们之间的距离为r，不计其他天体的影响，两颗恒星的质量不变。下列各图可能正确的是()6如图，等腰三角形ABC为真空中竖直面内的棱镜横截面，其底边BC水平，B30，ABL，P为过C点的竖直光屏。一束平行于BC边的光线射到AB边上D点，然后从AC边上F点（图中未画出）射出后在屏上产生光点。已知棱镜的折射率n，真空中的光速为c，BC边只考虑一次反射，下列说法错误的是()A无论BD等于多少，在玻璃中光传播时间相同B无论
5、BD等于多少，从AC边射出的光彼此平行C当BDL时，从AC射出的点距离C点距离为LD当BDL时，光线射到PC的时间为7如图所示，竖直光滑杆上穿有两个弹性小球A、B，其质量关系满足mAmB，彼此间隔一小段距离，将两个球从距底座高为h（h远大于小球半径）处由静止同时释放，所有碰撞时间极短且无机械能损失，则A、B第一次碰撞后B球上升的最大高度最接近()A4h B6h C8h D9h8如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0做直线运动，其轨迹如图虚线所示，虚线与水平方向成30角，小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝
6、缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是()A小球一定带负电B磁场和电场的大小关系为Ev0BC小球可能是从管道的乙端运动到甲端D若小球刚进入管道时撤去磁场，小球将在管道中做匀速直线运动二、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真空中静止点电荷Q1、Q2所产生的电场线分布如图所示，图中A、B两点关于点电荷Q2水平对称。某带电粒子（仅受电场力作用）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，C、D是轨迹上的两个点。以下说法正确的是()AA、B两点的场强大小相等BA点的电势大于B点电势C该粒
7、子带正电，在C点的加速度小于D点的加速度D该粒子带负电，在C点的加速度大于D点的加速度10一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴重直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是()Ab、c两状态单位体积内分子数相同Ba状态的压强大于b状态的压强Cc状态气体分子平均动能大于a状态分子的平均动能Dab过程，气体放热11如图所示，物块与圆环通过光滑轻质定滑轮用细绳连结在一起，圆环套在光滑的竖直杆上。开始时连接圆环的细绳水平，竖直杆与滑轮间的距离为L。某时刻圆环由静止释放，依次经过竖直杆上的A、B两点，在A点处细绳与竖直杆成53
8、，圆环下落到B点时，速度达到最大，此时细绳与竖直杆成37。已知圆环的质量为m，重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8，空气阻力不计，下列判断正确的是()A物块的质量为mB在A位置时，圆环的加速度大小为gC圆环下落的最大速度为D圆环下落的最大距离为12如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OPOSd，粒子带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则()A粒子的速
9、度大小为B从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为C沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为dD从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为94三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13(6分)多用电表是电学实验中常用的电学工具，其内部的部分电路如图所示，则：(1)将B和C两端点连接红黑表笔可以测电路的_（填“电压”或“电流”），转换开关S接_（填“a”或“b”）的量程更大。 (2)用多用电表探究黑箱内的电路，电路由四个阻值均为1
10、 的相同电阻构成，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，测得1、2接线柱之间的电阻为1 ，2、3接线柱之间的电阻为1.5 ，1、3接线柱之间的电阻为2.5 。请在虚线框中画出黑箱中电阻连接方式。14(8分)某兴趣实验小组的同学利用如图甲所示装置测定物块与木板AD、DE间的动摩擦因数1、2；两块粗糙程度不同的木板AD、DE对接组成斜面和水平面，两木板在D点光滑连接（物块在此处运动不损失机械能），且AD板能绕D点转动。现将物块在AD板上某点由静止释放，滑块将沿AD下滑，最终停在水平板的C点；改变倾角，让物块从不同的高度由静止释放，且每次释放点的连线在同一条竖直线上（以保证图中物块水平投影点B与接点D间
11、距s不变），用刻度尺量出释放点与DE平面的竖直高度差h、释放点与D点的水平距离s、D点与最终静止点C的水平距离x，利用多次测量的据绘出xh图象，如图乙所示，则：(1)下列说法正确的是_。A物块在AD板上受到的摩擦力大小随增大而减小B从起点到D的过程中摩擦力对A做的功可能随增大而增大C物块在D点的速度大小随增大而增大D物块在D点的速度大小随增大而减小(2)写出xh的函数表达式：_（用1、2、h及s表示）。(3)若实验中s0.4 m，xh图象的横轴截距a0.2纵轴截距b0.6，则1_，2 _。（计算结果均保留2位有效数字）15(8分)如图甲为某波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在某时刻的波动图
12、像，波动图像中的O点表示波源，P、Q是介质中的两点。求：(1)这列波的波速及波源的起振方向；(2)当波动图像中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过的路程。16(10分)我国的嫦娥五号探测器从月球采样后，返回舱从太空向地球表面按预定轨道返回，在离地10 km的高度打开阻力降落伞开始减速下降，这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比，比例系数(空气阻力系数)为k，设返回舱总质量M3000 kg，所受空气浮力恒定不变，且可认为返回过程为竖直降落。从某时刻开始计时，返回舱运动的vt图象如图所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线与横轴交点B的坐标为(8 s，0)，CD是平行横轴的直线
13、，与纵轴交点C的坐标为(0，8 m/s)。g取10 m/s2，请回答下列问题：(1)在初始时刻，即v0160 m/s时，返回舱的加速度多大？(2)求空气阻力系数k的数值；(结果保留三位有效数字)(3)返回舱在距离地面高度h1 m时，底部的4个反推力小火箭点火工作，使其速度由8 m/s迅速减至1 m/s后落在地面上，若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响，并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化，试估算每支小火箭的平均推力大小(结果保留两位有效数字)。17(13分)如图所示，质量为m、带电荷量为q(q0)的小物块静止在墙壁A处，A处有一个弹射器（未画出），可让小物块瞬间获得动能，并向右运动，A
14、B是长度为4R的绝缘水平轨道，B端与半径为R的光滑绝缘半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，且BD的右侧空间有水平向右的匀强电场（图中未画出），电场强度，g为重力加速度。小物块与AB间的动摩擦因数0.5。若小物块恰能通过半圆轨道，求：(1)小物块在A点获得的动能Ek；(2)小物块运动到半圆轨道最高点D时对轨道的压力大小。18(15分)如图所示，一滑块放在水平轨道上，下方用绝缘杆固定一边长L0.4 m、匝数为10匝的正方形金属线框，已知线框的总阻值R1.0 ，线框、绝缘杆以及滑块的总质量M2 kg，滑块与水平轨道之间的的动摩擦因数0.5。水平轨道的正下方有长为4L、宽为L的长方形磁场区域，磁场
15、方向垂直纸面向里，且线框的上边缘刚好与磁场区域的中心线重合。现给滑块施加一水平向右的外力F，使整个装置以恒定的速度v0.4 m/s通过磁场区域，从线框进入磁场瞬间开始计时，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，重力加速度g10 m/s2。(1)正方形线框刚要全部进入磁场时外力应为多大？(2)正方形线框从刚进入磁场到刚好离开磁场的过程中，外力做的功为多少？物 理答 案一、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【答案】D【解析】此核反应为聚变反应，A错误；根据核反应电荷守恒定律，有粒子X不显电性，为中子，BC错误；核反应过程，释放能量
16、，出现质量亏损，所以氘核和氚核的总质量大于氦核和X的总质量，D正确。2【答案】B【解析】小球B的受力情况如图所示，在B缓慢沿弧面上移的过程中，细线与竖直方向的夹角增大，圆柱体对小球的支持力与竖直向上方向的夹角减小，故细线的拉力T减小，圆柱体对小球的支持力N增大，A错误，B正确；B对圆柱体的压力N（N与N大小相等）的竖直分力大小NyNcos ，当减小时Ny增大，使得地面对圆柱体的支持力增大，C错误；地面对圆柱体的摩擦力大小f(NyG)，其中G为圆柱体的重量，可知地面对圆柱体的摩擦力增大，D错误。3【答案】A【解析】以水银柱为研究对象，水平方向受力为向右的p0S，向左的pS，由牛顿第二定律，知pS
17、p0Smam2(L1L2L0LL1)，则pp0L12(L2L0LL1)，故A正确，BC错误；若以被封闭气体为研究对象，由等温变化可知p0L0SpLS，解得pp0，故D错误。4【答案】C【解析】根据，副线圈两端电压的最大值U2M110 V，故二极管的反向耐压值应大于110 V，A错误；变压器可以改变电压和电流的值，但不能改变频率，因此副线圈中交流电频率仍为50 Hz，B错误；由于二极管的作用，副线圈两个电阻交替工作，与没有二极管一个电阻R始终工作完全相同，因此电流表的示数，理想变压器输入功率等于电阻消耗的功率PU2I2220 W，C正确，D错误。5【答案】B【解析】根据m12r1m22r2，可知
18、m1r1m2r2，又r1r2L，得，根据，可知，故v与r不是线性关系，A错误；根据，解得，故ar2图线是过原点的直线，B正确；根据，解得，T与r2不是线性关系，C错误；根据，可知Fr2图线为曲线，D错误。6【答案】C【解析】光路如图所示，在D点，根据折射定律可得折射角为30，在E点，入射角为60，在F点，入射角为30，则根据光路可逆，其折射角为60，出射时方向与BC平行。所以根据几何关系，有DEBD，FEAD，所以光在棱镜中的光程为AB，即无论BD等于多少，在玻璃中光传播的路程不变，则时间也相同，AB正确；当BDL时，则CFEFADABBDL，C错误；当BDL时，F到光屏的距离dCFcos 3
19、0L，光线射到PC的时间为，D正确。7【答案】D【解析】由于A球做自由落体运动，由v22gh可知，A球与地面碰撞前的速度大小为v，A、B彼此间隔一小段距离，可认为B球与A球碰撞前的速度大小也为v，两球发生弹性碰撞，系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后小球的速度大小为v1，大球速度大小为v2，选向上方向为正方向，由动量守恒定律得mAvmBvmBv1mAv2，由机械能守恒定律得mAv2mBv2mBv12mAv22，解得，当mAmB时v13v，小球B上升的高度，故D正确，ABC错误。8【答案】D【解析】小球做匀速直线运动，当带正电时，电场力水平向左，重力竖直向下，从甲端运动到乙端时，洛伦兹力垂直于虚线
20、斜向右上三力恰好平衡，能保证小球沿图中虚线运动；当小球带负电时，电场力水平向右，重力竖直向下，从甲端运动到乙端时或者从乙端运动到甲端时，洛伦兹力垂直于虚线斜向左上或者右上，均不能使小球沿直线运动，故A C错误；由A项可知，电场力和洛伦兹力关系为，得，故B错误；未撤磁场时，小球三力平衡，其中电场力和重力沿虚线方向的合力为零，当撤去磁场时，在管道中所受重力和电场力均没有变化，故沿虚线方向（管道方向）合力仍为零。而管道的支持力垂直于管道，即小球合力仍为零，做匀速直线运动，故D正确。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
21、不全的得2分，有选错的得0分。9【答案】BC【解析】根据电场线的方向，点电荷Q1带正电，Q2带负电。电场线的疏密表示电场的强弱，所以A处电场较强，A错误；在Q2的电场中，A、B两点的电势相等，在Q1的电场中，A点的电势大于B点电势，所以综合来看，A点的电势大于B点电势，B正确；电场力指向凹面，所以该粒子带正电，C点电场线较疏，电场较弱，电场力较小，加速度较小，所以在C点的加速度小于D点的加速度，C正确，D错误。10【答案】AD【解析】b、c体积相同，则单位体积内的分子数相同，A正确；由理想气体状态方程C得，则VT图中，某点和原点连线的斜率，而kakb，则a状态的压强小于状态的压强，B错误；温度
22、是分子平均动能的标志，c状态温度低，则分子的平均动能小，C错误；ab过程，温度不变，则气体的内能不变，体积减小，则外界对气体做功，根据UWQ知，U0而W0，则Q0，气体放热，D正确。11【答案】AD【解析】由题意知圆环到达B点时速度最大，则加速度为0，即mgMgsin 37，解得Mm，A正确；在A位置时圆环的加速度，由于重物加速上升，FMg，故圆环的加速度大小ag，B错误；下滑过程中系统机械能守恒，可得，解得，C错误；设圆环下落的最大距离为x，则，解得，D正确。12【答案】AB【解析】由OPOSd，可得SP2d，如图所示，结合“在轨迹圆中，轨迹的直径为最长的弦”和题中“所有粒子射出磁场时离S最
23、远的位置是x轴上的P点”可知SP是其中一个轨迹的直径，由qvBm，可得rd，则v，A正确；粒子在磁场中运动的周期T，由几何知识可得从O点射出的粒子，轨迹所对的圆心角为60，在磁场中的运动时间tT，B正确；沿平行x轴正方向射入的粒子，圆心在原点处，运动轨迹为四分之一圆，离开磁场时的位置到O点的距离为d，C错误；从x轴上射出磁场的粒子，从原点射出时在磁场中运动时间最短，运动轨迹与x轴相切时运动时间最长tmT，则tmt92，D错误。三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和
24、单位。13(6分)【答案】(1)电流 a (2)见解析图【解析】(1)将B和C两端点连接红黑表笔可以测电路的电流，转换开关S接a时电流计上并联的电阻较小，则量程更大。(2)根据黑盒子内表现出的外部现象，可判断内部结构如图。14(8分)【答案】(1)AC (2) (3)0.50 0.33【解析】(1)物块在AD板上受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为fmgcos ，随着的增大，f减小，故A正确；从起点到D的过程中摩擦力对A做的功，可知摩擦力对A做的功不变，故B错误；根据动能定理可知，物体运动整个过程中克服摩擦力做功相等，越大，h越大，重力做功越大，末速度越大，故C正确，D错误。(2)由动能定理得 m
25、gh1mgcos AD2mgx0，即。(3)对照图象，带入数值可知10.50，20.33。15(8分)【解析】(1)由题图可知，波源起振方向沿y轴负方向，T2 s，2 m则波速v1 m/s。(2)波由质点P传到质点Q经历时间：t1 s6 s3T波传到质点Q后，质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点Q振动的时间t2P共振动时间：tt1t2T则质点P经过的路程：s4A0.7 m。16(10分)【解析】(1)在v0160 m/s时，过A点切线的斜率即为返回舱此时的加速度，设其大小为a1，则：a1 m/s220 m/s2。(2)由图象知，返回舱的vt图线的斜率逐渐减小，最后以v18 m/s的速度做
26、匀速运动。设返回舱所受空气浮力为f。在t0时，根据牛顿第二定律有：kvfMgMa1速度为v18 m/s时，返回舱受力平衡，有：kvfMg0则有k，代入数据解得k2.35 kg/m。(3)设每支小火箭的平均推力大小为F0，此阶段返回舱的加速度大小为a2，着地速度为v2，由题意知，返回舱在距离地面高度h1 m前，已处于匀速运动状态，故返回舱所受合外力为4个小火箭的推力，根据牛顿第二定律有：4F0Ma2又由运动学公式知vv2a2h代入数据解得：F02.4104 N。17(13分)【解析】(1)设小物块在半圆轨道上的P点时，电场力与重力的合力指向半圆轨道的圆心。由题意知小物块恰能通过半圆轨道，说明小物
27、块在P点的向心力由电场力与重力的合力提供，如图所示，则：由牛顿第二定律有：研究小物块从A到P的过程，由动能定理有：联立解得：。(2)研究小物块从A到D的过程，由动能定理有：设小物块在D点受到轨道向下的支持力，大小为F，则有：联立解得：Fmg根据牛顿第三定律知，小物块运动到半圆轨道最高点D时对轨道的压力大小为mg。18(15分)【解析】(1)正方形线框刚进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得则线框中的电流正方形线框全部进入磁场所用的时间在此时间内，磁感应强度不变，均为B0.5 T，线框将要全部进入磁场时，右边导线受到向左的安培力，大小为线框的上边所受的安培力向下，大小为则滑块所受滑动摩擦力为故外力。(2)正方形线框刚进入磁场时的外力大小为线框全部进入过程中外力所做的功为线框整体在磁场中运动的时间为则13 s内有线框中有沿顺时针方向的电流，电流大小为线框完全进入磁场瞬间，磁感应强度发生变化，线框的上边受到向上的安培力，大小为则13 s内外力做的功3 s后线框中无电流，此时直到线框完全离开磁场，外力做的功故整个过程外力做的总功为。
