1、济南大学城实验高级中学2021届高三下学期4月阶段性测试物理试题第I卷（选择题，共40分）一、单选题（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如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为AGBGsinCGcosDGtan2氢原子能级图如图所示，大量处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时会发出不同频率的光。下列说法正确的是（）A这些光中波长最长的光对应的光子能量为10.2eVB这些光中频率最高的光对应的光子能量为12.75eVC用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面
2、，能照射出光电子的光最多有4种D用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面，出射光电子初动能的最大值为8.19eV3假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量I时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为（）ABCD4如图所示，在倾角为30的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中
3、下列说法正确的是（）AA、B两小球在空中运动时间之比为BA、B两小球在空中运动时间之比为CA、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为DA、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为5一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是（）A单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍B若不充入介质，则不能实现“开”功能C若充入的介质相对棱镜是
4、光疏介质，有可能实现“开”功能D若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能6如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后（ ）AM处钠离子浓度等于N处钠离子浓度BM处氯离子浓度小于N处氯离子浓度CM处电势高于N处电势DP管中液面高于Q管中液面7一列波长小于3m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1=1m和x2=4m的两质点A、B的振动图像如图所示，则（）A3s末A、B两质点的位移相同B1s末A点的速度大于B点的速度C波长为可能为mD波速可能为m/s8图为模
5、拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BR2两端的电压小于R4两端的电CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DL1、L2两灯泡的亮度相同压二、多选题9某物体沿水平方向做直线运动，其图像如图所示，规定向右为正方向，下列判断正确的是（）A在内，物体做曲线运动B在内，物体向左运动，且速度大小在减小C在内，物体的加速度方向向左，大小为D在末，物体处于出发点右侧，且距离大于2m10如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接在水平拉力
6、F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为则下列说法正确的是A当细绳与细杆的夹角为60时，拉力F的大小为（2）mgB支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大C拉力F的大小一直增大D拉力F的大小先减小后增大11如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度及a的状态说法正确的是（）A方向
7、竖直向下B大小为C若使b下移，a将不能保持静止D同时增大细导体棒a、b的电流，a棒仍可静止12一有界区域内，存在着方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，磁场宽度均为L，如图所示。边长为L的正方形导线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，建立水平向右的x轴，且坐标原点在磁场的左边界上，t=0时刻开始线框沿x轴正方向匀速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，导线框受向左的安培力为正方向，四个边电阻均相等。下列关于感应电流i或导线框受的安培力F或b、a两点电势差Uba随时间t的变化规律正确的是（）ABCD第II卷（非选择题）三、非选择题：本题共6小题
8、，共60分13（6分）利用如图所示装置，可以完成“研究匀变速直线运动规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化的关系”等力学实验。（1）用图示装置完成上述三个实验中_。A都需要用天平来称量小车质量B都需要调节滑轮高度使细线与木板平行C都必须平衡摩擦力（2）图中的（a）（b）（c）分别为上述三个实验中作出的小车速度与时间、小车加速度与小车质量、合外力对小车做功与小车速度平方的关系图像，下列说法正确的是_。A图（a）：v轴的截距表示打计数点“0”时的速率B图（b）：由图线可知小车的加速度与其质量成反比C图（c）：不能仅通过一条纸带上的数据就作出该图线（3）利用图示中的实验装置，平衡
9、摩擦力后，_（选填“能”或“不能”）验证“机械能守恒定律”。14（8分）在练习使用多用电表的实验中。请完成下列问题：(1)用多用表测量某元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转角度过小，因此需选择倍率的电阻挡_（填“10”或“1k”），并需_（填操作过程）后，再次进行测量，多用表的指针如图甲所示，测量结果为_。(2)某同学设计出一个的欧姆电表，用来测量电阻，其内部结构可简化成图乙电路，其中电源内阻r=1.0，电流表G的量程为Ig，故能通过读取流过电流表G的电流值而得到被测电阻的阻值。但和普通欧姆表不同的是调零方式。该同学想用一个电阻箱Rx来测出电路中电源的电动势E和表头的
10、量程Ig，进行如下操作步骤是：a先两表笔间不接入任何电阻，断开状态下调滑动电阻器使表头满偏；b将欧姆表与电阻箱Rx连成闭合回路，改变电阻箱阻值；记下电阻箱示Rx和与之对应的电流表G的示数I；c将记录的各组Rx，I的数据描点在乙图中，得到图线如图丙所示；d根据乙图作得的图线，求出电源的电动势E和表头的量程Ig。由丙图可知电源的电动势为_，欧姆表总内阻为_，电流表G的量程是_。15（7分）我国提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水平。现有一辆新型电动车，质量kg，额定功率kW，当该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，。（1）求新型电动车在平直路面上行驶所能达到的最大速
11、度；（2）新型电动车在平直路面上从静止开始，以加速度做匀加速直线运动，求匀加速能维持的时间；（3）新型电动车在平直路面上从静止开始，保持额定功率做加速运动，经50s达到最大速度，求此过程中新型电动车的位移。16.（9分）据统计，自2020年爆发新型冠状病毒肺炎疫情以来，到2021年1月10日，全球确诊病例已经超过9000万，新冠疫情传播是非常迅速的。为了有效控制疫情传播，在转移患者时采用专用的负压救护车。负压救护车的核心是负压舱（如图），它是一个负压隔离单元，其内部空间对应的尺寸为2500mm1500mm2000mm（长、宽、高）。它不工作时为开放状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化
12、系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强p0=1.0105Pa，环境温度T0=280K，负压隔离单元正常工作时温度为T=300K，此时内部压强比外界低p=20Pa，空气视为理想气体。求：负压隔离单元从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气占原空气的百分比（计算结果保留两位有效数字）。17（14分）如图所示，MN长为3L，NP长为4L的矩形MNPQ区域内，存在以对角线MP为分界线的两个匀强磁场区域I和II，方向均垂直纸面向外，区域I的磁感应强度大小可调，区域II的磁感应强度大小为B。一质量为m、电量为q的带正
13、电粒子从M点以平行于MN边的方向射入磁场I区域中，速度大小为，不计粒子所受重力，矩形外边线上均存在磁场。（sin=0.6，cos=0.8）(1)若粒子无法进入区域II中，求区域I磁感应强度大小范围；(2)若区域I的磁感应强度大小，求粒子在磁场中的运动时间；(3)若粒子能到达对角线MP的中点O点，求区域I磁场的磁感应强度大小的所有可能值。18.（16分）如图所示，在倾角为37的斜面上放置一质量为m的物块B，物块B的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，物块B平衡时，弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端再连接一光滑的半径R=0.6x0的半圆轨道，半圆轨道与斜面相切于P点。在斜面
14、顶端有一质量也为m的物块A，与物块B相距4x0，现让A从静止开始沿斜面下滑，A、B相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O点（A、B均可视为质点）。已知斜面OP部分粗糙，且A、B与斜面间的动摩擦因数均为=0.25，其余部分光滑。已知sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g。（1）求物块A、B相碰后瞬间的共同速度大小；（2）求物块A、B相碰前弹簧具有的弹性势能；（3）若让物块A以某一初速度从P点沿半圆轨道上滑，恰好能通过最高点后落在斜面上，求A的落点到P点的距离。（4）若让物块A以某一初速度v自P点沿斜面下滑，与物块B碰后返回到P点还具有
15、向上的速度，则v为多大时物块A恰能通过半圆轨道的最高点？A、B分离瞬间，B物块即被锁定。参考答案123456789101112ABACCDDBCDACBCACD13B A 不能 141k 欧姆调零（或电阻调零） 6000 1.5 6.0 0.25 15.(1)30m/s；(2)15s；(3)1050m【详解】(1)当达到最大速度v时，牵引力F与阻力f平衡，满足解得。(2)设匀加速结束时速度为v1，此时恰好达到额定功率，可得联立可得，匀加速能维持的时间为(3)已知t2=50s，设位移为s，由动能定理可得代入数据解得s=1050m。166.7以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态T0=280K，
16、p0=1.0105Pa，V0=2500mm1500mm2000mm=7.5m3末状态T=300K，p=p0-p=99980Pa设此时全部气体的体积为V，根据理想气体状态方程得在末状态排出气体的体积V=V-V0体积占比代入数据解得=6.717(1)；(2)；(3)若粒子由区域达到O点，、；若粒子由区域I达到O点，、【详解】(1)当粒子速度一定时，磁感应强度越小则粒子运动的半径越大，当运动轨迹恰好与NP相切时，粒子恰好不能进入区域，故粒子运动半径R3L，由可得(2)粒子在区域I中运动：由、，解得R=L粒子在区域中运动解得画出轨迹如图所示，在区域I中运动所对应的圆心角为，在区域中运动所对应的圆心角为
17、，所以粒子在磁场中运动的时间(3)因为粒子在区域中的运动半径，若粒子在区域I中的运动半径R较小，则粒子会从MQ边射出磁场，若粒子恰好不从MQ边射出时应满足粒子运动轨迹与MQ相切，如图所示O2O1A=，sin=又因为sin=2sincos=解得若粒子由区域达到O点，每次前进由周期性可得MO=nMC2（n=1，2，3）即解得n3n=1时：，n=2时，n=3时，若粒子由区域I达到O点由周期性可得MO=MC1+nMC2（n=0，1，2，3）即解得解得nn=0时，n=1时，18（1）；（2）；（3）；（4）【详解】（1）物块A与B碰撞前后，设物块A的速度分别为v1和v2，物块A下滑过程中由动能定理，有
18、解得 物块A与B碰撞过程中动量守恒，有 联立可得 （2）碰后，物块A、B和弹簧组成的系统在运动到O点的过程中由能量守恒定律，有 解得 （3）设物块A在最高点C的速度为vC，物块A恰能通过半圆轨道的最高点C时，重力提供向心力，有 解得 设物块A离开轨道最左端D时的速度为vD，物块A从C点到D点的过程中由动能定理，有 解得 物块A的运动可分解为沿D点切线方向的匀加速直线运动和垂直于D点切线方向的类自由落体运动，设落点到P点的距离为x，有 解得 代入数据解得 （4）如图所示，设物块A与B碰撞前A的速度为vA，碰撞后共同的速度为vB，物块A从P点到与物块B碰撞前的过程中由能量守恒定律，有 物块A与B碰撞的过程中动量守恒，有 物块A与B碰撞结束后到O点的过程中机械能守恒，有 由于物块A与B不粘连，到达O点，A与B分离时，B被锁定。物块A继续沿半圆轨道滑行至最高点C，最高C点相对于O点的高度 物块A从O点到C点的过程中由能量守恒定律，有 联立以上各式，解得
