1、山东省潍坊市寿光现代中学2021届高三物理上学期1月月考试题（含解析）一、单项选择题 1. 下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（）A. 处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子B. 衰变为，经过3次衰变，2次衰变C. 卢瑟福发现质子的核反应方程式是D. 比结合能越大的原子，其结合能就越大，原子核越稳定【答案】B【解析】【分析】【详解】A处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可会辐射出（n1）种频率的光子，即会有两种频率的光子，A错误；B设经n次衰变，m次衰变，由质量守恒和电荷数守恒可得2344n=222902n+m=86解得n=3m=2B正确；C卢瑟福确定质子的核反应方程
2、式是C错误；D比结合能越大原子，其结合能不一定越大，因为结合能与核子数和比结合能有关，可比结合能越大的原子，原子核越稳定，D错误。故选B。2. 如图所示，一条细线一端固定在竖直墙壁上的Q点，另一端绕过轻质光滑滑轮与物体相连，滑轮用另一条细线固定在天花板上的P点，细线OP与竖直方向的夹角为，OQ水平，现将Q点缓慢沿竖直墙壁下移，则OP、OQ段细线所受拉力大小FP、FQ的大小变化情况是（ ）A. FP增大，FQ不变B. FP，FQ均不变C. FP不变，FQ增大D. FP，FQ均减小【答案】A【解析】【分析】【详解】由于绳子OQ与滑轮的接触点为活结，则mg = FQ根据共点力的平衡有由上图可看出，随
3、着Q点缓慢沿竖直墙壁下移，FP（蓝线）增大。故选A。3. 新冠肺炎疫情期间，无人机发挥着非常重要的作用，可利用无人机空投药品，将药品送到隔离人员手中。在某次无人机竖直送货中，无人机的质量M=1.5kg，货物的质量m=1kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机从地面开始加速上升一段时间后关闭动力，其运动v-t图像如图所示。无人机所受阻力恒定，不考虑货物受到的阻力，g取10m/s2，下列判断正确的是（）A. 无人机上升的最大高度为36mB. 无人机所受阻力大小为3NC. 无人机所受的升力大小为30ND. 加速阶段绳的拉力大小为12N【答案】D【解析】【分析】【详解】A. 无人机上升的最大高度为A错
4、误；B. 无人机减速上升的加速度为无人机所受阻力大小为解得 ，B错误；C. 无人机加速上升加速度为无人机所受的升力大小F为解得 ，C错误；D. 加速阶段绳的拉力大小为解得 ，D正确。故选D。4. 风能是一种环保型能源，截至2019年底，我国风电装机容量达209.94GW，自2008年以来一直保持世界第一，占全球累计风电装机量的32.24%。设每台风力发电机叶片总共的有效迎风面积为S（和风速v方向垂直），空气密度为，平均风速为v，如果吹在叶片上的风能全部转化成电能，叶片受到风的平均作用力为F和发电机转化成的电功率为P，则下列表示正确的是（）A. ，B. C. D. ，【答案】A【解析】【分析】【
5、详解】设在时间t内，作用在叶片上的风的质量为根据动量定理得联立解得根据能量守恒得解得故选A。5. 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，两根直导线垂直纸面放在a、d两点，现给导线通有大小相等，方向垂直纸面向里的电流，下列说法正确的是（）A. O处磁感应强度最大B. d处导线所受安培力方向沿ad连线向右C. b、c、e、f四点的磁感应强度相同D. c和f两点的磁感应强度等大反向【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据右手螺旋定则可判断处的电流在点产生的磁场竖直向下，处的电流在点产生的磁场竖直向上，故点的磁感应强度为零。A错误；B根据左手定则可判断出d处导线所受安培力方
6、向沿ad连线向左。B错误；C磁感应强度既有大小又有方向，四点的磁感应强度方不同。C错误；D画出每点的磁场应强度方向分析可知c和f两点的磁感应强度等大反向。D正确。故选D。6. 如图所示是截面为直角三角形ABC的玻璃砖，其中A=，一束光线从 AB 面的中点 M 平行于底边 AC 射入玻璃砖，已知AC=2a，光在玻璃中的折射率n=，真空中光速为c，则光在该玻璃砖中的传播时间为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】当入射光从M点射入时的入射角为，则可得所成折射角为，根据几何关系可知此时在AC边的入射角为，则因为此时是从玻璃射至空气，可知此时在光在AC边上发生全反射，后光从BC
7、边垂直射出；可作光路图如图所示根据几何关系得光在该玻璃中运动的路程为光在玻璃砖中的传播速度为则光在该玻璃砖中的传播时间为故选D。7. 如图所示，水平地面上有一固定直角三角形斜面，两个质量不同的小物块从斜面顶端两侧自由释放后均能沿斜面下滑，且分别停在A点、D点。两个小物块与斜面和水平面的摩擦因数都相同，假设在斜面与水平面连接处无机械能损失，已知AB=PC=2m，PBC=30,那CD多长（）A. 2mB. 3mC. 4mD. 5m【答案】C【解析】【分析】【详解】对任意一个滑块由动能定理其中x是P在水平面上的投影点P与物块在水平面上的停止位置的距离，设AB=PC=a则由几何关系可知解得故选C。8.
8、 为防范新冠病毒的蔓延，额温枪成为重要的防疫装备。有一种红外测温仪的原理是：任何物体在高于绝对零度（-273）以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人体温正常时能辐射波长为10m的红外光，如图甲所示，用该红外光照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，得到的电流随电压变化图像如图乙所示，已知h=6.6310-34Js ，e=1.610-19C，则（）A. 波长10 m的红外光在真空中的频率为31014 HzB. 将图甲的电源反接，一定不会产生电信号C. 由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为0.1eVD. 若人体
9、温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流减小【答案】C【解析】【分析】【详解】A红光的频率为故A错误；B由图甲可知，当加反向电压时，电子受到的力向右，因为电子有一定的初动能，当加的反向电压小于遏止电压，就会有电子到达A极板，此时有电信号；当加的反向电压大于遏止电压，没有电信号，故B错误；C由图乙可知，遏止电压为0.02v，故最大初动能由光电效应方程，有计算得，故C正确；D若人体温度升高，则辐射红外线的强度增强，光电管转换成的光电流增大，故D错误。故选。二、多项选择题9. 2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，
10、火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。12月3日23时10分，嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是中国首次实现地外天体起飞。如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道，轨道和是绕月运行的椭圆轨道，地月转移轨道与轨道相切于P点，Q点为轨道、的切点。已知月球的半径R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥五号在轨道的运行速度为v，下列说法正确的是（）A. 嫦娥五号在轨道上运动时，P点的速度大于Q点的速度B. 嫦娥五号从轨道进入轨道Q点需要加速C. 轨道距
11、离月球表面的高度为D. 嫦娥五号从月球表面返回时发射速度应大于【答案】CD【解析】【分析】【详解】A嫦娥五号在轨道上运行时，机械能守恒，从P点运动到Q点，重力势能减小，动能增大，即P点速度小于Q点的速度，故A错误；B嫦娥五号从轨道进入轨道在Q点需要减速，从而使卫星作向心运动，稳定后让其受到的万有引力满足在轨道上运行所需要的向心力。故B错误；C在月球表面时，卫星受到的万有引力有卫星在轨道上运行时，设距离月球表面的高度为H，有联立两式解得故C正确；D设月球的第一宇宙速度为，则有解得嫦娥五号从月球表面返回时，其发射速度需要大于月球的第一宇宙速度，故D正确。故选CD。10. 无线充电是近年发展起来的新
12、技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（）A. 受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象B. 220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次C. 受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10VD. 基座线圈和受电线圈的匝数比为44：1【答案】BC【解析】【分析】【详
13、解】A受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递。故A错误；B由于交流电一个周期内电流方向改变两次，则220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次，故B正确；C由于二极管单向导电的缘故，故输出端只有一半时间有电压，根据有效电压的定义得解得故C正确；D受电线圈的有效电压为则，基座线圈和受电线圈的匝数比为故D错误。故选BC。11. 一列简谐横波沿直线传播，直线上两质点A、B的振动图像如图所示，已知波由A向B传播，A、B两点在直线上的距离为0.3m，则下列说法正确的是（）A. 这列波的周期为0.1sB. 0时刻质点B正向y轴负方向运动C. 这列波的波长
14、最大可能值为0.4mD. 这列波的波速不可能为1m/s【答案】BC【解析】【分析】【详解】A由图可知，周期为0.08s。A错误；B由振动图像可知，0时刻质点B正向y轴负方向运动。B正确；C根据振动图像，A、B两点在直线上的距离最小为，有解得C正确；DA、B两点在直线上的距离为，有(n=0,1,2)根据波速公式得当n=3时D错误。故选BC。12. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置在磁感应强度为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨间距为L，电阻忽略不计，左端连接两个电阻R1和R2，R1=r，R2=2r。长为3L、电阻为3r的粗细均匀的金属棒垂直放置在导轨上，其中ab=bc=L。金属棒在
15、水平向右的外力F（F未知）的作用下，以速度v做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A. 导体棒ad间的电压为B. 外力C. 流过R2 电流为D. R1上的功率为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A根据电磁感应定律可知，此时导体棒ad产生的感应电动势为因ab=bc=L可知导体棒bc端、ab端、cd端产生的感应电动势为则此时电路中的感应电流为此时bc两端的电压为即导体棒ad间的电压为故A错误；B对金属棒进行受力分析可知，此时受力平衡，安培力等于水平外力故B正确；C因为R1、R2并联，则可得故C错误；D因为根据电功率公式可得故D正确；故选BD。三、非选择题13. 坐位体前屈（Sit And Reac
16、h，图一）是大中小学体质健康测试项目，它的测试目的是测量在静止状态下的躯干、腰、髋等关节可能达到的活动幅度，主要反映这些部位的关节、韧带和肌肉的伸展性和弹性及身体柔韧素质的发展水平。(1)图一为某高二男生按标准动作将游标推至位置（图二），该同学成绩为_cm；参考评分表（图三），该生得分_； (2)若该男生没有按标准动作完成（某老师恰好用手机连拍功能30帧/秒记录下来），而是将游标由0刻度位置向前猛推，游标运动至图四位置离开双手，又滑行一段距离停下，刚好达到100分。若猛推过程游标可视为匀加速，其一段时间内的连续位置（虚线所在处）简化为图五，则猛推过程游标的加速度为_m/s2，游标离手滑行过程摩
17、擦力视为不变，试估算游标与标尺之间的动摩擦因数为_（g=10m/s2）（结果均保留两位有效数字）。【答案】 (1). 3.60 (2). 62 (3). 7.2 (4). 0.51【解析】【分析】【详解】(1)1读图可知，该同学的成绩为3.60cm；2根据表格可知，该同学的得分为62；(2)3利用逐差法可计算得解得4设游标运动至图四位置离开双手时速度为v，可通过匀变速时位移与速度的公式得解得此后游标开始做匀减速运动，根据表格可知，游标做匀减速运动的位移为设游标做匀减速运动时的加速度为，则可得解得受力分析得解得14. 实验室备有一个器材如下：A灵敏电流计一个（量程1mA，内阻未知）B电阻箱R一个
18、（阻值范围09999.9 ）C未知电阻Rx一个D干电池一节（电动势1.5 V，内阻未知）E开关一个，红、黑表笔各一个，导线若干该同学利用上述器材先组装成一只简单的欧姆表，然后测未知电阴Rx的阻值操作步骤如下：(1)按照如图甲所示电路连接各器材，组成欧姆表电路；改装之后表盘如图乙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。(2)将红、黑表笔短接，将选择开关旋至_，（填“1”，“10”，“100”）调节电阻箱的阻值为R，使灵敏电流计满偏；(3)保持电阻箱阻值不变，将红、黑表笔与未知电阻Rx相连，示数如图乙所示，则被测电阻Rx=_。(4)若该欧姆表使用一段时间后电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，则电阻的
19、测量结果与原来相比_（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。(5)该同学撤掉改装的表盘读出灵敏电流计的电流为0.70mA，则待测电阻的阻值为_。（结果保留三位有效数字）【答案】 (1). 100 (2). 700 (3). 偏大 (4). 643【解析】【分析】【详解】(2)1改装的欧姆表的内阻为欧姆表表盘中值刻度为“15”，则将红、黑表笔短接，将选择开关旋至“100”，调节电阻箱的阻值为R，使灵敏电流计满偏；(3)2保被测电阻Rx=7100=700。(4) 3欧姆表调零时，其内阻电源电动势变小，则欧姆表内阻R内变小，用欧姆表测电阻时有由于R内变小，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，所测电阻偏大
20、；(5)4满偏时接电阻时解得Rx=64315. 得益于我们国家经济的高速发展，普通人的住房条件得到不断改善，越来越多的人搬进了漂亮的楼房，但是，下水道阻塞却成了一个越来越让人头疼的问题，疏通器是解决此类问题的工具之一。在疏通马桶时，疏通器气体体积需缩小到原来的才能打通堵塞的管道。疏通器如图所示，通过打气筒将气体打入储气室，拨动开关，储气室内气体喷出。若储气室体积为2V，初始时内部气体压强为p0，每次可打入p0的气体，以上过程温度变化忽略不计，则要能疏通马桶需要向储气室打气几次？【答案】12【解析】【分析】【详解】疏通器内气体初始状态参量为p1、T1、V1，气体压缩后状态参量分别为p2、T2，V
21、2，由题意知T1 = T2，p1 = p0、V1 = V、V2 =由玻意耳定律得p1V1 = p2V2即p0V = P2V得p2 = 4p0设打气筒需要向储气室打气n次，打气前气体状态参量分别为p3、T3、V3，打气后气体状态参量分别为p4、T4、V4，由题意知T3 = T4，p3 = p0、V3 = 2V + nV、p4 = p2 = 4p0、V4 = 2V由玻意耳定律得p3V3 = p4V4即p0(2V + nV) = 4p0(2V)解得n = 12故打气筒需要向储气室打气12次。16. 近几年，闯关得奖活动成为深受广大人民群众喜爱的一种电视节目。某电视台的一档水上闯关游戏部分环节可以简化
22、为如下过程：如图所示，质量为m的参赛选手从距离水面高H的地方由静止用绳子荡下来，到最低点C放手水平飞出，刚好落到浮于水面的1号木墩上并与木墩一起在水面上向右匀速运动（忽略木桩的沉浮），然后选手择机依次跳到2、3号木墩上，最终三个木墩刚好不相撞，已知C点距离水面高为h，木墩的质量为M，重力加速度为g，人与木墩均可视为质点。求：(1)从C点飞出时的速度；(2)1号木墩与C点的距离；(3)求两次起跳时相对地面的水平速度多大。（忽略水在水平方向对木墩的阻力但不忽略浮力）【答案】(1)；(2)；(3)，【解析】【分析】【详解】(1)从A运动到C的过程，由机械能守恒得解得(2)从点水平飞出后做平抛运动，由
23、平抛运动规律解得再由勾股定理得(3)对人和1号木墩，水平方向上满足动量守恒跳离1号木墩过程有跳入2号木墩过程有跳离2号木墩过程有跳入3号木墩过程有最终三个木墩刚好不相撞，则有联立可解得17. 如图所示，半径R = 0.2m的圆形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度B = 0.5T，在虚线右侧（虚线与圆相切）有水平向右的匀强电场E，位于a点的粒子源可以在纸面各个方向以速度v = 2 106m/s发射带负电的粒子，某粒子P从a点沿ao方向（ao方向与电场左边界平行）射入磁场，正好在b点沿ob方向（ob与电场方向平行）进入电场，电场强度E = 1.0 107N/C，某粒子Q如图所示，从a点以
24、与ao成60角方向射入磁场。求：（不计粒子重力）(1)求粒子的比荷；(2)粒子Q进入电场前在磁场中运动的时间；(3)粒子Q从a出发到最后离开场的总时间。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)根据牛顿第二定律由几何关系可得r = R代入数据可得(2)粒子Q的轨迹如图所示因为R = r，知四边形是菱形，得圆心角为30所求时间，进入电场前在磁场中运动时间(3)粒子Q水平进入电场，然后水平返回进入磁场，进入磁场后向上偏转。设C点到电场左边界的距离为S，则粒子在S距离内所需时间s粒子在电场中往返由牛顿第二定律得在电场中的时间代入数据得s返回磁场中，粒子恰好沿ao这条直径的另一端离开
25、，因R = r，有几何关系可得，圆心角为150，则在磁场中的运动总时间s所以，所求总时间18. 如图所示，两段水平光滑导轨足够长，电阻不计。倾斜导轨与水平导轨平滑连接并且连接处右侧有竖直向上的匀强磁场B = 2T，导体棒MN质量m1为2kg，导体棒PQ质量m2为1kg，两平行导轨宽度L1：L2 = 2：1。MN自高1.8m处由静止自由滑下，导体棒MN，PQ阻值比R1：R2为2：1。（g取10m/s2，不计摩擦和空气阻力）求：(1)MN滑到连接处位置时的速度；(2)最终两导体棒MN，PQ的速度v1和v2分别是多少？(3)整个过程中流过MN的电荷量及MN上产生的热量。【答案】(1)6m/s；(2)2m/s，4m/s；(3)2C，16J【解析】【分析】【详解】(1)初始位置到连接处用动能定理m1gh =m1v2v = 6m/s(2)当磁通量不发生变化时不再有电流安培力消失，此时速度达到稳定。则两导体棒单位时间内扫过面积相等，有v1L1 = v2L2对MN，PQ分别用动量定理- BIL1t = m1v1 - m1v，BIL2t = m2v2 - 0联立三式得v1 = 2m/s，v2 = 4m/s(3)对MN用动量定理- BIL1t = m1v1 - m1v- BL1q = m1v1 - m1v代入数据得q = 2C对整个过程用能量守恒Q = 24J
