2021届新高考物理名校地市必刷全真模拟卷5（山东专用）3月解析版.pdf

备战2021年高考物理【名校、地市好题必刷】全真模拟卷（山东专用）3 月卷第五模拟试卷一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共 24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4 分,选错得0 分。1.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知该时刻P 质点的振动方向沿y 轴负方向，且从该时刻起P质点经过0.05s第一次回到平衡位置，下列说法正确的是（）B.图像中P点的纵坐标y=5cmC.从该时刻起经过0.1s,Q 质点通过的路程是10mD.从该时刻起经过0.1s,P 质点通过的路程大于0.1m【答案】D【解析】A.由于P 质点的振动方向沿y 轴负方向，因此该波向右传播,当P 点运动到平衡位置时，波向右传播了 0.5m,因此波速V-m/s=10m/st 0.05A 错误；B.图像中P 点的纵坐标y=lsin（-2）cm=lOsincm=5/2cm2 4B 错误：C.根据Zv=T可知该波的振动周期T=0.4s从该时刻起经过0.1 s,。质点恰好回到平衡位置，通过的路程是0.10m；而P质点通过的路程为y-55/2 x 2cm-10V2cm0.1mC错误，D正确。故选D。2.一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态4其状态变化的p-T图象如图所示,其中线A B与。7轴平行，线段8 c与。p轴平行。下列说法正确的是（）A BTA.气体从状态A到状态8过程中，气体分子对容器器壁的碰撞次数不变B.气体从状态B到状态C过程中，气体向外界释放热量C.气体从状态A到状态8过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能D.气体从状态C到状态A过程中，单位体积内气体分子数减少【答案】B【解析】A C.气体从状态A到状态8经历了 一个温度升高的等压过程，则粒子的平均动能增加，单个粒子对气壁的撞击力增大，由气体方程可知其体积要增大，所以单位体枳内的气体分子数要减少，但是气体压强保持不变，由气体压强的微观解释可知气体分子在单位时间内对容器器壁的碰撞次数要减小；气体体积增大的过程中气体对外界做了功，由热力学第一定律U=W+Q可知吸热并不全部增加内能，故AC错误；B.气体从状态8到状态C经历了一个压强增大的等温过程，由气体方程可知其体积要减小，即气体被压缩了，外界对气体做了功，但是气体的内能没有变，由热力学第一定律可知气体向外界释放了热量，故B正确；D.A、C两点所在的直线过原点，即压强P与温度7 成正比，其比值是一个定值，由理想气体方程可得P_nRT V即从状态C到状态A,气体的体积没有变化，单位体积内气体分子数不变，故 D错误。故选Bo3.如图所示，物块以初速度V。沿水平面运动，然后冲上固定的粗糙斜面，到达最高点后返回。物块与所有接触面的动摩擦因数均相同，而且物块经过水平面和斜面连接处时速率不变,的 v-t图像正确的是()%/双一/-VA.I I l l i z ,0 t，Vb-mu1 NZ 7()t%_0 to.“寻手爵1 i l r下列关于物块速率V和时间t【解析】物体在水平面上运动时，摩擦力提供合力则/jmg=所以加速度大小为4 =g方向与速度方向反向，物体做匀减速运动；物体沿斜面上升时合力为mg sin a+/jmg cos a=ma2则加速度大小有g sin a +pig cos a=a2加速度方向与速度方向反向，物体沿斜面匀减速上升；物体从斜面最高点下滑时有mg sin a /img cos a ma3则加速度为gsina-4g cose=%物体沿斜面加速下滑；回到水平面时在摩擦力作用下做匀减速直线运动，加速度大小为4=g因为摩擦力的存在，所以物体从斜面上滑下回到斜面底端时的速度小于从水平面滑上斜面时的速度，综上所述，ABC错误，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5（和风速v方向垂直），空气密度为P，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.F-pSv1,P=pSv3 B.F-pSv2,P-pSv1C.F=-pSv2,P=-pSvi D.F=pSv1,P=-pSvi2 2 4【答案】A【解析】设在时间t内，作用在叶片上的风的质量为m-pV=pSvt根据动量定理得Ft=mv联立解得F-pSv1根据能量守恒得1 ,Pt=mv2解得P=-pSv32故选A 5.某同学为探究电表的改装，设计了如图所示的实验电路。A 为 0.6A量程的标准电流表，G 为满偏电流200m A,内阻尺,=200复的灵敏电流计，v为理想电压表，R、R,为滑动变阻器，E为电源，s为开关。电源的内阻不计，鸟 的最大阻值为2000。该同学要通过调节与滑片的位置，将灵敏电流计改装成0.6A量程的电流表，下列说法正确的是（）A.开关S 闭合前，为保证灵敏电流计安全，滑动变阻器&的滑片应置于最右端B.开关S 闭合后，只将K 的滑片向下滑动，电流表A 的示数将变小C.开关S 闭合后，只将&的滑片向右滑动，电压表V 的示数将变大D.新表改装完成后，当电流表A 的示数为0.3A时，灵敏电流计G 中的电流为100mA【答案】D【解析】A.为保证灵敏电流计安全，应 使 G 中电流最小，故开关S 闭合前，滑动变阻器R2的滑片应置于最左端，故 A 错误：B.开关S 闭合后，只将用 的滑片向下滑动，电路中总电阻减小，干路电流增大，所以测量干路电流的电流表 A 的示数将变大，故 B 错误：C.因电源内阻不计，故无论用、用如何调整，电压表V 的示数均不会变化，故 C 错误；D.当尺2连入电路的阻值为R2R e-=100Q0.6 200 x10-3-改装后新表的量程为0.6A,当电流表A的示数为0.3A时，灵敏电流计G中的电流小小=100mA故D正确；故选Do6.如图所示垂直纸面向里的有界匀强磁场的宽度为d,在纸面内，相同的带正电的粒子（不计重力）从左边界的4点以大小相同的初速度，沿各种方向垂直射入磁场，有些粒子从右边界射出磁场，有些粒子从左边界射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为7，且R=d,下列说法中正确的是（）X X X XX X X XX X X X多X X XV x x xX X X XX X X XA.从右边界射出的粒子在磁场中有最短的运动时间是4B.从右边界射出的粒子在磁场中有最长的运动时间是!了4C.从左边界射出的粒子在磁场中运动时间相同都是J 7D.从左边界射出的粒子在磁场中有最长的运动时间是7【答案】B【解析】A.由题意可知R=d,根据洛伦兹力提供向心力，结合几何关系，可得从左右两个边界射出的粒子运动轨迹如图所示；K X x xx x txX X xX X X XX x X Xx东夕k/x/x y xX X.-xxk jt-.x xx -COA c I x X X X X X X I I 5x x Xx x x x x x x x ；X X X X x X X X;CPx X X X X X X!X X x X【解析】A BC.当/=丁时一，感应电动势的最大值为2。Elm=2B-L-2ujL+B-Lu)L=5BLia)根据闭合电路欧姆定律得最大电流5BI?coAm 一 口 一K但下一时刻感应电动势会发生突变，电动势的最大值突变为E2m=2B-L-u)L+B-L2UJL4BL2(J I)根据闭合电路欧姆定律得电流r45L2y”,=4/。A所以选项A、C错误，B正确；D.在t=0时刻通过导线框的磁通量最大，感应电流为0,开始转动后磁通量减小，根据楞次定律可知导线框内感应电流的方向沿A玲B玲C1D玲4所以选项D错误。故选B。8.如图所示，固定的光滑细杆与水平面的夹角为53。，质量加=0.2kg的圆环套在杆上，圆环用轻绳通过光 滑 定 滑 轮 与 质 量 =0.8 k g的物块相连。开始时圆环位于A位置时，连接圆环的轻绳。A水平，OA长为5m,C为杆上一点，OC垂直于杆。现将圆环由静止释放，圆环向下运动并经过C下方某一位置8。重力加速度 g 取 lOm/s?,sin53=0.8,cos53=0.6,则 圆 环()A.从A运动到B的过程中，物块的动能一直增大B.从A运动到8的过程中，圆环和物体的机械能先增加后减小C.到达C位置时，圆环的速度为8拒m/sD.圆环沿杆下滑的最低点与4点关于C对称【答案】C【解析】A.因为。C垂直于杆，所以在C点圆环沿着绳的方向速度等于零，则物块的速度等于零，物块从A运动到C的过程中，物块的动能先增大再减小，从A运动到B的过程中，物块的动能不是一直增大，A错误；B.根据机械能守恒定律，从A运动到8的过程中，圆环和物体的机械能守恒，B错误；C.根据机械能守恒得MgOA-OC)+mg-AC-sin53-m v2OC=QA sin 530AC=QAcos53解得，圆环到达C位置时，圆环的速度为v=82 m/sC正确；D.若圆环沿杆下滑的最低点与A点关于C对称，在该点圆环和物块的速度都等于零，物块因位置没有改变机械能没有改变，而圆环的机械能减少了，违反机械能守恒定律，所以圆环沿杆下滑的最低点不可能与A点关于C对称，D错误。故选C。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.以下说法正确的是（）A.表面张力使液体的表面有拉伸的趋势B.压缩气体，气体的内能不一定增加C.当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体分子的平均动能减小MD.己知阿伏伽德罗常数为NA，氧气的摩尔质量为M、密度为0,则每个氧气分子的质量为%=-,每M个氧气分子的体积为=P【答案】BC【解析】A.表面张力使液体的表面有收缩的趋势，A错误；B.压缩气体，对气体做功，如果气体放出热量，根据热力学第一定律，气体的内能可能增加也可能减小，B正确；C.温度是分子平均动能的标志，当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，C正确；MD.已知阿伏伽德罗常数为NA，氧气的摩尔质量为M、密度为p,则每个氧气分子的质量为%=区厂，每NA“M个氧气分子连同它周围空间的体积为匕=，由于氧气分子距离很大，根据题目，无法求出每个氧气分子P的体积，D错误；故选BC10.2020年1 2月4日，一个应该载入世界核聚变史册的日子。核聚变关键装置 中国环流器二号M装置”首次放电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术。该装置内释放核能的核反应方程为：He+X,对此以下说法正确的是（）A.核反应产物中的X粒子为；1nB.反应后核子的总质量等于反应前核子的总质量C.反应后产生的新核的比结合能变大D.该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应【答案】AC【解析】A.根据核反应方程两边质量数，电荷数守恒可写出该核反应方程为；H+：H V He+n故X为中子1 n,选项A正确。B.任何核反应都存在质量亏损，并释放能量。故反应后核子的总质量小于反应前核子的总质量，选 项B错误；C.氮核的比结合能大于笊核和瓶核，是因为氢核的核间结合更牢固，性质更稳定，故C正确；D.当今世界各地正在运行的核电站中的主要核反应方程是Ba+KiH-3*n故D错误。故选AC。1 1.如图所示，在倾角为a的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均 为 小 其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块均处于平衡状态.则下列结论正确的是（）A.2、3两木块之间的距离等于L+ak.,一 sb一小 十 r me sin a +ume cos aB.2、3两木块之间的距离等于L+-kC.1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D.如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离不变【答案】BD【解析】AB.对木块3受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦、弹簧的拉力，根据平衡条件，有：k/x-mg sin a+/jmg cos a解得：故 _ mg sin a+pmg cos a一故弹簧的长度为：x _ L?gsina+/gcosa一 一 kA错误，B正确；C.对木块2、3整体受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力和弹簧的拉力，根据共点力平衡条件，有:ZAV=2mg sin a+2/jmg cos a解得：人，2(mg sin lU2B.输电导线上损失的功率为 尸=mrC.在用电高峰时，升压变压器的输出功率变大D.同时增大m、n能够减小输电导线上损耗的功率【答案】CD【解析】A.由于升压变压器输入电压为U,降压变压器输出电压为U,则升压变压器输出电压m降压变压器输入为U3=nU若变压器的输电功率为P,用户得到的功率为7,由于在输电线上有电压损失，所以PP而，2 =则P P-U nUm整理可得mn 1选项A错误；B.线路损失的电压U=U3-U2=-n u损失的功率AP=/22r由以上式子代入求得选 项B错误。C.当用电高峰时，用户的电流总和变大，故升压变压器的输出功率变大，选项C正确;D.由前面分析得到的可知，同事增大m、n,能够减小输电线上损耗的功率，选 项D正确。故选CD。三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。1 3.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心。正上方的A点，另一端系两根细绳，两根细绳的另一端分别有绳套1和绳套2。实验步骤如下。A.弹簧测力计挂在绳套1上，竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达。点，此时弹簧测力计的示数为F；B.弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到。点，此时绳套1与。点间细绳沿水平方向，绳套2与。点间的细绳、绳 套1与。点间细绳的夹角为120。，此时弹簧测力计的示数为Ft；C.将与绳套1连接的细绳由0方向缓慢转动到60。方向，同时保持与绳套2连接的细绳沿120。方向不变，进行多次实验。根据上述实验回答下列问题。下列实验要求中必要的是A.弹簧测力计需要在实验前进行校零B.实验必须在竖直面内进行C.弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行D.与两绳套相连的细绳之间的夹角越大越好根据力的平行四边形定则计算与绳套1连接的细绳上的力和与绳套2连接的细绳上的力的合力F=；当F、A满足关系 时，即可初步验证力的平行四边形定则。【答案】AC F=F【解析】（1）A.弹簧测力计在使用前需要校零，A正确；B.实验时，可以将木板平放在水平桌面上进行，故B错误；C.为尽量减小误差，弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行，C正确；D.为减小实验误差，与两绳套相连的细绳之间的夹角要适当大一点，但不是越大越好，D错误。故选AC。根据力的平行四边形定则计算与绳套1连接的细绳上的拉力为&=Ftan30=走 尸3即尸=81如果在误差允许的范围内F=F，=68即可初步验证力的平行四边形定则。1 4.某小组同学通过实验测定一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用测量仪器均己校准，操作过程如下:测量金属丝的长度及直径图甲 图乙用刻度尺测量金属丝的长度，其接入电路部分的起点与刻度尺的0刻度对齐，终点位置如图甲，则金属丝的长度为 cm；用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，其读数应为 mm。（2）用伏安法测金属丝的电阻&实验所用器材有：电 池 组（3V）、电 流 表（内阻约5Q）、电 压 表（内阻约3 kQ）、滑动变阻器R（0-20Q,额定电流2 A）、开关、导线若干。正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数123456由以上数据可知，他们测量上,是采用图丙中的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 图;U/V00.400.801.201.602.00/A00.080.180.260.360.44图丙图丁是测量&的实验器材实物图,图中已连接了部分导线，请根据所选的电路图，补充完成实物间的连线_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _根据上述测量可知，该金属丝的电阻率为 Qm。（保留两位有效数字）【答 案】62.50（60.45-60.55 均 可）0.400（0.399-0.401 均 可）【解析】刻度尺读数精确到0.1cm,读数时估读到0.1m m,读数为62.50cm。由图乙所示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+40.0 x0.01mm=0.400mm（2）由于电压从零开始测量，所以滑动变阻器用分压式：由电压表与电流表读数可知，所测电阻阻值较小,因此实验采用的是图a 所示电路。实物电路图如图所示由测量数据可求得电阻的阻值Ha4.5Q由电阻定律R p S得RS 兀 Rd?L 4L9.1xlO-6Q m四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。1 5.一列简谐横波在t=0 时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q 分别位于x=l m、x=4m处。从 t=0 时刻开始计时，当 t=9 s 时质点P刚好第3次到达波峰。求：在 t=9 s 时，。点的位移；该简谐横波传播的速度。【答案】(1)5 j 5 c m；(2)向右传播R m/s,向左传播 m/s【解析】根据正弦函数变化的规律，该简谐波的波动方程是71y-l Os i n x(cm)f=0 时刻，质点P位于x=l m 处，代入波动方程可得此时P点的位移是y,=5V2cm在 t=9 s 时，P点到达波峰，相当于图示波形向左平移A _r=1m根据对称性，可知Q 点的位移yQ=-5 岳m（2）若波向右传播，则72-7；=9s8 十 72T.=s232 23,v.=m/sT 9若波向左传播，则2-7；=9s8 2,72 s17A 17,v,=m/s2 T 91 6.如图所示，空气中一直角棱镜A B C,N A=3 0。，一束单色光从A C 边中点D 垂直射入棱镜，从 A B 边射出的光线与A B 边夹角为3 0。，已知B C边长度为6m,光在真空中的传播速度c=3 xl（3 8 m/s.求:BI，（1）该棱镜的折射率；（2）从 B C边射出的光在该棱镜中的传播时间.【答案】1.5 x1 0%【解析】如图所示:从A B边射出的光入 射 角,=3 0 折 射 角r =6 0 折射率为：=辿，=逐s i n z光从B C边射出的路程：s=DE +EC=-m2光在棱镜中传播速度：v=-n传播时间为：f =1.5 x1 0、.V1 7.如图所示，一光滑的!圆弧轨道竖直固定在某一水平台面上，圆弧轨道下端P与水平台面平滑连接，P点有一静止的物块B,质量/3 =1 k g,p点到边缘Q点的距离x=0.5 m,平台边缘Q右侧有一倾角6=3 0 固定的斜面体，斜面长度,=0-7 m,质量收=l k g、长度4=0.5 m的薄木板c置于斜面顶端且处于静止状态。现有一物块A从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，与物块B发生弹性碰撞后，物块A恰好到达平台边缘Q,物 块B从平台边缘。以速度y =6 m/s飞出，稍后物块B以平行于斜面方向的速度恰落到薄木板C的上端。已知A、B与台面之间的动摩擦因数4=0.1,B、C之间的动摩擦因数2=*，C与斜面之间的动摩擦因数3，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，重力加速度g取l Om/s z,不计空气阻力。求:物块A、B碰撞后的速度以、场的大小;(2)圆弧轨道的半径R；从物块B落到薄木板C上到C的下端到达斜面底端的过程中，系统因摩擦而产生的总热量Q。A【答案】V A=l m/s,vB=2 m/s；(2)0.45m；(3)5J【解析】对 A 匀减速过程有解得vA=l m/s对 B 匀减速过程有1 2 1 2解得vB=2 m/s 在A、B弹性碰撞过程有心,%=心”+为 彩1 AVAO+g 恤 4若 以=l m/s ,式无解，若 =T m/s ,由式解得vA 0=3 m/s对 A 沿圆弧下落过程有解得/?=0.4 5 m(3)B冲上C 上端瞬间的合速度为V gVB1 =K 3；cos 6*B在C上表面滑动过程中，对B有sin 8 /2wB g cos 0=mciy 对C有ir1cg sin 0+ju2mtig cos。-4(在 g cos 8+mng cos 8)=ma-.设BC共速用时f,则有vBI+印=%在/时间内B、C各自位移为1 2XB=VBI+由U式解得xB=0.6m由1 ,2xc=5 解得xB=0.2mBC共速过程中相对位移为AX=XB XC=0.4m 0.5m则B可与C共速且不掉落又L,+莅=0.7m则共速时C恰到斜面下端，综上分析，共速过程中B与C产生的热量为Q,=42%gcose-Ax C与斜面产生的热量为Q2=4(/&gcose+/Bgcose)-Xc 则所问过程中系统产生的总热量为Q=Qi+2 由u式可得Q=5J1 8.如图所示，PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨，导轨间距为L。PQ、M N、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分Q M和0 E处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B,a、b为材料相同、长都为L的导体棒，跨接在导轨上。已知。棒的质量为3m、电阻为R,b棒的质量为m、电阻为3 R,其它电阻不计。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放，分别通过。Q、EA4同时进入匀强磁场中，。、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。金属棒b向左运动速度大小减为0时，金属棒a的速度多大？金属棒a、b进入磁场后，如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动，此棒从进入磁场到匀速运动的过程b棒产生的焦耳热多大？从b棒速度减为零至两棒达共速过程中二者的位移差是多大？【答案】久 诬：缪2 m R f3 4 B-I【解析】(1)金属棒从弧形轨道滑下，由机械能守恒有mgh=g mv1解得两棒同时进入磁场区域的初速大小均为 瀛由于两棒在水平轨道上时所受合外力为零，则两棒在水平轨道上运动时动量守恒3mv0-m%=3 根 匕解得v_ 2同(2)先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动，则两棒在水平面上匀速的速度相等，由动量守恒得ma 2gh+1nh(-叵同=(砥 +砥)v解得2金属棒。、b进入磁场后，到b棒第一次离开磁场过程中，由能量守恒得“+叫+Q解得此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热Q=3mghb棒产生的焦耳热3 9 6 4 4对物体b,根据动量定理得2It=BL（%=BL（N X2）ImRdlgh%电=-1 一 B2I3