山东省泰安市2021届高三上学期期末考试 物理试题（PDF版）.pdf

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1、高三物理试题 第页 （共6页）2021.1试卷类型： A高 三 年 级 考 试物 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. 氢原子的能级分布如图所示， 一群氢原子处于n=4的激发态， 当它们向较低的能级跃迁时发出的

2、光照射金属钙， 能使金属钙逸出光电子的光子频率有 （金属钙的逸出功为3. 20 eV）A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种2. 吊床是人们喜爱的休闲方式. 如图为人躺在吊床上静止时的情景， 吊床由轻绳吊在两个竖直的杆上， 绳与杆的夹角左侧大于右侧。则杆受到绳拉力的A. 右侧受到的竖直分力较大B. 左侧受到的竖直分力较大C. 右侧受到的水平分力较大D. 左侧受到的水平分力较大1高三物理试题 第页 （共6页）3. 如图所示有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的顶点,它们处在同一竖直平面内。光滑直轨道AOB、COD与竖直直径的夹角为、 且。一小物块先后从两轨道的顶端A

3、、 C点由静止下滑， 分别能通过O点的通道滑动到下半圆的底部B、 D点， 不计空气阻力， 下列运动时间正确的是A.tAOtCOB.tAOtCOC.tABtCD4. 如图(a)， 为家用燃气灶点火装置的电路原理图， 转换器将直流电压转换为图(b)所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上， 设变压器原、 副线圈的匝数分别为n1、n2。当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气， 则闭合SA. 电压表的示数为502VB. 两点火针间电压的有效值一定大于5000VC. 在00.510-2s时间内， 通过原、 副线圈导线横截面的电荷量相等D. 当n2n1100时， 才能点燃燃气5. 如图所

4、示的装置中， 质量为m的弹丸在质量为3m的管内压缩一轻弹簧， 静止在水平地面上。当释放弹簧将弹丸以速度v向左发射出去时， 管的反冲速度大小为v4， 则此发射过程中地面对管的摩擦力的冲量为A. 0B.mv4方向向左C. mv方向向右D.3mv4方向向左6. 如图所示为甲、 乙两质点在同一直线上运动的位移-时间图像， 甲质点的图像为直线，乙质点的图像为过原点的抛物线， 两图像交点C、 D的坐标如图。下列说法正确的是A.t1t2时间段内乙的平均速度大于甲的平均速度B.t1t2时间段内乙的平均速度小于甲的平均速度C.t =t1+ t22时， 甲、 乙间距离最大D.x =x1+ x22时， 甲、 乙间距

5、离最大2高三物理试题 第页 （共6页）7. 如图所示， 圆心为O、 半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上， 光线从P点垂直界面入射后， 恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射； 当入射角=60时， 光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c， 则A.当入射角=60时， 光在玻璃中的传播时间为23 R3cB. 当入射角=60时， 光在玻璃中的传播时间为2RcC.OP之间的距离为22RD.OP之间的距离为23R8. 2019年4月10日，“事件视界望远镜” 项目正式公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大， 引力极大的天体， 以至于光都无法逃逸 （光速为c） ， 所以称为黑

6、洞。若已知某星球的质量为m、 半径为R， 引力常量为G， 则该星球光的逃逸速度c =2GmR。如果天文学家观测到一天体绕某黑洞以速度v做半径为r的匀速圆周运动， 则A. 该黑洞质量为v2R2GB. 该黑洞质量为v2RGC. 该黑洞的最大半径为2v2rc2D. 该黑洞的最大半径为v2rc2二、 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. 两虚线之间存在如图所示方向的匀强磁场， 磁感应强度大小为B。由同一规格的导线制成边长为a的正方形导线框POMN， 电阻为R。线框沿与磁场边界成45角的方向进入磁

7、场， 速度大小为v。当导线框运动到图示位置时A. 线框中感应电流方向MNPOMB. 线框中感应电流方向OPNMOC. MN两端的电压为BavD. MN两端的电压为3Bav410. 位于x=0处的质点做周期为0.2s的简谐运动， 在x轴上形成的简谐横波t=0时刻的波形如图所示， 此时x=1.5m处的质点恰好开始运动。下列说法正确的是A.x=0处的质点开始振动时向y轴负向运动B.x=0处的质点开始振动时向y轴正向运动C.t=1. 325s时， 平衡位置在x=2. 2m处的质点向y轴负向运动D.t=1. 325s时， 平衡位置在x=-2. 2m处的质点向y轴正向运动3高三物理试题 第页 （共6页）1

8、1. 如图所示， 在真空中点电荷的电场中有线段MN， P是MN的中点，Q位于MN上且MQ： QN=3:1。现将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、 N两点， 两试探电荷所受电场力相互垂直， 且F2= 3F1。下列说法中正确的有A.P与N点的电势相等B.P与M点的电势相等C. 电势差UQMUQND. 电势差UQMUQN12. 在竖直立于地面上、 劲度系数为k的轻弹簧上端放置一质量为m的物块， 取物块静止时弹簧上端为坐标原点O、 竖直向下为正方向建立x轴， 如图甲所示。取O点的重力势能为零， 在物块上施加一竖直向下的力F， 测得物块向下运动至最低点过程中， 物块与弹簧组成的系统的机械能E与物块位移

9、x的关系如图乙所示(弹簧始终在弹性限度内)， 图线与纵轴的交点为(0，E0)，x=0与x1=mgk之间为倾斜直线，x1=mgk与x2=2mgk之间为平行x轴的直线。则在物块位移从x=0到x2=2mgk的过程中， 下列判断正确的是A. E0=m2g22kB. 在x1=mgk处物块动能最大C.x=0位置处物块的加速度大于x2=2mgk位置处物块的加速度D.x=0位置处物块的加速度与x2=2mgk位置处物块的加速度大小相等三、 非选择题:本题共6小题， 共60分。13.（6分） 某同学用图甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数。光电门固定在水平直轨道上的O点， 拉力传感器固定在滑块上， 不可

10、伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连， 遮光条的宽度为d， 滑块初始位置A点到O点的距离为L， 重力加速度为g。实验步骤如下：A. 将滑块从A点由静止释放， 传感器显示滑块所受拉力为F， 光电门记录遮光条通过光电门的时间t；B. 改变钩码的个数重复步骤A；C. 正确记录每一组F与t对应的数据， 作出F -1t2的关系图象如图乙所示(图中b、c为已知量） 。(1)根据步骤A中测出的物理量可知， 滑块的加速度a=_；(2)滑块与轨道间的动摩擦因数=_；(3)增加滑块的质量重新进行实验， 得到的F -1t2图象与两坐标轴交点坐标的绝对值b、c的变化情况是：b，c。（填 “变大” 、“变小” 或 “不

11、变” ）4高三物理试题 第页 （共6页）14. (8分)2020年12月17日， 嫦娥五号在太空遨游23天之后， 首次实现了我国地外天体采样返回。图甲是嫦娥五号探测器张开的光伏发电板， 光伏发电板在外太空将光能转化为电能。某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系， 图中定值电阻R0= 2， 电压表、 电流表均可视为理想电表。用一定强度的光照射该电池板，闭合开关S， 调节电阻箱R的阻值， 通过测量得到该电池板的UI曲线 （如图丁） 。（1） 某时刻电压表示数如图丙所示， 读数为_V， 由图像可知， 此时电源内阻为_ （计算结果保留2位小数） 。（2） 当电阻箱的阻值为4时，

12、 电池板的电动势为_V， 电阻箱消耗的电功率为_W（计算结果保留2位小数） 。15.（7分） 汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。已知某型号轮胎能在100 温度下正常工作， 在此温度工作时的胎压为3. 534105Pa。在温度t为 27 时， 该轮胎内空气的压强为1. 767105Pa、 质量为m， 此时给该轮胎充气， 设轮胎容积一直不变， T=273+t，求需要充入空气的质量。16.（9分） 如图， 两光滑金属导轨相距L， 平直部分固定在离地高度为h的绝缘水平桌面上， 处在磁感应强度为B、 方向竖直向下的匀强磁场中， 弯曲部分竖直固定并与水平部分平滑连接。金属棒ab、 cd垂直于

13、两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量的为2m， 电阻为r2， 棒cd的质量为m， 电阻为r，开始棒cd静止在水平直导轨上， 棒ab从高出平直部分h处无初速释放，5高三物理试题 第页 （共6页）进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触， 最后棒cd落地时与桌边的水平距离也为h。导轨电阻不计， 重力加速度为g。求：（1） 棒ab落地时与桌边的水平距离；（2） 棒cd即将离开导轨时， 棒ab的加速度。17.（14分） 如图， 长4m、 质量2kg的木板A静止在光滑水平面上， 质量1kg可视为质点的滑块B放在木板的左端，A、 B间的动摩擦因数为0.4， 右侧一定距离处固定着一挡板。某时刻起， 给B施加一大小

14、为10N的水平恒力F作用， 当B滑到A的中点时撤去F， 此时A恰好与挡板碰撞， 碰撞中无机械能损失。g取10 m/s2。求：（1） 开始A的右端与挡板间的距离；（2）F对B做的功；（3）B从A上滑下时的速度大小 （结果可用根号表示） 。18.（16分） 如图xOy坐标系中， 第一象限内有磁感应强度为B1、 方向垂直坐标平面向里的匀强磁场， 第二象限内有沿-y方向的匀强电场， 第三、 四象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场 （磁感应强度未知） 。某带正电的粒子 （不计重力） ， 以初速度v0从M（L， 0） 点第一次经x轴沿+y方向进入第一象限， 经N（0，L） 点沿-x方向进入第二象限， 经P

15、（-2L， 0） 点进入第三象限， 经第四象限再次经过M点。求：（1） 粒子的比荷；（2） 匀强电场的电场强度E；（3） 粒子两次经过M点的时间间隔；（4） 粒子第四次经过x轴时的位置。6高三物理试题参考答案 第页 （共4页）2021.1高 三 年 级 考 试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18题只有一项符合题目要求， 第912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）d22Lt2（2）cd22Lg（3）变大不变评分参考： 本题共6分， 每问2分。14.（1） 2

16、. 504. 00 （3. 804.40之间均算正确）（2） 2. 900. 25 （0. 230. 27之间均算正确）评分参考： 本题共8分， 每空2分。15. 解：设轮胎的容积为V， 充入的空气在27 、 1.767105Pa状态下的体积为V， 对应的质量为m， 则mm=VV根据理想气体状态方程， 满足低温要求时p1(V + V )T1=p2VT2其中p1= 1.767 105Pa,T1= 300K,p2= 3.534 105Pa,T2= 373K整理得V = (p2T1p1T2- 1)V即m = (p2T1p1T2- 1)m代入题给数据解得m=227373m(或0. 609m)评分参考：

17、 本题共7分， 其中每式2分， 其余每式1分。题号答案1A2A3D4D5B6C7B8C9AD10BC11AC12ABD1高三物理试题参考答案 第页 （共4页）16. 解：（1）cd离开桌面时的速度v1， 做平抛运动h = v1th =12gt2整理得v1=2gh2ab进入磁场时的速度v0mgh =12mv20ab进入磁场后在安培力作用下减速，cd加速，cd离开磁场后，ab的速度不再变化。根据动量守恒定律2mv0= 2mv2+ mv1整理得v2=342gh落地点的水平距离x = v2t整理得x =32h（2）cd离开磁场时， 根据法拉第电磁感应定律E=BL(v2-v1)I =BL(v2- v1)

18、r +r2F=BILa =F2m整理得a =B2L212mr2gh评分参考： 本题共9分， 其中共2分， 共2分,共1分， 每式1分。17. 解：（1）F作用过程中，A、 B均做加速运动F-mg=maB1mg=MaA1xB1=12aB1t21xA1=12aA1t21L2= xB1- xA1代入题给数据解得xA1= 1m（2）W=FxB12高三物理试题参考答案 第页 （共4页）代入数据解得 W=30J（3） 碰撞前，A、 B的速度vA1= aA1t1vB1= aB1t1代入数据解得vA1=2 m/svB1=6 m/s碰撞后A、 B均做减速运动， 设再经过t2时间B从A上滑下mg=maB2mg=M

19、aA2xB2= vB1t2-12aB2t22xA2= vA2t2-12aA2t22L2= xB2+ xA2整理并代入数据解得t2=4 -103vB2= vB1- aB2t2解得vB2=2 + 4103评分参考： 本题共14分， 其中式2分， 共3分， 共1分,共2分,每式1分。（3） 用其他方法解答， 只要正确照样给分。18.（1） 设粒子的质量为m、 电荷量为q， 由粒子在第一象限内的运动情况可知， 粒子做圆周运动的半径R1=L根据牛顿第二定律qv0B1= mv20R1整理得qm=v0LB1（2） 设粒子通过电场的时间为t2， 则2L = v0t2L =12at22a =qEm整理得E =v

20、0B12（3） 粒子在第一象限内得运动时间t1t1=2L4v0=12Lv03高三物理试题参考答案 第页 （共4页）在第二象限内得运动时间t2t2=2Lv0进入第三象限时， 在P点沿-x方向的速度为v0， 设粒子-y方向的速度设为vy， 则vy= at2整理得vy= v0粒子在P点的速度为v1=v20+ v2y=2 v0方向与-x夹角为4粒子在第三、 四象限的运动轨迹如图， 圆心为C。由几何关系知， 粒子在第三、 四象限做圆周运动的半径R2=3L2粒子在第三、 四象限得运动时间t3t3=342R2v1=94Lv0粒子两次经过M点的时间间隔t = t1+ t2+ t3=8 + 114Lv0（4） 粒子再回到第一象限时， 速度v1与-x方向的夹角为4粒子在第一象限运动的半径R3=mv1qB1整理得R3=2 L圆心恰好为CM与y轴的交点D， 所以粒子通过第一象限再次到达y轴时， 速度与y轴垂直， 与y轴交点得纵坐标为y = R3- L = (2 - 1)L再次经过电场得时间t4y =12at24粒子第四次经过x轴时的横坐标x = -v1t4整理得x = -22(2 - 1) L评分参考： 本题共 16 分， 其中共 2 分， 共 3 分， 共 2 分， 共1分，共1分， 每式1分。4