2021届山东省济宁市高考物理三模试卷附答案详解

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2021届山东省济宁市高考物理三模试卷一、单选题（本大题共12小题共28.0分）下列说法正确的B.C.D.

布朗运动就是液体分子的运动分子间同时存在着引力和斥力微观上气体压强的大小与分子热运动的剧烈程度无关雪花、橡胶、石英都是晶体

如图所示为一横截面为直角三角的璃棱镜，其点在边上、间为，√

，一条光线平行从射入棱镜，边射后垂边出，已知真空中的光速为，C.

玻璃对光线的折射率光线在棱镜中传播的路程

B.D.

玻璃对光线的折射率光线在棱镜中传播的时间为

几种金属的逸出功和极限频率之间的关系如表格所示；金属

钨

钙

钠

钾

铷

10.95

氢原子能级图如图所示，已知普朗克常

34

，

一群氢原子从向能级跃时最容易表现出波动性的光是能跃迁到能级产生的

5到55到5B.C.

氢原子从跃到辐的光，可以使钙金属发生光电效应现象位于能的氢原子往基态迁产生不同频率的光，能使钾原子发生光电效应的种D.

用跃到产的光照钨，光电子的最大初动能

18

4.关自由落体运动，下列说法中正确的取

B.C.D.

只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动物体刚下落时，速度和加速度都为零物体越重，下落得越快下落过程中，物体速度每秒增5.在平内有一列轴方向传播的简谐横波为是平衡位置相距的个质点，如图所示．𝑡时，通其平衡位置轴方向运动位其平衡位置上方最大位移处知波的周期大，下列说法中正确的

该波的周期为

B.

在

时，的速度一定C.

从到，向移动D.

从

，的能逐渐增大6.如所示是一台理想自耦变压器，、之间接电压不变的正弦交流电，电流表为理想交流电流表。变压器调压端的滑动原来处于到线圈下端的距离为线圈长度的三分之一处阻的电阻.将滑动头向移到最高处，并调节电阻箱的阻值，电流表的读数变为原的两倍，等于

B.

C.

D.

187.如所示某物体自空间点水平初速抛落在地面上的点，其轨迹为一抛物线．现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与完全重合的位置上，然后将此物体点静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下为道上一点，连线与竖直角则此物B.

在整个下滑过程中，物体有可能脱离滑道物体经过点，速度的竖直分量为5

20222022C.D.

由运到点时间等于𝑔物体经点时，速度的大小为𝑣08.质为的块，沿着半径的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小，物体与球壳之间的摩擦因数为，物体在最低点时，下列说法正确的)

受到向心力为𝑔

B.

受到的摩擦力为

C.

受到的摩擦力为𝑔

D.

受到的合力方向斜向左上方9.阅下列材料，回答下面各小题．为研究机械能守恒，研究人员让一根长度细线悬挂质量为的球点始摆动，记住它向右能够达到的最大高度然用一把直尺挡住摆线并拍下频闪照片看看这种情况下小球所能达到的最大高空气阻力忽略不．牛总结出了三条运动定律，发表了万有引力定律，建了经典力学理论．下列哪个概念是牛顿没有留给我们的少数力学概念之

力

B.

质量

C.

能量

D.

加速度选悬所水平面为参考平面重力加速度是𝑔小运动至最低点时的重力势能

𝑔𝐿

B.

𝑔

C.

0

D.

小摆动过程中，受到的作用力(B.C.D.

重力重力.细的拉力重力细的拉力向力重力细的拉力向力直的力小从点最低点运动的过程中，关于做功及机械能的变化，下列说法正确的B.

重力做正功，机械能守恒重力做负功，机械能增加

2861131112861131111212C.D.

细线拉力做正功，机械能增加重力和细线拉力都做正功，机械能增加二、多选题（本大题共3小题，12.0分10.如图示，将带电粒子从电中无初速地释放，不计重力，下列说法正确的是B.C.D.

带电粒子在电场中一定做加速直线运动带电粒子的电势能一定逐渐减少带电粒子一定向电势低的方向运动带电粒子的加速度一定越来越小11.如图示，人工元素原子 

开静止在匀强的界，某时刻发生裂变生成一个氦原子核

42

和一个子核，裂变后的微粒速度方向均垂的界氦原子核通过区第一次经边时，距出发点的距离，原核第一次经边界距出发点的距离也为.则下列有关说法正确的B.

两磁场的磁感应强度：两磁场的磁感应强度：

：C.D.

氦原子核和原核各自旋转一个半圆的时间比：氦原子核和原核各自旋转一个半圆的时间比：12.下列法正确的是B.C.D.变

热量可以从低温物体传递到高温物体液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点缓慢压缩一定量的理想气体若过程中气体温度不变外界对气体做正功但气体内能不E.

在两个分间的距离由很

减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小

11三、实验题（本大题共2小题，14.0分13.如图某实验小组在实验室利用水平气垫导轨和两光电门计时和验滑块和码组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度，后通过𝐴、光电门的时间分别为eq\o\ac(△,)，滑块运动通过光电门时钩码未落地．本验中需要用到的器材有

填字母序号．A天平刻尺点计时器表测计验本系统机械能守恒的原理表达式为

用知量和能直接测量的量表．下因素中可能增大实验误差的是

填字母序号．14.

A气垫导轨未调水平B滑块质量和钩码质不C遮光条宽度太小D.光电门间距过小．某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源泉电动势和电阻，使用的实验器材为：待测干电池电势电流量量程，阻小1、阻箱、动变阻器、单刀单掷开关各一个及导线若干，考虑干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．

𝐴𝐴该学按图连线，先将开合，调节动变阻器的阻值，使电流表满偏；再将开到点上，调节电阻箱可为流过电源的电流不变，当电阻箱阻值𝛺时，电流表的读数为满偏时的一半．则测得电流表的内

该验存在系统误差，使电流表电阻的测量______真实填“大于”或“小于断开，开接点，调节电阻，到图所示由实验数据绘出的

图象，由此示出待测干电池组的电动______、阻计结果保留三位有效数四、计算题（本大题共4小题，46.0分15.

如图所示，在内壁光滑的平底玻璃管内，装有一质量的球可为质点，玻璃管开口端封闭后安装在转上转轴到管底的距离为让玻璃管在竖直面内匀速转动，求：要玻璃管底部到达最高点时小球不掉下来，玻璃管底转动的最小速度为多少？当璃管转动的角度度时，小球在最低点对管底压力是多少？16.

英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪

12122𝑞21012122𝑞210后的运动轨迹如图所示．已知两板间匀速电场的电场强度，磁场的磁感应强度为，胶片右侧磁场的磁感应强度．为带电粒子与两间沿直线运动，判断两板带电情况；求电粒子0

孔射入磁场中速度；若在乳胶片上的位置距孔0

的距离，电粒子的比荷𝑚

？17.

如图所示粗的足够长的斜面与一个光滑的圆弧形轨相切圆半径1圆弧圆角圆弧形轨道末点圆心等高，质𝑚的可视为质从点正上方下落，经过点𝑚/已知点点高，好从点入轨道，若物块与斜面的动摩擦因数，取10𝑚/，，求物第一次经点对轨道压力大小；物运动足够长的时间后在斜面除弧总共能更运动多长的路程？18.

如图所水平的金属光滑平行导轨端接等高光滑的圆弧轨道半0.5，圆弧段在图中的和间，导轨的间距，道的电阻不计．在轨道的顶端接有阻值为的阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强现一根长度稍大、阻计，质𝑚的属棒，从轨道的水平位开在拉作下，从静止匀加速运动到的间

拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动处

00已知金属棒和之运动时的拉力随时间变化的图象如所示，已

重加速度10

.求金棒做匀加速运动的加速；金棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷；金棒沿圆做匀速圆周运动至过程中，拉力做的．4

参考答案解析1.

答：解：：、朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故误；B、分子间的引力与斥力同时存在，斥力可能小于、大于或等于引力，故正；C气压强是由大量分子撞击容器壁引起的似雨滴打在雨伞上生压力一样与分子热运动的剧烈程度有关，故C错；D、花石英是晶体，橡胶是非晶体，故错；故选：布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动；分子间的引力与斥力同时存，斥力可能小于、大于或等于引力；温度是分子热运动平均动能的标志；大量做无规则热运动的子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．本题考查了布朗运动、分子力、温度的微观意义、气体压强的微观意义、晶体与非晶体，涉及识点多，难度不大，关键是要多看书．2.

答：解：：光路如图所示：、为光线垂边出，有光线在点生反射，有可知𝑟光线平行于边从点射入棱镜，入射由折射定律

𝑠𝑖𝑠𝑖

，正确B错；、为等腰三角形，有：，𝑠30°解得：

光线在棱镜中传播的距离𝑠光线在棱镜中的传播速度为

则光线在棱镜中的时

联立解得：故选：。

，故CD误。

2𝑚2𝑚根据题意画出光路图，由几何知识求出光线点时的折射角，再由折射定律求玻璃的折射率；根据几何关系求光线在棱镜中传播的距离，

𝑐𝑛

求出光线在棱镜中的传播速度，再由运动学公式求传播时间。解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识求解光在传播过程的长度以及相关的角度，熟折射定律以及光在介质中传播的速度的表达式。3.

答：解：根据玻尔理论可群𝑛能的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放

种频率的光子，最容易表现出波动性的光的能量值最小，是𝑛=能跃迁到=能产生的，故误；B从𝑛=能跃迁𝑛=能过程中辐射出的光子能量eq\o\ac(△,)而金属钙的逸出功为，符合光电效应发生条件，不能使金属钙发生光电效应，故错；C一群处𝑛=能级的氦离子向低能级跃迁辐射的光种辐射的光中量值大2.25的有种所以种同频率的光能使钾发生光电效应，故确；D、𝑛能的氢原子跃迁到基态过程中发出的光能量eq\o\ac(△,)𝐸′𝑒12.09，再根据

，有产生的光电子最大初动能12.09𝑒𝑚1.208

，错。故选：。根据玻尔理论结合数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数；根据光电效应发生条件，结合能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差；根据光电效应方程，结合跃迁能量差，从而求得光电子最大初动能。解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级的能级差，注意电离时，吸引能量可以大于能级之差，而跃迁必须是两能级之差，否则不会发生4.

答：解：：、体做自由落体运动的条件只在重力作用从止开始。缺一不可，故A误；B、刚开始下落初速度为零，加速度，B错误；C、力加速度与物体本身的质量无关，即物体下落的快慢与质量无关，故C错；D、由体运动是初速度为零，加速度的加速直线运。根eq\o\ac(△,)𝑡得体速度每秒增加𝑚/。D正

38到，即到3到1𝑈𝑛𝑛11138到，即到3到1𝑈𝑛𝑛111，𝐼3所以2𝑈𝑛𝐼′𝑛222𝑈故选：物体做自由落体运动的条件只在重力作用下从静止开始。只在重力作用下保证了物体的加速度为；静止开保证了物体初速度等于零解决本题的关键知道自由落体运动的特点道自由落体运动是初速度为零速为的匀加速直线运动，同时注意掌握匀变速直线运动的规律应用。5.

答：解解由题意速期于波大由析知，4

，得波长

，期故错误．3B、的速度与波传播速度是两回事，𝑡

3

时，的速度不一定等B误．C、传播过程中质不前移动点只上下振动．故C误．D、

334

，点从波峰向平衡位置运动，动能逐渐增大．故D正确．故选由题，通其平衡位置轴方向运动，位其平衡位置上方最大移处，周期大，知、平位置间的距离等于，求出波长，由4

，求出周期点动速度与波传播速度不是一回事．波传播过程中质不向前移动．根据质点的位置，分析

33

，的能如何变化．本题是特殊值，根据波长的范围，结合波形，得到波长．要注意质点的振动速度与波传播速度不同的．6.答：解：：当滑动处距线圈下端分之一处时，，𝑈𝑛3𝑛

3𝑈

。当滑动向移到最高处时，，𝑈𝑛𝑛

，所以′

，又因𝐼′𝐼，立可′得，

′

18

，故错，正确。故选：本题属于自耦变压器入输的电压同样与匝数成正比滑触头从原来处于线圈中点向上移到最高处时，输入电压的匝数将变大，从而可以判断输出的电压的变化，再由功率不变，结使电流表的读数变为原来的两倍，即可求解。

00，则12.𝑦𝑦√55500，则12.𝑦𝑦√555222222自耦变压器的原理和普通的理想变压器的原理是相同的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反，根据基本的规律分析即可。7.

答：解：：、体从点静止释放，终沿着轨迹运动，不会脱离滑道，所以A错；C、体若做平抛运动，有

2现物体做的运动不是平抛运动，运动时间不等2于

2

故错误；B、分：物体若做平抛运动运动点竖直方向上的分速度

20

，此时速度与水平方向的夹角

22𝑦0

.5

物块沿该轨道滑动有力做功据能定理得12

2

得

2

2𝑔2𝑦

以2则体经过点度竖直分2.0𝑦00故确D错．故选：．若做平抛运动，连与竖直方向角所以竖直分位移与水平分移大小相等，根据时间可求出竖直方向的分速度和速度的大小和方向，若点静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，则物体做圆周运动，且运动过程中只有重力做功，速度方向沿切线方向．解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖方向上的自由落体运动．且分运动与合运动具有等时性．8.

答：解：物滑到半球形金属球壳最低点时度大小半径向加速度为故误；

，B、根据牛顿第二定律

，得到金属球壳对小球的支持

，牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大

，到的摩擦力为

，BC错；D、体力和支持力的合力向上，还受到水平向左的摩擦力，属于物体受到的合力方向斜向左上方，故D正确。故选：物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小，半径，心加速度支持力提供向心力．根据牛顿第二定律求出支持力，由公求摩力

，此时由重力和

282𝑒ℎ282𝑒ℎ  1  𝑞 本题是变速圆周运动动力学问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源．对于变速周运动，由指向圆心的合力提供向心力．9.

答：【小题【题】小题【题解：牛第一定重新定义了力和质量，牛顿第二定律诠释了加速度与力、质量的关系，因此能量是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一．选点为零势能参考面，小球在参考面的下面，所以势能，题答案是．小在摆动的过程中受到重力和绳子的拉力，本题答案B．小在下落的过程中，重力做正功，机械能守恒，本题案是A10.

答：解：：、于带电粒子是从电场中的点初速地释放，所以带电粒子只受到电场力的作用，且与电场线的方向相同，所以粒子将做加速直线运动，所以正确；B、由于粒子只在电场力的作用下运动，所以电场力做正功，电势能要减小，所以B正；C、于不知道粒子的带电的性质，也不知道电场线的方向，所以不能判断电势的高低，所以C错误；D电线密的地方电场的强度大场线疏的地方电场的强度小是知道粒子的运动的方向，所以不能判断粒子的受力的变化情况，所以D错。故选：。电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电力做负功，电势能增加．本题就是考查学生基础知识的掌握，加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本．11.

答：解：、子核裂变的方程为 

，由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径

𝑞

，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核原核由静止裂变，动量守恒，

，以有𝑞

𝑞 

，易得2

2𝑞1

，故错，正确；

11 1  𝑚 𝑡 4211 1  𝑚 𝑡 42286113C、

2𝜋𝑚𝑞

，由前面可知，𝑞

𝑞 2

，所以2

1𝑚2

，粒子在第一次经过边界时运动了半个周期，所以𝑡

1 2

，故正确D错；282141故选：。写出原子核裂变反应的方程式，原子核裂变反应过程动量守恒，结合半径公式可以求出磁感应度之比；根据周期公式即可求出时间之比；

2𝜋𝑚𝑞

求出氦原子核和原核的周之比，旋转第一个半圆的时𝑡，2本题考查裂变反应以及带电粒子在磁场中运动考生的分析综合能力键注意原子核裂变反应过程动量守恒，知道半径公式和周期公式．

12.

答：解：根据热力学第二定律分析热传递的方向；布朗粒子越小，布朗运动越明显；液晶具有光学性质有各向异性的特点；根据热力学第一定律分析内能的变化；根据分子相互作用力的关系分析作用大小。本题主要是考查热力学第一定律、第二定律、液晶和分子动理论的知识，熟练掌握热学知识便正确解答。A热可以从低温物体传递到高温物体要引起其它变化例电冰箱工作时就热量可以从低温物体传递到高温物体，但消耗了电能，故A正；B、液体中悬浮的微粒越小，单位时间内单位面积上受到的冲击力就越不平衡，布运动越显著，故B错；C液像液体一样具有流动性其光学性质与某些晶体相似具有各向异性色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故正确；D、慢缩一定量的理想气体，若此过程中气体温度不变，则外界对气体做正功与其它向外传递的热量相等，气体内能不变，故D正；E、在两个分子间的距离由很10减小、再增大，故E错误；故选：。

𝑚)减到很难再靠的过程中，分子间作用力先增大、后13.

答：

𝐴𝐵𝐴𝐵解析：设遮光条前进了，码的重力势能减少了，系统动能增加了：，所以我们可以通过比较的大小来验证机械能守恒定律。要天平测量质量，故正确；B.

需要刻度尺测量距离，故确；有光电门计时器，不需要打点计时器，也不需要秒表，故错；E.

不需要测力计，故误故选；滑经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速．遮光条前进，钩码的重力势能减少了，统动能增加了：，验证本系统机械能守恒的原理表达式为下因素中可能增大实验误差的是A.

气垫导轨未调水平，的力势能也会改变，故A正；B.

滑块质和钩码质不足，对该验没有影响，故错误；

𝑅由图示图象𝑅由图示图象可知，C

遮光条宽度太小，有利于减小误差，故误；D

两光电门间距过小，有利于增大误差，故D正。故选AD故答案为：14.

答：小于解：由验步骤可知，实验采用半偏法测电流表内阻，由实验步骤可知，动变阻器阻值不变，电流表半偏，电阻箱阻值与电流表内阻相等，则电流表内阻．开接点，调节电阻，时整个电路总电阻变小，电路电增大，电流表的读数为满偏时的一半，流过电阻箱电流大于满偏电流的一半，电阻箱阻值小于电流表内阻，认为电流表内等于电阻箱阻值，则电流表测量值小于真实值．由路图可知闭合电路中，

𝑔

eq\o\ac(△,𝑅)

1𝐼

，电源电动势，

𝑔

，𝛺．故答案为：；小于．由路的结构可知测定电流表内阻实验的原理为半偏法据实验步骤与实验数据求出电流表内阻；根实验原理与实验步骤分析两次实验中电路的变化可误差产生的原因；由合电路欧姆定律可得出符合本实验的公式结合图象的性质利用函数关系即可求得电动势和内电阻．解答本题的关键在于明确半偏法的意义，同时注意能正确根据题意列出对应的函数关系，才能确得出结果．

2221222212222122221215.

答：要玻璃管底部到达最高点时小球不掉下来界况是管底对小球的弹力为零，根据牛顿第二定律得𝑔

𝑟

，解得√𝑟0.25𝑠

2

．在低点，根据牛顿第二定律得

𝑟

，解得𝑚𝑟

+0.25𝑁．根据牛顿第三定律知，小球在最低点对管底压力𝑁．答：玻管底端转动的最小速度为；2小在最低点对管底的压力．解：小球分析最点临界情况是管对小球的弹力为零据牛顿第二定律求出最小速度．根据牛顿第二定律求出在最低点，管底对小球的弹力大小．解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源最高点的临界情况牛顿第二定律进行求解．16.

答：：带粒子在场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电．在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器极带正电．带粒子在两板间做直线运动，由于受到洛伦兹力作用则只有匀速直线运动时，才能做直线运动，根据受力平衡，则有：；解得：

；进2

磁场中的粒子速度是一定的，根

𝑟得：𝑟

，粒子做匀速圆周运动为径则半径𝑟；2解得：

；答：为带电粒子与两间沿直线运动，极带正电；求电粒子

孔射入磁场中速度；若在乳胶片上的位置距孔的离，带电粒子的比荷

．

1112𝑁121112𝑁12解：据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负．据在速度选择器中电场力