2021年山东省潍坊市四县市联考高考物理模拟试卷(含答案解析)

2021年山东省潍坊市四县市联考高考物理模拟试卷

一、单选题（本大题共9小题，共28.0分）

IIEn/cV

1.图为氢原子能级图。现有一群处于71=4激发态的氢原子，用这些co-----------©.

5--------------------054

氢原子辐射出的光照射逸出功为2.13eV的某金属，已知电子的电荷4-------------------085

3-------------------1.51

量为1.6x10-1%,则（）

A.这群氢原子能够发出8种不同频率的光

B.如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种1--------------------13.6

一定是由n=3能级跃迁到ri=1能级发出的

C.从n=4能级跃迁到律=3能级发出的光的波长最短

D.该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值为1.7x1018/

2.一钢筒内装有压缩空气，当打开阀门后，气体迅速从阀门冲出，很快筒内气体的压强与大气压

强Po相同，然后立即关闭阀门，如果钢瓶外部环境温度保持不变，经较长时间后筒内气体的压

强（）

A.等于PoB.大于PoC.小于PoD.无法判定

3.直线P1「2过均匀玻璃球球心。，细光束a、b平行且关于PlP2对称，由空气射入玻璃球的光路如图

所示，a、b光相比（）

A.玻璃对6光的折射率较小B.玻璃对a光的临界角较小

C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短

4.通电直导线周围存在着磁场，离导线越远的点磁感应强度越小，这一规.......二）

律环形电流也成立。如图所示，真空中两个点电荷+q和-q以相同的角度在水平面内绕。点逆时

针方向（俯视）匀速转动，+q离。点较近，则。点的磁感应强度的方向为（）

A.竖直向上B.竖直向下

C.。点磁感应强度为零D.条件不足无法判断

5.关于机械振动和机械波下列说法正确的是（）

A.有机械振动就有机械波

B.在同一介质中波的传播速度与振源的振动速度相同

C.一列波由空气传入水中频率不变

D.振源一旦停止振动，则机械波将立即停止传播

6.如图，a、b分别表示一个电池组和一只电阻R的伏安特性曲线.用4H

该电池组直接与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是（）万

A.电池组的内阻是0.330二5V

B.电阻的阻值为1。

C.电池组的输出功率将是41y

D.改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W

7.如图，质量为m的物块从倾角为。的粗糙斜面的最低端以速度为冲上斜面，已

知物块与斜面间的动摩擦因数为”，重力加速度为g.在上升过程中物体的加速

度为（）

A.gsinGB.gsin9—^igcosOC.gsind+p.gcos9D.figcosd

8.如图所示，质量为m的月球探测器在圆形轨道I上运动，在4点处进入

椭圆轨道n,在B点处再次变轨进入轨道ni绕月球做圆周运动，其中轨

道江的半径可认为近似等于月球的半径R,此时运行周期为7,变轨过「m

程中探测器质量的变化忽略不计.已知轨道/半径为2R,引力常量为G,

下列说法正确的是（）

A.月球的密度为普

GI

B.探测器在轨道/上运动的周期是在轨道n上运动的周期的叵倍

764

C.探测器在轨道n上运动时，8处速度大小是4处速度大小的3倍

D.探测器从轨道/运动到轨道in,合外力对探测器做功为空

9.如图，图中实线是一簇没标明方向的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场

区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电

场力的作用，下列说法正确的是（）

A.粒子过a点时的速度、加速度都大于过b点时的速度、加速度

B.粒子过a点时的速度、加速度都小于过b点时的速度、加速度

C.若粒子是由a运动到b,电场力做正功，由b运动到a,电场力做负功

D.无论粒子是由a运动到b,还是由b运动到a,都是克服电场力做功

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

10.如图（俯视）所示，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上处于静止

状态，每个足球的质量都是小，不考虑转动情况，下列说法正确的是（重力加速

度为g）（）

A.下面每个球对地面的压力均为gmg

B.下面的球不受地面给的摩擦力

C.下面每个球受地面给的摩擦力均为的g

D.上面球对下面每个球的压力均为等mg

11.如图所示，滑雪运动员沿倾角为30。的滑雪道匀速下滑（）

A.运动员的合力不做功

B.运动员的机械能保持不变

C.运动员的重力势能减小，动能增加

D.如果增大滑雪道的倾角，则运动员受到的摩擦力减小

12.如图所示电路，〃、曷是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，两小灯

泡都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是

A.公亮度不变，G变暗

B.L变暗，G变亮

C.电路消耗的总功率变大

D.流过滑动变阻器的电流变小

三、实验题（本大题共3小题，共30.0分）

13.利用气垫导轨探究动能定理，实验装置图所示。实验步骤如下:

①调整水平桌面上的气垫导轨至水平；

②测量挡光条的宽度I,两光电门间的中心间距s,用天平称出滑块和挡光条的总质量M,托盘和祛

码的总质量m；

③将滑块移至光电门1左侧某位置，由静止释放滑块，从计时器中分别读出挡光条通过两光电门的

时间Ati、△t2o

用测量的物理量求解下列物理量：

（1）滑块通过光电门1和2时瞬时速度分别为%=，v2=

（2）滑块通过光电门1和2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和祛码）的总动能分别为E电=

E%=。外力对系统做的功为W=。

（3）实验中，验证动能定理是否成立的关系式为o

抗多条光电“1光电”2

一疝疝I

14.用伏安法测定一段阻值约为50左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器

材：

A电池组（3V,内阻1。）B.电流表（0〜34,内阻0.0125。）

C电流表（0〜0.64内阻0.1250）。.电压表（0〜3V，内阻3kO）

E.电压表（0〜15V,内阻15k。）F.滑动变阻器（0〜200,额定电流14）

G.滑动变阻器（0〜20000,额定电流0.34）从开关、导线

（1）上述器材中应选用的是;（填写各器材的字母代号）

（2）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中/=A,U=V.

0A/06°V/，

（3）为使通过待测金属导线的电流能在0〜0.54范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻

心的原理电路图.

15.14.（10分）如图所示，质量m为0.2kg的小球固定在长为£,=0.9m的轻杆的一端，轻杆可绕。点的

水平转轴在竖直平面内转动。（g=lOm/s?）求：

国.当小球在最高点的速度为多大时，球对轻杆的作用力为零；

因当小球在最高点的速度为6m/s时，球对轻杆的作用力的大小与方向。

v

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）/L'、

16.在疫情防控期间，医院的氧气消耗量较平时有所增加。某医院用的氧气[o；

瓶容积是323出厂时瓶内气体压强为130砒根。在使用过程中，当氧气:

瓶内气体压强降到lOatm时就要充气，以免混入其他气体而需要洗瓶。某医院急诊室每天用

LOatrn氧气3843若不考虑温度变化，则一瓶氧气够这个急诊室用多少天？

17.如图所示，用长为L的轻绳将质量为m的小球悬挂于固定的。点，先将小球拉

到一定高度的4点，使得轻绳与水平方向的夹角。=30°,再由静止释放小球，

当小球运动到B点时，轻绳瞬间绷直，此后小球在竖直平面内做圆周运动。已

知重力加速度为g。求：

(1)小球从A点运动到B点的过程中，受重力的冲量大小;

(2)轻绳绷直瞬间，轻绳对小球的冲量大小。

18.小物块质量m=0.99kg,静止在光滑水平面上，一颗质量为小。=//

0.01kg的子弹以速度%=40(hn/s从左边射入小物块，之后小物小呵鬼/

块滑上一倾角为37。的斜坡，最后返回水平面.水平面与斜坡的连----..............

接处有一小段光滑圆弧，小物块与斜坡的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度g=10m/s2.(sin37o=

0.6,cos37°=0.8)求：

(1)小物块被打入子弹后沿斜坡上滑的最大距离；

(2)小物块返回水平面的速度.

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：4、这群氢原子能够发出废=6种不同频率的光，故A错误；

80、这群氢原子发出的光两种能使某金属产生光电效应，可知这两种光是能量最大的两种，分别由

n—4和n—3向n—1跃迁产生的，

根据光电效应方程可得光电子的最大初动能=%-%-%=—0.85W-(―13.6eQ-

2.13eU=10.62eV=1.7xIO-*/,故B正确，。错误；

C、从兀=4能级跃迁到n=3能级发出的光的能量最小，频率最小，波长最长，故C错误。

故选：B。

根据数学组合公式求出这群氢原子发出不同频率光的种数；

当光子能量大于逸出功时，可以发生光电效应，根据光电效应方程可求光电子的最大初动能；

能级差越小，光子频率越小，波长越长；

解决本题的关键知道能级间跃迁满足的规律，知道发生光电效应的条件，并能灵活运用。

2.答案：B

解析：解：打开阀门空气“迅速”喷出，可视为绝热过程Q=0,瓶内气体体积膨胀对外做功W<0,

则由热力学第一定律知△U<0,立即关闭阀门时瓶内氧气温度必然低于外界温度，而压强等于外界

大气压；“过一段时间”经过热交换，钢瓶内空气的温度升高，由于体积未变，所以瓶内气体压强

将增大。

故选：Bo

气体压强与分子密度和平均动能有关，根据热力学第一定律分析内能的变化，根据分子动理论解释

气体的压强变化的原因.

本题考查了热力学第一定律的应用.要明确气体的压强与分子密度和分子平均动能有关；注意由热

力学第一定律进行解释.

3.答案：C

解析：解：4、由题目图知，光线通过玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，故A

错误；

B、玻璃对a光的折射率较小，由§讥。=；分析知，玻璃对a光的临界角较大，故B错误；

C、由：分析知，b光在玻璃中的传播速度较小，故C正确；

。、b光在玻璃砖通过的路程较大，传播速度较小，由t=:分析知匕光在玻璃中的传播时间较长，故

力错误。

故选：Co

根据光的偏折程度分析折射率的大小，由sinC=Z分析临界角的大小；再由"=:分析光在玻璃中的

nn

传播速度大小，由t=;分析光在玻璃中的传播时间关系。

解决该题的关键是能根据光路图正确分析两种光的折射率大小关系，熟记全反射的临界角公式以及

光速的求解公式。

4.答案:A

解析：解：点电荷的定向移动，形成电流，根据正电荷的定向移动方向即为电流的方向，由右手螺

旋定则可知，正电荷在。点的磁场方向为竖直向上，而负电荷在。点的磁场方向为竖直向下，

由于正电荷距离。点半径近，所以运动时在。点产生的磁场强，根据矢量叠加原理，则合磁场的方向

为竖直向上，故A正确，BCD错误。

故选：Ao

点电荷的定向移动形成电流，根据右手螺旋定则可确定磁场方向，由矢量叠加来确定磁场的方向。

考查电荷的定向移动形成电流，掌握右手螺旋定则，理解矢量叠加的原理，解题的关键是电流产生

的磁场与电流的距离有关。

5.答案：C

解析：解：4、有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质。故

A错误。

B、波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，与振源的振动速度无关，故B错误；

C、机械波的频率等于波源的振动频率，由波源决定的。在不同介质中均相同，故C正确；

。、波是一种能量形式，振源停止振动时，机械波仍继续传播，故。错误。

故选：C。

机械波形成要有两个条件：一是机械振动，二是传播振动的介质.有机械振动才有可能有机械波，

波的传播速度与质点振动速度没有直接关系.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定.

机械波产生的条件是振源与介质.质点不随波迁移，注意波速由介质决定，而频率由振源决定，同

时注意理解振动速度和波的速度的不同.

6.答案：D

解析：

本题考查读图的能力.对于图象，往往从数学上斜率、截距、交点等知识来理解其物理意义。

电池组的伏安特性曲线的斜率绝对值等于电池的内阻；电阻的伏安特性曲线斜率的倒数大小等于电

阻；图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态；当外电阻等于电池的内阻时电

池组有最大的输出功率。

A.电池组的内阻r=|当|=早。=1。，故A错误。

8.电阻的阻值约/?=*=?。=30，故8错误。

C两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为U=3V,

电流为/=14电池组的输出功率是P=U/=3W,故C错误。

D当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻R=r=10时，电池组的最大输出功率P%=(券)2/?=

wK+r

(*)2xl=4W,故。正确。

故选Do

7.答案：C

解析：解；物块受力分析如图所示：

垂直斜面方向有平衡得：FN=mgcosO①

又/=叫②

沿斜面方向由牛顿第二定律得：f+mgsind=ma③

①②③联立得：a-gsind+ngcosd

所以AB。错误，C正确，

故选：C.

对物块受力分析，利用牛顿第二定律列式求解.

本题重点考查受力分析，利用牛顿第二定律求解加速度，较简单.

8.答案：D

解析：

根据万有引力提供向心力求月球质量，再根据密度公式求密度：根据开普勒第三定律求探测器在轨

道I上运动的周期与轨道n上周期之比；根据牛顿第二定律求出48处的向心加速度之比，再由a=%

求出4、B处速度之比；根据动能定理求合外力对探测器做的功；

解决本题的关键是掌握万有引力定律的两个重要理论：万有引力提供向心力，并能灵活运用.

A、探测器在轨道HI上绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有G警=小誓R,得月球质

K1

2347r2-3

量”=月球的密度。=上=芋=葛，故错误；

2A

GTyv4TIR3G72

3

B、椭圆轨道n的长轴为3R,半长轴为|R,根据开普勒第三定律，有普=篙=引得,=聆，

所以探测器在轨道I上运动的周期是在轨道口上运动的周期的回倍，故8错误；

727

C、根据牛顿第二定律，G^^ma,得＜1=詈，B处的向心加速度是4处的4倍，再根据a=%，因

为椭圆的对称性，所以4B两点的曲率半径相等，所以B处速度大小是4处速度大小的2倍，故C错误；

。、探测器围绕地球做匀速圆周运动的线速度〃=回，在轨道/和轨道m上的线速度之比，空=叵=

专，在轨道HI线速度方=半，在轨道I上的线速度%=专半，根据动能定理，合外力对探测器做

功W=|mv1-|mv|=如（等）2一如（专攀）2=隼贮,故。正确；

故选：Do

9.答案：A

解析：解：粒子在a点的电场线比在b点的电场线密集，所以在a的加速度大于b的加速度，由轨迹弯

曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，若粒子从a运动到b,电场力对粒子做负功，粒子的动能减

小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大.若粒子从b运动到a,电场力对粒子

做正功，粒子的动能增大，电势能减小，则粒子在a点的速度较大，在6点电势能较大.故A正确，

BCO错误.

故选：A.

10.答案：AC

解析：解：4、根据整体法，下面每个球对地面的压力为N,3N=4mg,故gmg；故A正确

8、四个球的球心连线构成了正四面体，对下面的球受力分析如图，故B错误

C、根据几何关系可求，尸与mg的夹角的余弦值为手，正弦值为当；

则有：F9+7ng=N=

F—=f

37

联立解得：f=EmgF=^mg，故。正确，。错误

66

故选：AC

整体法可求地面的支持力，根据牛顿第三定律求对地面的压力，对下面的其中一个球受力分析，可

求所受地面给的摩擦力、上面球对下面每个球的压力.

考查了受力分析，整体法隔离法的运用，合理转换研究对象.

11.答案：AD

解析：解：力、运动员匀速下滑，所受合外力为零，合外力不做功，故A正确；

2、运动员匀速下滑，动能不变，重力势能减少，机械能减少，故BC错误；

D、运动员受到的滑动摩擦力f=〃7ngcos。，如果增大滑雪道的倾角仇则运动员受到的摩擦力将减

小，故。正确；

故选：AD.

运动员下滑过程中，重力做正功，即可知道重力势能的变化；摩擦力做功，即可知机械能的变化；

运动员做匀速运动，合力为零，即可知合力做功情况.

本题关键要掌握重力势能的变化与重力做功有关，机械能的变化与除重力以外的力做功有关.

12.答案：BD

解析：

电路结构是：滑动变阻器与灯泡乙2并联，再与灯泡L1串联，滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，

变阻器接入电路的电阻增大，引起并联部分电阻变化，外电路总电阻变化，干路电流变化，再分析

灯泡乙2电压的变化来分析灯泡亮度的变化，根据P=U/来判断电路消耗的总功率；

利用串并联电路的特点动态分析电路，结合欧姆定律解题。

4B.滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，Rp变大，外电路总电阻R变大，干路电流/=三减小，刀

变暗，灯泡L2的电压/=U-/&变大，L2变亮，故A错误，B正确;

C因为干路电流减小，根据P=U/,电路消耗的总功率变小，故C错误；

D因为干路电流减小，灯泡L2的电压U2=U-/RI变大，流过L2的电流变大，故流过滑动变阻器的

电流减小，故。正确。

故选BD.

13•答案：京显陋+m),(M+m脸mgsmgs=+咆点产一会月

解析：解：(1)依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则滑块到达光电门的速度为：%=

ii

(2)滑块通过光电门1和2时，系统的总动能分别为：++=Ek2=

“M+m泗=1(M+m塌

钩码的重力对系统做的功：W=mgs

(3)系统获得的动能：△Ek=3(m+M')v2=(M+7n)[(-^j)2—(~y)2]；

因此要验证物理做功与动能的关系，只需要验证：m95=""+m)[(%)2-(奈)2]即可；

故答案为：⑴2，W；(2)|(M+与M+m)/pmgs

11,1，

⑶mgs=5(M+m)[(77i)-(TV)]

Z△cz△

(1)依据平均速度等于中时刻的瞬时速度，并结合加速度公式，即可求解；

(2)根据动能的定义式求出动能，由做功得公式求出重力做的功；

(3)在该过程中钩码的重力对系统做功，只需要验证系统获得的动能等于钩码的重力对钩码做的功即

可，由此写出表达式。

本题考查游标卡尺的读数方法，要注意分析精度，掌握读数方法，并注意有效位数的确定，掌握运

动学公式的内容，理解专-X图象斜率的含义。

14.答案:ACDFH0.482.20

解析：解：(1)必选器材有：4、机电池组的电动势是3V,电压表的量程选3V,即选择电压表D.

金属导线的电阻约为50左右，则通过导线的电流最大值约Anax=|=0.64故电流表选C.

为方便实验操作，滑动变阻器应选凡即需要的实验器材是：4、C、0、F、H.|_0—I

(2)由图示电流表可知，其量程为0~0.64分度值为0.024示数为0.484；—?

由图示电压表可知，其量程为0〜3乙分度值为0.1人示数为2.20V.I-------

待测电阻阻值约为5。，电流表内阻约为0.1254,电压表内阻约为3k0,旧1—々

相对来说，电压表内阻远大于待测定值阻值，因此电流表应采用外接法.实验原理如图.

故答案为：

(Y)ACDFH

(2)0.4842.20V

⑶如图

用伏安法测定电阻的原理是电阻定义式R.根据电源的电动势，选择电压表的量程.由电源的电

动势与测电阻的大约值，估算电流的最大值，选择电流表的量程.根据待测电阻与变阻器总阻值的

大小，选择变阻器的规格.

根据两电表内阻与待测电阻的大小关键，选择电流表的内接法或外接法.

由图示电表确定其量程与分度值，然后读出其示数.

本题考查了实验器材的选择、电流表的接法、电表读数；对电表读数时要先确定其量程与分度值，

然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直.

15.答案：(l)3m/s；

(2)6N,方向竖直向上

解析：本题考查了牛顿第二定律在圆周运动中的应用。

小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力N,假定弹力N向下，如图所示：

2

由牛顿第二定律和向心力公式得：

⑴由上式得：N=0时的速度为：Vj=-JgL=VlOxO-9wIs=3m!s；

(2)由公式得小球在最高点的速度以=6m/s时，杆对球的作用力为：

N=mg——0.2x10N=+627

r0.9

”+”说明方向竖直向下,

由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小N'=N=6N,方向竖直向上。

16.答案：解：以氧气瓶内的气体为研究对象，气体发生等温变化，气体的状态参量：

Pi=130atm,p2=lOatm,p3=l.Oatm,V1=32L

设压强为P2时，能向外放出气体的体积为%

由玻意耳定律得：PM=p2（y2+匕）

设放出的气体压强为P3时，气体体积为匕

对放出的气体，由玻意耳定律的得：p2V2=

设氧气能用n天，则：n=