2021届山东省济南市高考物理三模试卷附答案详解

2021届山东省济南市高考物理三模试卷一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）1. 用活塞压缩汽缸里的空气，对汽缸里的空气做了1000J的功，同时汽缸向外散热200J，则汽缸内的气体的内能改变了(    )A.-1200J B.-800J C.800J D.1200J2. 下列说法正确的是(    )A.元素发生α衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生B.从金属表面逸出光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率有关C.β射线是高速运动的电子流，能够穿透几厘米厚的铅板D.根据玻尔的原子理论，氢原子从n=5的激发态跃迁到n=2的激发态时，要吸收光子，核外电子动能减小3. 木块以一定的初速度沿粗糙斜面上滑，后又返回到出发点．若规定沿斜面向下为速度的正方向，下列各图像中能够正确反映该木块运动过程的速度随时间变化的关系的是A. B.C. D.4. 物体做匀变速直线运动的v-t图象如图所示，由图可得(    )A.物体第4s末速度为0B.物体在第4s末回到出发点C.物体一直沿同一方向运动D.物体的加速度大小是1m/5. 2016年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将“墨子号”科学实验卫星发射升空，它是由中国科学院士、中国科学大学教授潘建伟为首的团队研发的，它主要研究领域是(    )A.引力波 B.量子通信C.牛顿运动定律 D.宇宙大爆炸理论6. 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中A.l、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B.4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C.7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D.只能是4、6中的某一条7. 如图所示电流的磁场正确的是(    )A. B.C. D.8. 如图所示，小明在水平底面上用沙子堆成一个圆锥体，各沙子之间的动摩擦因数为μ，圆锥体的体积V=13SH(S为圆锥体底面的面积、H为圆锥体的高)，假设沙子受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当底面半径为R时沙堆的最大体积为(    )A.13πRC.13μπR二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(    )A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变10. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场方向平行，bedf平面与电场方向垂直，则下列说法中正确的是(    )A.b、d两点的电场强度相同B.a点的电势等于f点的电势C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大11. 将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是(    )A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率C.感应电流的电流强度 D.流过线圈导体横截面中的电量12. 质量为m的人站在升降机中，如果升降机运动时加速度的绝对值为a，升降机底板对人的支持力N=ma+mg，则可能的情况是(    )A.升降机以加速度a向下加速运动 B.升降机以加速度a向上加速运动C.在向上运动中，以加速度a制动 D.在向下运动中，以加速度a制动三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）13. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打出的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．经过测量得：d1=3.62cm，d2=8.00cm，d3=13.20cm，d(1)计算vF=______m/s；(结果保留3(2)物体的加速度a=______m/s2；(结果保留3(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______(选填：偏大、偏小或不变)．14. 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，为了便于测量，给电源串联了一个2Ω的保护电阻R0，实验电路如图1所示，(1)连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是______．(2)按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来．(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在坐标图3中描出对应的点，请画出U-I图；I/A0.100.170.230.300.40U/V1.201.000.800.600.55由图3求出：电池的电动势为______V，内阻为______Ω.四、简答题（本大题共3小题，共38.0分）15. 如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角θ=30°问：(1)小球带电量多少？(2)若将小球拉到A点使细线呈水平状态，当小球无初速释放后，从A到B过程，电场力对小球做功多少？(3)小球过最低点C时，细线对小球拉力多大？16. 如图所示，在光滑的水平面上有一长为L=5m的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的14圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上。现有滑块A以初速度v0=8m/s从右端滑上B，一段时间后，以4m/s滑离B，并恰好能到达C的最高点，A、B、C的质量相等。g取(1)A刚滑离木板B时，木板B和圆弧槽C的共同速度；(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ；(3)圆弧槽C的半径R。17. 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示．两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上．其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线O'O进入两金属板之间，其中速率为v 0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板．重力加速度为g，PQ=3d，NQ=2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用．求(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)速率为λv 0(λ>1)的颗粒打在收集板上的位置到五、计算题（本大题共1小题，共8.0分）18. 如图所示，实线表示一横波某一时刻的波形图，虚线是经过0.2s之后的波形(1)若波向右传播，求其周期(2)若波向左传播，求其在这段时间内传播的最小距离(3)若波传播的速度为25m/s，试判定波的传播方向．

参考答案及解析1.答案：C解析：解：根据热力学第一定律得：压缩汽缸里的空气，对空气做了1000J的功，W为正；同时汽缸向外散热200J，Q为负值；代入△U=W+Q可得，△U=1000J-200J=800

J，正号表示内能增大，即内能增加了800J，故C正确，ABD错误。故选：C。已知对空气做功的同时对外散热，应用热力学第一定律列式即可求出内能的改变量。本题考查了热力学第一定律的应用，注意在应用热力学第一定律解题时要注意各量正负号的含义。2.答案：B解析：解：A.元素发生β衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生，故A错误；B.根据光电效应方程Ek=hv-WC.β射线是高速运动的电子流，穿透本领较弱，不能够穿透几厘米厚的铅板，故C错误；D.根据玻尔的原子理论，氢原子从n=5的激发态跃迁到n=2的激发态时，要放出光子，核外电子绕核运动的半径减小，动能增加，故D错误。故选：B。根据α衰变和β衰变的实质，以及α射线、β射线、γ射线的特征分析判断问题；根据光电效应方程Ek运动半径变小，库仑力提供向心力，向心力增加，速度变大电子动能增加；题考查了衰变、光电效应、玻尔理论等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。3.答案：A解析：略4.答案：A解析：解：A、由图知，物体第4s末速度为0，故A正确．B、在前4s内物体一直沿正方向运动，在在第4s末离出发点最远，故B错误．C、在0-4s内物体沿正方向运动，4-8s内物体沿负方向运动，故C错误．D、根据斜率表示加速度，可知，物体的加速度是a=△v△t=0-24故选：A速度时间图象反映了物体各个不同时刻的速度情况，速度的正负速度的方向，图线的斜率表示加速度、图线与时间轴包围的面积表示位移；从图中直接得出物体的运动规律．速度-时间图象可以形象、直观地反映物体的速度随时间的变化情况，要明确图线的斜率表示加速度、图线与时间轴包围的面积表示位移，进而来分析物体的运动情况5.答案：B解析：解：“墨子号”科学实验卫星发射升空，它是由中国科学院士、中国科学大学教授潘建伟为首的团队研发的，它主要研究领域是量子通信。则B正确，ACD错误故选：B。首席科学家潘建伟说，墨子最早提出光沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。“墨子号”以中国古代伟大科学家墨子的名字命名，提升了中华民族的文化自信。掌握物理学史，重在平时积累。6.答案：B解析：试题分析：两棱镜之间的介质折射率未知，可能比玻璃大，可能与玻璃相同，也可能比玻璃小，可能的光路图如下：所以正确答案为Ｂ。考点：光的折射定律7.答案：A解析：利用右手螺旋定则判断即可．注意通电螺旋管立体图和平面图的区别，右手螺旋定则大拇指指向内部磁场的方向．用右手螺旋定则时，让弯曲的四指指向电流的环绕方向，大拇指指向通电螺旋管内部磁场的方向，所以A图正确，BCD图错误，故A正确，BCD错误．故选：A．

8.答案：C解析：解：取侧面的一粒沙作为研究对象，其受力情况如图所示。设圆锥的高为H、底面半径为R、对该沙子根据平衡条件，有：mgsinθ=μmgcosθ解得tanθ=μ根据几何关系可得：tanθ=则有：H=μR根据体积计算公式可得V=13SH=13故选：C。抓住细沙不再下滑这一临界状态，选择一粒沙进行研究分析，根据平衡条件求解侧面倾角，再根据几何关系进行解答。本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答，注意数学知识的应用。9.答案：AB解析：ab过程气体发生等温过程，由玻意耳定律分析体积的变化；bc过程，根据b、c两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小；cd过程是等压变化，由盖⋅吕萨克定律分析体积的变化．本题中对于等值变化，根据玻意耳定律和盖⋅吕萨克定律分析体积的变化，而另外两个过程，抓住过绝对零度的直线表示等容变化进行分析．A、ab过程气体发生等温过程，压强减小，由玻意耳定律分析可知，气体的体积变大，故A正确。B、bc过程，b与绝对零度-273℃连线的斜率等于c与绝对零度-273℃连线的斜率，则b状态气体的体积等于c状态气体的体积，则bc过程中体积不变。故B正确。C、cd过程是等压变化，温度降低，由盖⋅吕萨克定律分析可知体积减小；故C错误。D、过d点的斜率大于过a点的斜率，则d点的体积小于a点的体积，da过程体积增大。故D错误。故选：AB。

10.答案：CD解析：解：A、点电荷+Q在b点产生的电场方向为竖直向上，在d点产生的电场方向为竖直向下，b、d两点的场强方向不同，大小相等，所以电场强度不同。故A错误；B、将一个试探正电荷由a点移动到f点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合力做正功，电势能减小，电势降低，故两点电势不相等，故B错误；C、当电荷+q沿着球面上的aedf移动时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功，因此在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功，故C正确；D、将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，点电荷电场力不做功，从a点移动到c点，匀强电场的电场力做功最大，故电势能的变化量最大，故D正确；故选：CD。本题中电场可以看作是由匀强电场和点电荷的电场叠加而成，点电荷电场中电场线是发散状，以+Q为球心的球面是等势面，可根据电场线和等势面的对称性判断电场力做功和电场强度、电势的关系。解决本题的关键要掌握点电荷的电场线和等势面的分布情况，知道在同一等势面移动电荷时，电场力不做功。场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同。11.答案：BC解析：解：A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流．条形磁铁第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢．条形磁铁第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同．故A错误；B、第二次插入线圈中时，所用时间少，磁通量变化率大，产生的感应电动势也大，故B正确C、根据法拉第电磁感应定律第二次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第二次感应电流大，即I2>ID、根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化量与电阻的比值，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，故D错误；故选：BC根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值．本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力．感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先前提条件电路要闭合．磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关．12.答案：BD解析：解：人的加速度a=N-mgm=a，方向向上，所以升降机向上以加速度a加速或向下以加速度a减速。故B、D正确，A故选：BD。根据牛顿第二定律求出人的加速度大小和方向，升降机与人具有共同的加速度，从而可知升降机的运动情况。解决本题的关键掌握牛顿第二定律a=F13.答案：0.721

0.801

偏小解析：解：(1)每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=5T．利用匀变速直线运动的推论得：v(2)根据运动学公式得：a=a(3)如果在某次实验中，交流电的频率51Hz，f>50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式△x=at所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小故答案为：(1)0.721；(2)0.801；(3)偏小．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上本题要求提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．计算时要注意单位的换算．14.答案：R断路；1.50；0.25解析：解：(1)发现电流表示数为0，电压表示数不为0，电流表或R处断路，用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，知R断路．(2)实物连线图如图．(3)U-I图线是一条倾斜的直线，描点作图如下图．纵轴截距为1.5，所以电动势E=1.50V.图线的斜率k=1.5-0.40.4=2.75故答案为：(1)R断路(2)实物图连接如图(3)伏安特性曲线如图；1.50，0.25(1)通过排除法，从断路和短路的角度推断故障．(2)根据电路图连接实物图．(3)由描点法得出对应的U-I图象；U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势，图线斜率的绝对值表示内阻．解决本题的关键会从U-I图线获取电源的电动势和内阻，注意将保护电阻等效到电源的内部，最终电源的内阻等于图线的斜率绝对值减去保护电阻的阻值．以及会分析误差的来源，通过图象分析测量值和真实值的关系．15.答案：解(1)小球在B点受重力，拉力，电场力三力平衡：F=qE=mgtan30°，解得：q=3(2)小球从A到B电场力做的功：W=-qEL(1-sin30°)=-1(3)小球从A到C的过程中重力和电场力做功，动能增大：mgL-qEL=小球在C点时绳子的拉力与重力的和提供向心力：T-mg=m联立以上两式得：T=(9-2答：(1)小球带电量是3mg(2)从A到B过程，电场力对小球做功是-3(3)小球过最低点C时，细线对小球拉力是(9-23解析：(1)根据小球在B点受重力，拉力，电场力三力平衡，即可求出小球的电量；(2)根据功是计算公式即可求出小球从A到B电场力做的功；(3)根据动能定理研究小球从释放到B点的过程求出小球到最低点的速度；经过最低点时，由重力和细线的拉力的合力提供小球的向心力，由牛顿第二定律求出细线对小球的拉力．本题是带电物体在电场中圆周运动问题，动能定理和向心力结合是常用的解题方法．常见的题型．对于多过程的问题可能多次应用动能定理求解问题．16.答案：解：(1)对A在木板B上的滑动过程，取A、B、C为一个系统，根据动量守恒定律有：m解得：v(2)对A在木板B上的滑动过程，A、B、C系统减少的动能全部转化为系统产生的热量：μmgL=解得：μ=(3)对A滑上C直到最高点的作用过程，A、C系统动量守恒。有：mA、C系统机械能守恒，有：mgR=解得