2021年山东省济南市高考物理模拟试卷(含答案详解)

2021年山东省济南市高考物理模拟试卷一、单选题（本大题共9小题，共28.0分）1. 关于磁场方向下列说法正确的是(    )A.磁场方向就是小磁针南极的方向B.磁场方向就是小磁针自然静止时北极所指的方向C.磁场方向就是磁感线的方向D.磁场方向就是某段电流所受安培力的方向2. 气球以23m/s2的加速度从地面开始竖直上升，离地15s后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，g取10m/A.3s B.5s C.8s D.15s3. 在光滑绝缘的水平面上，有两个相距不太远的带异种电荷的小球被固定，现解除固定将它们由静止释放，此后的一小段时间内，两球间(带电小球始终可视为点电荷)(    )A.距离变大，库仑力变大 B.距离变大，库仑力变小C.距离变小，库仑力变大 D.距离变小，库仑力变小4. 如图所示，水平面上放置质量为M的三角形斜劈，斜劈顶端安装光滑的定滑轮，细绳跨过定滑轮分别连接质量为m1和m2的物块．开始时用手按住m1，使m1静止在斜面上，然后松开手，mA.若m2向下加速运动，则斜劈有向左运动的趋势B.若m1C.若m1沿斜面向下加速运动，则斜劈受到水平面的支持力大于D.若m1、m2保持静止，则5. 如图是氢原子能级示意图的一部分，则(    )A.电子在各能级出现的概率是一样的B.一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时最多发出3种频率的光C.一个动能是13.6eV的原子撞击处于基态的氢原子，一定能使它电离D.一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从n=4到n=1的轨道跃迁时放出的光子6. 如图所示，在野营时需要用绳来系住一根木桩．细绳OA、OB、OC在同一平面内．两等长绳OA、OB夹角是90°.绳OC与竖直杆夹角为60°，绳CD水平，如果绳CD的拉力等于100N，那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下？(    )A.50N B.100N C.10063N7. 如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则A.cotθ1tanθ2=2 B.tanθ8. 如图所示，一个质量是20kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2m/s(取g=10m/s2)，关于力对小孩做的功，以下结果不正确的是(    )A.重力做的功为400J B.合外力做功为40JC.支持力做功为360J D.阻力做功为-360J9. 2019年12月16日，我国的西昌卫星发射中心又一次完美发射两颗北斗卫星，标志着“北斗三号”全球系统核心星座部署完成。若北斗卫星A与B运行时都绕地心做匀速圆周运动，轨道半径之比为2：3，且两者动能相等，则下列说法正确的是(    )A.A、B两颗卫星的运行速度都大于7.9km/sB.A、B卫星所受到的万有引力大小之比是3：2C.A、B两颗卫星环绕地球的周期之比是2：3D.A、B两颗卫星的运行速度大小之比是2：3二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）10. 在如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈的输入电压按图乙所示的规律变化，图中曲线为正弦曲线的上半部分或下半部分，副线圈所接的、规格为“36V 30W”的灯泡L恰好正常发光。则下列说法正确的是(    )A.变压器原线圈输入电压的有效值为220VB.变压器原、副线圈的匝数比为110：9C.灯泡L两端电压的最大值为36D.0～6s内灯泡L11. 如图所示，两束不同的单色光A和B，分别沿半径射入截面为半圆形的玻璃砖中后，都由圆心O沿OP方向射出，下列说法正确的是(    )A.在玻璃中B光传播的速度较小B.A光的光子能量较小C.若分别用这两种单色光做双缝干涉实验，且保持其他实验条件不变，则A光在屏上形成的明条纹宽度较小D.若用B光照射某金属板能产生光电效应，则用A光照射该金属板也一定能产生光电效应12. 在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比为2：l，四个标有“6V，6W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4，按如图的方式接入电路，其中A.L2、L3、L4均不能正常发光 B.C.m、n两点间所加的电压为14V D.整个电路消耗的总功率为18 W三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）13. 将单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图(甲)所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心之距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期为T，再以T2为纵轴、L为横轴做出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度(1)现有如下测量工具：A.时针；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺．本实验所需的测量工具有______；(2)如果实验中所得到的T2-L关系图象如图(乙)所示，那么真正的图象应该是a、b、c(3)已知图象中a、b、c三线平行，则可知小筒的深度h=______m；当地的重力加速度g=______m/s2.(14. 电压表的内阻实际并不是无限大，某同学欲设计一电路测量电压表的内阻，可供选择的器材如下：A.待测电压表(量程3V，内阻约3kΩ)B.电流表(量程3A，内阻0.01Ω)C.滑动变阻器R1(D.电阻箱R2(E.电池组(电动势约为3V，内阻不计)F.开关和导线若干某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)该同学设计了如图甲、乙所示的两个实验电路。为了更准确地测出该电压表的内阻的________大小，比较合理的电路是________(填“甲”或“乙”)，其理由是________。(2)选择正确的电路进行实验时，闭合开关S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的示数U和________(填写文字和相关字母符号)。(3)下列选项中以前者为纵轴，后者为横轴，建立坐标系，能作出直线图线的是________。A.U-I

B．

C．

D.U-R2(4)若(3)+中的直线图线的斜率为k、在纵轴上的截距为b，则待测电压表的内阻表达式为RV=四、计算题（本大题共4小题，共46.0分）15. 如图所示，一支粗细均匀且足够长的玻璃管，倒插入水银槽中，玻璃管封闭端的上部有一段60cm长的水银柱，玻璃管内下端水银柱上表面与槽内水银面相平，其间封有48cm长的空气柱。设环境温度保持不变，已知大气压强P0=75cmHg.求：①管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强；②将玻璃管缓慢上提后，当管内上段水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零时，玻璃管中空气柱的长度。16. 在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图中实线所示，且再经过0.6s，P点也开始起振，求：(1)该列波的周期T；(2)从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s(3)画出B点的振动图象．17. 已知氘核( 12H)质量为2.0141u，中子( 01n)质量为1.0087u，氦核((1)写出两个氘核聚变成 2(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核( 23He)18. 如图，平行板电容器竖直放置，极板长为L=1m，板间距为d=2m，两板之间电压为U=400V.带电小球由A点以一定的初速度v0沿图示方向飞入电场中，沿直线AB运动，并由B点飞出电场。已知带电小球的电荷量大小为q=3×10-2C，重力加速度g取10m/s2(1)匀强电场的场强E；(2)AB两点之间的电势差UAB(3)带电小球的质量m。

参考答案及解析1.答案：B解析：解：A、磁场的方向是小磁针静止时N极的指向．故A错误，B正确．

C、磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向．故C错误．

D、磁场方向与安培力的方向垂直．故D错误．故选B．磁场的方向是小磁针静止时N极的指向，或是小磁针N极的受力方向．解决本题的关键知道磁场的方向是小磁针静止时N极的指向，磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向．2.答案：B解析：解：物体刚从气球上掉下时气球的高度为：h=此时气球的速度为：v=at=物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，则有：-h=vt-1代入数据得：-75=10t-5t解得：t1=5s，t2=-3s(舍去)。故故选：B。气球先匀加速上升，由h=12at2求出15s解决本题的关键要理清气球和物体的运动情况，将竖直上抛运动看成一种匀减速运动，根据运动学公式进行求解。要注意位移的方向。3.答案：C解析：解：两小球带异种电荷，则两小球受引力；故两小球相互靠近；则由库仑定律可知，库仑力将变大；故选：C。异种电荷相互吸引，根据受力情况可明确两小球的运动情况，再由库仑定律明确库仑力的变化情况．解答本题时是要注意电荷间存在库仑力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．4.答案：B解析：解：A、若m2加速向下运动，则m1沿斜面向上加速运动，加速度沿斜面向上，m1B、由于m1加速下滑，故m1加速度沿斜面下滑，把m1C、由于m1加速下滑，故m1加速度沿斜面下滑，把m1和斜面看作整体，整体有沿斜面向下的加速度，该加速度有水平向右的分量，根据牛顿第二定律可知(M+m1+mD、若m1、m2保持静止，无法判断m1故选：B运动情况不同，各部分受力不同，故需要根据选项提到的运动状态分别讨论，并运用整体法，牛顿第二定律的内容进行分析．即可求解该题较难．需要熟练掌握整体法处理物理问题．真确理解并能灵活运用牛顿运动定律，即可求解该题5.答案：B解析：解：A、处于不同能级时，核外电子在各能级出现的概率不同，故A错误；B、根据玻尔理论，一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，跃迁次数最多的途径为：n=4→3→2→1，可知最多可发出3种频率的光子，故B正确；C、基态氢原子只能部分吸收原子的动能，所以一个动能是13.6eV的原子撞击处于基态的氢原子不能使它电离，故C错误；D、根据光子能量E=hv=hcλ可知，从从n=4到n=1的轨道跃迁时放出的光子能量最大，波长最短，故故选：B。一个氢原子和一群氢原子不同；根据能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差；基态氢原子只能部分吸收实物粒子的动能；根据E=hv=hc本题考查氢原子的波尔理论，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即Em6.答案：C解析：解：要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下，则绳子OC与CD的合力竖直向下，如图：根据平行四边形定则，有：T点O平衡，对其受力分析，如图：根据平衡条件，结合对称性，有：T故选：C。要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下，则绳子OC与CD的合力竖直向下；点O平衡，则绳子OA和OB的合力与OC对O的拉力和合力平衡；根据平行四边形定则作图分析即可．本题关键是灵活选择研究对象，然后根据共点力平衡条件并运用整体法分析，不难．7.答案：B解析：解：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。速度与水平方向的夹角为θ1tanθ1=vyv0=gtv0.位移与竖直方向的夹角为θ2故选：B。从图中可以看出，速度与水平方向的夹角为θ1，位移与竖直方向的夹角为θ解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．以及知道速度与水平方向夹角的正切值是同一位置位移与水平方向夹角的正切值的两倍．8.答案：C解析：解：A、重力做功为：WG=mgh=20×10×2J=400J.故B、由动能定理合外力做的功等于动能的变化量为：W合=1C、支持力与小孩的运动方向始终垂直，故支持力不做功，故C错误；D、在整个运动过程中，根据动能定理有：WG+Wf=本题选错误的，故选：C。根据动能定理求解合外力做功和阻力做功。根据小孩高度的变化求解重力做功。根据支持力与位移方向间的关系分析支持力做功情况。本题考查对功的计算两种方法的掌握情况：一是恒力做功根据功的公式计算功；二是根据动能定理计算功。9.答案：B解析：解：卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则GMmr2=mA、7.9km/s是第一宇宙速度，即为近地卫星的运行速度，A、B两颗卫星的轨道半径均大于地球的半径，则两颗卫星的运行速度均小于7.9km/s，故A错误；B、卫星的动能：Ek=12mv2，卫星所受到的万有引力大小为F=mv2r=2EkrC、A、B两颗卫星轨道半径之比为2：3，根据周期公式T=2πr3GM，可知，两颗卫星环绕地球的周期之比是22：D、A、B两颗卫星轨道半径之比为2：3，根据v=GMr，得A、B两颗卫星的运行速度大小之比是3：2，故故选：B。根据万有引力提供向心力，列出卫星的运行速度、周期与轨道半径的关系，再分析解答。本题考查人造地球卫星的相关知识，要明确卫星的向心力是由地球的万有引力提供，并理解第一宇宙速度的含义。10.答案：AD解析：解：A.由乙图可知：此交流电只有2T3的时间存在电压，这段时间内的最大值为：U1m=220根据有效值的定义有：UR即：(220解得：U1即原线圈的电压有效值为220V，故A正确；BC.由于灯泡正常发光，所以变压器输出端的有效值：U2由变压器的变压比：n1设灯泡两端的最大电压为U2m，由变压器的变压比：U得：U2m=n2n1UD.每周期内电流的方向改变两次，交流电0～6s内完成100次周期的变化，所以0～6s内小灯泡L中的电流方向改变次数为故选：AD。先根据乙图算出2T3利用变压器的变压比即可求解变压器的线圈匝数比，以及灯泡L两端电压的最大值；每周期内电流的方向改变两次，交流电0～6s内完成100次周期的变化，据此分析0～本题难点在于对有效值的理解及计算。要掌握理解变压器的工作原理及相关的计算。11.答案：AB解析：解：A、由题中的图可知，B光的偏折程度大于A光，则B光的折射率大，A光的折射率小，根据v=cn得，B光在玻璃中传播速度较小，故A正确.B、A光的折射率小，则频率小，根据E=hγ，知A光的光子能量较小，故C、A光的频率小，则波长大，根据△x=Ldλ，A光在屏上形成的条纹间距较大.D、由于A光频率小于B光频率，若用B光照射某金属板能产生光电效应，用A光照射金属，不一定能够发生光电效应，故D错误．故选：AB。根据光的偏折程度比较A、B两束光的折射率大小，从而比较出频率的大小，在介质中的速度大小，波长的大小，根据双缝干涉条纹的间距公式比较条纹的间距大小．解决本题的关键通过光的偏折程度比较出光的折射率的大小，以及知道折射率、频率、波长、在介质中的速度大小等大小关系．12.答案：AC解析：由灯泡L1均正常发光及电流与匝数成反比，则可求得原副线圈的电流，m、n两端的电压等于L1两端的电压和原线圈两端的电压之和。考查变压器的基本内容，明确电流电压与匝数的关系，电表的示数为有效值，另外要特别注意电压与线圈匝数比的关系式中，电压为原副线圈两端的电压。AB.灯泡L1恰能正常发光，得原线圈的电流I1=66A=1A，根据电流与匝数成正比，得副线圈中的电流L2=2A，L2、L3、L4中的电流分别为23A，所以L2、L3、L4C.灯泡电阻R=U 2P=626=6Ω，副线圈两端的电压U 2D.整个电路消耗的总功率为：P'=P1+故选AC。

13.答案：BD

a

0.30

9.86解析：解：(1)本实验需要测量时间求出周期，并要测量筒的下端口到摆球球心的距离L，则所需的测量工具是天平和毫米刻度尺，故选BD．(2)由单摆周期公式得：T=2πh+Lg，解得：T2=4π2(3)当T2=0时，L=-h，即图象与L轴交点坐标，由图示图象可知，h=-L=30cm=0.3m，图线的斜率大小k=4π2故答案为：(1)BD；(2)a；(3)0.30m；9.86．(1)本实验要测量周期和筒的下端口到摆球球心之距离L，需要秒表和毫米刻度尺．单摆的周期与小球质量无关，不需要测量小球的质量．(2)根据单摆的周期公式推导出T2(3)研究图象与坐标轴交点的意义，求出h和g．实验的核心是实验原理，根据原理推导解析式，研究图象下列几个方面的意义，如：斜率、截距、面积等等．14.答案：(１)甲(２)((解析：(1)电压表的特点是阻值太大，会阻碍电流的流过电路；(2)用电压表和电阻箱代替电流表测量电路的电流；应用欧姆定律计算电压表的电压；(3)采用数学的方法应用描点法绘制图像；(4)利用斜率的含义解答；本题考查由闭合电路的欧姆定律求电压表的内阻，由图象处理数据也是物理经常考查的内容之一。(１(２)采用甲图所以要测量电阻箱的电阻(３)采用甲图可以得到的数据是R2和电压表的读数，根据闭合电路的欧姆定律可得：E=U+IR2(４)由1U=1E+1E故答案为：(１)甲

电压表内阻太大会导致电流表示数几乎为零而无法准确读数

(２)电阻箱的电阻R

15.答案：解：①设试管的横截面为S，对管内水银柱受力分析，由平衡条件得：PS+ρghS=P即管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强为：p=P②玻璃管缓慢上提的过程，管内气体体积增大，压强减小，管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力减小，当弹力减小为零时，气体压强p2=60cmHg，又由玻意耳定律得：p1解得管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零空气柱长度：L2答：①管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强为15cmHg；②当管内上段水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零时，玻璃管中空气柱的长度是60cm。解析：①以cmHg为单位，利用平衡即可求出管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强；②根据平衡求出初末状态封闭气体的压强，封闭气体发生等温变化，利用玻意耳定律结合几何关系即可求出玻璃管上提距离。本题考查气体定律与力学平衡的综合运用，解题关键是要利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，再选择合适的规律解决，要熟练掌握在求解玻璃管上提距离时，几何关系的运用。16.答案：解：(1)波速的大小v=△x△t=由波形图可知，波长λ=2m．则周期T=λ(2)波传播到P点先向下振动，需再经过34则总时间t=0.6+0.1+3tT因为质点的起振方向向下，所以O点对平衡位置的位移y0路程s0(3)B点从t=0.1s开始起振，周期为0.2s，振幅为2cm.振动图象如图所示．答：(1)波的周期T为0.2s；(2)从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为-2cm、(3)振动图象如图所示．解析：(1)根据波形传播的距离和时