山东省泰安市2021届高三上学期期末考试物理试题（可编辑） PDF版含答案.pdf

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光照射金属钙，能使金属钙

2、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、C 点由静止下滑，分别能通过 O 点的通道滑动到

3、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

4、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

5、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22 RD.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

6、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

7、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）11.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

8、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

9、=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

10、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

11、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，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

12、工作时的胎压为 3.534105 Pa。在温度 t 为 27 时，该轮胎内空气的压强为 1.767105 Pa、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）

13、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

14、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（-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

15、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）2.504.00（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、1.767105 Pa 状态下的体

16、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=227373 m(或0.609m)评分参考：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=12 gt2整理得 v1=2gh2ab进入磁场时的速

17、度v0mgh=12 mv20ab 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=32 h（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)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=12 aB1t21xA1=12 aA1t21L2=xB1-xA1代

18、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/s vB1=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=MaA2xB2=vB1t2-12 aB2t22xA2=vA2t2-12 aA2t 22L2=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

19、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=m v 20R1整理得qm=v0LB1（2）设粒子通过电场的时间为t2，则2L=v0t2L=12 at22a=qEm整理得 E=v0B12（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

20、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=34 2R2v1=94Lv0粒子两次经过M点的时间间隔t=t1+t2+t3=8+114 Lv0（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=12 at 24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