2021年山东省德州市高考物理一模试卷（含解析）

2021年山东省德州市高考物理一模试卷

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．（3分）以下哪种属于白光的干涉图样（  ）

A．水面上漂浮的油在阳光的照射下呈现的彩色条纹   

B．白光通过三棱镜后在屏上呈现的彩色条纹   

C．白光通过一条狭缝后在屏上呈现的彩色条纹   

D．雨后空中出现的彩虹

2．（3分）如图所示为两分子间的分子势能Ep随分子间距离r变化的图像，对此以下说法中正确的是（  ）

A．r＞r1时，分子间的引力大于斥力   

B．固体相邻分子间的距离约等于r1   

C．液体存在表面张力是因为表面层中相邻分子的平均间距大于r2   

D．将分子间距由r1增大到r2，分子间引力与斥力的合力会变大

3．（3分）两个氘核结合成一个氦核时会释放一定的能量，核反应方程为2H→He，对此以下说法正确的是（  ）

A．该核反应类型为原子核的衰变   

B．氘核的比结合能比氦核大   

C．反应前氘核总质量等于反应后产生的氦核质量   

D．反应前氘核总带电量等于反应后产生的氦核带电量

4．（3分）如图所示光导纤维的长度为L，某种频率的光在其中的折射率为n，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为（  ）

A．    B．    C．    D．

5．（3分）如表为四种金属逸出功的值

已知普朗克常量为h＝6.6×10﹣34J•s，电荷e＝1.6×10﹣19C，如图所示为某金属的遏止电压Uc随入射光频率v变化的图像，该金属为（  ）

A．钨    B．钙    C．钾    D．铷

6．（3分）如图所示，竖直墙壁上的M、N两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的P点与M点的连线水平且垂直MN，轻绳的两端分别系在P、N两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线缓慢移动至M点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张力大小的变化情况是（  ）

A．一直增大    B．先增大后减小   

C．先减小后增大    D．先减小后不变

7．（3分）如图所示，两个物体A、B中间用一轻弹簧相连。A、B的质量分别为mA、mB，A、B与水平地面上的倾角为θ斜面间的动摩擦因数分别为μA、μB，且满足μA＞tanθ＞μB，稳定时，A、B两物体一起在斜面上加速下滑，斜面静止不动，则下列说法正确的是（  ）

A．弹簧可能处于原长状态   

B．地面对斜面的摩擦力水平向左   

C．适当增大mA，可以使A、B整体一起匀速下滑   

D．适当增大mB，可以使A、B整体一起匀速下滑

8．（3分）如图所示电路中，MN端接电压恒定的正弦交流电，将理想变压器的滑片P向Q端缓慢移动，在此过程中，以下说法正确的是（  ）

A．通过电阻R1的电流变大   

B．变压器原线圈两端的电压变大   

C．通过电阻R2的交流电的频率变大   

D．电阻R1和R2消耗的总功率变小

二、多项选择题：本题共4小题，共16分．在每小题给出的四个选项中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．

9．（4分）2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过112小时奔月飞行，在距月面约400km处成功实施第一次近月制动，嫦娥五号探测器顺利进入环月椭圆轨道，一天后，嫦娥五号探测器又成功实施第二次近月制动，进入200km高度的最终环月圆轨道。已知月球质量为7.342×1022kg，半径为1738km，引力常量为6.67×10﹣11N•m2/kg2，≈1.6．以下说法正确的是（  ）

A．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道的运动周期小于在最终环月圆轨道的运动周期   

B．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道的机械能小于在最终环月圆轨道的机械能   

C．嫦娥五号探测器在最终环月圆轨道的线速度约为1.6km/s   

D．在月球上发射卫星的第一宇宙速度不小于1.6km/s

10．（4分）如图所示，t＝0时刻平静水面上的S1点和S2点受到同样的扰动开始做简谐运动，开始振动时的运动方向都竖直向下，频率都为5Hz，振幅都为3cm，将两点由于受到扰动各自形成的水波都看做简谐横波，t＝0.5s时连线上M点处的漂浮物开始振动。已知M与S1的水平距离为20cm，与S2的水平距离为32cm。以下说法正确的是（  ）

A．时间t＝0.5s至t＝0.8s，漂浮物向S2一侧移动   

B．时间t＝0.77s时，漂浮物正在初位置下边竖直向上运动   

C．时间t＝0.88s后，漂浮物处于平衡位置   

D．经过足够长时间，S1与S2间形成稳定的干涉图样，其中M点是振动加强点

11．（4分）静置在绝缘地面上的质量为m的物体带正电，电荷量为q，在物体所在空间加上竖直方向的电场后，物体向上运动，物体运动过程中的机械能E与其位移h关系图像如图所示，其中O～A为直线，A～B为曲线，B～C为平行横轴的直线。重力加速度为g，不计空气阻力（  ）

A．O～h1过程中，电场强度的大小恒为   

B．h1～h2过程中，静电力做功为E2﹣E1   

C．h1～h2过程中，电场强度先向上，后向下   

D．h2～h3过程中，物体的电势能减小mg（h3﹣h2）

12．（4分）电阻为2Ω、质量为2kg的正方形导线框静止在光滑水平桌面上，导线框的左边恰好与磁感应强度为2T的匀强磁场区域的右边界重合，俯视如图所示（桌面没有画出），磁场区域的宽度及正方形导线框的边长都为2m，自零时刻起对导线框施加水平作用力F，使导线框以1m/s2的加速度向左匀加速直线进入磁场区域，导线框全部进入磁场后再以1m/s2的加速度向左匀减速直线离开磁场区域。对此以下说法正确的是（  ）

A．导线框进入磁场过程中，通过导线框某一横截面的电量为4C   

B．第2s末力F开始改变方向   

C．自导线框开始进入磁场至完全离开磁场，力F的冲量大小为32N•s   

D．力F在导线框进入磁场过程中做的功与离开磁场过程中做的功之差为8J

三、非选择题：本题共6小题，共计60分．

13．（6分）一个物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机（闪光频率固定的连拍相机）来寻求碰撞中的不变量。实验步骤如下：

步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB（mA＞mB）；

步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；

步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；

步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置P由静止开始释放，使它们碰撞。两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示。经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变。

（1）实验中放在斜槽末端的小球是　　（选填“A”或“B”）。

（2）写出该实验小组猜想结果的表达式　　（用“mA”、“mB”、“x0”、“y0”、“x1”、“y1”、“x2”、“y2”中的量表示）。

（3）他们猜想本实验的碰撞或多或少总有机械能的损失，是非弹性碰撞，支持这一猜想的表达式为　　（用“mA”、“mB”、“x0”、“y0”、“x1”、“y1”、“x2”、“y2”中的量表示）。

14．（8分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题：

（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×10”挡，经正确操作后，指针指在图甲中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡　　挡（选填“×1”或“×100”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图甲中的b位置，则待测电阻约为　　Ω。

（2）图乙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，选择“×1k”挡测量某二极管的阻值，指针指在图甲中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的　　（选填“正极”或“负极”）。

（3）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行标度的，若该欧姆表中的表头满偏电流为1mA、内阻为10Ω，变阻器R0的阻值范围为0～3000Ω，由于电池老化，当电池电动势下降到1.4V、内阻增大到5Ω时，欧姆表仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变　　（选填“大”或“小”），若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为900Ω，则这个待测电阻的真实阻值为　　Ω。

15．（7分）如图所示，将一厚度不计的金属筒移至水面上方，使其开口向下轻轻释放，金属筒下沉过程中不歪斜，最终静止漂浮在水中．已知金属筒的质量m＝25kg，长度L＝1.512m，横截面积S＝0.05m2；水的密度ρ＝1.0×103kg/m3；大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）金属筒静止漂浮在水中时，内外水面的高度差；

（2）金属筒静止漂浮在水中时，露出水面的长度。

16．（9分）如图所示，倾角θ＝37°的斜面足够大，顶端MN水平。一质量m＝0.9kg的小球自MN上一点以v0＝2m/s的初速度垂直MN水平抛出，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力。

（1）求小球自抛出至落到斜面上的时间；

（2）若小球运动过程中始终受到平行MN的恒定水平风力，小球落到斜面上时的位移大小为1.25m，求小球受到的水平风力大小。

17．（14分）如图所示，xOy坐标平面内的第一、二象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第三、四象限内有沿y轴负方向的匀强电场。一带电粒子自M点以大小为v0的速度沿x轴正方向射出，已知匀强电场的电场强度为E，M点的坐标为（﹣L，﹣），匀强磁场的磁感应强度为，粒子带负电，比荷＝，带电粒子的重力忽略不计，求：

（1）带电粒子第一次经过x轴时的横坐标和速度；

（2）带电粒子自M开始到第二次经过y轴的时间；

（3）带电粒子第（2n 1）次经过x轴时的x坐标（n＝0，1，2，……）。

18．（16分）如图所示，可看做质点的小物块A的质量m＝1kg，右端带有竖直挡板的足够长的木板B，它的质量M＝2kg，木板B上M点左侧与小物块A间的动摩擦因数μ＝0.5，M点右侧光滑，M点与木板右侧挡板的距离L1＝1.5m，水平地面光滑。初始时木板B静止，A在木板B上M点的左侧，与M点的距离L2＝1.8m，现使A获得一水平向右的初速度，初速度大小v0＝6m/s，A与B右侧挡板碰撞的时间和能量损失都不计，重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）A第一次到达M点时，A和B各自的速度大小；

（2）A和B达共同速度时，A距M点的距离；

（3）自初始时至A、B碰撞，A的平均速度大小；

（4）自初始时至A、B达共同速度，A向右运动的位移大小。

2021年山东省德州市高考物理一模试卷

试题解析

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．解：A、水面上漂浮的油在阳光的照射下呈现的彩色条纹是光经过油膜的上下表面之后产生的两列相干光形成光的干涉所产生的彩色条纹，故A正确；

B、白光通过三棱镜后形成彩色光带，是光的折射现象，故B错误；

C、白光通过一条狭缝后在屏上出现彩色条纹，是光的衍射，故C错误；

D、雨后天边出现彩虹是光的色散，故D错误。

故选：A。

2．解：A、由图可知r2＝r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误；

B、设固体分子间距离为r0，由图可知当固体相邻分子间的距离为零时，分子势能最小，可知分子间平衡距离为r0＝r2，故B错误；

C、液体存在表面张力是因为表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即表现为引力，即相邻分子的平均间距大于r2，故C正确；

D、当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，当r＝r0＝r2时，分子间的作用力为零，故D错误。

故选：C。

3．解：A、该核反应类型是核聚变，不是核衰变，故A错误；

B、根据结合能与核子数目的关系可知，氘核的比结合能比氦核小，故B错误；

C、核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此反应前氘核总质量大于反应后产生的氦核质量，故C错误；

D、核反应过程中质子数守恒，反应前氘核总带电量等于反应后产生的氦核带电量，故D正确；

故选：D。

4．解：当光在介质的界面处恰好发生全反射时，光在介质中的传播路程最长，由几何关系可知，最长路程为

x＝＝nL

传播速度为

v＝

故最长时间

t＝＝

故A正确，BCD错误。

故选：A。

5．解：由爱因斯坦光电效应方程结合动能定理Ekm＝hγ﹣W0，Ekm＝eUc，逸出功与极限频率的的关系：W0＝hγ0

由图像可知，则该金属的逸出功

＝4.54eV，由表格中数据可知该金属为钨

故A正确，BCD错误

故选：A。

6．解：由于P点与M点的连线水平且垂直MN，将轻绳右端由N 点沿直线缓慢移动至M点过程中，轻绳的夹角变小，而轻绳的合力始终与重力相等，根据力的合成可知轻绳的张力逐渐减小；轻绳右端由M点沿墙面竖直向下缓慢移动至S点的过程中，轻绳的夹角不变，则轻绳的张力不变。故ABC错误，D正确。

故选：D。

7．解：A、以A为研究对象，设弹簧的弹力为T，方向向下，根据牛顿第二定律可得

T mAgsinθ﹣μAmAgcosθ＝mAa

所以有：T＝mAa μAmAgcosθ﹣mAgsinθ，

由于μA＞tanθ，可得：μAmAgcosθ＞mAgsinθ，

所以T＞0，故弹簧不会处于原长，故A错误；

B、把物体A、B、弹簧和斜面体看成一个系统，系统水平方向具有向右的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向右，故B错误；

CD、由于μA＞tanθ＞μB，所以有

mAgsinθ﹣μAmAgcosθ＜0，mBgsinθ﹣μBmBgcosθ＞0，

把物体A、B与弹簧看成一个系统，由牛顿第二定律可得

（mA mB）gsinθ﹣（μAmAgcosθμBmBgcosθ）＝（mA mB）a

所以有：（mAgsinθ﹣μAmAgcosθ）（mBgsinθ﹣μBmBgcosθ）＞0，

要使A、B匀速下滑，需满足（mAgsinθ﹣μAmAgcosθ）（mBgsinθ﹣μBmBgcosθ）＝0，

若mB不变，需增大mA；若mA不变，需减小mB。故C正确，D错误。

故选：C。

8．解：AB、设M、N端输入的电压为U，原线圈的电流为I1，原线圈的电压为U1，副线圈的电流为I2，副线圈的电压为U2，则：

＝，解得：U2＝

＝，解得：I2＝

在原线圈中有：

U＝I1R1 U1＝I1R1＝I1R1＝I1R1＝I1（R1）

由此分析，将滑片P向Q移动，变压器副线圈匝数n2增大，M、N端输入的电压为U不变，则原线圈的电流I1增大，可知通过R1的电流变大，则R1消耗的功率变大，原线圈的电压为U1减小，故A正确，B错误；

C、互感现象时变压器工作的基础，通过变压器原副线圈的交流电的频率相同，而交流电的频率只与原线圈所接电源有关，所以通过电阻R2的交流电的频率不变，故C错误；

D、通过电阻R1和R2消耗的总功率P＝＝R2，将滑片P向Q端移动，变压器副线圈匝数n2增大，由AB选项分析可知，原线圈的电流I1增大，则通过电阻R1和R2消耗的总功率P不确定增大还是减小，也可能不变，故D错误；

故选：A。

二、多项选择题：本题共4小题，共16分．在每小题给出的四个选项中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．

9．A、根据开普勒第三定律可得＝k，根据题意可知环月椭圆轨道的半长轴大于最终环月圆轨道的半长轴（半径），所以嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道的运动周期大于在最终环月圆轨道运动周期，故A错误；

B、嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道上做近月制动进入最终环月圆轨道，机械能减少，即嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道的机械能大于在最终环月圆轨道的机械能，故B错误；

CD、根据万有引力提供向心力可得：G代入数据得：v＝1.6km/s，最终环月圆轨道半径大于月球表面的轨道半径，根据v＝，可知在月球上发射卫星的第一宇宙速度不小于v＝1.6km/s，故CD正确；

故选：CD。

10．解：A、质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，所以漂浮物不会向S2一侧移动，故A错误；

B、依题意可知，周期为：

波速为：

波长为：λ＝vT＝0.4×0.2m＝0.08m。

所有质点起振方向相同，M开始振动时也应竖直向下，S2形成的波传到M点用的时间为：

t1＝

所以t＝0.77s时，S2形成的波还没有传到M点，质点M仅受到S1形成的波的影响。质点M从开始振动经过0.77s﹣0.5s＝0.27s，也就是在～之间，因为M点开始时竖直向下振动，经过到达最低点，再经过去T回到平衡位置，所以在～之间，质点M应该处于平衡位置（初位置）下方正在向上运动，故B正确；

CD、由B的解析知，t＝0.88s时两列波都传到了M点，又因为两列波到M点的距离差为：

△d＝032m﹣0.20m＝0.12m＝2λ＝3×，

所以M是振动减弱的点，因为两列波振幅相同，所以两列波传到M点引起的合位移为零，即处于平衡位置，故D错误，C正确.

故选：BC。

11．解：A、由图可知O～h1过程中物体的机械能均匀增大，由于物体机械能的增加量等于电场力做的功，即△E＝W电＝qE△h，所以电场强度的大小恒为：E＝＝，故A正确；

B、物体机械能的增加量等于电场力做的功，结合图可知，在h1～h2过程中，静电力做功为E2﹣E1，故B正确；

C、由图可知，在h1～h2过程中物体的机械能一直增大，所以电场力一直做正功，则电场强度的方向一直向上，故C错误；

D、图可知，在h2～h3过程中物体的机械能不变，则电场力做的功为零，电势能不变，故D错误。

故选：AB。

12．解：A、根据电荷量的计算公式可得：q＝＝＝＝＝C＝4C，故A正确；

B、t＝2s时导线框运动的位移为：x＝＝ m＝2m，

此时导线框刚好全部进入磁场，其速度大小为：v＝at＝1×2m/s＝2m/s，

安培力大小为：FA＝BIL＝＝N＝16N，

此时拉力大小为F，取向右为正，根据牛顿第二定律可得：F FA＝ma，

解得：F＝﹣14N，方向向左，所以此时拉力的方向不改变，故B错误；

C、导线框加速位移和减速位移相等，且加速度大小相等，根据导线框的运动情况可得，导线框离开磁场时的速度为零，全过程对导线框根据动量定理可得：

IF﹣I安＝0，即IF＝B＝＝，其中x＝2L，

解得：IF＝32N•s，故C正确；

D、导线框进入磁场过程中和离开磁场过程中，根据对称性可知克服安培力做的功WA相等；

进入磁场过程中，根据动能定理可得：WF﹣WA＝

离开磁场过程中，根据动能定理可得：W′F﹣WA＝0﹣

所以WF﹣W′F＝2×＝mv2＝2×22J＝8J，故D正确。

故选：ACD。

三、非选择题：本题共6小题，共计60分．

13．解：（1）由碰撞理论可知，为使入射小球不被碰回应使入射小球的质量大于被碰小球的质量，所以放在斜槽末端的小球是B；

（2）设频闪照相机的两次成像的时间间隔为t

碰撞时若动量守恒，应有mAv0＝mAv1 mBv2，

由平抛规律有x0＝v0t，x1＝v1t，x2＝v2t，

代入上式可得：mAx0＝mAx1 mBx2

（3）若该碰撞过程为非弹性碰撞，则系统碰前的机械能大于碰后机械能，即

整理可得：

故答案为：（1）B；（2）mAx0＝mAx1 mBx2；（3）

；

14．解：（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×10“挡，经正确操作后，指针指在图甲中a位置，显然是指针偏转过大，说明待测电阻阻值较小，故应减小倍率，即将欧姆挡的倍率调到“×1“挡；图甲中的b位置读数为20.0，故待测电阻阻值为20.0×1＝20.0Ω。

（2）欧姆表的A表笔与内电路电源负极相连，笔与电源正极向连；将A、B表笔分别与二极管两端接触时，指针指在图甲中的c位置，说明此时二极管电阻很大，即测的是二极管的反向电阻，因二极管具有单向导电性，故，与A表笔相连的是二极管的正极。

（3）当电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律得：E＝Ig（r rg R0）

，即R0＝＝Ω＝1489Ω，当电池的电动势下降到1.4V，内阻增大到5Ω时，欧姆表仍可调零，此时要使电流表仍满偏，则R0′＝＝Ω＝1385Ω，故R0接入电路的电阻将变小。

（4）若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为900Ω，则阻值为900Ω的电阻在电动势为1.5V电路中的电流为I＝＝ A＝6.25×10﹣4A，该电流在电池电动势为1.4V电路中对应的阻值为：

＝

Ω＝840Ω

故答案为：（1）×1    20.0    （2）正极（3）小      840

15．解：（1）金属筒静止漂浮在水中时，根据平衡条件可得：ρShg＝mg