2021济宁高三下学期5月第二次模拟考试物理试题含答案

济宁市 2021 年5月高考模拟考试

物理试题

2021．05

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。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．在大山深处某建筑工地，由于大型机械设备无法进入，只能使用简单的机械装置将工件从地面提升到楼顶。如图所示，质量相同的甲、乙两人将工件提升到图示高度后保持其站立位置不动，甲缓慢释放手中的绳子，乙用始终水平的绳子将工件缓慢向左拉至其所在位置。甲、乙两人握绳处始终处于同一高度上，绳的重力及与滑轮的摩擦不计，则在工件向左移动过程中，下列说法中正确的是

A．甲对绳子的拉力不断减小

B．楼顶对甲的支持力不断增大

C．楼顶对甲的摩擦力始终大于对乙的摩擦力

D．甲对楼顶的压力始终大于乙对楼顶的压力

2．近年来，随着电梯的出现，给人们的生活与工作带来了很多的便利。某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中，速度 v 随时间 t 变化的图像如图所示，下列说法中正确的是

A．在 0～t1时间内，钢丝绳对轿厢的拉力做正功

B．在 0～t1时间内，轿厢对人的支持力先增大后减小

C．在 t2～t3时间内，轿厢处于失重状态

D．在 t2～t3时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小

3．沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图所示，A、B、C 三个质点的平衡位置分别为 xA＝1.5m、xB＝2m、xC＝3m，t＝1.8s 时质点 A 恰好第二次到达波峰，下列说法中正确的是

A．波传播的速度大小为 5m/s

B．t＝0.2s 时质点 B 处在波谷位置

C．质点 C 在 t＝0.3s 时沿 y 轴正方向运动

D．质点 B 的振动表达式为 y＝5sin（2.5πt）cm

4．测温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人的体温正常时能辐射波长为 10μm 的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极 K 时，电路中有光电流产生，得到电流随电压变化的图像如图乙所示，已知普朗克常量 h=6.63×10-34J·s，电子的电量 e=1.6×10-19C，光速 c=3×108m/s，则下列说法中正确的是

A．将图甲的电源反接，一定不会产生电信号

B．波长 10 μm 的红外线在真空中的频率为 3×1013 Hz

C．由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为 0.02eV

D．若人体温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流减小

5．汽车的刹车距离 s 是衡量汽车性能的重要参数之一，与刹车时的初速度 v、路面与轮胎之间的动摩擦因数 μ 有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s 与 v 的关系图像如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面上刹车的过程中，下列说法中正确的是

A．所用的时间是干燥路面的 2 倍

B．平均速度是干燥路面的 2 倍

C．所受摩擦力是干燥路面的 0.25 倍

D．克服摩擦力做的功是干燥路面的 4 倍

6．某战士进行投弹训练，他选择了如图所示的地形，ABC 为一倾角为 30°的斜面，底边 BC长为 L，CDE 是半径为 R 的四分之一圆弧，在 C 点与水平面相切，该战士在 A 点将手榴弹以初速度 v0 水平抛出，手榴弹刚好落在 C 点，当他在 A 点将手榴弹以初速度 2v0水平抛出时，手榴弹落在圆弧上的 D 点。则下列说法中正确的是

A．手榴弹落在 C 点时速度方向与水平方向的夹角为 60°

B．圆弧半径 R 一定大于 L

C．手榴弹落在 D 点时速度方向与水平方向的夹角一定大于手榴弹落在 C 点时的夹角

D．如果手榴弹水平抛出时的速度大小合适，手榴弹可能正好落到 E 点

7．如图所示，“嫦娥五号”的小型着陆器与质量较大的环月轨道器一起绕月球做匀速圆周运动。某时刻着陆器减速与轨道器分离，并沿椭圆轨道第一次到达 A 点时着陆登月（A 点为椭圆长轴另一端点）。已知轨道器的轨道半径为月球半径的 3倍，月球表面的重力加速度为 g月 ，月球半径为 R，不考虑月球自转、公转的影响。则着陆器从分离到着陆所用的时间为

A． B． C． D．

8．如图所示，有一折射率为 的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 90°、半径为 R=0.2m 的扇形 NBC，柱体厚度为 h=0.1m。一束刚好覆盖 ABNM 面的单色光，以与该面成 45°角的方向照射到 ABNM 面上。若只考虑首次入射到 ABCD 面上的光，则 ABCD 面上有光透出部分的面积为

A． B． C． D．

二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，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．如图所示，一圆环水平放置，圆心为 O，其上放置四个电荷量相等的点电荷，这四个点电荷处于互相垂直的两直径的两端，一直径两端的电荷均为正电荷，另一直径两端的电荷均为负电荷。直线 O1O2为圆环的中轴线，且 O1、O2两点关于 O 点对称。下列说法中正确的是

A．O 点处的电场强度为零

B．O1O2 上各点的电势均相等

C．电子从 O1 点沿直线移至 O 点过程中电势能减小

D．质子从 O1 点沿直线移至 O 点过程中所受电场力一直减小

10．自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为 U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差 U2（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中正确的是

A．图乙中霍尔元件的载流子带正电

B．已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小

C．若传感器的电源输出电压 U1变大，则霍尔电势差 U2变大

D．若自行车的车速越大，则霍尔电势差 U2越大

11．某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d 为四个固定触点。绕 O 点转动的扇形金属触片 P，可同时接触两个触点，触片 P 处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1 和 n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是

A．理想变压器原、副线圈的匝数比 n1∶n2=11∶2

B．触片 P 同时接触 b、c 两个触点时电吹风吹热风

C．小风扇的内阻为 8Ω

D．电吹风机吹热风时电热丝上的电流为 2A

12．如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为 l、2l；质量分别为 m、2m 的导体棒 a、b 均垂直导轨放置，导体棒 a 接入电路的电阻为 R，其余电阻均忽略不计； a、b 两棒分别以 v0、2v0 的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，a 总在窄轨上运动，b 总在宽轨上运动，直到两棒达到稳定状态，从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是

A．a 棒加速度的大小始终等于 b 棒加速度的大小

B．稳定时 a 棒的速度为 1.5v0

C．电路中产生的焦耳热为

D．流过导体棒 a 的某一横截面的电荷量为

三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。

13．（6 分）某科技实验小组利用传感器测定铁块与斜面间的动摩擦因数，装置如图甲所示，在长为 l0 的固定斜面上，让铁块从斜面顶端由静止开始下滑，由固定在斜面底端的位移传感器、速度传感器分别测出铁块到传感器的距离 l 和相应位置的速度 v ，最后通过计算机得到如图乙所示的图像。

（1）图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离 l，横坐标表示___________。

A． B．v C．v2 D．

（2）根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度 a =___________（用  l0 、b  表示）。

（3）若斜面长 l0 = 2.0m ，高 h = 1.2m ，采用国际单位制 b 的数值为 9.8 ，取重力加速度 g = 9.8m/s2 ，可得到铁块与斜面间的动摩擦因数  = ___________（保留两位有效数字）。

14．（8 分）某实验小组在测量电源电动势和内电阻的同时，还要进一步探究某温控电阻的特性，为此设计了如图甲所示的电路。已知电压传感器电阻很大、电流表的内阻很小，电流表的量程为 0.3A，R1 为定值电阻，温控电阻 R2 两端电压 U 随其温度 t 变化的函数关系式为 U＝U0﹣kt，其中 U0＝8.96V、k＝0.2，t 的单位为℃。（除读数外，其余结果均保留 2 位有效数字）

（1）将单刀双掷开关扳到 a，闭合开关 S，电压传感器的读数为 1.60V 时，电流表的读数如图乙所示，则电流表的读数为              A，定值电阻 R1＝              Ω。

（2）将单刀双掷开关扳到 b，闭合开关 S，通过改变温控电阻 R2 的温度，读出多组电压传感器以及电流表的读数，描绘出的 U﹣I 图线如图丙所示，由此可知电源的内阻 r＝              Ω。

（3）断开单刀双掷开关，电流表的读数为 0.100A，此时温控电阻 R2的温度为              ℃。

15．（7 分）如图甲所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具。“上坐一人，双手握铁篙，向后下方用力点冰，则冰床前进如飞。”在空旷的水平冰面上，有一小孩从静止开始，连续三次“点冰”后，爬犁沿直线继续滑行了 18m 后停下。某同学用 v-t 图像描述的上述运动过程，如图乙所示。若每次“点冰”获得的加速度恒定且相等，重力加速度 g 取 10m/s2。求：

（1）“冰爬犁”与冰面之间的动摩擦因数；

（2）小孩“点冰”时“冰爬犁”加速度的大小（结果保留三位有效数字）。

16．（9 分）新冠病毒具有很强的传染性，转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置为车上的负压隔离舱（即舱内气体压强低于外界的大气压强），这种负压舱既可以让外界气体流入，也可以将舱内气体过滤后排出。若该负压舱容积为 0.6m3，初始时温度为 27 ℃，大气压强为 1.003×105Pa，隔离舱内负压为 300Pa。转运到某地区后，外界温度变为 15℃，大气压强为 0.903×105Pa，已知负压舱导热性良好，气体均可视为理想气体，绝对零度取-273 ℃。

（1）若负压舱运输过程中与外界没有气体交换，求运送到该地区后负压舱内的压强；

（2）若转运过程中负压舱内始终保持 300Pa 的稳定负压，求转运前后负压舱内气体的质量之比。

17．（14 分）如图所示，xOy 平面内，OP 与 x 轴夹角为 θ=53o，在 xOP 范围内（含边界）存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=0.1T。第二象限有平行于 y轴向下的匀强电场，场强大小为E = V/m 。一带电微粒以速度 v0 =5×106m/s从 x 轴上 a（L， 0）点平行于 OP 射入磁场，并从 OP 上的 b 点垂直于 OP 离开磁场，与 y 轴交于 c 点，最后回到 x 轴上的点 d ，图中点 b、d 未标出。已知 m，，不计微粒的重力，求：

(1)微粒的比荷 ；

(2) d 点与 O 点的距离 l；

(3)仅改变磁场强弱而其它条件不变，当磁感应强度 Bx大小满足什么条件时，微粒能到达第四象限。

18．(16 分）如图所示，有一个以 v0=6m/s 的速度逆时针匀速运动的水平传送带，传送带左端点 M 与光滑水平平台相切且不相连，在平台 P 处竖直固定一个弹性挡板，物块在 PM段运动的时间忽略不计。在 M 点与平台之间缝隙处安装有自动控制系统，当小物块 b每次向右经过该位置时都会被控制系统瞬时锁定从而保持静止。传送带 N 端与半径r=5m 的光滑四分之一圆弧相切且不相连，在小物块 a 从圆弧最高点由静止下滑后滑上传送带，经过 M 点时控制系统使小物块 b 自动解锁，a 与 b 发生第一次弹性正碰。已知 a 的质量为 m=1kg，b 的质量为 M=3kg，两个物块均可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.2，MN 间的距离 L=19m，g=10m/s2。不计经过 MN 两点处的能量损失。求：

（1）a 滑到圆弧轨道最底端时，对轨道压力的大小；

（2）a 与 b 第一次碰撞前 a 在传送带上运动的时间；

（3）a 与 b 第一次碰撞后物块 a 的速度；

（4）a 与 b 第一次碰撞后到最后静止过程中物块 a 与传送带因摩擦产生的热量。

济宁市 2021 年高考模拟考试

物理试题答案

13．（6 分） （1） C （2） （3）0.44 （每空 2 分）

14．（8 分）（1）0.200（0.199～0.201 均正确） 8.0（2） 2.0（3）4.8 （每空 2 分）

15．（7 分）解析：

（1）7s～13s 内，由运动学规律得

解得a1 =1m/s2

由牛顿第二定律得 mg = ma1 

联立解得  = 0.1

（2）对整个过程，加速的时间共计t2 = 3s ，减速的时间共计t3 =10s

由图像知

联立解得小孩“点冰”时爬犁加速度的大小 a2 = 3.33m/s2 

16．（9 分）解析：

（1）以负压舱内的气体为研究对象，体积不变。

初状态

末状态

由查理定律得

解得 p2 = 0.96105 Pa

（2）隔离舱内产生 300Pa 的稳定负压，需向外界抽气。

初状态：

末状态：

由理想气体状态方程得

则转运前后负压舱内气体的质量之比

解得

17．（14 分）解析：

（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系 r = L sin 53

由牛顿第二定律得

解得

（2）粒子进入电场后做类斜抛运动。

由几何关系得

在 y 轴方向

在 x 轴方向 l = v0tsin 53

解得 l=4m

（3）微粒在磁场中做匀速圆周运动与边界 OP 相切时，恰好能到达第四象限。

由几何关系知

由牛顿第二定律得

解得 B1 = 0.2T

故当磁感应强度 Bx≥0.2T 时，微粒能到达第四象限。

18．(16 分）解析：

（1）小物块 a 从圆弧最高点滑到最低点，由动能定理得

在圆弧轨道最底端，由牛顿第二定律得

由牛顿第三定律得压力

（2）物块 a 在传送带上减速至 6m/s 时，由运动学规律得

匀速段

则物块 a 与 b 第一次碰撞前 a 在传送带上运动的时间 = 2.5s 

（3）由动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

联立解得 v1 = −3m/s

即，第一次碰后 a 的速度方向水平向右。

（4）物块 a 与 b 第一次碰撞后再返回 M 点，所用时间

以后每次 a、b 碰后，物块 a 的速度都是碰前的二分之一，再次往返的时间均为上一次往返的时间的一半。

即 ,

则物块 a 与 b 第一次碰撞后 a 运动的总时间

则相对位移为 x = v0t总= 36m

则摩擦产生的热量 Q = mg x = 72J