山东省枣庄市2021届高三下学期4月模拟考试（二模）物理（含答案）

这是一份山东省枣庄市2021届高三下学期4月模拟考试（二模）物理（含答案），共16页。

本试卷10页。总分100分。考试时间90分钟。
注意事项：
1．答题前，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。
1．2021年3月中旬，我国大部分地区经历了近10年来最强的沙尘暴，给人们的生活带来了极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变，关于这团沙尘暴，以下说法正确的是
A．该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其它物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和
B．该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、风势逐渐减弱，则其内能逐渐减小
C．沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性
D．沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
2．通信卫星在现代生活、生产和科学研究等活动中发挥重要作用。已知地球的半径为R，地球自转角速度为 SKIPIF 1 < 0 ，地球赤道同步通信卫星距离地面的高度为h，则下列关于地球赤道同步通信卫星的说法正确的是
A．以地心为参考系，该卫星是静止的
B．以地面为参考系，该卫星做匀速圆周运动
C．以地面为参考系，该卫星的加速度大小为 SKIPIF 1 < 0
D．以太阳为参考系，该卫星的运动不是匀速圆周运动
3．如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块 SKIPIF 1 < 0 放在三个完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块 SKIPIF 1 < 0 以相同初速度下滑，其v—t图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止， SKIPIF 1 < 0 与斜面之间的动摩擦因数分别为 SKIPIF 1 < 0 ，斜面体对地面的压力分别为 SKIPIF 1 < 0 ，斜面体对地面的摩擦力分别为 SKIPIF 1 < 0 。下列判断错误的是
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
4．如图甲所示，在距水平地面h高处固定的点光源L及小金属球P左右紧贴放置。小金属球P以初速度v0水平向右抛出，最后落到水平地面上，运动中不计空气阻力。以抛出点为坐标原点O、水平向右为 SKIPIF 1 < 0 轴正方向、竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系。设经过时间t小金属球P运动至A点，其在地面的投影为B点，B点横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ；小金属球P在A点速度的反方向延长线交于 SKIPIF 1 < 0 轴的C点，C点横坐标为 SKIPIF 1 < 0 。以下图像能正确描述 SKIPIF 1 < 0 随时间t变化关系的是
5．在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿 SKIPIF 1 < 0 轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于 SKIPIF 1 < 0 处，则下列说法正确的是
A．该简谐横波的波长可能为6m
B．该波的波速大小一定为 SKIPIF 1 < 0
C．在t1秒时刻至t2秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成
D．根据图像无法判断质点Q的起振方向
6．如图所示为长方体均匀玻璃砖的截面，厚度为L。现有两种单色光组成的复合光，从O点射入玻璃砖，入射角为60°，其折射光线分别沿OA、OB方向，对应的折射角分别为37°、53°。光从O点到A点的传播时间为tOA，从O点到B点的传播时间为tOB。已知 SKIPIF 1 < 0 。则下列对tOA和tOB大小关系的比较，正确的是
A．tOA=tOB
B．tOAC．tOA>tOB
D．无法确定
7．如图所示，水平面内三点A、B、C为等边三角形的三个顶点，三角形的边长为L，O点为AB边的中点。CD为光滑绝缘细杆，D点在O点的正上方，且D点到A、B两点的距离均为L。在A、B两点分别固定点电荷，电荷量均－Q。现将一个质量为m、电荷量为+q的中间有细孔的小球套在细杆上，从D点由静止释放。已知静电力常量为k、重力加速度为g、且 SKIPIF 1 < 0 ，忽略空气阻力。下列说法正确的是
A．固定在A、B处两点电荷的合电场在C、D两点的场强相同
B．小球在D点刚释放时的加速度大小为 SKIPIF 1 < 0
C．小球到达C点的速度大小为 SKIPIF 1 < 0
D．小球将在D、C两点之间做往复运动
8．如图所示，虚线右侧有竖直向下的电场强度E=45N／C的匀强电场及垂直于电场向外的磁感应强度B=0.25T的匀强磁场。在光滑绝缘的水平面上有两个等大的金属小球A、B，小球A不带电，其质量mA=0.05Kg，紧贴虚线静置的小球B带电量qB=－4×10-3C，其质量mB=0.01kg。小球A以速度v0=20m／s水平向右与小球B发生正碰，碰后小球B垂直于电、磁场直接进入正交电、磁场中。刚进入正交电、磁场的瞬间，小球B竖直方向的加速度恰好为零。设小球A、B碰撞瞬间电荷均分，取g=10m／s2。则下列说法正确的是
A．碰后瞬间，小球A的速度大小为10m／s
B．小球A在刚进入正交电、磁场后的短时间内，其电势能减少
C．碰撞过程中，小球A对小球B做的功为2J
D．小球A、B之间的碰撞为弹性碰撞
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．北京时间2021年2月19日4时55分，美国“毅力号”火星车成功登陆火星。“空中起重机”和“毅力号”火星车组合体到达着陆点上空20m处后，“空中起重机”保持大小为0.75m／s的速度竖直下降，同时，在着陆点上空20m处时，以相对“空中起重机”大小也为0.75m／s的速度立即(时间很短，可忽略)竖直向下释放火星车；当全长为7.6m的吊索完全释放后，组合体又立即(时间很短，可忽略)共同以0.75m／s的速度下降，直到火星车着陆，然后断开吊索，“空中起重机”飘离。设火星质量是地球质量的p倍，火星半径是地球半径的q倍，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。假设工作中组合体(含燃料)的总质量M保持不变，不考虑下降过程中重力的变化，工作时喷出的气体密度为 SKIPIF 1 < 0 ，“空中起重机”共四台发动机，每台发动机喷口截面为S；下列说法正确的是
A．火星表面的重力加速度大小为 SKIPIF 1 < 0
B．匀速竖直下降的过程中，发动机喷出气体相对火星表面的速度大小为 SKIPIF 1 < 0
C．从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，空中起重机下降的时问约为16.5s
D．从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，吊索的拉力始终保持不变
10．如图所示的长方体金属导体，前表面为abcd。已知Lab=10cm、Lbc=5cm。当C、D两端加电压U时，其中电流为2A；当A、B两端加电压2U时，其中电流为I。下列说法正确的是
A．I=2A
B．I=1A
C．若A端接电源正极、B端接负极，同时加一垂直于abcd面向里的匀强磁场，则C端电势高
D．若A端接电源正极、B端接负极，同时加一垂直于abcd面向里的匀强磁场，则D端电势高
11．如图甲所示，足够长的光滑金属导轨内有垂直于导轨平面向里方向不变的匀强磁场，其磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示。导轨左端接有一个电阻值恒为R的灯泡。从0时刻开始，垂直于导轨的导体棒ab在水平外力F的作用下从导轨的左端沿导轨以速度v水平向右匀速运动。导体棒ab的长度为 SKIPIF 1 < 0 ，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导体棒与导轨的电阻均不计。在导体棒ab向右运动的过程中，下列说法正确的是
A．灯泡亮度不变B．灯泡逐渐变亮
C．在运动后t0时刻， SKIPIF 1 < 0 D．在运动后t0时刻， SKIPIF 1 < 0
12．如图所示，倾角为 SKIPIF 1 < 0 的光滑斜面固定在地面上，其底部垂直于斜面固定一个挡板。置于斜面上的质量分别为m、M的物块A、B用一根轻质弹簧连接。起初，物块B紧靠挡板，物块A被外力控制恰使弹簧处于原长状态。撤去外力，物块A由静止沿斜面向下运动，经过时间t下降至最低点，在此过程中，下列说法正确的是
A．物块A先失重后超重
B．物块A的机械能守恒
C．物块A下降至最低点时，挡板对B的支持力大小为 SKIPIF 1 < 0
D．此过程，挡板对物块B的冲量大小为 SKIPIF 1 < 0
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)某学习兴趣小组利用如下装置做了“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)他们用机械式秒表记录了单摆完成50次全振动所需的时间，如图所示。秒表的读数为__________s。
(2)如图所示，给出了摆线上端的四种悬挂方式，其中，引起的摆长测量误差较小的是哪几种?___________(选填图中的字母代号)。
(3)通过查阅资料，该学习兴趣小组又用如下装置再次进行实验，测定了最大摆角分别为2°、3°、4°、5°及10°、15°、20°时单摆的周期，数据记录如下表所示：
根据表中数据，你可以得出的结论是__________________。
14．(8分)某学习兴趣小组为了使用压力传感器设计苹果自动分拣装置，网购了一款型号为RFP602薄膜压力传感器，如右图如示。这款传感器的部分参数如下表：
他们又从实验室选择了如下器材：
A．学生电源B．滑动变阻器( SKIPIF 1 < 0 2A)
C．J0402型( SKIPIF 1 < 0 )数字演示电表两只D．单刀单掷开关一个
E．导线若干
(1)为了研究传感器所受压力一定时，其电阻随电压的变化情况，他们的实验操作如下：在传感器上放三个100g砝码(未画出)施加一定的压力。学生电源选择“稳压6V”，电表A选择DCV20V，电表B选择DCA SKIPIF 1 < 0 ；连接的电路如下图所示。
①请你用笔画线代替导线，将电路连接补充完整。
②闭合开关，调节滑动变阻器，得到若干组电压U、电流I的测量数值。根据测量数据，他们利用Excel得到的U—I图像如下图所示：
根据图像，你可以得出的结论是：在误差允许范同内，传感器受到压力一定时，电阻随电压的增大而__________(填“增大”“减小”“变化”或“不变化”)。
(2)为了研究传感器所加电压一定时，其电阻随压力的变化情况，他们的实验操作如下：调节滑动变阻器，使传感器两端的电压保持在5V，电表B仍选择DCA SKIPIF 1 < 0 ；改变传感器受到的压力，测得若干组数据见下表：
根据表中数据，利用Excel得到传感器的电阻值R随其所受压力F的变化图像如下图所示：
从图像可以看出，传感器受到的压力在0.5N到_______N的区间内，其灵敏度较大(设电阻值随压力的变化率> SKIPIF 1 < 0 时，其灵敏度较大)。
(3)下图是他们设计的苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器R1上。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使杠杆对R1的压力处在传感器最灵敏的压力区间。当小苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较小，电阻较大，闭合开关S后，R2两端的电压不足以激励放大电路触发电磁铁发生吸动分拣开关的动作，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关打开下面通道，让大苹果进入下面通道。
托盘秤在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0。若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，则应该调节托盘秤压在杠杆上的位置向_________(填“左”或“右”)移动一些才能符合要求。
15．(8分)近年来，科学家发现，距离地球12.5光年的位置有一颗类地行星——蒂加登C星。它的地表有辽阔的湖面，不过湖里不是液态的水，而是液态二氧化碳。假设该液态二氧化碳的密度为1.2×103kg／m3，湖面下方2.0m处的压强为5.0×106Pa、下方5.0m处的压强为7.7×106Pa。求：
(1)该行星表面的重力加速度gC的大小；
(2)假设在该行星表面有一个开口向下、竖直静止放置的导热良好的均匀气缸，气缸深为40.0cm，其中活塞横截面积为2.5cm2，活塞质量可忽略不计。当活塞下面悬挂一个质量为400.0g的重物时，活塞恰好位于气缸口处；取下重物，将气缸缓慢旋转到竖直开口向上，然后把相同的重物放在活塞上，待稳定后，活塞到气缸口的距离是多少。假设行星表面处的气温不变。(结果保留三位有效数字)
16．(9分)某型号的网红“水帘秋千”如图所示，它与平常秋千的不同之处是钢铁做成的秋千架上装有273个独立竖直向下的出水孔，在系统控制下能够间断性出水，从而形成一个有孔洞的水帘。假设秋千摆长L=3.0m，人坐在座板上，头顶到座板的距离为h1=1.0m，鞋底到座板的距离为h2=0.5m，忽略绳的重力和空气阻力，人与座板整体的重心在座板上。假设秋千的摆动周期与同摆长的单摆做简谐运动的周期相同；出水孔打开时，水的初速度为零。以秋千座板从最高点刚要向下摆动时作为计时起点，此刻，比座板略宽的范围内的所有出水孔都是关闭的。取g=10m／s2，π=3.14， SKIPIF 1 < 0 。计算结果均保留到小数点后面两位。求：
(1)在秋千第一次从最高点运动到最低点的过程中，哪个时刻打开出水孔，水刚好不能淋湿人的头顶；
(2)在秋千第二次到达最低点之前最迟哪个时刻关闭出水孔，水刚好不能淋湿人体的任何部位；
(3)接第(2)问，当秋千第二次到达最低点时，水又刚好不能淋湿人的头顶，那么，出水孔关闭了多长时间。
17．(13分)如图所示，在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中，直线AB距 SKIPIF 1 < 0 轴为d，直线CD距 SKIPIF 1 < 0 轴为2d，直线AB下方区域存在沿y轴正方向的匀强电场，AB、CD之间存在垂直于坐标系平面向外的匀强磁场。从t=0时刻，一个质量为m，带电荷量为+q的粒子以初速度v0由坐标原点O处，沿 SKIPIF 1 < 0 轴正方向射入电场，在AB上的P点进入磁场，P点坐标为(2d，d)。不计粒子受到的重力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)若粒子恰好不从直线CD处离开磁场，则磁感应强度B0的大小；
(3)在第(2)问条件下，粒子经过 SKIPIF 1 < 0 轴的时刻。
18．(16分)如图所示，水平轨道AB长度L1=1.0m，左端连接半径为R=0.5m的光滑 SKIPIF 1 < 0 圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量m=1.0kg的物块(可视为质点)，从圆弧上方距AB平面H高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为 SKIPIF 1 < 0 ，BC长度L2=2.0m，取g=10m／s2，不计空气阻力。求：
(1)H的大小；
(2)物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力FN；
(3)如果传送带以速度v(v的大小可调)逆时针转动，那么，物块最后停止的位置到A点的距离。(用v表示)
2021届高三模拟考试
物理试题参考答案及评分标准
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．C 2．D 3．D 4．B 5．D 6．A 7．C 8．C
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．AC 10．BD 11．BC 12．ACD
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(共6分，每空2分)
(1)99.8
(2)ABD(答对1个给1分，答对2个和3个都给2分；有一个答错，给0分)
(3)在最大摆角不大于5°时，单摆振动周期跟振幅无关，大于5°时，振动周期随最大摆角的增大而增大。
14．(共8分)
(1)①如图所示(2分)
③不变化(2分)
(2)2.0(2分，1.5～2.5之间均给这2分)
(3)右(2分)
15．(8分)解：
(1)已知
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，
设液态湖上方的大气压强为P0，重力加速度为gC，则
SKIPIF 1 < 0 ①
SKIPIF 1 < 0 ②
解得： SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ③
(2)重物的质量m=400g=0.4kg，气缸深L=40cm=0.4m，
活塞的横截面积S=2.5cm2=2.5×10-4m2
设气缸开口向下时，缸内气体压强为P下，缸内气体体积V下=LS；气缸开口向上时，缸内气体压强为P上，缸内气体体积 SKIPIF 1 < 0
由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ④
SKIPIF 1 < 0 ⑤
由玻意耳定律知： SKIPIF 1 < 0 ⑥
解得 SKIPIF 1 < 0 ⑦
所以活塞到气缸口的距离 SKIPIF 1 < 0 ⑧
评分标准：本题共8分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分。
16．(9分)解：(1)计时开始后，设第一滴水经历自由落体时间△t1刚好落到人头顶处，其下落距离应为L－h1。由运动学公式有：
SKIPIF 1 < 0 ①
解得：△t1=0.63s
设单摆的运动周期为T，则 SKIPIF 1 < 0 ②
解得：T=3.44s
设在计时开始后，t1时刻打开出水孔，则
SKIPIF 1 < 0 ③
解得：t1=0.23s④
(2)设关闭出水孔的最后一滴水经历自由落体时间△t2刚好落到人脚底处，其下落距离应为L+h2。由运动学公式有：
SKIPIF 1 < 0 ⑤
解得：△t2=0.84s
设从计时开始后，t2时刻关闭出水孔，则
SKIPIF 1 < 0 ⑥
解得：t2=1.74s⑦
(3)当再次打开出水孔后的第一滴水又刚好不淋湿头顶，第一滴水下落的时间依然为
△t1，设从关闭出水孔到再次打开出水孔，关闭的持续时间为△t3，则
SKIPIF 1 < 0 ⑧
解得：△t3=0.21s⑨
评分标准：本题共9分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨式各1分。
17．(13分)解：(1)粒子第一次在电场中运动，所用时间为t1，
SKIPIF 1 < 0 ①
SKIPIF 1 < 0 ②
SKIPIF 1 < 0 ③
由①②③解得：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ④
(2)设粒子到达AB边界沿电场方向的速度为vy，粒子速度v与AB边界的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，则
SKIPIF 1 < 0 ⑤
SKIPIF 1 < 0 ⑥
SKIPIF 1 < 0 ⑦
由①②⑤⑥⑦解得：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
粒子在磁场中运动，若恰好不从上边界CD飞出，轨迹如图所示。设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系可得：
SKIPIF 1 < 0 ⑧
由牛顿第二定律得： SKIPIF 1 < 0 ⑨
解得： SKIPIF 1 < 0 ⑩
(3)设粒子在磁场中运动的周期为T，每次在磁场中运动的时间为t2，则
SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,11)
SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,12)
解得： SKIPIF 1 < 0
设粒子第一次到达 SKIPIF 1 < 0 轴的时间为 SKIPIF 1 < 0 ，则
SKIPIF 1 < 0
故，粒了到达 SKIPIF 1 < 0 轴的时刻t为
SKIPIF 1 < 0 (其中n=1，2，3……) eq \\ac(○,13)
评分标准：本题共13分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ eq \\ac(○,11) eq \\ac(○,12) eq \\ac(○,13)式各1分。
18．(16分)解：(1)根据动能定理得：
SKIPIF 1 < 0 ①
解得：H=1.2m②
(2)设物块从H处下落第一次经过圆弧轨道最低点A时速度为vA．轨道对物块的支持力为F，根据机械能守恒定律得：
SKIPIF 1 < 0 ③
根据牛顿第二定律得：
SKIPIF 1 < 0 ④
根据牛顿第三定律得：
SKIPIF 1 < 0 ⑤
由③④⑤代入数据可得：
FN=－58N “－”表示方向竖直向下 ⑥
(3)当传送带逆时针转动时，由于物块在传送带上向右及向左匀变速运动时的加速度不变，故物块从B点离开传送带时的速度不大于传送带的速度。
(i)当物块从H处下落第一次至B点时，设速度为v1，根据动能定理有：
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ⑦
解得： SKIPIF 1 < 0 ⑧
若传送带的速度 SKIPIF 1 < 0 ，则物块从B到C再返回到B时速度仍为 SKIPIF 1 < 0 。设物在AB段往返经过的总路程为s1，根据动能定理有：
SKIPIF 1 < 0 ⑨
解得： SKIPIF 1 < 0 ⑩
因为 SKIPIF 1 < 0
所以，物块恰好停在A点 eq \\ac(○,11)
(ii)若传送带的速度 SKIPIF 1 < 0 ，设传送带的速度为v，物块向左从B点离开传送带时速度与传送带速度相同。设物块在AB段经过的总路程s，物块停止位置距A点距离为 SKIPIF 1 < 0 ，对物块根据动能定理有：
SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,12)
解得： SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,13)
设 SKIPIF 1 < 0 的整数部分为P，小数部分为Q，
若P为奇数，则 SKIPIF 1 < 0 ，若P为偶数，则 SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,14)
(若表述的意思跟上式中相同，也得这3分)
……………………………………………………………………………………………………
根据 eq \\ac(○,12)式可得：
SKIPIF 1 < 0 eq \\ac(○,15)
当物块AB段的总路程分别为4m、3m、2m、1m，根据 eq \\ac(○,15)式可求得对应的传送带速度分别 SKIPIF 1 < 0
评分标准：本题共16分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ eq \\ac(○,11) eq \\ac(○,12) eq \\ac(○,13)式各1分， eq \\ac(○,14)3分。 eq \\ac(○,12)式后，若按虚线以后的方式讨论，酌情给分，不超过这4分。 eq \\ac(○,16)