山东省济南市2021届新高考第一次大联考物理试卷含解析

1、山东省济南市2021届新高考第一次大联考物理试卷、单项选择题：本题共 6小题，每小题5分，共30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.如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏.用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏 P上观察到干涉条纹.下列说法正确的是（）.A.减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B.增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C.将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D.将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大【答案】B【解析】试题分析：卞据公式X :，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离变大，A错误，根据公式 x -，增大双缝到屏的距离，干

2、涉条纹间的距离增大，B正确，d根据公式 x -,将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干涉条纹间的距离增大，C错误d根据公式 x ；,将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，D错误，考点：本题考查光波的干涉条纹的间距公式，点评：应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析.2.如图，一个重为10 N的大祛码，用细线悬挂在 O点，现在用力F拉祛码，使悬线偏离竖直方向0 =60时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为B. 5石 NC. 103ND. 10.0N【答案】A【详解】ABCD .以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力 F与细线垂直时最小.根据平

3、衡条件得F的最小值为:Fmin =Gsin60 = 5 由 N ,当拉力水平向右时，拉力F=Gtan60 =10百 N;所用拉力F的值不可能为 A, B、C、D都有可能，故 A正确，BCD错误.长木板3 .如图所示，质量为 m的木块在质量为 M的长木板上滑行，木块与长木板间动摩擦因数为与地面间动摩擦因数为1。若长木板处于静止状态，则长木板受地面摩擦力大小为（廿A.1m Mg B.2m Mg C.2mgD. 2mg iMg隔离分析长木块，如图甲，受重力mg、支持力Fn、向左的滑动摩擦力MgFf 2mg 与向左隔离分析木板，如图乙，受重力 Mg、木块的压力 mg、向右的滑动摩擦力 Ff、地面的支持

4、力F的静摩擦力Ff地。水平方向受力平衡Ff地Ff解式得Ff 地2mg竖直方向受力平衡Fn 地（m M）g达到最大静摩擦力时（临界点），为Ff 地Fn 地i（m M）g由题可知长木板静止不动，所以Ff 地i（m M）g所以C正确，ABD错误。故选Co4 .如图所示为某弹簧振子在 05 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是A.振动周期为5 s,振巾雷为8 cmB.第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C.从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动D.第3 s末振子的速度为正向的最大值【答案】D【解析】【详解】A.由题图可知振动周期为4 s,振幅为8 cm,选项

5、A错误；B错误;C错误；B.第2 s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项C.从第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项D.第3 s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项 D正确.5.关于原子、原子核的相关知识，下列说法正确的是（）A.当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大B.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时，辐射出光子 ，、一、27430 -C.核反应13Al+ 2He15P+X方程中的X是中子D.轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程质量亏损【答案】C【解析】【分析】【详解】A.

6、当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与光强无关，选项A错误；B.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时，要吸收出光子，选项 B错误；27430C.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应13Al+2He15P+X方程中的X质量数为1,电荷数为5,是中子，选项C正确；D.轻核聚变的过程和重核裂变的过程都要释放能量，有质量亏损，选项D错误。故选Co2.5 15 6c的点电荷，已知静电力常量k6.如图所示，真空中等边三角形OMN的边长为L=2.5m，在M、N两点分别固定电荷量均为9.5 159N m2 / C2,则两点电荷间的库仑力的大小和点的电场强度的大小分别为（

7、）A. 9.5 15 3N,7.8 153N/CC. 1.8 15 2N,7.8 153N /C【答案】A【解析】【详解】B. 9.5 15 3N,9.5 153N /CD. 1.8 15 2N,9.5 153N /C根据库仑定律,N两点电荷间的库仑力大小为2k q7，代入数据得L2F 9.5 15 3NM、N两点电荷在。点产生的场强大小相等，均为E1k? , M、N两点电荷形成的电场在O点的合场L2强大小为E 2E1 cos35联立并代入数据得3_E 7.8 10 N /C33A. 9.0 10 N,7.8 10N/C与分析相符，故 A正确;B. 9.0 10 3N,9.0 103N/C与分

8、析不符，故 B错误;C. 1.8 10 2N,7.8 103N/C与分析不符，故 C错误;23D. 1.8 10 N,9.0 10 N/C与分析不符，故 D错误;故选：A。二、多项选择题：本题共 6小题，每小题5分，共30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 5分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分7 .如图，理想变压器上接有 3个完全相同的灯泡，其中 1个灯泡与原线圈串联，另外 2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压u 18j2sin100 t (V), 3个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器()2A.副线圈电压的频率为 100Hz8 .原线圈两端

9、的电压为12VC.原副线圈的电流比为 2 ： 1D.原副线圈的匝数比为 2 ： 1【答案】BD【解析】【详解】A .根据交流电源的电压u 18j2sin100 t (V),可知角速度为:100 rad/s ,则频率为:50HzA错误;CD.设每只灯的额定电流为 I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I,原副线圈电流之比为 1: 2,根据原副线圈中电流之比与匝数成反比得原、副线圈的匝数之比为:n)2I 2 Ii故C错误，D正确;B.根据电压与匝数成正比:UiU2n n2t2 V V。 n1 ,得原线圈两端电压为：Ui U2 2Un2根据闭合电路欧姆定律

10、得交流电源电压为：U U 2U 3U该交流电的最大值为18J2V,则有效值为18V,所以3U=18V则灯泡的额定电压为 6V,原线圈两端得电压等于 2U=12V, B正确;故选BD。8.歼-15飞机是我国研制的多用途舰载战斗机。某飞行训练中，第一次舰保持静止，飞机从静止开始沿甲板运动，当飞机的速度为 V时通过的距离为xi,经历的时间为ti;第二次舰以速度 V。匀速运动，飞机相对甲板由静止开始沿舰运动的同方向加速,当飞机相对海面的速度为V时沿甲板通过的距离为X2,经历的时间为t2o设两次飞机均做匀加速运动且加速度大小相等。则（）tit2V0t2X2整理得:t1.2t1 VX1/ V 2X1VB.

11、 1 C. 一 () D.2t2 V V。X2V V。X2VV0【答案】BC【解析】【详解】当舰静止时，根据运动学公式有:V=at 12 Cv =2aX1当舰运动时，有V-V0=at2X1, v 、2一（）x2v v0故BC正确，AD错误。故选BC。9.如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小B 0.05T、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。 已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s,cd边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）;-0,011

12、-®乙A.导线框的边长为 0.2mB.匀强磁场的宽度为 0.6mC.磁感应强度的方向垂直纸面向外D.在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，c、d间电势差为零【答案】AC【解析】【详解】A .根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势E BLv 0.01V故导线框的边长EL 0.2 m Bv故A正确；B.导线框的cd边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s,故磁场的宽度s=vt=0.4m故B错误；C.根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故 C正确；D.在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，ab边和cd边均切割磁感线，产生了感应电动势，c、d间有电势差，故D错误。故选AC

13、。10 .从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度 h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（）A.物体的质量为1kgB.物体受到的空气阻力是5NC. h=2 m时，物体的动能 Ek=60 JD.物体从地面上升到最高点用时0.8s【答案】BD【解析】【详解】A.由图知，h=4m 时 Ep=80J,由 Ep=mgh 得 m=2kg ,故 A 错误。B.上升h=4m的过程中机械能减少 E=20J,根据功能关系可得fh= AE解得f=5N ,故B正确；C. h=2m时，Ep=40J , E总=9

14、0J ,则物体的动能为Ek=E 总-Ep=50J故C错误。D.物体的初速度2E v0. 10m/s:m从地面至h=4m用时间hV0_22-s 0.8s10故D正确。11 .倾斜传送带在底端与水平面平滑连接，传送带与水平方向夹角为，如图所示。一物体从水平面以初V,速度V。冲上传送带，与传送带间的动摩擦因数为 tan ，已知传送带单边长为 L,顺时针转动的速率为物体可视为质点，质量为 m,重力加速度为go则物体从底端传送到顶端的过程中（）1,22、A.动能的变化可能为 一m(v Vo)212B.因摩擦广生的热量一定为 -m(Vo v)C.因摩擦产生的热量可能为mgLsin ( 1)VoD.物体的机

15、械能可能增加mgLsin【答案】ACD【解析】【分析】【详解】因为 =tan ,则mg cos =mg sin分析物体的运动得分两种情况：第一种情况是Vo >V,物体滑上传送带后先减速后匀速，最终速度为V,由动能定理可知动能的变化为12 22-m(VVo)；2相对运动过程中摩擦生热Q mgcosV Vo2Vo V2g sin12-m vo v 4增加的机械能为E mgLsin1 2 -mV2-mVo 2第二种情况是VoV ,物体滑上传送带后一直做匀速直线运动，摩擦生热Q mg cosL v -VoL mgL sin a 1Vo增加的机械能E mgLsin综上所述，选项B错误,ACD正确。

16、故选ACD 。12.下列说法正确的有(A.研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关B.电子的衍射图样证实了电子的波动性C. a粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法D.结合能越大的原子核，核子的平均质量越大【答案】BC【解析】【分析】 【详解】A.实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是 实际物体的理想化模型，故 A错误；B.电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故 B正确；C.卢瑟福通过 a粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电 荷及几乎全部质量，所以a粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一，故 C

17、正确；D .根据核子平均质量曲线与比结合能曲线可知比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，故D错误。 故选BC。三、实验题：共2小题，每题8分，共16分13.某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦 而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块1的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸

18、带始终在水平方向且在同一直线上；在小滑块2上固定一个宽度为 d的窄遮光片，把滑块 2放在气垫导轨中间附近，使滑块2开始时处于静止状态；先,然后滑块1 一个向左的初速度，让滑块 1带动纸带一起向左运动，滑块1和2发生碰撞，纸带记录滑块1碰撞前后的运动情况， 纸带左端是滑块1碰前运动的记录情况， 纸带右端是滑块1碰后运动的记录情况。记录滑块2通过光电门时遮光片的遮光时间t ;取下纸带，重复步，选出理想的纸带如图(b)所示，测出遮光片宽度 d 2.1mm,并计算遮光片遮光时间的平均值 t 0.700ms；测得滑块1的质量为0.300kg,滑块2的质量为0.100kg。完善实验步骤的内容。(2)已知打

19、点计时器每隔 0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为kg m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为 kg m/s (保留三位有效数字)。(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：。【答案】先接通打点计时器电源0.6000.595在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒【解析】【详解】(1) 1为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。(2) 2作用前系统的总动量为滑块1的动量，Po mN。而0.12v0 m/s 2 m/s0.02 3所以p0 0.300 2 kg m/s 0.600kg m/s3作用后系统的总动量为滑块1

20、和滑块2的动量和，且此时滑块 1速度V1为0 059V1. m/s 0.983m/s0.02 3滑块2速度V2为2.1 10 3v2 3 m/s 3m/s0.700 10以两滑块相互作用以后系统的总动量大小p m1Vl m2V2 0.300 0.983 kg m/s 0.100 3 kg m/s 0.595 kg gm/s(3) 4分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。14. LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、绿色环保、安全可靠，我国已经在大力推行使用LED灯具了。

21、某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡，准备描绘 LED灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下:A. LED灯泡：额定功率 0.1W;B.电压表 V:量程05V,内阻约为 100k QC.电流表 A；量程0300mA,内阻约为10aD.锂离子电池：电动势 3.8V、内阻很小；E.滑动变阻器 R: 0-50Q, 2A;F.开关、导线若干。(1)考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时，灯泡两端电压应从零开始，同时又要尽量减小实验误差。下列 电路中最恰当的一个是 。(2)选择好正确的电路进行实验，根据实验所测得的电压和电流，描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可知， LED灯泡两端电压在 2.3

22、V以下时几乎处于 (选填 短路"或 断路”) 状态，选LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而 (选填 增大“减小“或 不变”)。(3)由该LED灯泡的伏安特性曲线可知，若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为100的电阻串联，则该LED灯泡的耗电功率为W (保留两位有效数字)【答案】D 断路 减小 0.024 (0.0230.025均给分)【解析】(1)要求电流电压从零开始，所以电路应该用分压电路，且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值,所以应该用电流表外接法，所以电路结构选D;(2)在2.3V以下时电路中电流为零，可以认为电路断路，从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升

23、高而减小。(3)将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为100的电阻串联，设灯泡两端的电压为U,流过灯泡的电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知U E IR,整理得：U E 100I ,在I-U图像上画出此函数，如图所示:图像的交点即为灯泡的工作电压和电流，此时的电压为3.05V,电流为8mA,所以LED灯泡的耗电功率为 P UI 3.05 0,008 0.024W四、解答题：本题共 3题，每题8分，共24分15.如图甲所示，水平足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L = 0.3 m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.8 的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m = 0.01 kg、电阻r =

24、 0.4 的金属杆cd,整个装置处于磁感应强度 B= 0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力F沿水平方向拉金属杆 cd,使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压 U随时间t变化的关系如图乙所示。求：(1)在t=4 s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2) 4 s内金属杆cd位移的大小；(3) 4 s末拉力F的瞬时功率。0甲乙【答案】(1) 0.75 A 由 d 指向 c (2) 12 m (3) 0.765 W【解析】【详解】(1)由题图乙可知，当 t=4 s时，U = 0.6 V此时电路中的电流(通过金属杆的电

25、流)I = = 0.75 AR用右手定则判断出，此时电流的方向由d指向co(2)由题图乙知U= kt = 0.15t金属杆做切割磁感线运动产生的感应电动势E = BLv由电路分析：U= R- ER r联立以上两式得v= R- >0.15tBLR由于R、r、B及L均为常数，所以v与t成正比，即金属杆在导轨上做初速度为零的匀加速直线运动, 匀加速运动的加速度R r2a=>0.15= 1.5 m/s金属卞f在04 s内的位移x= at2 = 12 m。(3)在第4 s末金属杆的速度v= at= 6 m/s金属杆受安培力F 安=bil = 0.112 5 N由牛顿第二定律，对金属杆有F F 安=ma解得拉力F= 0.127 5 N故4s末拉力F的瞬时功率P= Fv = 0.765 Wo16.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b, a、b间距为h, a距缸底的高度为 H;活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m