2021届山东省潍坊一中高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届山东省潍坊一中高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共9小题，共28.0分）

1.关于布朗运动，下列说法正确的是（）

A.布朗运动是液体分子的无规则运动

B.布朗运动反映了悬浮颗粒周围液体分子的运动

C.构成悬浮颗粒的分子越小，布朗运动越剧烈

D.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越剧烈

2.在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管，若实验所

得光电流/与光电管两端所加电压u间的关系曲线如图所示，则下匕N

列说法中正确的是（）Zp

A.a光频率大于b光频率/I______________£

O

B.a光波长大于b光波长

C.a光强度高于b光强度

D.a光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大

3.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,

它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是（）

A.FB.之Fc.-FD.）

I9545

4.汽车由甲地开出，沿平直公路开到乙地刚好停止运动，其速度图象如图，在0-ls和l-4s两段

时间内，汽车的（）

A.位移大小之比为1:4B.加速度大小之比为1:3

C.平均速度大小之比为3:1D.平均速度大小之比为1:1

5.如图，一横截面为直角三角形MNP的玻璃棱镜，4"=60。.此截面内，一束平

行光以60。入射角射到MN边上，经折射后由MP边射出，出射光束与NP边平行，N

则该棱镜的折射率为（）

P

A.V2

B.1.5

C.V3

6.我国于2018年11月1日成功发射了第四十一颗北斗导航卫星，是地球静止轨道卫星，此轨道的

高度约36000m,地球半径约6400km,2020年，我国将发射首颗“人造月亮”，部署“人造月

亮”在地球低轨道上运行，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”

在距离地球表面约384/cni高度处绕地球做圆周运动，则“人造月亮”运行的（）

A.线速度小于同步卫星B.周期大于同步卫星

C.向心加速度大于同步卫星D.向心力大于同步卫星

7.如图所示，长为L的轻直棒一端可绕固定轴。转动，另一端固定一质量以方忽

为m的小球，小球搁在水平升降台上，升降平台以速度及匀速上升，下,

列说法正确的是（）।j]

A.小球做匀速圆周运动

I

B.当棒与竖直方向的夹角为a时，小球的速度为三

Lcosa

C.棒的角速度逐渐增大

D.当棒与竖直方向的夹角为a时，棒的角速度为嬴

8.做自由落体运动的物体在下落过程中（）

A.重力做正功B.重力做负功C.重力势能增加D.重力势能不变

9.如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块由静止开始口

下落.金属块下落过程中所受空气阻力忽略不计.在金属块开始下落到第一次速

度为零的过程中（）葺

A.金属块受到的重力先做正功后做负功宣

B.金属块接触弹簧后其动能和重力势能都减少

C.当金属块的动能最大时，其所受弹力与重力大小相等

D.当金属块的动能为零时，弹簧的弹性势能也为零

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

io.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为io：1,b是原线圈的一

中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、[_R

d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为“1=220&S讥314to/），贝欧）

A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22U

B.当t=*s时，c、d间的电压瞬时值为110M

C.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大

D.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表的示数及输送功率

均变小

11.如图所示，一个带负电的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器的内部，接通K后,

悬线与竖直方向的夹角为0,则（）

A.K闭合，减小AB板间距离，则夹角。增大

B.K闭合，减小AB板间距离，则夹角。减小

C.K断开，使B板竖直向上移动，则夹角。减小

D.K断开，增大力B板间距离，则夹角。不变

12.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的

电流在U-/坐标系中描点，如图所示的a、b、c、d所示（）.

L±_

A.a的电阻大于d的电阻B.b的电阻大于c的电阻O

C.c的电阻大于d的电阻D.d的电阻大于a的电阻

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

13.写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数：

甲乙

游标卡尺的读数为mm；

螺旋测微器的读数为mm.

14.磁感应强度是描述磁场性质的重要物理量.不同物质周围存在的磁场强弱不同，测量磁感应强

度的大小对于磁场的实际应用有着重要的物理意义.

(1)如图1所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着匝数为n匝的矩形线

圈，线圈的水平边长为处于匀强磁场内，磁场的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流/时,

调节祛码使两臂达到平衡，然后保持电流大小不变，使电流反向，这时需要在左盘中增加质量

为m的祛码，才能使两臂再达到新的平衡.重力加速度为g,请利用题目所给的物理量，求出线

圈所在位置处磁感应强度B的大小.

(2)磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2”，式中B是磁感应强

度，〃是磁导率，在空气中〃为一己知常量.请利用下面的操作推导条形磁铁磁极端面附近的磁

感应强度B：用一根端面面积为4的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁缓

慢拉开一段微小距离△/，并测出拉力凡如图2所示.因为距离很小，尸可视为恒力.

(3)利用霍尔效应原理制造的磁强计可以用来测量磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图3所示：将

一体积为axbxc的长方体导电材料，放在沿%轴正方向的匀强磁场中，已知材料中单位体积内

参与导电的带电粒子数为n,带电粒子的电量为q,导电过程中，带电粒子所做的定向移动可认

为是匀速运动.当材料中通有沿y轴正方向的电流/时，稳定后材料上下两表面间出现恒定的电

势差U.

①请根据上述原理导出磁感应强度B的表达式.

②不同材料中单位体积内参与导电的带电粒子数n不同，请利用题目中所给的信息和所学知识分析

制作磁强计应采用何种材料.

四、计算题(本大题共4小题，共46.0分)

15.如图a所示，一简谐横波沿4、B两点的连线向右传播，4、B两点相距5m,其振动图象如图b所

示，实线为4点的振动图象，虚线为B点的振动图象。求：

(1)该波的波长；

(2)该波的最大传播速度。

16.如图所示，在温度为27冤的环境中有一竖直固定放置、且导热良好的圆筒气缸,

它由粗细不同、长度均为L的两部分连接而成，上部分和下部分的横截面积之

比为1：2,圆筒上下开口处均和大气相通。两个轻质活塞4和B用一根长为L的

不可伸长的轻杆相连，把一定质量的空气密封在两活塞之间。气缸外部环境大

气压强恒定不变，不计活塞与圆筒壁之间的摩擦，活塞不漏气。静止时，活塞

4和8刚好都在两部分气缸的中间位置。现在使气缸周围的环境温度缓慢上升，则:

(1)活塞向哪个方向缓慢运动？

(2)当其中某一活塞刚好缓慢运动到气缸开口处时，环境温度为多少？

17.如图所示，在光滑的水平地面上，质量为M=2kg的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m=1kg的

小球，轻绳的长度为L=1m.此装置一起以速度%=2m/s的速度向右滑动.另一质量也为“=

2kg的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后，粘在一起向右运动，重力加速度为g=

lOrn/s?.求:

①两滑块粘在一起时的共同速度;

②小球向右摆动的最大高度.

18.2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过

“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图

片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在

月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的

新篇章。

为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离九处才关闭发动机,

此时速度相对月球表面竖直向下，大小为明然后仅在月球重力作用下竖直下落，接触月面时通

过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t,如图1所示。已知月球表面附近的

重力加速度为g°,探测器质量为m。，求：

①探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度，的大小。

②月球对探测器的平均冲击力尸的大小。

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：4、我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗

运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液

体分子的无规则运动。但并不是液体分子的无规则运动，故8正确，A错误。

C、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，与构成颗粒的分子无关，故C错误；

。、悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显，故。

错误.

故选：B。

布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，并不是固

体分子的无规则运动.温度越高、颗粒越小则布朗运动越明显.

本题要注意布朗运动既是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子的无规则运动的

反映，同时知道布朗运动的剧烈程度取决于颗粒大小和温度.

2.答案：C

解析：解：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，可

知，根据eUc=［巾喝=九丫一小，入射光的频率越高，对应的遏止电压4越大.a光、b光的遏止电

压相等，所以a光、b光的频率相等，则它们波长相等、它们的最大初动能也相等；

由图可知，a的饱和电流大于b的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于b光的光强；

故A、B、。错误，C正确.

故选：C

解决本题的关键掌握遏止电压、截止频率，以及理解光电效应方程=hv-W.

3.答案：B

解析：解：若两电荷同性，设一个球的带电量为Q,则另一个球的带电量为5Q,此时F=k岑，接

触后再分开，带电量各为3Q,则两球的库仑力大小?'=卜岑=2几

若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2Q,此时两球的库仑力/=1孥=（用故B正

确，4、C、D错误.

故选：B.

接触带电的原则是先中和后平分，两个球的电性可能相同，可能不同，根据F=k等得出接触后再

放回原处的库仑力大小.

解决本题的关键掌握接触带电的原则，先中和后平分，以及掌握库仑定律的公式尸=卜管.

4.答案：D

解析：解：

A、根据“面积”等于位移大小，则有位移之比为团=谷=日，故A错误；

,军著

塞

B、根据速度图象的斜率等于加速度大小，两段时间内加速度大小之比为：鳖=焉=9,故B错误；

噢f2

〜Q

C、。平均速度大小之比为曳=祭=2,故C错误，。正确。答案选。。

通不31

5.答案：C

解析：解：作出光路图如图所示。光线在NM上折射时，由折射定律有：j

xjso°i

sin60°

n=——-%

sin©

光线在MP边上折射时，由折射定律有：

sinr

n=十一rp/

sini

根据几何关系有：)f

0+i=Z.M=60°,r=60°

联立解得：

n=V3

故C正确，AB£＞错误。

故选:Co

光由NM边进入三棱镜后发生折射，再由MP边折射出三棱镜,由题意作出光路图；由几何知识和折

射定律可得出棱镜的折射率。

解决光的折射定律的题目，首先要作出光路图，再根据折射定律及几何关系求解即可。

6.答案：C

解析：解：4、“人造月亮”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有：0等=小贮，解

得线速度为：v=Jg，“人造月亮”的轨道半径小于同步卫星，线速度大于同步卫星，故A错误；

B、G等=m誓r,解得周期为：T=2兀后，则“人造月亮”的周期小于同步卫星，故B错误；

C、G^=ma,解得向心加速度为：a=詈，则“人造月亮”的向心加速度大于同步卫星，故C

正确；

。、卫星的质量未知，故向心力无法比较，故。错误.

故选：Co

研究“人造月亮”绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的

物理量；

卫星的质量未知，无法比较向心力大小。

本题考查万有引力定律的应用，解题的关键是根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较

的物理量即可正确求解。

7.答案：D

解析：

应清楚棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，竖直向上是它的一个分速度,

把速度分解，根据三角形知识求解。

找合速度是本题的关键，应明白实际的速度为合速度。然后分解速度，做平行四边形，根据三角形

求解.此题难度在于合速度难确定，属于中档题。

棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度"煲=3口沿竖

直向上方向上的速度分量等于"，即coLsina=v,

所以3=二三，平台向上运动，夹角增大，角速度减小，小球做的不是匀速圆周运动，故ABC错误，

。正确。

8.答案：A

解析：解：物体自由下落时，高度降低；位移方向与重力的方向相同；故重力做正功，重力势能减

小，故A正确，BCO错误；

故选：4。

明确自由落体中的物体高度降低；根据功的公式可明确重力做功的正负。

本题考查功的正负判断，要注意明确当力和位移同向时力做正功；当力和位移反向时，力做负功。

9.答案:C

解析：解：力、金属块一直向下运动，所以重力一直做正功，故A错误.

从刚接触弹簧时，弹力小于重力，物体还在进行加速运动，物体的速度还在增大，所以动能增加.故

8错误.

C、物体撞击弹簧，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，物体继续向下运动，重力不变，弹力不断增大，

但是重力大于弹力，物体的运动速度还在不断增大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重

力时，物体的运动速度最大，故C正确.

。、当金属块的动能为零时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大.故。错误.

故选C

物体静止在弹簧正上方，物体具有重力势能，物体由静止下落，重力势能转化为动能，重力势能越

来越小，动能越来越大.

动能跟物体的质量和速度有关.质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动

能越大.

物体撞击弹簧，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，物体继续向下运动，重力不变，弹力不断增大，

但是重力大于弹力，物体的运动速度还在不断增大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重

力时，物体的运动速度最大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力大于重力时，物体进行减速运

动.

物体从自由下落到下落到最底端，物体的运动速度先增大，后减小，到最底端速度为零.

物体由静止自由下落到碰到弹簧这个过程中，物体的重力势能转化为物体的动能.

物体从碰到弹簧到最底端，分三个过程，一、弹力小于重力时，物体加速；二、弹力等于重力，物

体匀速；三、弹力大于重力，物体减速.

物体从最高点到最低点，物体的运动速度先增大后减小到零.

10.答案：ACD

解析：解：力、原线圈两端电压有效值为220V,副线圈两端电压有效值为：U=^x220V=22V,

电表测量的是有效值，故A正确；

B、当"2s时，cd两点电压瞬时值为：%=220&S讥314X去（V）=110位V,故8错误；

6UUoUU

C、单刀双掷开关由a扳向b,原线圈匝数变小，匝数比变小，匝数与电压成正比，所以电压表和电

流表的示数均变大，故C正确；

。、单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电阻变大，电流表示数减小，

输出的电功率减小，故。正确；

故选：ACD.

由时间求出瞬时电压的有效值，再根据匝数比等于电压之比求电压，结合电路动态分析判断电阻增

大时电流的变化.

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有

一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等.

11.答案：AD

解析：解：4、K闭合，减小AB板间的距离，电势差不变，电场强度E增大，则小球所受的电场力增

大，可知夹角。增大，故A正确，B错误。

C、K断开，则电容器的电荷量不变，电场强度E=：=?=丝丝，将8板竖直向上移动，则正对面

aCaes

积减小，电场强度增大，可知夹角0增大。若增大两极板间的距离，电场强度E不变，夹角。不变，

则故C错误，。正确。

故选：AD.

小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变；断

开开关S,电容器所带的电量不变.分析板间场强的变化，判断夹角的变化.

解决电容器的动态分析问题要抓住不变量.若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与

电源相连，电容器两端间的电势差保持不变.

12.答案：BD

解析：解：根据电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比可得，四个电阻的U-/图象

如下图所示：

在横轴上取一个相同的点，则通过它们的电流相等，即在图象中做一道竖线，

从图可知，通过它们的电流相等，b的电压最大，cd相等，a最小.

由公式7?=彳可知，b的电阻最大，cd相等，a最小，故AC错误，8。正确.

故选：BD.

根据根据欧姆定律可知：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；然后在图象中做

出它们的图象，再根据欧姆定律的公式变形R=彳便可以比较它们电阻的大小关系.

本题考查了学生对欧姆定律及其公式变形的理解和应用，关键是知道U-/图象的斜率表示电阻，比

较各直线的斜率可知电阻值大小.

13.答案：10.003.851

解析：解：由图示游标卡尺可知，其示数为：10mm+0x0.05mm=10.00mm；

由图示螺旋测微器可知，其示数为：3.5mzn+35.1x0.01mm=3.851mm；

故答案为：10.00,3.851。

游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺读数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋

测微器的示数。

本题考查了游标卡尺与螺旋测微器读数，要掌握常用器材的使用及读数方法，游标卡尺主尺与游标

尺示数之和是游标卡尺读数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，游标

卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读。

14.答案：解：（1）设左侧祛码与盘的总质量为右侧祛码、盘、线框总质量为瓶2，

由题意可知，第一次天平平衡时有：m-ig-m2g-nBIl-,

第二次天平平衡时有：（mi+m）g=ni2g+nB〃；

所以，mg=2nB〃；则B=鬻；

(2)铁片缓慢移动过程中，外力F做功全部转化为磁场能，所以有：FN=*AN.,故8=杵；

(3)电势差恒定时，材料中的导电粒子将不再发生偏转，对某个粒子有电场力与洛伦兹力平衡，即3q=

Bqv\

当材料中的电流为/时有：/=y=nac^tq=nacvq；所以，v=

可得：B=匕=出U；

avI

②根据B的表达式可知：

B一定时，71小，U大,则磁强计灵敏度高.

所以磁强计应该采用n小的材料制作.

答：(1)线圈所在位置处磁感应强度B的大小为簿；

(2)条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B的大小为杵

(3)①磁感应强度B的表达式为B=等”

②制作磁强计应采用n小的材料.

解析：(1)由杠杆平衡条件即第二次天平左侧的钩码重于第一次，列出两次的杠杆平衡方程，进而求

解；

(2)由该过程只有F和磁场对铁片的作用力做功，且因缓慢移动，动能不变，通过求得转化的能量来

求磁感应强度；

(3)由电场力等于洛伦兹力求得磁感应强度的表达式，再由表达式分析B一定时，什么条件灵敏度高，

则该取这种材料来制作磁强计.

在实验背景题中，我们要注意分析是在什么条件不变(重点)的情况下，改变一些测量量来达到研究

目的，而不变的条件通常就是我们要应用的平衡量或中间变量.

15.答案：解：(1)由图象可知当4质点在平衡位置向上振动时，质点B在5cm处也在向上振动，

根据波的传播方向，以4点为起点时，波动方程可为：y=-lOsin(^x)

则点此时有：-10sin(^x)

B5=AB

可得：4=

考虑波形的周期性，则可得4、B间距离与波长的关系为：=+(n=0,1,2……)

所以可得波长为：入=就7加，(n=0,1,2……)；

(2)由图象可知波的周期7=1s,

由前面的分析可知波速的表达式为：v=^=ms,

12n+11/5=0,12......),

当n=0时,波速最大为“„=12m/s,

答：(1)该波的波长为肃百m,(n=0,1,2......)；

(2)该波的最大传播速度为12m/s。

解析：(1)先由质点的振动图象确定两质点间的距离与波长的关系，即可得到波的通式，由此求解波

长；

(2)由振动图象可得周期，即可得波速的通式，根据n的取值求解最大速度。

本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要掌握振动的一般方程y=4s讥皿，知道方程中各字

母表示的物理意义，能够根据图象直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、

波长和频率之间的关系u=

16.答案：解：(1)气缸导热良好，环境温度升高，封闭气体温度T升高，气体温度升高过程气体压强

p不变，由