山东省泰安市2021届高三上学期期末考试物理试题 PDF版含答案

试卷类型：A
高 三 年 级 考 试
2021.1
物 理 试 题
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。每小题只有一个选项符合题目要
求。
1. n=4
氢原子的能级分布如图所示，一群氢原子处于 的激发
态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钙，能
使金属钙逸出光电子的光子频率有（金属钙的逸出功为
3.20eV
）
A.3
种
B.4
种
C.5
种
D.6
种
2. .
吊床是人们喜爱的休闲方式 如图为人躺在吊床上静止时的情景，吊床由轻绳吊在两
个竖直的杆上，绳与杆的夹角左侧大于右侧。则杆受到绳拉力的
A.
右侧受到的竖直分力较大
B.
左侧受到的竖直分力较大
C.
右侧受到的水平分力较大
D.
左侧受到的水平分力较大
1 6
高三物理试题 第 页 （共 页）
3.
如图所示有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O
,
点，O点恰好是下半圆的顶点 它们处在同一竖直平面内。光滑
直轨道AOB、COD与竖直直径的夹角为α、β且α>β。一小物块先
后从两轨道的顶端A、C点由静止下滑，分别能通过O点的通道
滑动到下半圆的底部B、D点，不计空气阻力，下列运动时间正确
的是A. B.
tAO＜tCO tAO＞tCO
C. D.
tABtCD
4. (a)
如图 ，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换
(b)
器将直流电压转换为图 所示的正弦交流电加在理
想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分5000V
别为n1、n2。当两点火针间电压大于 就会产生
电火花进而点燃燃气，则闭合S
A. 50 2V
电压表的示数为
B. 5000V
两点火针间电压的有效值一定大于
C. 0~0.5×10-2s
在 时间内，通过原、副线圈导线横截面
的电荷量相等
D. 100
当n2∶n1＞ 时，才能点燃燃气
5. 3
如图所示的装置中，质量为m的弹丸在质量为 m的管内压缩一轻弹簧，静止在水平地
v
面上。当释放弹簧将弹丸以速度v向左发射出去时，管的反冲速度大小为4，则此发射
过程中地面对管的摩擦力的冲量为A.0
B. mv
4 方向向左
C.
mv 方向向右
3
D. mv
4 方向向左
6. -
如图所示为甲、乙两质点在同一直线上运动的位移 时间图像，甲质点的图像为直线，
乙质点的图像为过原点的抛物线，两图像交点C、D的坐标如图。
下列说法正确的是A. ~
t1 t2时间段内乙的平均速度大于甲的平均速度
B. ~
t1 t2时间段内乙的平均速度小于甲的平均速度+
C. = t1 t2
t 2 时，甲、乙间距离最大
+
D. = x1 x2
x 2 时，甲、乙间距离最大
2 6
高三物理试题 第 页 （共 页）
7.
如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面
=60°
入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ 时，光线从玻璃砖圆形表
面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则
2 3
A. =60° R
当入射角θ 时，光在玻璃中的传播时间为 3
2 c
B. =60° R
当入射角θ 时，光在玻璃中的传播时间为 c
2
C.
OP之间的距离为 2 R
2
D.
OP之间的距离为3R
8.2019 4 10
年 月 日，“事件视界望远镜”项目正式公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑
洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为c），所以称为黑洞。
2
= Gm
若已知某星球的质量为m、半径为R，引力常量为G，则该星球光的逃逸速度c 。
R
如果天文学家观测到一天体绕某黑洞以速度v做半径为r的匀速圆周运动，则
2
A. v R
该黑洞质量为 2
G
2
B. v R
该黑洞质量为 G 2 2
C. v r
该黑洞的最大半径为 2
c2
D. v r
该黑洞的最大半径为 2
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.
两虚线之间存在如图所示方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由同一规格的导线45°
制成边长为a的正方形导线框POMN，电阻为R。线框沿与磁场边界成 角的方向进
入磁场，速度大小为v。当导线框运动到图示位置时
A.
线框中感应电流方向MNPOM
B.
线框中感应电流方向OPNMO
C.
MN两端的电压为Bav
3
D. Bav
MN两端的电压为 4
10. =0 0.2s =0
位于x 处的质点做周期为 的简谐运动，在x轴上形成的简谐横波t 时刻的波
=±1.5m
形如图所示，此时x 处的质点恰好开始运动。下列说法正确的是
A. =0
x 处的质点开始振动时向y轴负向运动
B. =0
x 处的质点开始振动时向y轴正向运动
C. =1.325s =2.2m
t 时，平衡位置在x 处的质点向
y轴负向运动
D. =1. 325s =-2. 2m
t 时，平衡位置在x 处的质点
向y轴正向运动 3 6
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11.
如图所示，在真空中点电荷的电场中有线段MN，P是MN的中点，Q位
=3:1
于MN上且MQ：QN 。现将两个电荷量相等的试探电荷分别置于= 3
M、N两点，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F2 F1。下列说法中
正确的有A. B.
P与N点的电势相等 P与M点的电势相等
C. ∣ ∣>∣ ∣ D. ∣ ∣<∣ ∣
电势差UQM UQN 电势差UQM UQN
12.
在竖直立于地面上、劲度系数为k的轻弹簧上端放置一质量为m的物块，取物块静止时
弹簧上端为坐标原点O、竖直向下为正方向建立x轴，如图甲所示。取O点的重力势能
为零，在物块上施加一竖直向下的力F，测得物块向下运动至最低点过程中，物块与弹
( )
簧组成的系统的机械能E与物块位移x的关系如图乙所示弹簧始终在弹性限度内，图
(0 ) =0 = mg
线与纵轴的交点为 ，E0，x 与x1 之间为倾斜直
2 k
= mg = mg
线，x1 与x2 之间为平行x轴的直线。则在物
k k2
=0 = mg
块位移从x 到x2 的过程中，下列判断正确的是
2 2 k
A. =m g
E0 2
k
B. = mg
在x1 处物块动能最大
k 2
C. =0 = mg
x 位置处物块的加速度大于x2 位置处物块的加速度
2 k
D. =0 = mg
x 位置处物块的加速度与x2 位置处物块的加速度大小相等
k
三、非选择题:本题共6小题，共60分。
13. 6
（ 分）某同学用图甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数。光电门固定
在水平直轨道上的O点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块
与钩码相连，遮光条的宽度为d，滑块初始位置A点到O点的距离为L，重力加速度为g。
实验步骤如下：
A.
将滑块从A点由静止释放，传感
器显示滑块所受拉力为F，光电门
记录遮光条通过光电门的时间t；
B.
改变钩码的个数重复步骤A；
C.
正确记录每一组F与t对应的数
1
- (
据，作出F 2的关系图象如图乙所示 图中b、c为已知量）。
t
(1) =________
根据步骤A中测出的物理量可知，滑块的加速度a ；
(2) =________
滑块与轨道间的动摩擦因数μ ； 1
(3) -
增加滑块的质量重新进行实验，得到的F 2图象与两坐标轴交点坐标的绝对值
t
b、c的变化情况是：b ，c 。（填“变大”、“变小”或“不变”）
4 6
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14.(8 )2020 12 17 23
分 年 月 日，嫦娥五号在太空遨游 天之后，首次实现了我国地外天体采
样返回。图甲是嫦娥五号探测器张开的光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化
为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定
= 2Ω
值电阻R0 ，电压表、电流表均可视为理想电表。用一定强度的光照射该电池板，
闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，通过测量得到该电池板的U－I曲线（如图丁）。
1 ________V
（）某时刻电压表示数如图丙所示，读数为 ，由图像可知，此时电源内阻为
_______ 2
Ω（计算结果保留 位小数）。
2 4 ________V
（）当电阻箱的阻值为 Ω时，电池板的电动势为 ，电阻箱消耗的电功率为
________W 2
（计算结果保留 位小数）。
15. 7
（ 分）汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。已知某型号轮胎能在
100 ℃ 3. 534×105 Pa 27 ℃
温度下正常工作，在此温度工作时的胎压为 。在温度t为
1.767×105Pa
时，该轮胎内空气的压强为 、质量为m，此时给该轮胎充气，设轮胎容积
=273+
一直不变，T t，求需要充入空气的质量。
16. 9
（ 分）如图，两光滑金属导轨相距L，平直部分固定在离地高度为h的绝缘水平桌面
上，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，弯曲部分竖直固定并与水平部
分平滑连接。金属棒ab、cd垂直
于两导轨且与导轨接触良好。
2 r
棒ab质量的为 m，电阻为2，棒
cd的质量为m，电阻为r，开始棒
cd静止在水平直导轨上，棒ab从
高出平直部分h处无初速释放， 5 6
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进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触，最后棒cd落地时与桌边的水平距离也为h。
导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
1
（）棒ab落地时与桌边的水平距离；
2
（）棒cd即将离开导轨时，棒ab的加速度。
17. 14 4m 2kg 1kg
（ 分）如图，长 、质量 的木板A静止在光滑水平面上，质量 可视为质点的滑
0.4
块B放在木板的左端，A、B间的动摩擦因数为 ，右侧一定距离处固定着一挡板。某
10N
时刻起，给B施加一大小为 的水平恒力F作用，当B滑到A的中点时撤去F，此时A
10m/s2
恰好与挡板碰撞，碰撞中无机械能损失。g取 。求：
1
（）开始A的右端与挡板间的距离；
2
（）F对B做的功；
3
（）B从A上滑下时的速度大小（结果可用根号表示）。
18. 16
（ 分）如图xOy坐标系中，第一象限内有磁感应强度为B1、方向垂直坐标平面向里
-
的匀强磁场，第二象限内有沿 y方向的匀强电场，第三、四象限内有垂直于坐标平
面向里的匀强磁场（磁感应强度未知）。某带正电的粒子（不计重力），以初速度v0从
0 + 0 -
M（L，）点第一次经x轴沿 y方向进入第一象限，经N（ ，L）点沿 x方向进入第二象
-2 0
限，经P（ L，）点进入第三象限，经第四象限再次经过M点。求：
1
（）粒子的比荷；
2
（）匀强电场的电场强度E；
3
（）粒子两次经过M点的时间间隔；
4
（）粒子第四次经过x轴时的位置。
6 6
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高 三 年 级 考 试
2021.1
物理试题参考答案及评分标准
一、选择题：本题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要
求，第9~12题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。
三、非选择题：共60分。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
题号 A A D D B C B C AD BC AC ABD
答案
2 2
13. 1 d 2 cd 3
（）2 2 （）2 （）变大 不变
Lt Lg
6 2
评分参考：本题共 分，每问 分。
14. 1 2.50 4.00 3.80~4.40
（） （ 之间均算正确）
2 2.90 0.25 0.23~0.27
（） （ 之间均算正确）
8 2
评分参考：本题共 分，每空 分。
15.
解： 27 ℃ 1.767×105 Pa △
设轮胎的容积为V，充入的空气在 、 状态下的体积为 V，对应的质
△
量为 m，则
△ △
m = V ①
m V
根据理想气体状态方程，满足低温要求时
( + Δ )
p1 V V = p2V ②
T1 T2
= 1.767×105Pa, = 300K, = 3.534×105Pa, = 373K
其中p1 T1 p2 T2
Δ =( p2T1 - 1) ③
整理得 V V
p1T2
Δ =( p2T1 - 1) ④
即 m m
p1T2 227
?= ( 0.609 ) ⑤
代入题给数据解得 m 373 m 或 m
7 ②⑤ 2 1
评分参考：本题共 分，其中 每式 分，其余每式 分。
1 4
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16.
解：
1
（）cd离开桌面时的速度v1，做平抛运动
= ①
h v1t
1
= 2 ②
h 2 gt 2
= gh ③
整理得v1 2
ab进入磁场时的速度v0
1
= 2 ④
mgh 2 mv0
ab进入磁场后在安培力作用下减速，cd加速，cd离开磁场后，ab的速度不再变化。根
据动量守恒定律2 = 2 + ⑤
mv0 mv2 mv1
3
= 2 ⑥
整理得v2 4 gh
落地点的水平距离= ⑦
x v2t 3
= ⑧
整理得x 2 h
2
（）cd离开磁场时，根据法拉第电磁感应定律⑨
E=BL(v2-v1)
( - )
= BL v2 v1
I ⑩
+ r
r 2 ?
F=BIL= F ?
a 2
m 2 2
= B L 2 ?
整理得a 12 gh
mr 9 ①②③ 2 ④⑤⑥⑦ 2 ,?? 1 ⑧⑨⑩?
评分参考：本题共 分，其中 共 分， 共 分 共 分， 每式
1
分。
17.
解：
1
（）F作用过程中，A、B均做加速运动 ①
F-μmg=ma
B1 μmg=Ma
1 1
A1
= 2 = 2 ②
x
B1 2 a
B1t1 x
A1 2 a
A1t1
L = - ③
2 x
B1 x
A1 = 1m ④
代入题给数据解得 x
A1
2 ⑤
（）W=Fx
B1
2 4
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30J ⑥
代入数据解得 W=
3
（）碰撞前，A、B的速度
= = ⑦
v
A1 a
A1t1 v
B1 a
B1t1
代入数据解得=2m/s =6m/s ⑧
vA1 vB1
碰撞后A、B均做减速运动，设再经过t2时间B从A上滑下⑨
μmg=maB2 μmg=MaA2
1 1
= - 2 = - 2 ⑩
x
B2 v
B1t2 2 a
B2t2 x
A2 v
A2t2 2 a
A2t2
L = + ?
2 x
B2 x
A2
整理并代入数据解得4 - 10
= ?
t2 3
= - ?
v
B2 v
B1 a
B2t2
2 + 4 10
= ?
解得 v
B2 3 14 ① 2 ⑤⑥ 3 ⑦⑧ 1 ,⑩?? 2 ,②③④
评分参考：本题共 分，其中 式 分， 共 分， 共 分 共 分
⑨?? 1 3
每式 分。（）用其他方法解答，只要正确照样给分。
18. 1
（）设粒子的质量为m、电荷量为q，由粒子在第一象限内的运动情况可知，粒子做圆
周运动的半径= ①
R1 L
根据牛顿第二定律2
= v0 ②
qv0B1 m R1
q = v0 ③
整理得m LB1
2
（）设粒子通过电场的时间为t2，则
2 = ④
L v0t2
1
= 2 ⑤
L 2 at2
= qE ⑥
a m = v0B1 ⑦
整理得E 2
3
（）粒子在第一象限内得运动时间t1
2π
L 1 π
= 4 = ? L ⑧
t1 2
v0 v0
3 4
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在第二象限内得运动时间t2
2
= L ⑨
t2 v0 - -
进入第三象限时，在P点沿 x方向的速度为v0，设粒子 y方向的速度设为v
y，则
= ⑩
v
y at2 = ?
整理得v
y v0
P
粒子在 点的速度为
= 2 + 2 = 2 ?
v1 v0 v
y v0
π
- ?
方向与 x夹角为 4
粒子在第三、四象限的运动轨迹如图，圆心为C。
由几何关系知，粒子在第三、四象限做圆周运动的半径
3
= L ?
R2 2
粒子在第三、四象限得运动时间t3
32π 9 π
= 4 R2 = ? L ?
t3 4
v1 v0
M
粒子两次经过 点的时间间隔8 + 11π
= + + = ?L ?
t t1 t2 t3 4
v0 π
4 -
（）粒子再回到第一象限时，速度v1与 x方向的夹角为 4
粒子在第一象限运动的半径= mv1 ?
R3 qB1 = 2 ?
整理得R3 L y
圆心恰好为CM与y轴的交点D，所以粒子通过第一象限再次到达 轴时，速度与y轴
垂直，与y轴交点得纵坐标为
= - =( 2 - 1) ?
y R3 L L
再次经过电场得时间t4
1
= 2 ?
y 2 at4 x
粒子第四次经过 轴时的横坐标
= -
x v1t4 = -2 2( 2 - 1)
整理得x L
16 ①~③ 2 ④~⑦ 3 ⑩??? 2 ?
评分参考：本题共 分，其中 共 分， 共 分， 共 分，
? 1 ?? 1 ⑧⑨??? 1
共 分， 共 分， 每式 分。
4 4
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