山东省2021年普通高中学业水平等级考试名校仿真模拟卷物理试题06（解析版）

山东省 2021 年普通高中学业水平等级考试名校仿真模拟卷 物理 (时间：90 分钟 满分：100 分) 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. 山东海阳核电站是中国核电 AP1000 技术的标志性项目，其反应堆的核反应方程为 235 144 89 1 92 56 36 0U+X Ba+ Kr+3 n ，下列说法中正确的是（ ） A. 该反应中 X 是质子 B. 该反应中 X 是电子 C. 144 56 Ba 中有 88 个中子 D. 144 56 Ba 的结合能比 235 92 U 的结合能大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设反应物的电荷数为 x，则 92 36 56 0x    解得 0x  根据质量数守恒可知 139 94 3 235 1m      所以反应物为中子，故 AB 错误； C． 144 56 Ba 中的中子数为 144 56 88  故 C 正确； D． 235 92 U 是重核，其原子核质量大于 144 56 Ba ，结合能也更大，故 D 错误。 故选 C。 2. 灌浆机可以将涂料以速度 v 持续喷在墙壁上，涂料打在墙壁上后完全附着在墙壁上。涂料的密度为ρ，墙 壁上涂料厚度每秒增加 u，不计涂料重力的作用，则喷涂料对墙产生的压强为（ ） A. v u  B. u v  C. uv D. u v 【答案】C 【解析】 【详解】ABCD.设墙壁的面积为 S，在时间 t 内所喷涂料的质量为 m uSt 对涂料，由动量定理得 0Ft mv   结合压强公式 Fp S  得 p uv ABD 错误，C 正确。 故选 C。 3. 如图所示，有 10 块完全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为 100g，用手掌在这叠木板的 两侧同时施加大小为 F 的水平压力，使木板悬空水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为 0.5，木板与木 板之间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10m/s2，则 F 至少为（ ） A. 25N B. 20N C. 15N D. 10N 【答案】B 【解析】 【详解】先将所有的书当作整体，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有 12 10F mg  再以除最外侧两本书为研究对象，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有 22 8F mg  联立解得 20NF  选项 B 正确，ACD 错误。 故选 B。 4. 如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个顶点，导线所通电流 方向已在图中标出。已知每根导线在 O 点磁感应强度大小为 B0，则关于正六边形中心 O 处磁感应强度的大 小和方向的说法正确的是( ) A. 大小为零 B. 大小为 2B0，方向沿 x 轴负方向 C. 大小为 4B0，方向沿 x 轴正方向 D. 大小为 4B0，方向沿 y 轴正方向 【答案】D 【解析】 【详解】根据右手定则，每根通电导线在中心 O 点产生磁场的磁感应强度的方向如图所示，由平行四边形 定则可知 0 0 02 2 2 cos60 4B B BB     方向沿 y 轴正方向，D 正确，ABC 错误。 故选 D。 5. 2019 年 4 月 10 日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也 参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天 体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速， 此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为  、半径为 R ，设光速为 c ，第二宇宙 速度是第一宇宙速度的 2 倍，引力常量为 G，则 2R 的最小值是（ ） A. 23 4 c G B. 23 8 c G C. 2 4 3 G c  D. 2 8 3 G c  【答案】B 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 2 2 Mm vG mR R  得第一宇宙速度 GMv R  则第二宇宙速度为 3 2 42 32 G RGMv cR R      所以 2 2 3 8 cR G   选项 B 正确，ACD 错误。 故选 B。 6. 单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投 射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面， AB BC ，光线垂直 AB 射入，分别在 CD 和 EA 上发生全反射，且两次反射的入 射角相等，最后光线垂直 BC 射出，则该五棱镜折射率的最小值（ ） A. 1 sin 22.5 B. 1 cos22.5 C. 2 2 D. 2 【答案】A 【解析】 【详解】设射入 CD 面上的入射角为 ，因为在 CD 和 EA 上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如下 图 根据集合关系有 4 90   解得 =22.5  当光刚好在 CD 和 AE 面上发生全反射时，折射率最小，根据 1sin n   解得最小折射率为 1 sin 22.5n   故 BCD 错误，A 正确。 故选 A。 7. 如图所示为一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气 体，然后关闭阀门。开始时容器中气体的温度为 0 300KT  。现通过加热丝（未画出）对封闭气体进行加 热，使封闭气体的温度升高到 1 350KT  ，温度升高到 1 350KT  后保持不变，打开阀门使容器中的气体缓慢 漏出，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体质量之比为 （ ） A. 3：4 B. 5：6 C. 6：7 D. 7：8 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知气体的加热过程为等容变化，由查理定律得 0 1 0 1 p p T T  ，则 1 0 7 6p p 打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的体积为 0V ，膨胀后气体的总体积为 V，由玻意耳定律得 1 0 0pV p V ，解得 0 7 6V V 设剩余气体的质量与原来气体质量的比值为 k，则 0 0 6 7 V Vk V V     故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 1:4，正弦交流电源电压为 U=100V，电阻 R1=10Ω，R2=20Ω， 滑动变阻器 R3 最大阻值为 40Ω，滑片 P 处于正中间位置，则（ ） A. 通过 R1 的电流为 8A B. 电压表读数为 400V C. 若向上移动 P，电压表读数将变大 D. 若向上移动 P，电源输出功率将变小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．理想变压器原副线圈匝数之比为1: 4，可知原副线圈的电流之比为 4:1，设通过 1R 的电流为 I ，则副线圈电流为 0.25I ，初级电压 1 1 100 10U U IR I    根据匝数比可知次级电压为 2 2 1 1 40U n U n   3 2 20.25 102 RU I R I      联立解得 8AI  2 80VU  故 A 正确，B 错误； CD．若向上移动 P，则 3R 电阻减小，次级电流变大，初级电流也变大，根据 P IU 可知电源输出功率将变大，电阻 1R 的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小， 故 CD 错误。 故选Ａ。 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。 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 地球同步卫星的质量为 m，距地面高度为 h，地球表面的重力加速度为 g，地球半径为 R，地球的自转角 速度为ω，那么同步卫星绕地球转动时，下列叙述正确的是（ ） A. 卫星需要的向心力 2F mR B. 卫星的加速度   2a R h   C. 卫星的线速度 gv R R h   D. 卫星的线速度 23v gR  【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．根据    2 2 MmG m R h R h    可得卫星需要的向心力   2F m R h   卫星的加速度   2a R h   故 A 错误，B 正确； CD．对卫星有       2 2 2 Mm vG m m R hR hR h    在地球表面，有 2 Mmmg G R  联立解得 gv R R h   23v gR  故 CD 正确。 故选 BCD。 10. 如图甲所示，物块 A、B 间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中 A 物块最初与左侧固定的挡板相接触，B 物块质量为 4kg。现烧断细绳解除对弹簧的锁定，在 A 离开挡板后， B 物块的 v—t 图如图乙所示，则可知（ ） A. 物块 A 的质量为 2.5kg B. 物块 A 的质量为 2kg C. 从开始到 A 离开挡板过程中弹簧对 A 的冲量为 0 D. 在 A 离开挡板后弹簧的最大弹性势能为 6J 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．在 A 离开挡板后，AB 动量守恒、AB 和弹簧整个系统机械能守恒，当 B 的速度最大和最小 时时，弹簧都是原长。则有 0 1 2B B Am v m v m v  ， 2 2 2 0 1 2 1 1 1 2 2 2B B Am v m v m v  代入数据计算可得 A 2kgm  故 A 错误，B 正确； C．从开始到 A 离开挡板过程中弹簧一直处在压缩状态，对 A 有弹力作用，故弹簧对 A 的冲量不为 0，故 C 错误； D．A、B 速度相同时弹簧的弹性势能最大，A、B 共速为 0 ( )B B Am v m m v  共 弹簧的最大弹性势能为  2 2 pm B 0 A B 1 1 2 2E m v m m v   共 代入数据解得 pm 6JE  故 D 正确。 故选 BD。 11. 如图所示边长为 L 的正方形金属框放在光滑水平面上，金属框以某初速度 v0，穿过方向垂直水平面的有 界匀强磁场区域，速度变为 v。速度方向始终垂直于边 ab 和磁场边界，磁场区域的宽度为 d（d>L）。则线 框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是（ ） A. 金属框进入磁场过程速度变化量等于穿出磁场过程中速度变化量 B. 金属框进入磁场过程速度变化量大于穿出磁场过程中速度变化量 C. 金属框进入磁场过程产生的热量等于穿出磁场过程产生的热量 D. 金属框进入磁场过程产生的热量大于穿出磁场过程产生的热量 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．线框进入磁场过程和从磁场另一侧穿出过程磁通量的变化量大小相等，根据 Eq I t tR R      可知，进入磁场过程通过 ab 的电量等于穿出磁场过程通过 ab 的电量，又根据动量定理 BILt m v   可知速度的变化量相等，故 A 正确，B 错误； CD．由于开始进入时线框速度大于开始穿出时的速度，所以进入磁场过程金属框克服安培力所做的功大于 穿出磁场所做的功，而克服安培力做的功等于线框产生的焦耳热，故 C 错误，D 正确。 故选 AD。 12. 如图所示，直角坐标系中 x 轴上在 x=－r 处固定电荷量为+9Q 的正点电荷，在 x=r 处固定电荷量为－Q 的负点电荷，y 轴上 a、b 两点的坐标分别为 ya=r 和 yb=－r，d 点在 x 轴上，坐标为 xd=2r。e、f 点是 x 轴上 d 点右侧的两点。下列说法正确的是（ ） A. a、b 两点的场强相同 B. a、b 两点的电势相等 C. 电子在 e 点和 f 点电势能 Epe、Epf 一定满足 Epe