山東省泰安市高三上學期1月期末考試物理試題

試卷類型：A高三年級考試物理試題2024.01注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.如圖甲所示，一升降機頂部有一個用輕繩懸掛的小球。t=0時刻，升降機由靜止開始豎直向下做直線運動，取豎直向下為正方向，其位移時間圖像如圖乙所示，其中在時間內(nèi)為直線。則下列說法中正確的是（）A.小球在0~t1時間內(nèi)處于超重狀態(tài)B.小球在t1~t2時間內(nèi)處于超重狀態(tài)C.小球在在t1~t2時間內(nèi)處于失重狀態(tài)D.小球在在t2~t3時間內(nèi)處于超重狀態(tài)【答案】D【解析】【詳解】A．圖像中，圖像上某點切線斜率的絕對值表示速度大小，可知，0~t1時間內(nèi)，升降機向下做加速運動，加速度方向向下，小球處于失重狀態(tài)，故A錯誤；BC．時間內(nèi)為直線，圖像的斜率不變，即升降機做勻速直線運動，加速度為0，小球處于平衡狀態(tài)，既不超重又不失重，故BC錯誤；D．t2~t3時間內(nèi)，圖像的斜率逐漸減小，可知，t2~t3時間內(nèi)，升降機向下做減速運動，加速度方向向上，小球處于超重狀態(tài)，故D正確。故選D。2.在建筑工地上經(jīng)常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便，把吊車簡化成如圖所示的模型，支撐硬桿OP的一端裝有定滑輪，O點為定滑輪的轉(zhuǎn)軸，另一端固定在車體上，質(zhì)量不計的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質(zhì)量為m的物件緩慢上升，滑輪兩側(cè)繩子的夾角為60°，不計定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）A.轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力方向豎直向上B.轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力方向一定沿著PO方向C.轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力大小等于D.轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力大小等于2mg【答案】C【解析】【詳解】AB．以定滑輪為研究對象，鋼絲繩索對定滑輪的作用力方向如圖中所示，即為F合的方向，兩個力F的夾角小于120°，即，即即不沿豎直方向，也不沿OP方向，根據(jù)定滑輪受力平衡，合力為零，轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力與等大反向，故AB錯誤；CD．質(zhì)量為m的物件緩慢上升，可看成勻速運動，則F=mg，由菱形特點可得則，轉(zhuǎn)軸對定滑輪的作用力為故C正確，D錯誤。故選C。3.2023年12月8日，濟鄭高鐵全線正式開通運營，首發(fā)列車復(fù)興號G4821從濟南長清站出站時做勻加速直線運動，途中連續(xù)經(jīng)過三個測試點A、B、C，已知AB段距離為BC段的一半，AB段平均速度為108km/h，BC段平均速度為216km/h，如圖所示，則列車經(jīng)過C點時速度大小為（）A.85m/s B.75m/s C.65m/s D.55m/s【答案】B【解析】【詳解】設(shè)AB段距離為x，BC段距離為2x，AB段平均速度為BC段平均速度為AC段的平均速度為由勻變速直線運動平均速度等于初末速度之和除以2可知AB、BC、AC段平均速度可表示為聯(lián)立可得故選B。4.近年來，中國發(fā)射了多顆北斗衛(wèi)星，a、b、c為其中三顆的衛(wèi)星，三顆衛(wèi)星的軌道半徑角速度大小分別為ωa、ωb、ωc，如圖所示。以下說法正確的是（）A.B.C.地球?qū)πl(wèi)星c的萬有引力一定大于地球?qū)πl(wèi)星a的萬有引力D.地球?qū)πl(wèi)星a的萬有引力與地球?qū)πl(wèi)星b的萬有引力一定等大【答案】B【解析】【詳解】AB.根據(jù)萬有引力提供向心力得解得因為，所以故A錯誤，B正確；CD.因為不知道衛(wèi)星abc的質(zhì)量大小，所以無法判斷地球?qū)πl(wèi)星abc引力的大小，故CD錯誤。故選B。5.如圖所示，某理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為兩個相同的燈泡，，當開關(guān)S?閉合、S?斷開時，兩燈泡均能正常發(fā)光；當開關(guān)S?閉合、S?斷開時，兩燈泡仍均能正常發(fā)光。則R?的阻值是（）A.32Ω B.16Ω C.10Ω D.50Ω【答案】A【解析】【詳解】ABCD．當開關(guān)S?閉合、S?斷開時，與原線圈并聯(lián)，此時原線圈電壓為，通過的電流為，通過燈泡的電流為，則副線圈電壓為兩燈泡均能正常發(fā)光，說明燈泡的額定電壓為，又因為兩燈泡相同，的額定電壓也為，故輸入端電壓為由副線圈電流和匝數(shù)比可知當開關(guān)S?閉合、S?斷開時，兩燈泡仍均能正常發(fā)光，說明燈泡兩端電壓依然是額定電壓，通過燈泡的電流為，則副線圈的電流為又聯(lián)立代入數(shù)值解得故選A。6.如圖所示，某款無人機有4個半徑均為R的動力螺旋槳。在沒有風的天氣，讓每個槳葉均以大小相等的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、并沿豎直方向向下吹風，從而產(chǎn)生反作用力，使無人機懸停在空中。已知當?shù)氐目諝饷芏葹棣眩諝獗幻總€槳葉向下吹出的速度大小均為v。則無人機的重力大小是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】單位時間內(nèi)被每個螺旋槳推動的空氣質(zhì)量為由動量定理可得在時間內(nèi)有則每個螺旋槳對空氣的作用力由牛頓第三定律得，空氣對每個螺旋槳的作用力根據(jù)平衡條件無人機的重力大小故選D。7.如圖所示，邊長為2l的正三角形ABC區(qū)域存在方向垂直紙面、大小隨時間均勻變化的磁場（圖中未畫出），磁場隨時間的變化關(guān)系為。（式中B0與k均為大于零的常數(shù)）。以三角形頂點C為圓心，半徑為l、匝數(shù)為N、電阻為R的圓形線圈平行紙面固定放置，時刻線圈受到的安培力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有在磁場中的有效面積由閉合電路歐姆定律時刻線圈受到的安培力公式有效長度計算可得故選B。8.如圖所示，傾角為θ=37°的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一擋板，輕質(zhì)彈簧一端與擋板連接，另一端為自由端，當彈簧處于原長時，彈簧的自由端位于O點。質(zhì)量為m=0.5kg的小滑塊（視為質(zhì)點）從斜面上的A點由靜止釋放同時在小滑塊上施加大小F=10N與斜面成α=37°的斜向下的恒力，當小滑塊到B點時速度為零。已知，0.6m，OB=0.2m，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.7，重力加速度g取10m/s2，從A點運動到B點的運動過程中，下列說法正確的是（）A.彈簧彈性勢能的最大值為0.8JB.小滑塊動能的最大值為2.45JC.彈簧的勁度系數(shù)為64N/mD.小滑塊從O點運動到B點的過程中機械能減少量為4.2J【答案】B【解析】【詳解】A．彈簧被壓縮到B點，其彈性勢能最大，對滑塊分析，從A到B運用動能定理，在這個過程中，有F、重力、摩擦力、彈簧彈力做功，F(xiàn)、重力和和摩擦力在平行斜面方向上的合力為解得所以彈簧彈性勢能的最大值為3.2J。A錯誤；C．根據(jù)彈簧彈性勢能公式解得故C錯誤；B．當彈簧彈力等于F、重力和和摩擦力在平行斜面方向上的合力時，滑塊動能最大。則此時彈簧壓縮量為此時彈簧彈性勢能故B正確；D．重力做功不改變滑塊機械能，所以從O點運動到B點的過程中機械能減少量為D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，是小朋友非常喜歡的一款電動玩具小車，我們可以通過玩具小車在水平面上的運動來研究功率問題。已知小車質(zhì)量為m，小車剛達到額定功率開始計時，且此后小車保持功率不變，小車的vt圖象如圖甲所示，t?時刻小車的速度達到最大速度的倍，小車速度由v?增加到最大值的過程中，小車的牽引力F與速度v的關(guān)系圖象如圖乙所示，運動過程中小車所受阻力恒定，下列說法正確的是（）A.小車的額定功率為B.小車的最大速度為C.小車速度達到最大速度的一半時，加速度大小為D.時間內(nèi)，小車運動的位移大小為【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，當時，有，由公式，可得故A錯誤；B．當小車以最大速度勻速運動時且根據(jù)即可得故B錯誤；C．由A、B選項可知則根據(jù)公式，可得小車速度達到最大速度一半時，此時的牽引力又根據(jù)牛頓第二定律，可得解得故C正確；D．在時間內(nèi)，位移為，根據(jù)動能定理解得故D正確。故選CD。10.一列波源在坐標軸原點的機械波，時刻波源開始振動，時波形如圖，則下列說法正確的有（）A.處的質(zhì)點在時位于波峰B.處的質(zhì)點內(nèi)向左移動C.波源的振動方程D.處的質(zhì)點在時距離平衡位置【答案】ACD【解析】【詳解】根據(jù)題意，由圖可知，波源的起振方向沿軸負方向，時，波傳播的距離為，故波的速度為由圖可知，波長為，則有A．波傳播到處的時間為在時，處的質(zhì)點的振動時間為可知，質(zhì)點此時位于波峰，故A正確；B．質(zhì)點只能在平衡位置附近上下振動，不能左右移動，故B錯誤；C．由上述分析可知，波源的振動方程故C正確；D．波傳播到處的時間為質(zhì)點在時的振動時間為則質(zhì)點偏離平衡位置的距離為故D正確。故選ACD。11.如圖所示，ABCFHG是正三棱柱，的邊長為L。A點固定一個電荷量為q的點電荷，C點固定一個電荷量為+q的點電荷，D、E點分別為AC、FG邊的中點，選無窮遠處電勢為0，靜電力常量為k。下列說法中正確的是（）A.B點的電場強度大小B.將一正試探電荷從F點沿FH、HG移到G點，其電勢能逐漸增大C.沿直線DH移動負電荷，電場力一直做正功D.若在F點再固定一電荷量為+q的點電荷，G點再固定一個電荷量為q的點電荷，則B、H兩點的電場強度大小、電勢均相等【答案】BD【解析】【詳解】A．q和+q在B點產(chǎn)生的場強等大，均為夾角為120°，根據(jù)矢量三角形定則可知B點的電場強度大小為故A錯誤；B．根據(jù)等量異種電荷的電場線分布特點可知，G點的電勢比F點的電勢高，根據(jù)，將一正試探電荷從F沿FH、HG移到G點，其電勢能逐漸增大，故B正確；C．根據(jù)等量異種電荷的電場線分布特點可知，DBHE是一等勢面，所以沿直線DH移動正電荷，電場力不做功，故C錯誤；D．若在F點再固定一電荷量為+q的點電荷，G點再固定一個電荷量為q的點電荷，根據(jù)對稱性可知，B、H兩點的場強、電勢相等，故D正確。故選BD。12.如圖所示，傾角為的絕緣斜面體固定在水平面上，頂端放有一“U”形導體框HEFG，導體框質(zhì)量為m，電阻忽略不計且足夠長。導體框EF邊長度為L，與斜面底邊平行。導體框與斜面間的動摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為m、電阻為R的光滑金屬棒CD置于導體框上，構(gòu)成矩形回路。整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于斜面向上的勻強磁場中。t=0時刻使導體框以初速度v0開始沿斜面向下運動，同時由靜止釋放金屬棒。已知斜面足夠長，運動過程中金屬棒CD始終未觸及EF邊，金屬棒與導體框始終接觸良好且平行EF邊，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.在變速運動的過程中，任意時刻金屬棒與導體框的加速度大小相等B.穩(wěn)定后金屬棒做勻速直線運動，速度為C.在變速運動的任何時間段內(nèi)，導體框減少的機械能大于導體框克服摩擦力做的功D.穩(wěn)定后的運動過程中，金屬棒與導體框減少的重力勢能之和等于導體框克服摩擦力做的功【答案】ABC【解析】【詳解】A．在變速運動的過程中，對金屬棒，根據(jù)牛頓第二定律有對導體框，根據(jù)牛頓第二定律有解得，可知在變速運動的過程中，任意時刻金屬棒與導體框的加速度大小相等，故A正確；B．在變速運動的過程中，金屬棒做加速運動，導體框做減速運動，對金屬棒，當時，穩(wěn)定后金屬棒做勻速直線運動，設(shè)穩(wěn)定后金屬棒的速度為，導體框的速度為，金屬棒受到的安培力為由于系統(tǒng)動量守恒，有解得，故B正確；C．在變速運動的任何時間段內(nèi)，對導體框，根據(jù)動能定理導體框減少的機械能等于導體框克服摩擦力做的功與克服安培力所做的功，則導體框減少的機械能大于導體框克服摩擦力做的功，故C正確；D．根據(jù)能量守恒，穩(wěn)定后的運動過程中，金屬棒與導體框減少的重力勢能之和等于導體框克服摩擦力做的功與電阻產(chǎn)生的焦耳熱之和，故D錯誤。故選ABC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.如圖甲所示是用雙縫干涉測量光的波長實驗的裝置。實驗中：（1）已知測量頭主尺是毫米刻度尺，副尺上有50個等分刻度。一同學轉(zhuǎn)動手輪使分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的示數(shù)為1.14mm；接著繼續(xù)同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量頭上游標卡尺的示數(shù)如圖乙所示，為______mm。已知雙縫間距，測得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.900m，所測光的波長λ=______nm。（保留三位有效數(shù)字）（2）該實驗為減小誤差，并未直接測量相鄰兩個亮條紋間的距離Δx，而是先測量n個條紋的間距再求出Δx。下列各項采用了類似方法的有______。A．螺旋測微器將螺距通過螺母上的圓周放大，測量出了微小距離B．卡文迪什在扭秤實驗中把萬有引力效果放大，測量出了萬有引力常數(shù)C．《用單擺測重力加速度》的實驗中單擺周期的測量D．《用油膜法估測油酸分子的大小》實驗用滴定法測量1滴油酸酒精溶液體積【答案】①.15.02②.617③.CD##DC【解析】【詳解】（1）[1]游標卡尺主尺與副尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，副尺是50分度的，分度值為0.02mm，其讀數(shù)為[2]兩相鄰條紋的間距為根據(jù)得（2）[3]先測量n個條紋的間距再求出Δx，是采用了微量累積法，《用單擺測重力加速度》的實驗中單擺周期的測量和《用油膜法估測油酸分子的大小》實驗用滴定法測量1滴油酸酒精溶液體積的測量實驗采用了微量累積法；而螺旋測微器將螺距通過螺母上的圓周放大，測量出了微小距離和卡文迪什在扭秤實驗中把萬有引力的效果放大，測量出了萬有引力常數(shù)的測量實驗采用了放大法。故選CD。14.要精確測量電壓表V?的內(nèi)阻，實驗室提供了以下器材：待測電壓表V?（量程為2.50V，內(nèi)阻約為2000Ω）電壓表V?（量程為3.00V，內(nèi)阻約為3000Ω）定值電阻R1（阻值500Ω）定值電阻R2（阻值5000Ω）滑動變阻器R（阻值范圍0~20Ω，額定電流1A）電源（電動勢為3V，內(nèi)阻為0.5Ω）開關(guān)、導線若干某實驗小組設(shè)計的電路如圖甲所示。請回答以下問題。（1）圖中a、b兩點間______（填“需要”或“不需要”）用導線連接；（2）圖中虛線框內(nèi)的定值電阻應(yīng)為______（填“R1”或“R2”）；（3）測量中電壓表V1的示數(shù)用U1表示，電壓表V2的示數(shù)用U2表示，則電壓表V1的內(nèi)阻=______（用題中給出的字母表示）；（4）為使測量值精確，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器得到多組U1和U2的值，以U2為縱坐標，U1為橫坐標描點畫出的圖像如圖乙所示，由此可得電壓表V1的內(nèi)阻為______Ω（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?需要②.③.④.2083【解析】【詳解】（1）[1]因滑動變阻器總阻值比兩電壓表內(nèi)阻小很多，若采用限流接法，調(diào)節(jié)范圍會很小，故采用分壓接法，因此a和b兩點間需要用導線連接。（2）[2]虛線框中的定值電阻為若為，電壓表即使?jié)M偏，電壓表中的偏角也會非常小，測量不精確虛線框中的定值電阻若為，兩電壓表可同時偏角很大，測量結(jié)果都很精確，因此，虛線框內(nèi)的定值電阻應(yīng)為。（3）[3]由得（4）[4]由圖乙中圖線的斜率解得15.如圖所示，一圓柱狀玻璃磚，其橫截面為半徑為R的四分之一圓面，放在水平面MN上，圓心在O點。一列與OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向OA面，該光束通過玻璃磚后在水平面MN上留下照亮區(qū)域，在玻璃磚左側(cè)豎直放置一高為的遮光板，恰能使水平面BN部分不被照亮，不考慮光在OA、OB面的反射，求：（1）玻璃磚的折射率；（2）現(xiàn)把遮光板撤去，從OA的中點射入的一束光線，在MN上的P處留下一個光點，P點到O點的距離是多少？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）如圖，當光線在AB面入射角大于等于臨界角C時，將沒有光線出射后射向BN平面，則由折射定律有由幾何知識得將代入，解得（2）如圖，當光在AB面中點入射時，入射角為30°，設(shè)P點到O點的距離為s，由折射定律可得解得，在△OPE中解得根據(jù)正弦定律代入數(shù)據(jù)，解得16.如圖，斜坡與水平地面夾角為α（），軍事訓練中火炮炮位在斜坡底部O點，向斜坡上發(fā)射炮彈，炮彈發(fā)射速度大小為v0，方向為與斜面成α角向上，恰好命中斜坡上A點處的目標，火炮口離地高度可忽略，炮彈可視為質(zhì)點，不計空氣阻力。重力加速度為g。求：（1）炮彈運行過程中離開斜坡的最大距離；（2）炮彈沿斜坡方向的射程。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）以O(shè)點為坐標系原點，取平行于OA方向為x軸方向，垂直于斜坡的方向為y軸方向。如圖在此坐標系中，炮彈運動在x方向的初速度為加速度大小為炮彈運動在y方向的初速度為加速度大小為炮彈在垂直于斜坡方向上做勻減速運動，由可得炮彈運行過程中離開斜坡的最大距離（2）炮彈運行過程中離開斜坡的最大距離時運動的時間炮彈在沿斜坡方向上做勻減速運動，炮彈沿斜坡方向的射程17.如圖所示，在xoy平面直角坐標系內(nèi)，x軸的上方有圓心在點、半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，與x軸相切于坐標系的原點O，方向垂直于紙面向外；第Ⅳ象限和第Ⅲ象限內(nèi)分別存在著兩個大小不同、方向相反的有界勻強電場，x軸和AC分別為其上下邊界，第Ⅳ象限內(nèi)場強方向沿x軸負方向，第Ⅲ象限內(nèi)場強方向沿x軸正方向。一電荷量為q（q>0）、質(zhì)量為m的帶電粒子由AC邊界上距y軸1.2R處的M點垂直電場以初速度v?射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后由第Ⅳ象限進入第Ⅲ象限，經(jīng)過y軸上N（0，1.6R）點時速度方向與y軸正方向夾角為37°；然后垂直x軸從P點射出電場，再經(jīng)過一段時間后進入磁場區(qū)域，最后離開磁場時速度方向與y軸正方向的夾角為，不計粒子重力，0.6，cos37°=0.8。求：（1）P點與O點的距離；（2）第Ⅳ象限和第Ⅲ象限勻強電場的場強大小之比；（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小；（4）帶電粒子從M點射入電場到偏轉(zhuǎn)射出圓形磁場的過程中運動的總時間。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【詳解】（1）從N到P的運動可以看作是從P到N的類平拋，根據(jù)平拋運動的推論，速度的反向延長線過水平位移的中點，則代入數(shù)據(jù)，解得（2）與（1）同理可得，M點的坐標為（1.2R，4.8R）則帶電粒子從M到N運動中y軸方向勻速直線x軸方向勻加速直線解得同理可得，第Ⅲ象限勻強電場的場強大小為第Ⅳ象限和第Ⅲ象限勻強電場的場強大小之比為（3）運動軌跡如圖，速度的偏轉(zhuǎn)角為74°，即圓心角為74°，由幾何關(guān)系可得，圓周運動的弦長為圓形磁場的直徑，則根據(jù)洛倫茲力提供向心力解得（4）帶電粒子在電場中運動時間為在磁場中運動的周期為圓心角為則帶電粒子在磁場中運動的時間為帶電粒子從電場進入磁場勻速運動的時間為所以帶電粒子運動的總時間為18.如圖1所示，固定在豎直面內(nèi)的兩對稱、相同的光滑圓弧軌道SP和FQ，軌道SP末端P與置于水平地面的木板C上表面相切并且緊靠在一起。t=0時刻物塊A由圓弧軌道上M點無初速度滑下后滑上木板C，M點與P點高度差，圓弧MP的長度遠小于圓弧軌道的半徑R=10m，最后木板C恰好停在Q處且與Q端無碰撞；某時刻，物塊B自軌道FQ上距Q點高度的某點由靜止釋放，經(jīng)歷一段時間后A、B在板上發(fā)生彈性碰撞。已知物塊A、B和木板C的質(zhì)量分別為，，，木板C的長度為L=1m，初始時木板C右端到Q點的距離為，物塊A、B與木板C間的動摩擦因數(shù)相同，木板C與地面間的動摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度的大小，物塊A、B均可視為質(zhì)點。求：（1）物塊A到達圓弧形軌道末端P時對軌道的壓力；（2）物塊A與木板C間的動摩擦因數(shù)μ1；（3）釋放B物塊的最早時刻及物塊A、B碰后瞬間的速度大小；（4）請在圖2所給的坐標系中定性畫出A、B碰后直到A、B、C三者均停止運動的過程中物塊A、B和木板C三者的v—t圖像?！敬鸢浮浚?）23.2N，方