山东省泰安市2024届高三上学期期末考试物理

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高 三 年 级 考试
物 理 试 题2024.01
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.如图甲所示，一升降机顶部有一个用轻绳悬挂的小球。t=0时刻，升降机由静止开始竖直向下做直线运动，取竖直向下为正方向，其位移时间图像如图乙所示，其中在 t₁∼t₂时间内为直线。则下列说法中正确的是
A.小球在0~t₁日时间内处于超重状态
B.小球在t₁~t₂B时间内处于超重状态
C.小球在在tt₁~t₂时间内处于失重状态
D.小球在在t₂~t₃|时间内处于超重状态
2.在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆OP的一端装有定滑轮，O点为定滑轮的转轴，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升，滑轮两侧绳子的夹角为60°，不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为g。则下列说法中正确的是
A.转轴对定滑轮的作用力方向竖直向上
B.转轴对定滑轮的作用力方向一定沿着PO方向
C.转轴对定滑轮的作用力大小等于 3mg
D.转轴对定滑轮的作用力大小等于2mg
高三物理试题 第1页 (共8页)3.2023年12月8日，济郑高铁全线正式开通运营，首发列车复兴号G4821从济南长清站出站时做匀加速直线运动，途中连续经过三个测试点A、B、C，已知AB段距离为BC段的一半，AB段平均速度为108km/h，BC段平均速度为216km/h，如图所示，则列车经过C点时速度大小为
A.85m/s B.75m/s C.65m/s D.55m/s
4.近年来，中国发射了多颗北斗卫星，a、b、c为其中三颗的轨道，三颗卫星的轨道半径 Ra=Rb>Rc,角速度大小分别为ωa、ωb、ω。，如图所示。以下说法正确的是
A.ωa<ωb
B.ωa<ωc
C.地球对卫星c的万有引力一定大于地球对卫星a的万有引力
D.地球对卫星a的万有引力与地球对卫星b的万有引力一定等大
5.如图所示，某理想变压器原、副线圈匝数比 n₁:n₂=4:1,L₁、L₂为两个相同的灯泡， R₂=2Ω。当开关S₁闭合、S₂断开时，两灯泡均能正常发光；当开关S₂闭合、S₁断开时，两灯泡仍均能正常发光。则R₁的阻值是
A.32Ω
B.16Ω
C.10Ω
D.50Ω
6.如图所示，某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨。在没有风的天气，让每个桨叶均以大小相等的转速旋转、并沿竖直方向向下吹风，从而产生反作用力，使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ，空气被每个桨叶向下吹出的速度大小均为v。则无人机的重力大小是
A.ρπR²v
B.ρπR²v²
C.4ρπR²v
D.4ρπR²v²
7.如图所示，边长为2l的正三角形ABC区域存在方向垂直纸面、大小随时间均匀变化的磁场(图中未画出)，磁场随时间的变化关系为. B=B₀+ktt(式中B₀与k均为大于零的常数)。以三角形顶点C为圆心，半径为l、匝数为N、电阻为R的圆形线圈平行纸面固定放置，t₀时刻线圈受到的安培力大小为
A.Nl3πkB0+kt06R B.N2l3πkB0+kt06R
C.3Nl3πkB0+kt04R D.3N2l3πkB0+kt04R
高三物理试题 第2页 (共8页)8.如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板，轻质弹簧一端与挡板连接，另一端为自由端，当弹簧处于原长时，弹簧的自由端位于O点。质量为m=0.5kg的小滑块(视为质点)从斜面上的A点由静止释放同时在小滑块上施加大小F = 10N与斜面成α=37°的斜向下的恒力，当小滑块到B点时速度为零。已知， AO=0.6m,OB=0.2m,物块与斜面间的动摩擦因数为0.7,重力加速度g取10m/s²，从A点运动到B点的运动过程中，下列说法正确的是
A.弹簧弹性势能的最大值为0.8J
B.小滑块动能的最大值为2.45J
C.弹簧的劲度系数为64N/m
D.小滑块从O点运动到B点的过程中机械能减少量为4.2J
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.如图所示，是小朋友非常喜欢的一款电动玩具小车，我们可以通过玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。已知小车质量为m，小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车保持功率不变，小车的v-t图象如图甲所示，t₀时刻小车的速度达到最大速度的 34倍,小车速度由v₀增加到最大值的过程中，小车的牵引力F与速度v的关系图象如图乙所示，运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是
A.小车的额定功率为3F₀v₀
B.小车的最大速度为3v₀
C.小车速度达到最大速度的一半时，加速度大小为 F0m
D.0~t₀日时间内，小车运动的位移大小为 s=4v0t0-4mv02F0
10.一列波源在坐标轴原点的机械波，t= 0时刻波源开始振动，t = 1s时波形如图，则下列说法正确的有
高三物理试题 第3页 (共8页)A. x= 3.5m处的质点在t=2s时位于波峰
B. x=-1m处的质点0.4s内向左移动1m
C.波源的振动方程 y=0.02sin5π2t+πm
D. x=0.25m处的质点在t=0.2s时距离平衡位置 2cm
11.如图所示，ABC- FHG是正三棱柱，ΔABC的边长为L。A点固定一个电荷量为-q的点电荷，C点固定一个电荷量为+q的点电荷，D、E点分别为AC、FG边的中点，选无穷远处电势为0，静电力常量为k。下列说法中正确的是
A. B点的电场强度大小 E=3kqL2
B.将一正试探电荷从F点沿FH、HG移到G点，其电势能逐渐增大
C.沿直线DH移动负电荷，电场力一直做正功
D.若在F点再固定一电荷量为+q的点电荷，G点再固定一个电荷量为-q的点电荷，则B、H两点的电场强度大小、电势均相等
12.如图所示，倾角为α的绝缘斜面体固定在水平面上，顶端放有一“U”形导体框HEFG，导体框质量为m，电阻忽略不计且足够长。导体框EF边长度为L，与斜面底边平行。导体框与斜面间的动摩擦因数为μ= tanα。质量为m、电阻为R的光滑金属棒CD置于导体框上，构成矩形回路。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。t=0时刻使导体框以初速度v₀开始沿斜面向下运动，同时由静止释放金属棒。已知斜面足够长，运动过程中金属棒CD始终未触及EF边，金属棒与导体框始终接触良好且平行EF边，重力加速度为g。下列说法正确的是
A.在变速运动的过程中，任意时刻金属棒与导体框的加速度大小相等
B.稳定后金属棒做匀速直线运动，速度为 12v0+mgRsinα2B2L2
C.在变速运动的任何时间段内，导体框减少的机械能大于导体框克服摩擦力做的功
D.稳定后的运动过程中，金属棒与导体框减少的重力势能之和等于导体框克服摩擦力做的功
高三物理试题 第4 页 (共8页)三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)如图甲所示是用双缝干涉测量光的波长实验的装置。实验中：
(1)已知测量头主尺是毫米刻度尺，游标尺上有50个等分刻度。一同学转动手轮使分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的示数为1.14mm；接着继续同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，为 mm。 已知双缝间距 d=2.00×10⁻⁴m,，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.900m，所测光的波长λ= nm。(保留三位有效数字)
(2)该实验为减小误差，并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列各项采用了类似方法的有 。
A.螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大，测量出了微小距离
B.卡文迪许在扭秤实验中把万有引力的效果放大，测量出了万有引力常数
C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1滴油酸酒精溶液体积
14.(8分)要精确测量电压表V₁的内阻，实验室提供了以下器材：
待测电压表 V₁(量程为2.50V,内阻约为2000Ω)
电压表V₂(量程为3.00V,内阻约为3000Ω)
定值电阻R₁(阻值500Ω)
定值电阻R₂(阻值5000Ω)
滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω，额定电流为1A)
电源(电动势为3V,内阻为0.5Ω)
开关、导线若干
某实验小组设计的电路如图甲所示。
高三物理试题 第5页 (共8页)
请回答以下问题。
(1)图中a、b两点间 (填“需要”或“不需要”)用导线连接；
(2)图中虚线框内的定值电阻应为 (填“R₁”或“R₂”);
(3)测量中电压表V₁的示数用U₁表示，电压表V₂的示数用U₂表示，则电压表V₁的内阻 Rv1=¯(用题中给出的字母表示)；
(4)为使测量值精确，通过调节滑动变阻器得到多组U₁和U₂的值，以U₂为纵坐标，U₁为横坐标描点画出的图像如图乙所示，由此可得电压表V₁的内阻Rv ₁为 Ω(结果保留四位有效数字)。
15.(8分)如图所示，一圆柱状玻璃砖，其横截面为半径为R的四分之一圆面，放在水平面MN上，圆心在O点。一列与OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向OA面，该光束通过玻璃砖后在水平面MN上留下照亮区域，在玻璃砖左侧竖直放置一高为 22R的遮光板，恰能使水平面BN部分不被照亮，不考虑光在OA、OB面的反射，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)现把遮光板撤去，从OA的中点射入的一束光线，在MN上的P处留下一个光点，P点到O点的距离是多少?
16.(8分)如图，斜坡与水平地面夹角为α(α<45⁰)，军事训练中火炮炮位在斜坡底部O点，向斜坡上发射炮弹，炮弹发射速度大小为v₀，方向为与斜面成α角向上，恰好命中斜坡上A点处的目标，火炮口离地高度可忽略，炮弹可视为质点，不计空气阻力。重力加速度为g。求:
(1)炮弹运行过程中离开斜坡的最大距离；
(2)炮弹沿斜坡方向的射程。
高三物理试题 第6页 (共8页)17.(14分)如图所示，在xy平面直角坐标系内，x轴的上方有圆心在 O'点、半径为R的圆形匀强磁场区域，与x轴相切于坐标系的原点O，方向垂直于纸面向外；第Ⅳ象限和第Ⅲ象限内分别存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场，x轴和AC分别为其上下边界，第Ⅳ象限内场强方向沿x轴负方向，第Ⅲ象限内场强方向沿x轴正方向。一电荷量为q(q>0)、质量为m的带电粒子由AC边界上距y轴1.2R处的M点垂直电场以初速度v₀射入电场，经电场偏转后由第Ⅳ象限进入第Ⅲ象限，经过y轴上 N0-1.6R点时速度方向与y轴正方向夹角为37°；然后垂直x轴从P点射出电场，再经过一段时间后进入磁场区域，最后离开磁场时速度方向与y轴正方向的夹角为' 74°,，不计粒子重力， sin37°=0.6,cs37°= 0.8。 求:
(1)P点与O点的距离;
(2)第Ⅳ象限和第Ⅲ象限匀强电场的场强大小之比；
(3)匀强磁场的磁感应强度大小；
(4)带电粒子从M点射入电场到偏转射出圆形磁场的过程中运动的总时间。
18.(16分)如图1所示，固定在竖直面内的两对称、相同的光滑圆弧轨道SP和FQ，轨道SP末端P与置于水平地面的木板C上表面相切并且紧靠在一起。t=0时刻物块A由圆弧轨道上M点无初速度滑下后滑上木板C，M点与P点高度差 h₁=0.8m,,圆弧MP的长度远小于圆弧轨道的半径R=10m，最后木板C恰好停在Q处且与Q端无碰撞；某时刻，物块B自轨道FQ上距Q点高度 h₂=0.2m的某点由静止释放，经历一段时间后A、B在板上发生弹性碰撞。已知物块A、B和木板C的质量分别为 mA=2kg,mB=4kg,mc=1.2kg，木板C的长度为L=1m，初始时木板C右端到Q点的距离为 x=2.5m,,物块A、B与木板C间的动摩擦因数相同，木板C与地面间的动摩擦因数 μ₂=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小 g=10m/s²,物块A、B均可视为质点。求：
高三物理试题 第7 页 (共8页)(1)物块A到达圆弧形轨道末端P时对轨道的压力；
(2)物块A与木板C间的动摩擦因数μ₁；
(3)释放B物块的最早时刻及物块A、B碰后瞬间的速度大小；
(4)请在图2所给的坐标系中定性画出A、B碰后直到A、B、C三者均停止运动的过程中物块A、B和木板C三者的v-t图像。
高三物理试题 第8页 (共8页)