2023-2024学年山东省济宁市第一中学高三（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年山东省济宁市第一中学高三（上）期末物理试卷（含解析），共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度vx及竖直方向vy与飞行时间t的关系图像如图甲、图乙所示。关于无人机运动，下列说法正确的是( )
A. 0∼t1时间内，无人机做曲线运动
B. t2时刻，无人机运动到最高点
C. t2∼t4时间内，无人机的速率在减小
D. t3∼t4时间内，无人机做匀变速直线运动
2.如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角θ很小的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距Δx与倾角θ(单位为rad)的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，某同学用玩具枪练习射击，用电磁铁吸住一小球作为“靶子”，在玩具枪沿水平方向对着“靶子”射出一球形“子弹”的同时，电磁铁释放“靶子”小球.已知两小球完全相同，空气阻力与速度成正比，则下列说法中正确的是
A. 只要h足够大，“子弹”一定能击中“靶子”
B. 由于空气阻力，“子弹”不可能击中“靶子”
C. “子弹”和“靶子”运动过程中在一水平线上
D. “子弹”落地速度可能小于“靶子”落地速度
4.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置位于坐标原点O，简谐运动的振幅为A=0.2m。t=0时刻振子的位移为x1=−0.2m，t=1s时刻振子的位移为x2=0m，则振子做简谐运动的周期可能为
( )
A. 13sB. 45sC. 1sD. 32s
5.如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷(A球带负电)，通过绝缘轻弹簧相连接，置于光滑绝缘的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)( )
A. 由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒
B. 当弹簧长度达到最大值时，系统电势能最大
C. 由于电场力对A、B两球做功为零，故两小球电势能总和始终不变
D. 当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，两小球电势能总和一定比初始时小
6.如图所示，理想变压器原线圈串联电阻R1后接入电压u=220 2sin100πtV，原、副线圈的匝数比n1:n2=5:1，电阻R1=20Ω、R2=10Ω，当滑动变阻器接入电阻R3=40Ω时，理想电流表A的示数为4A，则( )
A. 流过R1的电流为0.8A，频率为100HzB. R1两端的电压为20V，周期为0.02s
C. 滑片P向上移动时，R1消耗的功率增大D. 滑片P向上移动时，R2消耗的功率减小
7.B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动互相追逐，时而近时而远，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则( )
A. B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动互相追逐，时而近时而远，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则( ) A.轨道半径之比为RA:RB=3:5
B. 地球的第一宇宙速度为4 5πr7T
C. 做圆周运动周期之比为TA:TB=1:4
D. 卫星A绕地球做圆周运动的周期为78T
8.如图所示，倾角为θ的光滑斜面，沿斜面放置的轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端连接物体A，静止时，弹簧被压缩了l。质量与A相同的物体B从弹簧原长位置由静止释放，A与B发生完全非弹性碰撞(但不粘连)，碰撞时间极短，A、B视为质点，重力加速度为g，弹簧的弹性势能Ep=12kx2(x为弹簧的形变量)，则下列说法正确的是
( )
A. 碰后瞬间两物体的速度大小为 2glsinθ
B. 碰后两物体一起向下运动的最大位移为2l
C. 两物体反弹向上运动，B能再次回到释放点
D. 碰后两物体一定不能分离
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后将工件运送至乙所在位置，完成工件的运送。绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中( )
A. 甲手中绳子上的拉力不断减小B. 楼顶对甲的支持力始终不变
C. 楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力D. 乙手中绳子上的拉力不断增大
10.如图所示，三个带电小球A、B、C可视为点电荷，所带电荷量分别为+Q、−Q、+q，
A. B固定在绝缘水平桌面上，C带有小孔，穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上。绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处，将C从杆上某一位置由静止释放，下落至桌面时速度恰好为零。C沿杆下滑时带电荷量保持不变。那么C在下落过程中，以下判断正确的是( ) A.所受电场力变大
B. 所受摩擦力变大
C. 电场力做正功，电势能减小
D. 下落一半高度时速度一定最大
11.趵突泉被称为“天下第一泉”，喷涌的泉水在水面激起层层涟漪，如图甲所示。取水面波某截面观察，得一列沿x轴传播的简谐横波如图乙所示。在t0时刻的波形如图，图乙中P质点的位移为y=1cm，质点Q的位置坐标x=4cm，波的周期为0.4s。则下列叙述正确的是( )
A. 简谐横波的速度大小为3.2m/s
B. 简谐横波的速度大小为0.2m/s
C. 若这列简谐横波沿x轴负方向传播，则P点再过了130s回到平衡位置
D. 若这列简谐横波沿x轴正方向传播，则Q点再过0.1s回到平衡位置
12.如图所示，水平导体棒ab的质量m=0.1πkg，长L=1m、电阻Rab=0.25Ω，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m、电阻不计。阻值R=0.25Ω的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒ab在外力F作用下以速率v=1m/s两圆环的中心轴OO′匀速转动。t=0时，导体棒ab在圆环最低点。重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 导体棒中的电流i=2cst(A)
B. 电压表的示数为 22V
C. 从t=0到0. 5πs的过程中通过R的电量为2C
D. 从t=0到0. 5πs的过程中外力F做功为0.5πJ
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从镜的右侧观察P1和P2的像。
(1)此后正确的操作步骤是____
A.插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D.插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图____选填(“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n=_________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。
14.在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中，给出的器材有：
A.电流表(量程为0.6mA，内阻未知)
B.电阻箱(0∼999.9Ω)
C.滑动变阻器(0∼4kΩ)
D.电位器(0∼20kΩ，电位器相当于滑动变阻器)
E.电源(电动势为1.5V，有内阻)
F.电源(电动势为9.0V，有内阻)
G.开关两个，导线若干
(1)首先用“三分之二偏法”测定电流表的内阻，若采用如图1所示的电路测定电流表的内阻，并且想得到较高的精确度，在以上给出的器材中，电阻R1应选用__________，电源应选用__________。(填写所选仪器前的字母即可)
(2)该实验按照以下步骤操作：
A.观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大
B.闭合S1，调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的23
D.记下R2的阻值为400Ω
(3)图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为__________Ω。若仅考虑系统误差，则电流表内阻测量值比实际值略__________(选填“大”、“小”)。
(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表，其内部结构如图2所示。若选用电动势为1.5V的电源，则R3应选用__________(填写所选仪器前的字母即可)，此挡位欧姆表的中值电阻为__________Ω。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.某天大雾弥漫，能见度很低，甲、乙两辆汽车同向行驶在同一平直公路上，甲车在前，乙车在后，甲车的速度v1=15m/s，乙车的速度v2=25m/s，当乙车行驶到距甲车s=60m时，驾驶员发现了前方的甲车，设两车驾驶员的反应时间均为Δt=0.5s．
(1)若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间Δt后立即刹车做匀减速运动，加速度大小a1=2m/s2，当乙车速度与甲车速度相同时(两车末相撞)，求乙车在该过程发生的位移大小；
(2)若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间Δt后，仅采取鸣笛警告措施，甲车驾驶员听到呜笛后经反应时间Δt后立即做匀加速运动，为了防止相撞，求甲车加速运动的最小加速度的大小a2(声音的传播时间忽略不计)。
16.如图所示为波源O做简谐运动的振动图像，t=0时振动开始向外传播，已知沿着波的传播方向O、M两质点平衡位置间的距离为5m，t=4s时质点M偏离平衡位置的位移第一次为10cm，求：
(1)自t=0时起，经过多长时间波源O的位移第一次为10cm；
(2)该简谐波的波速和波长；
(3)自t=0至t=4s质点M通过的路程。
17.如图为一种新型粒子收集装置。粒子源放置在边长为L的立方体abcda′b′c′d′中心O，立方体四个侧面均为荧光屏，上下底面aa′bb′、cc′dd′为空，过中心O的竖直面efgh平行于abcd并将立方体分为I、II两个区域，立方体处在方向竖直向下的匀强磁场中，粒子源静止时能沿单一水平方向持续均匀发射比荷为qm的带正电粒子，现使粒子源绕竖直轴逆时针匀速转动，且粒子源射入I、II区域的粒子初速度大小分别为v0和2v0，粒子打到荧光屏上后即被荧光屏吸收，不考虑粒子间的相互作用和荧光屏吸收粒子后的电势变化，不计粒子源的尺寸大小和粒子重力。
(1)若磁场的磁感应强度为B0，当无粒子打到荧光屏上时，求v0的范围；
(2)为使粒子源发射的粒子仅有50%能打到荧光屏上，求磁感应强度B满足的条件；
(3)撤去磁场，在I、II区域施加方向竖直向下、大小分别为E1和E2的匀强电场(图中未画出)，粒子源转动整数圈时，打在四个侧面上的粒子数相同且每个侧面接收粒子的数目均为发射粒子总数的16，求E1和E2。
18.如图所示，半径为R的光滑14圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相切，其右侧距离为R处有厚度不计的薄木板，薄木板的左端放置一个小滑块，右端固定一竖直轻质挡板，挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽左侧内切点正上方的一定高度由静止释放，小球落入圆弧槽后又滑离；然后以大小为v0的速度与小滑块发生弹性碰撞，碰撞时间极短；随后小滑块拖动薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不掉下。已知小球的质量为m，圆弧槽和小滑块的质量均为3m，薄木板的质量为6m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度为g。求：
(1)小球开始下落时离水平地面的高度h；
(2)小球与滑块碰撞的瞬间，小球与圆弧槽底端的距离x；
(3)弹簧的最大弹性势能Epm；
(4)小球和圆弧槽最终的速度大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】C
【详解】A.根据图像可知，在 0∼t1 时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动，A错误；
B.根据图像可知， 0∼t4 时间内，无人机速度一直为正值，即一直向上运动，可知， t2 时刻，无人机运动没有运动到最高点，B错误；
C.根据图像可知， t2∼t4 时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，可知无人机的速率在减小，C正确；
D.根据图像可知， t3∼t4 时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】D
【详解】设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为 d ，根据几何关系可得
sinθ=dΔx
由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，又倾角 θ 很小，则有
θ≈sinθ=dΔx
可得
Δx=dθ
故选D。
3.【答案】C
【解析】【分析】
将子弹的运动分解为水平方向的减速直线运动；竖直方向的加速运动；其竖直方向运动情况与“靶子”完全相同；即可分析解答。
【解答】
CD.由于“子弹”受空气阻力，“子弹”在水平方向做减速直线运动，在竖直方向的初速度为零，则运动情况与“靶子”完全相同，即相同时间内“靶子”和“子弹”在竖直方向的位移相同，在竖直方向的速度相等，则“子弹”和“靶子”运动过程中在一水平线上；如果落地时，“子弹”水平方向的速度大于或等于零，根据运动的合成可知，“子弹”落地速度不可能小于“靶子”落地速度;故C正确，D错误；
AB.如果落地时，“子弹”在水平方向的位移小于d，“子弹”不可能击中“靶子”；“子弹”在水平方向的位移大于d；“子弹”能击中“靶子”；故AB错误。
4.【答案】B
【解析】B
【详解】由题意可知 t=0 时刻振子位于负向最大位移处， t=1s 时刻振子位于平衡位置处，设振子做简谐运动的周期为 T ，则有
(2n+1)T4=1s ( n=0 ， 1 ， 2⋯ )
可得
T=42n+1s ( n=0 ， 1 ， 2⋯ )
当 n=0 时，可得
T1=4s
当 n=1 时，可得
T2=43s
当 n=2 时，可得
T3=45s
当 n=3 时，可得
T4=47s
当 n=4 时，可得
T5=49s
当 n=5 时，可得
T5=411s
当 n=6 时，可得
T5=413sRg，R1>>r，这样才有
Ig=ER1
当S2闭合时，R2和Rg并联，并联后总阻值
R并