山东省青岛市黄岛区2020-2021学年高三上学期期末考试物理试题

这是一份山东省青岛市黄岛区2020-2021学年高三上学期期末考试物理试题，共10页。试卷主要包含了01，48×105J，9Ω）；S2，2mvA2－0等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
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。
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。
考试结束后，只需要上交答题卡。
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。
把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，几年后发现金中有铅，铅中有金，对 此现象的解释下列说法正确的是
是由于扩散现象，原因是金分子和铅分子的运动
是由于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中C．是因为分子间存在引力使小铅颗粒进入了金块中
D．是因为铅和金之间存在表面张力的原因
如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从柱体的 O 点（半圆的圆心）射向空气，入射角α = 30°，产生的反射光束 1 和折射光束 2 恰好垂直，下列说法正确的是
玻璃的折射率为 2
光线 1 和光线 2 的传播速度相同
光线 1 和光线 2 的传播频率相同
无论α增加到多大，都不可能发生全发射
远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说 法正确的是
输电
发电机
升压
降压 用户
380
u/V
0.01
0.02
t/s
O
变压器
变压器
甲
－380
乙
A．发电机输出电压的有效值是 380 2V B．用户得到的交流电频率是 100Hz
发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比
保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大
如图描述了一定质量的理想气体压强 p 随体积 V 变化的图像，O、a、b 在同一直线上，ac 与横轴平行，下列说法正确的是
A．a 到 b 过程，外界对气体做功
B．c 到 a 过程，气体向外界放出热量大于气体内能的减少量
C．b 到 c 过程，气体释放的热量大于气体内能的减少
D．a 点时气体的内能等于 b 点时气体的内能
我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，其标识如图所示。若火星质量为地球质量的
10%，半径地球半径的 50%；若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为 3∶2，下列说法正确的是
A．同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值为 2∶ 5 B．火星与地球绕太阳运动的线速度大小之比为 2∶3
火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度
火星探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知该时刻 P 质点的振动方向沿 y 轴负方向，且从该时刻起 P 质点经过 0.05s 第一次回到平衡位置，下列说法正确的是
该波的波速是 30m/s
图像中 P 点的纵坐标 y =5cm
从该时刻起经过 0.1s，Q 质点通过的路程是 10m
从该时刻起经过 0.1s，P 质点通过的路程大于 0.1m
微波技术是近代发展起来的一种尖端技术，反射式速调管是常用的一种微波器件，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理可以这样解释：在平行于 x 轴的静电场中， 其电势φ随 x 的分布如图所示，一质量 m＝1.0×10－6kg，带电荷量大小为 q＝1.0×10－9C 的粒子从 x 轴上的(2，0)点由静止开始释放，仅在电场力作用下在 x 轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．x 轴上 O 点右侧电场强度是左侧电场强度的两倍
C．该粒子的最大速度为 0.2m/s D．该粒子运动的周期为 0.4s
竖直插销的简化侧视图如图所示，下端部件 A 可沿水平槽向前推动，部件 B 可沿竖直槽向上滑动。A、B 之间的接触面与水平成 45°角且摩擦因数为μ，槽与 A、B 间的摩擦不计。若B 的质量为 m，为使插销启动，加在 A 上的水平力 F 的最小值为
mg
B
F
A
1＋μ
mg
1－μ
1＋μ
mg
1－μ
1－μmg 1＋μ
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。
S1
S
S2
O
光屏
双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源 S 到 S1、S2 的距离相等，O 点为 S1、S2 连线中垂线与光屏的交点。光源 S 发出波长为λ的光，经 S1、S2 出射后直接传播到 O 点，在光屏上可观察到干涉条纹。现在 S1 处放置一厚度为 10λ的玻璃片，经 S1 出射的光垂直穿过玻璃片传播到 O 点，玻璃对该波长光的折射率为 1.5，空气中光速为 c，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是
A．O 点处的条纹是亮条纹
．O 点处的条纹是暗条纹
．点处的条纹宽度不变
O
D．O 点处的条纹宽度变小
“抗疫”期间，关键区域用机器人运送防疫物资，从而降低了感染的风险。某机器人电动机的额定工作电压为36V，正常工作时的额定功率为90W，其所用锂电池的容量为5000mAh，当机器人工作到电池剩余容量为总容量的 10%时会停止工作，然后自动充电，下列说法正确的是
A．机器人正常工作时的电流为 2.5A B．机器人的内电阻为 14.4Ω
机器人可以连续正常工作的时间为 108min
机器人充满电后正常工作总共消耗的电能为 6.48×105J
O
如图，光滑小圆环套在固定的四分之一大圆环上，用不可伸长的细绳拴住后绕过定滑轮， 在拉力 F 的作用下小圆环以恒定速率沿大环运动。在小环从图中位置运动至大环最高点之前的过程，下列说法正确的是
小环处于失重状态
小环受到的拉力与重力的合力始终指向圆心F
力 F 拉绳的功率一直减小
力 F 拉绳的功率先增大后减小
如图，光滑平行金属导轨 MN、PQ 固定在水平桌面上，窄轨 MP 间距 0.5m，宽轨 NQ 间距
1m，电阻不计。空间存在竖直向上磁感应强度 B＝1T 的匀强磁场。金属棒 a、b 水平放置在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，a 棒的质量为 0.2kg，b 棒的质量为 0.1kg，若a 棒以 v0＝9m/s 的水平初速度从宽轨某处向左滑动，最终与 b 棒以相同的速度沿窄轨运动。若 a 棒滑离宽轨前加速度恰好为 0，窄导轨足够长。下列说法正确的是
从开始到两棒以相同速度运动的过程，a、b 组成的系统动量守恒
金属棒 a 滑离宽轨时的速度大小为 3m/s
金属棒 a、b 最终的速度大小为 6m/sP
b
通过金属棒横截面的电荷量为 0.8C
Q
v0a
M
三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。N
13．（6 分）用双缝干涉测量光的波长实验装置甲所示。将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，光源发的光经滤光片（装在单缝前）成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮，已知双缝间的距离为 0.3mm。透镜的作用是使射向单缝的光更集中。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，通过目镜，我们可以在屏上观察到干涉条纹。
光源
透 镜 单缝双缝
遮光筒毛玻璃屏
0
40
35
30
25
10
40
35
30
25
甲乙丙
实验时，需要通过光具座上的刻度尺测量的物理量是 与 之间的距离；
某次实验中将测量头的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，
此时手轮上的示数如图乙所示；然后转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。图乙的示数为 mm，图丙的示数为 mm；
若在（1）中测得的数据是 1.2m，则本次实验测得的这种光的波长是 m（保留两位有效数字）；
若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有 （至少写一条）。
14．（8 分）实验室有下列器材：
S
乙
灵敏电流计 G（0~3mA，内阻未知）；电流表 A（只有刻度而无标度）；
R2
电压表 V（0~3V，内阻约为 10kΩ）；
C．变阻箱（0~9999.9Ω）；S2
D．滑动变阻器（0~200Ω，1A）；S1
甲
E．干电池一节；开关 2 个；导线若干。
某实验小组设计了如甲图所示的电路测灵敏电流计的内阻。
该小组同学根据图甲连接好电路并将变阻箱值调至最大后，先只闭合开关 S1 并调整变阻箱阻值，记下电流表 A 的指针位置及变阻箱阻值 R1＝198Ω；接着再闭合开关 S2，调整变阻箱阻值使电流表 A 的指针再次指到刚才的位置，记下此时变阻箱阻值 R2＝396Ω。则灵敏电流计的内阻为 Ω；
该小组同学将变阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的 100 倍， 变阻箱的阻值应为 Ω。之后，利用如乙图所示电路测干电池的电动势和内阻。调节滑动变阻器得到了几组电压和电流的数值如下表，请在丙图所示的坐标系中作出 U－I 图线。
u/V
u/V
1.3
1.1
1.0
0.8
0.6
0.4
I/A
0.04
0.08
0.10
0.14
0.18
0.22
1.5
1.0
0.5
0.00
0.05
0.10
0.15
丙
0.20
0.25
I/A 0.30
由图线求得干电池的电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω。（保留 3 位有效数字）
气体
h
胶塞
气嘴
15．（7 分）如图为某同学制作水火箭的示意图。该同学将一个硬饮料瓶中装适量的水，塞好胶塞后放在发射架上，此时封闭气体的体积为 400ml，气体压强为大气压强，瓶中水面距离胶塞的高度 h＝20cm。用自行车气嘴穿过胶塞，用气筒向瓶内打气，每次打进的气体的体积为 24ml，气体压强为大气压强。打气 n 次后胶塞受到压力达到 60N，水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空。已知大气压强 p0＝1.0×105Pa，胶塞的横截面积 S＝4cm2，水的密度ρ＝1.0×103m3，重力加速度 g＝10m/s2，环境温度保持恒定，求：
水火箭发射瞬间气体的压强；
打气次数 n。
16．（9 分）校园农业实践基地里安装了一个灌溉喷头，装置示意图如图所示。已知地面与水面的距离为 H，用水泵从水池抽水，喷头离地面高 h，水管横截面积为 S，水的密度为ρ，重力加速度为 g，不计空气阻力。水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出，水落地的位置到喷头出口的水平距离为 4h，设管口横截面上各处水的速度都相同。
求水从喷头喷出时的速度大小；
喷头
水泵
h
H
水
若水泵的工作效率为η，则水泵的功率多大。
17．（14 分）某游戏装置可以简化为如图所示：游客乘坐滑椅（可视为质点）从固定光滑圆弧轨道上的 B 点处滑下后冲上静止在光滑水平面上的滑板 A，滑板 A 右端某处有一固定挡板Q，滑板 A 与挡板碰撞无机械能损失，且只发生了一次碰撞。已知游客与滑椅的质量为 m， 滑板 A 的质量为 2m，滑椅与滑板间的动摩擦因数为μ，滑板 A 足够长，滑椅不会从滑板表面滑出，圆弧轨道的半径为 R，O 点为圆弧轨道的圆心，θ＝60°，重力加速度为 g，求：
滑椅滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
滑椅滑上 A 之前，A 右端与固定挡板 Q 之间的最小距离；
若滑板 A 右端与固定挡板 Q 相距 x，讨论滑板 A 与挡板 Q 碰撞前的速度与 x 的关系。
18．（16 分）如图甲所示的坐标系中，在 x 轴上方的区域内存在着如图乙所示周期性变化的电场和磁场，交变电场的场强大小为 E0，交变磁场的磁感应强度大小为 B0，取 x 轴正方向为电场的正方向，取垂直纸面向外为磁场的正方向。在 0 时刻，将一质量为 m，带电量为 q， 重力不计的带正电粒子，从 y 轴上 A 点由静止释放。粒子经过电场加速和磁场偏转后垂直打在 x 轴上。求：
E
0.5 1 1.5 2
t /
B
0.5 1 1.5 2 2.5
t /
y
A
O
x
E0B0
O
－E0
2πm qB0
O
－B0
2πm qB0
甲乙
粒子第一次在磁场中运动的半径；
粒子打在 x 轴负半轴上距 O 点的最小距离；
起点 A 与坐标原点间的距离 d 应满足的条件；
粒子打在 x 轴上的位置与坐标原点 O 的距离跟粒子加速和偏转次数 n 的关系。
2020－2021学年度第一学期期末学业水平检测
高三物理答案及评分标准
一、单项选择题：本大题共8小题，每小题3分，共24分。
1．A 2．C 3．D 4．B 5．C 6．D 7．C 8．C
二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，选不全得2分，有选错得0分。
9．AC 10．AC 11．ABC 12．BD
三、非选择题
13．（6分，每空1分）
（1）双缝、毛玻璃屏；
（2）2.335±0.001、15.325±0.001
（3）6.5×10－7
（4）①更换间距更小的双缝 ②增大双缝到屏的距离 ③更换滤光片
14．（8分）
（1）396Ω （1分）；
（2）4Ω （2分）
（3）如图（2分）；
1.46V~1.54V（1分）；
1.00Ω~1.08Ω（2分）
15．（7分）
（1）设水火箭发射瞬间的压强为P1
P1+ρgh＝ eq \f(F,S) (2分)
解得：P1＝1.48×105Pa(1分)
（2）由玻意耳定律可得：
P0(V+nV0)＝P1V(3分)
解得：n＝8(1分)
评分标准：第1问，3分；第2问，4分。共7分。
16．(9分)
（1）设水喷出管口时的速度为v0，落地时间为t
h＝ eq \f(1,2)gt2 (1分)
4h＝v0t(1分)
∴ v0＝2 eq \r(2gh) (2分)
（2）设时间t0内喷出的水的质量为m
则：m＝ρv0tS(1分)
水泵t0时间内输出的功：W＝mg(H+h) + eq \f(1,2)mv02 (2分)
水泵t0时间内输出的功率：P＝ eq \f(W,t)＝2ρgS eq \r(2gh)(H+5h)(1分)
水泵的功率：P0＝ eq \f(P,η)＝ eq \f(2ρgS eq \r(2gh),η)(H+5h) (1分)
评分标准：第1问，4分；第2问，5分。共9分。
17．(14分)
（1）mgR(1－csθ)＝ eq \f(1,2)mv02 (2分)
FN－mg＝ eq \f(mv02,R) (1分)
解得：FN＝2mg(1分)
由牛顿第三定律可知，滑椅对轨道的压力为2mg(1分)
（2）滑板A右端与固定挡板Q之前
mv0＝mvB+2mvA(1分)
μmgx＝ eq \f(1,2).2mvA2－0(1分)
令：mvB＝2mvA(1分)
得：xm＝ eq \f(R,16μ) (1分)
（3）设与挡板Q碰撞前A、B已共速
mv0＝3mv(1分)
μmgx0＝ eq \f(1,2).2mv2－0(1分)
得：x0＝ eq \f(R,9μ) (1分)
当x≥ eq \f(R,9μ) 时，vA1＝v＝ eq \f(1,3)\r(gR) (1分)
当 eq \f(R,16μ)≤x≤ eq \f(R,9μ) 时，vA2＝ eq \r(μgx)(1分)
评分标准：第1问，5分；第2问，4分；第3问，5分。共14分。
x
y
O
A
Δx1
R1
Δx1
2Δx1
R2
P
v1
v2
18．(16分)
（1）粒子第一次在电场中：
qE0＝ma1(1分)
v1＝at0(1分)
粒子第一次进入磁场中：
eq qvB＝\f(mv2,R) (2分)
R1＝ eq \f(πmE0,qB02) (1分)
（2）可知粒子经2次加速和偏转后打在x轴负半轴上距O点的距离最小
第一次加速的位移：
x
y
O
Δx1
2Δx1
3Δx1
4Δx1
R1
2R1
3R1
4R1
Δx1＝ eq \f(a1t02,2) ＝ eq \f(π2mE0,2qB02) (1分)
第二次加速的位移：
Δx2＝3Δx1(1分)
v2＝2a1t0＝ eq \f(2πE0,B0) (1分)
ΔxP＝Δx2－Δx1+ R2＝ eq \f(πmE0,qB02)(π+2) (2分)
（3）分析可知A与坐标原点间的距离d应满足：
d＝n2R1(3分)
（4）若粒子经过n次加速和偏转后打在x轴上
xP＝n(Δx1+ R1)＝ eq \f(nπmE0,2qB02)(π+2) (n＝1、2、3…)(3分)
评分标准：第1问，5分；第2问，5分；第3问，3 分；第4问，3 分。共16分。