山东省烟台市2021届高三上学期期末考试物理试题

这是一份山东省烟台市2021届高三上学期期末考试物理试题，共11页。

1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是
A．红外体温计是依据人体辐射的红外线强度来测体温的
B．依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生的磁场一定是变化的
C．炎炎夏日，我们在树下看到茂密的树叶间有彩色的光环，这是全反射现象
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
x/m
t/s
O
t1
30
120
5
2．F1是世界上最昂贵、速度最快、科技含量最高的运动，是商业价值最高、魅力最大、最吸引人观看的体育赛事。在某次测试赛中，赛车在平直的路面上由静止开始0~5s内运动的位移-时间图像如图所示，已知该图像在0~ t1时间内是抛物线的一部分，t1~5s时间内是直线，两部分平滑相连，则
A．t1表示1s末
B．5s末赛车的速度为30m/s
C．0~ t1时间内，赛车的加速度为10m/s2
D．t1~5s时间内，赛车做匀加速直线运动
3．如图所示，有一斜劈静止在水平地面上，一工件受到平行于斜劈面向上的力F作用，沿斜劈面向上做直线运动，斜劈始终保持静止。不计斜劈面与工件之间的摩擦，则
F
A．地面对斜劈的摩擦力沿着接触面水平向左
B．若F 减小，则地面对斜劈的支持力增大
C．若F 增大，则地面与斜劈之间的摩擦力也增大
D．若使F反向，则地面对斜劈的作用力与F反向前地面对斜劈的作用力相同
a
b
4．夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b代表两种不同频率的单色光，则
A．a光的频率大于b光的频率
B．在同种介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．a光和b光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
D．分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中a光相邻两个亮条纹中心的距离小于b光相邻两个亮条纹中心的距离
5．北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器携带月壤在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号是在11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道，然后实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入距离月球表面有一定高度的环月圆轨道。12月1日22时57分，嫦娥五号探测器着陆器、上升器组合体开始实施动力下降，变推力发动机开机，逐步将探测器相对月球纵向速度降为零，实现在月球表面的软着陆。下列说法正确的是
A. 嫦娥五号的发射速度应大于地球第三宇宙速度
B. 嫦娥五号在环月圆轨道运行时受到平衡力的作用
C. 嫦娥五号在环月圆轨道上绕月环绕速度小于月球第一宇宙速度
D. 嫦娥五号探测器着陆器、上升器组合体在下降到月球表面过程中机械能守恒
6．如图所示，真空中A、B、C三点构成一等边三角形，CD为边AB的高。电荷量为-q（q>0）的点电荷Q1固定在A点。将另一电荷量为+q的点电荷Q2从无穷远处移到C点，此过程中电场力做功为W，再将点电荷Q2从C点移到B点并固定。取无穷远处电势为零，则
A
B
C
Q1
D
A．点电荷Q2移入以前，B点的电势为
B．将点电荷Q2从C点移到B点过程中，电场力做正功
C．点电荷Q2固定后，将某一正试探电荷从C点沿CD移到D点，该试探电荷所受电场力逐渐增大
D．点电荷Q2固定后，将某一正试探电荷从C点沿CD移到D点，该试探电荷所具有的电势能先增加后减少
7．某同学参加学校的跳远比赛，其运动轨迹可以简化为如图所示。该同学以速率v沿与水平地面成某一角度方向跳出，运动过程中离开地面的最大高度为，若该同学可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则该同学本次跳远的成绩为
A．
v
B．
C．
D．
8．在建筑工地，人们经常需要利用大型起吊设备将地面上的建筑材料运送到高处。某次起吊机通过钢丝绳将质量为100kg的建筑材料吊起，在其最后竖直向上做匀减速直线运动的阶段历时10s，建筑材料的速度刚好降为零，此过程中建筑材料动量的变化量大小为400kg·m/s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则此过程中
A．建筑材料处于超重状态
B．建筑材料的机械能增加200J
C．建筑材料的加速度大小为4m/s2
D．钢丝绳拉力的最大功率为3840W
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
转
换器
钢针
金属板
n1
n2
9．某燃气灶点火装置的原理图如图所示，转换器将直流电压转换为电压瞬时值表达式为V的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则
A．变压器原、副线圈中交变电流的频率相同
B．变压器原线圈两端电压的峰值为V
C．变压器原、副线圈的匝数满足<，才能实现点火
D．如果没有转换器，变压器副线圈输出的电压仍为5V
x/m
y/cm
6
-6
M
1
-1
3
O
5
v
10．一列简谐横波波源处质点的振动方程为cm，在均匀介质中沿x轴负方向传播，某时刻波刚好传播到x=-1m处的质点M，波形图像如图所示，则
A．该简谐波的传播速度为1m/s
B．波源处质点振动的频率为Hz
C．此后再经10s，该波传播到x=-6m处
D．质点M开始振动时的运动方向沿y轴负方向
a/(m·s-2)
F/N
8
4
2
1
O
F
M
m
甲
乙
12
11．某实验小组在探究接触面间的动摩擦因数实验中，如图甲所示，将一质量为M的长木板放置在水平地面上，其上表面有另一质量为m的物块，刚开始均处于静止状态。现使物块受到水平力F的作用，用传感器测出水平拉力F，画出F与物块的加速度a的关系如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个运动过程中物块始终未脱离长木板。则
A．长木板的质量为2kg
B．长木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C．长木板与物块之间的动摩擦因数为0.4
D．当拉力F增大时，长木板的加速度一定增大
v
B
a
b
12．如图所示，一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框。竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度大小为B、方向垂直于线框所在的平面的匀强磁场。线框在外力F的作用下向右匀速通过磁场，ab边始终与磁场边界垂直。则从b点到达磁场左边界开始到a点离开磁场右边界的过程中，穿过线框的磁通量Φ、线框中的感应电流i（规定逆时针方向为电流正方向）、ab边所受安培力F安大小、外力F大小与线框的位移x的关系图像可能正确的是（下图中，）
A
x
i
a
d
O
2d
Φm
x
d
O
2d
Φ
B
C
D
x
d
O
2d
F
x
d
O
2d
F安
b
-a
b
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
小车
打点计时器
纸带
托盘及砝码
滑轮
垫块
13．（6分）
在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图所示装置，将木板一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车能在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
= 1 \* GB2 ⑴他们采用控制变量的方法，首先研究小车所受的拉力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系。下列措施中不需要或不正确的是_____________（选填字母代号）
A．每次改变小车的质量后，都需要重新调节木板的倾斜度
B．实验中通过增减小车中的重物来改变小车的质量
C．每次小车都必须从同一位置开始运动
D．实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车
a/(m·s-2)
m/×10-1kg
0.1
0.2
0.2
O
0.3
0.3
0.4
0.5
0.4
0.5
0.1
0.6
= 2 \* GB2 ⑵他们然后保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，根据实验测得的数据，利用描点法画出如图乙所示的a-m图像。利用该图像可求出小车的总质量M为 kg（重力加速度g=10m/s2），该图线不通过坐标原点的原因是 。
14．(8分)
A
V
r0
R
R0
E0
甲
O
6
0.75
I/A
U/V
乙
某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。
⑴根据以上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为 W，对应的外电阻R的阻值为 Ω；
⑵若与电源串联的定值电阻的阻值R0=7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0= V，内电阻r0=______Ω；
⑶该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U-I图像。则可能正确的是________。丙
O
6
0.75
I/A
U/V
B
O
6
0.75
I/A
U/V
A
O
6
0.75
I/A
U/V
C
O
6
0.75
I/A
U/V
D
15．（7分）
工人师傅要加工一块如图甲所示的L形透明材料，在AA′F′F面内有单色光垂直于该面射入材料中，单色光在该材料中的折射率n=2。材料可简化为如图乙所示的正视图，各角均为直角，AF=CD=2cm，材料沿AB、BC方向足够长。工人师傅要沿MNN′M′截面将该材料切去一角（MNN′M′面与ABCDEF面和A′B′C′D′E′F′面都垂直），使B′BC C′的右侧没有光线射出，M、N分别为切割面与AB、BC的交点，求△MBN的最小面积。
F′
A
B′
C′
D
E′
A′
B
C
D′
E
F
甲
F
A
B
C
D
E
N
M
乙
M
N
M′
N′
16．（9分）
2018年5月9日，南京紫金山天文台展示了每隔2h拍摄的某行星及其一颗卫星的照片，如图甲所示。小明同学取向左为正方向，在图甲照片上用刻度尺测得行星球心与卫星之间的距离L如图乙所示。已知该卫星围绕行星做匀速圆周运动，万有引力常量为G=6.67×10-11N·m²/kg²，在图甲照片上测得行星的直径为2cm。求
⑴该行星的近地卫星的环绕周期；
⑵该行星的平均密度（计算结果保留1位有效数字）。
0h
2h
4h
6h
8h
10h
12h
14h
24h
26h
28h
30h
32h
甲
乙
17．（14分）
/（m•s-1）
B
A
O
t/s
4
1
甲
乙
如图甲所示，一光滑斜面与一足够长的水平面通过一小段光滑圆弧平滑连接，质量为1kg的小物块 B 静止于水平面的最左端。t=0时刻，小物块A以3m/s的速度与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计。碰撞后B沿斜面向上运动，在B沿斜面运动的过程中，用x表示B的位移，t表示其运动时间，物块B在斜面上运动的图像如图乙所示。已知物块A、B与水平面间的动摩擦因数分别为μA=0.15、μB=0.6，重力加速度g=10m/s2，不计物块通过斜面与水平面交接处的动能损失。求
⑴物块 B沿斜面向上运动的最大距离和它对斜面的压力大小；
⑵物块A的质量；
⑶物块A 最终停止的位置距水平面最左端的距离；
⑷物块 B在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
18．（16分）
加速电场
a
b
O
O′
c
B
如图所示，质量为m、带电荷量为q的正离子，从粒子源O′飘入加速电场，其初速度几乎为 0，经过加速电场加速后，通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。磁场中的竖直绝缘薄板ab与磁场的上、下边界分别垂直相交于 a、b ，Ob=L。离子打到ab板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反。离子重力不计，电荷量保持不变。求
⑴若离子能通过b点，求加速电场的电压U0；
⑵若离子从下边界飞出磁场，求加速电场的电压应满足的条件；
⑶若加速电场的电压大小为第⑴问中的4倍，离子从磁场上边界的c点飞出，，求离子在磁场中的运动时间t。
2020—2021学年度第一学期期末学业水平诊断
高三物理参考答案及评分意见
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．A 2．B 3．D 4．C 5．C 6．C 7．A 8．D
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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．AC 10．BC 11．ABC 12．AB
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分) = 1 \* GB2 ⑴AC = 2 \* GB2 ⑵ 1 ；补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力时，木板的倾角过大（每空2分）
14．(8分)⑴1.125；8 (每空2分) ⑵6；1 (每空1分) ⑶C(2分)
15．（7分）
欲使BC的右侧没有光线射出，条件之一是 BN=AF=2cm …………………… = 1 \* GB3 ①（1分）
条件之二是使光线在MN面上发生全反射，设临界角为C，∠NMB=θ，光线在MN面上的入射角为i，则有
sinC= …………………………………………………………………………… = 2 \* GB3 ②（1分）
i＋θ=90°…………………………………………………………………………… = 3 \* GB3 ③（1分）
i≥C
解得 θ≤60°……………………………………………………………………… = 4 \* GB3 ④（2分）
则MB的最小长度 MB=cm……………………………………………… = 5 \* GB3 ⑤（1分）
△MBN的最小面积 S=cm2 ……………………………………………… = 6 \* GB3 ⑥（1分）
16．（9分）
⑴由题意可知，卫星绕行星做匀速圆周运动的周期 …………………①（1分）
照片上行星的半径为R=1cm………………………………………………………②
照片上的轨道半径 ………………………………………………………③（1分）
由开普勒第三定律可知：…………………………………………………④（1分）
由①②③④得该行星的近地卫星的环绕周期：
…………………………………………………………………………⑤（1分）
⑵由………………………………………………………………⑥（2分）
行星体积：………………………………………………………⑦（1分）
由①②③⑥⑦式得： ………………………………………⑧（2分）
17．（14分）解：⑴由图乙可知，…………………………………………①（1分）
即：，由匀变速运动直线运动规律： ………………②
可知，物块 B斜面在上做匀变速运动直线运动
其中
物块 B沿斜面向上运动的最大距离：
……………………………………………………………………③（1分）
设斜面倾角为θ，由牛顿第二定律可知：…………………④（1分）
由④式得物块 B沿斜面向上运动时，斜面对物块 B的弹力大小：
…………………………………………………⑤（1分）
由牛顿第三定律可知，物块 B沿斜面运动过程中对斜面的压力大小：
⑵物块A以3m/s的速度与B发生弹性碰撞，则
由动量守恒：…………………………………………………⑥（1分）
由动能守恒： …………………………………………⑦（1分）
由⑥⑦式可得： ………………………………………⑧（1分）
⑶由于斜面光滑，由运动学公式和能量守恒可得：物块A、B第一次碰撞后，
物块A经s以大小为速度返回水平面上运动
物块B经s以大小为速度返回水平面上运动
物块A、B沿水平面运动时，由牛顿第二定律可知：
……………………………………………………………………⑨（1分）
由⑨式得物块A、B在水平面运动时，加速度大小分别为：

物块A从返回水平面到第一次停止所用时间s
物块A第一次停止前，在水平面运动向右运动的距离：
…………………………………………………………………⑩（1分）
可得：<，物块B返回水平面时A已停止运动
物块B返回水平面后与物块A发生第二次碰撞，设第二次碰撞前，物块B的速度为，由运动学关系可知：
…………………………………………………………………⑫ （1分）
得：
物块A、B第二次碰撞，设碰后物块A、B的速度分别为、
由动量守恒： ………………………………………………⑬
由动能守恒：…………………………………………⑭
得：、
物块A、B第二次碰撞后，A沿水平面向右运动的距离：
…………………………………………………………………⑮（1分）
由⑩⑮式可得，物块A 最终停止的位置距水平面最左端的距离：
………………………………………………………………⑯（1分）
⑷物块A、B第二次碰撞后，B沿水平面向左运动的距离：
…………………………………………………………………⑰（1分）
物块 B在整个运动过程中克服摩擦力所做的功：
…………………………………………………………⑱（1分）
18．（16分）解：⑴离子经过加速电场加速，由动能定理可知
……………………………………………………………………①（1分）
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知：
……………………………………………………………………②（1分）
,且离子能通过b点，则：
…………………………………………………………………………③（1分）
由①②③式可得：
……………………………………………………………………④（1分）
b
O
甲
R1
R1
R1
L
⑵如图甲所示，离子与薄板碰撞后，运动轨迹恰好与磁场下边界相切，设此时加速电场加速电压为,离子做匀速圆周运动的半径为。由几何关系可知
………………………⑤（2分）
由①②⑤式可得，此时加速电场的电压：
b
O
L
O3
c
a
θ
c
O2
O1
θ
θ
θ
θ
c
c
c
乙
…………………⑥（1分）
离子若从下边界飞出磁场，则加速电场的电压应满足的条件
…………………⑦（1分）
⑶若加速电场的电压大小为4U0，由①②式可得：
…………………………………⑧（1分）
设离子做匀速圆周运动的周期为
则： …………………………⑨（1分）
由②⑨式可得：
………………………………⑩（1分）
如图所示，离子从上边界的c点飞出磁场时，速度方向可能沿左上方或右上方
则： ………………………⑪（1分）
得：
此过程中，离子最后阶段射出磁场所用时间：
……………………………………………………………⑫（1分）
离子在磁场中运动时间为：
（n=1,2,3……）………………………⑬（2分）
（n=1,2,3……） …………………………………⑭（1分）
时刻/h
L/cm
0
2.59
2
5.00
4
7.07
6
8.66
8
9.66
10
10.00
12
9.66
14
8.66
24
-2.59
26
-5.00
28
-7.07
30
-8.66
32
-9.66