济南市届高三上学期期末考试 物理试题含答案.docx
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济南市届高三上学期期末考试物理试题含答案
济南市2021届高三上学期期末考试
物理试题
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1.伽利略在研究匀变速直线运动规律时,让小球从斜面的不同位置自由滚下,观测出小球从不同起点运动到底端的位移s与所对应的时间t,画出s-t2图像。
设小球运动的加速度为a,则图像的斜率为
A.
aB.aC.
D.
2.如图所示,滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动。
衣物经过洗衣机上abcd四个位置中,脱水效果最好的是
A.aB.bC.cD.d
3.如图所示,一质子只在电场力的作用下,沿虚线由M点运动到N点,质子的电势能增加,则下列说法正确的是
A.M点的电场强度大B.质子在M点的速度可能为0
C.M、N间的虚线可能是一条电场线D.N点的电势高
4.某同学研究绳波的形成,取一条较长的软绳,用手握住一端水平拉直后,沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。
该同学先后两次抖动后,观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。
关于两次形成的绳波,下列判断正确的是
A.波形甲的振幅比波形乙大B.波形甲的周期比波形乙大
C.波形甲的形成时间比波形乙早D.波形甲的起振方向与波形乙相同
5.如图所示,极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道、地球看作球体),若某一极地卫星从北纬30°的正上方,按图示方向第一次运行至赤道正上方时所用的时间为0.25h。
已知纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角,同步卫星的线速度大小为3.08km/s。
则该极地卫星的线速度大小为
A.1.54km/sB.3.08km/sC.6.16km/sD.7.9km/s
6.图甲是某用电器的点火装置的简化原理图。
如图乙所示的正弦交变电压加在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2000V时,就会引发火花,以下判断正确的是
A.原线圈中交变电压的有效值为311V
B.副线圈中交变电压的频率大于50Hz
C.图甲中点火针的电势始终比感应针高
D.原、副线圈变压器的匝数比可以为
7.粗糙水平面上有三个通过不计质量的卡扣依次连接在一起的货箱A、B、C,质量分别为m、2m、3m,每个货箱与水平面间的动摩擦因数均为µ,取重力加速度为g。
现在两人合作搬运货箱,一人用水平力F向右拉C,另一人同时也用力F向右推A,使货箱向右运动,则B、C间的卡扣对C的作用力大小为
A.0B.F-3μmgC.FD.F+3μmg
8.如图所示,竖直墙壁的左侧有一点光源S,从点光源处有一小球以速度v0正对墙壁向右水平抛出,在撞到竖直墙壁之前的过程中,墙壁上会有小球的影子。
以S到竖直墙壁垂线与墙壁的交点O为坐标原点,以沿墙壁向下为正方向建立y轴,假设竖直墙壁足够长,以小球抛出时刻为t=0时刻,关于小球的影子在竖直墙壁上的位置变化情况,下列图像中正确的是
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。
全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有错选或不答的得0分)
9.牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里定义“惯性是物质固有的属性,是一种抵抗的现象”。
物体的惯性可以用其质量来衡量。
如图所示,用a、b两根相同的轻细线悬挂两个完全相同的物体,下列说法正确的是
A.若突然迅速向下用力拉下面的物体,细线a容易先断
B.若突然迅速向下用力拉下面的物体,细线b容易先断
C.若缓慢向下用力拉下面的物体,细线a容易先断
D.若缓慢向下用力拉下面的物体,细线b容易先断
10.恒流源是一种特殊的电源,其输出的电流能始终保持不变;恒压源也是一种特殊的电源,其输出的电压能始终保持不变。
如图甲所示的电路中电源是恒流源,如图乙所示的电路中电源是恒压源,两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时,下列说法中正确的是
A.图甲中R1的电压减小B.图乙中R1的电压减小
C.图甲中流过R2的电流保持不变D.图乙中流过R2的电流保持不变
11.如图所示,A球和天花板之间用轻弹簧相连,A球和B球之间用轻细线相连,整个系统保持静止。
已知轻弹簧的劲度系数为k,A、B两球的质量分别为m和2m,重力加速度为g。
现剪断轻细线,弹簧的变化始终在弹性限度内,下列说法正确的是
A.剪断瞬间,A球的加速度为0
B.剪断瞬间,A球的加速度为2g
C.剪断后,当A球上升到最高点时,弹簧的形变量为
D.剪断后,当A球上升到最高点时,弹簧的形变量为
12.从电子枪打出的电子流并不完全沿直线运动,而是有微小角度的散射,为了使显示器图像清晰,需要通过电子透镜对电子流进行聚焦处理,正好在屏幕上汇聚形成一个亮点。
如图甲所示,密绕线圈的玻璃管是一种利用磁场进行汇聚的电子透镜,又称为磁场透镜。
如图乙所示为其内部原理图,玻璃管的管长为L,管内直径为D,管内存在沿轴线方向向右的匀强磁场。
电子流中的电子在与轴线成微小角度θ的顶角范围内从轴线左端的O点射入磁场,电子速率均为v0,调节磁感应强度B的大小,可以使电子重新汇聚到轴线右端与荧光屏的交点P。
已知电子的电荷量为e,质量为m,当角度θ非常小时满足cosθ=1,sinθ=0,若要使电子流中的电子均能汇聚到P点,下列说法正确的是
A.磁感应强度应满足B=
(n为合适的整数)
B.磁感应强度应满足B=
(n为合适的整数)
C.管内直径应满足D≥
D.管内直径应满足D≥
三、实验题(把答案填在答题卡中的横线上或者按题目要求作答。
)
13.(6分)某同学研究自由落体运动的规律时,将小球在固定的刻度尺旁由静止释放,用手机拍摄小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息,实验装置如图1所示。
如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、III,相邻两帧之间的时间间隔为0.02s,刻度尺为毫米刻度尺。
(1)图片II中小球下落速度约为m/s。
(计算结果保留两位小数)
(2)关于实验装置和操作,以下说法正确的是(多选)
A.刻度尺应固定在竖直平面内B.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落
C.手机应正对刻度尺固定D.手机距离刻度尺越近越好
(3)为了得到更精确的加速度值,该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制了v2-h图像,如图3所示。
其中P、Q分别为两个大小相同,质量不同的小球下落的图像,由图像可知(多选)
A.图像的斜率表示小球下落的加速度
B.小球P的质量大于小球Q的质量
C.小球P的质量小于小球Q的质量
D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度
14.(8分)小明同学将废弃不用的手机充电器拆开,发现内部有一个变压器,他想在不拆变压器绕线的前提下测量其初级线圈的直流电阻,先用多用电表欧姆档测得阻值约400Ω,然后再用伏安法精确测量其直流电阻。
现有器材如下:
①电流表A1(量程20mA,内阻r1约为3Ω,读数记为I1);
②电流表A2(量程5mA,内阻r2=10Ω,读数记为I2);
③电压表V(量程15V,内阻RV约为15KΩ,读数记为U);
④定值电阻R1=590Ω;
⑤定值电阻R2=1190Ω;
⑥滑动变阻器R(0~1000Ω);
⑦蓄电池E(电动势6V,内阻很小);
⑧开关、导线若干。
(1)小明利用以上的部分器材设计了如图1所示的电路图,请指出此电路设计不妥当的地方:
。
(2)请利用提供的器材在图2的方框中画出改进后的电路图,并标出各器材的代号。
(3)测量初级线圈的电阻表达式为RL=。
(本结果均用题中所给的字母表示)
(4)关于实验操作说法正确的是(单选)
A.接通电路时应先接通K1,电路稳定后再接通K2
B.实验结束拆除电路时应先断开K1,稍等一会儿再断开K2
C.调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数
四、计算题(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(8分)如图所示一半径为l=0.5m的金属圆环水平放置,长度为2l的粗细均匀的金属棒OP搭在圆环上且一端O点与圆心重合,金属棒OP的电阻为R=4Ω,转动时棒与圆环保持良好接触。
额定电压为U=2V、内阻为r=2Ω的电动机
通过导线分别连接棒上O点和圆环上Q点,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=2T,圆环及导线电阻不计。
当金属棒绕圆心以角速度ω=12rad/s顺时针(俯视)匀速转动时,电动机恰好正常工作,求:
(1)通过电动机的电流方向及电动机的输出功率;
(2)金属棒两端点的电压UPO。
16.(10分)如图所示,轻质小滑轮通过竖直杆固定于天花板上,细绳l1跨过小滑轮连接a、b两球,b球再通过细绳l2、l3分别连接右侧竖直墙壁和水平地面,整个系统保持静止。
细绳l3沿竖直方向,滑轮最高点P与细绳l2在竖直墙壁上的固定点M等高,P点、M点到b球的距离均为l=0.5m,与b球之间的高度差为h=0.4m,a球的质量为m1=2kg,b球的质量为m2=1kg。
某时刻将细绳l3剪断,以后的过程中a、b两球均不会碰到地面或天花板,取重力加速度g=10m/s2,求
(1)未剪断细绳l3时,细绳l3对b球的拉力;
(2)剪断细绳l3后,b球运动至与M点等高处的速度大小;
(3)剪断细绳l3后,b球运动至与M点等高处的加速度大小。
17.(12分)如图所示,在第一象限存在场强大小为E的匀强电场,方向沿y轴负向,在第四象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于坐标平面向外,坐标轴上的M点坐标为(0,d),P点坐标为(d,0),Q点坐标为(0,-d)。
电荷量为q,质量为m的带正电粒子以某一速度从M点沿x轴正向进入匀强电场,从P点离开电场后进入匀强磁场,最后在Q点离开磁场。
不计带电粒子的重力及场的边缘效应,求:
(1)粒子在P点的速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小。
18.(16分)如图所示,在平面直角坐标系xoy中,x轴与水平地面重合,y轴竖直向上,在x=11.2m处有一足够高的竖直墙壁,墙壁与x轴垂直。
某时刻在坐标(0m,0.8m)处将小球a沿x轴正向以v0=2m/s抛出,同时在(1.6m,0.8m)处静止释放一小球b,小球a、b的质量分别为m1=0.3kg、m2=0.1kg,均可视为质点。
所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短,小球与地面或墙壁碰撞时,与接触面平行的分速度保持不变,与接触面垂直的分速度反向。
取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)第1次两球相碰时的位置坐标及碰后两球的速度大小;
(2)两球从第1次碰撞后瞬间到第2次相碰前瞬间的过程中,地面与墙壁对b球的总冲量大小;
(3)两球之间碰撞的总次数。