山东省滨州市2021-2022学年高三上学期期末考试物理试题（Word版含答案）

山东省滨州市2021-2022学年度第一学期高三期末考试物理试题
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。
1.2021年12月9日我国首次实现太空授课直播。航天员叶光富在演示转身实验时，深吸了一口气，使劲吹出时，我们发现叶光富身体几乎没动，主要原因是
A.在太空空间站中，动量守恒定律不成立
B.叶光富一口气吹出的气体质量太小
C.叶光富吹出的气体速度太小
D.叶光富所受重力太大
2.如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R 为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s 时，下列判断正确的是
A.电容器中的电场能最大
B. 线圈中的磁场能最大
C.电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D. 电流沿逆时针方向，电容器正在放电
3.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴 OO'匀速转动的水平转台中央处。质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与00之间的夹角θ为60°，重力加速度为g。此时转台转动的角速度大小为
A. B. C. D.
4.图甲所示的电路中，所用电源内电阻r=0.5Ω，定值电阻 R2=4Ω。实验时调节电阻R1，的阻值，得到多组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点，并做出U-I图如图乙所示。将R1连入电路的阻值调至最大时，对应图乙中的 A点。下列说法正确的是
A. A点对应外电路的总电阻为20Ω
B.电源电动势E=3V
C.B 点对应外电路的总功率为0.3W
D.R1=5Ω时，R1消耗的功率最大
5.北京时间2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌发射场成功发射"天问一号"火星探测器。地球和火星绕太阳运转的轨道近似看作圆轨道，为了节约发射能量，充分利用太阳的引力，让探测器沿如图所示的椭圆轨道——霍曼转移轨道运动，椭圆轨道的近日点P与地球轨道相切、远日点Q与火星轨道相切。已知火星轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。下列说法正确的是
"天问一号"探测器在P点的发射速度应小于第二宇宙速度
"天问一号"探测器在Q点应加速才能进入火星轨道
"天问一号"探测器从P点运动到Q点大约需要11个月
D.下一次活合发射火星探测器的时间大约在2022年7月
6.电偶极子是由相距为d，电荷量大小为q的等量异种点电何组成的系。了相同的电偶极子平行反向放置，AOB为其平分线，O点为其对称点。在外力作用下，一带正电的试探电荷从无穷远处沿着AOB 移动，无穷远处电势为零。在移动过程中，下列说法正确的是
电场力对试探电荷先做正功，后做负功
试探电荷电势能先增加，后减少
试探电荷在O点所受电场力最大
D.试探电荷在O点电势能为零
7.如图甲所示，粗细均匀的导体框 ABC，∠B=90°，∠C=30°，AB边长为L，导体框的总电阻为R。一匀强磁场垂直导体框 ABC 所在平面，方向向里，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是
A. 导体框 ABC 中电流的方向为顺时针
B.导体框ABC中电流的大小为
C.t。时刻两直角边AB 和BC 所受安培力合力大小为
D.两直角边AB和BC所受安培力合力方向为垂直AC向左下方
8.如图所示，a、b、c、d为四个质量均为m 的带电小球，恰好构成""三星拱月"之形。小球a、b、c在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O 点做半径为R的匀速圆周运动，三个小球带同种电荷，带电量大小q，三小球所在位置恰好将圆周三等分。小球d带电量大小为4g，位于圆心O点正上方h处，且在外力作用下处于静止状态。已知h=R，静电力常量为
A.小球d一定带负电
B.小球c的加速度大小为
C.小球a在转动过程中，电势能始终不变
D.小球b转动一周的过程中，小球a对其始终不做功
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.如图甲所示，用电器额定电压为40V，通过一理想变压器接在如图乙所示的正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表均为理想电表，交流电流表的示数为2.2A。以下判断正确的是
A.交流电压表的示数为220V
B.变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2=11∶2
C.通过原线圈的电流的最大值为2.2A
D.开关S断开后，交流电压表示数为0
10.图甲是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是
A波沿x轴正方向传播
B.波的传播速度为 6m/s
C.经过5s的时间质点P运动的路程为30m
D.质点P简谐运动的表达式为y=0.10sin（π+)m
11.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m 、阻值为R、边长为L 的闭合正方形金属线框abcd 固定在长度为2L 绝缘轻质细杆一端，细杆另端在O点可绕垂直纸面的水平轴无摩擦转动。线框 ad边靠近观察者，金属线框从右侧与O点等高处水平无初速释放，线框摆到最低点的另一侧，细杆与竖直方向的最大夹角为θ（如图），线框平面始终垂直纸面，重力加速度为g。此过程中，下列说法正确的是
A.线框中感应电流的方向始终是d→c→b→a→d
B. 线框摆到最低点时，线框ab 边所受安培力为零
C.流过线框某一横截面的电荷量为
D.线框产生的电热为2mgLcosθ
如图所示，绝缘弹射器竖直固定在足够大的桌面右端，开口与桌面平齐;桌面上方有水平向左的匀强电场，电场强度E=3×103N/C。弹射器可以将质量为m=8g，电荷量为q=＋2×10-5C的带电小球以5m/s的速度弹出，落在桌面上后不再弹起。重力加速度g =10m/s 。下列说法正确的是
A.小球离桌面的最大高度为1.25m
B.小球在空中运动的最小速度为3m/s
C.小球落回桌面时的速度为m/s
D.小球落回桌面时的位置距弹射器开口处 3.75m
三、 非选择题∶本题共6小题，共60分。
13.（6分）某物理兴趣小组设计了如图所示的装置来探究物体的加速度与力和质量的关系。实验时将力传感器固定在水平放置的木板上，木板右端与标志线AB 对齐，传感器与水平细线相连，细线绕过定滑轮与一水瓶相连，已知木板和拉力传感器的总质量为 M，近似认为木板与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）缓慢少量向水瓶中加水，直到木板刚要发生滑动时，记下此时传感器的示数F1。
按住木板∶继续向瓶中添加一定量的水，然后释放木板.记录木板右端运动到与AB 间距为S处的CD 线的过程中，拉力传感器示数为F2;测出所用的时间为t。
由实验数据可求得木板运动过程中的加速度为____（结果用S、t表示）。
（4）保持水瓶中水的质量一定，在木板上叠放砝码来改变其质量，____（填"能"或"不能"）用来探究物体的加速度与质量的关系。
（5）在保持木板和拉力传感器质量 M 一定，改变水瓶中水的质量∶下列说法正确的是___
A.术板所受滑动摩擦力不会发生变化
B.实验中要保证水和瓶的质量远小于M
C.利用测得数据可以探究物体的加速度与受力的关系
D.用钩码替换瓶和水更能诚小实验误差
14.（8分）某实验小组用电阻箱和电压表（内阻视为无穷大），按照如图所示的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。
（1）根据表中电压和电流的数据∶已经在图中描点;请作出UI图像。
（2）由图像可知，第 （填数据序号）组数据误差较大，应该舍去。
（3）由图像可知，该水果电池的电动势为_ _V;内阻为 KΩ。（保留 2位有效数字）
15.（8分）第 24届冬季奥林匹克运动会（The XXIVOlympic Winter Games），即 2022年北京冬季奥运会将于2022年2月4 日在北京举行，冰壶为正式比赛项目之一。冰壶16世纪起源于苏格兰，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为"冰上的国际象棋"。如图所示，我国运动员王冰洁冰壶比赛时投掷冰壶。设比赛所用冰壶完全一样，冰壶在水平冰面上运动可视为无摩擦滑动，冰壶可视为质点。如图所示，以甲冰壶刚出手时所在位置为坐标原点，冰壶初速度方向为x 轴正方向，以垂直 轴方向为y轴，建立坐标系。已知冰壶质量m=20kg;甲冰壶初速度大小vo=2m/s∶乙冰壶初始处于静止状态;坐标为（2m;0.5m）。要想让甲冰壶撞上乙冰壶，需要在甲冰壶出手后沿y轴方向施加恒力F的作用。
（1）求力F大小;
（2）若甲、乙冰壶相撞时间为0.2s，求甲冰壶在碰撞过程中所受平均作用力的大小。（碰撞可视为弹性碰撞）
16.（8分）在空间站中的微重力环境下形成一个水球，在水球中心注入空气，水层内外两球面球心均在点O，如图所示。一束光从球外的A 点以一定角度i射入球中，在内球面上恰好发生全反射。已知水的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，≈7.4，≈2.6。求∶
（1）光束的入射角i;
（2）光束在水中的传播时间。
（14分）某仪器的工作原理如图所示，K、A为竖直放置的两金属板，板间电压为U;平行板电容器两极板水平放置，板间有竖直方向的匀强电场，电场强度大小为 E，极板长度为L，;电容器极板右端与竖直荧光屏 S 之间距离为L。;该空间存在一水平向右的匀强磁场。质量为m、电荷量为g的粒子P和质量为4m、电荷量也为q的粒子Q，均从K 极由静止加速并从A 板中央小孔射出。不计粒子重力和粒子间相互作用力。求∶
粒子P射出水平电容器时沿竖直方向的偏移距离;
（2）粒子Q射出水平电容器时沿竖直方向的速度大小;
（3）要使粒子 P、Q打在荧光屏的同点。磁场的磁感应强度 B 的所有可能值。
（16分）如图所示，弹射器和竖直圆轨道固定在水平面上，竖直圆轨道在最低点分别与水平轨道 BA、BD平滑连接。质量为m=0.1kg的小物块 P（可视为质点）从弹射器弹出，经竖直圆轨道后与水平面上的一厚度不计的滑块Q发生弹性碰撞，P经过圆轨道最高点C时轨道对其弹力为F、=4N。已知竖直圆轨道的半径r=0.1m，D点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙、光滑交替排列，每段的长度均为L=0.1m，Q与粗糙面间的动摩擦因数为μ=0.1，Q的长度也为L=0.1m。P、Q碰撞时间极短，重力加速度g=10m/s 。
（1）求未释放P前弹射器的弹性势能;
（2）要使P与Q 碰撞后返回弹射器（返回时被锁定不再弹出），过程中 P不脱离圆轨道，求Q的质量M的取值范围;
（3）当M=0.9kg时，Q停在第k个粗糙面上，求k值。