山东省潍坊市高密市2024-2025学年高三（上）期末联考物理试卷（含解析）

山东省潍坊市高密市2024-2025学年高三（上）期末联考物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.某同学用单色光、分别照射同一双缝干涉实验装置，双缝到光屏的距离保持不变，在光屏上出现的干涉图样分别如图所示，下列关于两单色光、的说法中正确的是( )
A. 单色光比单色光更容易发生明显衍射
B. 单色光的频率小于单色光的频率
C. 单色光的光子能量大于单色光的光子能量
D. 在同一玻璃砖中单色光的传播速度比大
2.航天飞机用导电缆绳与卫星相连，以共同的速度环绕地球飞行。当在北半球上空自西向东飞行时，电缆绳竖直，端在上、端在下，绳长，两端不闭合，电缆绳所在区域的地磁场强度为，与水平方向成，航天飞机和卫星的运行速度大小为。，，下列说法正确的是( )
A. 端电势比端电势高 B. 端电势比端电势高
C. 端电势比端电势低 D. 端电势比端电势低
3.如图所示，质量的长木板静止在水平桌面上，最左端有一质量的小物块，细绳跨过轻质光滑定滑轮，两端分别系着小物块和重物，重物的质量。现将小物块由静止释放，在小物块滑离长木板之前，滑轮左侧的细绳保持水平，长木板右端到滑轮的距离足够远，重物未落地。已知长木板与桌面、小物块间的动摩擦因数均为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 长木板保持静止
B. 长木板和小物块一起以相同的加速度向右加速运动
C. 长木板和小物块以不同的加速度向右加速运动
D. 小物块的加速度大小为
4.年月日，中国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用捷龙三号运载火箭，成功将颗卫星发射升空。火箭点火后，某时刻燃气喷出的速度为，喷口处燃气密度为，火箭及所有载荷的质量为，重力加速度为，喷口的面积为，此时火箭的加速度大小为( )
A. B. C. D.
5.我国首个火星探测器“天问一号”发射过程可简化为：探测器在地球表面加速并经过一系列调整变轨，成为一颗沿地球公转轨道绕太阳运行的人造行星再在适当位置加速，经椭圆轨道霍曼转移轨道到达火星。已知地球的公转周期为，、两点分别为霍曼转移轨道上的近日点与远日点，可认为地球和火星在同一轨道平面内运动，火星轨道半径约为地球轨道半径的倍。则( )
A. 火星的公转周期为
B. 探测器在霍曼转移轨道上的运行周期为
C. 探测器在霍曼转移轨道上、两点线速度之比为
D. 探测器在霍曼转移轨道上、两点加速度之比为
6.如图所示，矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，轴线右侧无磁场。以方向为感应电流的正方向。从图示位置开始线圈逆时针转动周，可描述线圈中感应电流随时间变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，某同学将篮球自空中点以大小为的初速度竖直向上抛出，篮球因受到水平恒定风力作用，到达点时速度方向水平。、两点连线与水平方向夹角为，重力加速度为，，。则篮球运动到点时的速度大小为( )
A. B. C. D.
8.、、三点在同一平面内，、间的距离为，、间距离为，且。已知在该平面内仅有一带负电的点电荷，电量大小为，且、、三点的电势相等，现将一电量为的正检验电荷从点沿连线移到点，下列说法正确的是( )
A. 、两点的场强相同 B. 从到电势能先增加后减少
C. 电场强度的最大值为 D. 电场强度的最大值为
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.艺术体操作为体育项目同时又具有观赏性。艺术体操运动员以的频率上下抖动长绸带的一端，“抖”出了一列以点为波源、水平向右传播的正弦波。时刻的波形如图所示，质点恰处于波谷位置，下列说法正确的是( )
A. 该波的波速大小为
B. 从至质点通过的路程为
C. 质点的振动方程为
D. 若运动员保持抖动幅度不变，增大抖动频率，则波长变长
10.如图所示，、是水平放置的平行板电容器的两极板，下极板接地，两极板与电源相连，电源两端电压恒定。开关闭合，一油滴静止于点。下列说法正确的是( )
A. 油滴带正电
B. 保持开关闭合，仅将板向上平移一小段距离，电容器的带电量减少
C. 断开开关，仅将板向上平移一小段距离，则油滴电势能增加
D. 断开开关，仅将板向上平移一小段距离，则油滴向上运动
11.如图所示，倾角为的光滑平行金属导轨固定在水平地面上，导轨顶端连接一阻值为的定值电阻，导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。粗细均匀、质量为的直导体棒自导轨某处以大小为的初速度沿导轨上滑，当电路产生的总热量为时导体棒恰好减速到。已知导轨间距为，导体棒连入电路部分的电阻为，重力加速度为。不计导轨及导线的电阻，则导体棒上滑过程中，下列说法正确的是( )
A. 导体棒中的电流由流向
B. 定值电阻两端的最大电压为
C. 导体棒的最大加速度为
D. 导体棒沿导轨上滑的最大距离为
12.如图所示，水平地面与竖直面内的半圆形轨道相切于点，半圆形轨道内壁贴有非常薄的光滑内膜，轨道半径为。、间的距离为，一质量为的滑块将弹簧压缩至点后由静止释放，滑块恰能从半圆轨道的最高点抛出。若撤去光滑内膜，将滑块再次压缩至点，释放后滑块恰能从半圆轨道上的点抛出，已知滑块与水平地面间的动摩擦因数为，连线与竖直方向的夹角为，滑块可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 弹簧压缩至点时的弹性势能大小为
B. 撤去内膜滑块沿半圆轨道由到机械能的减少量为
C. 滑块先后两次从半圆轨道抛出时的动能之比为
D. 滑块先后两次从半圆轨道抛出后的动能增加量之比为
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.某学校物理兴趣小组在“验证动量守恒定律”的实验中，利用如图甲所示装置进行实验，图中点是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，球从斜槽上同一点释放，未放球时平均落点到投影点的水平距离。放上球后球的平均落点到点的水平距离，球的平均落点到点的水平距离。
该实验中需要满足的条件是______多选；
A.斜槽末端切线水平
B.斜槽应光滑
C.球的半径等于球的半径
D.球的质量大于球的质量
小球落在地面的复写纸上后，会在复写纸下方白纸上留下印迹。多次实验会在白纸上留下多个印迹，为了确定球的平均落点，图乙中画的四个圆最合理的是_____用图中字母、、、表示；
已知球的质量为，球的质量为，若测量的物理量满足关系式_____用题干所给的字母表示，则碰撞过程中动量守恒。
14.新春佳节将至，市民聚会活动增加，“喝酒不开车”应成为基本行为准则。如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计一款酒精检测仪。
A.干电池组电动势为，内阻为
B.电压表满偏电压为，内阻为
C.电阻箱最大阻值
D.电阻箱最大阻值
E.开关及导线若干
该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则应将电阻箱的阻值调为_____；
该同学将酒精气体浓度为零的位置标注在原电压表表盘上处，则应将电阻箱的阻值调为_____；
已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶。在完成步骤后，某次模拟测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示，则该次测试酒精气体浓度在_____选填“酒驾”或“醉驾”范围内；
使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比_____选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共4小题，共34分。
15.如图所示，半径为的半圆形玻璃砖平放在水平桌面上，点为其圆心，玻璃砖底面距离为处固定一光屏，光屏与玻璃砖底面平行。某同学用激光自玻璃砖边缘处的点沿半径方向照射点，激光恰好垂直照在光屏上的点。保持激光的入射方向不变，现将玻璃砖绕点顺时针转过，激光照射到光屏上的位置到点的距离为。光屏足够长，光在真空中传播的速度为，求：
玻璃砖对入射激光的折射率；
从玻璃砖底面水平到绕点顺时针转过过程中，激光在光屏上的落点移动的距离。结果可保留根号
16.某科技小组进行模拟军事演练。、两地在同一高度，相距，从地向地发射一枚炮弹，初速度大小为，与水平方向成，炮弹发射后，地雷达发现炮弹，立即发出拦截弹进行拦截，已知拦截弹发出后成功拦截，炮弹和拦截弹轨迹在同一竖直面内，运动过程中仅受重力，重力加速度大小为，求：
若不采取拦截措施，炮弹将落在距点多远处；
地发出的拦截弹初速度的竖直分量大小。
17.如图所示，为竖直面内的轨道，其中为弧形，水平，是半径的圆，各轨道平滑连接且均光滑。现将质量为的滑块从离平面高的轨道上的点由静止释放，之后与静止在处的滑块发生弹性碰撞。已知滑块的质量，两滑块均视为质点，重力加速度大小为。求：
滑块对圆轨道的最大压力；
滑块在圆形轨道上运动的最小速度大小；
滑块从脱离圆轨道到再次落回圆轨道的运动时间。
18.如图所示，在空间坐标系中，，的空间Ⅰ充满沿轴负方向的匀强电场；在，的空间Ⅱ中，充满沿轴正方向的匀强电场及沿轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为；在，的空间Ⅲ中存在沿轴负向的匀强磁场，磁感应强度大小为。在平面内有一粒子发射器，发射器到轴的距离为，发射粒子的质量为、电量为，初速度大小为，方向与轴负方向成角，经过空间Ⅰ中电场偏转后，粒子恰好从点沿轴负方向射入空间Ⅱ。当粒子速度刚好第次与平面平行时，粒子的轴坐标为，轴坐标为，粒子重力不计。求：
空间Ⅰ中匀强电场电场强度的大小；
空间Ⅱ中匀强电场电场强度的大小；
粒子在空间Ⅲ运动的过程中，离轴最远时的轴坐标。
答案和解析
1.【答案】
【解析】用单色光、分别照射同一双缝干涉实验装置，双缝到光屏的距离保持不变，由公式可知，单色光比单色光波长短，频率大，折射率大，
A.单色光比单色光更不容易发生明显衍射，故A错误；
B.单色光的频率大于色光的频率，故B错误；
C.根据可知，单色光的光子能量大于单色光的光子能量，故C正确；
D.由公式可知，在同一玻璃砖中单色光的传播速度比小，故D错误。
2.【答案】
【解析】电缆绳竖直，端在上、端在下，电缆绳所在区域的地磁场强度与水平方向成，由以上信息可知与的夹角为，由法拉第电磁感应定律可知，由右手定则可知端电势比端电势高，故A正确。
3.【答案】
【解析】设与一起运动，对与整体有：，解得：，
此时对长木板受力分析可知，其受到对其的摩擦力：，
故长木板保持静止，重物和小物块一起运动，，小物块向右运动的加速度大小为，均错误，A正确；
故选A。
4.【答案】
【解析】火箭点火后，某时刻燃气由动量定理可知，对火箭牛顿第二定律可知，，联立以上公式得，故B正确。
5.【答案】
【解析】A.设地球绕太阳公转轨道半径为 ，则火星轨道半径约为 ，根据开普勒第三定律，火星的公转周期为地球公转周期的倍，故 A错误
B.设地球绕太阳公转轨道半径为 ，则火星轨道半径约为 ，可知霍曼转移轨道半长轴为，
对地球和探测器，由开普勒第三定律可得解得，故B错误；
C.根据开普勒第二定律，，、两点线速度之比为：，故C错误；
D.根据万有引力提供向心力，，，探测器在霍曼转移轨道上、两点加速度之比为，故D正确。
6.【答案】
【解析】从题图示位置开始，在 时间内，磁通量减小，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向里，产生的感应电流的方向为，即与电流规定的正方向相同，且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律变化，有
在 时间内，磁通量增大，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向外，因线圈的位置也发生了变化，所以产生的感应电流的方向还是，即与电流规定的正方向相同，但此时 减小，感应电流的最大值将减小，结合题中选项可知，C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】根据运动的独立性可知，竖直方向，水平方向，且有，篮球运动到点时的速度，故C正确。
8.【答案】
【解析】由于该平面内仅有一带负电的点电荷，电量大小为，且、、三点的电势相等，故该点电荷位于、、三点组成的三角形的外接圆的圆心上，又因为、间的距离为，、间距离为，且，故点电荷位于、连线的中点上，
A、根据点电荷产生的电场强度的特点，可知，、两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；
B、从到过程，检验电荷离场源电荷的距离先减小后增大，考虑到场源电荷带负电，故从到过程，检验电荷的电势能先减少后增大，B错误；
、由几何关系知，检验电荷从点沿连线移到点的过程中，离场源电荷最近的距离，故电场强度的最大值，D正确，C错误；
故选D。
9.【答案】
【解析】A、从波动图像，可以得到波长，振幅，结合题意中的振动频率，可得周期，根据波速，代入数据得：；故A正确；
B、由图可知，此时点在波谷，点在时间内的路程为：，代入得：；故B错误；
C、在时刻，点处于波谷，即，即，即初始相位为，
，根据，得，
故质点的振动方程为，故C正确；
D、由可知，在频率加快后，波长减小，故D错误；
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.由题意可知，油滴受到的电场力方向竖直向上，由于板带正电，故油滴带负电，A错误；
B.保持开关闭合时，两板间电压不变，将板向上平移一小段距离，根据
可知，平行板电容器电容减小，由
可知，电容器的带电量减少，B正确；
断开开关，极板上电荷量不变，将板向上平移一小段距离，根据
可知，平行板电容器电容增大，根据
，
可得
故平行板间电场强度不变，油滴仍然受力平衡，保持静止，又因为油滴离板距离变小，故油滴所处位置的电势降低，考虑到油滴带负电，故其电势能增加，C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】
【解析】A、根据右手定则，导体棒切割磁感线运动时，产生的感应电流方向由流向，A正确；
B、由题意结合闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流，故定值电阻两端电压，其中为导体棒切割磁感线产生的电动势，故定值电阻两端的最大电压为，B错误；
C、根据题意知，导体棒中产生的最大电流，故导体棒的最大加速度，C错误；
D、根据能量守恒定律有：，其中为导体棒上滑的最大距离，解得，D正确；
故选AD。
12.【答案】
【解析】A.滑块恰能从半圆轨道的最高点抛出，则有得
从点到点，根据功能关系，，A错误；
B.连线与竖直方向的夹角为，滑块恰能从半圆轨道上的点抛出，则，
从到根据功能关系，
解得，B正确；
C.由上述分析滑块先后两次从半圆轨道抛出时的动能之比为：，C正确；
D.根据动能定理，合外力做的功等于动能变化量，滑块先后两次从半圆轨道抛出后的动能增加量之比为：：，D错误；
故选BC。
13.【答案】


【解析】该实验采用平抛运动来验证动量守恒，需要满足的条件是入射小球抛出时的速度方向必须水平，小球之间的磁撞必须是一维对心碰撞，故AC正确；
B.实验只需保证入射小球抛出时初速度相同，方向水平，斜槽不要求光滑，故B错误；
D.两小球发生碰撞时，入射小球质量应大于被碰小球质量，以免入射小球反弹沿斜槽上滑，故球的质量应小于球的质量，故D错误。
故选AC。
多次实验会在白纸上留下多个印迹，为了确定球的平均落点，应用一个最小的圆把尽可能多的印迹圈起来，因此，图乙中画的四个圆最合理的是。
设球入射速度为，碰后球的速度为，球的速度为，小球做平抛运动，则
根据题意有
其中为桌面高度，若碰撞过程中动量守恒，应有
代入相应数据，整理可得
14.【答案】
醉驾
偏大

【解析】电压表与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则有
解得
由电表改装可知改装后的电压表内阻为
由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该酒精气体传感器电阻
并联电阻为
解得
电压表读数为，则并联电压为
由串联分压原理可知
解得
电压表指针如图丁所示，并联电压为
由串联分压原理可知
而
联立代入数据解得此时酒精气体传感器的电阻为
由图乙可知酒精气体浓度大于，在醉驾范围内。
使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在处酒精浓度为，则酒精气体传感器与改装后的电压表所并联的电阻也增大，酒精气体传感器的电阻也增大，而酒精气体传感器的电阻小于真实的电阻，即所测的酒精气体浓度比真实值偏大。
15.解析：激光的光路图如图所示
设玻璃砖转过 角后，激光照射在光屏上的 点。由几何关系可知
解得
根据折射定律
解得
由于
从玻璃砖底面水平到绕点顺时针转过 过程中，入射角大于临界角时，入射激光将发生全反射。设当玻璃砖转过的角度恰好等于临界角，此时玻璃砖底边的延长线与光屏的交点为 点。如图所示
由几何关系可知
又
解得
根据几何关系可得
解得

16.解析：若无拦截，处炮弹在空中运动时间为
水平方向
解得
落地点到点的距离为
由题意可知，在炮弹发出
时被拦截，拦截弹运动时间为 ，设拦截弹的初速度大小为 。竖直方向
解得

17.解析：从开始下滑到与碰撞前，对物块，根据动能定理
与发生弹性碰撞，若、两物体碰撞后的速度分别为 和 ，以向右为正方向。由动量守恒可得
机械能守恒
联立得
，
滑块运动到点处对轨道压力最大，根据牛顿第二定律
由牛顿第三定律，滑块对圆轨道的最大压力
滑块在圆形轨道上运动到最高点处速度最小。如图所示，滑块在圆形轨道运动到最高点处，和圆心连线与水平方向夹角为 。
则由机械能守恒
又知
滑块在圆形轨道运动的最小速度
，
由问可知，滑块脱离圆轨道时速度 ，此后做斜上抛运动，由运动的对称性易知滑块从脱离圆轨道到再次落回圆轨道的水平位移为
又知
解得

18.【答案】在 轴方向上，粒子匀速运动
在 轴方向，粒子做匀减速运动
粒子加速度
联立得
粒子进入空间Ⅱ后做螺旋运动，当粒子速度刚好第二次与平面平行时，粒子恰好位于螺旋运动最高点，粒子运动了 ，根据洛伦兹力提供向心力
可得
在轴方向上，粒子做匀加速运动
，
联立得
粒子进入空间Ⅱ后做螺旋运动，粒子做圆周运动的半径为 ，根据洛伦兹力提供向心力可得
联立得
轴方向
所以
当粒子出空间Ⅱ时，正好运动到圆周运动最低点，沿轴方向速度为
粒子刚进入空间Ⅲ时的速度大小为
方向与 轴正方向成 ，粒子在空间Ⅲ中做匀速圆周运动，半径
所以能回到平面，所以轴坐标为
解得

第18页，共20页