2022届山东省济宁市高三（上）期末物理试题（原卷版）

高三第一学期质量检测物理试题注意事项：1.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。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm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答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；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。每小题只有一个选项符合题目要求。1.质点甲、乙沿同一直线同方向运动，甲的位置-时间图像如图甲所示，乙的速度-时间图像如图乙所示，若2s末两质点相遇，下列说法正确的是（）A.甲的加速度为2m/s2B.1s末，甲、乙的间距最大C.1s末，甲在乙的前方D.t=0时刻，甲、乙的间距为1m2.如图所示，电源的电动势和内阻分别为E和r，在滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（）A.电路的总电阻先减小后增大B.电源的总功率先增大后减小C.电容器所带电荷量先减少后增多D.电源的效率先减小后增大3.2021年10月16日，中国神舟十三号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”。”飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道III上，神舟十三号飞船先被发送至半径为r1的圆轨道I上，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运动到远地点B处与天和核心舱对接。关于神舟十三号飞船，下列说法正确的是（）A.沿轨道II从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大B.沿轨道I运行时的机械能等于沿轨道II运行时的机械能C.沿轨道II运行的周期为D.沿轨道I运动到A点时的加速度小于沿轨道II运动到A点时的加速度4.黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板，已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ，不计黑板擦的重力。则黑板擦所受的摩擦力大小是（）A. B. C. D.5.某同学设计了测定磁场的磁感应强度B大小的实验，他用两根不可伸长的绝缘细线将质量为m、长为L的导体棒水平悬挂在方向竖直向下的匀强磁场中。当突然给导体棒通入大小为I的恒定电流，棒沿弧线“弹起”到最高点时，悬线与竖直方向的夹角刚好为53°，整个过程导体棒一直处于水平状态，其侧视图如图所示，已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（）

A.，电流方向为侧视图中垂直纸面向外B.，电流方向为侧视图中垂直纸面向外C.，电流方向为侧视图中垂直纸面向里D.，电流方向为侧视图中垂直纸面向里6.如图甲所示，战国时期开始出现的拨浪鼓现在为一种小型儿童玩具，其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为、的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量不同的小球、，其中。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接、的细绳与竖直方向的夹角分别为和，下列判断正确的是（）A.一定有 B.一定有C.一定有 D.和的大小关系与悬球质量有关7.如图所示，理想变压器原线圈接有一阻值为R的电阻，理想电压表V1的示数为110V，副线圈匝数为1100匝，接有一个阻值恒为RL的灯泡。绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，其示数为0.20V。已知RL：R=4：1，则原线圈的匝数为（）

A.225 B.550 C.1100 D.22008.如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v-t图像如图乙所示，2s末滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A.物体所受摩擦力方向一直沿传送带向上B.传送带的倾角θ=30°C.物体在传送带上留下的痕迹为6mD.物体在传送带上运动过程中产生的热量为24J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.如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，∠BAC=63.5°，O为圆心，半径R=5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，达到C点的粒子电势能为4eV（取O点电势为零）。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin53°=0.8。下列说法正确的是（）A.B点电势高于O点电势B.圆周上A点的电势最高C.圆周上A、B两点的电势差为4VD.匀强电场的场强大小为100V/m10.“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（）A.气流速度大小为B.单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为C.单位时间内风机做的功为D.若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为11.如图所示，水平面上足够长光滑平行金属导轨，左侧接定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN从图示位置以某一初速度沿导轨向右滑行，且与导轨始终垂直并接触良好，导轨电阻不计。则金属杆在运动过程中，穿过闭合电路的磁通量、金属杆的速度大小v、金属杆的加速度大小a、流过电阻R的电荷量q与位移x的关系图像正确的是（）A. B.C. D.12.如图所示，一顶角为直角的“∧”形光滑细杆竖直放置，质量均为m的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为k、原长为l0的轻质弹簧相连，弹簧处于原长状态。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。若弹簧的长度为l时弹性势能、重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.释放时金属环的加速度为 B.金属环的最大速度为C.两金属环之间最大距离为 D.金属环达到最大速度时重力的功率为三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为实验装置示意图。

（1）关于该实验以下说法正确的是__________。A.安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行B.平衡摩擦力时，撤去砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量MD.准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数即为小车受到的合外力（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度a=_________m/s2。

（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图丙所示的a-F图像，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车的质量为________kg（结果保留两位有效数字）。

14.某实验小组用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内电阻，其中R为电阻箱。（1）进行了如下的实验操作：①按图示电路进行连接，闭合开关之前，调节电阻箱的阻值为__________（选填“最大”或“最小”）；②闭合开关S1，把S2与1连接，调节电阻箱的阻值，记录对应的电压表示数U和电流表示数I；③以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线，如图乙所示。则待测电源的电动势E=______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留2位有效数字）。（2）上述操作测得电源内阻系统误差主要来源于__________________，为了消除这个系统误差，进行了如下的操作：闭合开关S1，把开关S2与2连接，当电阻箱的阻值为1.5Ω时，电压表的示数为1.0V，电流表的示数为0.4A。可求得电源内阻的精确值r'=____________Ω。15.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在中国北京和张家口举行。如图所示为简化后的雪道示意图，运动员以一定的初速度从半径R=20m的圆弧轨道AB末端水平飞出，落在倾角为θ=37°的斜坡上，已知运动员到B点时对轨道的压力是其重力的3倍，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：（1）运动员飞出圆弧轨道时的速度大小；（2）运动过程中运动员距斜坡的最大距离d及从B点到距斜坡距离最大时所用的时间t。16.在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场的分布区域是一边长为L的正方体，其底面与晶圆所在水平面平行，间距为2L。当偏转系统不加电场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：（1）离子通过速度选择器的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷；（2）偏转系统加电场时，离子从偏转系统底面飞出，注入到晶圆所在水平面的位置到O点的距离x。如图甲所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，沿x轴方向B与x成反比，如图乙所示。顶角θ=53°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨垂直并接触良好。已知t=0时，导体棒位于顶点O处，导体棒的质量为m=1.0kg，OM与ON接触点的总电阻恒为R=1.0Ω，其余电阻不计。回路电流i与时间t的关系如图丙所示，图线是过原点的直线。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：（1）t=2s时，回路电动势E；（2）0~2s时间内，导体棒的位移s；（3）0~2s时间内，水平外力的冲量I的大小；（4）导体棒滑动过程中，水平外力的瞬时功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的关系式。

如图所示，在水平直轨道上静止放置平板车A和长木板B，两者上表面齐平，可视为质点物块C以初速度v0从A的左端开始