山东济南市2021届高三（上）期末学情诊断考试物理试题（含答案）

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高中三年级学情诊断考试

物理试题

本试卷满分100分。考试用时90分钟。

注意事项：

1.答题前，考生务必用05毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。

2.回答选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其

它答案标号。

3.回答非选择题时，必须用05毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相

应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其

他笔。

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si图像。设小球运动的加速度为a,则图像的斜率为

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abed

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。己知纬度是指

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/s

C.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m、n2o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

图甲图乙

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丛=,

%8

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口，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

ABC

F一---------------F

------Ant•2m・3m-------►

A.OB.F—3Umg

C.FD.F+3umg

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vo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

B.

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

图甲图乙

A.图甲中Ri的电压减小

B图乙中Ri的电压减小

C图甲中流过R?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

B

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，弹簧的形变量为螫

k

D.剪断后，当A球上升到最高点时，弹簧的形变量为现

k

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。的顶角范围内

从轴线左端的0点射入磁场，电子速率均为vo,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9非常小时满足cos。=1,sin9=9,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=2〃""?％（n为合适的整效）

eL

B.磁感应强度应满足8=竺"殳（n为合适的整数）

eL

DOI

C管内直径应满足。2卫

71

D.管内直径应满足。2"

71

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。

图1

图2

（1）图片H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vJh

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）

图3

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400Q,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Ai（量程20mA,内阻ri约为3Q,读数记为h）；

②电流表A2（量程5mA,内阻r2=10Q,读数记为I2）;

③电压表V（量程15V,内阻Rv约为15KQ,读数记为U）；

④定值电阻Ri=590Q；

⑤定值电阻R2=U90Q；

⑥滑动变阻器R（0-10000）；

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:

图I

（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=o（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Ki,电路稳定后再接通K2

B.实验结束拆除电路时应先断开K,,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/=0.5m的金属圆环水平放置，长度为2/的粗细均匀的金属棒OP搭在圆环上

且一端。点与圆心重合，金属棒0P的电阻为R=4Q,转动时棒与圆环保持良好接触。额定电压为U=2V、

内阻为r=2C的电动机⑭通过导线分别连接棒上0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3=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U。

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4跨过小滑轮连接a、b两球，b球再

通过细绳4、&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。沿竖直方向，滑轮最高点P

与细绳12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/=0.5m,与b球之间的高度差为h=0.4m,

a球的质量为n=2kg,b球的质量为m2=lkg。某时刻将细绳&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。时，细绳13对b球的拉力；

（2）剪断细绳&后，b球运动至与M点等高处的速度大小；

（3）剪断细绳&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

iy

力

M

----------------•-------►

Opx

仆

Q

(i)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(Om,0.8m)处将小球a沿x轴正向以vo=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mi=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=10mH,求：

j7ni

。球b球

08—f

Z；r777777ZZZ/Z//Z////////Zz/ZZ//ZZ/Z///Z//ZZZZZZ/////////////

\O1.611.2x/m

(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。

高三年级学情诊断考试

物理评分标准

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。

题号12345678

答案ABDBCDAB

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，部分选对的得2分，有选错的得0分。

题号9101112

答案BCABDBCAC

三、非选择题:本题共6小题，共50分。

13.（6分）

（1）1.40（2分）

（2）AC（2分）

（3）BD（2分）

14.（8分）（1）电压表量程过大（2分）

（2）电路图（2分）

(4)A(2分)

15.（8分）解析

(1)(4分)电流方向bfa1分

.0+Ico八

E=BI---------1分

2

E-U

1分

-R

2

P=UI-I2r

P=0.5W1分

(2)(4分)。也=3/"“；2/“2分

UPO=UpQ+UQO1分

uP0=nv1分

16.(10分)解析：

(1)(3分)7Jsin=7^sin01分

7Jcos3+T2COS6-m2g+41分

Z=叫g

Ch

COSu——

T3=22N1分

方向竖直向下

(2)(3分)h}=l-(2/sin0-l)=0.4m1分

,,12

m1g九-n12gh=-n12V1分

v=2y[2mIs1分

V

（3）（4分）ax=—1分

%=g1分

a=M+《1分

a=2y/S9m/s21分

17.（12分）解析：

（1）（6分）设粒子在M点速度为vo,P点的速度为v

d-vQt1分

qE=ma1分

d=—at21分

2

(2)(6分)轨迹及几何关系如图所示，设P点速度与x轴夹角为0

sin6=忑1分

粒子做圆周运动时所对圆心角的一半为a,

a患-。

4

J

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,

2rsintz=\[2d2分

「/旦6dV5,

可得:r=------=---L=­d

2sina3v23

2垢

qvB=-1分

r

18.（16分）解析

（1）（6分）ab等高，竖直方向运动均为自由落体运动，且所有碰撞均为弹性碰撞，所以ab在竖直方向的

运动始终是同步的。

解得:1\0.451分

%a=%4=0.8加1分

Xb~2x01分

即当b球反弹到最高点时，a球正好也在最高点，二者发生碰撞，碰前a球速度沿水平方向，大