山东省滨州市高三上学期期末考试物理试题

高三物理试题注意事项：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。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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.日晕是一种大气光学现象。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的单色光，形成围绕太阳的彩色光环，如图甲所示。图乙为一束太阳光射到一冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（）A.在冰晶中，b光的折射率大B.在冰晶中，a光的传播速度比b光小C.相同条件下，b光的衍射现象更明显D.相同条件下，a光的双缝干涉条纹间距小【答案】A【解析】【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，b光的折射角小于a光的折射角，即根据折射率公式可知故A正确；B．因为所以故B错误；C．b光的折射率大于a光的折射率，故b光的频率大于a光的频率，即根据可知故a光的衍射现象更明显，故C错误；D．根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距较小，故D错误；故选A。2.如图所示，一圆筒固定在水平地面上，圆筒底面光滑，侧面粗糙。一物块紧贴圆筒内壁开始滑动。在物块滑动过程中，其速率随时间变化的图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】物块紧贴圆筒内壁开始滑动，竖直方向受力平衡，水平方向圆筒侧面的弹力提供向心力，则有由于圆筒侧面粗糙，所以物块滑动过程受到侧面的滑动摩擦力作用，物块做减速运动，则有可知随着物块速度的减小，滑动摩擦力逐渐减小，则滑动摩擦力产生的加速度大小逐渐减小，可知速率随时间变化的图像的切线斜率绝对值逐渐减小。故选C。3.北京时间2023年12月15日，我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。某遥感卫星沿地球同步轨道运行，关于该遥感卫星，下列说法正确的是（）A.其运行速度等于7.9km/sB.其向心加速度大于放在赤道上的物体的向心加速度C.其向心加速度大于地球表面的重力加速度D.已知该卫星的轨道半径和地球自转的周期，不能求出该卫星的线速度大小【答案】B【解析】【详解】A．在环绕模型中，卫星所受的万有引力提供做圆周运动的向心力，即解得因为7.9km/s是近地卫星的环绕速度，且因为近地卫星的环绕半径比地球同步卫星小，则该遥感卫星的线速度小于近地卫星的线速度，即其运行速度小于7.9km/s。故A错误；B．因为该卫星与赤道上的物体环绕周期和角速度相等，则根据可知卫星的环绕半径大于赤道上的物体随地球做圆周运动的半径，则其向心加速度大于放在赤道上的物体的向心加速度。故B正确；C．根据解得该卫星的向心加速度设地球半径为，地球表面的重力加速度符合解得因为则故C错误；D．地球的自转周期与该卫星做圆周运动的周期大小相等，则根据该卫星的轨道半径和环绕周期都已知，则能求出该卫星的线速度大小。故D错误。故选B。4.如图所示为一个正六角星，每条边长都相同，每个顶角均为60°。现在B、E两点各放一个正点电荷，C、F两点各放一个负点电荷，且四个点电荷电荷量大小相等。下列说法正确的是（）A.A、D两点场强相同B.A点电势高于D点电势C.将一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到D点，电场力始终不做功D.将一个带正电的试探电荷从G点沿直线移动到H点，电场力先做正功后做负功【答案】C【解析】【详解】A．根据电场强度的矢量叠加法则及对称性可知，A、D两点场强大小相等，方向不同，故A错误；B．将B、F两点电荷和C、E两点电荷分别看作两对等量异种点电荷，则AD连线均为其垂直平分线，又等量异种点电荷的垂直平分线是其等势线，所以A、D两点电势相等，故B错误；C．因直线AD是等势线，所以将一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到D点，电场力始终不做功，故C正确；D．同理，将B、C两点电荷和F、E两点电荷分别看作两对等量异种点电荷，则GH连线为其垂直平分线，也是其等势线，将一个带正电的试探电荷从G点沿直线移动到H点，电场力不做功，故D错误；故选C。5.一种升降电梯的原理图如图甲，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为M=1200kg和m=800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动（轿厢A、配重B一直未与滑轮相撞）。不计空气阻力和摩擦阻力，重力加速度g取10m/s。轿厢A向上运动过程中的vt图像如图乙。下列说法正确的是（）A.0~5s内电动机对外做功B.5s~8s内配重B处于失重状态C.0~3s内配重B下面绳子拉力为零D.0~8s内绳子拉力对轿厢A的最大功率【答案】A【解析】【详解】A．图象与坐标轴围成的面积表示位移，0~5s内，轿厢的位移为0~5s内，根据动能定理有解得0~5s内电动机对外做功为故A正确；B．图象的斜率表示加速度，5s~8s内斜率为负值，则轿厢有向下的加速度，则配重B有向上的加速度，处于超重状态，故B错误；C．0~3s内，轿厢的加速度为设A、B间的缆绳拉力为，重物B下端的缆绳拉力为，对轿厢，根据牛顿第二定律有对配重B，根据牛顿第二定律有解得，故C错误；D．时，轿厢A的速度最大，A、B间的缆绳拉力最大，则时绳子拉力对轿厢A的功率最大，为故D错误。故选A。6.如图甲所示电路，电源内阻，为一定值电阻，为一滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。闭合开关，将滑动变阻器的滑片从A端逐渐滑到B端的过程中，得到的功率随电压表示数的变化规律如图乙，电压表示数与电流表示数的关系图像如图丙。下列说法正确的是（）A.电源的电动势大小为4.5V B.定值电阻的大小为3C.图乙中的值为1.5W D.图丙中的值为4.5V【答案】D【解析】【详解】A．电压表测滑动变阻器两端的电压，则电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律整理得的最大功率对应的电压值为3V，当内外电阻相等，即路端电压为电动势的一半时，取得功率最大，则所以故A错误；B．根据IU的关系式可知故B错误；CD．根据IU的关系式可知当I=0.5A时则故C错误，D正确。故选D。7.随着科技的发展，无人机越来越多的走进人们的生活。如图是一架无人机正在对一只趴在地上不动的小刺猬进行拍摄。无人机在刺猬的上空以刺猬所在竖直线为中轴线，在水平面内做匀速圆周运动，已知无人机的质量为m=1.6kg，飞行的角速度大小为，无人机到小刺猬的距离为r=5m，其轨道中心距小刺猬高度为h=4m，小刺猬和无人机均可看作质点，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（）A.空气对无人机的作用力方向竖直向上B.空气对无人机的作用力大小为12NC.由于无人机飞行时要消耗电能，所以其机械能是不断增加的D.当无人机运动到B点时，突然从无人机上掉落一个小物体，不计空气阻力的影响，小物体落地时距离小刺猬为【答案】D【解析】【详解】A．对无人机受力分析，如图所以空气对无人机的作用力方向与竖直向上成角，故A错误；B．因为无人机在水平面内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律由几何关系其中联立解得，空气对无人机的作用力大小为故B错误；C．因为无人机在水平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能不变，故无人机的机械能不变，故C错误；D．当无人机运动到B点时，突然从无人机上掉落一个小物体，小物体做平抛运动，则，联立可得作出物体下落过程中的俯视图，如图所示则小物体落地时距离小刺猬为故D正确。故选D。8.吸附式爬壁机器人将机器人移动技术与壁面吸附技术相结合。在一项测试实验中，机器人沿着竖直墙壁竖直上爬，机器人利用电池产生的电能进行驱动。已知机器人总质量为m，电池输出功率恒为P，机器人在某次正常工作时，由静止出发，经过t时间后速度达到最大值，假设此过程中机器人所受墙壁的阻力恒定，空气阻力不计。电池输出功率的η倍转化为牵引机器人前进的机械功率，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.机器人静止平衡时，墙壁施加给机器人的力为mgB.t时间内，机器人前进的距离为C.机器人所受墙壁的阻力大小为D.机器人的速率为时，机器人的加速度大小为【答案】AB【解析】【详解】A．机器人静止平衡时，对机器人受力分析，机器人受重力mg，墙壁对机器人的支持力及墙壁对机器人的静摩擦力，由于合力为零，因此墙壁施加给机器人的力与机器人自身受到的重力等大反向，为mg，故A正确；C．根据机车启动，机器人达到最大速度时有解得故C错误；B．根据动能定理得联立解得故B正确；D．机器人恒定功率启动，有对机器人受力分析，由牛顿第二定律得联立解得故D错误；故选AB。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.O点为波源，形成的简谐横波同时沿x轴正方向和负方向传播。当O点振动0.6s时，沿x轴正方向的波传到x=6m处的点P，此时波形如图所示。下列说法正确的是（）A.波源的起振方向沿y轴正方向B.平衡位置在和处的两质点间的距离为半个波长，两质点振动方向始终相同C.在0~0.6s内，平衡位置在的质点运动总路程为5mD.从图示时刻开始计时，处的质点，简谐运动的表达式为【答案】BD【解析】【详解】A．根据同侧法，可知，质点P的起振方向沿y轴负方向，由于质点起振方向与波源的起振方向相同，可知波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B．根据图像可知，波长为4m，和处的两质点间的距离为2m，可知间距为半个波长，由于和处的两质点在波源两侧，距离波源间距相等，均为四分之一波长，根据图像可知，两质点振动方向始终相同，故B正确；C．波在介质中传播的速度周期为则波传播到平衡位置在的质点经历的时间可知，在0~0.6s内，平衡位置在的质点运动的时间可知，平衡位置在的质点运动总路程为故C错误；D．一个完整规则振动方程为从图示时刻开始计时，处的质点，由于其起始点位移为负值，根据题干中的波形图平移可知，从图示时刻开始计时，处的质点第一次到达平衡位置的时间为可知，将上述完整规则的振动方程的波形向左平移便可得到处质点的振动方程，则其简谐运动的表达式为结合相关数据解得故D正确。故选BD。10.如图所示，等腰梯形ABCD区域内，存在垂直该平面向里的匀强磁场，已知磁感应强度，，，。O为DC边上一点，，O点处有一粒子源，能沿垂直AD边的方向发射速度大小不等的同种带电粒子，带电粒子的质量为，电荷量为，粒子重力不计。下列说法正确的是（）A.从A点飞出的粒子速度大小为32m/sB.AB边与CD边可飞出粒子的区域长度之比为1∶2C.粒子在磁场中运动的最长时间为D.BC边会有部分区域有粒子飞出【答案】B【解析】【详解】A．由几何关系可知，从A点飞出的粒子的运动轨迹半径为由可得从A点飞出粒子速度大小为故A错误；BD．由几何关系可知，若粒子速度较大，则粒子可能从AD边靠近垂足点E处射出磁场，随着粒子速度减小，射出点逐渐向A点靠近，当粒子速度再减小，运动轨迹刚好与AB边相切，若速度再小，粒子将在磁场中偏转从CD边射出磁场，即BC边不会有部分区域有粒子飞出；当粒子速度恰好合适，刚好与AB边相切，此时偏转半径满足关系解得且AB边有粒子射出的区域长度为从AB边相切射出的粒子距O点右侧最远，粒子速度再变小最远距离至O点均有粒子射出，即CD边有粒子射出的区域长度为AB边与CD边可飞出粒子的区域长度之比为1∶2，故B正确，D错误；C．粒子在磁场中以角度从CD边射入磁场，当粒子仍然以角度从CD边射出磁场，则运动的最长时间，此时有故C错误；故选B。11.如图，O、A、B是固定斜面上的三个点，BO间的竖直高度为h，AO间的竖直高度为2h。一质量为m的小球从O点抛出，垂直撞在斜面上的A点，被垂直反弹后恰好落在斜面上的B点。空气阻力忽略，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.由O点运动到A点和由A点运动到B点的时间之比为B.由O点运动到A点和由A点运动到B点的时间之比为C.撞向A点的速度与从A点反弹的速度之比为D.撞向A点的速度与从A点反弹的速度之比为【答案】BD【解析】【详解】设撞向A点的速度大小为，从A点反弹的速度大小为；从O点运动到A点逆向看成从A点运动到O点，将小球在空中的运动分别为垂直斜面和沿斜面的两个分运动，垂直斜面方向上有沿斜面方向有同理，小球从A点运动到B点过程，垂直斜面方向上有沿斜面方向有联立可得小球由O点运动到A点和由A点运动到B点的时间之比为小球撞向A点的速度与从A点反弹的速度之比为故选BD12.如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在沿竖直方向的、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。某时刻使左侧的导体棒获得大小为的向左的初速度，两棒始终处于磁场中，导体棒与导轨间接触电阻不计。则下列结论正确的是（）A.运动过程中a、b棒系统动量守恒B.最终处于稳定状态两导体棒速度大小都C.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中流过导体棒a截面的电荷量D.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中，导体棒a上产生的热量为【答案】BC【解析】【详解】A．由于两个导体棒通过的电流相等，根据右手定则判断出初始电流方向为逆时针方向，根据左手定则两棒受到的安培力都向右，则合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B．当两棒产生的感应电动势相等时，电流为零，两棒均做匀速直线运动，由于两棒相同，则最终速度大小相同均设为v，由于变速过程中，电流大小相同，则安培力大小相同，加速度大小始终相同，则速度变化量大小相同，则有解得故B正确；C．对a，根据动量定理解得故C正确；D．系统损失的动能转化为热量，根据能量守恒导体棒a上产生的热量故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.实验小组用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。由气垫导轨下的刻度尺测得光电门1、2之间的距离为L，遮光条通过光电门的时间可通过与光电门相连的数字计时器读出。用天平测得滑块和槽码的质量分别为M和m，重力加速度为g。（1）用游标卡尺测量该遮光条的宽度，如图乙所示（冲齐的刻度图中已做标识），则遮光条的宽度d=___________cm。（2）水平气垫导轨充气后，滑块由静止释放，运动过程中槽码未落地，记录滑块经过光电门1、2的遮光时间分别为、，滑块经过光电门1到光电门2的过程中，系统重力势能的减少为___________，系统动能的增加为___________。（用题中字母表示）【答案】①.0.344②.③.【解析】【详解】（1）[1]50分度的游标卡尺分度值为0.02mm，所以遮光条的宽度为（2）[2][3]滑块经过光电门1、2的速度分别为，所以系统重力势能的减少为系统动能的增加为14.随着科技的发展，半导体二极管广泛应用于各种电子产品的指示灯、各种仪表的指示器以及照明电源中。实际二极管的正向导通电阻并不为零，反向截止电阻也不是无穷大。某学校物理兴趣小组的同学设计了以下方案研究某型号二极管的正向阻值，（1）第一步，他们使用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻。①多用电表的黑表笔应与二极管的______极相连（选填“正”或“负”）；②使用“×10”倍率测量，多用电表的表盘如图所示。（2）第二步，他们设计电路用电压表和电流表描绘该二极管正向导通的伏安特性曲线，现有器材如下：电压表V（量程3V，内阻约2000Ω）电流表A（量程60mA，内阻约1Ω）滑动变阻器R（总电阻约20Ω）电源E（电动势4V）电键S，导线若干①在虚线方框中画出实验电路原理图______；②连接实物图，得到多组（U—I）数据，描绘出图像如图。由图像可知，随二极管两端电压升高，其电阻值______（填“增大”、“不变”或“减小”）。③现将阻值为的定值电阻与该二极管串联，并与一电动势为3V、内阻不计的电源组成闭合电路，二极管上的电压为正向电压，则二极管的电功率为______W（结果保留3位有效数字）。【答案】①.正②.③.减小④.【解析】【详解】（1）①[1]根据用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，要测二极管的正向电阻时，应将黑表笔与二极管的正极相连。（2）①[2]根据（1）②中的二极管正向电阻测量过程可知电阻大小为根据题目器材中的电压表内阻和电流表内阻可知所以电流表应选择内接，为调节方便，并有尽可能高的精度，滑动变阻器应用分压式。电路设计如下图所示②[3]根据二极管正向电阻由图像可知，随二极管两端电压升高，其电阻值减小。③[4]设定值电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知二极管上的电压整理可得在图像中作图则与二极管的伏安特性曲线交点为，则二极管的电功率为15.已知光从折射率为的介质射入折射率为的介质时，入射角和折射角满足关系式：。一个选用价格低廉易加工的透光亚克力板制成的容器，容器内装某种液体，外侧是空气。一束激光以某一角度从空气中入射至液体上表面的M点。光线进入液体时发生折射，然后照射至容器竖直内壁上的点P。在P点发生折射和反射，反射光线照射到容器水平底部的N点，进入器壁的折射光线在射出容器时恰好发生全反射，通过测量可知，。求透明液体的折射率。【答案】【解析】【详解】设透明液体的折射率为n1，容器壁的折射率为n2，在P点发生反射和折射，入射角为，折射角为，根据光的反射可知根据光的折射因为进入器壁的折射光线在射出容器时恰好发生全反射联立可得16.在物理学习中，我们经常迁移应用已学到的知识去更好地处理更多的问题。例如在研究曲线运动时，可以把大段的曲线看作由很多很短的小段曲线组成，每一小段都可以看作一个圆周运动的一部分，该圆的半径我们称为曲线在该点的曲率半径，如图1所示。2023年12月14日15日，一场大雪降临，某滑雪场修建了一个抛物线形的大型滑道，如图2所示，轨道末端切线水平，滑道最高点距离水平地面H=3.6m，末端O点距离水平地面h=1.8m。一个滑雪爱好者从滑道顶端A点由静止滑下，滑到滑道末端O点之后离开滑道落到下方的水平地面上。已知滑雪者及其装备总质量为m=60kg，滑雪者从滑道顶端滑下后离开滑道后的运动曲线与滑道曲线关于O对称，如图所示。不计一切阻力的影响，滑雪者可看作质点，重力加速度g取。（1）若已知滑道末端O点处的曲率半径为3.6m，求在O点滑道对滑雪者的支持力大小；（2）求滑雪者落地时的速度大小和方向；（3）求滑雪者在滑道A点处对轨道的压力大小。【答案】（1）1200N；（2），与水平方向的夹角为；（3）【解析】【详解】（1）不计一切阻力的影响，滑雪者从A点到O点由动能定理可得解得在O点对滑雪者由牛顿第二定律得解得在O点滑道对滑雪者的支持力大小（2）滑雪者离开O点做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，由解得滑雪者落地时竖直方向的速度大小为滑雪者落地时的速度大小速度方向与水平方向夹角的正切值为解得滑雪者落地时的速度方向为与水平方向的夹角为。（3）由于滑雪者从滑道顶端滑下后离开滑道后的运动曲线与滑道曲线关于O对称，所以滑雪者在滑道A点处对轨道的倾角为，滑雪者在滑道A点处轨道对滑雪者的支持力大小为由牛顿第三定律可知滑雪者在滑道A点处对轨道的压力大小为。17.如图，xOy坐标系第一象限内有一个以（0，）为圆心、以R为半径半圆形区域I，该区域内既没有电场也没有磁场，第一象限除半圆形外的区域Ⅱ以及第四象限内均存在垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场。第二象限内矩形区域OABC内有沿y轴负方向的匀强电场。大量带电粒子，从AB边沿不同方向射入矩形电场区域，所有射入电场区域的粒子均从C点沿x轴正方向离开电场区域。已知，带电粒子电荷量为q。质量为m，、，电场强度大小为E，所有磁场磁感应强度大小均为，粒子重力不计。求：（1）带电粒子在匀强磁场中轨道半径的范围；（2）入射粒子中速度最小粒子的入射点坐标；（3）带电粒子从C点进入区域Ⅱ磁场，到第1次进入半圆形区域I所用的最短时间；（4）第（3）问中的粒子，最终打到y轴上的（0，）点，该粒子整个过程的运动时间。【答案】（1）；（2）（，）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）设带电粒子从C点离开电场的速度为，根据逆向思维可知带电粒子在电场中有，，又带电在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得联立解得（2）带电粒子在电场中有联立可得带电粒子射入电场时的速度为根据数学知识可知，当即时，入射粒子速度最小，则入射粒子中