山东省济南市实验中学高三下第一次测试新高考物理试题及答案解析

山东省济南市实验中学高三下第一次测试新高考物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。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，再选涂其它答案标号。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6小题，每小题4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。1、如图所示，半径为R的光滑半圆形刚性细杆竖直固定，O点为其圆心，AB为水平直径，在细杆的A点固定一个光滑的小圆环，穿过小圆环的不可伸长的细线一端与质量为4m的重物相连，另一端与质量为m且套在细杆上的带孔小球相连。开始时小球静止在细杆的C点，重物在A点正下方，细线恰好伸直，将重物由静止释放后，小球在重物拉动下沿细杆运动。已知重力加速度为g，当小球运动到P点时，重物下落的速度为（OP、OC均与水平方向成60°角）（）A． B．C． D．2、如图（甲）所示，质最m=2kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R=0.5m的薄圆筒上。t=0时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度ω随时间t的变化规律如图（乙）所示，小物体和地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是（）A．细线的拉力大小为4NB．细线拉力的瞬时功率满足P=4tC．小物体的速度随时间的变化关系满足v=4tD．在0-4s内，小物体受合力的冲量为4N•g3、已知动车组在水平轨道上运动时受到的阻力（k为阻力系数），其中和谐号动车组的阻力系数是复兴号动车组的1.2倍，和谐号动车组的了大速度约为270km/h，若复兴号动车组的额定功率约为和谐号动车组的1.44倍，则相同条件下，复兴号动车组在额功率下的最大速度约为（）A．330km/h B．300km/h C．290km/h D．260km/h4、如图所示，总阻值为R的正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°，下列说法正确的是（）A．第一次操作过程中线框产生的感应电流方向沿逆时针方向B．两次操作过程中经过线框横截面的电量之比为2∶1C．若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，则v1：v2=π：2D．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则v1：v2=2：π5、在地球上不同的地方，重力加速度大小是不同的。若把地球看成一个质量分布均匀的球体，已知地球半径为R，地球自转的周期为T，则地球两极处的重力加速度与赤道处的重力加速度之差为A． B． C． D．6、倾角为的斜面固定在水平面上，在斜面上放置一“”形长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为。平行于斜面的力传感器（不计传感器的重力）上端连接木板，下端连接一质量为m的光滑小球，如图所示，当木板固定时，传感器的示数为，现由静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，传感器的示数为。则下列说法正确的是（）A．若，则B．若，则C．若，则D．若，则二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是()A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0B．三角形A′B′C′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D．粒子再次回到D点所需的时间为8、如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，则（）A．当F＜2μmg时，A、B都相对地面静止B．当F＝时，A的加速度为C．当F＞3μmg时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过9、2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室，假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图所示，当它们在轨道运行时，下列说法正确的是()A．神州八号的加速度比天宫一号的大B．神州八号的运行速度比天宫一号的小C．神州八号的运行周期比天宫一号的长D．神州八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接10、如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）一端固定在A点，弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），且电场强度E=。初始时A、B、C在一条竖直线上，小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动，滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为L，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是A．小球在D点时速度最大B．若在E点给小球一个向左的速度v，小球恰好能回到C点，则v=C．弹性绳在小球从C到D阶段做的功等于在小球从D到E阶段做的功D．若保持电场强度不变，仅把小球电荷量变为2q，则小球到达E点时的速度大小v=三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）图甲是某学习小组设计组装成的多用电表的电路图，图中的是电池，是电池内阻，是欧姆调零电阻，分别与黑、红表笔相接。都是定值电阻，表头的满偏电流为，内阻为。已知，，。(1)图甲可知该多用电表有______个挡位可以测量直流电流。（填写正确答案前的字母）A．1B．2C．3D．4(2)该学习小组将“”端与“3”相接，将表笔短接，调节。进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势____（计算结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的_______（填“”“”或“”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。(3)通过测量得知表头的内阻。若“”端与“4”相连，则多用电表的最大量程为____；“”端与“5”相连进行测量时，指针位置如图丙所示，则电表的读数为______。12．（12分）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为m0的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．(1)正确进行实验操作，得到一条纸带。纸带的一部分如左图所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如右图所示。则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s；小车的加速度大小为___________m/s2(结果均保留两位有效数字)(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图所示．已知当地重力加速度g＝9.8m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，xOy为竖直面内的直角坐标系，在y轴两侧存在电场强度大小相等的匀强电场，y轴右侧电场方向竖直向下，y轴左侧电场方向竖直向上。y轴左侧还存在一个方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出），磁场边界与y轴相切于O点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，用长为l、不可伸长的绝缘细线悬挂在P点的钉子上，P点与坐标原点O的距离亦为l。将小球拉至细线绷直且与y轴负方向成60°角无初速释放，小球摆至O点即将进入磁场时细线恰好断裂。最终小球刚好击中P点的钉子，此时速度方向与y轴正方向成30°角。已知细线能承受的最大张力Fm=4mg，小球可视为质点，重力加速度为g，不计阻力。求：（1）电场强度的大小；（2）磁感应强度的大小和磁场区域的面积；（3）小球在x＜0区域运动的时间。（结果用m、q、l、g表示）14．（16分）如图所示，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管处于竖直平面内，，让两个小球（可视为质点）分别从顶点A由静止开始出发，一小球沿AC滑下，到达C所用的时间为t1，另一小球自由下落经B到达C，所用的时间为t2，在转弯的B处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计，sin37º=0.6，求：的值。15．（12分）如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上质量的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道小物体与轨道间无碰撞为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径，，小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面FG，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因数，，取不计空气阻力求：（1）弹簧最初具有的弹性势能；（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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。1、A【解析】

设重物下落的速度大小为，小球的速度大小为，由几何关系可知由能量关系联立解得故选A。2、D【解析】

AC．根据图象可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据得物体运动的加速度根据牛顿第二定律得解得细线的拉力大小为AC错误；B．细线拉力的瞬时功率故B错误；D．物体的合力大小为在0-4s内，小物体受合力的冲量为故D正确。故选D。3、A【解析】

两列车的阻力分别为：根据可得联立解得故选A。4、D【解析】

A．由右手定则可知，第一次操作过程中感应电流的方向为顺时针方向，选项A错误；B．由公式可知两次操作过程中经过线框横截面的电量相同，选项B错误；C．设线框的边长为L，若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出第二次以线速度v2让线框转过90°Q1=Q2所以选项C错误；D．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出第二次以线速度v2让线框转过90°得D选项正确。故选D。5、D【解析】

在两极：；在赤道上：，则；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确；6、D【解析】

AB．当木板固定时，对小球分析，根据共点力平衡有F1=mgsinθ静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，若μ=0，则整体沿斜面下滑时根据牛顿第二定律可得Mgsinθ=Ma解得a=gsinθ再以小球为研究对象，则有mgsinθ-F2=ma解得F2=0故AB错误；

CD．当木板沿斜面下滑时，若μ≠0，对整体分析，根据牛顿第二定律可得加速度为a=gsinθ-μgcosθ隔离对小球分析有mgsinθ-F2=ma解得F2=μmgcosθ则有F1：F2=mgsinθ：μmgcosθ=tanθ：μ解得故C错误、D正确。

故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】

A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；B．由几何知识可知，三角形A′B′C′的最短边长为2a＋2a，B错误；C．带电粒子做圆周运动的轨迹半径为r＝a＝速度为C正确；D．分析知粒子再次回到D点时，其运动轨迹对应的圆心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正确故选ACD。8、BCD【解析】

试题分析：根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为：fBm＝，因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为：fAB＝fBm＝，A、B间的最大静摩擦力为：fABm＝2μmg，因此，根据牛顿第二定律可知当满足：＝，且≤fAB＜2μmg，即≤F＜3μmg时，A、B将一起向右加速滑动，故选项A错误；当F≥3μmg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有：F－2μmg＝2maA，2μmg－＝maB，解得：aA＝－μg，aB＝，故选项C、D正确；当F＝时，对A和B整体受力分析有，，解得aA＝aB＝，故选项B正确．考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题．9、AD【解析】

根据万有引力定律和牛顿第二定律有：＝＝＝man，解得：v＝，T＝，an＝，由图可知神州八号的轨道半径比天宫一号的小，所以神州八号的运行速度比天宫一号的大，神州八号的运行周期比天宫一号的短，神州八号的加速度比天宫一号的大，故BC错误，A正确；神州八号通过加速后将做离心运动，可运行至较高轨道与天宫一号对接，故D正确。故选AD。10、ABD【解析】

A.对小球分析可知，在竖直方向由与，故支持力为恒力，即，故摩擦力也为恒力大小为从C到E，由动能定理可得由几何关系可知，代入上式可得在D点时，由牛顿第二定律可得由，将可得，D点时小球的加速度为故小球在D点时的速度最大，A正确；B.从E到C，由动能定理可得解得故B正确；C.由于弹力的水平分力为，和均越来越大，故弹力水平分力越来越大，故弹性绳在小球从C到D阶段做的功小于在小球从D到E阶段做的功，C错误；D.将小球电荷量变为，由动能定理可得解得故D正确；故选ABD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、B【解析】

（1）[1]根据表头的改装可知“”接“1”和“2”是电流挡，接“3”是电阻挡，接“4”和“5”是电压挡，所以该多用电表有2个挡位可以测量直流电流，故B正确，ACD错误。故选：B；（2）[2]“”端与“3”相接，由，可得：，根据闭合电路欧姆定律，结合图象乙，当Rx=0时，Ig=20mA；Rx=150Ω时，Ig=10mA。代入数据解得：，；[3]由可知，中值电阻为。即，因此该小组使用了多用电表的“”倍率的欧姆挡进行测量；（3）[4]若“”端与“4”相连，则有，解得：，即此时电表的最大量程为10V；[5]“”端与“5”相连时，最大量程为50V，由表盘可知最小分度值为1V，读数时估读到下一位，所以此时的读数为20.0V。12、0.47；0.70；0.33；大于；不需要；【解析】

（1）依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，那么计数点“2”时小车的速度大小为：；根据∆x=aT2结合逐差法可得：。（2）根据牛顿第二定律可知mg-μ（M-m）g=Ma，解得，由图可知，-μg=-3.3，解得μ=0.33；

μ的测量值大于真实值，原因是滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等；

（3）在此实验中，由于把小车和砝码的质量作为了整体，结合第二问可知，不需要满足悬挂钩码质量远小于木块和槽中的钩码总质量；【点睛】此题在求解加速度时还可这样做：纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，这种等效替代的方法减小了解题难度，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)；(2)，；(3)【解析】

（1）设小球从静止释放运动到O点时的速率为v0，由动能定理得在O处细线恰好断裂，由牛顿第二定律得而Fm=4mg联立解得，（2）由前面分析可知小球在O处进入磁场后，重力与电场力恰好平衡，粒子做匀速圆周运动。出磁场后做匀速直线运动到达P处。粒子运动轨迹如图所示O1、O2分别为轨迹圆心、磁场圆心，设r、R分别为轨迹圆、磁场圆的半径，根据几何关系有解得由牛顿第二定律得解得方向垂直于纸面向外；由几何关系可知，解得（3）小球在磁场中运动轨迹所对的圆心角为，所用的时间出磁场后匀速直线运动，所用时间故小球在x<0区域运动的时间1