山东省潍坊市高密市2024-2025学年高三上学期期末联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年山东省高密市高三（上）期末联考物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.某同学用单色光a、b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a、b的说法中正确的是（）A.单色光a比单色光b更容易发生明显衍射B.单色光a的频率小于单色光b的频率C.单色光a光子能量大于单色光b的光子能量D.在同一玻璃砖中单色光a的传播速度比b大【答案】C【解析】用单色光a、b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a比单色光b波长短，频率大，折射率大。A．单色光a比单色光b波长短，单色光a比单色光b更不容易发生明显衍射，故A错误；B．单色光a的频率大于色光b的频率，故B错误；C．根据可知，单色光a的光子能量大于单色光b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a的传播速度比b小，故D错误。故选C。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，a端在上、b端在下，绳长20km，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.a端电势比b端电势高B.a端电势比b端电势高C.a端电势比b端电势低D.a端电势比b端电势低【答案】A【解析】电缆绳竖直，a端在上、b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B与L的夹角为，由法拉第电磁感应定律可知由右手定则可知，a端电势比b端电势高。故选A。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g，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【答案】A【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，故BCD均错误，A正确；故选A。4.2024年9月24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8颗卫星发射升空。火箭点火后，某时刻燃气喷出的速度为v，喷口处燃气密度为，火箭及所有载荷的质量为M，重力加速度为g，喷口的面积为S，此时火箭的加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】火箭点火后，对燃气，由动量定理可知对火箭，根据牛顿第二定律可知联立以上公式得故选B。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T，P、N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P、N两点线速度之比为D.探测器在霍曼转移轨道上P、N两点加速度之比为【答案】D【解析】A．设地球绕太阳公转轨道半径为

r

，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，A错误；B．设地球绕太阳公转轨道半径为

r

，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B错误；C．根据开普勒第二定律P、N两点线速度之比为3：2，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P、N两点加速度之比为，D正确。故选D。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abcda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1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.【答案】C【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abcda，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abcda，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.如图所示，某同学将篮球自空中P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Q点时速度方向水平。P、Q两点连线与水平方向夹角为，重力加速度为g，，。则篮球运动到Q点时的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根据运动的独立性可知，竖直方向水平方向由几何关系联立解得，篮球运动到Q点时的速度故选C。8.a、b、c三点在同一平面内，a、b间的距离为L，a、c间距离为2L，且。已知在该平面内仅有一带负电的点电荷，电量大小为Q，且a、b、c三点的电势相等，现将一电量为q的正检验电荷从a点沿连线移到c点，下列说法正确的是（）A.a、b两点的场强相同 B.从a到b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【答案】D【解析】由于该平面内仅有一带负电的点电荷，电量大小为Q，且a、b、c三点的电势相等，故该点电荷位于a、b、c三点组成的三角形的外接圆的圆心上，又因为a、b间的距离为L，a、c间距离为2L，且，故点电荷位于a、c连线的中点上，如图所示A．根据点电荷产生的电场强度的特点，可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；B．从a到b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a到b过程，检验电荷的电势能先减少后增大，故B错误；CD．由几何关系知，检验电荷从a点沿连线移到c点的过程中，离场源电荷最近的距离故电场强度的最大值故C错误，D正确。故选D。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5Hz的频率上下抖动长绸带的一端，“抖”出了一列以O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P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P通过的路程为150cmC.质点P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【答案】AC【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P点在波谷，P点在时间内的路程为代入得故B错误；C．在0时刻，P点处于波谷，即可知即初始相位为又由于，根据，得故质点P的振动方程为故C正确；D．机械波的波速在相同的介质中保持不变，根据可知，在频率加快后，波长减小，故D错误。故选AC。10.如图所示，M、N是水平放置的平行板电容器的两极板，下极板N接地，两极板与电源相连，电源两端电压恒定。开关S闭合，一油滴静止于P点。下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.保持开关S闭合，仅将M板向上平移一小段距离，电容器的带电量减少C.断开开关S，仅将N板向上平移一小段距离，则油滴电势能增加D断开开关S，仅将N板向上平移一小段距离，则油滴向上运动【答案】BC【解析】A．由题意可知，油滴受到的电场力方向竖直向上，由于M板带正电，故油滴带负电，A错误；B．保持开关S闭合时，两板间电压不变，将M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；CD．断开开关S，极板上电荷量不变，将N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N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.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R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B的匀强磁场。粗细均匀、质量为m的直导体棒ab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Q时导体棒恰好减速到0。已知导轨间距为L，导体棒ab连入电路部分的电阻为R，重力加速度为g。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a流向bB.定值电阻R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【答案】AD【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a流向b，故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E为导体棒切割磁感线产生的电动势，导体棒切割磁感线产生的电动势最大值为，故定值电阻R两端的最大电压为，故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故C错误；D．根据能量守恒定律有其中x为导体棒上滑的最大距离，解得故D正确。故选AD。12.如图所示，水平地面与竖直面内的半圆形轨道相切于b点，半圆形轨道内壁贴有非常薄的光滑内膜，轨道半径为R。a、b间的距离为4R，一质量为m的滑块将弹簧压缩至a点后由静止释放，滑块恰能从半圆轨道的最高点c抛出。若撤去光滑内膜，将滑块再次压缩至a点，释放后滑块恰能从半圆轨道上的d点抛出，已知滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.25，dO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a点时的弹性势能大小为3mgRB.撤去内膜滑块沿半圆轨道由b到d机械能的减少量为0.3mgRC.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【答案】BC【解析】A．滑块恰能从半圆轨道的最高点c抛出，则有解得从a点到c点，根据功能关系可得故A错误；B．dO连线与竖直方向的夹角为，滑块恰能从半圆轨道上的d点抛出，则有从a到d根据功能关系可得联立解得故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故C正确；D．根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，滑块先后两次从半圆轨道抛出后的动能增加量之比为故D错误。故选BC。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O点是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，球1从斜槽上同一点释放，未放球2时平均落点到投影点的水平距离。放上球2后球1的平均落点到O点的水平距离，球2的平均落点到O点的水平距离。（1）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2的半径等于球1的半径D.球2的质量大于球1的质量（2）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2的平均落点，图乙中画的四个圆最合理的是______（用图中字母a、b、c、d表示）；（3）已知球1的质量为，球2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。【答案】（1）AC（2）c（3）【解析】【小问1详析】AC．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2的质量应小于球1的质量，故D错误。故选AC。【小问2详析】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c。【小问3详析】设球1入射速度为v，碰后球1的速度为v1，球2的速度为v2，小球做平抛运动，则根据题意有其中h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.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R与酒精气体浓度c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E为3.0V，内阻r为1.3Ω）B．电压表V（满偏电压为0.6V，内阻为80.0Ω）C．电阻箱R1（最大阻值9999.9Ω）D．电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）E．开关及导线若干（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱R1串联改装成量程为3V的电压表，则应将电阻箱R1的阻值调为______Ω；（2）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0.4V处，则应将电阻箱R2的阻值调为______Ω；（3）已知酒精气体浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶。在完成步骤（2）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）；（4）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”）。【答案】（1）320.0（2）32.0（3）醉驾（4）偏大【解析】【小问1详析】电压表V与电阻箱R1串联改装成量程为3V的电压表，则有解得【小问2详析】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0.4V，则并联电压为由串联分压原理可知解得【小问3详析】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0.8mg/mL，在醉驾范围内。【小问4详析】使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在0.4V处酒精浓度为0，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。四、计算题：本大题共4小题，共40分。15.如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖平放在水平桌面上，O点为其圆心，玻璃砖底面距离为d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A点沿半径方向照射O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O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c，求：（1）玻璃砖对入射激光折射率；（2）从玻璃砖底面水平到绕O点顺时针转过过程中，激光在光屏上的落点移动的距离L。（结果可保留根号）【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】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【小问2详析】由于从玻璃砖底面水平到绕O点顺时针转过过程中，入射角大于临界角C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C，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.某科技小组进行模拟军事演练。A、B两地在同一高度，相距，从A地向B地发射一枚炮弹，初速度大小为，与水平方向成，炮弹发射后6s，B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8s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：（1）若不采取拦截措施，炮弹将落距B点多远处；（2）地发出的拦截弹初速度的竖直分量大小。【答案】（1）400m（2）127.5m/s【解析】【小问1详析】若无拦截，A处炮弹在空中运动时间为水平方向解得落地点到B点的距离为【小问2详析】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.如图所示，ABCD为竖直面内的轨道，其中AB为弧形，BC水平，CD是半径的圆，各轨道平滑连接且均光滑。现将质量为的滑块p从离BC平面高的轨道上的A点由静止释放，之后与静止在B处的滑块q发生弹性碰撞。已知滑块q的质量，两滑块均视为质点，重力加速度大小为。求：（1）滑块q对圆轨道的最大压力；（2）滑块q在圆形轨道上运动的最小速度大小；（3）滑块q从脱离圆轨道到再次落回圆轨道的运动时间。【答案】（1）108N，竖直向下（2）（3）【解析】【小问1详析】从开始下滑到与q碰撞前，对物块p，根据动能定理与q发生弹性碰撞，若q、p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q运动到C点处对轨道压力最大，根据牛