山东省青岛市2021届高三上学期9月调研质量检测物理试题

这是一份山东省青岛市2021届高三上学期9月调研质量检测物理试题，共19页。试卷主要包含了3s时弹簧处于原长状态， 等内容，欢迎下载使用。
2020年高三年级期初调研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。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。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. 酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，该现象是由下列光的哪种现象造成的（　　）A. 光的折射 B. 光的全反射 C. 光的干射 D. 光的衍射【答案】B【解析】【详解】酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近层的空气，温度比上层高，密度比上层小，折射率也比上层小，光照射时发生全反射；即柏油公路上出现的这种现象是由光的全反射造成的。故选B。2. 某个物理量D的变化量ΔD与发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做这个量D的变化率，下列说法正确的是（　　）A. 若D表示质点做平抛运动的速度，则逐渐增大B. 若D表示质点做匀速圆周运动的线速度，则是恒定不变的C. 若D表示质点的动量，则越大，质点所受冲量就越大D. 若D表示穿过线圈的磁通量，则越大，线圈中的感应电动势就越大【答案】D【解析】【详解】A. 若D表示质点做平抛运动的速度，则表示平抛运动的加速度，而平抛运动的加速度是重力加速度，大小和方向都不变，A错误；B. 若D表示质点做匀速圆周运动的线速度，则表示匀速圆周运动的向心加速度，向心加速度的大小不变，方向时刻变化，不是恒定不变的，B错误；C. 若D表示质点的动量，则表示物体所受到的合外力，合外力越大，质点所受冲量不一定大，还与力的作用时间有关，C错误；D. 若D表示穿过线圈的磁通量，则由法拉第电磁感应定律解得越大，线圈中的感应电动势就越大，D正确。故选D。3. 今年夏天由于降雨量过大，部分地区爆发了洪水，政府部门积极应对展开救援工作。如图，一架直升机通过轻绳打捞洪水中质量为m的物体，由于流动的水对物体产生水平方向的冲击，使轻绳张紧且偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成角，下列说法正确的是（　　）A. 物体受到3个力的作用B. 绳子的拉力为C. 绳子的拉力可能小于mgD. 物体受到洪水的水平方向的作用力等于绳子的拉力【答案】C【解析】【详解】A．物体受到重力、绳子的拉力、水的冲击力以及水的浮力，共4个力的作用，选项A错误；BC．绳子的拉力为则绳子的拉力可能小于mg，选项B错误，C正确；D．物体受到洪水的水平方向的作用力等于绳子的拉力的水平分量，选项D错误。故选C。4. 如图，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向下。下列说法正确的是（　　）A. 该简谐波是纵波B. 该简谐波的最大波长为4LC. 时，P在平衡位置上方D. 时，P的速度方向竖直向上.【答案】D【解析】【详解】A．质点的振动方向与传播方向在同一条直线上的波是纵波。该质点的振动方向与传播方向垂直，是横波，A错误；B． t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向下，且O、P的平衡位置间距为L，则解得当n=0时，波长最大 ，B错误；C． t=0时， P的位移恰好为零，速度方向竖直向下，时，恰好达到负最大位移处，时，在平衡位置下方，C错误；D．时，从负最大位移处向正最大位移处运动，速度方向向上。时，P的速度方向竖直向上。D正确。故选D。5. 云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的性质。放射性元素A的原子核静止放在某匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B，粒子与新核B在磁场中运动的轨迹恰好为两个外切圆，测得两圆的半径之比为42：1。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（　　）A. 放射性元素A原子核发生的是衰变B. 新原子核B的核电荷数为42C. 衰变放射出的粒子与新核B的动量相同D. 如果A原子核衰变时释放出一-种频率为1.2×1015Hz的光子，那么这种光子能使逸出功为4.54eV的金属钨发生光电效应【答案】D【解析】【详解】AC．衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反。粒子轨迹为外切圆，说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反，均带正电，发生的是衰变，故AC错误；B．两圆半径之比为，根据以及动量守恒定律得可得新原子核B的核电荷数为84，故B错误；D．原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015Hz的光子，依据因此能使金属钨发生光电效应，故D正确。故选D。6. 如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在大导体板MN.上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生较强的电场。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而加速干燥。图中虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹。下列说法正确的是（　　）A. A处的电场强度大于D处B. B处的电势高于C处C. 水分子做变加速运动D. 水分子由A运动到C的过程中电势能增加【答案】C【解析】【详解】A．因D处的电场线较A处密集，可知A处的电场强度小于D处，选项A错误；B．沿电场线电势逐渐降低，可知B处的电势低于C处，选项B错误；C．水分子沿虚线ABCD运动时，电场线逐渐变的密集，所受的电场力逐渐变大，加速度逐渐变大，可知水分子做变加速运动，选项C正确；D．水分子由静止开始由A运动到C的过程中，电场力做正功，电势能减小，选项D错误。故选C。7. 2020年2月16日，我国选手朱雪莹在蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，某运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动过程中的v-t图像如图所示，其中t=0.5s后为直线，其他部分为曲线。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. t=0.3s时弹簧处于原长状态B. t=0.6s时运动员到达最高处C. 0~0.3s内运动员处于失重状态D. t=0.1s时运动员的加速度大小为g【答案】D【解析】【详解】A．因为t=0.5s后图像为直线，可知在0.5s后人只受重力作用，此时弹簧处于原长状态，选项A错误；B．由对称可知，t=0.5s后的直线部分与t轴的交点坐标t0大于0.6s，因在0-t0时间内运动员一直向上运动，则t=0.6s时运动员还没有到达最高处，选项B错误；C．0~0.3s内运动员加速向上运动，则处于超重状态，选项C错误；D．因t=0.5s时运动员脱离弹簧，此时的加速度为g，则由对称可知，t=0.1s时运动员的加速度大小也为g，选项D正确。故选D。8. 如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为L；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为L的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是（ ）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】运用E=BLv找出感应电动势随时间变化的情况．其中L为切割磁感线的有效长度．根据右手定则判断出感应电流的方向．【详解】在整个正方形导线框通过磁场的过程中，切割磁感线的边框为两竖直边框，两水平边框不切割磁感线．由于正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，①从开始到左边框到达O′之前，进入磁场切割磁感线的有效长度随时间均匀增加，根据E=BLv得出感应电动势随时间也均匀增加，由于电阻不变，所以感应电流i也随时间均匀增加．根据右手定则判断出感应电流的方向，结合导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，得出开始为正方向．②当左边框到达OO′之后，由于进入磁场切割磁感线的有效长度不变，所以感应电流i不变．③当左边框到达OO′中点，右边框即将进入磁场切割磁感线，由于左边框的切割磁感线的有效长度在减小，而右边框切割磁感线有效长度在增大，而左右边框切割磁感线产生的感应电动势方向相反，所以整个感应电动势随时间也均匀减小．④当左边框到达距O点时，左右边框切割磁感线的有效长度相等，此时感应电动势为0，再往后跟前面过程相反．故A、C、D错误，B正确．故选B．【点睛】注意分析正方形导线框运动过程中切割磁感线的有效长度变化情况．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，反过来即为负值．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，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 吸盘挂钩的工作原理可以这样简述：使用时如图甲所示，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘中的空气被挤出一部分。然后如图乙所示，将锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。吸盘内气体可视为理想气体，在拉起吸盘的过程中吸盘内气体的温度保持不变，则在拉起吸盘后（　　）A. 吸盘内气体的压强比拉起前气体的压强小B. 吸盘内空气密度不变C. 吸盘内气体的内能不变D. 此过程中吸猛内的气体要吸收热量【答案】ACD【解析】【详解】在吸盘被拉起过程中，吸盘内封闭气体的体积增大，由于温度不变，所以由玻意耳定律可知吸盘内气体的压强减小。在锁扣未扳下之前，吸盘内空气密度与外界空气密度相同，当锁扣扳下之后，由于吸盘内气体的质量不变，但体积增大，所以其密度减小。一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，由于在扣扳下的过程中吸盘内气体的温度不变，所以气体的内能不变。在锁扣扳下的过程中，由于气体的体积增大，所以气体要对外界做功，气体的内能又不发生变化，故由热力学第一定律可知，此过程中气体要从外界吸收热量，故ACD正确，B错误。故选ACD。10. 北斗卫星导航系统为导航系统提供定位数据支持的卫星主要有三类：地球静止轨道卫星(GEO)，定点位置在赤道上空；倾斜地球同步卫星(IGSO)；轨道半径小一些的中圆轨道卫星(MEO)。如图所示是一颗地球静止轨道卫星A、一颗倾斜地球同步卫星B和一颗中圆地球轨道卫星C的轨道立体对比示意图，其中卫星B、C的轨道共面，它们都绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 卫星C的线速度大于星B的线速度B. 卫星A和卫星B均相对赤道表面静止C. 中圆地球轨道卫星C比同步卫星A的周期大D. 卫星C所受的向心力可能小于卫星B所受的向心力【答案】AD【解析】【详解】A．由万有引力定律和牛顿第二定律得解得又因为则A正确；B．卫星A在赤道上空，相对赤道表面静止，卫星B不在赤道上空，不可能相对赤道表面静止，B错误；C．由万有引力定律和牛顿第二定律得解得又因为则C错误；D．向心力等于万有引力，由万有引力定律得由于卫星质量未知，所以卫星C所受的向心力可能小于卫星B所受的向心力，D正确。故选AD。11. 如图所示，边长为L，匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动，轴垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原副线圈的匝数之比为1：2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是A. 交流发电极的感应电动势的瞬时值表达式为B. 变压器的输入功率与输出功率之比为2：1C. 电压表示数为D. 若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表的示数减小【答案】CD【解析】【详解】A．从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为故A错误；B．理想变压器的输入功率与输出功率相等，之比为1：1，故B错误；C．交流电压的最大值等于NBωL2，原线圈电压的有效值由得由于二极管的单向导电性，副线圈中只有半个周期内有电流，设电压表示数为U，根据有效值的定义得所以电压表示数为故C正确；D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，R增大，原线圈的电压不变，副线圈的电压也不变，电压表示数不变，由欧姆定律得副线圈的电流变小，根据理想变压器的变压原理，原线圈的电流也变小，电流表的示数减小，故D正确；故选CD。12. 如图，为现代具有登高平台的消防车。伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台上升60m到达灭火位置，人连同平台的总质量为400kg，伸缩臂的质量为800kg，可以认为相同长度伸缩臂的质量都相等；在登高平台上的消防队员用高压水枪灭火，水枪的出水量为3m3/min，水离开枪口时的速度为20m/s；适当调节水枪出水方向，可以使水流通过着火房间的窗户水平射入着火房间，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）A. 伸缩臂在抬升登高平台过程中发动机输出的功率为800WB. 伸缩臂在抬升登高平台过程中发动机输出的功率为1600WC. 高压水枪工作时发动机输出的功率为1×104WD. 高压水枪工作时发动机输出的功率为4×104W【答案】BD【解析】【详解】AB．伸缩臂在抬升登高平台过程中发动机输出的功率为选项A错误，B正确；CD．在1min内发动机对水做功则高压水枪工作时发动机输出的功率为选项C错误，D正确故选BD。三：非选择题：本题共6小题，共60分。13. 用图甲所示装置测量轻弹簧的劲度系数和弹性势能。将弹簧左端通过压力传感器固定在水平气垫导轨左端的挡板上，弹簧自然伸长时，其右端在O点；在O点右侧B、C两位置分别安装光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用刻度尺测量出B、C两位置间的距离l，再用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置A，并标记该位置，物块与弹簧不拴接，此时压力传感器的示数为F；然后由静止释放滑块，计时器显示遮光片从B到C所用的时间为t，最后用刻度尺测量出A、O两点间的距离x。请回答下面问题：(1)弹簧的劲度系数为_______________；(2)滑块离开弹簧时速度大小的表达式为________________；(3)要测出弹簧被压缩到A点时的弹性势能Ep，还需要测量_________________；A.弹簧原长        B.当地重力加速度         C.滑块(含遮光片)的质量(4)改变O、A间的距离x，多次实验得出x与关系图像如图乙，说明Ep与_________成正比。【答案】    (1).     (2).     (3). C    (4). x2【解析】【详解】(1)[1]根据F=kx可知弹簧的劲度系数为(2)[2]滑块离开弹簧后做匀速运动，则滑块时速度大小的表达式为(3)[3]根据能量关系，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，即则要测出弹簧被压缩到A点时的弹性势能Ep，还需要测量滑块的质量，故选C；(4)[4]因为因为x与成正比，则EP与x2成正比。14. 某实验小组在测量电源电动势和内电阻的同时，还要进一步探究某温控电阻的特性，为此设计了如图甲所示的电路。已知电路中直流电压传感器电阻很大、电流表的内阻很小，电流表的量程为0.3A，R1为定值电阻，温控电阻R2两端电压U随其温度t变化的函数关系式为U=U0-kt，其中U0=8.96V、k=0.3，t的单位为℃。(以下各问中的计算结果均保留2位有效数字)(1)将单刀双掷开关扳到a，闭合开关S，电压传感器的读数为l.8V时，电流表的读数如图乙所示，则电流表的读数为________A，定值电阻R1=_________Ω。(2)将单刀双掷开关扳到b，闭合开关S，通过改变温控电阻R2的温度，读出多组电压传感器以及电流表的读数，描绘出的U-I图线如图丙所示，由此可知电源的电动势为E=________V，内阻r=__________Ω。(3)断开单刀双掷开关，电流表的读数为0.100A，此时温控电阻R2的温度为____________℃。【答案】    (1). 0200    (2). 9.0    (3). 9.0    (4). 1.0    (5). 3.2【解析】【详解】(1)[1][2]电流表的最小刻度为0.01A，则读数为0.200A，定值电阻(2)[3][4]由图可知，电源的电动势为E=9.0V，内阻(3) [5]断开单刀双掷开关，电流表的读数为0.100A，此时温控电阻R2两端的电压由U=U0-kt，其中U0=8.96V、k=0.3可得t=3.2℃15. 如图甲，两端封闭导热良好的竖直柱形密闭容器内装有一定质量的理想气体，被厚度不计、横截面积为S的绝热活塞分隔成A、B两部分，平衡时两部分气体的体积刚好相等，且气体A的压强等于大气压强p0。现将该密闭容器缓慢倒置，再次平衡时，上、下两部分气体的体积之比为3：1，如图乙。已知重力加速度为g，整个过程中环境温度始终保持不变。求：(1)倒置后A部分气体的压强；(2)绝热活塞的质量。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)设容器总体积为2V，则对A部分气体：VA=V；压强pA=p0；倒置后：VA＇=V；由玻意耳定律解得(2)对气体B，甲图中 VB=V乙图中 根据玻意耳定律解得 16. 如图甲，质量m=lkg的木板A静止在粗糙水平地面上，通过不可伸长的轻绳与右边的电动机相连，轻绳处于伸直状态；质量相等的物块B放置于木板右端；启动电动机通过轻绳拉动木板向右运动，保持电动机的输出功率不变，物块B始终没有滑离木板；A与B、A与地面间的动摩擦因数均为；电动机启动后某段时间内木板A的加速度与其速度倒数的关系图像如图乙所示；重力加速度g取10m/s2。求：(1)动摩擦因数；(2)木板的最小长度l。【答案】(1) 0.4；(2)【解析】【详解】（1）设电动机的输出功率为，则有木板A和物块B有相对运动时，对木板A则由图可得斜率解得木板A和物块B一起运动时，根据牛顿第二定律由图可得 时 带入上式解得（2）对于物块B解得从开始相对运动到相对静止的时间解得物块B的位移对于木板A在相对运动过程的位移 ，根据动能定理解得木板的最小长度17. 某弹射游戏筒化如图，弹射筒与水平方向的夹角θ可任意调整，其出口位置始终在水平虚线AB上，弹射筒中弹簧的压缩程度可以根据需要调整；长度l=0.6m、高度可忽略的平板小车静止于平台边缘，一小物块放置于小车的左端，物块与小车间的动縻擦因数μ=0.25；物块距离弹射简口高度h=0.8m，与弹射筒口间的水平距离为x；平台上距小车右端d=1m处的P点有一锁定装置，当小车到达此处就会被锁定；游戏时，需要调整好弹射筒的位置、与水平方向的夹角以及控制好弹簧的压缩程度，使弹射出的小球到达最高点时恰与物块发生弹性正碰；已知小球、物块与小车三者的质量相同，不计小车与平台间的摩擦，重力加速度g=10m/s2。(1)要使弹射出小球能在最高点时与物块发生碰撞，求x、θ应满足的关系；(2)要使物块能够落到P点右侧区域，求x的最小值。【答案】(1)xtanθ=1.6；(2)0.8m【解析】【详解】(1)小球做斜抛运动，在竖直方向上①②水平方向上做匀速运动③由①②③联立代入数据的t=0.4s④xtanθ=1.6⑤(2)小球和物块发生弹性碰撞，满足动量守恒，机械能守恒整理的⑥接下来小物块在小车上做减速运动，小车做加速度，当x为最小值，物块恰好能够落到P点右侧区域,可猜想小物块与小车上达到共同速度后，小车最后在P点锁定，根据动量守恒⑦这个过程中能量守恒⑧到达P点后⑨⑩由⑥⑦⑧⑨⑩整理可得验证可知满足猜想条件，因此x的最小值