2021届山东省济宁市高三上学期期末质量检测物理试题

2021届山东省济宁市高三上学期期末质量检测

物理试题

2020.12

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。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。

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.如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿y轴正向，匀强磁场的方向垂直于xOy平面向里。一电子（不计重力）在xOy平面内运动时，速度方向保持不变。则电子的运动方向沿

A.x轴正向    B.x轴负向

C.y轴正向    D.y轴负向

2.如图所示，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是两理想电压表，闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是

A.电压表V1示数减小

B.电压表V2示数增大

C.电阻R2消耗的电功率增大

D.电压表V1示数的变化量△U1的绝对值小于电压表V2示数的变化量△U2的绝对值

3.如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程中，下列说法中正确的是

A.苹果所受的合外力越来越大

B.手掌对苹果的支持力越来越小

C.手掌对苹果的摩擦力越来越大

D.苹果先处于超重状态后处于失重状态

4.在平直的公路上行驶的甲车和乙车，其位移时间图像分别为图中直线和曲线，已知乙车做匀变速直线运动，当t=2s时，直线和曲线刚好相切，下列说法中正确的是

A.甲、乙两车均做减速运动

B.t=0时，乙车的速度大小为4m/s

C.乙车的加速度大小为2m/s2

D.曲线与横坐标的交点为4.5s

5.如图甲所示，a、b为两个闭合圆形线圈，用材料相同、粗细相同的均匀导线制成，半径ra=2rb，两个线圈均处于垂直纸面均匀分布的磁场中，且磁感应强度B随时间t按余弦规律变化，如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，假设两线圈的距离足够远，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法中正确的是

A.t1、t2时刻两环均无扩展或收缩趋势

B.t1时刻两环中的感应电流的大小之比为=4

C.0～t2时间内两环中的感应电流大小均先减小后增大

D.0～t2时间内两环中的感应电流方向均先沿逆时针后沿顺时针

6.2020年11月24日，中国在文昌航天发射场，用长征五号“遥五”运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，对月球进行第六次探测，也是中国航天迄今为止最复杂、难度最大的任务之一，将实现中国首次月球无人采样返回，助力深化月球成因和演化历史等科学研究。“嫦娥五号”探测器的飞行轨道示意图如图所示，假设“嫦娥五号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的引力则下列说法中正确的是

A.“嫦娥五号”在环月段椭圆轨道上经过P点时的速度大于经过Q点时的速度

B.“嫦娥五号”在环月段圆轨道上运动的周期小于在环月段椭圆轨道上运动的周期

C.“嫦娥五号”在环月段圆轨道上经过P点时的速度大于在环月段椭圆轨道上经过P点时的速度

D.若已知“嫦娥五号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，可以计算出月球的密度

7.如图所示，正方形AMBN、CPDQ处于纸面内，A、B处各固定一根通电长直导线，二者相互平行且垂直纸面放置，通入电流的大小均为I，方向如图所示，它们在N点处产生的磁感应强度大小为B；C、D处固定两个等量异种电荷它们在Q点处产生的电场强度大小为E，下列说法正确的是

A.M、N两点的磁感应强度方向相反

B.P、Q两点的电场强度方向相反

C.若使A处直导线电流反向，大小不变，则M处的磁感应强度大小为B

D.若使C处电荷改为正电荷，电量不变，则P处的电场强度大小为E

8.航天器离子发动机原理如图所示，电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被正负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力。已知单个正离子的质量为m，电荷量为q，正、负栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I，忽略离子间的相互作用力及离子喷射对航天器质量的影响。该发动机产生的平均推力F的大小为

A.    B.

C.    D.

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.如图所示，一倾角为θ的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一轻绳跨过定滑轮拉动一质量为m的小球，在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面向上做一段匀速运动。斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是

A.外力F一直增大

B.斜面体受到地面的支持力先增大后减小

C.此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，大小逐渐减小

D.绳子右端移动的速度大于小球沿斜面运动的速度

10.2020年12月9日晚，2020-2021赛季中国女子排球超级联赛第三阶段结束了第5个比赛日的较量。在9日晚上天津队与上海队的比赛中，球员甲接队友的一个传球，在网前L=3.60m处起跳，在离地面高H=3.20m处将球以v0=12m/s的速度正对球网水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立高度为h1=2.40m、起跳拦网高度为h2=2.85m，取g=10m/s2，不计空气阻力。下列情景中，球员乙可能拦网成功的是

A.乙在甲击球前0.1s时起跳离地

B.乙在甲击球时起跳离地

C.乙在甲击球后0.1s时起跳离地

D.乙在甲击球后0.2s时起跳离地

11.质量为m的带电小球由空中某点P无初速度地自由下落，经过时间t，加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过时间t小球又回到P点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则

A.电场强度的大小为

B.整个过程中小球电势能减少了

C.从P点到最低点的过程中，小球重力势能减少了mg2t2

D.从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了

12.如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L、长度足够长，导轨左端连接一阻值为R的电阻，整个导轨平面处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒垂直于导轨放置并始终与导轨接触良好，接触点a、b之间的导体棒阻值为2R，零时刻沿导轨方向给导体棒一个初速度v0，经过一段时间后导体棒静止，下列说法中正确的是

A.零时刻导体棒的加速度为

B.零时刻导体棒ab两端的电压为

C.全过程中流过电阻R的电荷量为

D.全过程中导体棒上产生的焦耳热为

三、非选择题:本题共6小题，共60分。

13.（6分）某同学设计如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t当地的重力加速度为g。

为了验证机械能守恒定律，该实验准备了如下器材铁架台、夹子、小铁球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（20分度）、毫米刻度尺。

（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图丙所示，其直径为d=_________cm。

（2）调整AB之间距离h，记录下小铁球通过光电门B的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率k0=___________。

（3）在实验中根据数据实际绘出-h图像的直线斜率为k（k<k0），则实验过程中所受的平均阻力F阻与小球重力mg的比值__________（用k、k0表示）。

14.（8分）某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝Rx的电阻率。

（1）先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d=__________mm；再用刻度尺测出电阻丝Rx的长度为L。

（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_________挡（选填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________Ω。

（3）为了准确测量电阻丝的电阻Rx，某同学设计了如图丙所示的电路。

①闭合S1，当S2接a时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当S2接b时，电压表示数为U2，电流表示数为I2，则待测电阻的阻值为Rx___________（用题中的物理量符号表示）。

②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率ρ=__________（用Rx、d、L表示）。

15.（8分）强行超车是道路交通安全的极大隐患。如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以v0=36km/h的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4.8m、货车车身长L2=7.2m，货车在甲车前s=4m处。若甲车司机开始加速从货车左侧超车，加速度大小为a=2m/s2。假定货车速度保持不变，计车辆变道的时间及车辆的宽度。求:

（1）甲车完成超车至少需要多长时间；

（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距s0=115m，乙车速度为v乙=54km/h。甲车超车的整个过程中乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。

16.（8分）如图所示，一水平轻弹簧右端固定在水平面右侧的竖直墙壁上，质量为M=2kg的物块静止在水平面上的P点，质量为m=1kg的光滑小球以初速度v0=3m/s与物块发生弹性正碰，碰后物块向右运动并压缩弹簧，之后物块被弹回，刚好能回到P点。不计空气阻力，物块和小球均可视为质点。求:

（1）小球的最终速度；

（2）弹簧的最大弹性势能EP。

17.（14分）如图所示，放置水平面上的长木板的左端放置一小滑块（可视为质点），右侧有一固定在水平地面上的底座，底座上嵌有一竖直放置的光滑半圆弧轨道，轨道最低点P与长木板等高，半圆弧轨道的最高点Q处装有一压力传感器。现用水平向右恒力F作用在小滑块上，小滑块到达P点时撤去力F，此时长木板也恰好到达P点，并立即粘在底座上，小滑块沿着半圆弧轨道运动到最高点Q。已知小物块的质量为m=1kg，长木板的质量为M=1kg，滑块与长木板、长木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，半圆弧轨道半径为R=0.4m，小滑块沿着半圆弧轨道运动到最高点Q时，压力传感器的示数为FN=12.5N，长木板右端与底座左端的距离为x=1m。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求:

（1）小滑块到达P点时速度的大小vP；

（2）长木板的长度L；

（3）水平恒力F的大小。

18.（16分）如图所示，空间存在匀强磁场和匀强电场，虚线MN为磁场和电场的分界线，电场的宽度为L，方向水平向右，平行于MN放置一个厚度可忽略不计的挡板，挡板左右两侧的磁感应强度大小相等，挡板左侧磁场方向垂直纸面向里，磁场宽度为d，挡板右侧磁场方向垂直纸面向外。一质量恒为m，带电量恒为+q的粒子以初速度v0从O点沿水平方向射入匀强磁场，当粒子的速度方向偏转了30°时，刚好穿过挡板，已知粒子穿过挡板后，速度方向不变，大小变为原来的一半当粒子继续在磁场中运动经过MN时，恰好沿垂直电场的方向进入匀强电场区域，以与水平方向夹角为45°的方向离开电场。（不计粒子的重力，磁场的左边界和电场的右边界均与MN平行，磁场和电场范围足够长，不计粒子穿过挡板所用的时间）求:

（1）挡板右侧磁场的宽度D；

（2）磁感应强度B与电场强度E的比值；

（3）粒子从射入磁场到离开电场所用的时间t。

2020-2021学年度第一学期高三质量检测

物理参考答案及评分标准

一、单项选择题:本题共8小题，每小题3分，共4分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.B  2.D  3.C  4.B  5.A  6.C  7.D  8.A

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.AC  10.ABC  11.AD  12.BC

三、非选择题:本题共6小题，共60分。

13.（6分）

（1）2.145

（2）

（3）（每空2分）

14.（8分）

（1）0.200（2分）（2）×1（1分）14.0（1分）

（3）①（2分）②（2分）

15.（8分）解析:

（1）设甲车完成超车至少需要时间t

t时间内甲车位移为x甲=v0t+…（1分）

货车位移为x货=v0t（1分

完成超车需满足x甲=x乙+L1+L2+s………（1分）

联立求解可得t=4s…1分）

（2）刚好完成超车时，甲车位移为x甲=v0t+=56m  （1分）

乙车位移大小为x乙=v乙t=60m……（1分）

x甲+x乙>s0（1分）

所以不能安全超车。………………（1分）

16.（8分）解析:

（1）规定向右为正方向，设小球与物块发生弹性正碰后瞬间小球的速度为v1，物块的速度为v2。

碰撞前后小球与物块系统动量守恒mv0=mv1+Mv2（1分）

碰撞前后瞬间小球与物块系统动能守恒  （1分）

由以上两式解得v1=-1m/s……（1分）

v2=2m/s……………（1分）

小球的最终速度大小为1m/s，方向水平向左。…（1分）

（2）设物块碰后向右运动至回到P点的全过程物块克服摩擦力做的功为W克

对全过程，由动能定理-W克=0-……（1分）

碰后物块向右运动至速度为零的过程中，

由动能定理得…（1分）

解得EP=2J（1分）

17.（14分）解析:

（1）在Q点，轨道对小滑块的支持力为FN′=FN=12.5N……（1分）

由牛顿第二定律FN′+mg=…………（1分）

从P到Q的过程中，由动能定理得 …………（2分）

解得vP=5m/s……（1分）

（2）对长木板，由牛顿第二定律得μ1mg-μ2（m+M）g=Ma2…………（2分）

由运动学规律得x=…（1分）

解得t=1s………（1分）

则长木板的长度为L=0+t-x=1.5m（2分）

（3）对小滑块，由运动学的规律得vP=a1t（1分）

由牛顿第二定律得F-μ1mg=ma1…（分）

解得F=9N（1分）

18.（16分）解析:

（1）粒子在磁场中的偏转轨迹如图所示，

在挡板左侧磁场中，由几何关系得r1=（1分）

由牛顿第二定律得qv0B= （1分）

在挡板右侧磁场中，粒子速度变为原来的一半。

由牛顿第二定律得…（1分）

由几何关系得D=r2+r2sin30°（1分）

解得D=…（1分）

…………（1分）

（2）在电场中，由几何关系得tan45°= …………（1分）

水平方向上，由运动学规律得  ……（1分）

解得E=…………（1分）

故  ………………（1分）

（3）粒子在挡板左右两侧的磁场中运动周期相同…（1分）

粒子在挡板左侧的磁场中运动时间……（1分）

粒子在挡板右侧的磁场中运动时间………（1分）

粒子在电场中运动………………（1分）

粒子从射入磁场到离开电场所用的时间t=t1+t2+t3…（1分）

解得……（1分）