2022-2023学年山东省威海市高三上册物理期末专项提升模拟试卷（含解析）

2022-2023学年山东省威海市高三上册物理期末专项提升

模拟试卷

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（本大题共8小题）

1. 如图所示，点电荷A、B的连线上有M、N两点，已知M点的场强为0，下列说法正确的是（　　）

A．M点的电势一定为0 B．N点的场强一定为0

C．点电荷A一定带正电 D．点电荷A的电量一定小于点电荷B的电量

2. 地球和月球可看做双星系统，它们在万有引力的作用下绕连线上的某点O，以相同的角速度做匀速圆周运动。已知地球质量，月球质量，月地平均距离，估算O点距地心的距离为（　　）

A． B． C． D．

3. 如图所示，导体棒a、b的质量分别为、，两棒通有电流强度大小分别为、的反向电流，用四根绝缘轻绳将a、b棒吊起，静止时两棒互相平行且处于同一水平高度。已知悬挂a棒的两根轻绳与竖直方向的夹角均为，悬挂b棒的两根轻绳与竖直方向的夹角均为，。下列说法正确的是（　　）

A．一定大于 B．一定小于

C．一定大于 D．一定小于

4. 如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉，可用于检查工件表面的平整度。某次检测发现待检测工件表面某处发生凹陷，从上向下可以观察到的干涉条纹是（　　）

A． B．

C． D．

5. 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为。、为定值电阻，，为滑动变阻器，滑片位于图中位置时。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．

B．一个周期内，整个电路消耗的电能为

C．若将的滑片上移，的功率将减小

D．若将的滑片上移，的电流将增大

6. 如图所示，A、B两方物块（可视为质点）在半径为R的光滑球面内C与两点间一起做简谐运动，O为最低点，当位移为x时，A、B系统的回复力为F。A、B的总重量为G，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．A、B经过O点时均处于平衡状态

B．

C．由O点向C点运动的过程中，A受到的摩擦力逐渐增大

D．经过O点时，将A取走，B的振幅将增大

7. 某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．图像中两阴影面积一定相等 B．放电过程中，电容器下极板带正电

C．减小R可以增大图像中两阴影面积 D．减小R可以延长充放电的时间

8. 如图甲所示，两根相距L的金属导轨水平固定，一根质量为m、长为L、电阻为R的导体棒两端放于导轨上，导轨左端连有阻值为R的电阻，导轨平面上有n段竖直向下的宽度为a、间距为b的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒在恒定外力F的作用下依次穿过各磁场区，电压表的示数变化如图乙所示，导体棒进入磁场时示数为，离开磁场时示数为，导轨电阻和摩擦力忽略不计，导体棒穿过一段磁场区域回路中消耗的电能为（　　）

A． B．

C． D．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全（本大题共4小题）

9. 如图所示，两相同木块A和B放在水平转盘上，二者用长为的不可伸长的细绳连接，A到转盘中心的距离为L，两木块与转盘的最大静摩擦力等于各自重力的k倍，重力加速度为g。整个装置能绕通过转盘中心的竖直转轴转动，开始时绳刚好伸直，现使装置的角速度由零开始缓慢增大，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．当时，绳上开始产生张力

B．当时，A所受的摩擦力为零

C．当时，A、B相对转盘开始滑动

D．从转盘开始转动到A、B相对转盘开始滑动，A的摩擦力先增大后减小，再增大

10. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，M、N、P是介质中的三个质点，M、P两点此时正处于平衡位置，且间的距离为，图乙是质点N的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A．波速为 B．此时质点N的振动方向沿y轴正方向

C．波的传播方向为x轴负方向 D．N的横坐标为

11. 如图所示，倾角为的斜面放在光滑水平地面上，轻杆上端放一质量为m的重物，轻杆的下端放置在斜面体上。由于光滑固定套管的作用，轻杆只能在竖直方向上运动，轻杆与斜面间的摩擦忽略不计，重力加速度为g，斜面在水平推力F的作用下向右匀速运动，在斜面碰到固定套管前，下列说法正确的是（　　）

A．重物向上做匀速运动 B．斜面对地面的压力逐渐增大

C． D．

12. 如图所示，物块A、B通过轻弹簧连接在一起，B放在地面上，A、B均处于静止状态，已知物块A、B的质量分别为、，弹簧的劲度系数为，重力加速度为。在物块A上施加竖直向上的拉力，，经过时间，B恰好离开地面，此时A的速度为，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．时间内，A向上移动的距离为

B．时间内，地面对B平均作用力的大小为

C．时间内，弹簧弹性势能的减少量为

D．B离开地面以后运动的最大速度为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。（本大题共6小题）

13. 如图所示，某兴趣小组用铁架台和多个钩码，测量弹簧的劲度系数。他们将该弹簧竖直悬挂起来，在下端挂上不同质量的钩码，测量对应的弹簧伸长量x，记录在下面的表格中。重力加速度g取。

（1）实验中测量弹簧伸长量的工具为___________；

（2）利用逐差法可以求得每增加钩码弹簧伸长量的平均值为___________cm；

（3）弹簧的劲度系数为___________。（结果保留3位有效数字）

14. 家用电器中有很多色环电阻，通过辨识电阻表面的色环可读出阻值。色环电阻的识别方法如下表所示：第一道色环表示阻值的最大一位数字；第二道色环表示阻值的第二位数字；第三道色环表示阻值倍乘的数，第四道色环表示阻值允许的偏差（精度）。

某电阻如图所示，第一道色环为紫色，第二道色环颜色模糊不清，第三道色环为棕色，某同学为了判断第二道色环的颜色，从实验室找来了下列器材，测量上述电阻的阻值。

电压表（量程，内阻约）、电流表（量程，内阻约）、滑动变阻器（阻值范围，额定电流）、学生电源、开关、导线若干。

（1）请根据上述器材设计实验原理图，画在答题卡相应的方框中；___________

（2）实验中采集的数据已描绘在答题卡的坐标纸中，请绘制图像___________

（3）待测电阻的测量值为___________（结果保留3位有效数字），由于电表内阻的影响测量值___________真实值（填“>”或“＜”）；

（4）电阻第二道色环的颜色为___________。

15. 某光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是梯形，与夹角。一束激光从边的中点垂直入射，恰好能在面发生全反射，器件介质对激光的折射率为，光在真空中传播速度为，不考虑光线沿原路返回的情况，求激光在器件中传播的时间。

16. 如图所示，将一小球从倾角为的斜面上的A处以某一速度抛出，经过一段时间后，小球以的速度垂直击中斜面上的B处。已知，，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，求：

（1）小球飞行时间；

（2）小球飞行过程中距斜面的最远距离；

（3）小球在A处抛出时初速度的大小。

17. 如图甲所示，立体坐标系中，圆形磁场区域的圆心位于x轴负半轴上，磁场方向沿z轴正方向，磁场的磁感应强度大小为，一带正电的粒子从磁场最低点P处以速率沿y轴负方向射入磁场，又沿x轴正方向射出磁场，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计带电粒子的重力。

（1）求圆形磁场的半径；

（2）若当粒子刚到达O处时在y轴右侧空间立刻加上如图乙所示随时间周期性变化的匀强磁场，磁感应强度大小为，规定z轴正方向为磁场的正方向，求每经过磁场变化的整数个周期粒子的位置坐标；

（3）若当粒子刚到达O处时立刻在y轴右侧空间加上如图丙所示的交替出现的磁场和电场，电场强度大小为，磁感应强度大小为，规定z轴正方向为电场和磁场的正方向，求经过时间后粒子速度的大小和与z轴的正切值及位置坐标。

18. 如图所示，高度为h、质量为M的光滑斜面置于水平地面上（斜面未固定），斜面末端通过一小段圆弧与光滑地切，长度为L的传送带与水平地平，以速度v匀速转动，斜面与传送带之间的地面上放置两个物块a、b，a、b之间有很小的狭缝，质量分别为和，在斜面的顶端由静止释放一质量为的物块c，经过一段时间后滑离斜面，在水平面上与a发生碰撞，最终b恰好滑过传送带右端。已知所有物块均可看成质点，它们之间的碰撞均为弹性碰撞且时间极短，与传送带的动摩擦因数均为，，，，，，重力加速度。

（1）求c滑离斜面时的速度大小；

（2）求a、b刚滑上传送带时的速度大小、；

（3）求传送带长度L；

（4）为使a与c能够在传送带上相碰，求a、b的初位置离传送带左端距离x的范围。

答案

1. 【正确答案】D

【详解】D．M点的场强为0，可知点电荷A、B在M点的场强等大反向，则

因rMA<rMB，则

qA<qB

选项D正确；

A．电势的大小与零电势点选择有关，则M点的电势不一定为0，选项B错误；

B．由以上分析可知，A、B带异种电荷，且qA<qB，则A、B两电荷在N点的场强反向，且B处电荷在N点的场强大于A处电荷在N点的场强，可知N点的场强不等于0，选项B错误；

C．由上述分析可知，AB带异种电荷，但是点电荷A不一定带正电，选项C错误。

故选D。

2. 【正确答案】C

【详解】设O点距地心的距离为d，由于双星系统角速度相等，根据万有引力提供向心力可得

解得

故选C。

3. 【正确答案】D

【详解】AB．两条通电导体棒处于相互激发的磁场中，所受的安培力是一对相互作用力，总是等大反向的，与电流、的大小无关，根据题目提供的信息无法比较电流、的大小关系，故AB错误；

CD．两条导体棒都处于平衡状态，所受合力为零，在水平方向上有

由于

所以

故C错误、D正确。

故选D。

4. 【正确答案】B

【详解】劈尖干涉是一种薄膜干涉，同一条纹处空气膜的厚度相同，可知亮暗条纹垂直于MN方向。某处发生凹陷，则该处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，即该处条纹与后面条纹相同。

故选B。

5. 【正确答案】B

【详解】A．依题意，可得副线圈两端的电压有效值为

则原线圈两端的电压及电流有效值分别为

可得

故A错误；

B．一个周期内，整个电路消耗的电能为

故B正确；

CD．若将的滑片上移，则接入电路中的有效阻值增大，负载电阻增大，副线圈的电流将减小，根据理想变压器的电流与匝数比关系可知，原线圈中的电流也将减小，即流经的电流将减小，则变压器输入端的电压将增大，根据理想变压器的电压与匝数比关系可知，输出端电压也将增大，根据，则的功率将增大，故CD错误。

故选B。

6. 【正确答案】B

【详解】A．A、B经过O点时的向心加速度不为零，处于非平衡状态，故A错误；

B．设当位移为x时，摆线与竖直方向的夹角为，当夹角较小时，有

对两物块进行受力分析可得

联立得回复力的大小为

考虑回复力的方向，故B正确；

C．由O点向C点运动的过程中，位移为y，摆线与竖直方向的夹角为，以A、B整体为研究对象，在速度方向有

对A进行受力分析可得

由题意可得

联立解得

故C错误；

D．单摆的振幅与物体的质量无关，所以将A取走，B的振幅不变，故D错误。

故选B。　

7. 【正确答案】A

【详解】A．图像面积表示电荷量，所以两阴影面积分别表示充放电电荷总量，一定相等，故A正确；

B．电容器下极板与电源负极相连，所以下极板带负电，故B错误；

C．电容器所带的电荷量Q = CU，由于电源电动势不变，电容不变，所以减小电阻，只是增大了充电的电流，但电容器的电荷量不变，故C错误；

D．充电过程中，减小R可缩短充电时间，放电过程中，电阻是负载，减小R可缩短放电时间，故D错误。

故选A。

8. 【正确答案】A

【详解】设导体棒进入磁场的速度为，出磁场的速度设为，由图可知进入磁场时电压表示数为，出磁场时电压表示数为。

根据闭合电路欧姆定律有

根据法拉第电磁感应定律有

从导体棒进入磁场到出磁场的过程中，根据功能关系有

从导体棒到出磁场到再次进入磁场的过程中，根据动能定理有

联立解得

故选A。

9. 【正确答案】CD

【详解】A．由题A到转盘中心的距离为L，B到转盘中心的距离为2L。当B达到最大静摩擦力时，绳上开始出现张力，此时对B有

解得

故A错误；

BD．由A知，当时两木块相对转盘静止，由各自静摩擦力提供向心力，且静摩擦力随着角速度的增大而增大；当后，绳上开始出现张力且在增大，A的向心力由绳张力和静摩擦力提供，因而静摩擦力开始减小，直到减小为0。此时

可得

可知当时A的摩擦力随角速度的增大而减小。

当后A的摩擦力开始反向增大，达到最大静摩擦力后A、B相对转盘开始滑动，故B错误，D正确；

C．当A达到最大静摩擦力时，A、B相对转盘开始滑动；此时对A有

对B有

解得

故C正确。

故选CD。

10. 【正确答案】ACD

【详解】A．波长

周期

T=6s

波速为

故A正确；

BC．由乙图知，1s时N点振动方向沿y轴负方向，结合甲图可知波沿x轴负方向传播，故B错误，C正确；

D．设质点M、N平衡位置的x轴坐标分别为、x，由图甲可知，x=0处

因此

由图乙可知，在t=0时N点处于平衡位置，经过，其振动状态向x轴负方向传播到M点处，所以

代入数据解得质点N的平衡位置的x轴横坐标为

x=4cm

故D正确。

故选ACD。

11. 【正确答案】AD

【详解】A．设斜面匀速运动的速度v

则

即重物向上做匀速运动，故A正确；

B．整个系统处于平衡状态，斜面对地面的压力不变，故B错误；

CD．设轻杆与斜面间的弹力大小为N，根据平衡条件，对斜面有

对小球有

解得

故C错误，D正确。

故选AD。

12. 【正确答案】AC

【详解】A．依题意，可得未施加拉力时，弹簧的压缩量为

施加拉力后，经过时间，B恰好离开地面，此时弹簧的伸长量为

则时间内，A向上移动的距离为

故A正确；

B．时间内，设弹簧对A的弹力的平均作用力大小为，根据动量定理有

对B，则有

联立两式，可得地面对B平均作用力的大小为

故B错误；

C．时间内，对A根据功能关系可得

可得

则弹簧弹性势能的减少量为

故C正确；

D．B离开地面以后运动的过程中，B开始做加速度逐渐增大的加速运动，接着再做加速度逐渐减小的加速运动，当弹簧的弹力等于其重力时，此时B有最大速度。把A、B及弹簧看着一个系统，由于系统在竖直方向上受到的合力为零，根据动量守恒定律和能量守恒定律，可知

可得B的最大速度为

故D错误。

故选AC。

13. 【正确答案】（1）毫米刻度尺     （2）1.16     （3）25.3    

【详解】（1）[1]实验中测量弹簧伸长量的工具为毫米刻度尺。

（2）[2]由表格数据利用逐差法可以求得每增加钩码弹簧伸长量的平均值为

（3）[3]根据受力平衡可得

解得弹簧的劲度系数为

14. 【正确答案】   

（1）   

（2）  

（3）（均可）     >

（4）黑色    

【详解】（1）[1]根据题意可知，待测电阻的阻值在之间，则有

电流表应为内接法，滑动变阻器最大阻值小于待测电阻的阻值，采用分压接法，则实验原理图为

（2）[2]根据欧姆定律可知，图像应为一条过原点的直线，作图时应使更多的点在图像上，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图所示

（3）[3]根据欧姆定律可知，图像的斜率表示电阻，由图可得则待测电阻的测量值为

[4]由原理图可知，所测电阻为待测电阻与电流表内阻之和，则由于电表内阻的影响，测量值大于真实值。

（4）[5]结合图表可知，电阻第二道色环的颜色为黑色。

15. 【正确答案】

【详解】根据题意，由公式可知，光线发生全反射临界角为

一束激光从边的中点垂直入射，交于点，由几何关系可知，光线在点的入射角为，发生全反射，点的反射光线入射到上点，由题意可知，光线在点恰好发生全反射，由几何关系可知，点的反射光线恰好从上点垂直射出光学器件，画出光路图，如图所示

由几何关系可得

则有

又有

则有

光线在光学器件中的路程为

由公式可得，光线在光学器件中的传播速度为

激光在器件中传播的时间为

16. 【正确答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）沿着斜面和垂直斜面将运动进行分解，垂直斜面方向有

，

解得小球的飞行时间为

（2）当小球垂直斜面方向的分速度减为零时，距离斜面最远，则有

（3）沿着斜面方向的分加速度大小为

小球在A处沿斜面方向的分速度为

则小球在A处抛出时初速度的大小为

17. 【正确答案】（1）；（2）（）n=1．2．3…；（3），，

【详解】解：（1）由分析可知，圆形磁场的半径和粒子做圆周运动的半径相等，由

得

（2）由

每经过运动的位移为R，所以经过的坐标为（）

每经过磁场变化的整数个周期粒子的位置坐标为（）n=1．2．3………

（3）粒子沿z轴运动的加速度

解得

速度与z轴的夹角的正切值

解得

解得位置坐标为

18. 【正确答案】（1）；（2），；（3）L=m；（4）

详解】（1）由动量守恒和系统机械能守恒得

解得

（2）c与a发生碰撞

a与b发生碰撞

解得

（3）物块b滑上传送带上时的加速度

解得

（4）当物块a恰好返回传送带左端时，与物块c发生碰撞。

因为a和c的速度小于，所以物块a在传送带上的运动时间

物块a在地面上的运动时间

物块c在地面上的运动时间

解得

 当物块a和物块c都返回传送带左端时，a与c发生碰撞。

物块c在传送带上的运动时间

解得

a、b的初位置离传送带左端距离x的范围