山东省济南市2024-2025学年高二上学期期末学情诊断物理试卷（解析版）

这是一份山东省济南市2024-2025学年高二上学期期末学情诊断物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了8×10-2度D，3×10×60+220×0，5×10﹣2KW•h等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，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。写在试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 客观题
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符合题目要求。
1. 一台电风扇的额定电压为交流220V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示．这段时间内电风扇的用电量为
A. 3.9×10-2度B. 5.5×10-2度
C. 7.8×10-2度D. 11.0×10-2度
【答案】B
【解析】已知电压、电流和通电时间，由W=UIt就可计算出电功总量．
电压为220V，用电量为：
W=UI1t1+UI2t2+UI3t3
=220×0.3×10×60+220×0.4×10×60+220×0.2×40×60（J）
=15×220×60J
=KW•h
=5.5×10﹣2KW•h
A．3.9×10-2度，与结论不相符，选项A错误；
B．5.5×10-2度，与结论相符，选项B正确；
C．7.8×10-2度，与结论不相符，选项C错误；
D．11.0×10-2度，与结论不相符，选项D错误；
故选B．
2. 当载重卡车在泥地或沙地陷车时，经验丰富的司机会在卡车主动轮与从动轮之间放一大小合适的圆木墩（如图所示），卡车就能顺利地驶出。主动轮和从动轮的直径相同，且都大于圆木墩的直径，卡车驶出泥地或沙地的过程，主动轮、从动轮和圆木墩均不打滑。关于卡车顺利地驶出泥地或沙地的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 圆木墩与主动轮的转动方向相同
B. 圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的角速度大小相等
C. 圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的向心加速度大小相等
D. 圆木墩的边缘质点与主动轮的边缘质点的线速度大小相等
【答案】D
【解析】A．圆木墩与主动轮的转动方向相反，故A错误；
BD．圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的线速度大小相等，主动轮的直径大于圆木墩的直径，由，可知圆木墩的边缘质点大于从动轮的边缘质点的角速度，故B错误，D正确；
C．由，可知圆木墩的边缘质点大于从动轮的边缘质点的向心加速度，故C错误。
故选D。
3. 下图中的四个图都与涡流有关，下列说法错误的是（ ）

A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 金属探测器是利用被测金属中产生的涡流来进行探测的
C. 电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流
【答案】C
【解析】A．真空冷炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，A正确；
B．金属探测器中变化电流遇到金属物体，在被测金属中上产生涡流来进行探测，B正确；
C．家用电磁炉工作时，在锅体中产生涡流，加热食物，不是在面板上产生的涡流，C错误；
D．当变压器中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用相互绝缘的硅钢片叠合做成的铁芯可以尽可能减小涡流，D正确。
本题选择错误选项。
4. 人洗完手后会习惯甩甩手，将手上的水甩掉，甩手时指尖上的水滴可近似看成相对手腕的圆周运动，下列关于甩手的动作说法正确的是（ ）
A. 指尖离手腕越近，水滴越容易甩掉
B. 指尖离手腕越近，水滴的加速度越大
C. 指尖离手腕越远，水滴的角速度越大
D. 指尖离手腕越远，水滴的线速度越大
【答案】D
【解析】C．根据题意可知，甩手时不同手指指尖上的水滴是相对手腕的同轴转动，角速度相等，故C错误；
A．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越远，水滴更容易被甩掉，故A错误；
B．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越近，水滴的加速度越小，故B错误；
D．根据题意，由公式可知，指尖离手腕越远，水滴的线速度越大，故D正确。
5. 下列说法中正确的是（ ）
A. 牛顿发现万有引力定律，并测得引力常量
B. 万有引力定律适用于高速运动与微观世界
C. 两个质量不同的天体之间的引力大小是相等的
D. 当人造地球卫星的发射速度达到11.2km/s时，卫星就逃出太阳系了
【答案】C
【解析】A．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测得引力常量，故A错误；
B．万有引力定律不适用于高速运动与微观世界，故B错误；
C．根据牛顿第三定律可知，两个质量不同的天体之间的引力大小是相等的，故C正确；
D．当人造地球卫星的发射速度达到11.2km/s时，卫星脱离了地球的束缚，但没有逃出太阳系；要逃出太阳系，卫星的发射速度需要达到16.7km/s，故D错误。
故选C。
6. 舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一，如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛起，时间后在自己的胸口相同位置处开始接幡，并缓慢下蹲，经时间幡到达最低点。已知一根中幡质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。则（ ）
A. 幡被抛出时的速度大小为
B. 幡被抛出后，仅在最高点时加速度大小为
C. 杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
【答案】D
【解析】A．幡被抛做竖直上抛运动，由对称性可得，幡被抛出时的速度大小为
故A错误；
B．幡被抛出后到被接住的过程中只受重力，其加速度大小一直为，故B错误；
CD．幡从最高点开始下落到到达最低点，设手对幡的冲量大小为，取竖直向下为正方向，根据动量定理有
求得
故C错误，D正确。
故选D。
7. 电磁炮是一种现代化武器，模拟图如图所示，当接通电源之后，炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下，向前加速飞行，关于电磁炮的有关说法错误的是（ ）
A. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向不变
B. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向也会反向
C. 其他条件相同时，电流越大，炮弹飞出速度越大
D. 其他条件相同时，导轨越长，炮弹飞出速度越大
【答案】B
【解析】AB．若将电流反向，则磁场也反向，根据左手定则可知，炮弹受力方向不变，A正确，B错误；
C．相同条件下，电流越大，磁场越强，炮弹受安培力越大，则炮弹飞出速度越大，C正确；
D．相同条件下，导轨越长，安培力做功越大，则炮弹飞出速度越大，D正确。
本题选错误的，故选B。
8. 2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（ ）
A. 5G卫星不受地球引力作用
B. 5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/s
C. 5G卫星的高度比地球同步卫星高
D. 5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关
【答案】D
【解析】A．5G卫星受地球引力作用，A错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
5G卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，近地卫星的运行速度等于7.9km/s，所以
5G卫星绕地飞行的速度一定小于7.9km/s，B错误；
C．地球同步卫星的高度是36000km，5G卫星的高度比地球同步卫星低，C错误；
D．根据，5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关，D正确。
故选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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，理想降压变压器的副线圈匝数可通过滑片F调节，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，A1，A2为理想交流电流表，保持交流电源的电压U不变。以下说法正确的是（ ）
A. 保持F不动，P下移，则两电流表的示数均增大
B. 保持F不动，P下移，则两电流表的示数均减小
C. 保持P不动，F上移，则两电流表示数均增大，且增大倍数相同
D. 保持P不动，F上移，则两电流表示数均增大，但增大倍数不相同
【答案】BD
【解析】AB．保持不动，则次级电压不变，下移时，变阻器在电路中电阻增大，次级电流减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数减小，A错误，B正确；
CD．保持不动，上移，则次级电压升高，次级电路电阻不变，次级电流增大，A2示数增大，A1示数增大，两电流表示数均增大；由
可知两者的比值不是定值，因此两电流表示数增大的倍数不相同，C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，距地面足够高的A、B两点高度差为h，水平距离为l。从A、B两点同时水平抛出两小球，初速度大小均为，方向相反，两小球轨迹在同一竖直平面内。两小球经时间t相距最近，最近距离为x，不计空气阻力。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】两个小球竖直方向都是从静止开始做自由落体运动，竖直方向的距离始终不变，恒为，根据几何关系可知，两个小球距离最近时，即为水平方向距离为零时，此时距离最近为
水平方向做匀速直线运动，由几何关系
可得时间为
故选BC。
11. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上，当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是（ ）
A. ，金属框中无电流
B. ，金属框中电流方向沿a­b­c­a
C. ，金属框中无电流
D. ，金属框中无电流
【答案】AC
【解析】AB．对ac边进行研究，由右手定则可知，感应电流从a流向c，故c点电势高；由于整个线框磁通量变化量为零，故金属框中无电流，A正确，B错误；
CD．对bc边进行研究，由右手定则可知，感应电流从b流向c，故c点电势高，所以
C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图甲所示，用强磁场将百万开尔文高温等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，图乙为其中沿管道方向的一个磁场，越靠管的右侧磁场越强。不计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是（ ）

A. 离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功
B. 离子在磁场中运动时，磁场对其一定不做功
C. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径增大
D. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小
【答案】BD
【解析】AB．离子在磁场中运动时，由于洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，可知磁场对其一定不做功，故A错误，B正确；
CD．离子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，磁感应强度变大，可知离子运动半径减小，故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分
13. 如图为一小球做平抛运动时的频闪照片，图中方格边长均为，重力加速度大小取。
（1）频闪照相机的周期为___________；
（2）小球的水平初速度大小为___________；
（3）小球在点时的速度大小为___________。
【答案】（1）0.1 （2）2 （3）2.5
【解析】（1）设频闪照相机的周期为T，竖直方向有
解得
（2）水平方向有
可得小球的水平初速度大小为
（3）小球在b点时的竖直分速度大小为
则小球在b点时的速度大小为
14. 某小组同学进行“验证动量守恒定律”的实验，装置如图所示，用天平称得入射小球A的质量m1，被碰小球B的质量m2。
实验主要步骤如下：
①按图所示组装器材并调节斜槽末端水平。在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线在水平面上的投影O；
②先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，记下A球落地点；
③再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下。记录纸上的O点是铅垂线所指的位置，分别记下A、B球落地点。
（1）为检验两球大小是否相同， 用图乙中游标卡尺的___________（选填“a ”或“b ”）测量爪测量小球的直径。
（2）下列实验要求中正确的是___________。
A．用铅垂线检查斜槽末端是否水平
B．必须测量小球释放点到斜槽末端水平的高度
C．利用复写纸与白纸记录小球的落点，实验过程中不可移动白纸的位置
（3）如图所示，多次释放A球后，取各落点位置的平均值，记录纸上一共有三个落地点：M、P、N，步骤②中未放B球时，A球落地点是记录纸上的___________（填M、P或者N）点。
（4）测得各落点M、P、N到O点的距离分别为x1、x2、x3。碰撞前后满足___________（用m1、m2、x1、x2、x3表示），即可验证动量守恒定律。
（5）某小组通过上述步骤成功验证动量守恒后，用B球碰撞A球重复以上操作步骤，对实验结果有没有影响？简述理由___________。
【答案】（1）b （2）AC##CA （3）P （4）m1 x2m1x1 m2x3 （5）不再满足入射小球质量大于被碰小球的质量；入射球碰撞后会反弹；轨道摩擦力的冲量对系统的动量影响变大
【解析】（1）[1]由游标卡尺用途可知游标卡尺a测量爪测量小球内径，游标卡尺b测量爪测量小球外径，所以应选用b测量爪测量小球的直径，故填b；
（2）[2]A．铅垂线的作用是使斜槽末端水平，让碰撞过程中系统在斜槽末端的切线方向合力为零，满足动量守恒条件，故A正确；
B．小球从斜槽末端抛出做平抛运动，高度相同，得两球运动时间相同，不用测量小球释放点到斜槽末端水平的高度，故B错误；
C．实验中白纸上铺复写纸的目的是描绘落点的位置，复写纸的位置可以移动，但白纸的位置不可以移动，故C正确；
故选AC。
（3）[3]两球碰撞后A球速度会变小，B球速度会变大，所以未放B球时，A球速度会在大于碰撞后A球速度，小于B球速度，根据平运动规律可知，水平方向做匀速直线运动，可得A球落地点应是记录纸上的P点，故填P；
（4）[4]设入射小球碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间入射小球的速度为，被碰小球的速度为，两小球在空中的时间为；根据动量守恒知
则有
得
故填；
（5）[5]验证动量守恒实验中为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球A质量需要大于被碰小球B质量，如果用B球碰撞A球重复以上操作步骤，不再满足入射小球质量大于被碰小球的质量；入射球碰撞后会反弹；轨道摩擦力的冲量对系统的动量影响变大，无法成功验证动量守恒，故填不再满足入射小球质量大于被碰小球的质量；入射球碰撞后会反弹；轨道摩擦力的冲量对系统的动量影响变大
15. 2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”，根据“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转，求：
（1）火星的第一宇宙速度；
（2）火星的平均密度。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据自由落体运动规律有
可得火星表面的重力加速度大小为
在火星表面绕行的卫星的质量为，根据
可得火星的第一宇宙速度为
（2）在火星表面的物体受到的万有引力等于重力，则有
解得火星的质量为
又
联立解得火星的平均密度为
16. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，甲部分为粒子加速器，加速电压为；乙部分为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d，两板间电压为；丙为偏转分离器，磁感应强度为。今有一电荷量为q的正粒子（不计重力），从静止开始经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）粒子先经过加速，电压为，速度大小为，由动能定理有
粒子恰能沿直线通过速度选择器，有
联立可得
，
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有
可得
17. 如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=30°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=R1=3.0Ω，电容器电容C=2×10-8C，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=2.0T，质量m=0.4kg，电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小F=5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，求：
（1）金属棒ab达到匀速运动时的速度大小（g=10m/s²）；
（2）金属棒ab从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻R的电荷量。
【答案】（1）3m/s；（2）9×10－8C
【解析】（1）当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件可得
解得
感应电动势
再根据闭合电路欧姆定律可知
联立解得金属棒匀速运动时的速度
（2）当金属棒匀速运动时，电容器两端的电压
电容器极板上电荷量
18. 如图所示，将一个质量为的砂箱用长为的轻绳悬挂起来，一颗质量为的子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动，若子弹射击砂箱时的速度为，求：

（1）子弹刚打入砂箱时，它们共同速度的大小；
（2）子弹刚打入砂箱时，细绳拉力的大小；
（3）子弹与砂箱共同上摆过程中，摆过最大角度的余弦值。
【答案】（1）1m/s；（2）72N；（3）0.9
【解析】（1）子弹水平射入砂箱过程，据动量守恒定律可得
解得
（2）子弹刚打入砂箱时，据牛顿第二定律可得
解得
（3）子弹与砂箱共同上摆过程中，设最大摆角为，据机械能守恒定律可得
解得