山东省济南市2021届高三上学期期中考试 物理(含答案)
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物理试题
考试时间90分钟，试卷满分100分
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，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0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。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。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．静电场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，以下说法中正确的是
A．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了点电荷间的相互作用规律，并测定了元电荷的电荷量
B．法拉第建立了电场的概念，并引出电场线来描述电场
C．如果把地球抽象为一个孤立质点，其“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布
D．如果将重力场与静电场相类比，重力场的“场强”等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为
2．如图为甲、乙两质点同时沿同一直线运动的x–t图象．关于两质点的运动情况，下列说法正确的是
A．在0~t0时间内，甲、乙运动方向相反
B．在0~t0时间内，乙的速度一直在增大
C．在0~2t0时间内，甲的速度一直在减小
D．在0~2t0时间内，甲、乙发生的位移相同
3．如图所示，A和B两个小球由两段轻细线连接并系在O点，现在对B球施加一拉力（未画出），使OA段细线偏离竖直方向θ角度。已知虚线Ⅰ与细线AB段垂直，虚线Ⅱ与细线OA段垂直，虚线Ⅲ沿水平方向，虚线Ⅳ沿AB方向。若要使对B球施加的拉力最小，则此拉力的方向应为
A．沿虚线Ⅰ
B．沿虚线Ⅱ
C．沿虚线Ⅲ
D．沿虚线Ⅳ
4．很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。若使手机自由下落，然后接住手机，手机屏幕上获得的a-t图像如图甲所示。以下实验中手机均无翻转。下列说法正确的是
A．若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图像可能如图乙所示
B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示
C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图像可能如图丁所示
D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机处于失重状态
5．如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．物块A、B的运动属于匀变速曲线运动
B．B的向心力是A的向心力的2倍
C．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D．若B先滑动，则B与A之间的动摩擦因数μA小于盘与B之间的动摩擦因数μB
6．“水刀”应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广，效率高，安全环保等优势。某型号“水刀”工作过程中，将水从面积S=0.1mm2的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该“水刀”每分钟用水600g，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3。假设高速水流垂直打在材料表面上后，立刻沿材料表面散开没有反弹，试估算水对材料垂直于表面方向的压强p为
A． B． C． D．
7．如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物(可视为质点)，重物静止时处于位置。现用手托重物使之缓慢上升至位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后由静止释放重物使其沿竖直方向在位置和位置(图中未画出)之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程(不计空气阻力)，下列说法中正确的是
A．重物在位置时，其加速度的数值大于当地重力加速度的值
B．在重物从位置下落到位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量
C． 在重物从位置到位置和从位置到位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做的功相同
D．在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能
8．浮吊船又称起重船，由可在水面上自由移动的浮船和船上的起重机组成，可以在港口内将极重的货物移至任何需要的地方。如图所示，某港口有一质量为M=20t的浮吊船，起重杆OA长l=8m。该船从岸上吊起m=2t的重物，不计起重杆的质量和水的阻力，开始时起重杆OA与竖直方向成60°角，当转到杆与竖直成30°角时，浮船沿水平方向的位移约为
A．0.26m B．0.31m C．0.36m D．0.63m
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．小明正在火车的餐车上用餐，当列车广播火车马上就要进站时，小明发现自己面前杯子里的水面发生了如图所示的倾斜，小明目测水面与水平面的夹角大约为10°，且离自己身体近的一侧水面较低。忽略水面的表面张力，试判断
A．火车此刻的加速度为
B．火车此刻的加速度为
C．小明此时面对火车前进的方向
D．小明此时背对火车前进的方向
10．如图所示，匀强电场中有一个以O为圆心、半径为R的圆，电场方向与圆所在平面平行，A、O两点电势差为U，一带正电的粒子在该电场中运动，经A、B两点时速度方向沿圆的切线，速度大小均为v0，不计粒子重力，以下说法正确的是
A．粒子在A、B间做非匀速圆周运动
B．粒子从A到B的运动过程中，动能先减小后增大
C．匀强电场的电场强度E＝
D．圆周上电势最高的点与O点的电势差为U
11．我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图所示，假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界，虚线球面外侧没有空气，返回舱从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回舱。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回舱
A．在d点加速度等于
B．在d点速度等于
C．虚线球面上的a、c两点离地面高度相等，所以
D．虚线球面上的c、e两点离地面高度相等，所以
12．如图所示，某静电场沿x轴方向，其电势φ沿x轴的分布如图所示（图中已知）．x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴从O点到x4的运动过程中，下列说法正确的是
A．粒子在x2点的速度为v0
B．从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大
C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为
D．若v0＝，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0
三．非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）（1）用50分度的游标卡尺测量某一工件长度，读数如下图所示，其读数为______mm。
（2）如图所示为一种工程用纤维尺，尺长100m，最小刻度为1cm。
①下面为测量某一建筑物长度时记录的数据，正确的是________
A．60.0m B．60.00m C．60.000m D．60.0000m
②科学研究中，把测量值与真实值之差成为绝对误差，绝对误差与真实值的比值称为相对误差。相对误差通常表示成百分比形式。测量的相对误差则不仅与所用测量工具有关，而且也与被测量的大小有关，当用同一种工具测量时，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小。若要求测量的相对误差不超过5%，则用该尺测量的长度小于_________m时就不再符合要求。
14．（8分）某学习小组用图甲所示的实验装置探究拉力做功与小车动能变化之间的关系。小车上遮光片的宽度为d，A、B处是两光电门，可测得小车上的遮光片通过A、B处所用的时间；用遮光片通过光电门的平均速度表示小车通过A、B点时的速度，钩码上端为拉力传感器，可读出细线上的拉力F。适当垫高木板右端，使小车不挂钩码时能在长木板上匀速运动。挂上钩码，从木板右端由静止释放小车进行实验。
（1）符合本实验要求的有 。
A．要保证钩码和拉力传感器的质量远小于小车的质量
B．要测出钩码和传感器的质量
C．要测量长木板垫起的高度和木板长度
D．要选用宽度窄一些的挡光片
（2）某次实验中质量为m的小车通过A、B光电门的时间分别为tA、tB，则小车由A运动到B时动能的变化量= ；
（3）保持拉力F=0.2N不变，仅改变光电门B的位置，读出B到A的距离s，记录对应的s和tB数据，画出图像如图乙所示。根据图像可求得小车的质量m= kg，A处光电门到木板右端的距离L= m（不计小车的长度）；
15．（7分）墨子《墨经》中提到可以用斜面运输较重的东西，在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，如图1所示。将这一情境简化为图2所示的模型。已知货物质量为m，货物与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）当斜面倾角为 时，货物可静止在斜面上，求货物受到的摩擦力的大小；
（2）现用平行于斜面的力将货物沿斜面从底端匀速推到顶端。甲工人认为斜面倾角越小推送货物的过程推力对货物做功越少；乙工人认为斜面倾角越大推送货物的过程推力对货物做功越少。将货物看作质点，请通过计算判断谁的观点是正确的。
16．（9分）如图所示，从A点水平抛出的小物块，到达斜面顶端B处时，其速度方向恰好沿斜面向下，然后沿倾角为的固定斜面滑下，小物块到达C点时速度恰好为，因受到微小扰动，小物块滑上与斜面平滑对接的四分之一光滑圆弧轨道上。已知圆弧轨道的半径，圆心O在C点的正下方，小物块的质量，平抛运动的水平位移，斜面长，取，，，不计空气阻力，求：
（1）小物块从点抛出的初速度的大小；
（2）小物块沿斜面滑下过程中克服摩擦力做的功；
（3）若小物块沿圆弧轨道滑到P点时脱离轨道，求P点离D点的高度。
17．（12分）如图所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘板，上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板，在上下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长，进烟尘口的截面为边长 的正方形。分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度连续进入通道，碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布。已知每立方米体积内颗粒数 个，每个烟尘颗粒带电量为，质量为，忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和空气阻力。
（1）当所加电压时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值；
（2）若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求所加电压 ；
（3）装置在（2）中电压作用下稳定工作时，1s内进入的烟尘颗粒从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所做的总功。
18．（18分）如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角α=30°，一上表面光滑的“L”型工件AB恰好静止在斜面上，工件质量为m，长度为，B端挡板厚度不计。一质量也为m的可视为质点的小物块以初速度从工件A端滑上工件，一段时间后与B端挡板发生碰撞，以后每隔一段时间，物块就与挡板碰撞一次，已知工件和斜面间的摩擦因数，工件与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，物块始终在工件上运动，重力加速度为g，求：
（1）木块第一次刚到达B端但还未与挡板碰撞时的瞬时速度；
（2）从第1次碰撞刚结束到第n次碰撞刚结束，木块运动的时间T及木块和工件组成的系统损失的机械能ΔE；
（3）为保证整个过程中物块不从工件上滑下，物块的初速度须满足什么条件（用）。
高三物理试题
考试时间90分钟，试卷满分100分
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。
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
答案 | B | A | B | A | C | C | D | A |
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。
题号 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 | BC | BD | AD | AC |
三．非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（1）11.50 （2）① C ② 0.2 （每空2分）
14．（1）D （2分）
（2） （2分）
（3）0.6 0.3 （每空2分）
15．（7分）
（1）由共点力平衡关系可知 （2分）
（2）货物匀速上滑的过程中，
由共点力平衡关系可知 （1分）
推力F做功 （1分）
其中 （1分）
代入得 （1分）
由此可知，越大，W越小，所以乙工人的观点是正确的。 （1分）
16．（9分）
（1）小物块平抛到B点时： （1分）
小物块从A运动到B： （1分）
解得： （1分）
（2）小物块平抛到B点的速度： （1分）
小物块从B运动到C： （1分）
解得： （1分）
（3）小物块运动到P点时刚与轨道分离，对圆弧轨道的压力为0，此时：
（1分）
小物块由C运动到P： （1分）
其中
解得： （1分）
17．（12分）
解析：（1） …………………（1分）
…………………（1分）
…………………（1分）
解得：
所占比例为 …………………（1分）
（2） …………………（1分）
…………………（1分）
解得 …………………（2分）
（3）1s内的总个数： …………………（1分）
电场力对每个颗粒所做的功与其到下金属板的偏移量y成正比，则对所有颗粒做功的平均值等于电场对距离下金属板 处的颗粒所做的功， …………………（1分，其他类似表达也给分）
所以 …………………（2分）
18．（18分）
解析：（1）对物块 ··········1分
·········1分
解得 ··········1分
（2）物板与工件挡板第1次发生碰撞
········1分
·········1分
此后工件做匀减速直线运动： ·········1分
当工件减速到零时， ·········1分
·········1分
在相同时间内物块做匀加速直线运动：·········1分
·········1分
即从第一次碰撞到后第二次碰撞前的过程中，两者对地位移相等，
以后重复相同的过程。
则从第一次碰后到第n次碰后的 过程中，
·········1分
每个相邻的碰撞过程中，·········1分
·········1分
（3）当木块和工件共速时，木块距离B端最远
·········1分
·········1分
·········1分
·········1分
·········1分
