精品解析：山东省济宁市2023-2024学年高三上学期期末质量检测物理试题（解析版）

2023～2024学年度第一学期高三质量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。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.某同学猜想影响流体阻力的因素有三种，分别是物体相对于流体的速度、物体的横截面积和物体的形状。现在要设计实验验证猜想，应该采用下列哪种研究方法（ ）A.微元法 B.放大法C.极限思想 D.控制变量法【答案】D【解析】【详解】物理学中对多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素问题转换成单因素问题。故选D。2.如图甲所示为电容传感器式计算机键盘的结构简图，每个键下面都有相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙，每个键内部电路如图乙所示。在按键的过程中，下列说法正确的是（ ）A.电容器的电容减小B.电容器的电量减小C.图乙中电流从b流向aD.电容器极板间的电场强度不变【答案】C【解析】【详解】ABC．在按键的过程中，电容器两板间距d减小，则由可知，电容器的电容C增大，两板电压U一定，根据Q=CU可知电容器的电量Q增加，电容器充电，则图乙中电流从b流向a，选项C正确，AB错误；D．电容器两板间距d减小，两板电压U一定，极板间的电场强度变大，选项D错误。故选C。3.如图甲所示为磁电式电流表的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，如图乙所示。当线圈通以如图乙所示方向电流时，下列说法正确的是（ ）A.蹄形磁铁和铁芯间的磁场为匀强磁场B.线圈转动过程中受到的安培力始终与线框平面垂直C.线圈将按逆时针方向（正视）转动D.增加线圈匝数会增大电流表量程【答案】B【解析】【详解】A．蹄形磁铁和铁芯间的不同点的磁场方向并不是相同，不是匀强磁场，故A错误；B．根据左手定则可知，线圈转动过程中受到的安培力始终与线框平面垂直，故B正确；C．由左手定则可知，两导线受到的安培力大小相等、方向相反，左侧导线受到的安培力向上，右侧导线受到的安培力向下，则线圈按顺时针方向（正视）转动，故C错误；D．增加线圈匝数，会使得在相同电流情况下线圈所受安培力增大，则电流表的量程减小，故D错误。故选B。4.排球比赛中，运动员在A处水平发球，对方一传在B处垫球过网，排球经最高点C运动到D处，轨迹如图所示。已知A与C、B与D分别在同一水平线上，A、D在同一竖直线上，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）A.排球从A运动到B与从B运动到D的时间相等B.对方一传垫球前后重力的瞬时功率大小相等C.排球在A点与在C点的速度大小相等D.排球从B运动到D的过程中，在B、D两点动量相同【答案】B【解析】【详解】A．排球B到D可看做两段平抛运动，其竖直高度与从A到B的竖直高度相同，根据则从B运动到D的时间等于从A运动到B的时间的2倍，选项A错误；B．对方一传垫球前后球下降和上升的竖直高度相等，则竖直速度大小相等，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率大小相等，选项B正确；C．排球在A点的速度在C点的速度大小则选项C错误；D．排球从B运动到D的过程中，在B、D两点速度大小相同，但是方向不同，则根据p=mv可知，排球在B、D两点动量大小相同，方向不同，选项D错误。故选B。5.2023年12月20日，中国工程院等单位在北京发布2023全球十大工程成就及《全球工程前沿2023》报告，中国空间站为2023全球十大工程成就之一。中国空间站在距地面h的圆形轨道上运行，其运行方向如图所示。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球的自转，将地球视为质量分布均匀的球体。则空间站相邻两次经过地球赤道上空的时间间隔为（ ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】根据，空间站相邻两次经过地球赤道上空的时间间隔为得故选B。6.如图所示为长度相同、平行硬质通电直导线a、b的截面图。a导线放置在O点正下方的粗糙水平地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，且。开始时，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线静止于实线位置。现将b导线中的电流缓慢增加，b导线缓慢移动到虚线位置再次静止。通电直导线的粗细可忽略不计，b导线移动过程中a导线始终保持静止且两导线保持平行。下列说法正确的是（ ）A.b导线中的电流方向垂直纸面向里B.b导线在实线位置时所受安培力的方向与Ob垂直C.a导线对地面的压力逐渐增大D.b导线缓慢移动的过程中，细线对b导线的拉力逐渐变大【答案】C【解析】【详解】A．对导线b受力分析，a、b导线间为斥力时b导线才能平衡，根据“同向电流吸引，反向电流排斥”，可知b中的电流方向为垂直纸面向外，故A错误；B．导线b所受安培力方向沿ab连线斜向左上，因为Oa=Ob，所以安培力不可能与拉力方向垂直，故B错误；D．b导线受力分析如图所示，△Oab与力的矢量三角形相似，有不变，而Ob长度也不变，所以拉力T也不变，故D错误；C．将ab导线看作一个整体，竖直方向：整体的的重力不变，拉力不变，拉力与竖直方向夹角变小，所以拉力竖直方向分力变小，所以支持力变大，由牛顿第三定律可得，a导线对地面的压力变大，故C正确。故选C。7.在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为，，在a、b两端输入正弦式交变电流，电压的表达式为。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1。当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）A.R2两端的电压为4.8VB.电阻R1、R2消耗的功率之比为1:16C.变压器的输入功率为19.2WD.流过电阻R2电流的频率为100Hz【答案】A【解析】【详解】A．电源电压的有效值为、的并联电阻为根据理想变压器原副线圈电压、电流与线圈匝数的关系，原线圈两端的电压为副线圈两端的电压为解得，，，故A正确；B．电阻R1消耗的功率为电阻R2消耗的功率为电阻R1、R2消耗的功率之比为故B错误；C．变压器的输入功率为故C错误；D．变压器不改变电流的频率，流过电阻R2电流的频率为故D错误。故选A。8.“抖空竹”是中国传统的体育活动之一。现将抖空竹中的一个变化过程简化成如图所示模型：不可伸长的轻绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在轻绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点沿竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平）匀速移动，即两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同样大小的速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则在变化过程中，下列说法正确的是（ ）A.左右两绳的夹角增大B.左右两绳的夹角减少C.轻绳张力变大D.轻绳的张力大小不变【答案】D【解析】【详解】对空竹受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以在水平方向空竹共点力平衡，设F1与水平方向的夹角为，F2与水平方向的夹角为，有所以α=β所以两根绳与竖直方向的夹角相等为，则解得两端点沿AB、CD以同一速度匀速移动，移动的过程有的位移大小相等，两端点在水平方向上的距离不变，所以不变，从而得出F1和F2均不变，且两者大小相等，故ABC错误，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。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.水平地面上有相距6m的A、B两固定挡板，物块（视为质点）以8m/s紧靠A挡板出发，在A、B两挡板间做加速度大小不变的往复运动。物块每次与挡板碰撞后将以原速率弹回，最终停在距B挡板4m处且与A挡板只碰撞一次，碰撞时间忽略不计。物块运动的时间可能是（ ）A.3.5s B.4s C.5s D.5.5s【答案】AD【解析】【详解】物块以8m/s速度紧靠A出发，物块最终停在距B板4m处且和A挡板只碰撞了一次，故路程可能为14m，也可能为22m，物体每次与挡板碰撞后都是原速率返回，可以将整个过程等效为匀减速直线运动，根据平均速度公式，有解得3.5s或5.5s故选AD。10.如图所示，在正六边形的三个顶点A、、上分别固定电荷量为、、的点电荷。关于三个点电荷形成的电场，下列说法正确的是（ ）A.O点的电场强度大于D点的电场强度B.F点和B点的电场强度相同C.F点和B点电势相等D.带负电小球沿OA从O点移到A点过程中，电势能一直减少【答案】ACD【解析】【详解】A．设正六边形的边长为，O点的电场强度为D点的电场强度为故A正确；B．根据对称性可知F点和B点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；C．根据对称性可知，两负点电荷在F点和B点的电势相等，F点、B点与正点电荷的距离相等，则正点电荷在F点和B点的电势相等，故F点和B点的电势相等，故C正确；D．根据场强的叠加可知，OA连线上电场强度沿方向，则小球受到的电场力沿方向，带负电小球沿OA从O点移到A点过程中，电场力做正功，电势能一直减少，故D正确。故选ACD。11.如图所示，间距分别为l和2l的平行光滑导轨固定在水平面上，两导轨分别处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为B1和B2，且。在导轨上分别放置两个长度与导轨间距相等，材质和粗细相同的导体棒。现给左侧导体棒一沿导轨向右的水平初速度，已知导轨足够长且电阻不计，两导体棒与导轨始终垂直并接触良好，左侧导体棒始终未运动到右侧导轨，则以下所描绘两导体棒的速度、加速度和感应电流随时间变化的图像可能正确的是（ ）A. B.C. D.【答案】AD【解析】【详解】AB．设回路的总电阻为R，左侧导体棒的质量为m，右侧导体棒的质量为2m，左侧导体棒的速度为v1，右侧导体棒的速度为v2，回路中的感应电动势为当两导体棒速度相等时，回路的总电动势为零，感应电流为零，两导体棒不受安培力的作用，以相同速度做匀速直线运动，对左侧棒列动量定理解得对右侧棒列动量定理解得当即则故A正确，B错误；C．感应电流因为所以i-t的斜率逐渐变小，故C错误；D．感应电流为对导体棒受力分析可得解得又因为i-t的斜率逐渐变小，故D正确。故选AD。12.某网球以大小为v0的速度竖直向上抛出，落回出发点的速度大小为v1。网球的速度随时间变化关系如图所示，若空气阻力大小与网球速率成正比，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A.下降过程中网球处于超重状态B.网球上升、下降过程所受阻力的冲量大小相等C.网球上升过程克服阻力做功等于下降过程克服阻力做功D.网球从抛出到落回出发点所用的时间【答案】BD【解析】【详解】A．根据v-t图像可知，下降过程的加速度与初速度方向相反，即竖直向下，为失重状态，故A错误；B．小球运动的v-t图像如图所示由于上升过程和下降过程位移大小相等，因此图中两阴影部分面积相等；因为则f-t图像与v-t图像相似，两阴影部分的面积也相等，f-t图像t轴上方图像与坐标轴围成的面积表示上升过程的阻力的冲量大小，t轴下方图像与坐标轴围成的面积表示下降过程的阻力的冲量大小。可知上升和下降过程的阻力的冲量大小相等，B正确；C．小球运动过程中受到的空气阻力大小与其速率成正比，因此上升过程中平均空气阻力大于下降过程中平均空气阻力，上升过程和下降过程位移大小x大小相同，根据可知，上升过程中克服阻力做功大于下降过程克服阻力做功，C错误；D．由B分析可知，阻力的总冲量为零，对全过程，根据动量定理解得故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，两完全相同遮光片分别固定在滑块A、B上，沿运动方向的宽度相同，实验过程如下：  ①接通气源并调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为；