精品解析：山东省济南市2023-2024学年高三上学期期末学习质量检测物理试题（原卷版）

2024年1月济南市高三期末学习质量检测物理试题本试卷满分100分。考试用时90分钟。注意事项：1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。2.回答选择题时，用2B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，再选涂其它答案标号。3.回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。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。）1.2023年12月19日，甘肃省临夏州发生6.2级地震后，我国多型无人机迅速驰援救灾现场，通过航空科技助力抢险救灾。某次运送救援物资时，救援人员控制无人机由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，达到一定速度后再做匀减速直线运动减速到零。已知无人机做匀加速运动的时间为做匀减速直线运动时间的2倍，下列说法正确的是（ ）A.无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的倍B.无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的2倍C.无人机做匀加速运动的加速度为做匀减速直线运动加速度的倍D.无人机做匀加速运动加速度为做匀减速直线运动加速度的2倍2.2023年12月25日，我国在酒泉卫星发射中心将天目一号掩星探测星座11~14星成功送入预定轨道。掩星探测技术是利用低轨掩星接收高轨导航卫星信号，通过分析穿过大气层后的卫星信号数据来分析大气状态的技术。某掩星和导航卫星的运动均可视为绕地球的匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（ ）A.相同时间内掩星转过的圆心角小于导航卫星转过的圆心角B.相同时间内掩星运动的路程小于导航卫星运动的路程C.掩星运动的周期大于导航卫星运动的周期D.掩星的速度变化率大于导航卫星的速度变化率3.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为。时波动图像如图所示，则时的波动图像为（ ）A. B. C. D.4.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电阻，电动机M的内阻，输入端所接电压随时间的变化关系如图乙所示。闭合电键S，电动机正常工作，此时理想电压表的示数为，则电动机的输出功率为（ ）A. B. C. D.5.锤击式强夯机是一种常见的对松土进行压实处理的机器。锤击式强夯机将一质量为m的吊锤从距离地面高度为h处由静止释放，吊锤下落至地面后将松土压实，最终吊锤速度减为零后保持静止。已知吊锤从释放到速度减为零的时间为t，忽略空气阻力，重力加速度为g，则吊锤对松土的平均作用力的大小为（ ）A. B. C. D.6.如图所示，静置于光滑水平面上的A物体通过跨过定滑轮的轻绳与B物体相连，轻绳处于拉直状态。已知A、B两物体的总质量不变，不计滑轮的质量和摩擦。同时将A、B两物体由静止释放，释放后瞬间轻绳的拉力大小为T。下列说法正确的是（ ）A.B物体的质量越大T越大 B.A物体的质量越大T越大C.A、B两物体的质量相等时T最大 D.A、B两物体的质量相等时T最小7.如图所示，绝缘木板静置于光滑水平地面上，带正电的小物块静止在绝缘木板的左端，整个装置处在垂直纸面向外的水平匀强磁场中。现对长木板施加水平向左的恒力，已知整个运动过程中小物块始终未从绝缘木板上掉落，小物块与绝缘木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列关于绝缘木板的加速度a与小物块的速度v的关系图像可能正确的是（ ）A. B. C. D.8.如图所示为某同学投篮的示意图。出手瞬间篮球中心与篮筐中心的高度差为h（篮球中心低于篮筐中心），水平距离为，篮球出手时速度与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，，。若篮球中心恰好直接经过篮筐中心，则篮球出手时速度的大小为（ ）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，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分）9.如图所示，虚线为以坐标原点O为圆心、半径为L的圆弧，坐标为的点固定一带电量为Q的正点电荷，将带电量为Q的负点电荷沿圆弧从坐标为的M点缓慢移动到坐标为的N点，关于此过程中O点的场强和O点的电势下列说法正确的是（ ）A.O点的场强大小逐渐减小 B.O点的场强大小不变C.O点的电势逐渐增大 D.O点的电势不变10.如图所示，轻杆OA、轻杆AB与小球、小环通过铰链连接，O端用铰链固定在竖直转轴上，小环套在转轴上。开始时小环静止在转轴底部，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。已知小球和小环的质量均为m，轻杆长度均为L，转轴上O端与水平面之间的距离为，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A.开始时小环对水平面的压力大小为B.开始时小环对水平面的压力大小为C.小环上升到与O端之间距离为L时，小球的动能为D.小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为11.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端用挡板固定一个轻质弹簧。可视为质点的小滑块从P点由静止下滑，下滑过程中运动到O点时开始压缩弹簧，运动到A点时速度达到最大，到达B点时速度恰好为零。O点与A点之间的距离为，O点与P点之间的距离为。已知劲度系数为k的弹簧形变量为x时的弹性势能为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A.小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小B.小滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小C.小滑块从O点到B点运动过程中，最大速度为D.弹簧最大压缩量为12.如图所示，两足够长的平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L。两根长度均为L的光滑导体棒ab、cd静置于导轨上，导体棒ab的质量为，电阻为R，导体棒cd的质量为m，电阻为。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。初始时两导体棒之间的间距为L，某时刻给导体棒cd施加垂直导体棒水平向右的外力，使导体棒cd由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动，同时给导体棒ab施加垂直导体棒水平向左的外力，使导体棒ab始终保持静止。经过时间，同时撤去施加在导体棒ab、cd上的外力。导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，平行长直金属导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）A.撤去外力瞬间，导体棒cd两端的电势差为B.导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上外力冲量的大小为C.从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，导体棒cd上产生的焦耳热为D.导体棒cd运动稳定时，导体棒ab、cd之间的距离为三、非选择题（本题共6小题，共60分）13.某实验小组利用如图甲所示装置验证动量定理。主要实验步骤如下：①用天平测出小车的质量；②将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。用垫木将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时纸带上打出的点分布均匀为止；③在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。由静止释放小车，打点计时器在纸带上打出一系列点；④更换钩码，重复实验。（1）下列实验操作中，正确的是____________A.实验过程中使细绳和木板始终保持平行B.更换钩码后，需要重新平衡摩擦力才能重复进行实验C.释放小车的位置应靠近打点计时器D.先释放小车，然后接通打点计时器的电源（2）某次实验中得到一条点迹比较清晰的纸带，每五个点取一个计数点，计数点之间的距离如图乙所示。已知打点计时器打点的时间间隔，小车质量为。计数点123456时刻00.100.200.300.400.50小车的动量/0.08250.1070.1320.1570.1820.207以小车的动量p为纵坐标，时刻t为横坐标建立坐标系，根据表格中实验数据在图丙中描点，请根据描出的点作出图像；（）（3）根据图丙求得悬挂钩码的质量为____________g，与悬挂钩码的标注质量对比即可验证动量定理是否成立。（重力加速度取，结果保留两位有效数字）14.某同学测量某电池的电动势和内阻。实验器材如下：电池（电动势约为，内阻未知）电压表（量程，内阻约为）定值电阻电阻箱（阻值）开关一个、导线若干。测量电路如图甲所示：（1）根据实验电路图，请在答题纸上用笔画线将实物图乙补充完整；（）（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，该电池的电动势_______V，内阻_________（结果均保留2位有效数字）；（3）由于电压表并非理想电压表，那么本实验中电动势的测量值____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。15.2023年10月23日，中国选手夺得杭州亚运会女子自行车个人追逐赛冠军。杭州亚运会自行车跑道为周长的椭圆，如图a所示，M、N两点为位于椭圆轨道短轴的两端点，比赛开始后，甲、乙两名选手分别从M、N两点同时出发，骑行前两圈过程中甲、乙两名选手的速率随时间变化的规律分别如图b、图c所示。求（1）甲选手骑行路程为时的速率；（2）甲选手在骑行前两圈过程中能否追上乙选手？（写出必要的计算和文字说明）16.如图所示，水平地面上有两个半径均为R的固定竖直光滑圆轨道，M、N分别为两圆轨道的最低点。一质量为m的小物块从P点开始沿水平面向右运动，通过第一个竖直圆轨道后沿水平面继续向右运动。已知P点与M点、M点与N点间的距离均为，小物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为，小物块在P点的初速度大小。求：（1）小物块到达第一个圆轨道最高点时，小物块对轨道压力的大小；（2）小物块从第二个圆轨道脱离时的速度大小。17.如图所示，在空间直角坐标系内有一边长为L的正方体区域，面在平面内，坐标原点O位于面的中心，整个空间存在沿y轴正方向的匀强电场，在的空间区域Ⅰ内和的空间区域Ⅱ内均存在沿y轴正方向的匀强磁场（区域Ⅰ内和区域Ⅱ内磁感应强度大小可独立调节）。一可控制发射粒子数量和方向的粒子源位于坐标原点，发射粒子的质量均为m，电荷量均为，初速度大小均为，不计粒子重力和粒子间的相互作用。（1）将整个空间内的磁感应强度的大小均调节为零，控制粒子源沿x轴正方向发射一个带电粒子，该粒子恰好经过面的中心，求所加匀强电场电场强度的大小E；（2）将区域Ⅰ、Ⅱ内的磁感应强度的大小均调节为，控制粒子源在平面内沿各个方向均匀发射带电粒子，求从面射出的粒子中，射出位置y坐标的最小值；（3）将区域Ⅰ内的磁感应强度的大小调节为，将区域Ⅱ内的磁感应强度的大小调节为控制粒子源沿x轴正方向发射一个带电粒子，粒子第6次（粒子源发射粒子时为第0次）穿过平面时，恰好从的中点处离开正方体区域，求磁感应强度的大小。18.如图所示，水平地面上固定放置一质量的斜面体C，斜面体C的上表面与水平地面的夹角为，斜面体上静置两个小物块A、B，小物块A、B的质量分别为，小物块A位于斜面顶端，小物块B与小物块A相距，小物块A与斜面体间无摩擦，小物块B与斜面体间动摩擦因数为，初始由静止释放小物块A，此后小物块A、B间发生多次弹性正碰，碰撞时间均极短。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面足够长，，重力加速度g取。求：（1）第一次碰后瞬间小物块A、B的速度大小；（2）第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间小物块A、B间的最大距离；（3）第一次碰后瞬间到第八次碰前瞬间小物块B与斜面体C间摩擦产生的热量Q；（4）第一次碰后瞬间到第八次碰前瞬间地面对斜面体C的冲量大小。