2024届山东省曲阜师范大学附属中学物理高三上期末调研试题含解析

2024届山东省曲阜师范大学附属中学物理高三上期末调研试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、如图所示，在平行有界匀强磁场的正上方有一等边闭合的三角形导体框，磁场的宽度大于三角形的高度，导体框由静止释放，穿过该磁场区城，在下落过程中BC边始终与匀强磁场的边界平行，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．导体框进入磁场过程中感应电流为逆时针方向B．导体框进、出磁场过程，通过导体框横截面的电荷量大小不相同C．导体框进入磁场的过程中可能做先加速后匀速的直线运动D．导体框出磁场的过程中可能做先加速后减速的直线运动2、水平面内固定一个足够大且绝缘的粗糙斜面，其上有一个带电滑块匀速下滑且一直在斜面上运动。仅改变下列选项中的条件，滑块速度大小一定改变的是（）A．施加竖直方向的电场 B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积C．施加水平方向的恒力 D．改变滑块的质量3、下列说法正确的是（）A．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B．用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象C．一束单色光经由空气射入玻璃后速度不变，波长变短D．光的干涉现象和光电效应都是光具有波动性的表现4、如图所示，MON是竖直平面内的光滑直角支架，小球p和q通过一根轻绳连接且它们都套在支架上。对p球施加一个沿ON杆水平向右的拉力F，使q球缓慢上升，则此过程中（）A．力F增大 B．力F减小C．p球受到的支持力增大 D．p球受到的支持力减小5、在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，不计空气阻力，如果两小球均落在同一点C上，则两小球（）A．抛出时的速度大小可能相等 B．落地时的速度大小可能相等C．落地时的速度方向可能相同 D．在空中运动的时间可能相同6、电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（）电池输出电压36V电池总容量50000mA·h电机额定功率900W最大速度15km/h充电时间2~3小时百公里标准耗电量6kW·hA．电池最多输出的电能约为1800JB．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2hC．该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60ND．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3km二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，长木板左端固定一竖直挡板，轻质弹簧左端与挡板连接右端连接一小物块，在小物块上施加水平向右的恒力，整个系统一起向右在光滑水平面上做匀加速直线运动。已知长木板（含挡板）的质量为，小物块的质量为，弹簧的劲度系数为，形变量为，则（）A．小物块的加速度为B．小物块受到的摩擦力大小一定为，方向水平向左C．小物块受到的摩擦力大小可能为，方向水平向左D．小物块与长木板之间可能没有摩擦力8、如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直纸面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界的v﹣t图象，图中数据均为己知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（）A．t1到t2过程中，线框中感应电流沿顺时针方向B．线框的边长为v1（t2﹣t1）C．线框中安培力的最大功率为D．线框中安培力的最大功率为9、如图所示，圆形区域内以直线AB为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为R。在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为m，电量大小为q的粒子在极板M右侧附近，由静止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线CD射入磁场，直线CD与直径AB距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后，恰能垂直直径AB进入下面的磁场，之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子的重力不计。则A．带电粒子带负电B．加速电场的电压为C．粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1RD．AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍10、如图所示。竖直光滑杆固定不动，两根完全相同的轻质弹簧套在杆上，弹簧下端固定。形状相同的两物块A、B分别置于两弹簧上端但不会拴接，A的质量大于B的质量。现用外力作用在物体上，使两端弹簧具有相同的压缩量。撤去外力后，两物块由静止向上运动并离开弹簧。从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中。弹簧始终在弹性限度之内，以地面为零势能面。下列说法正确的是（）A．上升过程中两物块机械能均守恒B．A上升的最大高度小于B上升的最大高度C．A物体的最大速度大于B物体的最大速度D．A物体的最大加速度小于B物体的最大加速度三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；（2）该同学作出了v2—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__（选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。12．（12分）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律.（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______（填字母代号）.A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺（2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是__________（填字母代号）.A．用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落的时间t，通过v=gt算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_________（填字母代号）.A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点．质量为2m和m的a、b两个小滑块（可视为质点）原来静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连．某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：（1）a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；（2）小滑块b与弹簧分离时的速度；（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C．若能，求出到达C点的速度；若不能，求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角．（求出角的任意三角函数值即可）．14．（16分）一粗细均匀的U形管，左侧封闭，右侧开口，同时左侧用水银柱封闭--定质量的气体，开始时左右两侧的水银柱等高，现将左管密闭气体的温度缓慢降低到280K，稳定时两管水银面有一定的高度差，如图所示，图中L1=19cm，∆h=6cm。已知大气压强为P0=76cmHg。（i）求左管密闭的气体在原温度基础上降低了多少摄氏度？（ii）现要两管水银面恢复到等高，求需要向右管注入水银柱的长度。15．（12分）如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角α=37°，导轨间距L=1m，顶端用电阻R=2Ω的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。质量m1=0.1kg、电阻R1=4Ω的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m，M与导轨间的动摩擦因数μ1=0.25，质量m2=0.3kg、电阻R2=2Ω的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数μ2=0.8。将导体棒M、N同时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2，运动过程中M、N与导轨始终接触良好，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求M、N相碰前，M上产生的焦耳热；（2）求M、N相碰前M运动的时间；（3）M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F，使M、N同时匀减速到零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、D【解题分析】

A.导体框进入磁场过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，故A错误；B.导体框进、出磁场过程，磁通量变化相同，由感应电量公式则通过导体框横截面的电荷量大小相同，故B错误；C.导体框进入磁场的过程中因为导体框的加速度其中L有效是变化的，所以导体框的加速度一直在变化，故C错误；D.导体框出磁场的过程中因为导体框的加速度其中L有效是变化的，则mg与大小关系不确定，而L有效在变大，所以a可能先变小再反向变大，故D正确。2、C【解题分析】

AD．当滑块匀速下滑时，对滑块进行受力分析可知，重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力的大小。施加竖直方向的电场与改变滑块的质量效果相同，各力沿斜面向下的分力之和与滑动摩擦力的大小始终相等，滑块仍做匀速直线运动，AD错误；B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积，并未改变它与斜面间的摩擦力，所以滑块仍做匀速直线运动，B错误；C．施加水平向左的恒力时（滑块不脱离斜面），该力有沿斜面向下的分力，而且摩擦力减小，滑块将做加速运动；施加水平向右的恒力时，该力有沿斜面向上的分力，而且摩擦力增大，滑块将做减速运动，C正确。故选C。3、B【解题分析】

A．光导纤维的内芯是光密介质，外层是光疏介质，光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，故A错误；B．用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象，故B正确；C．由于，一束单色光经由空气射入玻璃后速度变小，但是光频率不变，则波长变短，故C错误；D．光的干涉现象是光具有波动性的表现，光电效应是光具有粒子性的表现，选项D错误。故选B。4、A【解题分析】

CD．p和q整体分析，p球受到的支持力等于整体重力，故p球受到的支持力不变；故CD错误；AB．p和q整体分析，拉力F等于OM杆对q球的弹力；对q球分析，设轻绳与OM杆的夹角为，则q球上升过程中，角变大、变大，故F变大，A正确，B错误。故选A。5、B【解题分析】

AD．小球做平抛运动，竖直方向有，则在空中运动的时间由于不同高度，所以运动时间不同，相同的水平位移，因此抛出速度不可能相等，故AD错误；B．设水平位移OC为x，竖直位移BO为H，AO为h，则从A点抛出时的速度为从B点抛出时的速度为则从A点抛出的小球落地时的速度为从B点抛出的小球落地时的速度为当解得此时两者速度大小相等，故B正确；C．平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故C错误。故选B。6、B【解题分析】

A．电池最多储存的电能为故A错误；B．由储存的电能除以额定功率可求得时间为故B正确；C．根据功率公式则有故C错误；D．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解题分析】

A．长木板与小物块一起做匀加速运动，应相对静止，加速度相同，对整体有解得加速度故A正确；BC．因弹簧形变量，故弹簧可能被压缩也可能被拉伸。若被压缩，则长木板受到的摩擦力向右，对长木板有解得小物块受到的摩擦力大小与之相等，方向水平向左，故B错误，C正确；D．若弹簧对小物块的弹力方向水平向左，对小物块，根据牛顿第二定律得得如果则故D正确。故选ACD。8、BD【解题分析】

A．金属线框刚进入磁场时，磁通量增加，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；B．由图象可知，金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为v1，匀速运动的时间为t2﹣t1，故金属框的边长：L＝v1（t2﹣t1），故B正确；CD．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg＝BIL，又，又L＝v1（t2﹣t1），联立解得：；线框仅在进入磁场和离开磁场过程中受安培力，进入时安培力等于重力，离开时安培力大于重力，开始减速，故开始离开磁场时安培力最大，功率最大，为Pm＝F安t2，又，联立得：，故C错误，D正确．9、AC【解题分析】

A．从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；B．由题意知，粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r1＝0.6R，在电场中加速有：在AB上方磁场中：联立得：所以选项B错误；C．粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：解得r2＝0.1R所以选项C正确；D．由洛仑兹力提供向心力得到半径：由于r1＝6r2，所以B2＝6B1所以选项D错误。故选AC。10、BD【解题分析】

A．上升过程中在弹簧恢复原长前，弹簧弹力一直对物块做正功，物块机械能增加，A错误；B．物块从撤去外力到第一次速度减为0，根据能量守恒定律解得弹簧压缩量相同，所以对于两物块弹簧释放的弹性势能相同，因为，所以两小球上升的最大高度关系为B正确；C．物块速度最大时，加速度为0，假设初始状态弹簧的压缩量为，达到最大速度前，合力满足为物块向上运动的位移，因为，所以图像为图线与位移轴围成的面积为合外力做功，物块从静止开始运动，根据动能定理可知合力为0时，B物块动能大，根据动能表达式可知A物体的最大速度小于B物体的最大速度，C错误；D．撤去外力瞬间，物块的加速度最大，根据牛顿第二定律可知解得因为，所以D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、钩码质量远小于滑块质量无滑块质量【解题分析】

（1）设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度a=隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力FT=Ma=要保证绳子的拉力FT等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有FT；（2）滑块的加速度a=，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；因为a与F成正比，则有：，则，结合图线的斜率可以求出滑块的质量M。12、DDBD【解题分析】

（1）打点计时器需接交流电源．机械能守恒中前后都有质量，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，故选D．

（2）在验证机械能守恒时不能用有关g值来计算速度，利用、，在计算高度时直接测量距离，在计算速度时利用中点时刻的速度等于平均速度求解，故ABC错误；D正确（3）由于系统内不可避免的存在阻碍运动的力，比如空气阻力，纸带与限位孔之间的摩擦力等系统误差导致重力势能的减小量与动能的增加量不相等，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）（3）【解题分析】

(1)a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大．设此时ab的速度为v，则由系统的动量守恒可得2mv0＝3mv由机械能守恒定律解得：(2)当弹簧恢复原长时弹性势能为零，b开始离开弹簧，此时b的速度达到最大值，并以此速度在水平轨道上向前匀速运动．设此时