2022届山东省名校联盟高三（上）期末阶段质量检测物理试题（解析版）

高三阶段质量检测物理本试卷满分100分，考试用时90分钟。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一项符合题目要求。1.成语故事《守株待兔》中，质量为m的野兔受到惊吓后，由静止开始以大小为a的加速度沿直线匀加速奔跑距离s后一头撞晕在树桩上。若野兔与树桩作用的时间为t，不计野兔与树桩碰撞过程中路面对野兔的摩擦力，则该过程中野兔受到树桩对它的平均作用力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设撞树桩前瞬间的速度为，根据速度位移公式解得根据动量定理得解得故B正确，ACD错误。故选B。2.投篮时，篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线，如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.低弧线投篮时，篮球从出手到进框的运动时间最长B.高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小C.低弧线投篮时，人对篮球做的功一定最大D.中弧线投篮时，人对篮球做的功一定最小【答案】B【解析】【详解】A．篮球出手后在空中做斜抛运动，可分解为竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动，在上升和下降都有可看出竖直方向的高度越大时间越长，则有t高>t中>t低A错误；B．由选项A可知高弧线投篮时时间最长，且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同，则重力做的功相同，根据平均功率的计算有可得出高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小，B正确；CD．根据能量守恒有W人=mgh+Ek末由于篮球进入篮筐的动能Ek末未知，则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系，CD错误。故选B。3.如图所示，倾角为的斜面靠在竖直墙壁上，现用水平向右的力使一重为的匀质球静止在如图所示的位置，力的作用线通过球心，球的右侧与竖直墙面接触。取，，不计一切摩擦。力的最小值为（）A B. C. D.【答案】A【解析】【详解】当球恰好平衡时F有最小值，根据平衡条件以及力的合成与分解可得解得故选A。4.某品牌手机配置有速度传感器，利用速度传感器可以测定手摆动的速度。某同学手握手机，手臂伸直，以肩为轴自然下摆，手机显示，手臂先后两次摆到竖直方向时的速度大小之比为k（）。若手机的质量不可忽略，不计空气阻力，则手臂这两次摆到竖直位置时，手机受到手竖直方向的作用力大小之比（）A.为k B.为k2 C.大于k2 D.小于k2【答案】D【解析】【详解】设第一次手臂摆到竖直方向的速度为，第二次手臂摆到竖直方向的速度为，根据题意得设两次在最低点机受到手竖直方向的作用力分别为、，在最低点由牛顿第二定律得解得利用数学知识可得故D正确，ABC错误。故选D。5.2021年10月16日，我国“神舟十三号”载人飞船成功发射，顺利与空间站实施对接。对接后，“神舟十三号”与空间站在距离地面高度为的轨道上一起绕地球做匀速圆周运动。地球的半径为，地球表面的重力加速度大小为，忽略地球的自转。对接后，“神舟十三号”绕地球运行的周期为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】卫星做圆周运动的向心力由地球的引力提供，则根据其中解得故选C。6.如图所示，真空中有四个相同的点电荷，电荷量均为q，分别固定在棱长为L的正四面体（由绝缘材料制成）的四个顶点上，静电力常量为k。任意一个点电荷所受静电力的大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设正四面体的四个顶点为ABCD，作底边三角形ABC中点O，连结OD，AO，如图所示由几何关系可知A点电荷在D点产生的场强为同理B、C两点电荷在D点产生的场强为也为这三个场强水平分量互成120°且大小相等，故最终抵消，只有竖直分量为故D点合场强为则D点电荷受静电力大小为则每个点所受静电力大小都为。故选A。7.A、C、D为等边三角形的三个顶点，三个顶点上各固定一根与纸面垂直的长直导线，各导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。O点为三角形的中心，a点为CD边的中点。若O点的磁感应强度大小为，A处导线受到的安培力大小为，则下列说法正确的是（）

A.C处电流产生的磁场在O点的磁感应强度大小为B.a点的磁感应强度可能小于C.A、D两处导线受到的安培力相同D.C处导线受到的安培力大小为【答案】D【解析】【详解】A．三条导线在O点产生的磁场方向如图，因三根导线上的电流相等，则BA、BC、BD大小相等，相邻两者之间方向互成60°夹角，因O点的磁感应强度大小为，则BA=BC=BD=B0选项A错误；

B．因a点距离CD的距离小于O点距离CD的位置，可知导线CD在a点产生的磁场大于B0，因CD在a点的磁场方向相同，均垂直CD向下，可知CD两根导线在a点的合磁场强度大于B0，再与A点的导线在a点的磁场合成后a点的磁感应强度更是大于B0，选项B错误；C．因C导线对A导线有斥力，D导线对A有吸引力，两力互成120°角，可知A导线受安培力水平向右；因C导线对D导线有斥力，A导线对D有吸引力，两力互成120°角，可知D导线受安培力斜向右上方；则A、D两处导线受到的安培力大小相同，但是方向不同，选项C错误；D．由选项C的分析可知，A处导线受到的安培力大小为，则三根导线之间的相互作用力均为F0，因A导线对C导线有斥力，D导线对C有斥力，两力互成60°角，可知C处导线受到的安培力大小为选项D正确。故选D。8.如图所示，理想变压器的输入端接交流电源，、和阻值相等。若当开关S断开时，通过的电流为，当开关S闭合时，通过的电流为，且，则变压器原、副线圈的匝数之比为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】当通过R1的电流为I时有U-IR=U1，，根据理想变压器原副线圈电压与匝数比的关系有当通过R1的电流为时有，，根据理想变压器原副线圈电压与匝数比的关系有联立解得U=17IR，故选B。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.学校运动会上，有五位同学参加百米决赛。发令枪响后，五名同学奋力跑向终点，下列x-t或v-t图像中，能反映甲同学与其他同学在途中出现并齐情况的有（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【详解】A．图中乙始终在甲前面，乙到达终点后一段时间甲才到终点，A错误；B．两图线的交点表示相遇，故甲同学与丙同学在途中会出现并齐情况，B正确；C．图线与时间轴所围的面积表示位移，甲、丁图像在某时刻会出现面积相等，故甲、丁同学在途中会出现并齐情况，C正确；D．任意时刻甲图像的面积总是大于戊图像的面积，故途中不会出现两同学并齐情况，D错误。故选BC。10.一列简谐横波向轴负方向传播，在时的波形如图所示，、两质点的平衡位置的坐标分别为、。已知时，质点第二次出现波峰，下列说法正确的是（）A.振源的起振方向为轴负方向B.当质点位于波峰时，质点位于波谷C.该波的波速为D.时，质点第一次出现波峰【答案】BC【解析】【详解】A．因t=0时刻，x=1m处的质点沿y轴正向振动，可知振源的起振方向为轴正方向，A错误；B．波长为4m，因PQ=1.5λ，则当质点位于波峰时，质点位于波谷，B正确；C．已知时，质点第二次出现波峰，则即T=0.4s则该波的波速为C正确；D．当波向左传播x=9m时，质点Q第一次在波峰，则D错误。故选BC。11.如图甲所示，固定的水平导轨右端接有阻值为的电阻，金属棒放在导轨上，导轨及金属棒的电阻均不计。时刻导轨处于磁感线均匀分布的磁场中，取竖直向下为磁场的正方向，在内磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，金属棒始终静止，矩形的长为、宽为。下列说法正确的是（）

A.在内，金属棒受到的摩擦力大小不变，方向水平向左B.时刻，金属棒受到的安培力大小为，方向水平向右C.在内，通过电阻的电荷量为D.在内，电阻中产生的焦耳热为【答案】BD【解析】【详解】A．在内，磁场减弱，由楞次定律可知，金属棒中电流方向由D到C，由电磁感应定律，可知回路中的电流为由安培力公式可得F=BIL在内，电流不变，磁感应强度B在减小，所以金属棒受到的安培力在减小，由平衡条件可知，金属棒受到的摩擦力大小在变，方向水平向左，A错误；B．在2s～8s，感应电动势大小为回路中电流大小t1=6s时，磁感应强度为负号表示磁感应强度方向向上。由安培力公式可得安培力大小为由安培定则可知，电流方向从金属棒D到C，磁场方向向上，由左手定则可知，安培力方向水平向右。B正确；C．在内，通过电阻的电荷量为C错误；D．在内，回路中的电流大小为由焦耳定律可得，电阻中产生的焦耳热为D正确。故选BD12.如图所示，足够大的平台上放一个质量为的物块（视为质点），轻质橡皮筋一端与物块连接，另一端系在竖直转轴上距平台高度为的点，开始时橡皮筋伸直但无弹力且与平台的夹角为。现使物块随平台由静止开始缓慢加速转动，当橡皮筋与平台的夹角为时，物块恰好要离开平台。物块与平台间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为，取，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，橡皮筋的弹力始终遵循胡克定律，且弹性势能（其中为橡皮筋的劲度系数，为橡皮筋的形变量）。下列说法正确的是（）A.当平台的角速度大小为时，物块相对平台静止B.橡皮筋的劲度系数为C.物块在平台上滑动的过程中，其速度大小可能为D.在平台转动的过程中，摩擦力对物块做的功为【答案】AD【解析】【详解】A．设物块恰好相对平台静止时，平台的角速度为，物块速度大小为v1，则有解得，由于，所以当平台的角速度大小为时，物块相对平台静止，故A正确；B．由题意可知，物块恰好要离开平台时，平台对物块支持力为零，橡皮筋的形变量为此时有解得故B错误；C．当物块恰好离开平台时，设物块速度大小为v2，则有解得则物块在平台上滑动时的速度范围在由于，说明物块已离开平台，故C错误；D．根据动能定理有其中联立解得故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学利用下列器材做“验证机械能守恒定律”的实验。A．端带有滑轮和刻度尺的气垫导轨；B．两个光电计时器；C．安装有挡光片的小车（质量为M）；D．拴有细线的托盘和钩码（总质量为m）；E．可以调节高度的平衡支架。该同学选用上述器材安装实验装置如图甲所示。实验步骤如下：①在气垫导轨上安装两个光电门A、B，两光电门中心的距离为L，调节气垫导轨的倾角，气垫导轨的倾角为；②在托盘中放入钩码，让小车沿气垫导轨上滑，光电计时器记录小车上的挡光片通过A、B的时间分别为和；③将小车、托盘、钩码看作系统，利用测得的数据求得系统重力势能与动能变化的关系。（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示，则________。（2）当地的重力加速度大小为g，在小车从A点运动到B点的过程中，系统减少的重力势能________；该过程中系统增加的动能________。若在误差允许的范围内，系统减少的机械能等于增加的动能，则系统机械能守恒。（均用相关物理量的符号表示）【答案】①.16.4②.③.【解析】【详解】（1）[1]挡光片的宽度。（2）[2]在小车从A点运动到B点的过程中，小车增加的重力势能为托盘与钩码减少的重力势能为系统减少的重力势能为[3]小车经过A、B两点时的速度大小分别为该过程中系统增加的动能为14.家里网购了一台净水机，小聪查阅资料后发现，水的电阻率与水中溶解的固体含量的关系如表所示，合格纯净水的固体含量。小聪想制作一个固体含量计，用来检验该净水机的净水效果。水（25℃）的电阻率/（Ω·m）500505溶解的固体含量/（mg·L-1）0.0100.1001.00水（25℃）的电阻率/（Ω·m）0.50.10.01溶解的固体含量/（mg·L-1）1050500小聪将水样通过阀门K注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示），再接在如图乙所示的电路（电源电动势为E，电流表的量程为Ig，测量前将红、黑表笔短接，使电流表满偏）的红、黑表笔之间，读出此时电流表的示数。小聪根据不同水样对应的电流值，得到不同水样对应的电阻率，将电阻率对应的固体含量值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成了一个简易的固体含量计。（1）在如图乙所示的电路中，_________（选填“a”或“b”）表笔是黑表笔；（2）此固体含量计上较小的固体含量值对应电流表的电流值_________（选填“较大”或“较小”）；（3）某次测量时，电流表的指针恰好半偏，测得该容器两电极间的长度为L，水柱的内径为d，则水样的电阻率_________（用相关物理量的符号表示）；若E=3.0V，，圆柱形塑料容器的长度与横截面直径分别为、，则该净水机_________（选填“合格”或“不合格”）；（4）若此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调__________（选填“大”或“小”）。【答案】①.b②.较小③.④.不合格⑤.小【解析】【详解】（1）[1]根据电路图可知，b表笔是黑表笔；（2）[2]根据题意可知，固体含量计上较小的固体含量值的电阻率较大，由欧姆定律可得对应电流表的电流值较小；（3）[3]根据电阻公式可得又解得[4]由于代入数据，解得根据题意，可得该净水机不合格。（4）[5]由电路图可知，当此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调小。15.如图甲所示，一列简谐横波沿直线向右传播，传播方向上、两质点的距离，、两质点的振动情况如图乙所示。求：（1）该波可能的波速；（2）该波的最大波长。【答案】（1）；（2）4m【解析】【详解】（1）该波的周期该波从质点传播至质点的时间又解得（2）该波可能的波长解得当时，波长最大，故16.如图所示，逃犯在平直公路上到边境线的距离L=2200m处抢得货车后，驱车由静止开始沿公路向边境匀加速逃窜，武警接到群众举报，乘坐停在路旁的警车（警车停在逃犯抢劫货车处后方x0=183m的位置），在逃犯驱车逃窜t0=16s后，警车由静止开始匀加速追赶货车。已知警车与货车的加速度大小分别为a1=6m/s2、a2=5m/s2，所能达到的最大速度分别为vm1=42m/s、vm2=30m/s，两车的速度达到最大后均做匀速直线运动。（1）求两车最大距离xm；（2）试通过计算判断警车能否在境内追上货车。

【答案】（1）648m；（2）能【解析】【详解】（1）货车匀加速运动的时间为t2时间内货车前进的距离为当两车速度相等时距离最大，设警车启动后经过时间t1与货车速度相等，则t1时间内警车前进的距离为货车从开始做匀速运动到警车与货车速度相等的这段时间内，货车前进的距离为所以最大距离为（2）货车由静止开始到行驶至边境线所需时间为警车匀加速运动的时间为t1′时间内警车前进的距离为警车由静止开始行驶至边境线所需的时间为因为所以警车能在境内追上货车。17.如图所示，在坐标系的第Ⅰ象限内存在沿轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子（粒子所受重力不计）从坐标原点射入磁场，其入射方向与轴正方向的夹角，第一次进入电场后，粒子到达坐标为的点处时的速度大小为、方向沿轴正方向。求：（1）粒子从点射入磁场时的速度大小；（2）电场的电场强度大小以及磁场的磁感应强度大小；（3）粒子从点运动到点的时间。【答案】（1）；（2）；；（3）【解析】【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示，由于洛伦兹力不做功，粒子经过点时的速度大小也为，根据对称性，粒子经过点时的速度方向与轴正方向的夹角也为，粒子进入第Ⅰ象限后，沿轴方向做匀速直线运动，沿轴方向做匀减速直线运动，根据几何关系有解得（2）对粒子从点运动到点的过程，根据动能定理有解得设粒子从点运动到点的时间为，有解得粒子从点运动到点的过程沿轴方向的位移大小解得又设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据几何关系有解得根据洛伦兹力提供向心力有解得（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期根