山东省枣庄市2021-2022学年高三上学期期末考试(一调)物理试卷

按秘密级事项管理★启用前 试卷类型：A 2022届高三第一学期期末考试 物理试题 2022.01 本试卷8页。总分100分。考试时间90分钟。 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。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡 上。写在本试卷上无效。 吹 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 烘 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.“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计 量大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39mm,原型保 存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微 变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来 取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定 h 9 义，即1kg6.2607015X104m2·s。该决定已于2019年5月20日生效。此次标 准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际 单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是 A.普朗克常量h是一个无单位的常量 B.普朗克常量h的单位等效于N·m·s2 C.普朗克常量h的单位等效于J·s D.普朗克常量h的单位等效于J·s」 2.人们对电磁炮的研究不断深人。某高中科研兴趣小 组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图 赵 如图甲所示，高压直流电源电动势为E,大电容器的 电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将 直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。 乙 首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈 的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在0~1的时间内被加速发射出去，1时刻刚 高三物理试题第1页（共8页） 好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是 A.小球在塑料管中做匀变速直线运动 B.在0~t1的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的 C.在1时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零 D.在0t1的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能 3.近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设 备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能 量损耗都很小，可视为理想变压器。原线圈匝数1=880匝，副线圈接一个“12V22W” 的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈接交 流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值Um=220√2V,最 大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光。则 u/A t/x102s 甲 乙 丙 A.原线圈两端电压的有效值和t=2.5×10-3s的电压瞬时值相等 B.若电压表为非理想电表，电压表的读数会变小 C.照明电灯正常发光时，电流表的读数为0.05A D.在t=5×10-3s时刻，电压表的示数为零 4.如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上放有质量为的一个物块 (可视为质点)，物块到轴的距离为d,物块与盘面的动摩擦因数为以，盘面与水平面夹角 为O。当圆盘以角速度ω匀速转动时，物块始终与圆盘保持相对静止。图中A、B、C、D 为物块做圆周运动经过的点，其中A为最高点、B为最低点，C、D为跟圆心在同一水平 面上的两点。已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑 动摩擦力。则下列说法正确的是 A.当圆盘静止时，物块在A、B、C、D各点受到的摩擦力大 小均为n g cos0 B.当圆盘匀速转动时，若物块运动到A点没有滑离圆盘， 则运动到其它点也不会滑离圆盘 C.当圆盘以角速度ω匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为 √/(ng cos0)2+(mw2d)2 D.当圆盘以角速度ω匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为 √/(ng sin0)2+(w2d) 高三物理试题第2页（共8页） 5.如图所示，AO为不可伸长的轻绳，BO为可绕B点自由转动的轻质细 杆，杆长为L,A、B两点的高度差也为L。在O点悬挂质量为m的重 物，杆与绳子的夹角α=30°，下列说法正确的是 A.绳AO对O点的拉力大小为mg B.绳AO对O点的拉力大小为W3mg C.杆BO对O点的力沿杆由O指向B D.杆BO对B点的力大小为√3mg 6.半径分别为r和4的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一根长为3r、电阻为R的均匀 金属棒MN置于圆导轨上，VM的延长线通过圆导轨中心O,在两导轨之间接阻值分别 为R,=R、R2=3R的两定值电阻，装置的俯视图如图示。整个装置位于匀强磁场中， 磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕圆心O 顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，不跟电阻相碰，导轨电阻忽略 不计。下列说法正确的是 + + A.金属棒中电流从N流向M 9 B.金属棒转动产生的电动势为2Bar 2Bor2 C.电阻R,中电流为5R R D.水平外力做功的功率为225B。r 7R 7.如图所示，一轻绳跨过光滑且可看作质点的定滑轮，一端系着质量为M的物块，另一端 系着质量为m的圆环，圆环套在竖直的光滑细杆上。已知细杆与定滑轮的水平距离为d =0.8m,初始时轻绳与竖直杆的夹角0=53°(sin53°=0.8，cos53°=0.6)，取重力加速度 g=10m/s2。现在由静止释放两物体，下列说法正确的是 LLLLLLLLL A.释放之后圆环和物块组成的系统机械能先减小、后增大 B.若M=4m,当轻绳与细杆垂直时，圆环的速度为v=2m/s C.若M=2m,圆环运动区间的长度为1.2m 应 D.为保证圆环在初始位置上方运动，物块与圆环的质量之比应该 满足以5 4 8.如图所示，A、B、C、D是真空中正四面体的四个顶点，所有棱长都为 d=√6cm,则该正四面体处于匀强电场中，电场方向与三角形ABD 所在平面平行，已知A、B和C点的电势分别为(2-√6)V、(2+√6) V和2V。该正四面体的外接球面上的电势最低值、最高值分别为 A.-1V、5V B.0、5V C.(2-2√3)V、(2+23)V D.(2-22)V、(2+22)V 高三物理试题 第3页（共8页） 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。 全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9.海边会发生潮汐现象，潮来时，水面升高；潮退时，水面降低。有人认为这是由于太阳对 海水的引力变化以及月球对海水的引力变化所造成的。中午，太阳对海水的引力方向指 向海平面上方；半夜，太阳对海水的引力方向指向海平面下方；拂晓和黄昏，太阳对海水 的引力方向跟海平面平行。月球对海水的引力方向的变化也有类似情况。太阳、月球对 某一区域海水引力的周期性变化，就引起了潮汐现象。已知地球质量为M,半径为R。 太阳质量约为地球质量的3×105倍，太阳与地球的距离约为地球半径的2×10倍，地球 质量约为月球质量的80倍，月球与地球的距离约为地球半径的60倍。对于地球上同一 片质量为m的海水来说，下列说法正确的是 A太阳对这片海水的引力与地球对这片海水的引力之比约为F 3 2000 FH_216 B.太阳对这片海水的引力与月球对这片海水的引力之比约为 1 C.我国农历中的“朔”是指太阳、月球和地球共线、且月球位于太阳和地球之间的月相，此 时，海边容易形成大潮 D.对于同一片海水而言，地球、月球、太阳对它的引力的矢量和可能为零 10.如图所示，两个带等量异种电荷的点电荷，分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点，其 中在A点的为正电荷。一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点之间，且圆形细管圆 心O位于A、B连线的中点，细管与A、B连线及中垂线交点分别为C、E、D、F。一个 带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动，不计一切摩擦，小球电量保持 不变。下列说法正确的是 A.小球从C运动到D的过程中，速度先增大、后减小 B.C点的电势比F点的电势高 C.小球经过C点的速度大于经过E点的速度，经过C点的电 势能小于经过E点的电势能 D.小球经过D、E两，点所受的电场力相同 11.如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时刻的波的图象，a、b、c为介质中 的三个质点，图乙表示该波x=6m处a质点的振动图像，下列说法正确的是 +y/cm y/cm 10 10 5 s x/m 10 -10 A.该波沿x轴负向传播 B.t=4s时刻，质点b振动的速度方向与加速度方向相同 高三物理试题第4页（共8页） C.t=3.5s时刻，质点c振动的速度方向沿y轴负方向 D质点c的位移随时间变化的关系式)y=10sin(受- 5 )cm 12.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁 A 场，它的底边在x轴上且长为2L,高为L。纸面内直角边 长均为L的直角三角形导线框ABC沿x轴正方向做匀速 2L x 直线运动穿过磁场区域，在=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线 框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流跟导线框所走位移 的关系图像(ix图像)和导线框受到的安培力大小跟导线框所走位移的关系图像(F-x 图像)的是 F 4F 0 2i A B 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.(6分)某实验小组的同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度a与力F的关系”和 “探究加速度α与质量m的关系”实验时，用轻网兜装入若干相同的小钢珠代替图中槽 码进行实验。现把1个小钢珠对小车施加的拉力记为1珠力，把两个实验的数据都记 录在下表中。小钢珠加速运动对拉力造成的影响忽略不计。 (1)从数据表中选取5组数据，在答题卡图乙坐标纸中作出保持小车质量一定时的α一 F图像。 (2)大量实验结果表明，小车的加速度α与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成 F 反比，其表达式为acm,写成等式为F=kma。那么，根据表中数据，可得一 (结果小数点后保留两位) (3)当满足关系 时，可使k=1。 ta/(m's2) 1.0 打点计时器 0.5 10F/(珠力) 图甲 图乙 高三物理试题 第5页（共8页） F/(珠力) 6 3 6 4 5 6 6 6 7 m/kg 0.86 0.36 0.61 0.36 0.36 0.41 0.36 0.31 0.36 a/(m·s-2) 0.34 0.39 0.48 0.53 0.67 0.71 0.81 0.93 0.94 14.(8分)已知某定值电阻的额定电流为0.3A,其标称的电阻值是24Ω。为测定该定值电 阻在额定电流下电阻的实际值，某同学用电流表、电压表、滑动变阻器(0一24Ω，额定电 流为2A)、直流电源等组成实验电路如下图。不考虑电表内阻对电路的影响，电源内阻 忽略不计。 8 16V+6V 直流电源 (1)图中哪几根导线的连接有错误？ (填写导线标号①、②…⑧)。 (2)用笔画线代替导线，请在答题卡图中把错误的连接纠正过来，将实验电路连接完整。 (3)在你纠正后的电路中，经实验测出电阻的实际值为242。之后若将滑动变阻器的滑 动触头滑到正中间，闭合开关接通电路，那么，电阻两端的电压等于 V,通过电 源的电流等于 A。 15.(9分)如图所示，水平面上固定一个倾角为0、长度为s的斜面。现于斜面顶端以速度 。水平抛出一个弹性小球，小球恰好第一次直接落到斜面底端，不计一切阻力，小球体 积不计，已知重力加速度为g。求： (1)小球从斜面顶端到斜面底端的运动时间： (2)在斜面的底端放置一个反弹挡板，假设小球运动到 斜面底端时只撞击反弹挡板，弹起后，能够在第二次落 7777777777777777 到斜面时恰好落至出发点且速度方向水平。若反弹挡 板与地面的夹角为α，请写出α与0的函数关系。已知碰撞过程中没有能量损失。 高三物理试题第6页（共8页） 16.(9分)第24届冬季奥运会将于2022年2月4日~20日举办，举办地点是中国北京、中 国河北省张家口市。冰壶，也叫掷冰壶，是冬奥会比赛项目，是一种高智商、高雅的技巧 类运动，展现动静之美、取舍之智，被喻为冰上的“国际象棋”。现有两个冰壶A、B,并排 在足够大的水平冰面上，质量均为m,它们跟冰面之间的动摩擦因数分别为4A以B;A、 B原来静止，某时刻，B受到瞬时水平冲量I后，立即向右运动，此时，它们还同时各自 受到等大的持续恒力F作用，F跟I同向，且F>4Amg、F>uBmg,其中g为重力加速 度，设冰壶受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图所示。 (1)试在A>B4A一B4A<B三种情况下，讨论它们能否再次并排？请列出关系 式进行讨论。 (2)如果能再次并排，那么，再次并排时它们离出发点多远？ 17.(11分)把振动物体看作不考虑体积的微粒时，这个振动物体就叫谐振子。谐振子是理 想化模型。如图1所示，在光滑水平面上，两物块A与B由理想轻弹簧连接振动（弹簧 两端跟A、B始终相连)，物块A、B就叫谐振子。初始时刻，弹簧被压缩，按住A、B保 持静止；然后，由静止同时释放A、B,此后A的速度v跟时间t的关系图像(t图像)如 图2所示（规定水平向右的方向为正方向）。已知mA=0.1kg,mB=0.2kg,弹簧的劲 度系数k=45N/m,弹簧弹性势能表达式为E,一2kx2,其中x为弹簧形变量。 Av/(m·s) 2 0 AY68888 B 77777777777777 .4 图1 图2 (1)请在答题卡图2中画出B的速度vB跟时间t的关系图像(vBt图像)； (2)求初始时刻弹簧的弹性势能Ep; (3)求当A的速率为1m/s时，A的加速度大小。 高三物理试题第7页（共8页） 18.(17分)如图所示，在第一象限内垂直于xOy平面的两平面a、b平行于x轴，a、b、x轴 之间间距均为d;b与x轴之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b之间有沿y轴负方 向的匀强电场，第四象限有沿y轴正方向的匀强电场，两电场场强大小相等。质量为 m,电荷量为十q的粒子A,从平面a与y轴交点处（在电场内）平行于x轴向正方向以 速度0射出，穿过平面b时速度与b夹角为60°。有一电中性粒子B自由静止在x轴 1 的M,点，质量mB=3m。粒子A恰好在M1点垂直于x轴与粒子B发生弹性正碰， 碰撞过程中没有电荷转移。设粒子A再次从磁场向下穿过x轴的点分别为M2、M …,且在M2、M3…点处均预先放置跟粒子B完全相同的自由静止中性粒子，使粒 子A到达这些点时，都与之发生弹性碰撞。不计粒子的重力。求： (1)电场强度的大小。 (2)磁感应强度的大小。 (3)M1M2、M2M3、M3M4…所有相邻两点之间的距离。 个y A 高三物理试题第8页（共8页） 2022届高三第一学期期末考试 物理试题参考答案及评分标准 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.C2.C3.A4.D5.B6.D7.B8.A 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.BC 10.BC 11.BCD 12.AC 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.(6分) ↑a/(ms (1)如图乙所示(2分) 1.0 (2)20.56珠力/(kg·m·s2) (20.28~21.39之间都给这1分，单位正确再给 0.5 1分，) (3)20.56珠力=1(kg·m·s2)(2分) (20.2821.39之间都给这2分) 5 10F/(珠力) 或1珠力=0.048(kg·m·s2)(2分) 图乙 (0.0470.049之间都给这2分) 14.(8分) (1)①④⑥⑦（或①③④⑥⑦）。（共2分，错一个，得0分） (2)如图所示。（其他连接正确，同样给这2分） (3)6.4,0.8。(共4分，每空各2分) ⑧ ⑧ ③ ① 16V+6V 直流电源 物理试题答案第1页（共5页） 15.(9分)解： (1)设经时间t到达斜面的底端，则 水平方向：x=vot 1分 竖直方向：y=2812 1分 y 由几何关系得：tan0= 1分 2 即：tan0= gt 2w0 2votand 解得：t- 分 g (2)当反弹挡板与小球到达底端的速度垂直时，小球反弹后能够返回到出发点且速度方 向水平。设小球落到底端时速度与水平地面的夹角为3，则由几何关系得： a+B-- 2 1分 y tang=- 1分 o 其中：vy=gt 1分 联立解得：tan3=2tand 1分 1 故：tana= 2tand 1分 16.(9分)解： (I)A、B受力F后均沿同一方向的做匀加速直线运动。设受力F后A、B的加速度分 别为aA、aB,受力F后某一时刻t,A、B的速度分别为v4、vB,由牛顿第二定律和运动 学公式得： F-uamg=maA,F-uBmg=maB 分 VA=aAt,VB=U0十aBt 1分 I=0… 1分 解得：vA=( -BAg)t v8-m m 一μBg)t 1分 在A>以B4A=4B两种情况下，总有A<0B,所以，A、B不能再次并排。·1分 当以A<以B,经过时间t1,可以有VA=UB,即： F m 一hAg)t1= m 一4Bg)t1 I 解得：t1= m (uB-uA)g 此后，v4>vB,经过一定的时间，A可以追上B,再次并排。…1分 物理试题答案第2页（共5页） (2)设经过时间t2,A、B再次并排，设他们从出发点运动后的位移分别为xA、xB,由几 何关系和运动学公式得： 汇A=汇B… 1分 (-uag)t,Bt22(m ng)t 1分 解得：t2=2 m(HB-4A）g F A-=2(m) 1分 m(HB一HA)g 17.(11分)解： (1)如图所示 2分 /(ms) (2)由图像可知，当vA=一2/s时弹簧恢复到原长，设此时B的速度为vB,根据动量 守恒定律可得： 0=mUA十1m0B 1分 解得：vg=十1m/s,“十”表示方向水平向右。 根据机械能守恒定律可得： …1分 解得：Eb0=0.3J…1分 (3)设当A的速率为v1=1m/s时，B的速率为v2,根据动量守恒定律可得： 0=1AU1一mBU2 …2分 解得：2=0.5m/s 设此时弹簧的形变量为x1,根据机械能守恒定律可得： 1 Exo-2mav++ kx12 2分 解得：x1=0.1m 设A的加速度大小为α1，由胡克定律和牛顿第二定律得： kx=ma 1分 解得：a1=45m/s2 1分 物理试题答案 第3页（共5页） 18.(17分)解： 609 (1)设粒子A穿过平面b时的速度为o,在x、y方向的分量分别为、 vy,如图所示。 由平行四边形定则可得： zr=v·cos60°，0y=v·sin60° 其中vx=0 解得：v=2v0,0,=√3v0 设两电场的电场强度大小均为E,粒子A在电场中做类平抛运动，由运动学公式和牛顿 第二定律得： 09 0y2=2ad… ② Eq=ma ③ x轴 30 32w 解得：E= 4 2qd (2)设粒子A在磁场中做圆周运动的半径为r。, A在磁场中运动轨迹如图所示。由几何关系得： ro sin.30°=d ⑤ 根据牛顿第二定律得： 9B=n2 ⑥ ro 解得：B=mg ⑦ qd (3)粒子A与B发生弹性碰撞，设碰后A、B的速度大小分别为1、vB,根据动量守恒 定律和机械能守恒定律得： 1 mu=mu1十3m0B ⑧ 1 1 2mw2- 2mw12+ ⑨ 解得：U1=U0,VB=3U0 ⑩ A、B相碰后，粒子A在下方电场中向下做匀减速直线运动至速度减到零，再反向加速， 回到x轴。由对称性可知，粒子A的速度大小仍为1=0，方向竖直向上。由于B粒 子不带电，其将以3。的速度向下做匀速直线运动，对A的运动再无影响。 A进入磁场后，做匀速圆周运动，设半径为r1,根据牛顿第二定律得： 91B= mvi ① 物理试题答案第4页（共5页） 解得：r1=d ② 由几何关系可知，A在磁场中的运动轨迹恰好与平面b相切，因此，A再次通过x轴，且 速度与x轴垂直。设交点为M2。由几何关系得： M1M2=2r1 即：M1M2=2d… ⑧ 此后，由于A碰后速度逐渐减小，故A不能再次进入上方电场。在磁场中每经过半个 周期，就再次向下穿过x轴，所以相邻两点之间的距离应为对应直径的长度。 A在M2处碰后，设A的速度大小为2，同理，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得： 1 m v1-mvz+3mom 2n12= 2mv22+ 6 mvB22 1 3 解得：v2=21w2= 21 1④ 3 即：V2= 20,2=20 A经电场再次进入磁场后，设运动半径为r,根据牛顿第二定律得：g0,B=m 2 解得：r2=2d 由几何关系得：M2M3=2r2 解得：M2M3=d ⑤ 依次类推可得： 第三次碰后wwW=d.MM,=d .... 第n次碰后MnMn+1=（))”-2d (其中n=1,2,3…) 所以，相邻两点之间距离为： x=（2)”-2d(其中n=1,2,3…) 评分参考标准：本题共17分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩①2⑧④4⑤⑥⑦式各1分。 物理试题答案第5页（共5页）