山东省济南市2021届高三（上）期末学情诊断考试物理试题（含答案）

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1、山东省济南市山东省济南市 20212021 届高三（上）期末学情诊断考试物理试题届高三（上）期末学情诊断考试物理试题 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 05 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.回答选择題时，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 05 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、

2、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分） 1.伽利略在研究匀变速直线运动规律时，让小球从斜面的不同位置自由滚下，观测出小球从不同起点运动到 底端的位移 s 与所对应的时间 t，画出 s-t2图像。设小球运动的加速度为 a，则图像的斜率为 A. 1 2 a B.a C. 1 a D. 2 a 2.如图所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动。衣物经过洗衣机上 abcd 四个位置中，脱水效果最好的是 A.a B.b C.c D.d 3.如图所示，一质子只在电场力的作用下，沿虚线由 M 点运动到 N 点，质子的电势能增加，则下列说法正 确的是 A.M 点

3、的电场强度大 B.质子在 M 点的速度可能为 0 C.M、N 间的虚线可能是一条电场线 D.N 点的电势高 4.某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波 的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列 判断正确的是 A.波形甲的振幅比波形乙大 B.波形甲的周期比波形乙大 C.波形甲的形成时间比波形乙早 D.波形甲的起振方向与波形乙相同 5 如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道、地球看作球体） ，若某一 极地卫星从北纬 30的正上方，按图示方向第一次运行至赤道正上方时

4、所用的时间为 0.25h。已知纬度是指 某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，同步卫星的线速度大小为 3.08km/s。则该极地卫星的 线速度大小为 A.1.54km/s B.3.08km/s C.6.16km/s D.7.9km/s 6.图甲是某用电器的点火装置的简化原理图。如图乙所示的正弦交变电压加在理想变压器的原线圈上，变压 器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 2000V 时，就会引发火花，以下判 断正确的是 A.原线圈中交变电压的有效值为 311V B.副线圈中交变电压的频率大于 50Hz C.图甲中点火针的电势始终比感应针高 D.原、副线圈变

5、压器的匝数比可以为 1 2 1 8 n n 7.粗糙水平面上有三个通过不计质量的卡扣依次连接在一起的货箱 A、B、C，质量分别为 m、2m、3m，每 个货箱与水平面间的动摩擦因数均为，取重力加速度为 g。现在两人合作搬运货箱，一人用水平力 F 向右 拉 C，另一人同时也用力 F 向右推 A，使货箱向右运动，则 B、C 间的卡扣对 C 的作用力大小为 A.0 B.F 一 3mg C.F D.F+3mg 8 如图所示，竖直墙壁的左侧有一点光源 S，从点光源处有一小球以速度 v0正对墙壁向右水平抛出，在撞到 竖直墙壁之前的过程中，墙壁上会有小球的影子。以 S 到竖直墙壁垂线与墙壁的交点 O 为坐标原

6、点，以沿 墙壁向下为正方向建立 y 轴，假设竖直墙壁足够长，以小球抛出时刻为 t=0 时刻，关于小球的影子在竖直墙 壁上的位置变化情况，下列图像中正确的是 A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。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.牛顿在巨著自然哲学的数学原理里定义“惯性是物质固有的属性，是一种抵抗的现象” 。物体的惯性 可以用其质量来衡量。如图所示，用 a、b 两根相同的轻细线悬挂两个完全相同的物体，下列说法正确的是 A.若突然迅速向下用力拉下面的物体，细线 a 容易先断 B.若突然迅速向下用力拉下面的

7、物体，细线 b 容易先断 C.若缓慢向下用力拉下面的物体，细线 a 容易先断 D 若缓慢向下用力拉下面的物体，细线 b 容易先断 10.恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压 能始终保持不变。如图甲所示的电路中电源是恒流源，如图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动 变阻器滑动触头 P 均从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是 A.图甲中 R1的电压减小 B 图乙中 R1的电压减小 C 图甲中流过 R2的电流保持不变 D.图乙中流过 R2的电流保持不变 11.如图所示，A 球和天花板之间用轻弹簧相连，A 球和 B 球之间用轻细线相连，整

8、个系统保持静止。已知 轻弹簧的劲度系数为 k，A、B 两球的质量分别为 m 和 2m，重力加速度为 g。现剪断轻细线，弹簧的变化 始终在弹性限度内，下列说法正确的是 A.剪断瞬间，A 球的加速度为 0 B 剪断瞬间，A 球的加速度为 2g C.剪断后，当 A 球上升到最高点时，弹簧的形变量为 mg k D.剪断后，当 A 球上升到最高点时，弹簧的形变量为 2mg k 12.从电子枪打出的电子流并不完全沿直线运动，而是有微小角度的散射，为了使显示器图像清晰，需要通 过电子透镜对电子流进行聚焦处理，正好在屏幕上汇聚形成一个亮点。如图甲所示，密绕线圈的玻璃管是 一种利用磁场进行汇聚的电子透镜，又称为

9、磁场透镜。如图乙所示为其内部原理图，玻璃管的管长为 L，管 内直径为 D，管内存在沿轴线方向向右的匀强磁场。电子流中的电子在与轴线成微小角度的顶角范围内 从轴线左端的 O 点射入磁场，电子速率均为 v0，调节磁感应强度 B 的大小，可以使电子重新汇聚到轴线右 端与荧光屏的交点 P。已知电子的电荷量为 e，质量为 m，当角度非常小时满足 cos=1，sin=，若要 使电子流中的电子均能汇聚到 P 点，下列说法正确的是 A.磁感应强度应满足 0 2n mv B eL （n 为合适的整效） B.磁感应强度应满足 0 n mv B eL （n 为合适的整数） C.管内直径应满足 2 L D D.管内直

10、径应满足 L D 三、实验题（把答案填在答题卡中的横线上或者按题目要求作答。 ） 13.（6 分）某同学研究自由落体运动的规律时，将小球在固定的刻度尺旁由静止释放，用手机拍摄小球自 由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等 信息，实验装置如图 1 所示。 如图 2 所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片、，相邻两帧之间的时间间隔为 0.02s，刻 度尺为毫米刻度尺。 （1）图片 II 中小球下落速度约为_m/s.（计算结果保留两位小数） （2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是_（多选） A.刻度尺应固定在竖直平面内 B.铅垂线的作用是

11、检验小球是否沿竖直方向下落 C.手机应正对刻度尺固定 D.手机距离刻度尺越近越好 （3）为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度 v 和下落的高度 h，绘制了 v2-h 图像，如图 3 所示。其中 P、Q 分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像，由图像可知_ （多选） A.图像的斜率表示小球下落的加速度 B.小球 P 的质量大于小球 Q 的质量 C.小球 P 的质量小于小球 Q 的质量 D 小球 P 的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度 14.（8 分）小明同学将废弃不用的手机充电器拆开，发现内部有一个变压器，他想在不拆变压器绕线的前 提下测量其初级线圈的直流电阻

12、，先用多用电表欧姆档测得阻值约 400，然后再用伏安法精确测量其直流 电阻。现有器材如下: 电流表 A1（量程 20mA，内阻 r1约为 3，读数记为 I1） ； 电流表 A2（量程 5mA，内阻 r2=10，读数记为 I2） ； 电压表 V（量程 15V，内阻 RV约为 15K，读数记为 U） ； 定值电阻 R1=590； 定值电阻 R2=1190； 滑动变阻器 R（01000） ； 蓄电池 E（电动势 6V，内阻很小） 开关、导线若干。 （1）小明利用以上的部分器材设计了如图 1 所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地方: _ （2）请利用提供的器材在图 2 的方框中画出改进后的电路图，

13、并标出各器材的代号。 （3）测量初级线圈的电阻表达式为 RL=_。 （本结果均用题中所给的字母表示） （4）关于实验操作说法正确的是_（单选） A.接通电路时应先接通 K1，电路稳定后再接通 K2 B.实验结束拆除电路时应先断开 K1，稍等一会儿再断开 K2 C.调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数 四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分。有数值计 算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15.（8 分）如图所示一半径为 l=0.5m 的金属圆环水平放置，长度为 2l 的粗细均匀的金属棒 OP 搭在圆环上 且一端 O 点与圆心重合，金属棒 OP 的电

14、阻为 R=4，转动时棒与圆环保持良好接触。额定电压为 U=2V、 内阻为 r=2的电动机通过导线分别连接棒上 O 点和圆环上 Q 点，整个装置处在竖直向下的匀强磁场 中，磁感应强度大小为 B=2T，圆环及导线电阻不计。当金属棒绕圆心以角速度=12rad/s 顺时针（俯视） 匀速转动时，电动机恰好正常工作，求： （1）通过电动机的电流方向及电动机的输出功率； （2）金属棒两端点的电压 U。 16.（10 分）如图所示，轻质小滑轮通过竖直杆固定于天花板上，细绳 1 l跨过小滑轮连接 a、b 两球，b 球再 通过细绳 2 l、 3 l分别连接右侧竖直墙壁和水平地面，整个系统保持静止。细绳 3 l沿竖

15、直方向，滑轮最高点 P 与细绳 2 l在竖直墙壁上的固定点M等高， P点、 M点到b球的距离均为l=0.5m， 与b球之间的高度差为h=0.4m， a 球的质量为 m1=2kg，b 球的质量为 m2=1kg。某时刻将细绳 3 l剪断，以后的过程中 a、b 两球均不会碰到地 面或天花板，取重力加速度 g=10m/s2，求 （1）未剪断细绳 3 l时，细绳 l3 对 b 球的拉力； （2）剪断细绳 3 l后，b 球运动至与 M 点等高处的速度大小； （3）剪断细绳 3 l后，b 球运动至与 M 点等高处的加速度大小。 17.（12 分）如图所示，在第一象限存在场强大小为 E 的匀强电场，方向沿 y

16、 轴负向，在第四象限存在匀强 磁场，磁感应强度方向垂直于坐标平面向外，坐标轴上的 M 点坐标为（0，d） ，P 点坐标为（d，0） ，Q 点 坐标为（0，-d） 。电荷量为 q，质量为 m 的带正电粒子以某一速度从 M 点沿 x 轴正向进入匀强电场，从 P 点离开电场后进入匀强磁场，最后在 Q 点离开磁场，不计带电粒子的重力及场的边缘效应，求 （1）粒子在 P 点的速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 18.（16 分）如图所示，在平面直角坐标系 xoy 中，x 轴与水平地面重合，y 轴竖直向上，在 x=11.2m 处有 一足够高的竖直墙壁，墙壁与 x 轴垂直。某时刻在坐标（0m，0.

17、8m）处将小球 a 沿 x 轴正向以 v0=2m/s 抛 出，同时在（1.6m，0.8m）处静止释放一小球 b，小球 a、b 的质量分别为 m1=0.3kg、m2=0.1kg，均可视为 质点。所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，小球与地面或墙壁碰撞时，与接触面平行的分速度保持不 变，与接触面垂直的分速度反向。取重力加速度 g=10m/s2，求: （1）第 1 次两球相碰时的位置坐标及碰后两球的速度大小； （2）两球从第 1 次碰撞后瞬间到第 2 次相碰前瞬间的过程中，地面与墙壁对 b 球的总冲量大小； （3）两球之间碰撞的总次数。 高三年级学情诊断考试高三年级学情诊断考试 物理评分标准物理评分

18、标准 一、单项选择题:本题共 8 小题，每小题 3 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。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B D B C D A B 二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求. 全部选对的得 4 分，部分选对的得 2 分，有选错的得 0 分。 题号 9 10 11 12 答案 BC ABD BC AC 三、非选择题:本题共 6 小题，共 50 分。 13.（6 分） （1）1.40（2 分） （2）AC（2 分） （3）BD（2 分） 14.（8 分） （1）

19、电压表量程过大（2 分） （2）电路图（2 分） （3） 222 12 ()IrR II （2 分） （4）A（2 分） 15.（8 分）解析 （1） （4 分）电流方向 ba 1 分 0 2 l EBl 1 分 1 2 EU I R 1 分 2 PUII r P=0.5W 1 分 （2） （4 分） 2 2 PQ ll UBl 2 分 POPQQO UUU 1 分 11 PO UV 1 分 16.（10 分）解析： （1） （3 分） 12 sinsinTT 1 分 1223 coscosTTm gT 1 分 11 Tm g cos h l T3=22N 1 分 方向竖直向下 （2） （3

20、分） 1 (2 sin)0.4hlllm 1 分 2 1122 1 2 m ghm ghm v 1 分 2 2/vm s 1 分 （3） （4 分） 2 x v a l 1 分 y ag 1 分 22 xy aaa 1 分 2 2 89/am s 1 分 17.（12 分）解析： （1） （6 分）设粒子在 M 点速度为 v0，P 点的速度为 v 0 dv t 1 分 qE=ma 1 分 2 1 2 dat 1 分 解得: 0 2 qEd v m vy=at 1 分 22 0y vvv 1 分 解得: 0 5 5 2 qEd vv m 2 分 （2） （6 分）轨迹及几何关系如图所示，设 P

21、点速度与 x 轴夹角为 2 sin 5 1 分 粒子做圆周运动时所对圆心角的一半为， 3 4 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r， 2 sin2rd 2 分 可得: 225 2sin33 2 2 2 5 dd rd 2 mv qvB r 1 分 解得 5 2 3 25 3 qEd m mvmE m B qrqd qd 2 分 18.（16 分）解析 （1） （6 分）ab 等高，竖直方向运动均为自由落体运动，且所有碰撞均为弹性碰撞，所以 ab 在竖直方向的 运动始终是同步的。 2 1 1 2 hgt 解得: 1 2 0.4 h ts g 1 分 0 1 0.8 a xv tm 1 分 2

22、 ba xx 1 分 即当 b 球反弹到最高点时，a 球正好也在最高点，二者发生碰撞，碰前 a 球速度沿水平方向，大小 v0=2m/s 碰撞的位置坐标（1.6m，0.8m） 1 分 1 01 12 2 222 1 01 12 2 111 222 mvmvm v mvmvm v 1 分 解得:v1=1m/s v2=3m/s 1 分 （2） （5 分）由于两球在竖直方向上的运动始终同步，以后的运动可以等效成两球在水平方向的运动。 b 球比 a 球在水平方向上速度大，b 球会碰到墙壁反弹，然后再和 a 球发生碰撞。 第一次碰撞点到墙壁的距离为 l=11.2-1.6=9.6m a、b 球再次发生碰撞时

23、满足: 1 22 2 2vtv t l 1 分 解得:t2=4.8s 21 12tt 即第二次碰撞时也在最高点。1 分 碰撞位置在（6.4m，0.8m）处 此时 a 球速度 v1=lm/s 方向向右，b 球速度 v2=3m/s 方向向左， 此过程中对 b 球由动量定理得:= G IIp 碰 1 分 2 =4.8 G ImgtN s 方向竖直向下， 2 22 2 0.06pm vm vN s 方向水平向左 22 = 0.64.823.4IN s 碰 2 分 （3） （5 分）第二次碰撞过程中，取向右为正 1 1221 122 mvm vmvm v 2222 1 1221 122 1111 2222 mvm vmvm v 解得:v1=-1m/s v2=3m/s 2 分 此后 a 球在水平方向上向左运动，b 球在水平方向上向右运动， 碰墙后原速率返回再追上 a 球，第三次发生碰撞 2 213 2 4.8v tv tm 解得:t3=4.8s 也是在最高点相碰撞。 取向左为正方向， 222 1 1221 122 11 22 mvm vmvm v 解得:当 1 1/vm s 时， 2 3/vm s 不符合碰撞要求。 当 1 2/vm s 时， 2 0/vm s 符合碰撞要求，且以后不会再发生碰撞。2 分 因此，碰撞次数为 3 次。 1 分