2024屆山東省濟南市實驗中學物理高三第一學期期末學業(yè)水平測試模擬試題含解析

2024屆山東省濟南市實驗中學物理高三第一學期期末學業(yè)水平測試模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖甲所示，用傳感器和計算機可以方便地描出平拋運動物體的軌跡。它的設(shè)計原理如圖乙所示。物體A在做平拋運功，它能夠在豎直平面內(nèi)向各個方向同時發(fā)射超聲波脈沖和紅外線脈沖，在它運動的平面內(nèi)安放著超聲波-紅外接收裝置，B盒裝有B1、B2兩個超聲波-紅外接收器，并與計算機相連，B1、B2各自測出收到超聲脈沖和紅外脈沖的時間差，并由此算出它們各自與物體A的距離，下列說法正確的是（）A．該實驗中應(yīng)用了波的干涉規(guī)律B．該實驗中應(yīng)用了波的反射規(guī)律C．該實驗中應(yīng)用了波的直線傳播規(guī)律D．該實驗中所用超聲波信號和紅外線脈沖信號均屬于無線電波2、如圖所示，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)，在正極板附近有一質(zhì)量為m，電荷量為的粒子A；在負極板附近有一質(zhì)量也為m、電荷量為的粒子B。僅在電場力的作用下兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距的平面Q，兩粒子間相互作用力可忽略，不計重力，則以下說法正確的是（）A．電荷量與的比值為B．電荷量與的比值為C．粒子A、B通過平面Q時的速度之比為D．粒子A、B通過平面Q時的速度之比為3、物體在做以下各種運動的過程中，運動狀態(tài)保持不變的是（）A．勻速直線運動 B．自由落體運動 C．平拋運動 D．勻速圓周運動4、放射性元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了A．1位 B．2位 C．3位 D．4位5、我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成，包括5顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星，以及27顆相同高度的中軌道衛(wèi)星。中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15×104km，同步軌道衛(wèi)星的高度約為3.60×104km，己知地球半徑為6.4×103km，這些衛(wèi)星都在圓軌道上運行。關(guān)于北斗導航衛(wèi)星，則下列說法正確的是（）A．中軌道衛(wèi)星的動能一定小于靜止同步軌道衛(wèi)星的動能B．靜止同步軌道衛(wèi)星繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大C．中軌道衛(wèi)星的運行周期約為20hD．中軌道衛(wèi)星與靜止同步軌道衛(wèi)星的向心加速度之比為6、近年來，人類發(fā)射的多枚火星探測器已經(jīng)相繼在火星上著陸，正在進行著激動人心的科學探究，為我們將來登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅實的基礎(chǔ)．如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動，并測得該運動的周期為T，則火星的平均密度ρ的表達式為（k為某個常數(shù)）（）A． B． C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示為一質(zhì)點的簡諧運動圖象。由圖可知A．質(zhì)點的運動軌跡為正弦曲線B．t=0時，質(zhì)點正通過平衡位置向正方向運動C．t=0.25s時，質(zhì)點的速度方向與位移的正方向相同D．質(zhì)點運動過程中，兩端點間的距離為0.1m8、如圖所示，在一個傾角為的長斜面底端點正上方的點處將一小球以速度水平拋出，恰好垂直擊中斜面上的點，。下列說法正確的是（）A．小球的初速度B．點離點的距離C．保持不變，將小球以的速度水平拋出，則擊中斜面的位置到點的距離小于D．若拋出點高度變?yōu)?，欲使小球仍能垂直擊中斜面，小球的初速度?yīng)調(diào)整為9、在如圖所示裝置中，輕桿一端固定著一個輕質(zhì)定滑輪b，m1用輕桿連接著另一輕質(zhì)滑輪c，輕繩一端固定于a點，跨過滑輪c和b，另一端固定在m2上，已知懸點a和滑輪b間的距離遠大于滑輪的直徑，動滑輪質(zhì)量和一切摩擦不計，整個裝置穩(wěn)定時輕繩ac部分與豎直方向夾角為α，bc部分與豎直方向的夾角為β，下列說法正確的是（）A．整個裝置穩(wěn)定時，α角一定等于β角B．若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，m1高度上升C．若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，m1高度上升D．存在某一方向，往該方向緩慢移動輕滑輪b時，m1的位置保持不變10、一列簡諧橫波在某時刻的波形如圖所示，此時刻質(zhì)點P的速度為v，經(jīng)過1s后它的速度大小、方向第一次與v相同，再經(jīng)過0.2s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷正確的是_______。A．波沿x軸負方向傳播，且周期為1.2sB．波沿x軸正方向傳播，且波速為10m/sC．質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移大小總是相等，方向總是相反D．若某時刻N質(zhì)點速度為零，則Q質(zhì)點一定速度為零E.從圖示位置開始計時，在3s時刻，質(zhì)點M偏離平衡位置的位移y=-10cm三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學用圖中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1，固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵（未畫出）的N極位于兩導軌的正上方，S極位于兩導軌的正下方，一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直。（不計金屬導軌的電阻和摩擦）(1)在開關(guān)閉合后，金屬棒向_________（選填“左側(cè)”或“右側(cè)”）移動。(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度，有人提出以下建議：A．適當增加兩導軌間的距離B．保持兩個導軌間距不變，換一根更長的金屬棒C．將滑動變阻器滑片向左移動D．把磁鐵換成磁性更強的足夠大的釹鐵硼磁鐵其中正確的是_________（填入正確選項前的字母）。(3)如果將電路中電流方向反向，磁場也反向，金屬棒將會向_____（選填“左側(cè)"或“右側(cè)”）移動。12．（12分）利用如圖所示的裝置探究動能定理。將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白紙、復(fù)寫紙，將小球從不同的標記點由靜止釋放。記錄標記點到斜槽底端的高度H，并根據(jù)落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移y，改變小球在斜槽上的釋放位置，在斜槽比較光滑的情況下進行多次測量，已知重力加速度為g，記錄數(shù)據(jù)如下：(1)小球從標記點滑到斜槽底端的過程，速度的變化量為______（用x、y、g表示）；(2)已知木板與斜槽末端的水平距離為x，小球從標記點到達斜槽底端的高度為H，測得小球在離開斜槽后的豎直位移為v，不計小球與槽之間的摩擦及小球從斜槽滑到切線水平的末端的能量損失。小球從斜槽上滑到斜槽底端的過程中，若動能定理成立，則應(yīng)滿足的關(guān)系式是______；(3)保持x不變，若想利用圖像直觀得到實驗結(jié)論，最好應(yīng)以H為縱坐標，以_____為橫坐標，描點畫圖。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，AC為光滑的水平桌面，輕彈簧的一端固定在A端的豎直墻壁上質(zhì)量的小物塊將彈簧的另一端壓縮到B點，之后由靜止釋放，離開彈簧后從C點水平飛出，恰好從D點以的速度沿切線方向進入豎直面內(nèi)的光滑圓弧軌道小物體與軌道間無碰撞為圓弧軌道的圓心，E為圓弧軌道的最低點，圓弧軌道的半徑，，小物塊運動到F點后，沖上足夠長的斜面FG，斜面FG與圓軌道相切于F點，小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，，取不計空氣阻力求：（1）彈簧最初具有的彈性勢能；（2）小物塊第一次到達圓弧軌道的E點時對圓弧軌道的壓力大小；（3）判斷小物塊沿斜面FG第一次返回圓弧軌道后能否回到圓弧軌道的D點？若能，求解小物塊回到D點的速度；若不能，求解經(jīng)過足夠長的時間后小物塊通過圓弧軌道最低點E的速度大?。?4．（16分）某跳臺滑雪的軌道如圖所示，助滑軌道傾角，助滑軌道在B點與半徑的光滑圓弧軌道相切，圓弧在最低點C的切線水平；CP為著陸坡。傾角，一運動員連同裝備總質(zhì)量，從助滑坡道上的A點無助力由靜止滑下，A點與B點的豎直高度差，滑板與助滑坡道之間的動摩擦因數(shù)，不計空氣阻力，取，，，求：(1)運動員經(jīng)過點時對軌道的壓力大小；(2)運動員落在著陸坡上時的動能。15．（12分）如圖，上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，兩活塞用剛性輕桿連接，兩活塞間充有氧氣，小活塞下方充有氮氣．已知：大活塞的質(zhì)量為2m，橫截面積為2S，小活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S；兩活塞間距為L；大活塞導熱性能良好，汽缸及小活塞絕熱；初始時氮氣和汽缸外大氣的壓強均為p0，大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計，重力加速度為g．現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，求當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時，氮氣的壓強．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】

ABC．物體A向B盒同時發(fā)射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖，B盒收到紅外線脈沖時開始計時，收到超聲波脈沖時停止計時，根據(jù)超聲波在空氣中的傳播速度v（紅外線傳播時間極短，可忽略），可計算出A和B之間的距離，故該實驗利用了超聲波頻率高，易于定向傳播，即直線傳播原理，AB錯誤C正確；D．超聲波是一種機械波，而電磁波譜按照波長從大到小的順序依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線，故紅外線脈沖不是無線電波，D錯誤。故選C。2、B【解題分析】

AB．設(shè)電場強度大小為E，兩粒子的運動時間相同，對正電荷A有對負電荷B有聯(lián)立解得A錯誤，B正確。CD．由動能定理得求得選項CD錯誤。故選B。3、A【解題分析】

運動狀態(tài)保持不變是指物體速度的大小和方向都不變，即物體保持靜止或做勻速直線運動，故A項正確，BCD三項錯誤。4、C【解題分析】

α粒子是，β粒子是，因此發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β衰變電荷數(shù)增加1，據(jù)題意，電荷數(shù)變化為：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移動了3位．故選項C正確．【題目點撥】衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，根據(jù)發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β衰變電荷數(shù)增加1可以計算出放射性元素電荷數(shù)的變化量．5、B【解題分析】

A．根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力則有可得由于中軌道衛(wèi)星的軌道半徑小于靜止同步軌道衛(wèi)星的軌道半徑，所以中軌道衛(wèi)星運行的線速度大于靜止同步軌道衛(wèi)星運行的線速度，由于不知中軌道衛(wèi)星的質(zhì)量和靜止同步軌道衛(wèi)星的質(zhì)量，根據(jù)動能定義式可知無法確定中軌道衛(wèi)星的動能與靜止同步軌道衛(wèi)星的動能大小關(guān)系，故A錯誤；B．靜止同步軌道衛(wèi)星繞地球運行的周期為24h，小于月球繞地球運行的運行周期，根據(jù)可知靜止同步軌道衛(wèi)星繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大，故B正確；C．根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力則有：可得：中軌道衛(wèi)星運行周期與靜止同步軌道衛(wèi)星運行周期之比為：中軌道衛(wèi)星的運行周期為：故C錯誤；D．根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力則有：可得：中軌道衛(wèi)星與靜止同步軌道衛(wèi)星的向心加速度之比為：故D錯誤。故選B。6、D【解題分析】

探測器繞火星做“近地”勻速圓周運動，萬有引力做向心力，故有解得故火星的平均密度為（為常量）故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CD【解題分析】試題分析：簡諧運動圖象反映質(zhì)點的位移隨時間變化的情況，不是質(zhì)點的運動軌跡，故A錯誤．t=0時，質(zhì)點離開平衡位置的位移最大，速度為零，故B錯誤．根據(jù)圖象的斜率表示速度，則t=0.25s時，質(zhì)點的速度為正值，則速度方向與位移的正方向相同．故C正確．質(zhì)點運動過程中，兩端點間的距離等于2倍的振幅，為S=2A=2×5cm=10cm=0.1m，故D正確．故選CD?？键c：振動圖線【名師點睛】由振動圖象可以讀出周期、振幅、位移、速度和加速度及其變化情況，是比較常見的讀圖題，要注意振動圖象不是質(zhì)點的運動軌跡；根據(jù)圖象的斜率表示速度分析振動的運動方向．質(zhì)點運動過程中，兩端點間的距離等于2倍的振幅。8、CD【解題分析】

AB．如圖甲所示小球垂直擊中斜面時，速度的偏向角為，根據(jù)平拋運動規(guī)律的推論可知，速度偏向角的正切值可得小球在空中運動的時間初速度故AB錯誤；C．保持拋出點高度不變，初速度大小變?yōu)樵瓉淼膬杀?，如圖乙所示若無斜面，則小球應(yīng)擊中點，實際擊中點為軌跡與斜面的交點，顯然離底端的距離小于，故C正確；D．若拋出點高度變?yōu)?，根?jù)小球垂直擊中斜面的規(guī)律知則小球下落的高度和水平位移均變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根?jù)聯(lián)立解得故小球的初速度應(yīng)調(diào)整為原來的倍，故D正確。故選CD。9、ABD【解題分析】

A．對m2分析可知，m2受拉力及本身的重力平衡，故繩子的拉力等于m2g，對于滑輪c分析，由于滑輪跨在繩子上，故兩端繩子的拉力相等，它們的合力一定在角平分線上；由于它們的合力與m1的重力大小相等，方向相反，故合力豎直向上，故兩邊的繩子與豎直方向的夾角α和β相等，故A正確；BC．整個裝置穩(wěn)定時，α角一定等于β角，且繩子拉力等于m2g，則ac與bc細線與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，ab水平距離不變，結(jié)合幾何關(guān)系，有得若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，細線的拉力等于m2g不變，細線的合力也不變，則不變，由于d和都不變，故不變，則m1高度上升，同理，若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，ab水平距離變大，則細線的拉力等于m2g不變，細線的合力也不變，則不變，d變大，則變大，所以m1高度下降，故B正確，C錯誤；D．由于細線bm2和bc部分拉力大小相等，兩段細線的合力方向為細線bm2和bc部分的角平分線，如果沿角平分線移動輕滑輪b時，細線各部分的拉力大小和方向均不變，則m1的位置保持不變，故D正確。故選ABD。10、ADE【解題分析】

AB．由于1s＞0.2s，即質(zhì)點P第一次達到相同速度的時間間隔大于第二次的，故可得到圖示時刻質(zhì)點P向下運動，經(jīng)過1.2s正好運動一個周期回到圖示位置，故波沿x軸負方向傳播，且周期為1.2

s，波速故A正確，B錯誤；

C．M、Q的平衡位置距離大于λ，故質(zhì)點M和質(zhì)點Q的相位差不等于π，那么，質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移不可能總是大小相等，方向相反，故C錯誤；

D．N、Q的平衡位置距離剛好等于λ，故質(zhì)點M和質(zhì)點Q的相位差等于π，那么，質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移、速度總是大小相等，方向相反，故若某時刻N質(zhì)點速度為零，則Q質(zhì)點一定速度為零，故D正確；

E．3s＝T，即質(zhì)點M振動個周期，那么，由波沿x軸負方向傳播可得：零時刻質(zhì)點向上振動，故在3s時刻，質(zhì)點M偏離平衡位置的位移y=-10cm，故E正確；

故選ADE。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、左側(cè)ACD左側(cè)【解題分析】

(1)[1]根據(jù)題意可知，磁場方向豎直向下，電流方向垂直紙面向里。所以根據(jù)左手定則可得安培力方向為水平向左，故導體棒向左側(cè)運動。(2)[2]ACD．根據(jù)公式可得，適當增加導軌間的距離或者增大電流或者增大磁場磁感應(yīng)強度，可增大金屬棒受到的安培力，根據(jù)動能定理得則金屬棒離開導軌時的動能變大，即離開導軌時的速度變大，ACD正確；

B．若換用一根更長的金屬棒，但金屬棒切割磁感線的有效長度即導軌間的寬度不變，安培力F不變，棒的質(zhì)量變大，由可知速度變小，故B錯誤。故選ACD。(3)[3]都反向后，電流垂直紙面向外，磁場方向豎直向上，根據(jù)左手定則可得安培力方向仍向左，故導體棒仍向左側(cè)移動。12、【解題分析】

(1)[1]小球離開斜槽底端后做平拋運動，則解得(2)[2]由(1)知在小球下滑過程中，不計小球與槽之間的摩擦，只有重力做功，則有解得(3)[3]為了更直觀，應(yīng)畫成直線，根據(jù)上式可知：最好應(yīng)以H為橫坐標，以為縱坐標，描點作圖。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、；30N；2．【解題分析】

（1）設(shè)小物塊在C點的速度為，則在D點有：設(shè)彈簧最初具有的彈性勢能為，則：代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：；設(shè)小物塊在E點的速度為，則從D到E的過程中有：設(shè)在E點，圓軌道對小物塊的支持力為N，則有：代入數(shù)據(jù)解得：，由牛頓第三定律可知，小物塊到達圓軌道的E點時對圓軌道的壓力為30

設(shè)小物體沿斜面FG上滑的最大距離為x，從E到最大距離的過程中有：

小物體第一次沿斜面上滑并返回F的過程克服摩擦力做的功為，則

小物體在D點的動能為，則：代入數(shù)據(jù)解得：，，因為，故小物體不能返回D點

小物體最終將在F點與關(guān)于過圓軌道圓心的豎直線對稱的點之間做往復(fù)運動，小物體的機械能守恒，設(shè)最終在最低點的速度為，則有：

代入數(shù)據(jù)解得：答：彈簧最初具有的彈性勢能為；小物塊第一次到達圓弧軌道的E點時對圓弧軌道的壓力大小是30

N；小物塊沿斜面FG第一次返回圓弧軌道后不能回到