山东省潍坊市2021届高三上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2020-12-25 类型：期中考试

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一、单选题

1. 北斗卫星导航系统由多颗卫星组成，包括中圆地球轨道卫星、静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星。中圆地球轨道卫星离地高度2.1万千米。静止轨道卫星在地球赤道平面内，与地球自转周期相同，倾斜地球同步卫星与静止轨道卫星离地高度均为3.6万千米。以下说法正确的是（）

A、倾斜地球同步轨道卫星周期等于静止轨道卫星的周期 B、倾斜地球同步轨道卫星周期大于静止轨道卫星的周期 C、中圆地球轨道卫星的线速度小于静止轨道卫星的线速度 D、中圆地球轨道卫星的运行周期大于静止轨道卫星的周期

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2. 如图所示，物块a放置在水平地面上，通过跨过光滑定滑轮的轻绳与小球b相连，一水平力F作用于小球b，a、b均处于静止状态。只改变水平力的大小，使b缓慢下降，直至拉b的轻绳竖直，若a受到地面的摩擦力为f，则该过程中（）

A、f变小，F变大 B、f变小，F变小 C、f变大，F变小 D、f变大，F变大

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3. 港珠澳大桥目前是世界上最长的跨海大桥，一辆小汽车在平直的桥面上加速运动，某时有一辆卡车从另一车道追上小汽车，若以并排行驶时的位置为位移起点，两车速度的平方 $v^{2}$ 与位移x的变化关系如图所示，由图可知（）

A、卡车运动的加速度大 B、在 $x = L$ 处小汽车追上了卡车 C、位移 $0 - L$ 段，卡车的平均速度大 D、位移 $0 - L$ 段，小汽车的平均速度大

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4. 如图所示，质量为m、长为L的铜棒 $a b$ ，用两根等长的绝缘细线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中。 $a b$ 中未通电流时，细线竖直，通入恒定电流I后，棒静止时细线向纸面外偏转的角度为 $θ$ ，重力加速度为g，则（）

A、棒中电流的方向为 $b \to a$ B、若只增大两细线的长度， $a b$ 静止时，细线与竖直方向的夹角小于 $θ$ C、若只改变磁感应强度，使 $a b$ 静止时，细线与竖直方向夹角为 $θ$ ，则磁感应强度的最小值为 $\frac{m g}{I L}$ D、若只改变磁感应强度，使 $a b$ 静止时，细线与竖直方向夹角为 $θ$ ，则磁感应强度的最小值为 $\frac{m g \sin θ}{I L}$

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5. 如图所示，圆形区域圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场， $M N$ 为圆的直径。从圆上的A点沿 $A O$ 方向，以相同的速度先后射入甲乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从N离开磁场，已知 $∠ A O N = 60 °$ ，粒子重力不计，以下说法正确的是（）

A、甲粒子带负电荷 B、甲粒子在磁场中做圆周运动半径比乙小 C、乙粒子的比荷比甲大 D、乙粒子在磁场中运动时间比甲长

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6. 如图所示，圆弧状带电体ABC上电荷分布均匀。ABC对应的圆心角为 $120 °$ ，B为圆弧中点。若带电体上的全部电荷在圆心P处产生的电场强度大小为E，则AB段上所带的电荷在圆心P处产生的电场强度大小为（）

A、 $\frac{1}{2} E$ B、 $\sqrt{3} E$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{3} E$ D、 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} E$

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7. 如图甲所示，用内阻为 $r_{1}$ 充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 $r_{2}$ ，则时间t内（）

A、充电宝输出的电功率为 $U I - I^{2} r_{1}$ B、充电宝的总功率为 $U I + I^{2} r_{1}$ C、手机电池产生的焦耳热为 $\frac{U^{2}}{r_{2}} t$ D、手机电池增加的化学能为 $U I t + I^{2} r_{2} t$

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8. 质量为m的翼装飞行爱好者乘飞机到达空中某处后，以速度 $v_{0}$ 水平跳出，由于风力的影响，经时间t，爱好者下落至跳出点的正下方时，其速度大小仍为 $v_{0}$ ，但方向与初速度相反，其运动轨迹如图所示，重力加速度为g，在此段时间t内（）

A、风力一定沿水平方向 B、飞行爱好者机械能减少， $\frac{1}{2} m g^{2} t^{2}$ C、风力对爱好者的冲量大小为 $2 m v_{0}$ D、风力对爱好者的冲量大小为 $\sqrt{4 m^{2} v_{0}^{2} + m^{2} g^{2} t^{2}}$

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二、多选题

9. 某人乘坐电梯由一楼到达十楼，经历了先加速再匀速后减速的过程，则（）

A、加速上升过程中，电梯对人做的功等于人增加的动能 B、加速上升过程中，电梯对人做的功等于人增加的机械能 C、匀速上升过程中，电梯对人做的功等于人增加的机械能 D、减速上升过程人机械能减小

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10. 如图所示，矩形ABCD所在平面内存在一正点电荷Q，AB=2BC，A点和B点的电势相等，C点和AB中点的电势相等，则下列说法正确的是（）

A、A，B点电场强度大小相等 B、C点电势比D点电势高 C、将正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能先增大后减小 D、将正试探电荷从B点沿直线移动到D点，电势能一直减小

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11. 两根长度不同的细线分别拴接质量不同的小球，两线的另一端固定在天花板的同一点上，若两球以相同的角速度在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、质量大的球，绳与竖直方向的夹角小 B、质量小的球，绳与竖直方向的夹角大 C、拉球的绳越长，绳与竖直方向的夹角越大 D、两小球位于同一水平面上

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12. 一滑雪运动员沿平直雪道进行滑雪训练。某次训练中，他站在滑雪板上，滑雪杖触地并向后推动，利用雪面的反作用力由静止开始加速，滑雪杖与雪面接触 $0.2 s$ 之后收起，再过 $0.8 s$ 后滑雪杖再次触地，触地 $0.2 s$ 后滑雪杖收起直至滑行停止。若每次滑雪杖触地产生的竖直作用力是运动员（含装备）重力的0.5倍、产生的水平推力为运动员（含装备）滑雪杖触地过程中所受滑动摩擦力的19倍，滑雪板与斜面间的动摩擦因数为0.1，空气阻力不计，重力加速度 $g = 1 {0m/s}^{2}$ ，则本次训练中运动员（）

A、第 $1 s$ 末的速度为 $1 m/s$ B、第 $2 s$ 末的速度为 $1.8 m/s$ C、第 $2 s$ 内的位移比第 $1 s$ 内的位移大 $0.5 m$ D、第 $2 s$ 内的位移比第 $1 s$ 内的位移大 $1 m$

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三、实验题

13. 某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点， $O B$ 和 $O C$ 为细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，两次拉橡皮条力的作用效果必须相同。根据实验数据在白纸上作图如图乙所示，若 $F$ 与 $F^{'}$ 在误差允许的范围内大小相等、方向相同，则说明力的合成遵循平行四边形定则。

(1)、实验中，如何确保两次拉橡皮条力的作用效果相同：；

(2)、实验中某一弹簧测力计指针位置如图丙所示，其读数为N；

(3)、图乙 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 、 $F$ 、 $F^{'}$ 四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是，如果没有操作失误，图乙 $F$ 与 $F^{'}$ 两力中，方向一定沿 $A O$ 方向的是。

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14. 某同学在实验室中，将表盘如图甲所示的电流表改装成量程为 $2 V$ 的电压表，进行了如下操作：

①选择合适器材，按如图乙所示的实验电路图连接电路，图中R₁为滑动变阻器、R₂为电阻箱、R为定值电阻；

②将R₁的阻值调到最大，闭合开关 $S_{1}$ ，调节R₁的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；

③闭合 $S_{2}$ ，______，使电流表的指针偏转到满刻度的一半，则电阻箱接入电路的电阻可视为电流表内阻；

④记下R₂的阻值，此时电阻箱R₂的阻值如图丙所示；

⑤拆下R₂ ，将其调至适当阻值与电流表串联，即改装为量程为2V的电压表。

请回答下列问题

(1)、上述步骤③中正确的操作应为______；

A、调节R₁和R₂的阻值 B、保持R₁不变，调节R₂的阻值 C、保持R₂不变，调节R₁的阻值

(2)、该电流表内阻的测量值为 $Ω$ ，该值（填“略大于”、“等于”或“略小于”）电流表内阻的真实值；

(3)、步骤⑤中电阻箱的阻值应为 $Ω$ ；

(4)、用改造后的电压表测量电压时，表盘指针位置如图丁所示，此电压大小为V。

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四、解答题

15. 如图所示，圆心角 $θ = 60 °$ 的水平圆弯道连接两平直公路。一质量 $m = 1200 kg$ 的小轿车沿 $A B C$ 路线（图中虚线所示）运动，AB为直线，A、B间距离 $s = 100 m$ ，BC为圆弧，半径 $R = 30 m$ 。轿车到达A点之前以 $v_{0} = 25 m / s$ 的速度沿直公路行驶，司机看到弯道限速标志后，为安全通过弯道，从A点开始以 $a = 2 m / s^{2}$ 的加速度匀减速运动至B点，此后轿车保持B点的速率沿BC圆弧运动至C点，求：

(1)、轿车在 $B C$ 段运动所受的合力大小；

(2)、轿车从B到C过程的平均速度。

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16. 如图所示是一倾角 $θ = 30 °$ 山坡的竖直截面，M、N为山坡上的两点。在某次演习中，轰炸机从M点正上方的P点，沿水平方向以速度 $v_{0}$ 投放了一枚质量为m的炸弹，炸弹击中了山坡上N点的目标，炸弹落在N点时的速度方向与山坡坡面间的夹角为 $30 °$ ，不计炸弹所受的空气阻力，取重力加速度大小为g，求：

(1)、炸弹从P到N动量的变化量；

(2)、P、M间的距离。

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17. 如图所示是测量离子比荷的装置示意图。速度选择器两极板水平，板间加上竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。速度选择器右侧有水平放置的平行板电容器，极板长为l，板间距为 $\frac{l}{2}$ 。建立竖直向上的直线坐标系 $O y$ ，y轴到电容器极板右端的距离为l。离子源S能沿水平方向连续发射一定速度的正离子，调整速度选择器电场的场强为 $E_{0}$ ，磁场磁感应强度为 $B_{0}$ ，则离子沿水平虚线穿过速度选择器，后离子从电容器下极板的最左端紧靠极板进入电容器，若电容器内不加电场，则离子运动到O点；若电容器内加上竖直向上的匀强电场E（未知），离子将运动到y轴上某点，测出该点到O点距离y，可得到离子的比荷，不计离子重力及离子间相互作用。

(1)、求离子穿过速度选择器的速度；

(2)、若 $E = E_{0}$ ，离子到达y轴时距O的距离为 $\frac{3 l}{2}$ ，求离子的比荷；

(3)、改变E的值，运动到y轴的离子，其坐标值将发生变化，在图乙所示的坐标系内，画出运动到y轴的离子，其坐标值y随E值的变化关系。（图中标出必要的数据，不必写出计算过程）

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18. 如图所示，高度 $h_{1} = 2.2 m$ 的直圆管竖直固定，在管的顶端塞有一质量 $M = 2 kg$ 的小球b。从b正上方 $h_{2} = 0.45 m$ 的高度处，由静止释放质量 $m = 1 kg$ 的小球a后，a与b发生多次弹性正碰（碰撞时间极短），b最终被a从管中碰出。b相对管运动的过程中受到管的滑动摩擦力大小恒为 $f = 30 N$ ，a在管中始终未与管壁接触，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、a、b第一次碰后的瞬间，求a、b各自的速度；

(2)、求a、b第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间的时间间隔；

(3)、b离开管之前，求a、b的碰撞次数；

(4)、b离开管之前，在a、b第一次碰后瞬间到最后一次碰前瞬间的过程中，求b机械能的变化量。

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