山东省济宁市2024-2025学年高三上学期1月期末质量检测物理试题

试卷更新日期：2025-01-19 类型：期末考试

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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. 体育课上某同学做俯卧撑训练，在该同学身体下降过程中，下列说法正确的是（）

A、该同学处于失重状态 B、地面对该同学的冲量不为零 C、地面对该同学的支持力做负功 D、重力对该同学做功的功率逐渐增大

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2. 如图所示，实线 $A P B$ 为均匀带正电的半圆弧形绝缘体，虚线 $A Q B$ 为均匀带等量负电的半圆弧形绝缘体，O点为圆心，P、Q分别为两圆弧的中点， $P Q$ 上的M、N两点关于O点对称。关于M、N两点的电场强度和电势，下列说法正确的是（）

A、电场强度相同、电势不同 B、电场强度不同、电势相同 C、电场强度相同、电势相同 D、电场强度不同、电势不同

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3. 如图所示，一条不可伸长的轻绳两端分别系在轻杆 $M N$ 两端，轻杆 $M N$ 的中点为O，在轻绳上放置一轻质滑轮，滑轮与一重物相连，此时轻杆与水平方向的夹角为 $θ$ ，轻绳两部分的夹角为90°。让轻杆绕O点在竖直面内顺时针缓慢转过 $2 θ$ 角，在此过程中关于轻绳张力大小，下列说法正确的是（）

A、保持不变 B、逐渐增大 C、逐渐减小 D、先增大再减小

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4. 如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从M到N的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 如图所示，纸面内有两个半径均为R且相切的圆形磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里；左侧有一半径也为R的金属圆环，圆环阻值为r。三圆共面且圆心在同一水平直线上。现使圆环从图示位置以速度v向右匀速运动，下列说法正确的是（）

A、当 $t = \frac{R}{v}$ 时，圆环中感应电流的方向为顺时针 B、当 $t = \frac{R}{v}$ 时，圆环中感应电流的大小为 $\frac{2 B R v}{r}$ C、当 $t = \frac{2 R}{v}$ 时，圆环中感应电流第一次反向 D、当 $t = \frac{3 R}{v}$ 时，圆环中感应电动势达到最大值

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6. 北斗卫星导航系统是我国自主研制、独立运行的全球卫星导航系统，其中一颗静止轨道卫星的运行轨道如图中圆形虚线所示，其对地张角为 $2 θ$ 。已知地球半径为R、自转周期为T、表面重力加速度为g，万有引力常量为G。则地球的平均密度为（）

A、 $\frac{3 g}{π G R}$ B、 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ C、 $\frac{3 π}{G T^{2} \sin^{3} θ}$ D、 $\frac{3 π}{G T^{2} \tan^{3} θ}$

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7. 某同学投篮空心入筐，篮球在空中运动的轨迹如图所示，A为出手点，出手速度大小为 $v = 10 m/s$ ， B为轨迹最高点，C为篮筐， $A B$ 连线与水平面的夹角为 $θ$ （ $\tan θ = \frac{3}{8}$ ），不计空气阻力，篮球可视为质点，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。篮球从A点运动到B点的时间为（）

A、 $\frac{3}{5} s$ B、 $\frac{3}{4} s$ C、 $\frac{3 \sqrt{73}}{73} s$ D、 $\frac{8 \sqrt{73}}{73} s$

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8. 如图所示，某滑雪场安装了一条长直“魔毯”运送滑雪者上山，“魔毯”与水平面的夹角为16°，表面与其他物品的动摩擦因数均为0.75，其最高点与最低点之间的距离为100m，“魔毯”始终匀速运行，额定功率为40kW。忽略“魔毯”与冰面的摩擦及其质量，成年人（含装备）平均质量约为70kg， $\sin 16 ° = 0.28$ ， $\cos 16 ° = 0.96$ ，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、一个成年人乘“魔毯”上山过程中克服重力做功约为 $7.0 \times 10^{4} J$ B、一个成年人乘“魔毯”上山过程中克服摩擦力做功约为 $1.96 \times 10^{4} J$ C、若“魔毯”同时承运100个成年人，则其最大运行速率约为 $2 m/s$ D、若“魔毯”以1m/s速率运行，则最多可以同时承运50个成年人

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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. 如图所示，变压器为理想变压器，a、b、c、d为4个完全相同的灯泡，在 $M N$ 间接入有效值不变的交流电压，开关S闭合时，4个灯泡亮度相同。下列说法正确的是（）

A、变压器原、副线圈的匝数比为2：1 B、交流电压的有效值为此时一个灯泡电压的3倍 C、开关S断开时，灯泡c变亮 D、开关S断开时，灯泡a的亮度不变

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10. 如图所示，一质量为 $2 m$ 的滑块静置在光滑的水平面上，其曲面为光滑的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为m的小球以水平向右的初速度 $v_{0}$ 从圆弧最低点冲上滑块，小球未从圆弧最高点冲出，重力加速度为g。在小球上升过程中，下列说法正确的是（）

A、滑块与小球组成的系统动量守恒 B、滑块对小球始终做负功 C、小球运动至最高点时，滑块的速度大小为 $0.5 v_{0}$ D、小球沿曲面上升的最大高度为 $\frac{v_{0}^{2}}{3 g}$

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11. 2024年6月2日，嫦娥六号成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地。嫦娥六号利用向下喷射气体产生的反作用力，有效地控制了探测器着陆过程中的运动状态。在一段竖直向下着陆过程中，探测器减速的加速度大小a随时间t变化的关系如图所示， $3 t_{0}$ 时刻探测器的速度恰好减为零。下列说法正确的是（）

A、 $0 ~ t_{0}$ 时间内，探测器做匀速直线运动 B、 $t_{0}$ 时刻探测器的速度大小为 $a_{0} t_{0}$ C、 $0 ~ t_{0}$ 时间内，探测器的位移大小为 $\frac{3}{2} a_{0} t_{0}^{2}$ D、 $t_{0}$ 时刻气体对探测器的作用力大小为 $2 t_{0}$ 时刻的两倍

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12. 如图所示，一光滑固定轨道由倾斜轨道和水平轨道两部分组成，轨道上端连接一阻值 $R = 0.5 Ω$ 的电阻，水平部分两轨道间有竖直向下、磁感应强度大小 $B = 0.5 T$ 的匀强磁场，磁场区域的长度为 $x_{1} = 2 m$ 。一质量为 $m = 0.5 kg$ 的导体棒，从轨道上距水平轨道 $h_{1} = 0.8 m$ 高处由静止释放，通过磁场区域后从水平轨道末端飞出，落在水平地面上。已知轨道间距 $d = 1 m$ ，轨道水平部分距地面的高度 $h_{2} = 0.8 m$ ，导体棒电阻、轨道电阻、空气阻力均忽略不计，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、导体棒刚进入磁场时加速度的大小为 $4 {m/s}^{2}$ B、整个过程中，通过电阻R的电荷量为3C C、整个过程中，电阻R上产生的热量为3J D、导体棒的落地点与水平轨道末端的水平距离 $x_{2}$ 为0.8m

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三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在“测定金属丝的电阻率”实验中，金属丝的阻值约为5Ω。正确连接电路后，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径d，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。

(1)、某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数如图所示，其测量值 $d =$ mm。

(2)、实验室提供的器材有：
A．电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）
B．电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω）
C．滑动变阻器R（0~5Ω）
D．电源E（电动势为3.0V、内阻不计）、开关和导线若干
要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，并能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图中的________。

A、 B、 C、 D、

(3)、若实验中电压表和电流表的示数分别为U、I，则金属丝的电阻率 $ρ =$ （用d、U、I、L表示）。

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14. 利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过如图甲所示实验装置探究手机运动的规律，实验装置如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端与手机连接，手机下方悬挂装有砝码的小桶，整个装置处于静止状态。

(1)、剪断手机和小桶间的细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳后手机第一次到达最高点时的加速度对应图中的（选填“A”、“B”或“C”）点。

(2)、剪断细绳瞬间手机受到的合力大小等于（）

A、砝码的重力大小 B、小桶和砝码的重力大小 C、手机的重力大小 D、弹簧对手机的拉力大小

(3)、如图丙所示，某同学在处理数据时，以剪断细绳瞬间手机竖直方向上的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制 $a - m$ 图像，获得一条斜率为k、截距为b的直线，若当地重力加速度为g，则可推算出手机的质量为，小桶的质量为。（选用k、b、g表示）

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15. 机器人某次在平台上运送货物时，从A处由静止出发沿两段互相垂直的直线路径 $A B$ 、 $B C$ 运动到C处停下。已知机器人最大运行速率 $v_{m} = 3 m/s$ ，加速或减速运动时的加速度大小均为 $a = 2 {m/s}^{2}$ ， A到B的时间 $t_{AB} = 3.5 s$ ， $B C$ 距离 $x_{BC} = 4.5 m$ ，机器人途经B处时的速率为零，忽略机器人在B处的转向时间。要求机器人最短时间内到达C处，运动过程中机器人可视为质点。求：

(1)、 $A B$ 间的距离 $x_{AB}$ ；

(2)、机器人从A处运动到C处的平均速度大小 $\bar{v}$ （结果保留两位小数）。

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16. 如图所示，框架 $A O B$ 中的杆 $O B$ 竖直，光滑杆 $O A$ 与水平面间的夹角 $α = 60 °$ 。轻质弹簧上端用铰链与固定点B相连，下端与穿在 $O A$ 杆上质量为m的小球相连，整个装置处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角 $β = 30 °$ ，已知 $O B$ 两点间的距离为L，重力加速度为g。

(1)、求弹簧的弹力大小；

(2)、若框架以 $O B$ 为轴开始转动，使小球缓慢运动到与B点等高的A点，在A点做匀速圆周运动，求整个过程杆对小球做的功W。

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17. 如图所示，一抛物线的方程为 $y = \frac{x^{2}}{2 l}$ （ $x \leq 0$ ），在抛物线的上方有竖直向下的匀强电场。抛物线上每个位置可连续发射质量为m、电荷量为q的粒子，粒子均以大小为 $v_{0}$ 的初速度水平向右射入电场，所有粒子均能到达原点O。第四象限内（含x边界）存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小 $B = \frac{\sqrt{2} m v_{0}}{q l}$ 的匀强磁场， $M N$ 为平行于x轴且足够大的荧光屏，荧光屏可以上下移动，不计粒子重力及粒子间的相互作用，粒子打到荧光屏上即被吸收。

(1)、求电场强度的大小E；

(2)、求从抛物线上横坐标 $x = - l$ 的A点发射的粒子射出磁场时的坐标；

(3)、若将荧光屏缓慢上下移动，求从A点和O点发射的粒子打在荧光屏上的发光点的最大距离L。

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18. 在光滑水平桌面上固定两足够长的粗糙弹性挡板a、b，两挡板与桌面垂直且相互平行，如图所示为其俯视图。虚线 $C D$ 位于水平桌面内，且与挡板a的夹角为 $θ = 37 °$ 。一质量为m的小球A沿虚线 $C D$ 以速度 $v_{0}$ 进入到两挡板间先与挡板a发生碰撞，小球与两挡板碰撞时，碰撞后沿垂直挡板方向的分速度等大反向，沿挡板方向的分速度由于摩擦而减小，小球与挡板间的摩擦力大小是其与挡板压力的 $k = \frac{1}{12}$ 倍。已知两挡板间距为d，小球可视为质点，小球与挡板的碰撞时间远小于小球在两挡板间运动的时间，小球没有从两挡板间穿出， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、小球A与挡板a第一次碰撞过程中垂直挡板方向动量变化量的大小 $Δ p_{y}$ ；

(2)、小球A与挡板a第一次碰撞过程中沿挡板方向动量变化量的大小 $Δ p_{x}$ ；

(3)、小球A在挡板间运动的过程中，两挡板对小球做的总功W；

(4)、小球A与挡板a第一次碰撞点和最终碰撞点间的距离L。

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