1、山东省济南市2021届高三物理上学期期末考试试题本试卷满分100分。考试用时90分钟。注意事项：1.答题前，考生务必用0.5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.回答选择题时，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0.5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、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
2、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st2图像。设小球运动的加速度为a，则图像的斜率为A.a B.a C. D.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.d3.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点的电场强度大 B.质子在M点的速度可能为0C.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
3、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
4、D.7.9km/s6.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311VB.副线圈中交变电压的频率大于50HzC.图甲中点火针的电势始终比感应针高D.原、副线圈变压器的匝数比可以为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
5、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-3mg C.F D.F+3mg8.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
6、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
7、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0B.剪断瞬间，A球的加速度为2gC.剪断后，当A球上升到最高点时，弹簧的形变量为D.剪断后，当A球上升到最高点时，弹簧的形变量为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
8、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=0，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B=(n为合适的整数)B.磁感应强度应满足B=(n为合适的整数)C.管内直径应满足DD.管内直径应满足D三、实验题(
9、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I、II、III，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.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落C.手机应正对刻度尺固定
10、 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，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20m
11、A，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，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K2B
12、.实验结束拆除电路时应先断开K1，稍等一会儿再断开K2C.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=12 rad
13、/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UPO。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l1跨过小滑轮连接a、b两球，b球再通过细绳l2、l3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l3沿竖直方向，滑轮最高点P与细绳l2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l3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(
14、1)未剪断细绳l3时，细绳l3对b球的拉力；(2)剪断细绳l3后，b球运动至与M点等高处的速度大小；(3)剪断细绳l3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.
15、(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，0.8m)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。