1、山东省潍坊市2021届高三物理上学期期中试题（含解析）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。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
2、行周期大于静止轨道卫星的周期【答案】A【解析】【详解】ABD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，中圆地球轨道卫星离地高度2.1万千米，根据得可知倾斜地球同步轨道卫星轨道半径相等，周期相等；中圆地球轨道卫星轨道半径小于静止轨道卫星的轨道半径，中圆地球轨道卫星的运行周期小于静止轨道卫星的周期，故A正确，BD错误；C根据得中圆地球轨道卫星轨道半径小于静止轨道卫星的轨道半径，中圆地球轨道卫星的线速度大于静止轨道卫星的线速度，故C错误。故选A。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
3、，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【答案】B【解析】【详解】取物体b为研究对象，分析其受力情况，设细绳与竖直方向夹角为，则水平力细绳与竖直方向夹角逐渐减小，则水平拉力减小。a受到重力、绳子的拉力、地面得支持力以及地面得摩擦力，其中绳子的拉力细绳与竖直方向夹角逐渐减小，绳子的拉力T逐渐减小，T在水平方向的分力逐渐减小，所以水平地面对a的摩擦力减小，故ACD错误， B正确。故选B。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
4、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. 在处小汽车追上了卡车C. 位移段，卡车的平均速度大D. 位移段，小汽车的平均速度大【答案】C【解析】【详解】A由公式，可知小汽车的加速度大于卡车的加速度，故A错误；BCD由图知在x=L之前，小汽车的平均速度小于卡车的平均速度，故当汽车到达x=L处时，卡车已经在汽车之前了，故不再此点相遇。卡车平均速度大，故C正确，BD错误。故选C。4. 如图所示，质量为m、长为L的铜棒，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。中未通电流时，细线竖直，通入恒定电流I后，棒
5、静止时细线向纸面外偏转的角度为，重力加速度为g，则（）A. 棒中电流的方向为B. 若只增大两细线长度，静止时，细线与竖直方向的夹角小于C. 若只改变磁感应强度，使静止时，细线与竖直方向夹角为，则磁感应强度的最小值为D. 若只改变磁感应强度，使静止时，细线与竖直方向夹角为，则磁感应强度的最小值为【答案】D【解析】【详解】A由左手定则可知，棒中电流的方向为，A错误；B当ab静止时满足若只增大两细线的长度，静止时，细线与竖直方向的夹角仍为，B错误；CD若只改变磁感应强度，使静止时，细线与竖直方向夹角为，则当安培力与细线垂直时最小，则此时磁感应强度的最小值为C错误，D正确。故选D。5. 如图所示，圆形
6、区域圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，为圆的直径。从圆上的A点沿方向，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，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【答案】C【解析】【详解】A甲粒子从M点离开磁场，说明其进入磁场后向下偏转，运用左手定则可以判定，甲粒子带正电，故A错误；B设圆形区域的半径为R，由几何关系可解得甲粒子的运动半径乙粒子的运动半径即甲粒子在磁场中做圆周运动半径比乙大，故B错误；C由公式 得由于v、B是相同的，r越小则比荷越
7、大，故C正确；D由几何关系可解得甲乙两粒子的圆弧轨迹所对应的圆心角分别为60和120，所以各自的圆弧路程为即甲粒子的运动路程更长，由于二者速度相等，所以甲粒子在磁场中运动时间更长，故D错误。故选C。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，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. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】上、下两段圆弧在圆心处产生的电场强度大小均为E1，两者间的夹角为60，根据平行四边形定则可得，圆弧AC上的电荷在圆心P处产生的电场强度的大小为 E=2E1co
8、s30解得 故ABD错误，C正确。故选C。7. 如图甲所示，用内阻为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，则时间t内（）A. 充电宝输出的电功率为B. 充电宝的总功率为C. 手机电池产生的焦耳热为D. 手机电池增加的化学能为【答案】B【解析】【详解】A充电宝输出的电功率为，A错误；B充电宝的总功率为，B正确；C手机电池产生的焦耳热为，C错误；D手机电池增加的化学能为，D错误。故选B。8. 质量为m的翼装飞行爱好者乘飞机到达空中某处后，以速度水平跳出，由于风力的影响，经时间t，爱好者下落至跳出点
9、的正下方时，其速度大小仍为，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，C. 风力对爱好者的冲量大小为D. 风力对爱好者的冲量大小为【答案】D【解析】【详解】A在风力作用下，飞行爱好者做曲线运动，风力在水平方向提供与初速度方向相反的力，使飞行爱好者在水平方向先减速在反向加速；同时风力对飞行爱好者还有向上的分作用力，故风对飞行爱好者作用力方向大致沿初速度的后上方，故A错误；B假设物体在竖直方向做自由落体运动，时间内下落的高度为物体的重力势能减小量为但物体在下落高度后竖直方向速度为零，故竖直方向不可能做自由落体运动，
10、故B错误；CD取物体开始时的速度方向为正方向，根据动量定理，水平方形合力（即风力的水平分力）对物体的冲量设风力竖直方向的冲量为，竖直方向取向上为正，则竖直方向根据动量定理得则风力的冲量为风力对对爱好者的冲量大小为故C错误，D正确。故选D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，选对但不全的得2分，有选错的得0分。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
11、功等于人增加的机械能D. 减速上升过程人机械能减小【答案】BC【解析】【详解】ABC. 无论电梯加速上升、匀速上升、还是减速上升，电梯对人做的功均等于人增加的机械能，A错误，BC正确；D. 减速上升过程中，电梯对人做正功，人的机械能增大，D错误。故选BC。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【答案】AC【解析】【详解】A
12、 因为A点和B点的电势相等，点电荷一定在AB的垂直平分线上，C点和AB中点M的电势相等，点电荷一定在CM的垂直平分线上，那么点电荷一定在上述两个垂直平分线的交点N上，N点恰好是CD的中点。A点和B点到点电荷的距离相等，则A、B点电场强度大小相等，A正确；B C点和D点到点电荷的距离相等，则C点电势等于D点电势，B错误；C将正试探电荷从A点沿直线移动到C点，试探电荷与点电荷的距离先减小后增大，斥力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，C正确；D将正试探电荷从B点沿直线移动到D点，试探电荷与点电荷的距离先减小后增大，斥力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D错误。故选AC。11. 两根长度不同的
13、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【答案】CD【解析】【详解】根据题意两个小球都做圆锥摆运动，小球受到重力和绳子的拉力作用，对任意一个小球受力分析如图所示，设小球运动的角速度为。根据圆锥摆运动的特点，有得根据几何关系，有由以上得 可见角速度相同的两个小球，其运动轨道与天花板的距离相等，即两个小球会在同一水平面上运动。AB. 由以上分析可知，绳与竖直方向的夹
14、角与小球的质量无关，选项A、B均错误;CD. 两个小球要在同一水平面上运动，拉小球的绳子越长，小球越在外面，绳与竖直方向的夹角越大。选项CD都正确。故选CD。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，滑雪杖与雪面接触之后收起，再过后滑雪杖再次触地，触地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，则本次训练中运动员（）A. 第末的速
15、度为B. 第末的速度为C. 第内的位移比第内的位移大D. 第内的位移比第内的位移大【答案】AD【解析】【详解】AB. 滑雪杖触地过程中，对于运动员有触地后第末的速度为解得m/s第末的速度为解得m/sA正确，B错误；CD. 第内位移为第内的位移为两段时间内的位移差为解得C错误，D 正确。故选AD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。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，和为细绳。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
16、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，若与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、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，图乙与两力中，方向一定沿方向的是_。【答案】 (1). 结点O拉至同一位置或橡皮条沿同一方向伸长同一长度 (2). 2.75（2.742.76之间均可） (3). F (4). 【解析】【详解】（1）1拉力对橡皮条的作用效果是使其发生形变，相同的形变量，就是相同的作用效果，所以
17、只要结点O拉至同一位置或橡皮条沿同一方向伸长同一长度，就说明两次拉力的作用效果相同；（2）2根据指针位置，可估读为2.75N（2.742.76之间均可）。（3）3其中F是由F1和F2合成得来的，其他力都是直接测量出来的；4力是直接拉动橡皮条的一个力，它必定沿着橡皮条的伸长方向，即AO方向；F是由F1和F2运用平行四边形法则合成得来的，由于误差的存在，它不一定沿着AO方向。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的电压表，进行了如下操作：选择合适器材，按如图乙所示的实验电路图连接电路，图中为滑动变阻器、为电阻箱、R为定值电阻；将的阻值调到最大，闭合开关，调节的阻值，使电流表
18、的指针偏转到满刻度；闭合，_，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；记下的阻值，此时电阻箱的阻值如图丙所示；拆下，将其调至适当阻值与电流表串联，即改装为量程为的电压表。请回答下列问题(1)上述步骤中正确的操作应为_；A.调节和的阻值B.保持不变，调节的阻值C.保持不变，调节的阻值(2)该电流表内阻的测量值为_，该值_（填“略大于”、“等于”或“略小于”）电流表内阻的真实值；(3)步骤中电阻箱的阻值应为_；(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。【答案】 (1). B (2). 486.8 (3). 略小于 (4). 951
19、3.2 (5). 1.25【解析】【详解】(1)1上述步骤中正确的操作应为保持R1不变，调节R2的阻值，故选B；(2)2该电流表内阻的测量值为486.8；3当S2接通时，R2有电流流过，R2和Rg并联，并联后的电阻减小，总电流增加，当电流表示数从满偏电流I1调到半偏电流，R2中电流稍大于，则R2Rg，即R2的值略小于电流表内阻的真实值；(3)4步骤中电阻箱的阻值应为(4)5电压表量程为2V，则电压大小为1.25V。15. 如图所示，圆心角的水平圆弯道连接两平直公路。一质量的小轿车沿路线（图中虚线所示）运动，为直线，A、B间距离，为圆弧，半径。轿车到达A点之前以的速度沿直公路行驶，司机看到弯道限
20、速标志后，为安全通过弯道，从A点开始以的加速度匀减速运动至B点，此后轿车保持B点的速率沿圆弧运动至C点，求：（1）轿车在段运动所受的合力大小；（2）轿车从B到C过程的平均速度。【答案】（1）；（2），方向由【解析】【详解】（1）设轿车在B的速度为v，从，由运动学公式在圆弯道上，由牛顿第二定律代入数据得（2）从，由几何关系得轿车的位移轿车从B到C运动的时间由公式得，方向由16. 如图所示是一倾角山坡的竖直截面，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，不计炸弹所
21、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。【答案】（1），方向竖直向下；（2）【解析】【详解】（1）设炸弹从P经时间t到达N点，在N点的竖直分速度为，由运动合成和分解的规律由动量定理得，方向竖直向下（2）设P、M间距离为h，M距N的水平距离为x、竖直距离为y，由平抛运动规律水平方向竖直方向由几何关系得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。建立竖直向上的直线坐标系，y轴到电容器极板右端的距离为l。离子源S
22、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，磁场磁感应强度为，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，离子到达y轴时距O的距离为，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）【答案
23、】（1）；（2）；（3）答案见解析【解析】【详解】（1）根据平衡条件解得（2）设离子比荷为，离子进入电容器做类平抛运动水平方向上竖直方向上根据牛顿第二定律设离子离开电容器时，偏离入射方向的夹角为，则离子离开电容器，做匀速直线运动得（3）如下图所示：18. 如图所示，高度的直圆管竖直固定，在管的顶端塞有一质量的小球b。从b正上方的高度处，由静止释放质量的小球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，a在管中始终未与管壁接触，重力加速度大小，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
24、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。【答案】(1)；(2)；(3)6次；(4)【解析】【详解】(1)a下落，由运动学公式设a、b后瞬间，a的速度为，b的速度为，由动量守恒定律由机械能守恒定律则速度(2)a，b碰后，b沿圆管向下做匀减速运动，a做竖直上抛运动对b，由牛顿第二定律设b经时间t向下运动x距离停止，有t时间内，设a位移为s对a，有此时，a的速度为即b停止的瞬间，a刚好与b相碰，再次重复第一次的碰撞则a、b第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间的时间间隔(3)a、b每经历一次碰撞，b向下移动由b向下移动后在管内，故a、b在管内的碰撞次数为6次。(4)a、b第一次碰后瞬间到最后一次碰前瞬间的过程中，对b，由动能定理得即b的机械能减少了。
