2024届山东省高三上学期开学摸底大联考物理试题（Word版）

注意事项：

2024届山东省高三上学期开学摸底大联考物理试题

1. 一群处于 n=5 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生 6 种谱线
2. 氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁过程中发出的光为不可见光
3. 一群氢原子从 n=5 能级向 n=1 能级跃迁过程中，发出的光中有 5 种频率的光能使逸出功为 2.85eV

的金属发生光电效应

1. 本试卷满分 100 分，考试时间 90 分钟。
2. 答卷前，考生务必将自己的姓名、座号、考生号填写在答题卡上，并将条形码横贴在答题卡的“贴条形码区”。
3. 作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
4. 非选择题必须用直径 0.5 毫米黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。
5. 考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。

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，只有一项符合题目

要求，选对得 3 分，有选错的得 0 分。

1. 如图所示为莱西市某日的天气预报，下列说法正确的是（ ）

1. 当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物（如PM1 ~ 2.5 ）的分子在空气中做无规则的布朗运动
2. 从上午 7 点到下午 1 点，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大
3. 若温度降为 8℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大
4. 若温度降为 8℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子势能一直增大

2．2023 年正月十三至正月二十二，已有上千年历史的涿州市元宵灯会上以三国文化为主题的各类霓虹灯悉数登场，多姿多彩的霓虹灯使人们在红红火火的元宵花灯节上感受着浓浓的新春气息．霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图所示为氢原子能级图，氢原子处于 n=5 能级上，已知可见光的光子能量范围为 1.62~3.11eV，则下列说法正确的是（              ）

D．氢原子从 n=5 能级向 n=1 能级跃迁过程中发出光的波长最长

3.   挂灯笼的习俗起源于西汉，过年期间，家家户户都挂起了各式各样的灯笼．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量均为 m 的灯笼 A、B、C、D，中间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为   ，中间两细绳与竖直方向夹角为 ，AB 间和 BC 间的绳中张力分别是 FAB 和 FBC ，重力加速度为 g．下列关系式

正确的是（ ）

4.   一定质量的理想气体从状态 A 开始依次经过状态 B 再到状态 C 再回到状态 A，其 图像如图所示， 其中 CA 曲线为双曲线的一部分。下列说法正确的是（ ）
   1. 从 B 到 C 的过程中，气体放出热量
   2. 从 B 到 C 的过程中，气体吸收热量，内能增加
   3. 从 C 到 A 的过程中，气体的压强不变，内能增加
   4.    从 C 到 A 的过程中，气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变少，且单个气体分子的撞击力变小
5.   探测器“夸父 A”是我国于 2022 年 10 月 9 日发射的太阳探测卫星，2023 年 4 月 11 至 12 日，我国召开观测数据试开放全球发布暨数据使用培训会，与多个国家进行信息分享，体现我国的大国担当。“夸父 A” 在距地球约 150 万公里的拉格朗日 L1 点，与地球一起以相同的公转周期绕太阳做匀速圆周运动，用以监测太阳活动的发生及其伴生现象，则（ ）
   1. “夸父 A”处于平衡状态
   2. 在相同时间内，“夸父 A”的位移相同
   3. “夸父 A”、地球绕太阳公转的向心加速度相同
   4. “夸父 A”绕太阳公转的加速度小于地球公转的加速度
6.   如图所示，A、B、C、D 是真空中正四面体的四个顶点，E 点为 AD 的中点。在 B、C 两点分别固定+Q 和 Q 两个点电荷。下列说法正确的是（ ）

A．D 点的电势比 E 点的高 B．D 点的电场强度比 E 点的大

C．A、D 两点的电场强度相同 D．同一负电荷在 A 点的电势能比在 E 点的电势能大

7.   如图所示，高度为 h 的薄圆筒，某次工作时将筒由水面上方开口向下吊放至深度为 H  80m 的水下，已知水的密度为 1.0103 kg / m 2 ，重力加速度 g  10m / s 2 ，大气压强为 p   1.0 105 Pa ，桶内空气可视为理想气体且 h 远小于 H，忽略筒内气体温度的变化和水的密度随深度的变化，保持 H 不变，用气泵将空气压入筒内，使筒内的水全部排出，则压入气体的质量与筒内原气体质量的比值约为（              ）

A．8 B．7 C．6 D．5

8. 如图所示是一物体沿直线由静止开始运动的部分 a－t 图像，关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）
   1. t0 时刻物体的速度为零

2. t0 至2t0 物体沿负向做加速运动

3. 物体在t0 和3t0 两个时刻的速度相同
4. 4t0 时刻物体返回到出发时的位置

二、多选题 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

部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得 0 分。

9.    某种电吹风机的电路如图所示，a、b、c、d 为四个固定触点。绕 O 点转动的扇形金属触片 P，可同时接触两个触点，触片 P 处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1 和n2 分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。当电风吹机接上 220V 的交变电流时，则（ ）

A.吹冷风时，触片 P 同时接触 d、c 两个触点 B．小风扇正常工作时电阻为 32Ω

A． t  t0 时，圆环中感应电动势的大小 B． t  t0 时，圆环中感应电流的方向

C． 0 ~ t0 内，通过圆环某截面的电量 D． 0 ~ t0 内，圆环所产生的焦耳热

11.    图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q 为波源，点 M 1.5, 0 、点 N 0.5, 0  分别

为两列波的波前，已知声波传播的速度为 340m/s，LC 振荡回路的振荡周期为  ，则下列说法正确的 是 （ ）

1. 该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为 340Hz
2.    两列波稳定叠加后，波源 P、Q 之间小水珠共有 10 个悬浮点C．两列波稳定叠加后，波源 P、Q 之间振幅为 2A 的点共有 8 个D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数

12. 某粮库设计的运粮装置如图，连接粮车和配重的缆绳与斜面平行，斜面倾角为，粮车和配重的质量均为

m，每次从高处向下运送的粮食质量为 M，粮车由静止下滑 L 后遇到弹簧的自由端，继续向下运动 s 速度减为0，同时锁定弹簧和粮车。卸粮后，解开锁定，粮车刚好回到斜坡上的初始位置。不计弹簧和缆绳质量，粮车所受阻力是车总重量的 k 倍（含有无粮草两种情况），且粮车返回过程中，缆绳始终处于拉直状态。下列说法正确的是（ ）

A．粮车能回到起始位置，应满足k  1  sin

1. 原、副线圈的匝数比n1 : n2  11: 2

2. 吹热风时，通过电吹风机的电流为 2A

2. 粮车和粮食下滑过程中减少的重力势能大于弹簧和配重增加的机械能

10．如图甲所示，匀强磁场中有一面积为 S、电阻为 R 的单匝金属圆环，磁场方向垂直于圆环平面竖直向上。图乙为该磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像，曲线上 P 点坐标为(t0 , B0 ) ，P 点的切线在 B 轴的截距为 B1 ，由以上信息可知（ ）

3. 弹簧的最大弹性势能 EP  (M  m)g (L  s) sin  mg (L  s)

4. 弹簧的最大弹性势能 EP  mg( L  s)( k sin 1)

三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分

13．（6 分）某同学用如图 a 所示装置探究加速度与质量的关系。图中小车及砝码 A 的质量用 M 表示，托盘及钩码 B 的质量用 m 表示，交流电源的频率为50Hz ，当地重力加速度 g 取        ，实验中该同学取托盘及钩码 B 的重力mg 作为小车所受的合力。

（1）实验中，下列说法正确的是         。 A．每次在小车上加减砝码时，需再重新补偿阻力B．实验中 M 应远大于 m

3. 实验时应先释放小车后接通电源
4. 小车加速度可用 计算

（2）  某次实验得到的纸带如图 b 所示，图中相邻计数点之间还有 4 个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度大小为a          。（结果保留 2 位有效数字）

（3）  该同学增减砝码以改变小车的质量 M，可得到小车的加速度大小 a 与对应质量 M 的数据。画出 图线如图 c 所示，由图中数据可求得托盘及钩码 B 的总质量为      kg。

（4）   

14．（8 分）为测量两节串在一起的干电池组的电动势和内阻，某同学找到如下器材：

A．待测干电池两节 B．电流表：量程0 3A 内阻约0.1Ω

C．电流表：量程0 0.6A ，内阻约0.5Ω D．电压表：量程0 3V ，内阻约3000Ω

E．电压表：量程0   15V ，内阻约5000Ω F．定值电阻 R0  5Ω

（2）  为减小测量误差，电流表应选择        ，电压表应选择        。（填器材前面的代号）

（3）  实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中将剩余数据对应的点描出，并通过所作的U I 图像求出电池组的电动势 E V ，内阻r Ω ，该实验测出的电动势比真实值  （选“偏大”或“偏小”）。（结果保留两位有效数字）  

（4）  为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为 L 粗细均匀的电阻丝cd 、刻度尺、灵敏电流计 G 和恒压源，设计了另一个试验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为U0 的恒压源接在电阻丝 cd 两端，再将待测电源接在 ab 两端，调节滑片 P，使得灵敏电流计示数为 0，此时用刻度尺测得

滑片到 c 端的距离为  ，待测电源的电动势为     。

15．（7 分）近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值

n  0 。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射线和入射线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜 A、B，顶角为，A、B 两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为 d。一束包含有两种频率光的激光，从 A 棱镜上的 P 点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为 ，

             ，在 B 棱镜下方有一平行于下表面的光屏， P 点为 P 点

G．滑动变阻器 R : 0 50Ω H．开关、导线若干

（1）因电池的内阻较小，为增大电压表的测量范围，以下给出的甲、乙两种测量方案中，你认为较合理的   是     。（选填“甲”或“乙”）

在光屏上的投影。

（1）  为使两种频率的光都能从棱镜 A 斜面射出，求的取值范围；

（2）  若 30，求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距 P 点的距离分别多大？

16．（9 分）风洞是研究空气动力学的重要设备。如图所示,两水平虚线间为风洞区域，高 H=0.8 m,若物体进人该区域将受到恒定的水平风力作用。现从风洞区域下边界上的 O 点将一质量为 m=0.1kg 的小球以初速度 v0=5 m/s 竖直向上抛出,小球最后落在风洞区域下边界的 P 点,OP=2 m。若不计空气阻力,重力加速度 g=10 m/s2,求小球从 O 点抛出到落回 P 点的过程中:

（1）  在风洞内、外运动的时间之比;

（2）  风洞中风力 F 的大小。

17．（14 分）如图所示，在第一象限的0  x  L 区域内存在沿 x 轴正方向、电场强度大小为 E 的匀强电场，在 x  L 的区域内存在沿 y 轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场 E '，x 轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子（不计粒子的重力）从 y 轴上 A（0，L）点处由静止释放，粒子离开0  x  L 区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经 C（3L，0）进入 x 轴下方的磁场中， 之后粒子经过第二象限回到 A 点。求

（1）  匀强电场的电场强度大小 E ；

（2）  粒子从 A 点出发至第一次返回 A 点所用时间 t。

18．（16 分）如图所示，水平地面上放有长木板 A 和滑块 B，两者静止在同一直线上，木板 A 底面光滑，B 与地面间的动摩擦因数为，某时刻滑块 C 从左侧以水平初速度v0 滑上木板 A，已知滑块 C 与木板 A 上表面间的

动摩擦因数也为、质量均为 m，重力加速度为 g，开始时木板 A 与滑块 B 间相距 ，木板足够长，A

与 B 之间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，A 与 B 发生碰撞后 A 反弹，之后木板 A 每当运动到与滑块 B 上次碰撞的位置时，恰好不再相对 C 滑动，求：

（1）C 滑上 A 后经多长时间 A 与 B 发生第 1 次碰撞；

（2）  滑块 B 的质量；

（3）  第 2 次碰撞前，滑块 C 相对木板 A 滑动的距离；

（4）  经 n次碰撞，滑块 B 能运动的总位移。

2023-2024 学年高三开学摸底大联考

物理-参考答案

一、单选题

1.   B  2. C  3．C  4．B   5．D   6．C    7．A   8．D   

二、多选题

9．CD    10．ABC    11．CD    12．BD

三、非选择题

13.    B     0.50     0.2    

14．【答案】     甲     C     D         

2.8或2.9     1.41.9     偏小    

15．（1）；（2），

【详解】（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜A斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由

得

所以的取值范围为

（2）两束光传播的光路图如图所示

由折射定律可知

由几何关系可知

得

16、

17．（1）粒子在区域内做匀加速直线运动，根据动能定理，有

进入竖直向下的电场后做类平抛运动，经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，根据运动的合成与分解，水平方向有

竖直方向有

联立解得

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，飞出磁场后，在第二象限做匀速直线运动，粒子进入磁场时的水平速度为

竖直速度为

所以粒子进入磁场时速度方向与x轴成斜向下，速度大小

粒子的运动轨迹如图所示

可知粒子离开磁场时的速度也是与x轴成斜向上，粒子经过第二象限回到A点；根据几何关系可得

解得

粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为

粒子在电场中运动的时间为

粒子在第四象限运动的时间为

所以粒子从A点出发回到A点所用的时间为

18．（1）；（2）2m；（3）；（4）

【详解】（1）设经时间t1木板A与滑块C达到共同速度v1，A和C组成的系统动量守恒，有

对木板A由动量定理

解得

此过程A板位移为x0，对A由动能定理

解得

设匀速运动时间为t2，有

则

（2）设滑块B的质量为M，木板A与B发生第一次碰撞后瞬间B运动的速度最大且为v1B，木板A的速度为v1A，碰撞过程AB系统动量守恒，有

根据木板A总是在与滑块B上次碰撞的位置不再与滑块C与相对滑动，在此过程中A的位移为0，返回时A、C共速的速度为v2，由匀变速运动规律

则

A与B第1次碰后，C与A相互作用达到共速过程动量守恒，共同速度为v2，有

解得

，，

（3）第1次碰撞前C相对B滑过的距离为ΔL1，对A、C组成的系统由能量守恒

解得

第2次碰撞前C相对A滑过的距离为ΔL2，有

解得

第2次碰撞前，滑块C相对木板A滑动的距离

（4）第1次碰后滑块运动的速度为

同理，第2次碰后滑块运动的速度为

第1次碰后B运动x1停止，对滑块B由动能定理

解得

同理，第2次碰后B运动x2停止，有

第n次碰后B运动xn停止，有

经n次碰撞，滑块B能运动的总位移