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山东省多校2023-2024学年高三上学期开学联考物理试题
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这是一份山东省多校2023-2024学年高三上学期开学联考物理试题，共16页。
2024届高三开学摸底联考山东卷
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟，满分100分
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.为了更形象地描述氢原子能级和氢原子电子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ1和ν1，氢原子从n=3能级分别跃迁到n=2能级和n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ2、λ3和ν2、ν3，下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
2.利用如图所示的实验装置可以测定液体中的光速。该装置是由两块平板玻璃组成的劈形，其中倾角θ很小，其间形成空气薄膜（空气可视为真空，光速为c），光从平板玻璃上方垂直入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻条纹间距为；若在两块平板玻璃之间充满透明液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻条纹间距为。则光在该液体中的传播速度为（ ）
A. B. C. D.
3.如图甲所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将质量m1=0.4kg的小球置于弹簧上端，平衡时弹簧仍竖直且长度l1=10cm；如图乙所示，再将这根弹簧上端固定，将质量m2=0.6kg的小球固定在弹簧下端，平衡时弹簧的长度l2=12cm，重力加速度g取9.8m/s2，则该弹簧的劲度系数是（ ）
A.4.9N/m B.98N/m C.490N/m D.980N/m
4. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船入轨后，于北京时间2023年5月30日16时29分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，18时22分，翘盼已久的神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天官”。如图所示，已知空间站在距地球表面约400千米的高空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km。下列说法正确的是（ ）
A.空间站绕地球做圆周运动的线速度略大于第一宇宙速度
B.航天员在空间站中每天大约能看到6次日出
C.空间站运行的向心加速度与地球表面附近重力加速度之比约为162：172
D.空间站与地球同步卫星的线速度大小之比约为1：4
5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，一个带正电的液滴在竖直平面内运动，P、Q为其运动轨迹上的两点，液滴经过这两点时速度大小均为v0，速度方向与水平方向的夹角分别为、，已知液滴质量为m、电荷量为q，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（ ）
A.液滴从P点运动到Q点的时间为
B.电场强度的大小为
C.P、Q两点间的电势差为
D.液滴从P点运动到Q点过程中，动能先增加后减少
6.一定质量的理想气体，先后经历A→B、A→C两种变化过程，三个状态A、B、C的部分状态参量如图所示，且BA延长线过原点O，A→B过程中气体吸收的热量为300J，A→C过程中气体吸收的热量为600J，下列说法正确的是（ ）
A.两个过程中，气体内能的增加量不相同
B. A→C过程中，气体对外做功400J
C.状态B时，气体的体积为10L
D. A→C过程中，气体增加的体积为原体积的
7. A、B两质点从同一位置由静止开始沿同一方向做加速直线运动，在0~t时间内，A、B两质点的加速度分别为3a、a（a是不为零的常量）；在t~2t时间内，A、B两质点的加速度分别为a、3a，下列说法正确的是（ ）
A.在t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：3
B.在2t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：2
C.在0~t时间内，A、B两质点的位移大小之比为2：1
D.在0~2t时间内，A、B两质点的位移大小之比为5：3
8.一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在一个足够长的绝缘半圆柱体底端静止，半圆柱体固定在水平面上，导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦因数为μ，其截面如图所示。空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处磁感应强度大小相等且均为B，在导体棒A中通入方向垂直纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A与圆心的连线与水平方向的夹角为θ，在导体棒A从底端运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. θ=45°时，导体棒A所受的摩擦力最大
B. tanθ=μ时，导体棒A所受的安培力最大
C.导体棒A所受重力与支持力的合力大小不变
D.导体棒A所受重力和安培力的合力与安培力方向的夹角变大
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.如图所示，理想变压器原线圈与阻值R1=10Ω的定值电阻串联后接在输出电压恒定的正弦交流电源a、b两端，副线圈电路中定值电阻R2=20Ω，R为可变电阻，电流表A1、A2和电压表V1、V2，均为理想电表，理想变压器原、副线圈匝数之比为k=5。改变可变电阻的阻值，电流表A1、A2和电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、、、，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10.如图所示，在光滑水平面上，质量分别为mA、mB的两滑块A、B用轻弹连接，滑块B紧靠竖直墙壁，滑块A在水平恒力F作用下处于静止状态，弹簧的弹性势能为Ep。现撤去力F，物块B离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能为，整个运动过程中，滑块A的最大速度为vA，滑块B的最大速度为vB，已知，则下列关于mA、mB和vA、vB的比值正确的是（ ）
A. B. C. D.
11.如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点，以相等的速率依次通过相距0.2m的A、B两点。质点经过A点时开始计时，t1=1s时经过B点，t2=3s时也刚好经过B点，则该质点简谐运动的振幅和周期可能是（ ）
A.0.1m，1s B.0.1m，0.4s
C.0.2m，0.4s D.0.2m，s
12.如图所示，在与水平地面成θ=30°的足够大的光滑坡面内建立坐标系xOy，坡面内沿x方向等间距分布足够多垂直坡面向里的匀强磁场，沿y方向磁场区域足够长，磁感应强度大小为B=1T，每个磁场区域宽度及相邻磁场区域间距均为d=0.6m。现有一个边长l=0.2m，质量m=0.04kg、电阻R=1Ω的单匝正方形线框，以v0=5m/s的初速度从磁场边缘沿x方向进入磁场，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A.线框刚进入第一个磁场区域时，受到的安培力大小为2N
B.线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为m/s2
C.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中产生的焦耳热为0.5J
D.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过13个完整磁场区域
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某同学做“研究平抛运动的特点”实验。
（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。下列说法正确的是 。
A.A球的运动时间比较长
B.两球的质量应相等
C.改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地
D.该实验说明A球在水平方向做匀速直线运动
甲 乙 丙
（2）利用如图乙所示的实验装置进行实验，使小球从距地面高度为1.225m的斜槽底端水平飞出，用频闪照相（每秒频闪30次）的方法，记录小球在不同时刻的位置，则最多可以得到小球在空中运动的 个位置。（重力加速度g取9.8m/s2）
（3）该同学在用图乙装置实验时，忘记标记重锤线方向，为解决此问题，他在频闪照片中选择某位置（标记为a）为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作x轴和y轴，建立直角坐标系xOy，如图丙所示，并测量出c位置的坐标（x1，y1）和e位置的坐标（x2，y2），则重锤线方向与y轴间夹角的正切值为 。
14.（8分）某物理爱好者设计了一个三挡位（“1”“10”“100”）的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，R1、R2、R3为定值电阻，表头G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下列问题：
（1）欧姆表的两只表笔中， （选填“a”或“b”）是红表笔。
（2）当欧姆表的挡位为“100”时，应将单刀三掷开关K与 （选填“1”“2”或“3”）接通
（3）定值电阻R1、R2、R3的阻值之比为R1：R2：R3= 。
（4）若从“10”挡位换成“1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该 （选填“向上”或“向下”）调节。
（5）在“100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx= Ω。
15.（7分）质量m=2kg的物体静止在水平面上，从t=0时刻开始，对物体施加水平力F，4s后撤去F，F随时间变化的F—t图像如图所示，物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物体的最大速度；
（2）物体停止运动的时刻。
16.（9分）如图所示为半圆柱体玻璃砖的截面示意图。MN为直径，O点为圆心，半径为R。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点，两束光分别记作B光、C光。已知∠AMN=150°，∠MOB=60°，∠MOC=90°，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对C光、B光的折射率（结果可用根号表示）；
（2）C光与B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过的时间之比。
17.（14分）在如图所示的直角坐标系中，x<0区域有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带正电的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为v0，速度方向与x轴正方向夹角为θ（0<θ<90°），不计粒子的重力，当θ=30°时，粒子在磁场、电场中运动一次后重新回到O点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）电场强度E与磁感应强度B的大小之比；
（2）带电粒子在电场中运动的位移最大时，θ的大小；
（3）若θ=37°时，粒子运动一段时间后也能回到O点，求此过程粒子在磁场中与电场中运动的时间之比（结果可用π及分式表示）。
18.（16分）如图所示，水平轨道左端与圆弧轨道平滑连接，小球A、B及半径R=2m的圆弧形滑块C的质量分别为m1=1kg、m2=2kg、m3=3kg，小球B与滑块C静止在水平面上。现从圆弧轨道上高h=4.05m处将小球A由静止释放，小球A与小球B发生正碰，经过一段时间后小球B滑上滑块C。小球B到滑块C底端的距离足够长，一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度取g=10m/s2。
（1）求小球A与小球B第一次碰撞后，小球B的速度大小；
（2）求小球B第一次在滑块C上能达到的最大高度；
（3）求小球B第一次返回滑块C底端时的速度大小；
（4）通过计算分析，小球B能否第二次滑上滑块C，若能滑上，求小球B第二次能达到的最大高度；若不能滑上，求小球A、小球B、滑块C的最终速度的大小。
2024届高三开学摸底联考山东卷
物理参考答案及评分意见
1.A【解析】根据题意，有，，，则有，，即，，A正确，C错误；根据图中已知的各定态轨道的能量值计算可知，，，B、D错误。
2.B【解析】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差，由于很小，根据几何关系有，则，即，又，同种单色光频率相同，则，则，B正确。
3.C【解析】设弹簧原长为，则由胡克定律可得，，联立解得k=490N/m，C正确。
4.C【解析】第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，所有绕地球做圆周运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，A错误；根据，结合地球表面附近物体所受重力和万有引力的关系，可知空间站运行的向心加速度与地球表面附近重力加速度之比为，C正确；设空间站与地球同步卫星的周期分别为、，环绕半径分别为、，根据开普勒第三定律得，航天员看日出的次数约为，B错误；由万有引力提供向心力得，，联立解得，D错误。
5.C【解析】将液滴的运动分解，水平方向由动量定理可知，竖直方向由动量定理可知，解得液滴从P点运动到Q点的时间，电场强度的大小为，A、B错误；水平方向的分位移，P、Q两点间的电势差，C正确；合力与速度方向先成钝角后成锐角，则合力先做负功后做正功，液滴从P点运动到Q点过程中，动能先减少后增加，D错误
6.C【解析】两个过程的初、末温度相同，因此气体内能的增加量相同，A错误；BA延长线过原点，则A→B为等容变化，气体做功为零，由热力学第一定律可知内能改变量，A→C为等压变化，内能增加了300J，吸收的热量为600J，由热力学第一定律可知气体对外做功为300J，B错误；等压过程有，做功的大小为，联立解得，A→B为等容变化，则，C正确；由知，则气体增加的体积为原体积的，D错误。
7.D【解析】根据可知，在t时刻，A、B两质点的速度大小之比为3：1，A错误；在2t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：1，B错误；在0~t时间内，A质点的位移，B质点的位移，A，B两质点的位移大小之比为3：1.C错误；在0~2t时间内，A质点的位移，B质点的位移，A、B两质点的位移大小之比为5：3，D正确。
8.B【解析】根据左手定则确定安培力的方向，导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示，根据平衡条件可知导体棒A所受支持力，导体棒A所受摩擦力，导体棒A沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，在到达顶端前的过程中，增大，增大，f增大，A错误；导体棒A所受的安培力，其中，在0~90°范围内增大，可知安培力先增大后减小，当时，导体棒A所受的安培力最大，此时，解得，B正确；重力与支持力的合力大小为，随增大而减小，C错误；令支持力和滑动摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角为β，则有，可知支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角始终不变，由于支持力、摩擦力、重力与安培力四个力的合力为零，则重力、安培力的合力与支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力与安培力位于同一直线上，则重力和安培力的合力方向与安培力的方向的夹角始终不变，D错误。
9.BD【解析】在原线圈回路中，，则，A错误，B正确；又由理想变压器电压、电流与匝数的关系可知，，，联立解得，则，C错误，D正确。
10.BC【解析】撤去力F之后的运动过程中，滑块A向右运动，当滑块A运动至弹簧为自然长度时速度最大，此时弹簧的弹性势能全部转化为滑块A的动能，由功能关系得，此时滑块B开始脱离墙壁，之后两滑块与弹簧组成的系统机械能守恒、动量守恒，当滑块A、B达到共同速度v时，系统的弹性势能最大，以向右为正方向，由动量守恒定律得，根据机械能守恒定律得，结合，联立解得，A错误，B正确；滑块B的速度最大时，弹簧再次恢复原长，取向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得，，解得，C正确，D错误。
11.BCD【解析】若振幅，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2，时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=2时，T1=0.4s，A错误，B正确；若振幅A=0.2m且质点从A向右经过B点，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=1时，，D正确；若振幅A=0.2m且质点从A向左先到达最大位移处再向右经过B点，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=2时，T2=0.4s，C正确。
12.BC【解析】根据题意可得，，，联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力大小为F=0.2N，A错误；线框的加速度大小为，B正确；设线框沿x方向速度减到零时，线框沿y方向运动的位移为y，根据能量守恒定律有，在沿y方向根据运动学规律得，解得Q=0.5J，C正确；沿x方向安培力大小为，由动量定理可得，解得，线框穿过1个完整磁场区域，沿x方向有安培力作用的水平距离为2l，则有，则线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过12个完整磁场区域，D错误。
13.（1）C （2）15 （3）（每空2分）
【解析】（1）根据装置图可知，两球由相同高度同时开始运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于两球同时落地，说明A、B在竖直方向上的运动规律是相同的，改变击球点离地高度，多次实验也能观察到A、B两球同时落地，故根据实验结果可推知，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，该实验不需要两球质量相等，C正确。
（2）小球从高度为1.225m的斜槽底端水平飞出.则根据可求得小球的运动时间t=0.5s，每秒频闪30次，则闪光间隔，0.5s时间包含15个闪光间隔，则最多可以得到小球在空中运动的15个位置。
（3）小球在x轴方向和y轴方向均做匀变速直线运动，则相邻相等时间内的位移差相等，即，则x轴方向有，y轴方向有，重锤线方向与y轴夹角的正切值，联立解得。
14.（1）a（1分） （2）1（1分） （3）1：9：90（2分） （4）向下（2分）（5）4000（2分）
【解析】（1）电流从红表笔流进欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，欧姆表红表笔与内部电源负极相连，所以图中a是红表笔。
（2）当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接入待测电阻的阻值大，倍率较大，即为“100”挡位。
（3）当开关K拨向1时，回路中满偏电流；当开关K拨向2时，回路中满偏电流；当开关K拨向3时，回路中满偏电流；依题意，当开关K拨向1、2、3时，回路中满偏电流之比为，解得定值电阻的阻值之比为。
（4）从“10”挡位换成“1”挡位.即开关K从2拨向3，根据闭合电路欧姆定律有，，又，则，即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。
（5）在“100”挡位进行欧姆调零，则，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则，联立解得，则。
15.（1）5m/s （2）6.5s
【解析】（1）物体与水平面之间的滑动摩擦力
则根据图像可知，在t=1s时物体开始运动（1分）
t=4s时物体的速度最大，根据图像与坐标轴围成的面积可知，水平力F在1~4s内的冲量
根据动量定理有
则
（2）t=4s后，物体在摩擦力作用下的运动时间
则物体在t=6.5s时停止运动（1分）
16.（1） （2）1：3
【解析】（1）由几何关系可知，两单色光的入射角均为60°，C光的折射角为45°，B光的折射角为30°，根据折射定律
可得C光和B光的折射率分别为，
（2）根据全反射的临界条件有
可知B光发生全反射的临界角的正弦值
B光到达B点时入射角为60°，根据，可知B光在玻璃砖内发生全反射，之后B光入射角又为60°，再次发生全反射到达N点，此时的入射角为30°，，B光从玻璃砖中射出，B光在玻璃砖中的光路如图所示，路程
根据光路可逆，C光不发生全反射，直接从C点射出，在玻璃砖中的路程
根据可知，C光和B光在玻璃砖内的速度之比为
则C光与B光从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间之比
17.（1） （2） （3）
【解析】（1）设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径为R，根据牛顿第二定律有
粒子进入电场，做类斜抛运动，根据牛顿第二定律有
在电场中运动时间
在电场中沿y方向的位移
粒子在磁场、电场中运动一次后重新回到O点，则
将代入，联立解得
（2）整理得
当时，粒子在电场中运动的位移最大
（3）令，粒子运动一段时间后也能回到O点，
则
此过程，粒子在磁场中运动的总时间
粒子在磁场中运动的周期
粒子在电场中运动的总时间
联立解得
将代入解得，
18.（1）6m/s （2）1.08m （3）l.2m/s （4）见解析
【解析】（1）设碰前小球A的速度为，从圆弧轨道上高h=4.05m处将小球A由静止释放，由能量守恒定律得
代入数据解得
小球A、B碰撞的过程A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒，以向右为正方向，设小球A、B碰撞后的速度分别为v1、v2，则有
解得，
即小球A与小球B第一次碰撞后，小球B的速度大小为6m/s（1分）
（2）小球B与滑块C在水平方向上共速时小球B上升的高度最大.设共同的速度为v3，小球B与滑块C组成的系统在水平方向上动量守恒，有
小球B与滑块C组成的系统能量守恒，有
代入数据解得H=1.08m（1分）
（3）设小球B返回滑块C底端时B与C的速度分别为v4、v5，由动量守恒定律和能量守恒定律可得
联立解得，
即小球B返回滑块C底端时的速度大小为1.2m/s（1分）
（4）小球A与小球B第一次碰后以的速度向左运动，再次滑上圆弧轨道，滑下后速度方向向右，速度，经过一段时间，小球A与小球B发生第二次碰撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为v7、v8，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得，
小球A与小球B第二次碰后以的速度向左运动，再次滑上圆弧轨道，滑下后速度方向向右，速度，经过一段时间，小球A与小球B发生第三次碰撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为vA、vB，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得，
因为，所以小球B不能第二次滑上滑块C，小球A、小球B、滑块C的最终速度分别为，，
2024届高三开学摸底联考山东卷
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟，满分100分
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.为了更形象地描述氢原子能级和氢原子电子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ1和ν1，氢原子从n=3能级分别跃迁到n=2能级和n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ2、λ3和ν2、ν3，下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
2.利用如图所示的实验装置可以测定液体中的光速。该装置是由两块平板玻璃组成的劈形，其中倾角θ很小，其间形成空气薄膜（空气可视为真空，光速为c），光从平板玻璃上方垂直入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻条纹间距为；若在两块平板玻璃之间充满透明液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻条纹间距为。则光在该液体中的传播速度为（ ）
A. B. C. D.
3.如图甲所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将质量m1=0.4kg的小球置于弹簧上端，平衡时弹簧仍竖直且长度l1=10cm；如图乙所示，再将这根弹簧上端固定，将质量m2=0.6kg的小球固定在弹簧下端，平衡时弹簧的长度l2=12cm，重力加速度g取9.8m/s2，则该弹簧的劲度系数是（ ）
A.4.9N/m B.98N/m C.490N/m D.980N/m
4. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船入轨后，于北京时间2023年5月30日16时29分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，18时22分，翘盼已久的神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天官”。如图所示，已知空间站在距地球表面约400千米的高空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km。下列说法正确的是（ ）
A.空间站绕地球做圆周运动的线速度略大于第一宇宙速度
B.航天员在空间站中每天大约能看到6次日出
C.空间站运行的向心加速度与地球表面附近重力加速度之比约为162：172
D.空间站与地球同步卫星的线速度大小之比约为1：4
5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，一个带正电的液滴在竖直平面内运动，P、Q为其运动轨迹上的两点，液滴经过这两点时速度大小均为v0，速度方向与水平方向的夹角分别为、，已知液滴质量为m、电荷量为q，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（ ）
A.液滴从P点运动到Q点的时间为
B.电场强度的大小为
C.P、Q两点间的电势差为
D.液滴从P点运动到Q点过程中，动能先增加后减少
6.一定质量的理想气体，先后经历A→B、A→C两种变化过程，三个状态A、B、C的部分状态参量如图所示，且BA延长线过原点O，A→B过程中气体吸收的热量为300J，A→C过程中气体吸收的热量为600J，下列说法正确的是（ ）
A.两个过程中，气体内能的增加量不相同
B. A→C过程中，气体对外做功400J
C.状态B时，气体的体积为10L
D. A→C过程中，气体增加的体积为原体积的
7. A、B两质点从同一位置由静止开始沿同一方向做加速直线运动，在0~t时间内，A、B两质点的加速度分别为3a、a（a是不为零的常量）；在t~2t时间内，A、B两质点的加速度分别为a、3a，下列说法正确的是（ ）
A.在t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：3
B.在2t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：2
C.在0~t时间内，A、B两质点的位移大小之比为2：1
D.在0~2t时间内，A、B两质点的位移大小之比为5：3
8.一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在一个足够长的绝缘半圆柱体底端静止，半圆柱体固定在水平面上，导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦因数为μ，其截面如图所示。空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处磁感应强度大小相等且均为B，在导体棒A中通入方向垂直纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A与圆心的连线与水平方向的夹角为θ，在导体棒A从底端运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. θ=45°时，导体棒A所受的摩擦力最大
B. tanθ=μ时，导体棒A所受的安培力最大
C.导体棒A所受重力与支持力的合力大小不变
D.导体棒A所受重力和安培力的合力与安培力方向的夹角变大
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.如图所示，理想变压器原线圈与阻值R1=10Ω的定值电阻串联后接在输出电压恒定的正弦交流电源a、b两端，副线圈电路中定值电阻R2=20Ω，R为可变电阻，电流表A1、A2和电压表V1、V2，均为理想电表，理想变压器原、副线圈匝数之比为k=5。改变可变电阻的阻值，电流表A1、A2和电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、、、，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10.如图所示，在光滑水平面上，质量分别为mA、mB的两滑块A、B用轻弹连接，滑块B紧靠竖直墙壁，滑块A在水平恒力F作用下处于静止状态，弹簧的弹性势能为Ep。现撤去力F，物块B离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能为，整个运动过程中，滑块A的最大速度为vA，滑块B的最大速度为vB，已知，则下列关于mA、mB和vA、vB的比值正确的是（ ）
A. B. C. D.
11.如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点，以相等的速率依次通过相距0.2m的A、B两点。质点经过A点时开始计时，t1=1s时经过B点，t2=3s时也刚好经过B点，则该质点简谐运动的振幅和周期可能是（ ）
A.0.1m，1s B.0.1m，0.4s
C.0.2m，0.4s D.0.2m，s
12.如图所示，在与水平地面成θ=30°的足够大的光滑坡面内建立坐标系xOy，坡面内沿x方向等间距分布足够多垂直坡面向里的匀强磁场，沿y方向磁场区域足够长，磁感应强度大小为B=1T，每个磁场区域宽度及相邻磁场区域间距均为d=0.6m。现有一个边长l=0.2m，质量m=0.04kg、电阻R=1Ω的单匝正方形线框，以v0=5m/s的初速度从磁场边缘沿x方向进入磁场，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A.线框刚进入第一个磁场区域时，受到的安培力大小为2N
B.线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为m/s2
C.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中产生的焦耳热为0.5J
D.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过13个完整磁场区域
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某同学做“研究平抛运动的特点”实验。
（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。下列说法正确的是 。
A.A球的运动时间比较长
B.两球的质量应相等
C.改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地
D.该实验说明A球在水平方向做匀速直线运动
甲 乙 丙
（2）利用如图乙所示的实验装置进行实验，使小球从距地面高度为1.225m的斜槽底端水平飞出，用频闪照相（每秒频闪30次）的方法，记录小球在不同时刻的位置，则最多可以得到小球在空中运动的 个位置。（重力加速度g取9.8m/s2）
（3）该同学在用图乙装置实验时，忘记标记重锤线方向，为解决此问题，他在频闪照片中选择某位置（标记为a）为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作x轴和y轴，建立直角坐标系xOy，如图丙所示，并测量出c位置的坐标（x1，y1）和e位置的坐标（x2，y2），则重锤线方向与y轴间夹角的正切值为 。
14.（8分）某物理爱好者设计了一个三挡位（“1”“10”“100”）的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，R1、R2、R3为定值电阻，表头G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下列问题：
（1）欧姆表的两只表笔中， （选填“a”或“b”）是红表笔。
（2）当欧姆表的挡位为“100”时，应将单刀三掷开关K与 （选填“1”“2”或“3”）接通
（3）定值电阻R1、R2、R3的阻值之比为R1：R2：R3= 。
（4）若从“10”挡位换成“1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该 （选填“向上”或“向下”）调节。
（5）在“100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx= Ω。
15.（7分）质量m=2kg的物体静止在水平面上，从t=0时刻开始，对物体施加水平力F，4s后撤去F，F随时间变化的F—t图像如图所示，物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物体的最大速度；
（2）物体停止运动的时刻。
16.（9分）如图所示为半圆柱体玻璃砖的截面示意图。MN为直径，O点为圆心，半径为R。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点，两束光分别记作B光、C光。已知∠AMN=150°，∠MOB=60°，∠MOC=90°，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对C光、B光的折射率（结果可用根号表示）；
（2）C光与B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过的时间之比。
17.（14分）在如图所示的直角坐标系中，x<0区域有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带正电的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为v0，速度方向与x轴正方向夹角为θ（0<θ<90°），不计粒子的重力，当θ=30°时，粒子在磁场、电场中运动一次后重新回到O点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）电场强度E与磁感应强度B的大小之比；
（2）带电粒子在电场中运动的位移最大时，θ的大小；
（3）若θ=37°时，粒子运动一段时间后也能回到O点，求此过程粒子在磁场中与电场中运动的时间之比（结果可用π及分式表示）。
18.（16分）如图所示，水平轨道左端与圆弧轨道平滑连接，小球A、B及半径R=2m的圆弧形滑块C的质量分别为m1=1kg、m2=2kg、m3=3kg，小球B与滑块C静止在水平面上。现从圆弧轨道上高h=4.05m处将小球A由静止释放，小球A与小球B发生正碰，经过一段时间后小球B滑上滑块C。小球B到滑块C底端的距离足够长，一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度取g=10m/s2。
（1）求小球A与小球B第一次碰撞后，小球B的速度大小；
（2）求小球B第一次在滑块C上能达到的最大高度；
（3）求小球B第一次返回滑块C底端时的速度大小；
（4）通过计算分析，小球B能否第二次滑上滑块C，若能滑上，求小球B第二次能达到的最大高度；若不能滑上，求小球A、小球B、滑块C的最终速度的大小。
2024届高三开学摸底联考山东卷
物理参考答案及评分意见
1.A【解析】根据题意，有，，，则有，，即，，A正确，C错误；根据图中已知的各定态轨道的能量值计算可知，，，B、D错误。
2.B【解析】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差，由于很小，根据几何关系有，则，即，又，同种单色光频率相同，则，则，B正确。
3.C【解析】设弹簧原长为，则由胡克定律可得，，联立解得k=490N/m，C正确。
4.C【解析】第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，所有绕地球做圆周运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，A错误；根据，结合地球表面附近物体所受重力和万有引力的关系，可知空间站运行的向心加速度与地球表面附近重力加速度之比为，C正确；设空间站与地球同步卫星的周期分别为、，环绕半径分别为、，根据开普勒第三定律得，航天员看日出的次数约为，B错误；由万有引力提供向心力得，，联立解得，D错误。
5.C【解析】将液滴的运动分解，水平方向由动量定理可知，竖直方向由动量定理可知，解得液滴从P点运动到Q点的时间，电场强度的大小为，A、B错误；水平方向的分位移，P、Q两点间的电势差，C正确；合力与速度方向先成钝角后成锐角，则合力先做负功后做正功，液滴从P点运动到Q点过程中，动能先减少后增加，D错误
6.C【解析】两个过程的初、末温度相同，因此气体内能的增加量相同，A错误；BA延长线过原点，则A→B为等容变化，气体做功为零，由热力学第一定律可知内能改变量，A→C为等压变化，内能增加了300J，吸收的热量为600J，由热力学第一定律可知气体对外做功为300J，B错误；等压过程有，做功的大小为，联立解得，A→B为等容变化，则，C正确；由知，则气体增加的体积为原体积的，D错误。
7.D【解析】根据可知，在t时刻，A、B两质点的速度大小之比为3：1，A错误；在2t时刻，A、B两质点的速度大小之比为1：1，B错误；在0~t时间内，A质点的位移，B质点的位移，A，B两质点的位移大小之比为3：1.C错误；在0~2t时间内，A质点的位移，B质点的位移，A、B两质点的位移大小之比为5：3，D正确。
8.B【解析】根据左手定则确定安培力的方向，导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示，根据平衡条件可知导体棒A所受支持力，导体棒A所受摩擦力，导体棒A沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，在到达顶端前的过程中，增大，增大，f增大，A错误；导体棒A所受的安培力，其中，在0~90°范围内增大，可知安培力先增大后减小，当时，导体棒A所受的安培力最大，此时，解得，B正确；重力与支持力的合力大小为，随增大而减小，C错误；令支持力和滑动摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角为β，则有，可知支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角始终不变，由于支持力、摩擦力、重力与安培力四个力的合力为零，则重力、安培力的合力与支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力与安培力位于同一直线上，则重力和安培力的合力方向与安培力的方向的夹角始终不变，D错误。
9.BD【解析】在原线圈回路中，，则，A错误，B正确；又由理想变压器电压、电流与匝数的关系可知，，，联立解得，则，C错误，D正确。
10.BC【解析】撤去力F之后的运动过程中，滑块A向右运动，当滑块A运动至弹簧为自然长度时速度最大，此时弹簧的弹性势能全部转化为滑块A的动能，由功能关系得，此时滑块B开始脱离墙壁，之后两滑块与弹簧组成的系统机械能守恒、动量守恒，当滑块A、B达到共同速度v时，系统的弹性势能最大，以向右为正方向，由动量守恒定律得，根据机械能守恒定律得，结合，联立解得，A错误，B正确；滑块B的速度最大时，弹簧再次恢复原长，取向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得，，解得，C正确，D错误。
11.BCD【解析】若振幅，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2，时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=2时，T1=0.4s，A错误，B正确；若振幅A=0.2m且质点从A向右经过B点，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=1时，，D正确；若振幅A=0.2m且质点从A向左先到达最大位移处再向右经过B点，在0~t1时间内根据简谐运动的周期性有；在t1~t2时间内根据简谐运动的周期性有；综合解得，当n=2时，T2=0.4s，C正确。
12.BC【解析】根据题意可得，，，联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力大小为F=0.2N，A错误；线框的加速度大小为，B正确；设线框沿x方向速度减到零时，线框沿y方向运动的位移为y，根据能量守恒定律有，在沿y方向根据运动学规律得，解得Q=0.5J，C正确；沿x方向安培力大小为，由动量定理可得，解得，线框穿过1个完整磁场区域，沿x方向有安培力作用的水平距离为2l，则有，则线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过12个完整磁场区域，D错误。
13.（1）C （2）15 （3）（每空2分）
【解析】（1）根据装置图可知，两球由相同高度同时开始运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于两球同时落地，说明A、B在竖直方向上的运动规律是相同的，改变击球点离地高度，多次实验也能观察到A、B两球同时落地，故根据实验结果可推知，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，该实验不需要两球质量相等，C正确。
（2）小球从高度为1.225m的斜槽底端水平飞出.则根据可求得小球的运动时间t=0.5s，每秒频闪30次，则闪光间隔，0.5s时间包含15个闪光间隔，则最多可以得到小球在空中运动的15个位置。
（3）小球在x轴方向和y轴方向均做匀变速直线运动，则相邻相等时间内的位移差相等，即，则x轴方向有，y轴方向有，重锤线方向与y轴夹角的正切值，联立解得。
14.（1）a（1分） （2）1（1分） （3）1：9：90（2分） （4）向下（2分）（5）4000（2分）
【解析】（1）电流从红表笔流进欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，欧姆表红表笔与内部电源负极相连，所以图中a是红表笔。
（2）当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接入待测电阻的阻值大，倍率较大，即为“100”挡位。
（3）当开关K拨向1时，回路中满偏电流；当开关K拨向2时，回路中满偏电流；当开关K拨向3时，回路中满偏电流；依题意，当开关K拨向1、2、3时，回路中满偏电流之比为，解得定值电阻的阻值之比为。
（4）从“10”挡位换成“1”挡位.即开关K从2拨向3，根据闭合电路欧姆定律有，，又，则，即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。
（5）在“100”挡位进行欧姆调零，则，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则，联立解得，则。
15.（1）5m/s （2）6.5s
【解析】（1）物体与水平面之间的滑动摩擦力
则根据图像可知，在t=1s时物体开始运动（1分）
t=4s时物体的速度最大，根据图像与坐标轴围成的面积可知，水平力F在1~4s内的冲量
根据动量定理有
则
（2）t=4s后，物体在摩擦力作用下的运动时间
则物体在t=6.5s时停止运动（1分）
16.（1） （2）1：3
【解析】（1）由几何关系可知，两单色光的入射角均为60°，C光的折射角为45°，B光的折射角为30°，根据折射定律
可得C光和B光的折射率分别为，
（2）根据全反射的临界条件有
可知B光发生全反射的临界角的正弦值
B光到达B点时入射角为60°，根据，可知B光在玻璃砖内发生全反射，之后B光入射角又为60°，再次发生全反射到达N点，此时的入射角为30°，，B光从玻璃砖中射出，B光在玻璃砖中的光路如图所示，路程
根据光路可逆，C光不发生全反射，直接从C点射出，在玻璃砖中的路程
根据可知，C光和B光在玻璃砖内的速度之比为
则C光与B光从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间之比
17.（1） （2） （3）
【解析】（1）设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径为R，根据牛顿第二定律有
粒子进入电场，做类斜抛运动，根据牛顿第二定律有
在电场中运动时间
在电场中沿y方向的位移
粒子在磁场、电场中运动一次后重新回到O点，则
将代入，联立解得
（2）整理得
当时，粒子在电场中运动的位移最大
（3）令，粒子运动一段时间后也能回到O点，
则
此过程，粒子在磁场中运动的总时间
粒子在磁场中运动的周期
粒子在电场中运动的总时间
联立解得
将代入解得，
18.（1）6m/s （2）1.08m （3）l.2m/s （4）见解析
【解析】（1）设碰前小球A的速度为，从圆弧轨道上高h=4.05m处将小球A由静止释放，由能量守恒定律得
代入数据解得
小球A、B碰撞的过程A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒，以向右为正方向，设小球A、B碰撞后的速度分别为v1、v2，则有
解得，
即小球A与小球B第一次碰撞后，小球B的速度大小为6m/s（1分）
（2）小球B与滑块C在水平方向上共速时小球B上升的高度最大.设共同的速度为v3，小球B与滑块C组成的系统在水平方向上动量守恒，有
小球B与滑块C组成的系统能量守恒，有
代入数据解得H=1.08m（1分）
（3）设小球B返回滑块C底端时B与C的速度分别为v4、v5，由动量守恒定律和能量守恒定律可得
联立解得，
即小球B返回滑块C底端时的速度大小为1.2m/s（1分）
（4）小球A与小球B第一次碰后以的速度向左运动，再次滑上圆弧轨道，滑下后速度方向向右，速度，经过一段时间，小球A与小球B发生第二次碰撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为v7、v8，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得，
小球A与小球B第二次碰后以的速度向左运动，再次滑上圆弧轨道，滑下后速度方向向右，速度，经过一段时间，小球A与小球B发生第三次碰撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为vA、vB，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得，
因为，所以小球B不能第二次滑上滑块C，小球A、小球B、滑块C的最终速度分别为，，
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