2023-2024学年山东省新高考联合质量测评高三上学期12月联考 物理试题(含答案)
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物理试题(含答案)2023.12
本卷满分100分,考试时间90分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置.
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂:非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚.
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效.保持卡面清洁,不折叠、不破损.
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.甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条直线所示.已知两车在时刻并排行驶.下列说法正确的是( ).
A.在时刻两车加速度相同 B.甲、乙两车在0时刻的位置相同
C.时刻之前,甲车在乙车的前面 D.两车在时刻后某时刻会第二次并排行驶
2.如图所示,一重物被和两轻绳悬挂在水平天花板上,并处于静止状态.轻绳与竖直方向夹角分别为,且.用分别表示的拉力,则( )
A.的水平分力大于的水平分力 B.的竖直分力与的竖直分力之比为
C.与大小之比为 D.若将点缓慢向左移动一小段距离,两绳上的力都变小
3.如图,两物块用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时刚好在的拉动下水平匀速运动.将一个水平向右的推力作用在上后,轻绳刚好伸直且无拉力.已知两物块的质量分别为与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度.则( )
A. B. C. D.
4.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,17时46分神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接.空间站组合体运行轨道距地面的高度为左右,则空间站组合体内的货物( )
A.质量越大,对空间站组合体地板的压力越大
B.处于超重状态
C.运动速率介于与之间
D.做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大
5.如图所示,圆盘在水平面内以角速度绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴中心为和的两点位置,分别有质量均为的相同材料的小物体随圆盘一起转动.某时刻圆盘突然停止转动,两小物体分别滑至圆盘上其他位置停止.下列说法正确的是( )
A.圆盘停止转动前,两小物体所受摩擦力大小相同
B.圆盘停止转动后,两小物体滑动的距离之比为
C.圆盘停止转动后,两小物体运动的轨迹为曲线
D.圆盘停止转动前,两小物体动能相同
6.如图所示,一个质量为、电荷量为的圆环,套在水平放置的足够长的粗糙细杆上,细杆处在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,当圆环以初速度向右运动时,圆环最终将匀速运动,则( )
A.圆环做加速度逐渐变大的减速运动
B.圆环受到杆的弹力方向先向下后向上
C.圆环从初速度至匀速运动的过程中,摩擦力做的功为
D.圆环从初速度至匀速运动的过程中,摩擦力的冲量大小为
7.真空中电荷量为的正点电荷固定在处,另一质量为,电荷量为的点电荷在库仑力作用下绕点做匀速圆周运动,半径为,已知静电力常量为,不考虑相对论效应及由于电荷运动产生的磁场,则两电荷附近(非无限远处)电场强度为零的动点的运动速率为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,点为某弹簧振子的平衡位置,该弹簧振子在两点之间做简谐运动,取向右为正方向.两点间的距离为时振子沿轴正方向经过点,时经过点.已知振子经过两点时的速度大小均为两点之间的距离为,下列说法正确的是( )
A.该简谐运动的周期可能为
B.该简谐运动的周期可能为
C.若时振子第一次通过点,和时,振子速度相同
D.若时振子第一次通过点,从到的时间内,振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐减小
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.如图所示,图线1表示电阻为的导体的伏安特性曲线,图线2表示电阻为的导体的伏安特性曲线,导体为均匀圆柱体.则下列说法正确的是( )
A.把均匀拉长为原来的2倍后其电阻将变为
B.将与并联后接在电源上,二者消耗的功率之比
C.的阻值为的阻值为
D.将与串联后接在电源上,二者的电压之比
10.如图甲为简谐横波在时的波形图,是介质中的四个质点,已知、两质点平衡位置之间的距离为,图乙为质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波沿轴负方向传播
B.质点的平衡位置位于处
C.从开始,质点比质点早回到平衡位置
D.点的振动方程为
11.一匀强电场与直角三角形在同一平面内,边长与垂直,将正点电荷从点移到点电场力做正功,将同一正电荷从点移到点电场力做正功,且,则( )
A.点电势低于点电势
B.电场强度方向由指向
C.上存在一点与点电势相等,且
D.过点的电场线与交点,则
12.如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角为的斜面底端,上端与光滑物块相连,物块处于静止状态.现将粗糙的质量的物块置于斜面上的上方某位置处,取此位置为原点,沿斜面向下为正方向建立轴坐标系.某时刻释放物块与物块碰撞后以共同速度沿斜面向下运动,碰撞时间极短,测得物块的总动能与物块位置坐标的关系如图乙所示,图像中之间为过原点的直线,其余部分为曲线,物块均可视为质点,弹簧始终处于弹性限度内,已知弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系为,不计空气阻力,取,则( )
A.物块与斜面间的动摩擦因数 B.物块的质量
C.弹簧劲度系数 D.图中
三、非选择题:本题共6小题,共60分.
13.(6分)某兴趣小组利用如图甲所示装置验证动量守恒定律.用轻绳系直径为的小球悬挂在点,向左侧拉起小球,释放后在点的正下方恰与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球发生对心碰撞,碰后小球继续向右摆动,小球做平抛运动.
(1)用游标卡尺测小球直径如图乙所示,则_____________mm;
(2)测得间轻绳的长度,小球质量,小球质量,碰撞前小球拉起的角度和碰撞后小球向右运动轻绳与竖直方向间的最大角度,小球做平抛运动的水平位移、竖直下落高度.
(3)碰后瞬间小球的速度大小_____________(用已知量相应的字母表示);
(4)若该实验验证碰撞过程动量守恒定律成立,则应满足等式_____________(用已知量相应的字母表示).
14.(8分)现要测量一个满偏电流的表头内阻并改装成量程为和的电流表.实验仪器如下:电源(电动势为),电流表(量程,内阻),滑动变阻器,表头,开关,导线.电路图如图甲所示.
(1)先闭合开关,再调整滑动变阻器,使电流表的示数为,表头的示数如图乙所示,则流过的电流是_____________,表头内阻_____________.
(2)将表头改装成量程为和的电流表,设计改装方式如图丙.是改装后的电流表的三个接线柱,是正接线柱.则的阻值为_____________的阻值为_____________(保留三位有效数字).
15.(8分)如图所示,和为水平平行放置的金属导轨,相距间接有一个电动势为、内阻不计的电源和一个滑动变阻器,导体棒跨放在导轨上并与导轨接触良好,棒的质量为,棒在导轨之间部分的电阻为.棒的中点用垂直棒的细绳经光滑轻质定滑轮与物体相连,物体的质量.棒与导轨的动摩擦因数为(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等),导轨的电阻不计,取,匀强磁场的磁感应强度,方向竖直向下.若为了使物体保持静止,求:滑动变阻器连人电路的阻值范围.
16.(8分)“抛石机”是古代战争中常用的一种设备.如图所示,某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程.质量的石块装在长臂末端的口袋中,开始时口袋位于水平面并处于静止状态.现对短臂施力,当长臂转到与竖直方向夹角为时立即停止转动,石块以的速度被抛出后垂直打在倾角为的斜面上,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)抛出后经过多长时间石块离地面最远;
(2)石块抛出点到斜面的垂直距离.
17.(14分)如图,平行金属板与水平放置,接电源正极,接电源负极,板长为,板间距为是的延长线,间存在第二场区,场强方向竖直向上,右侧为第三场区,场强方向水平向右.一个电荷量为,质量为的微粒以初速度紧贴下板左边缘从点斜向上射人电场,初速度与间夹角为(未知),刚好从上板右边缘水平射出,进入第二场区后做直线运动,然后进入第三场区.第三场区有两块垂直放置的绝缘木板和,长度均为,三个场区紧密衔接,且互不影响,三个电场电场强度大小之比为,求
(1)大小;
(2)的取值;
(3)若,微粒与木板首次碰撞点到点的距离.
18.(16分)如图所示,光滑轨道固定在水平地面上,其弧形轨道的高度为,半径为且,其水平部分与木板上表面齐平.木板质量为,紧靠轨道放置在光滑水平面上.在的右侧放着若干滑块(视为质点),滑块的质量均为,编号依次为.质量为的滑块(视为质点)置于轨道的顶端,由静止释放,滑到木板上.与之间的动摩擦因数为,当刚达到共速时,木板恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞.经过一段时间,再次刚达到共速时,木板恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞,依次类推;最终滑块恰好没从长板上滑落.已知重力加速度为,滑块间的碰撞均为弹性碰撞,且每次碰撞时间极短,求:
(1)滑块在弧形轨道最低点时,受到轨道的支持力大小;
(2)滑块在弧形轨道上下滑到最低点的过程中,受轨道的弹力的冲量大小(结果可保留以及根号);
(3)开始时,木板的右端与滑块之间的距离;
(4)木板的长度.
山东新高考联合质量测评12月联考
高三物理参考答案及评分标准
13.【答案】24.40
14.【答案】30.0 300 5.45 21.8
15.【答案】的取值范围为
【解析】对棒受力分析可知,其必受绳的拉力和安培力
若摩擦力向左,且满足,
代入数据解得总阻值
滑动变阻器的阻值应为
若摩擦力向右,且满足
代入数据解得总阻值
滑动变阻器的阻值应为
所以的取值范围为
16.【解析】(1)将石块的运动在水平和竖直方向分解,离地面最远时,减为0.
又
石块运动到离地面最远的时间
(2)将石块的运动在沿斜面和垂直斜面方向分解,垂直打到斜面上时减为0.
沿斜面方向
垂直斜面方向
垂直打在斜面上时
垂直斜面方向位移
石块抛出点到斜面的垂直距离
17.【解析】(1)微粒进入第二场区时速度水平,运动轨迹是直线,必然满足重力与电场力平衡,即①
②
(2)设微粒在第一场区运动的时间为
水平方向:③
竖直方向:④
两式结合得⑤
(3)由题意知,
微粒水平向右的加速度⑥
微粒与两板距离相等,水平方向有初速度,且加速度较大,可以判断微粒先与板碰撞设微粒经与PM板碰撞,则有
⑦
⑧
得⑨
则到点的距离为
18.(1);(2);(3);(4)
【解析】(1)沿轨道下滑过程机械能守恒得
①
解得
在最低点②
解得③
(2)合冲量,方向水平向右④
由单摆周期公式,得弧形轨道上滑行时间,⑤
重力冲量,方向竖直向下,
由平行四边形法则得对的冲量⑥
(3),⑦
第一次共速时间设为,则⑧
解得,共速速度
与滑块1距离⑨
得
与滑块1弹性碰撞⑩
且⑪
解得木板B速度,滑块1速度
,滑块1匀速运动,与滑块2弹性碰撞
后交换速度,最后滑块获得速度
同理第二次共速,共速速度,,
⑫
则初始时木板右端与滑块的距离
解得⑬
(4)滑块C位移⑭
得
板长⑮
得⑯ 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
B
A
D
B
D
C
A
AB
BC
ACD
BD
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