山东省高中名校2023-2024学年高三上学期12月统一调研考试物理试题含答案

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注意事项：
1．答卷前考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，请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。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．如图所示是一种消音器的气流示意图，该消音器可以削弱高速气流产生的噪声，波长为的声波沿管道自左向右传播，声波到达a处时分成上、下两束，两束声波在b处相遇时噪声减弱。下列关于上、下两束波叠加能削弱噪声的原因中说法正确的是
A．到达b处时频率变小
B．到达b处时波速变小
C．从a到b的路程差可能为
D．从a到b的路程差可能为
2．游乐场中有一种魔盘游戏，如图所示有一质量为m的小孩（可以看作质点），坐在魔盘上到转轴距离为r处。某时刻魔盘从静止开始加速转动，小孩始终相对圆盘静止，魔盘角速度从零增加到ω的过程中，下列说法正确的是
A．小孩所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向
B．魔盘角速度增加到ω时，小孩所受合外力大小为mω2r
C．小孩所受重力的冲量为零
D．小孩所受摩擦力的冲量大小为
3．等量异种点电荷和等量同种点电荷电场中， 以两点电荷所在直线为x轴，以两点电荷连线中点为坐标原点，建立如图甲、图乙所示平面直角坐标系，取无限远处电势为零，下列对甲、乙两图中x轴上的电场强度E和y轴上的电势φ定性描述正确的是
4．在2023年10月6号亚运会“最美项目”艺术体操比赛中，中国艺术体操队时隔17年再夺团体奖牌。比赛过程中一位带操运动员抖动手中的绳带形成一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，由该时刻开始计时，K、L、M、N中某一质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是
A．该横波一定沿轴负方向传播
B．质点K该时刻的加速度一定向y轴负方向
C．质点L经半个周期将沿轴正方向或负方向移动半个波长
D．该时刻运动员的手一定在O点
5．如图所示水平放置平行板电容器的两极板c、d间，在O点有一电荷量大小为q的带电微粒（q远小于Q）恰好静止，图中二极管为理想二极管，以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间电压，E表示两极板间电场强度，EP表示带电微粒在O点的电势能。若保持极板c不动，将极板d稍向下平移后，下列说法中正确的是
A．二极管中有从a到b的电流 B．U减小
C．E减小 D．EP减小
6．如图所示，三个质量均为m的物块A、B、C用轻弹簧1、2连接起来，并用细 线悬挂在升降机 内，升降机正以的加速度匀加速上升，A、B、C相对静止。取竖直向上为正方向，重力加速度大小g＝，剪断弹簧2瞬间A、B、C的加速度分别为
A．0，，B．，，
C．0，，D．，，
7．一根长度为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。整个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跟圆心的连线与水平方向的夹角用θ表示。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．tanθ=μ时导体棒A所受的安培力最大
B．导体棒A所受的摩擦力先增大后减小
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
8．如图所示为利用斜面从货车上卸货的示意图，货箱沿斜面下滑过程中斜面始终保持静止状态， 下列说法正确的是
A．若货箱匀速下滑时，在其上面施加一个竖直向下的恒力F后，货箱将加速下滑
B．若货箱匀速下滑时，在其上面施加一个垂直斜面向下的恒力F后，货箱继续匀速下滑
C．若货箱匀速下滑时，在其上面施加一个斜向左下方向的恒力F后，货箱继续匀速下滑
D．若货箱加速下滑时，在其上面施加一个竖直向下的恒力F后，货箱下滑加速度变大
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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．我国在探索宇宙文明过程中取得了重大突破，中国科学院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座有一质量分布均匀的球形“类地球”行星，其密度为，半径为R，自转周期为，引力常量为G。下列对于该“类地球”行星的说法中正确的是
A．同步卫星的运行速率为
B．同步卫星的轨道半径为
C．在两极表面重力加速度的大小为
D．卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为
10．在光滑水平面上有a、b两物体沿同一直线相向运动，当两物体间距离小于或等于d时会受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，两物体间距离大于d时相互排斥力消失。两物体始终未接触，其v-t图像如图所示，下列说法正确的是
A．a、b两物体在时刻两物体相距最近
B．a、b两物体质量之比为
C．a、b两物体相互作用结束后b物体的速度一定为
D．整个过程中a、b系统动能损失的最大值为系统初动能的
11．在如图所示一个立体空间内有平行z轴方向的匀强磁场，y >0一侧磁场沿z轴负方向、y <0一侧磁场沿z轴正方向，磁感应强度大小均为B。从O处的离子源射入大量速度大小不同、方向相同的某种正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与x轴正方向成30°角。通过x轴上Р点的离子速度方向与从O点射入磁场速度方向的夹角为θ，已知OP间距离为L，离子比荷为k，不计重力和离子间相互作用力，则经过P点的离子速度大小和对应的θ角可能为
A．，60° B．，0°
C．，0° D．，60°
12．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量大小为q的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得一个与绳垂直的初速度，能绕O点在与电场平行的竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．匀强电场的电场强度E＝eq \f(mgtan θ,q)
B．运动过程中小球动能的最小值可以为Ek＝eq \f(mgL,2cs θ)
C．小球能完成圆周运动，小球运动一周的过程中，机械能改变量的最大值大小为
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内能完成圆周运动，初速度最小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某同学采用如图所示的装置验证碰撞过程中动量守恒定律，平直斜面最高点O刚好与斜槽末端靠紧平齐，在斜面上依次固定白纸和复写纸。
（1）以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项（ ）
A．斜槽末端必须水平
B．入射小球A每次必须从同一高度释放
C．应准确测量斜面的倾角θ
D．水平槽放上B球时，B球落点位置必须在斜面上
（2）实验用的A球质量为mA、半径为rA，B球质量为mB、半径为rB，则要求（ ）
A． B．
C． D．
（3）实验过程中，未放被碰小球B时经过多次从同一位置由静止释放入射小球A，在白纸上记录了入射小球A的平均落点P；A球与B球碰撞后，A、B两球平均落点分别为M、N。测得它们到抛出点O的距离分别为OP、OM、ON。已知A、B两球的质量分别为mA、mB，如果A、B两球在碰撞过程中动量守恒，则需满足的关系式是：___________________________________________。
14．（8分）某探究学习小组为了准确测定一个导体的电阻R，首先用欧姆表粗略测量该电阻，再利用所给的器材准确测量，其具体步骤如下：
（1）欧姆表的原理如图甲所示，旋转选择开关Ｓ可分别选择“×１Ω”、“×10Ω”和“×100Ω”档位，当选择开关Ｓ接２时正确操作后指针偏角过大，指针所指如图乙所示，则应将选择开关Ｓ接
（选填“1”或“3”）重新测量。
（2）多用电表的表盘刻度如图乙所示，已知电源电动势为Ｅ=1.5V，灵敏电流表的满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=90Ω，则R1+R2+R3=_________Ω。
（3）为准确量电阻值，该小组同学从实验室选取了如下器材：
Ａ．电压表V1、（量程０～３Ｖ，内阻约为３kΩ）
Ｂ．电压表V2、（量程０～15Ｖ，内阻约为15kΩ）
Ｃ．电流表A1、（量程０～10mA，内阻r1为9Ω）
Ｄ．电流表A2、（量程０～0.6A，内阻r2为2Ω）
Ｅ．滑动变阻器R1（０～5Ω，额定电流1.0A）
Ｆ．定值电阻R2（1Ω，额定电流0.6A）
Ｇ．电源（电动势4.5V，内阻约为2Ω）
Ｈ．开关、导线若干
请在图丙线框中画出测量电阻的电路图，并在图中标明电压表和电流表的符号。
如果某次测量电压表的读数为U、电流表的读数为I，则被测电阻的表达式R= （用U、I表示）。
15．（8分）如图所示，物块A和上表面粗糙的长木板B放在光滑水平上，物块C静止在长木板B的右端，物块Ａ的质量为2m，长木板B的质量为m。物块A以速度向右运动，与长木板B发生弹性碰撞的时间极短，物块Ｃ始终未滑离长木板Ｂ，稳定后A、B、C恰好不再碰撞。求：
（1） A、Ｂ碰撞后瞬间Ａ的速度；
（2）Ｂ、Ｃ间摩擦产生的热量。
16．（8分）空中花式摩托车表演赛是一项极具观赏性的极限运动，表演赛所用坡道如图所示，平直斜面AB通过圆弧轨道与可调节倾角的斜面CD平滑连接，斜面CD倾角为θ。某次表演中在斜面右侧并排停放了一些平均宽度为d=２m的汽车，不计相邻汽车的间距，汽车高度可认为与Ｄ点等高，运动员从距Ｄ点高为H=15m的A点由静止开始以额定功率加速向下运动，经t=３s到Ｄ点飞出。已知表演用摩托车的额定功率为10kW，运动员与整车质量之和为200kg，取 g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）为飞越更多的汽车，斜面CD的倾角θ；
（2）如果运动员最多恰好飞越20辆汽车，从Ａ到Ｄ克服阻力做的功。
17．（14分）如图所示，倾角为37°的粗糙固定斜面AB与光滑水平面BE平滑连接，光滑竖直圆轨道固定在BE上，圆轨道左侧滑入点与向右侧滑出点在底端错开并分别与两侧直轨道平滑连接，长木板Ｐ静止在粗糙水平面FG上，上表面与水平面BE平齐，物块Ｎ静止在长木板Ｐ左端。小物块Ｍ自斜面AB高Ｈ处由静止滑下，进入圆轨道经过最高点Ｄ时对轨道压力大小为3N，然后回到水平面CE与物块Ｎ发生弹性碰撞，小物块Ｍ被弹回后进入圆轨道且刚好能达到圆心等高处，再次返回到水平面后被拿走。已知H=1.0m，物块Ｍ质量m1=0.1kg、长木板Ｐ质量m3=0.1kg，圆轨道半径R=0.2m，物块Ｎ与木板Ｐ间动摩擦因数μ2=0.4，木板Ｐ与水平面FG间动摩擦因数μ3=0.2。取g=10m/s2、sin37°=0.6、cs37°=0.8。求：
（1）物块M与斜面AB间的动摩擦因数μ1；
（2）物块Ｎ的质量m2；
（3）物块Ｎ停止时距E点的距离。
18．（16分）某科研用示波管中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图甲所示，电子枪阳极和阴极之间的电压恒为。极板XX′竖直平行放置，极板YY′水平平行放置，如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压时，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心O点，产生一个亮斑，如图乙所示。以荧光屏中心O点为坐标原点，以XX′方向为x轴正方向、Y′Y方向为y轴正方向建立直角坐标系。在XX′板间加最大电压为的交变电压，在YY′板间加最大电压为的交变电压，电压随时间的变化图线如图丙所示。电子在轴线方向运动时间极短，已知两偏转电极XX′和YY′两极板之间的距离均为d、沿示波管轴线方向长度都是L，偏转电极左端（如图甲所示）到荧光屏的距离为2L，电子质量为m，电荷量大小为e，电子从灯丝逸出的初速度不计。求：
（1）极板间不加电压时，电子打在中心点Ｏ点的速度；
（2）时荧光屏上亮斑的坐标；
（3）时电子离开偏转极板的速度大小；
（4）如果在偏转电极左侧与荧光屏间加一个沿轴线方向的匀强磁场Ｂ，为保证打在荧光屏上图像与未加磁场时图像相同，匀强磁场Ｂ应满足什么条件。