山东省齐鲁名校联盟2023-2024学年高三下学期（2月）开学质量检测物理试卷(含答案)

这是一份山东省齐鲁名校联盟2023-2024学年高三下学期（2月）开学质量检测物理试卷(含答案)，共27页。试卷主要包含了多选题，单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、多选题
1．“嫦娥三号”探测器在月球软着陆并释放了玉兔号月球车，玉兔号配备的核电池是我国自主研发的放射性钚238（）电池，其在发生α衰变过程中放出能量，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地面的通讯。已知钚238的半衰期为88年，下列说法正确的是( )
A.其衰变后的原子核内质子数比中子数多50个
B.衰变后原子核的质量与α粒子的质量之和等于衰变前钚238的质量
C.经过一段时间，随着钚238的减少，电池内钚238的半衰期变短
D.经过88年，该核电池内的钚238还剩一半
2．如图所示，一理想变压器，原线圈a匝数为1000匝，闭合铁芯上绕有一个带有中心抽头的副线圈，从中心抽头1处将副线圈分成匝数相同的b、c两部分，变压器原线圈两端接电压为的交流电源，已知电流表、和电压表V均为理想电表，单刀双掷开关K合向1时电流表、示数分别为0.25A和1.0A，下列说法正确的是( )
A.整个副线圈的总匝数为250匝
B.开关接2时电压表示数为110V
C.开关接2时电流表示数为1.0A
D.开关接2与接1相比，电压表与电流表示数的比值不变
3．如图所示，正四面体的棱长为L，点e、f、g分别是棱、、的中点，在b、c两点分别固定电量为和的点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是( )
A.e、f两点的电场强度相同B.g点的场强大小为
C.g点电势等于a点电势D.两点间电势差满足
4．在轻弹簧上放置一质量为m的小物块，在用力将弹簧压缩到距离地面高度为后锁定，如图1所示。解除弹簧的锁定后，小物块向上运动，其动能与离地高度h的关系如图2所示，其中到间的图像为直线，其余部分均为曲线，对应图像的最高点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，下列说法正确的是( )
A.小物块从上升至的时间小于从上升至的时间
B.弹簧的最大弹性势能为
C.小物块运动的最大加速度为
D.小物块上升到处时弹簧的弹性势能为
5．如图所示，平行光滑金属导轨、间距为，与水平面间的夹角为37°，导轨上端接有电阻。一导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒质量为2kg，连入电路的电阻为，导体棒上方导轨间有一矩形磁场，磁场面积为，磁场方向垂直导轨平面向下，矩形磁场的磁感应强度均匀增大，变化率为，棒下方包括所在处的轨道间充满垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2T，导轨足够长且电阻不计，重力加速度g取，，释放导体棒后，下列说法正确的是( )
A.刚释放时导体棒的加速度为
B.导体棒稳定下滑时速度大小为2m/s
C.若撤去上方变化的磁场，导体棒稳定运行的速度变大
D.若撤去上方变化的磁场，R两端电压最大为3.2V
二、单选题
6．潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内被封闭的气体，下列说法正确的是( )
A.气体向外界放出热量
B.钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数不变
C.运动速率大的分子占比减小
D.气体的体积不变
7．如图所示，用某种频率的激光垂直照射双缝，光屏上O是中央亮条纹中心，P是O上方第2条亮条纹中心，O、P距离为y，双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是( )
A.该激光的频率为
B.P到双缝的距离之差为
C.光屏P上方的暗纹是因为光不能经缝衍射到该区域
D.若将缝遮住，光屏上不再有明暗相间的条纹
8．一同学准备设计一个绕地球纬度圈飞行的卫星，绕行方向与地球自转方向相同，且要求其在一天绕地球3周，则该卫星与地球静止同步卫星相比，下列说法正确的是( )
A.该卫星与地球静止同步卫星可能不在同一轨道平面内
B.该卫星离地高度与地球静止同步卫星的离地高度之比为
C.该卫星线速度与地球静止同步卫星的线速度之比为
D.该卫星与地球静止同步卫星的向心加速度之比为
9．一质量的球从地面竖直向上抛出，利用传感器测出球上升过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机绘出球整个上升过程的图像如图所示。重力加速度g取，运动过程中阻力大小恒定，则( )
A.上升过程机械能减少80J
B.上升过程重力势能增加100J
C.上升过程重力的冲量比下落过程重力的冲量小
D.上升过程合外力的冲量比下落过程合外力的冲量小
10．两列沿x轴传播的简谐横波a、b，实线波a的波源在的P点，虚线波b的波源在的Q点，从时刻两波源从平衡位置开始振动，产生的机械波沿x轴传播，在时两波源间的波形如图所示，下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向相同均沿y轴向下
B.两波的波速大小均为10m/s
C.在时处质点的振动速度大于处质点的振动速度
D.处的质点在前0.05s内运动的路程为50cm
11．电机与连杆结合，可以将圆周运动转化为直线上的往复运动，工作原理可简化为如图所示的机械装置。连杆、可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆在竖直面内的圆周运动可通过连杆使滑块在光滑水平横杆上左右滑动。已知滑块质量为2kg，大小不计，杆长为，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为，杆由竖直位置转到图示位置时，连杆与水平方向夹角为，杆与杆刚好垂直，在杆由竖直位置转到此位置过程中，杆对滑块做功为（，）( )
A.36JB.46JC.100JD.234J
12．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，O为圆心，M为直径上的一点，F为半圆的顶点，让一细激光束从M点沿纸面射入，当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点F射出，且射出的光线与从M点入射的光线平行。已知真空中的光速为c，则( )
A.M点到O点的距离为
B.玻璃砖的折射率为
C.当光在玻璃砖中的传播时间为
D.光在玻璃砖中发生全反射的临界角为30°
三、实验题
13．一同学在暑期旅行时捡到一个带有悬挂点的不规则物体，他想测出该物体的质量及重心的位置，随身携带的物品只有细线、刻度尺、手表及弹簧测力计，于是进行了如下操作。
①如图1所示，将重物通过细线挂在悬挂点O，用刻度尺量出点O到点A间的细线长度L。
②将物体拉起一个小的角度（小于5°）后无初速释放，从摆球第1次经过最低点开始计时，第n次沿同一方向经过最低点结束计时，记录摆动时间，算出摆动周期T。
③改变摆线长，重复步骤②，测出几组摆线长L和对应的周期T的数据。
④作出图像如图2所示，可得到图像斜率为k，纵截距为。
⑤用弹簧测力计将重物静止悬挂，测得重力大小为F。
（1）步骤②中摆动周期______；
（2）物体质量为______，物体重心到物体悬挂点A的距离为______。（均用所测物理量符号表示）
14．某物理兴趣小组要测量一电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
待测电源（电动势不超过3V）；
量程为1.5V的电压表；
量程为3V的电压表；
定值电阻（阻值为2Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
开关、导线若干。
实验步骤如下：
（1）图1所示的实验电路中，a处电压表应选用_______（用题中器材符号表示）；
（2）将器材按原理图连接，由图1可知闭合电键前滑动变阻器的滑片处在_______（选填“左端”或“右端”）；
（3）闭合开关，记录a、b处电压表示数、，改变滑动变阻器触头位置记录多组、；
（4）作出图像，由图2可知电源的电动势为_______V，电源的内阻为_______Ω。
四、计算题
15．如图所示，横截面积均为S的两导热气缸中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两气缸中各有一个质量为m的活塞，气缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，气缸B中气柱长度为L，气缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为。将一个质量为的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）此时弹簧的形变量；
（2）最后关闭阀门时气缸A中气体与打开阀门前相比减少的百分比。
16．玩滑板是一项青少年酷爱的运动。一滑板训练场地如图所示，斜坡与光滑竖直圆轨道相切于A点，圆轨道半径，圆心为O，圆弧最低点与水平地面相切，斜坡倾角为37°，圆轨道左侧有一高出地面的平台，平台右端到光滑圆轨道最高点C的水平距离为4m。一运动员连同滑板的总质量为80kg，从右侧斜坡上距A点12.5m处的P点无初速度滑下，其运动可简化为滑块在轨道上的匀加速直线运动，其通过光滑圆弧轨道的C点后落在了左侧平台上，滑板和人可视为质点，不计空气阻力，滑板与倾斜轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取，。求：
（1）滑板和人通过圆弧轨道最低点时，对B点的压力大小；
（2）平台上的落点到D点的距离。
17．如图所示，木板B和滑块C静止在水平地面上，木板B长为，滑块C到木板B右端的距离为。某时刻滑块A从木板B左端以初速度滑上木板B，已知木板B的质量为，滑块的质量均为，木板底面光滑，A与B上表面及C与地面间的动摩擦因数均为0.2，的大小不计，重力加速度g取，经过一段时间木板B与滑块C发生第1次弹性正碰，求：
（1）木板B第1次撞击C时，滑块A和木板B的速度大小各是多少；
（2）碰后间的最大距离。
18．如图所示，在三维坐标系中，一侧有沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，有沿y轴负方向的匀强电场；一侧有沿x轴正方向的匀强电场，两侧的电场强度大小相同。一带正电、质量为m、电量为q的粒子，在平面内由O点沿与x轴成37°射出，初速度大小为，经过一段时间粒子恰能垂直平面射入一侧，粒子重力不计，，。求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）粒子到平面的最大距离；
（3）粒子第3次从一侧经过平面时的位置坐标。
参考答案
1．答案：AD
解析：A.α衰变使钚238减少两个质子和两个中子，变为新核。则质子数变为92，中子为。质子数比中子数多50个，A正确；
B.由于衰变中有质量亏损，故B错误；
C.半衰期由元素种类决定，不会发生变化，C错误；
D.经过一个半衰期，大约一般的钚衰变称为其他元素，该核电池内的钚238还剩一半，D正确。
故选AD。
2．答案：BC
解析：A.根据电流与匝数的关系可得
故
故整个副线圈的总匝数为
匝
故A错误；
BC.当开关关K合向1时，根据
解得
故电阻为
变压器原线圈两端接电压有效值为，则开关接2时，根据
可得
示数为
故根据
解得示数为
故BC正确；
D.当开关关K合向1时，电压表与电流表示数的比值为
故比值不相等，故D错误。
故选BC。
3．答案：BCD
解析：A.根据等量异种电荷的电场分布，e、f两点电场强度大小相等，方向不同，A错误；
B.由几何关系，g到两电荷的距离为
两点电荷在g点的场强均为
设该场强与两电荷连线中垂线的夹角为θ，则
g点的场强为
联立得
B正确；
C.g点与a点均在两电荷连线的中垂面上，电势均为零，C正确；
D.根据等量异种电荷电势分布，可知
D正确。
故选BCD。
4．答案：AD
解析：A.由题意和题图可知，小物块上升到离地高度时，弹簧恢复原长，物块与弹簧分离做竖直上抛运动到离地高度，物块速度减为0；假设小物块上升到离地高度后，物块与弹簧连接在一起，物块连着弹簧继续上升到离地高度速度减为0；根据对称性可知，小物块从上升至的时间等于从上升至的时间，而从上升至的时间小于从上升至的时间，故小物块从上升至的时间小于从上升至的时间，故A正确；
B.设弹簧的最大弹簧势能为，小物块从上升至过程，根据能量守恒可得
故B错误；
C.小物块离地高度为时，小物块受到的合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律可得
可得小物块运动的最大加速度为
故C错误；
D.小物块离地高度为时，动能最大，此时小物块受力平衡，则此时弹簧的压缩量为
由乙图对称性可知，小物块上升到处时弹簧的压缩量为，则小物块从上升至过程，弹簧弹力做功为
根据功能关系可知，小物块上升到处时弹簧的弹性势能为，故D正确。
故选AD。
5．答案：BD
解析：A.刚释放时，感应电动势为
根据楞次定律和左手定则，安培力方向沿导轨向下，根据牛顿第二定律
得
A错误；
B.导体棒匀速运动时
得
B正确；
C.若撤去上方变化的磁场，导体棒稳定时
得
C错误；
D.若撤去上方变化的磁场，R两端电压最大为
D正确。
故选BD。
6．答案：A
解析：AD.下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位体积内分子数增大，不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程外界对气体做功，向外界放出热量，故A正确，D错误；
B.根据
钟内气体体积减小，不计下沉过程中水温的变化，故压强增大，故钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数发生变化，故B错误；
C.不计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不变，故C错误。
故选A。
7．答案：B
解析：AB.根据题意可知OP之间的距离为
可得该激光的波长为
根据
可得该激光的频率为
由于P是O上方第2条亮条纹中心，根据叠加原理可知，P到双缝的距离之差为
故A错误，B正确；
C.光屏P上方的暗纹是因为激光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，叠加后振动减弱，故C错误；
D.若将缝遮住，根据衍射现象可知，光屏上仍有明暗相间的条纹，故D错误。
故选B。
8．答案：D
解析：A.一个绕地球纬度圈飞行的卫星，其肯定与地球静止同步卫星在同一轨道平面内，A错误；
B.不知道地球半径，所以无法计算出该卫星离地高度与地球静止同步卫星的离地高度之比，B错误；
C.根据万有引力提供向心力
卫星的速度为
所以该卫星线速度与地球静止同步卫星的线速度之比为
C错误；
D.卫星的加速度为
所以该卫星与地球静止同步卫星的向心加速度之比为
D正确；
故选D。
9．答案：C
解析：AB.根据题意，由图可知，上升的最大高度为
上升过程重力势能增加
动能减小为
则上升过程机械能减少
故AB错误；
C.根据题意可知，由于运动过程中阻力大小恒定，则上升过程的加速度大于下降过程的加速度，由可知，上升过程的时间小于下降过程的时间，则上升过程重力的冲量比下落过程重力的冲量小，故C正确；
D.根据题意可知，由于运动过程中阻力大小恒定，则球下落到底端时，速度的大小一定小于初速度10m/s，则上升过程的动量变化大于下降过程的动量变化，由动量定理可知，上升过程合外力的冲量比下落过程合外力的冲量大，故D错误。
故选C。
10．答案：D
解析：A.根据“上下坡”规律可得，a的起振方向相同沿y轴向上，b的起振方向相同沿y轴向上，故A错误；
B.由图可知，实线波a的波长为0.8m，再0.05s内波a传播了个波长，故周期为0.04s，故波速为
虚线波b的波长为0.8m，再0.05s内波b传播了个波长，故周期为0.04s，故波速为
故B错误；
C.在时和处质点的振动速度为两波的加强，故振动速度相同，故C错误；
D.处的质点在前0.02s内质点没有质点，此后到0.04s，a波此质点一直振动，后0.01s此质点向下振动到最大位移处，故处的质点在前0.05s内运动的路程为
故D正确。
故选D。
11．答案：A
解析：此时B点的速度大小为
方向沿圆的切线方向，即BA方向，故AB杆上各点的速度大小均为v，此速度为滑块的实际水平速度沿杆方向的分速度，故滑块的水平速度大小为
而杆在竖直位置时，滑块速度为
根据动能定理可知杆对滑块做功为
故选A。
12．答案：C
解析：A.当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；设长度为x，如图所示
当时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点F射出
由几何关系知
联立得
故A错误；
B.由临界角公式知
代入得
故B错误；
C.当光在玻璃砖中的传播时间为
由折射率关系知
代入得
故C正确；
D.由临界角公式知
故D错误。
故选C。
13．答案：（1）（2）（3）b
解析：（1）除第一次经过平衡位置，物体在每一个周期内沿同一方向经过平衡位置1次，有
则
（2）根据单摆周期公式知
设物体重心到物体悬挂点A的距离为x，则摆长等于摆线的长度与物体重心到物体悬挂点A的距离之和
代入得
联立可知
重力大小为F，则质量为
由截距为，根据图像关系有
得
故填b。
14．答案：（1）V1（2）右端（4）2.9；0.5
解析：（1）b处的量程测的是和R的总电压，要选量程大的电压表，a处测的是两端电压，故a处电压表应选用应选1.5V的电压表；
（2）滑动变阻器采用的是限流式，所以闭合电键前应置于最大量程处，即最右端；
（4）根据闭合电路欧姆定律有
化解得
可知图像的纵截距为电源电动势，即
斜率为
解得电源的内阻为
15．答案：（1）（2）50%
解析：（1）未放重物C时气缸A中气体的压强
放上重物C后A中气体压强变为
对A中气体，根据等温变化规律
解得
打开阀门，气缸B中活塞平衡时
解得
（2）取气缸B中气体为研究对象，将其看成等温变化，当被压缩到压强为时设其压缩后的长度为，则
得
可知进入B中的气缸A中的气体体积减少部分为
减少量占比
16．答案：（1）（2）2m
解析：（1）设到达B点的速度为，滑板从P到B过程由动能定理知
在最低点B由向心力公式知
代入得
由牛顿第三定律知
（2）滑板到达C的速度大小为，由机械能守恒知
代入得
斜抛落到平台上的过程，水平方向的位移为x，竖直位移为
水平方向上有
竖直方向有
代入得
故落点距D点为
17．答案：（1）；（2）
解析：（1）A减速的加速度为，B加速的加速度为
设经时间，B追上C发生碰撞，此时未共速：
解得
（2）B与C碰撞过程动量守恒，碰后速度分别为和
动量守恒
机械能守恒
解得
碰后A减速，B加速，C减速，当B的速度时两者间距离最大。
解得
此时间内前进的位移分别为和
此时间的距离为
18．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子恰好垂直平面射入，说明粒子沿y轴方向速度变为0，沿y轴方向匀减速运动，由动量定理得
沿x轴方向初速度为
在平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
又
，
联立解得
（2）粒子在侧离平面的最大距离为R，则有
粒子进入一侧减速运动，减速运动的最大距离为d，则有
解得
故粒子到平面的最大距离为。
（3）第3次经过平面进入侧时沿z轴运动3个直径，则有
粒子沿y轴方向的运动图像如图所示
第1次在区域运动，沿y轴正方向前进距离为
第2次在区域运动，沿y轴负方向前进距离为，则有
经过平面后在左侧区域再次过平面的时间为，则有
解得
第2次在区域沿y轴负方向前进距离为，则有
解得
第3次在区域运动到平面时沿y轴负方向运动，则有
第3次在区域沿y轴负方向前进距离为，则有
解得
第3次自区域经过平面时的y坐标为，则有
解得
第3次自区域经平面时的位置为