山东省济南市2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题

这是一份山东省济南市2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题，共11页。
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，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，某种材料制成太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，自由电子向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光束为c，则（ ）
A．通过负载的电流方向从上至下
B．该材料发生光电效应的极限波长为
C．太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大
D．光强不变，改用频率高的光照射该材料，则通过负载的饱和电流变大
2．甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动，且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点，关于两车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．时，两车相距8mB．甲、乙两车的加速度大小之比为
C．在0~4s内，甲车的位移大小为8mD．在3~5s内，甲车的位移大于乙车的位移
3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压。副线圈中接一电动机，电阻为，电流表示数为1A。电表对电路的影响忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为33WB．电动机两端的电压为11V
C．电流表示数为5AD．交变电流的频率为50Hz
4．如图所示，边长为L正方形金属回路（总电阻为R）与水平面的夹角为，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内（包括边界）存在竖直向下匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为（且为常量），则金属回路产生的感应电流大小为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，为正三角形的三个顶点，A、B两点固定电荷量为的点电荷，C点固定电荷量为的点电荷，D、G、H分别为、和边的中点，O为正三角形的中心。下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强大小为零B．D与H两点的电势相同
C．电子沿方向运动始终克服电场力做功D．从O点静止释放的质子将沿运动
6．如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上。质量分别为2kg、1kg的两物块A、B置于斜面上，质量为0.2kg的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上，A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线与斜面平行，滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角，A、B、C均处于静止状态，B的上表面水平，A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则（ ）
A．细线对定滑轮的作用力大小为2N，方向竖直向下
B．B对斜面的摩擦力大小为11N，方向沿斜面向上
C．剪断细线后，B对A的支持力的大小为18.75N
D．剪断细线后，A、B之间摩擦力的大小为零
7．如图所示，波源O沿y轴作简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播，另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。时刻完整波形如图所示，此时两列波分别传到和处。时质点M位移不变，振动方向相反，已知波源振动周期大于1s。则（ ）
A．波源的起振方向沿y轴负方向B．介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为
C．介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波频率之比为D．介质Ⅱ中波的周期为1.5s
8．如图所示，绝缘水平面上固定有两根间距为L，足够长的平行光滑导轨（电阻不计），导轨所在空间存在磁感应强度为B，范围足够大的匀强磁场。长度均为L，质量分别为，两根导体a、b棒静置在导轨上，a的阻值是b的2倍。若在时刻给a一个平行于导轨向左的初速度，不计运动过程中a和b的相互作用力，则下列说法错误的是（ ）
A．整个运动过程中，导体棒b做加速度逐渐减小的加速运动，直至匀速运动
B．整个运动过程中，通过导体棒b的电荷量为
C．整个运动过程中，导体棒a产生的焦耳热为
D．整个运动过程中，导体棒b所受安培力的冲量大小为
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．用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（ ）
A．B．C．D．
10．如图甲所示，一足够长的木板静止在光滑的水平地面上，质量1kg的滑块（可视为质点），置于木板中央。木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F，其图像如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。下列说法正确的是（ ）
A．0~2s滑块的加速度大小为B．拉力F的大小2N
C．木板的质量为0.5kgD．为了使滑块不脱离木板，木板的长度至少为3m
11．宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面，从静止释放一个质量为m的物体，由于运动时气体阻力f（阻力与速度有关）的作用，其加速度随下落位移变化x的关系图象如图所示。已知该星球半径为R，万有引力常量为G，图中、为已知量。下列说法正确的是（ ）
A．该行星的平均密度为
B．卫星在距该行星表面高R处的圆轨道上运行的周期为
C．阻力f和下落位移x的关系式可表示为
D．物体下落过程中的最大速度为
12．如图所示，在倾角为的斜面上，轻质弹簧一端连接固定在斜面底端的挡板C上，另一端连接滑块A，一轻细绳通过斜面顶端的固定轻滑轮，一端系在滑块A上，另一端与小球B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长。先用手托住小球B，此时弹簧刚好处于原长，滑块A刚要沿斜面向上运动。现在由静止释放小球B，不计轻绳与滑轮间的摩擦，小球B始终未落地。已知滑块A的质量为3kg，小球B的质量为5kg，弹簧的劲度系数为100N/m，滑块A与斜面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能为（k为劲度系数，x为弹簧的形变量），取，，。下列说法正确的是（ ）
A．释放小球B前手受到的压力为32N
B．滑块A向上滑行0.32m时速度最大
C．滑块A向上滑行时最大速度为
D．物体A向上滑行达到最大速度的过程中，细绳对滑块A做的功为8.75J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某实验小组的同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。
（1）实验过程中，在光屏上得到了明暗相间的红色条纹，则下列说法正确的是______。
A．紧将红色滤光片换成绿色滤光片，条纹间距将变大
B．若取下滤光片在屏上可得到明暗相间的白色条纹
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以减小单缝到双缝的距离
D．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以换用两缝间距更大的双缝
（2）已知实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如下方左图所示；转动手轮，分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如下方右图所示，则相邻两条亮条纹之间的距离为______mm。
（3）已知双缝到光屏之间的距离为，双缝之间的距离为，则该红色光的波长为______nm。
14．（8分）如图所示，为某校科技社团成员设计的具有5个挡位的多用电表电路。其中E是电池，、、、是定值电阻，为滑动变阻器，G为灵敏电流计（，）。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R。
（1）A端应该接______表笔（选填“红”或“黑”）；
（2）若直流电流挡有1mA和10mA两挡，则定值电阻______、______。
（3）将选择开关与“3”相连，的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，调节电阻箱的阻值，采集灵敏电流计的读数I（国际单位）和变阻箱的读数R，在坐标纸上，以R为横轴，以______为纵轴，作出了一条不过原点的直线。若图线斜率为k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势为______，内阻为______。（用k、b和已知数据表示）
15．（7分）某巨型液化天然气LNG储罐安装穹顶时，为了保证不出现大的形变导致天然气泄漏，采用的是“气升顶”施工方案。如图，质量为的球冠形穹顶与储罐壁间涂有密封材料，使穹顶上升时不漏气且可忽略二者之间的摩擦。施工时，用大功率鼓风机向储罐内泵入空气，使穹顶缓慢上升。安装完成后，储罐内空间可视为截面积，高的圆柱体。已知大气压强为，安装完成后罐内空气温度为27℃，标准状态（，）下空气密度为。
（1）穹顶缓慢上升时，储罐内空气压强为多大？
（2）鼓风机作业时需要泵入罐内空气的质量为多大（结果保留两位有效数字）？
16．（9分）如图，在竖直平面内，固定有一半径为R的光滑圆弧轨道，为圆弧轨道的水平直径，O为圆心，C为圆弧轨道的最高点。一质量为m的小球（可看成质点）从A点正上方H高处静止释放，小球运动过程中不计空气阻力，重力加速度大小g，求：
（1）为使小球能在轨道上运动而不脱离轨道，H应该满足的条件；
（2）若，小球刚要脱离轨道时，小球距的高度h。
17．（14分）如图，水平桌面上有质量分别为、的两个物体A和B，某时刻A以大小为的速度向B匀速运动并与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短。碰撞后，A和B先后从桌面的右端滑出，并落在地面上的同一地点。A和B在运动过程中，速度始终与桌面的右边缘垂直，已知B与桌面间的摩擦因数为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）B滑出桌面时的速度大小；
（2）B在桌面上运动过程中产生的热量；
（3）B与桌面右边缘的距离；
（4）A与B滑出桌面的时间间隔。
18．（16分）如图所示，平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q（）的粒子甲从点以一定初速度释放，初速度方向与x轴正方向的夹角为，从点垂直y轴进入第四象限磁场区域，然后从点垂直x轴进入第一象限，同时在p点释放一质量为、电量为q（）、速度为的带电粒子乙，且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲乙两粒子间的相互作用，求：
（1）甲粒子进入第四象限时的速度；
（2）匀强电场的大小E；
（3）粒子甲第n次经过y轴时，甲乙粒子间的距离d；
（4）当甲粒子第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场，求甲粒子的最大速度。
物理参考答案及评分标准
13．（1）D（2）0.75（3）600
14．（1）红（2）11、99（3）
15．（7分）解析：
（1）依题意，对穹顶，有：
解得：
（2）由理想气体状态方程，可得：
解得：
16．（9分）解析：
（1）在C点，对小球，牛顿第二定律可得：
从释放小球，到C，由动能定理得：
联立，解得：
（2）设小球刚要脱离轨道时小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为，速度为v，
由几何关系可知：
对小球，由牛顿第二定律可得：
由动能定理得：
联立，解得：
17．（14分）解析：
（1）A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得：，
A和B落在地面上同一地点，所以B滑出桌面时的速度
（2）由能量守恒得：
解得：
（3）由功能关系得：
解得：
（4）A与B碰撞后，B在桌面上做匀变速运动
B滑出桌面所以时间：
A做匀速直线运动，滑出桌面所以时间：
A与B滑出桌面的时间间隔：
代入数据得：
18．（16分）解析：
（1）粒子在第四象限内的磁场中有
根据几何关系有
解得
（2）粒子在第三象限，经分析知粒子垂直y轴进入第四象限，速度大小为
水平方向：
竖直方向：
解得：
（3）设甲粒子半径为，乙粒子半径为，则
可得：
可得：
当甲粒子第一次到达y轴（）时，乙粒子第二次到达y轴（），两粒子相
此后每次甲粒子到达y轴时，乙比甲沿y轴多移动
粒子甲第n次经过y轴时甲乙粒子间的距离（，2，3……）
（4）由于只有电场力做功，当粒子x方向的位移最大时速度最大，此时x轴方向的分速度为零，沿y轴方向的分速度即为合速度，则
对甲粒子由可得
解得：题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
B
A
D
C
C
D
B
AD
BC
ACD
CD