（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（三）

这是一份（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（三），共28页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．核能是蕴藏在原子核内部的能量，合理利用核能，能有效缓解能源短缺问题。在核聚变实验中，核反应方程是，核的结合能为，核的结合能为，核的结合能为。则一次核反应过程中（ ）
A．反应前后的动量不守恒
B．X为
C．释放的核能大小为
D．电荷数守恒，质量数不守恒
2．一物体在时刻通过P点的速度大小为，加速度与速度方向相同，物体的加速度a随时间t的变化如图所示。经物体运动到Q点。在该过程中，下列判断正确的是（ ）
A．与的平均速度相同
B．与合外力的冲量相同
C．与合外力做的功相同
D．到达Q点的速度大小为
3．开环燃气发动机采用双重加热循环的工作原理，一定质量的理想气体双重加热循环的P—V图像如图所示，其中，为等温过程，cd平行于横轴，bc、ea平行于纵轴，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程，气体内能不变，不与外界发生热传递
B．b→c过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数不变
C．c→d过程，气体从外界吸收的热量大于气体内能的增量
D．a→b→c→d→c→a整个过程，气体放出的热量大于吸收的热量
4．2023年5月30日16时29分神舟十六号成功对接于空间站天和核心舱径向端口，若对接前“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上绕同一方向做匀速圆周运动，圆周运动的半径分别为、，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．地球的密度约为
B．神舟十六号与空间站的线速度之比为
C．神舟十六号与空间站的向心加速度之比为
D．从相距最远到相距最近的最短时间为
5．制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅（）薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为（ ）
A．1680nmB．1890nmC．2520nmD．3780nm
6．图甲为一列简谐波在时的波形图，M是平衡位置为10m处的质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A．该列波沿x轴负方向传播
B．该波的波速大小为
C．在时，处的质点加速度沿y轴负方向
D．处质点振动方程为
7．如图所示，一半径为R的光滑大圆环竖直固定在水平面上，其上套一小环，a、b为圆环上关于竖直直径对称的两点，将a点下方圆环拆走，若小环从大圆环的最高点c由静止开始下滑，当小环滑到b点时，恰好对大圆环无作用力。已知重力加速度大小为g，若让小圆环从最高点c由静止下滑从a点滑离。小圆环落地时的水平速度大小为（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，一倾角为的足够长光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一挡板，一根劲度系数的轻弹簧两端分别连接在固定挡板和物体P上，紧挨着P放置物体Q（不与P粘连），现对Q施加一个沿斜面向上的拉力F使Q做匀加速直线运动，从施加拉力开始计时，后拉力F不再变化，已知P的质量，Q的质量。下列说法正确的是（ ）
A．时P、Q间的作用力为24N
B．时弹簧中的弹力为0
C．时拉力
D．Q的加速度大小为
二、多选题
9．如图所示，左右两部分间距之比为1：2的光滑水平导轨分别放在大小相等、方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场中。两根质量均为，电阻之比的金属棒垂直静置在水平轨道上。现用水平拉力F=250N作用在CD棒上，使其向右移动0.5m时撤去拉力，此时，在此过程中CD棒产生的热量为30J。设导轨足够长且两棒始终在不同的磁场中运动，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．撤去外力时导体棒AB的速度为8m/s
B．撤去外力F后，棒AB、CD的加速度始终相等
C．运动的全过程中回路产生的焦耳热为73.8J
D．从撤去外力到两棒达到稳定状态，棒AB、CD运动的位移之比为1：2
10．如图所示，某均匀介质中有两个点波源和，它们沿垂直纸面z方向振动，垂直纸面向外为正方向。其中的振动方程为；的振动方程为。已知波速为20m/s，图中所有介质均已振动，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波可以发生干涉
B．时刻处质点的位移为0
C．时刻处质点的位移为0.2m
D．时刻波源和的加速度相同
11．如图甲所示，一水平放置的内表面光滑对称“V”型二面体，可绕其竖直中心轴在水平面内匀速转动，其二面角为120°，截面图如图乙所示。面ABCD和面CDEF的长和宽均为L=20cm，CD距水平地面的高度为。置于AB中点P的小物体（视为质点）恰好在ABCD面上没有相对滑动，取重力加速度。（ ）
A．“V”型二面体匀速转动的角速度
B．“V”型二面体匀速转动的角速度
C．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从二面体上离开的位置距离AB边距离2.5cm
D．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从二面体上离开的位置距离AB边距离5cm
12．如图，一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端距斜面顶端距离为。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，经时间t弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能表达式为，其中是是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，则下列说法正确的是（ ）
A．物块速度最大时的压缩量为
B．物块的最大动能为
C．物块运动过程中的最大加速度为
D．物块从与弹簧接触到速度为零的时间为
三、实验题
13．
(1)在用单摆测定当地重力加速度的实验中，下列器材和操作最合理的是___________。
A．B．
C．D．
(2)某同学课后想利用身边的器材再做一遍“单摆测量重力加速度”的实验。家里没有合适的摆球，于是他找到了一块外形不规则的小金属块代替小球进行实验。
①如图所示，实验过程中他先将金属块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。
②利用刻度尺测出OM间细线的长度作为摆长，利用手机的秒表功能测出金属块做简谐运动的周期T。
③在测出几组不同摆长对应的周期T的数值后，他作出的图像如图所示。
④根据作出的图像可得重力加速度的测量值为 。（取3.14。计算结果保留三位有效数字）
(3)相比于实验室作出的图像，该同学在家做实验的图像明显不过原点，其中横轴截距绝对值的意义为 。
14．同学们想利用实验室现有的实验器材，按照图中的实验电路测量一组镍氢纽扣电池的电动势E（约为3.6V）和内阻（小于2Ω）。已有的实验器材为：
A．待测镍氢纽扣电池
B．电压表V（量程为3V，内阻约为5kΩ）
C．毫安表A（量程为5mA，内阻为50Ω）
D．定值电阻，，，
E．电阻箱
F．滑动变阻器
G．开关及导线若干。
(1)为将毫安表A改装成一个量程合适的电压表，需要串联一分压电阻R。根据提供的实验器材，分压电阻R应选择 （选填“”、“”或“”）。
(2)校准电表时发现改装后的电压表比标准的电压表示数稍小一些。因此，在对毫安表A的分压电阻进行校准时，电阻箱应__________。
A．与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R小得多
B．与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R大得多
C．与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R小得多
D．与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R大得多
(3)将电压表V和改装后的电压表示数分别记为和。调节滑动变阻器获得实验数据并进行描点连线绘制图像。已知该图像的斜率为k，纵截距为a。则电源的电动势E和内阻分别为 、 。（请用题中字母表示）
四、解答题
15．某品牌电动轿车的减震靠空气减震器（由活塞、气缸组成，气缸底部固定在车轴上）来完成，如图甲所示。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，为研究其减震效果可将其结构简化成如图乙所示。电动轿车在与水平面成角的斜坡上匀速向上运动时，气缸内气柱的长度。已知空气减震器上方的总质量，活塞横截面积，活塞质量不计，重力加速度，外界大气压强，，气缸内气体视为理想气体且温度不变，4个减震器均与斜坡垂直，不计活塞与气缸间的摩擦。求：
（1）上坡时气缸内气体的压强；
（2）电动轿车行驶至水平路面时，减震器气缸内气柱的长度。
16．济宁大安机场某货物传送装置简化图如图甲所示，该装置由传送带及固定挡板CDEF组成，挡板与传送带上表面ABCD垂直，传送带上表面与水平地面的夹角，CD与水平面平行。传送带始终匀速转动，工作人员将质量分布均匀的正方体货物从D点由静止释放，货物对地发生位移L=10m后被取走，货物在传送带上运动时的剖面图如图乙所示。已知传送带速率，货物质量，货物与传送带的动摩擦因数，与挡板的动摩擦因数。（，，重力加速度，不计空气阻力）。求：
（1）货物在传送带上经历的时间t；
（2）因运送货物传送装置多消耗的电能E。
17．如图所示，直线OA与y轴的夹角，在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从y轴上P点平行于x轴射入电场，粒子经电场偏转并经过OA上的Q点进入一矩形匀强磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6l，电场强度，不计粒子的重力，求：
（1）O点到P点的距离；
（2）粒子经过Q点时的速度；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小；
（4）矩形磁场区域的最小面积。
18．两光滑金属导轨AECD和处在同一水平面内，其俯视图如图甲所示，导轨相互平行部分的间距为l，导轨AE上K点处有一小段导轨绝缘（长度忽略不计）。交叉部分EC和彼此不接触。质量均为m、长度均为l的两金属棒a、b，通过长度也为l的绝缘轻质杆固定连接成“工”形架，将其置于导轨左侧。导轨右侧有一根被锁定的质量为2m，长为l的金属棒c。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B大小随时间t的变化关系如图乙所示，均为已知量。金属棒a、b、c的电阻均为R，其余电阻不计。时刻，“工”形架受到水平向右的恒力F作用，时刻撤去F，此时b恰好运动到K点。当a运动至K点时将c解除锁定，交叉处两侧平行导轨均足够长。求：
（1）时刻，金属棒a两端电压U；
（2）时间内，“工”形架产生的焦耳热；
（3）金属棒a从K点开始，经时间与金属棒c距离的减少量；
（4）金属棒c解除锁定后，金属棒a中产生的焦耳热。
参考答案：
1．C
【详解】A．核反应前后的动量守恒，故A错误；
BD．核反应过程中,电荷数守恒，质量数守恒，可得的电荷数为0，质量数为，则为，故BD错误；
C．由能量守恒定律可知，核反应过程中释放的核能大小为
故C正确。
故选C。
2．B
【详解】AD．根据题意可知，由图可知，质点在一直加速，则相等时间内通过的位移逐渐增大，可知，的平均速度小于的平均速度，到达Q点的速度一定大于，故AD错误；
BC．根据图像的面积表示速度变化量，由图可知，与的速度变化量相等，且速度一直增大，则动量变化量相同，由动量定理可得，与合外力的冲量相同，由动能定理可得，合外力做的功
合外力做的功
则有
可知，合外力做的功小于合外力做的功，故B正确，C错误。
故选B。
3．C
【详解】A．a→b过程，根据题意，温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律有
由于体积减小，外界对气体做正功，因此气体从外界释放热量，故A错误；
B．b→c过程，体积不变，气体分布密集程度不变，压强增大，根据
可知，温度升高，分子运动的平均速率增大，则气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数增多，故B错误；
C．c→d过程，压强一定，根据
体积增大，则温度升高，气体内能增大，气体对外做正功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量大于气体内能的增量，故C正确；
D．图像的面积表示功，根据图像可知a→b→c→d→c→a整个过程，气体对外做正功，即W取负值，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．根据万有引力与重力的关系
地球的密度约为
故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
可得
神舟十六号与空间站的线速度之比为
故B错误；
C．根据牛顿第二定律
可得
神舟十六号与空间站的向心加速度之比为
故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
根据万有引力与重力的关系
可得
，
从相距最远到相距最近的最短时间满足
从相距最远到相距最近的最短时间为
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5，则激光在二氧化硅中的波长为
观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹是第9条，设二氧化硅薄膜的厚度为，则有
联立解得
故选A。
6．D
【详解】A．由图乙可知，M点在之后，先向下运动，再结合图甲可知，该波沿x轴正方向传播，A错误；
B．由图乙可知，该波的波长为
由图乙可知，该波的周期为
该波的波速大小为
B错误；
C．图甲为一列简谐波在时的波形图，在时，时间经过了4s，相当于个周期，则处的质点加速度沿y轴正方向，C错误；
D．该波的振幅为
该波的角速度为
则处质点振动方程为
D正确；
故选D。
7．B
【详解】根据题意，设点与的连线与竖直方向的夹角为，如图所示
从到由机械能守恒定律有
在点，由牛顿第二定律有
解得
，
由对称性可知，小圆环从最高点c由静止下滑a点的速度大小同为，小圆环从a点滑离，水平方向做匀速运动，则小圆环落地时的水平速度大小为
故选B。
8．C
【详解】AD．刚开始弹簧的压缩量为
时，拉力F不再变化，说明此时PQ刚好分离，它们之间的弹力正好为0，而此时P和Q具有相同的沿斜面向上的加速度a，设此时弹簧的压缩量为，对P由牛顿第二定律
该段时间内由运动学规律得
，
联立解得
，
设时P、Q间的作用力为F1，对P由牛顿第二定律得
解得
故AD错误；
B．根据前面分析可知时，弹簧中的弹力
故B错误；
C．时对Q由牛顿第二定律得
解得
故C正确。
故选C。
9．CD
【详解】A．两棒的长度分别为L和2L，电阻分别为R和2R，由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律
所以AB棒的焦耳热为15J，根据能量守恒定律，有
又因为
带入可得
，
故A错误；
B．根据牛顿第二定律
而电路中两导体棒电流和质量相等，导体棒的长度之比为，故加速度之比为
故B错误；
C．撤去拉力F后，AB棒继续向左加速运动，而CD棒向右开始减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足
即
对两棒分别应用动量定理，有
而两导体棒的安培力
可得
此时电路中无电流，不产生焦耳热，整个过程中产生的焦耳热
故C正确；
D．因ab棒和cd棒的加速度之比始终为1：2，因此在以后的运动过程中极短时间内两个导体棒的速度之比为
即任意时刻两导体棒的速度之比始终为1：2，因此两个导体棒的位移之比为1：2。
D正确。
故选CD。
10．AB
【详解】A．两列波的频率均为
则可以发生干涉，选项A正确；
B．两振源的相位差为π，而P点到两振源的距离之差为零，则P点为振动减弱点，振幅为零，则时刻处质点的位移为0，选项B正确；
C．波长
因
则时刻由S1在Q点引起的位移为

则时刻由S2在Q点引起的位移为
则时刻处质点的位移为零，选项C错误；
D．时刻波源和的位移相同，根据
可知加速度不一定相同，选项D错误。
故选AB。
11．BC
【详解】AB．设小物体受到的支持力为，则有
解得
故A错误、B正确；
CD．若“V”型二面体突然停止转动，设小物体在二面体上运动的时间为，运动的初速度大小为，加速度大小为，沿AD方向向下运动的距离为，则有
解得
故C正确、D错误。
故选BC。
12．AB
【详解】A．速度最大时合力为零，则有
解得压缩量为
故A正确；
B．从静止释放到物块的动能最大过程，根据系统机械能守恒可得
解得物块的最大动能为
故B正确；
C．弹簧压缩量最大时，根据牛顿第二定律可得
解得物块的最大加速度为
故C错误；
D．物块开始压缩弹簧后，到分离前做简谐振动，物块合力为0的位置为平衡位置，则物块做简谐运动的振幅为
则物块开始压缩弹簧时，偏离平衡位置的距离为
设物块做简谐运动的周期为，从物块开始压缩弹簧到平衡位置所用时间为
则从开始接触到压缩量最大经历的时间为
设物块从最高点到刚接触弹簧所用时间为，物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式可得
，
解得
则从静止释放到压缩量最大的时间为
无法确定物块从与弹簧接触到速度为零的时间是否为，故D错误。
故选AB。
13．(1)D
(2)9.86
(3)金属块重心与M点间距离
【详解】（1）根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细丝线，悬点应该用铁夹来固定。
故选D。
（2）设M点到重心得距离为r，根据周期公式
可得
故该图像的斜率为
解得由此得出重力加速度的测量值为
（3）令，解得
所以横轴截距绝对值的意义为M点到重心的距离。
14．(1)
(2)D
(3)
【详解】（1）被测电源的电动势约为，改装电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以改装量程应在之间。当毫安表A满偏时，根据欧姆定律有
解得
即分压电阻应选择。
（2）校准电表时发现改装后的电压表比标准的电压表示数稍小一些，说明流过毫安表的电流偏小，与毫安表串联的分压电阻偏大。因此，在对毫安表的分压电阻进行校准时，电阻箱应与分压电阻并联，使总电阻减小；根据电阻并联的特点可知，应使电阻箱的阻值比分压电阻大得多，才能使并联后总电阻比分压电阻稍小。
故选D。
（3）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得
整理得
根据题意可得
解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）对空气减震器上方的整体进行分析有
解得
（2）电动轿车行驶至水平路面时，对空气减震器上方的整体进行分析有
根据玻意耳定律有
解得
16．（1）；（2）202J
【详解】（1）令传送带对货物的弹力为，挡板对货物的弹力大小为，对货物进行分析有
，
货物进行受力分析有
解得
货物匀加速至2m/s的过程，根据速度与位移关系式有
解得
则匀加速直线运动的时间
之后货物做匀速直线运动，经历时间
则货物在传送带上经历的时间
（2）货物在匀加速与匀速运动过程中，传送带的位移分别为
，
货物匀加速过程传送带克服摩擦力做功为
货物匀速过程传送带克服摩擦力做功为
则因运送货物传送装置多消耗的电能为
17．（1）；（2），方向为与轴正方向的夹角为；（3）；（4）
【详解】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，垂直电场方向上有
沿电场方向，设O点到P点的距离为，则有
，
联立解得
，
（2）根据题意可知，粒子经过Q点时的速度
设速度方向与轴正方向的夹角为，则有
解得
即速度方向为与轴夹角为。
（3）根据题意，画出粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由几何关系得
解得
由牛顿第二定律有
解得匀强磁场的磁感应强度大小
（4）带电粒子从点射人磁场，包含圆弧的最小矩形此场区域，如图中虚线所示，矩形区域长为
矩形区域宽为
所以该区域的最小面积为
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）对“工”形架，由牛顿第二定律得
时刻“工”形架的速度为
金属棒切割磁感线产生感应电动势
金属棒a两端电压
（2）从过程中，“工”形架磁通量不变，不产生焦耳热。
的过程，由法拉第电磁感应定律得
产生的焦耳热为
解得
（3）时刻“工”形架的速度为
“工”形架穿过K的过程中，b和c构成回路。对“工”形架，由动量定理有
解得
从解锁开始再经过时间Δt的过程中，对“工”形架，由动量定理得
对c棒，由动量定理得
解得
则距离的减少量
（4）导轨足够长，“工”形架和c棒最终速度大小相等并保持稳定，则
由能量守恒定律得
则a棒产生的热量