2024届山东省实验中学高三下学期一模考试物理试题

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注意事项：
1．答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B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。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
第Ⅰ卷（共40分）
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，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，运动员又向前追上足球。下列图像和图像可能反映此过程的是（ ）
A．B．
C．D．
2．抖空竹是国家非物质文化遗产之一。在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小
B．若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变
C．若使左手持杆缓慢竖直向下移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小
D．若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小
3．一列周期为、沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示，P、Q、M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为、，质点Q正沿y轴负方向振动，则（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．从图示时刻起质点P经过回到平衡位置
C．该波的波速为5m/s
D．从图示时刻起质点M的振动方程为
4．如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压恒定的交变电源。为定值电阻，为滑动变阻器，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（ ）
A．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小
B．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率减小
C．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I增大，U增大
D．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大
5．地球大气层对光线的折射会使我们提前看到日出，称为蒙气差效应。地理老师制作了教具来演示这一效应，如图所示为教具中“地球”的北极俯视图，“地球”半径为15cm，绕“地轴”逆时针自转周期为2min。折射率为的“大气层”厚度为10cm，以平行光入射充当“太阳光”，则由于“大气层”的存在，“地球赤道”上的点相对于没有大气层将提前约多长时间看到“太阳光”（ ）
A．5sB．5.3sC．10sD．10.6s
6．用不同波长的光照射光电管阴极探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压与对应入射光的波长作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．该光电管阴极材料的极限频率大小为
B．由图像可得普朗克常量
C．当用波长的光照射光电管阴极时，光电子的最大初动能为
D．当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能随的增大而增大
7．如图所示为我国自主研发的第一台全地面起重机QAY25，起重范围从25t到2600t。若该起重机由静止开始竖直提升质量为200t的物体，其图像如图所示，不计其它阻力，g取，下列说法正确的是（ ）
A．起重机的额定功率为B．重物上升的最大速度
C．重物0~10s内做匀加速直线运动D．7s内起重机对重物做的功为
8．中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻，由教育部深空探测联合研究中心组织、重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”原理与其类似。图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于质量为m、相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的是（ ）
A．随着r的增大，宇航员的角速度减小
B．随着r的增大，宇航员感受到的“重力”先增大后减小
C．宇航员随地球自转的周期为
D．在离地面高为R的位置，宇航员对座椅的压力大小为
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、如图所示，O和是圆柱体上下底面的圆心，AB是上底面的一条直径，C、D两点在直径AB上，且关于O点对称。M点在上底面的圆周上，且MO与直径AB垂直。点和点分别是C、D两点在下底面的投影点。在A、B两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．试探电荷在C点与D点的加速度相同
B．M点与O点的电势差大于C点与O点的电势差
C．试探电荷可以在所在平面内做匀速圆周运动
D．将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能减小
10．如图所示，质量的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以的速度向左运动，与静止在水平面上质量的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为，忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
A．木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s
B．木箱与铁箱碰撞后，当木箱的速度为零时，弹簧的弹性势能最大
C．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对铁块的冲量大小为
D．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J
11．如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，匀强电场沿斜面方向。带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，，则下列说法正确是（ ）
A．滑块上升过程中动能与电势能之和增大B．滑块的重力大小为
C．滑块受到的电场力大小为D．滑块上滑过程中，重力势能增加了
12．如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根导体棒ab、cd，其质量分别是，导轨间的有效电阻均为R，导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。初始时，两棒中间用轻绳连接且处于静止状态，ac间和bd间分别有一处于压缩状态的完全相同的轻质弹簧，在导轨的两侧有竖直向下的匀强磁场（虚线内无磁场），磁感强度均为B。剪断轻绳后，两导体棒分别向左、右运动，当同时运动到虚线处弹簧恰好恢复原长并与两棒分离，则（ ）
A．两棒达到虚线处速率相等
B．在弹簧恢复原长的过程中，两棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒
C．导体棒ab、cd进入磁场后，两棒构成的系统动量守恒，机械能不守恒
D．当导体棒ab运动到最左端的同时cd棒运动到最右端
第Ⅱ卷（共60分）
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某同学利用激光方向性和单色性好的特点，借助“插针法”测量一圆柱玻璃对特定频率的光的折射率。主要步骤如下：
如图甲所示，木板上固定好白纸，放好圆柱玻璃，在圆柱玻璃底面边界描点。调节左侧激光入射角，在激光照射到的位置竖直插针，使之恰好挡住光线，确定光路，如图乙所示。移除圆柱玻璃，确定圆柱横截面的圆心和圆周边界，作光路图。
图甲 图乙 图丙
（1）以下关于实验操作的描述中正确的是______。
A．为方便作图，可用铅笔环绕圆柱底部一周作圆周边界
B．图乙中插针顺序依次为或
C．插针时，和离圆柱玻璃近一些测量更准确
D．若入射角过大，会发生全反射而观察不到出射光线
（2）如图丙所示，以入射点为圆心，适当长度为半径作圆，与入射光线和折射光线分别交于M、N两点，过M、N两点作法线的垂线分别交于P、Q两点，测得长度分别为，则折射率______（用或表示）
（3）若该同学在作图时，将圆柱体横截面半径画得略偏大，圆心仍是准确的，这样会导致折射率的测量值______。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
14．（8分）如图（a）所示，恒流源输出的电流大小恒定，与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。
图（a） 图（b）
（1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式______。（结果用题中的字母表示）
（2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，先闭合，断开，调节使电流表G满偏；然后保持的滑片位置不动，闭合，调整电阻箱的旋钮到不同位置，用（1）中相同的方法标定电阻值。为了减少误差，在选择电源与滑动变阻器时，应尽量选择电动势______（填“大”或“小”）一些的电源。
（3）用图（b）所示电路进行测量时，的测量值将______（填“偏大”或“偏小”），且电阻箱接入电路的阻值越大，误差将______（填“越大”或“越小”或“不变”）．
15．（6分）如图所示，两根位于同一水平面内的平行的长直金属导轨处于匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。一质量为m的均匀导体细杆放在导轨上，并与导轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻可忽略不计。导轨的左端与一根阻值为的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收。容器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一横截面积为S的小液柱（质量不计），液柱将1ml的理想气体封闭在容器中。已知理想气体状态方程为，气体温度升高1K时，其内能的增加量为2.5R（其中n为物质的量，R为理想气体常数），大气压强为，现令细杆沿导轨方向以初速度开始向右运动，求最终液柱达到平衡时在细管中移动的距离。
16．（10分）某同学在风洞中模拟强风对滑雪运动的影响。如图所示，倾斜直轨道AC和DF与水平方向夹角均为，动摩擦因数均为。半径为R的粗糙圆弧轨道CD在C点与直轨道AC相切，且D点切线水平。B点所在水平面以上为无风区，以下为水平风区。一质量为m的物体在A点由静止释放，AB两点距离为2.09R，在BC段恰好做匀速运动。由D点水平抛出后第一次落在斜面DF上的E点，且DE距离为。物体在风洞中运动时，风力可视为水平恒力，重力加速度为g，。求：
（1）物体在C点刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小。
（2）物体在圆弧轨道CD上克服摩擦力做的功。
17．（14分）如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子在电压为U的加速电场中从静止开始被加速后，恰好匀速通过板间距离为L的MN板，MN板间存在垂直于纸面向外的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度大小为。随后电子沿x轴正方向运动，在的空间存在与y轴平行的交变电场，在的空间同时还存在一与y轴平行的交变磁场，取电场和磁场沿方向为正。电子从位置进入电场时开始计时，电场和磁场随时间的变化如图乙所示，其中。忽略电子重力的影响，求：
图甲 图乙
（1）MN两极板间的电势差；
（2）电子穿过yOz平面时的速度；
（3）电子在的空间中运动到沿y轴方向最低位置点的坐标。
18．（16分）如图所示，质量的均匀长木板静置于光滑水平地面上，长木板长，右端恰好位于O点。质量的物块置于长木板右端，物块与长木板间的动摩擦因数。水平地面MN段粗糙程度相同，其余部分光滑。已知，物块与长木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度g取。现有一水平向右的恒力作用在长木板上，当长木板右端运动到M点时撤去F，长木板恰好有一半进入MN段时停下，然后再给长木板一个向右的瞬时冲量，使它获得与其右端运动到M点时相同的速度，长木板又向右运动一段后又停下。若物块从长木板上滑落，不会再与之发生相互作用。求：
（1）F刚开始作用时，物块和长木板的加速度大小；
（2）撤去F时长木板的速度大小；
（3）水平面MN段与长木板间的动摩擦因数；
（4）长木板两次减速所用的时间之比。