2024届山东省济宁市高三下学期三模物理试题（学生版+教师版）

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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。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。
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. 某同学将一乒乓球从手中竖直向上抛出，随后在同一位置接住乒乓球，乒乓球在空中运动时不发生旋转，所受空气阻力与乒乓球的速率成正比。下列说法正确的是（ ）
A. 下降过程中乒乓球的速度一定一直在增加
B. 抛出时乒乓球的速度与接住时的速度大小相等
C. 乒乓球在空中运动过程中机械能一直在减小
D. 运动过程中在同一高度处乒乓球的加速度大小相等
2. 在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现（ ）
A 第2条亮条纹B. 第3条亮条纹
C. 第2条暗条纹D. 第3条暗条纹
3. 如图所示，质量为m的小球置于内壁光滑的半球形凹槽内，凹槽放置在跷跷板上，凹槽的质量为M。开始时跷跷板与水平面的夹角为，凹槽与小球均保持静止。已知重力加速度为g，，，则在缓慢压低跷跷板的Q端至跟P端等高的过程中。下列说法正确的是（ ）
A. 跷跷板对凹槽的作用力逐渐增大
B. 小球对凹槽的压力大小始终为mg
C. 开始时跷跷板对凹槽的支持力大小为0.8Mg
D. 开始时跷跷板对凹槽的摩擦力大小为0.6Mg
4. 某兴趣小组设计了一种光电烟雾报警器，其结构和原理如图所示。光源向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，会使部分光改变传播方向，绕过挡板进入光电管从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图示位置，烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子数越多。下列说法可能正确的是（ ）
A. 光线绕过挡板进入光电管利用了光的折射
B. 为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许
C. 仅将电源的正负极反接，在烟雾浓度为n时也可能触发报警
D. 报警器恰好报警时，将滑片P向右移动后，警报有可能会被解除
5. 如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（ ）
A. 完成一次循环，气体向外界放热
B. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大
C. 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功
D. 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加
6. 智能寻迹小车目前被应用于物流配送等多个领域，为测试不同寻迹小车的刹车性能，让它们在图甲中A点获得相同的速度，并沿直线AB刹车，最终得分为刹车停止时越过的最后一条分值线对应的分数，每相邻分值线间距离为0.5m。某小车M测试时恰好停止于100分分值线，该车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图乙所示，小车均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 小车M刹车过程中加速度大小为
B. A点距100分分值线的距离为2m
C. 1s时小车M速度为
D. 若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则该车的加速度大小为
7. 五一假期济宁太白湖公园的湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放置于湖水下方处，该光源发出红光时，可在水面上观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射率为，则亮环的宽度d为（ ）
A. 0.3mB. 0.4mC. 0.5mD. 0.6m
8. 除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为，已知电容器电容为。下列说法正确的是（ ）
A. 自耦变压器的原副线圈匝数之比为
B. 充电完毕后电容器两端的电压为2800V
C. 升压变压器原副线圈的匝数比约为
D. 若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作
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. 如图所示为一电子透镜内电场线的分布情况，正中间的一条电场线为直线，其他电场线关于其对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d两点关于中间电场线对称，虚线为一电子仅在电场力作用下从a运动到b的轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 四点电势大小关系为
B. b、d两点间连线等势线，且两点电场强度大小相等
C. 电子从a到b电场力做负功，电势能增大
D. 若从c点由静止释放一电子，其运动轨迹将与图中c、b两点间的电场线重合
10. 2024年4月15日12时12分，我国在酒泉卫星发射中心成功将四维高景三号01星发射升空。若该星的质量为m，在离地面高度为的近地轨道（远小于地球同步轨道）上绕地球做圆周运动。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T。则该星在轨运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 周期小于TB. 向心加速度为
C. 速率可能大于D. 动能为
11. 在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动，时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两波源的起振方向均沿y轴负方向
B. 两列波的波速大小均为
C. 再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为
D. 平衡位置在处的质点在前内运动的路程为50cm
12. 电磁驱动技术现已广泛应用于生产、生活和军事中，如图所示为一电磁驱动模型，水平面内，连续排列的边长为L的正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反，大小均为B.质量为m、总电阻为R的矩形金属线框处于匀强磁场中，边长为L.当匀强磁场水平向右以速度v匀速运动时，金属线框能达到的最大速度为。线框达到最大速度后做匀速直线运动，线框运动中受到的阻力恒定，则下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置时，线框ab边中感应电流方向从a到b
B. 线框运动中受到的阻力大小为
C. 线框匀速运动后，受到安培力所做功等于回路中产生的焦耳热
D. 线框匀速运动后，外界每秒提供给线框的总能量为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中：
（1）小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与___________（选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径___________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。
（2）小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题：
①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度___________（用题中所给物理量符号表示）；
②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________。（用k、r、d表示）
14. 某同学利用如图所示的电路测量多个物理量。实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源E（内阻约为）
电阻箱（最大阻值为）
电阻箱（最大阻值为）
电压表V（内阻约为）
电流表A（内阻约为）
灵敏电流计G，两个开关、
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱和至最大，闭合开关和，再反复调节和，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱、电阻箱的示数分别为0.40A、11.7V、、；
②反复调节电阻箱和（与①中的电阻值不同），再次使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.5V。
回答下列问题：
（1）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表V的内阻___________；
（2）步骤①中电流计G的示数为0时，B和D两点的电势差___________V；
（3）结合步骤①、步骤②的测量数据，测得一个电源的电动势___________V，内阻___________。（保留1位小数）
15. 根据气象报道，进入五月份，济宁市昼夜温差达到以上。某日白天最高气温，夜晚最低气温，可认为昼夜大气压强保持不变。一容器内的空气视为理想气体，且温度与外界环境温度始终相同。已知热力学温度T与摄氏温度t的关系为。求：
（1）若容器密闭，容器内气体压强在最高气温与最低气温时的比值；
（2）若容器与大气连通，容器内气体密度在最高气温与最低气温时的比值。
16. 某旋转喷灌机进行农田喷灌的示意图如图所示，喷口出水速度的方向可调节。该喷灌机的最大功率为，喷灌机所做功的转化为水的动能，喷口的横截面积，水的密度，重力加速度，，喷口距离地面的高度，忽略空气阻力，不考虑供水水压对水速的影响。求：
（1）喷灌机的最大喷水速度v；
（2）喷口出水速度方向与水平面夹角时，该喷灌机的最大喷灌面积。（保留三位有效数字）
17. 利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在xOy平面内存在区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子，其速度方向与y轴正方向夹角的最大值为，且各个方向速度大小随变化的关系为式中为未知定值，且的离子恰好通过坐标为的P点。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应，，。
（1）求关系式中的值；
（2）当离子的发射速度在第二象限内且时，求离子第一次到达界面的时间t；
（3）求所有离子中第一次到达界面时，与x轴的最远距离；
（4）为回收离子，在界面右侧加一宽度为L且平行于x轴、方向向右的匀强电场，如图所示，为使所有离子都不能穿越电场右边界，求电场强度的最小值E。
18. 一游戏装置如图所示，该装置由倾斜直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾斜直轨道EF、水平直轨道FG、凹槽GHIJ组成。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处，轨道EF、FG平滑连接，除FG段外各轨道均光滑，凹槽底面水平光滑且足够长。凹槽底面紧靠竖直侧壁GH处静置一无动力摆渡车，摆渡车上表面与轨道FG高度差。将一滑块从轨道AB上高度为（未知）处静止释放，通过螺旋圆形轨道最高点D时对轨道的压力大小，当滑块落到摆渡车上时，其水平分速度不变，竖直分速度瞬间变为零，摆渡车碰到侧壁后立即反弹且速度大小不变。已知直轨道AB、EF倾角均为，滑块可视为质点且质量，螺旋圆形轨道半径，B点高度，FG长度，摆渡车质量，滑块与FG段动摩擦因数，滑块与摆渡车之间的动摩擦因数，不计空气阻力，，，重力加速度。
（1）求滑块初始高度的大小；
（2）摆渡车第一次与侧壁IJ碰撞过程中，侧壁对摆渡车的冲量I的大小；
（3）若滑块恰好不脱离摆渡车，求摆渡车最小长度L；
（4）求摆渡车第3次与侧壁碰撞后瞬间的速度大小。