2024~2025学年山东省高三上模拟物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省高三上模拟物理试卷（解析版），共25页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. （2023山东） “梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率为（ ）
A. B.
C. D.
2. 2023年9月7日，在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十三号03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若03星做匀速圆周运动，已知轨道距离地面的高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则其运动周期为（ ）
A. B.
C. D.
3．如图，一质量为、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当物块从木板右端离开时（ ）
A．木块的动能可能等于
B．木块的动能一定大于
C．物块的动能一定小于
D．物块的动能可能等于
4. 滑板运动是一项青春、时尚、绿色，阳光的体育运动。如图所示，跳台的斜面AB长为L，C点为斜面中点。滑板运动员（视为质点）从斜面顶端A点水平跃出，第一次速度为，刚好落在C点；第二次试跳中，要落在斜面底端B点，则离开A点时水平速度大小应为（ ）
A. B. C. D.
5. 水平杆上套有滑块a，用轻绳与小球b相连，在水平力F作用下使小球b保持静止，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。现改变水平力F的大小使小球b缓慢运动至滑块a正下方，此过程中a始终静止。则（ ）
A. 水平拉力F先变大后变小 B. 轻绳的拉力先变小后变大
C. 水平杆对滑块a的支持力变小 D. 水平杆对滑块a的作用力变小
6. 如图为斜式滚筒洗衣机的滚筒简化图，在脱水过程中滚筒绕固定轴以恒定的角速度转动，滚筒的半径为r，简壁内有一可视为质点的衣物，衣物与滚筒间的动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为θ，重力加速度为g。在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为（ ）
A. B. C. D.
7. （2023山东） 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
8．如图所示，原长为的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连，小球套在竖直固定的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。小球从M点由静止开始向下运动，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。小球向下运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小球加速度先增大后减小
B．小球在P点时有最大速度
C．小球将在MN之间往复运动
D．小球在N点的速度大小为
二、多项选择题；本题共4小题，每小题4分，共16分。
9.（2023山东） 一定质量的理想气体，初始温度为，压强为。经等容过程，该气体吸收的热量后温度上升；若经等压过程，需要吸收的热量才能使气体温度上升。下列说法正确的是（ ）
A. 初始状态下，气体的体积为
B. 等压过程中，气体对外做功
C. 等压过程中，气体体积增加了原体积的
D. 两个过程中，气体的内能增加量都为
10．如图所示，两颗相距为L的恒星A、B只在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，周期为T，恒星Ａ距Ｏ点为，已知引力常量为G，则（ ）
A．恒星A、B的线速度之比为B．恒星A、B的质量之比为
C．恒星A、B的向心加速度之比为D．恒星A、B的质量之和为
11．在一均匀介质中，波源坐标分别为和的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。两波源在t=0时刻同时开始振动，t=0.1s时的波形图如图所示。此时位于x=0.1cm和x=0.4cm处的两个质点都恰好开始振动，下列说法正确的是（ ）
A．两列简谐波的波速均为2cm/s
B．t=0.2s时，x=0.2cm处的质点的位移为0.4cm
C．t=0.2s时，x=0.2cm处的质点向上振动
D．两列波均传播到x=0.25cm处时，该质点振动始终加强
12．如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两道轨宽为L，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，从距离地面高度h处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度vm。若运动过程中，金属杆ab始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆ab的电阻均忽略不计（ ）
A．金属杆先做匀加速直线运动后做匀速直线运动
B．电路产生的焦耳热等于
C．金属杆的最大速度
D．流过电阻R的电荷量
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. （2023山东）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体___________。（涂卡13题）
A．与成正比 B．与成正比
（2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（保留3位有效数字）。
（3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而___________（填“增大”或“减小”）。（涂卡14题，A增大，B减小）
14. 如图甲所示为某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球Q离地面的高度均为H，实验时，当小球P从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放小球Q，发现两小球同时落地，改变H的大小，重复实验，小球P、Q仍同时落地。
（1）关于实验条件的说法，正确的是 （涂卡15）。
A．斜槽轨道末段N端切线必须水平
B．小球P可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
C．斜槽轨道必须光滑
D．小球P每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）该实验结果可表明 （涂卡16）。
A．两小球落地速度的大小相同
B．小球P在竖直方向的分运动与小球Q的运动相同
C．两小球在空中运动的时间相等
D．小球P在水平方向的分运动是匀速直线运动
（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm）的纸记录小球P的轨迹，小球在同一次平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则小球P的初速度的大小为v0= m/s，若以a点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，小球抛出点的坐标为x= cm，y= cm。（保留2位有效数字）。
15. 2023年8月，上海发布自动驾驶5G标准，推动自动驾驶技术快速发展。甲、乙两辆5G自动驾驶测试车，在不同车道上沿同一方向做匀速直线运动，甲车在乙车前，甲车的速度大小，乙车的速度大小，如图所示。当甲、乙两车相距时，甲车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小，从刹车时开始计时，两车均可看作质点。求：
（1）两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离；
（2）从甲车开始减速到两车并排行驶所用时间t。

16. 如图所示，长的传送带水平放置，并保持的速度顺时针匀速运动，其右端与一倾角斜面平滑相连，斜面的长度。一小滑块在斜面顶点处由静止释放，从A点进入传送带，在传送带上运动一段时间后又返回斜面。已知滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与传送带间的动摩擦因数，，，重力加速度，忽略滑块经过A点时的能量损失。求：
（1）滑块第一次经过A点时的速度大小；
（2）从滑块第一次经过A点到又返回A点所用时间。

17．如图所示，U型滑板轨道由两个相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道摩擦力不计，半径，水平滑道B、C间的距离。假设某次比赛中运动员向右经过滑道B点时的速度，从D点竖直向上跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量，运动员重心相对位置不发生变化，忽略空气阻力的影响，重力加速度g取。求：
（1）运动员第一次经过C点时的速度大小；第二次经过D点时对轨道的压力大小。
（2）滑板与水平滑道BC之间的动摩擦因数；
（3）运动员最终停止的位置离B点的距离x。
18．如图所示，A、B两物体通过劲度系数为k的竖直轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过轻质非弹性绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的倾角为30°的足够长光滑斜面上。用手按住C，使细线恰好伸直但没有拉力，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑，当A恰好要离开地面时，B获得最大速度（B未触及滑轮，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g）。求：
（1）从释放C到B获得最大速度过程重力对B做的功；
（2）刚释放C时B的加速度大小；
（3）物体B的最大速度大小vm。
【参考答案】
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. 【答案】D
【解析】原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ时有
且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有
联立解得
故选D。
2. 【答案】A
【解析】物体在地球表面重力等于万有引力
03星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
解得03星运动周期为
故选A。
3.【答案】C
CD．设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，由题可知
＞
设物块的对地位移为，木板对地的位移为，根据能量守恒有
解得
＜
故C正确，D错误；
AB．因摩擦产生的热量为
根据运动学公式
由于
＞＞
所以
＞2
故
＞
故
＜
故AB错误。
故选C。
4. 【答案】A
【解析】设斜面倾角为，第一次试跳中运动时间为，则
第二次试跳中运动时间为，离开A点时水平速度大小为，则
解得
故选A。
5. 【答案】D
【解析】AB．对小球b受力分析如图
根据平衡条件可得
，
解得
，
小球b缓慢运动至滑块a正下方，减小，则水平拉力F变小，轻绳的拉力变小，故AB错误；
C．以a、b为整体分析，竖直方向水平杆对滑块a的支持力与a、b重力的合力平衡，保持不变，故C错误；
D．对滑块a、b整体受力分析可知，杆对a的作用力与a、b重力与水平拉力F的合力大小相等方向相反，小球b缓慢运动过程中，水平拉力F逐渐减小，重力恒定，故水平杆对滑块a的作用力变小，故D正确。
故选D。
6. 【答案】A
【解析】重力沿垂直筒壁的分力和筒壁对衣物的支持力的合力充当向心力，在最低点有
在最高点有
可知衣物在最高点与圆筒间的弹力小于衣物在最低点与圆筒间的弹力，故衣物在最高点最容易发生相对滑动，在最高点有
，
解得
所以在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为。
故选A。
7. 【答案】C
【解析】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
8. 【答案】D
A．由题意可知，弹簧在M点时处于拉伸状态，在P点时处于原长状态，从M到P弹簧由拉伸到恢复原长，因此弹簧弹力在竖直方向的分力沿杆向下，小球的重力与弹力分力的合力使小球的加速度由大于g逐渐减小到g，到P点时弹簧处于原长，小球只受重力，则加速度等于g，小球从P到N弹簧由原长再到拉伸，此时弹力在竖直方向的分力沿杆向上，与小球重力方向相反，小球的加速度减小，到N点时，若沿杆向上弹力的分力小于重力，则在P点由g减小到N点时小于g；到N点时，若沿杆向上弹力的分力大于重力，小球的加速度由向下减小到零，再向上增大，A错误；
B．由选项A的分析，小球运动到P点的下方时，小球的加速度虽然减小，可小球仍向下做加速运动，速度继续增大，因此小球在P点时速度不是最大，B错误；
CD．由题意可知，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，小球在M、N两点时，弹簧都处于伸长状态，且伸长量相等，则弹簧的弹性势能相等，可知小球在M、N两点时的机械能相等，则有
解得小球在N点的速度大小为
小球在向下运动中，重力方向一直向下，小球在N点时的速度方向向下，因此小球不会在MN之间往复运动，C错误，D正确。
故选D。
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. 【答案】AD
【解析】C．令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为
等容过程为状态二
等压过程为状态三
由理想气体状态方程可得
解得
体积增加了原来的，C错误；
D．等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律
两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此内能增加都为，D正确；
AB．等压过程内能增加了，吸收热量为，由热力学第一定律可知气体对外做功为，即做功的大小为
解得
A正确B错误；
故选AD。
10. 【答案】BD
A．两恒星共轴转动，角速度相等，由题意知
，
又根据，可得
故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
则
故B正确；
C．由
可得
故C错误；
D．由
，
得两恒星质量之和
故D正确。
故选BD。
【答案】BCD
11.【答案】AC
A．由图像可知，两列波的波长均为0.4cm，周期均为0.2s，故波速
A正确；
BC．t=0.2s时，T波源的振动形式刚传播到0.2cm处，且速度向上为最大，S波源的波使0.2cm处的质点运动到波谷位置，且速度为0，则t=0.2s时，0.2cm处的质点向上振动，故B错误，C正确；
D．S、T两波源在0.25cm处的波程差为零，该质点振动始终减弱，D错误。
故选AC。
12. 【答案】BD
AC．由右手定则可知金属杆中电流的方向由b流向a，对金属杆受力分析，如图所示
金属杆切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得感应电流为
安培力为
由牛顿第二定律有
即
金属杆从静止释放，增大，当减小到零时，则有
可得最大速度为
以后金属杆做匀速直线运动，故AC错误；
B．金属杆ab从开始到下滑到轨道最低点的过程中，金属杆减少的重力势能转化为金属杆的动能和回路中的焦耳热，则有
解得电路产生的焦耳热为
故C错误；
D．由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律有
电荷量为
联立可得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 【答案】（1）B （2） （3）增大
【解析】（1）[1]在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，与成正比。
故选B。
（2）[2]若气体被压缩到，则有
由图乙可读出封闭气体压强为
（3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据
可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大。
【答案】（1）AB/BA （2） BC/CB （3）1 -2.5 -0.31
（1）[1]A．为使小球从斜槽末端飞出时初速度方向水平，因此斜槽轨道末段N端必须水平。故A正确；
BD．这个实验只验证小球做平抛运动在竖直方向是自由落体运动，与水平方向无关，所以不需要每次实验小球离开斜槽时初速度相同，小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放。故B正确；D错误；
C．斜槽轨道是否光滑，对实验没有影响，不需要必须光滑。故C错误。
故选AB。
（2）[2] A．当小球落地时小球P还有水平方向的速度，则两小球落地速度的大小不可能相同。故A错误；
BC．该实验结果可表明：小球P在竖直方向的分运动与小球Q的运动相同，由于竖直方向的高度相同，所以两小球在空中运动的时间相等。故BC正确；
D．该实验不能说明小球P在水平方向的分运动是匀速直线运动。故D错误。
故选BC。
（3）[3]小球P做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向，由匀变速直线运动的推论
y=gT2
代入数据解得
在水平方向的速度
[4][5]在竖直方向，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，则有
则小球P在b处的瞬时速度的大小为
由小球P在b点竖直方向的瞬时速度大小为0.75m/s，可得小球P从抛出点运动到b点的时间
小球P运动到b点时，在竖直方向的位移为
小球P运动到b点时，在水平方向的位移为
若以a点为坐标原点（0，0），小球P抛出点x轴的坐标为x=-2.5cm，小球抛出点y轴的坐标为y=-0.3125cm。
15. 【答案】（1）45m；（2）12s
【解析】（1）当辆车速度相等时，两者的距离最大，设经过时间t1两者速度相等，由
，
则
解得
在t1时间内甲车位移为
乙车位移为
两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离
（2）设经过时间t2甲车停下来，根据运动学公式可得
在t2时间内，甲车的位移
乙车的位移为
说明甲车速度减小到零时，甲、乙两车还相距20m，到两车并排乙车再运动的时间为
所以从甲车开始减速到两车并排行驶所用时间
16. 【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小滑块在斜面上下滑时，由牛顿第二定律可得
解得
小滑块在斜面上由静止状态匀加速下滑，由，解得滑块第一次经过A点时的速度大小
（2）滑块第一次经过A点滑上传送带做匀减速运动，由牛顿第二定律可得
解得滑块在传送带上向左匀减速运动的加速度大小为
滑块在传送带上向左运动的时间为
滑块在传送带上向左运动的位移大小为
滑块速度向左减速到零以后向右做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
滑块到达与传送带共同速度运动的时间为
位移大小为
此后滑块与传送带有共同速度又返回运动到A点，时间为
则从滑块第一次经过A点到又返回A点所用时间为
17. 【答案】（1）12m/s；（2）0.25；（3）3.8m
（1）从C到D的过程中，由动能定理
解得
根据机械能守恒得，第二次经过D点的速度大小为
在D点 ND=m QUOTE VD2R VD2R
ND=800N
根据牛顿第三定律得，对轨道的压力大小也为800N。
（2）从B到C的过程中，由运动学公式
解得
（3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为2.5m/s2，设BC轨道上往返的总路程为S，由运动学公式
得到
故运动员最终停下的位置离B点
（大家也可以用动能定理求解）
18. 【答案】（1）；（2）0.4g；（3）
（1）设释放C之前，弹簧压缩x1，对B
kx1=mg
设当B获得最大速度时，弹簧拉伸x2，A恰好要离开地面，对A
kx2=mg
该过程重力对B做功
W=-mg（x1+x2）
联立解得
（2）刚释放C时：
对C
Mgsin30°-T=Ma
对B
T+kx1-mg=ma
对B
kx1=mg
联立解得
a=0.4g
（3）由前面知
x1=x2=
故刚释放C时与B获得最大速度时弹簧弹性势能相同
对A、B、C及弹簧整体由功能关系可得
4mg（x1+x2）sin30°-mg（x1+x2）=（4m+m）vm2
解得