山东省齐鲁名校2023-2024学年高三上学期9月第一次学业质量联合检测物理试题

齐鲁名校大联考

2024届山东省高三第一次学业质量联合检测

物理

本试卷总分100分，考试时间90分钟。

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．钍（Th）是一种多功能元素，它在核能、医学、冶金和照明等领域都有重要的作用，因为它具有放射性，所以在使用时要做好防护，以确保人和环境的安全。钍234衰变时会释放能量，其衰变方程为。下列说法正确的是

A．钍234衰变方程中的，

B．衰变前的质量等于衰变后和的总质量

C．放射出的在衰变前绕原子核不停地旋转

D．周围环境温度越高，钍234衰变越快

2．如图所示，两根固定的长直导线A、B平行放置，分别通有电流、，且，两根导线所在平面有一条虚线与两导线垂直，且与两导线分别相交于N、P两点，且。下列说法正确的是

A．导线A对导线B的作用力大于导线B对导线A的作用力

B．O点处的磁场方向垂直于纸面向外

C．同一带电粒子在M点受到的洛伦兹力大于其在Q点受到的洛伦兹力

D．若施加力F使某带正电粒子自N点沿虚线加速运动至P点，则该过程中力F做正功

3．一定质量的理想气体自状态M变化至状态N，再变化至状态Q。其变化过程的图像如图所示。对于该理想气体，下列说法正确的是

A．自状态N至状态Q，气体的体积增大

B．自状态N至状态Q，所有气体分子热运动的速率都增大

C．自状态M至状态N，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多

D．自状态M至状态N，气体吸热

4．舞龙是中国传统民俗活动。在某次舞龙活动中，将“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波，自某时刻开始计时，波源O的振动方程为，则时的波形图为

A．  B．

C．  D．

5．如图甲所示，一辆汽车静止在水平地面上，在其车厢右壁上用细绳悬挂着一个篮球，这部分放大后如图乙所示，不计细绳的质量和篮球与竖直车厢壁之间的摩擦，篮球形状不发生变化，下列说法正确的是

A．若改用稍短一些的细绳悬挂篮球，则细绳对篮球的拉力变小

B．若改用稍短一些的细绳悬挂篮球，则篮球对竖直车厢壁的压力变大

C．若汽车由静止开始向左做加速运动，则细绳对篮球的拉力会变小

D．若汽车由静止开始向左做加速运动，则篮球对竖直车厢壁的压力不变

6．如图所示为某可调速风扇的简化电路图，理想变压器a、b端输入电压恒定的交流电，副线圈接有指示灯L和工作电机M。现使滑片P向下滑动，下列说法正确的是

A．指示灯L的亮度不变    B．工作电机M的功率不变

C．变压器原线圈中的电流不变   D．变压器原线圈中的电流减小

7．如图所示，长度为L的绳静止在粗糙水平地面上，绳的质量分布均匀，并且与地面间的动摩擦因数处处相等。若对绳的右端施加水平向右的恒力F，使其向右运动，则绳上与其右端距离为x处的拉力大小为

A．F   B．   C．   D．0

8．比赛用排球的球内标准气压为，球内体积为5L。某次比赛时周围环境大气压强为，赛前球内气体压强为。当球内气体压强高于外界大气压强时球的体积和形状都不会发生改变。充气筒每次能将外界0.23L的空气充入排球，充气过程气体的温度不变，空气视为理想气体，要使排球球内气体的压强不低于球内标准气压，赛前至少充气的次数为

A．4次   B．5次   C．28次   D．29次

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．氢原子能级跃迁时发出的可见光都是从高能级向能级跃迁发出的。将氢原子从能级向能级跃迁发出的光记作a，从能级向能级跃迁发出的光记作b。下列说法正确的是

A．a光和b光分别通过同一单缝，b光衍射现象更明显

B．a光和b光分别通过同一双缝干涉装置，b光产生的条纹间距较大

C．a光和b光分别照射同一种金属，若a光能使该金属发生光电效应，则b光也一定能使该金属发生光电效应

D．a光和b光分别沿同一路径自某种液体射向真空，若a光能发生全反射，则b光也一定能发生全反射

10．2023年5月17日10时49分，我国成功发射第56颗北斗导航卫星，该卫星将运行在地球静止轨道（GEO）上，是北斗三号全球组网以来的首颗高轨备份卫星。该卫星的入轨过程如图所示，先将卫星发射至近地圆轨道1，运行至Q点时调整进入椭圆轨道2，再运行至P点时调整进入静止轨道3。已知该卫星的质量为m，地球的质量为M，近地轨道1的半径近似等于地球半径R，静止轨道3的半径为地球半径的n倍，卫星与地心距离为r时的引力势能为，引力常量为G，不计卫星变轨时的质量损失。下列说法正确的是

A．卫星在Q点自轨道1变轨至轨道2时需要加速

B．卫星在P点自轨道2变轨至轨道3时需要减速

C．卫星在轨道1的动能小于在轨道3的动能

D．自轨道1运行至轨道3，卫星发动机需要做功

11．如图所示，为空间中边长为a的正方体区域，在、两点固定着等量异种点电荷，电荷量大小均为Q，正电荷固定在点，负电荷固定在点。下列说法正确的是

A．空间中B点的电场强度大小为

B．空间中B、两点的电场强度方向不相同

C．空间中B点的电势小于点的电势

D．将正电荷q自A点沿直线运动至B点，电场力一直做正功

12．如图所示，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP的长度为2L，导体棒OP、电阻、电阻的阻值都为，电路中的其他电阻不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为的角速度匀速转动，O点恰好为金属圆环的圆心，转动平面内还有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。对金属棒OP转动一周的过程，下列说法正确的是

A．电阻两端的电压为   B．电阻上产生的焦耳热为

C．通过电阻的电荷量为   D．导体棒两端的电势差为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．（6分）某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。

（1）小组内的两位同学各自安装了一套实验装置，分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动，应选用图__________（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置。

（2）关于该实验，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号）

A．该探究方法为控制变量法

B．实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小

C．实验时细线的最大摆角约为45°

D．测量小球的摆动周期时，应该从小球处于最高点时开始计时

（3）当小球的质量一定，探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时，该小组同学通过改变摆长进行了多次实验，得到了多组关于摆长和其对应的周期T的数值，画出的图像如图丙所示，由图丙可得小球的质量一定时，周期T和摆长的关系为___________。（用a、b、表示）

14．（8分）某科技小组要测量某种电阻材料的电阻率，他们找来一根用该材料制成的粗细均匀的电阻丝，该电阻丝的阻值大约为10Ω。

（1）首先用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示，则该电阻丝的直径__________mm。

（2）他们又精确测量该电阻丝的阻值。除待测电阻丝外，实验室还提供了下列器材：

电流表（量程为0～1A，内阻约为0.4Ω）；

电流表（量程为0～10mA，内阻为10Ω）；

定值电阻（阻值为10Ω）；

定值电阻（阻值为100Ω）；

定值电阻（阻值为1000Ω）；

滑动变阻器（总阻值为5Ω，额定电流为3A）；

电源（电动势为12V，内阻为0.5Ω）。

①因为实验室没有提供电压表，该实验小组用电流表A。和定值电阻改装成所需要的电压表，定值电阻应选用___________。（选填“”“”或“”）

②在图乙中将实验电路补充完整。（待测金属丝用“”表示）

（3）用刻度尺测得电阻丝接入电路中的长度为10.10cm。

（4）电流表的示数用表示，电流表的示数用表示，该小组通过调节滑动变阻器进行了多次测量，以为纵轴，为横轴，根据测量数据画出的图像如图丙所示，则所测电阻材料的电阻率约为___________Ω·m。（结果保留2位有效数字）

15．（8分）传送带作为运输工具在物流、厂矿等行业中应用广泛。如图所示的传送带一直顺时针匀速转动，AB段与水平面的夹角为30°，长度，BC段水平，长度。某时刻工人师傅将一可视为质点的工件轻轻地放在传送带A端，工件刚被放在A端时的速度看作0，经过B处时的速度大小不变且不脱离传送带。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。

（1）要使工件能够被传输到C端，求工件与传送带之间的动摩擦因数需要满足的条件。

（2）若工件与传送带之间的动摩擦因数为，当传送带的速度足够大时，可以使工件自A至C一直加速运动，求这种情况下工件自A运动至C的时间。

16．（8分）如图所示为某容器的截面，容器的高度和底边的长度都为L，截面右上方某处固定一点光源S。开始时容器内空着，在光源S的照射下，容器底部形成阴影，阴影的左边缘恰好在容器内左下角M点。现将容器内装满某种液体，容器底部阴影的长度变为，不考虑光的反射。

（1）已知光在真空中的传播速度为c，求装满液体后容器内最右侧的光线在液体中的传播时间。

（2）若灌装这种液体时容器中的液面匀速上升，则容器底部阴影的左边缘会做匀速直线运动，若液面匀速上升的速度大小为，求容器底部阴影的左边缘做匀速直线运动的速度大小。

17．（14分）如图所示，在空间直角坐标系中，速度选择器的上、下极板均平行于平面，两极板间距离为d，上极板带正电，下极板带负电，形成的电场为匀强电场；两极板间还有沿轴负方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B。将速度选择器两极板右端与平面之间的区域记为区域I，区域I沿x方向的宽度为L；平面与垂直于x轴的足够大的光屏之间的区域记为区域Ⅱ，光屏与x轴交点的x坐标为。在区域I内存在沿y轴方向的匀强电场（图中未画出）；在区域Ⅱ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小也为B。在速度选择器左侧x轴上有一粒子源，粒子源发出所有粒子的质量均为m，带电量均为，只有初速度大小为的粒子才能沿着x轴通过速度选择器进入区域I，其他粒子都不能进入区域I，所有粒子经过平面时的坐标都为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，忽略上、下极板的边缘效应。求：

（1）速度选择器两极板间的电势差大小。

（2）区域I中匀强电场的电场强度大小。

（3）粒子在区域Ⅱ内运动的时间。

（4）粒子击中光屏时的位置坐标。

18．（16分）某闯关游戏可简化为如图所示的模型，质量为m的滑环套在光滑水平杆上，滑环可沿着水平杆左右滑动，滑环系有长为L的轻绳。开始时滑环静止，轻绳竖直。某时刻一质量为3m的小球在图示竖直面内自地面斜向上抛出，上升高度为H时其速度大小为，方向恰好水平，并且此时刚好与轻绳下端接触并连接在一起，之后小球拉着滑环运动。自滑环开始运动至小球第一次到达最高点的过程，滑环的位移大小为。不计空气阻力，小球和滑环都看作质点，小球始终没有与水平杆接触且与轻绳接触时没有能量损失，重力加速度为。求：

（1）小球自地面抛出时的速度大小。

（2）小球运动过程距地面的最大高度。

（3）小球再次摆回最低点时小球和滑环各自的速度大小。

（4）自滑环开始运动至小球第一次到达最高点的时间间隔。

参考答案及解析

2024届山东省高三第一次学业质量联合检测·物理

一、单项选择题

1．A【解析】放射性同位素衰变时质量数和电荷数守恒，由此可得，，A正确；钍234衰变时会释放能量，有质量亏损，衰变后和的总质量小于衰变前的质量，B错误；衰变的实质是，衰变放出的来源于原子核的内部，在衰变前不可能绕原子核不停地旋转，C错误；原子核的衰变快慢与其所处的外部条件和化学状态无关，D错误。

2．D【解析】由牛顿第三定律可知，导线A对导线B的作用力大小等于导线B对导线A的作用力大小，A错误；电流在O点产生的磁场垂直于纸面向里，电流在O点产生的磁场垂直于纸面向外，又因为，，所以O点的合磁场方向垂直于纸面向里，B错误；同一带电粒子在M点和Q点的速度大小和方向未知，因此其在M点和Q点受到的洛伦兹力大小关系不确定，C错误；若施加力F使某带正电粒子自N点沿虚线加速运动至P点，因为洛伦兹力不做功，又由动能定理可知，力F做正功，D正确。

3．D【解析】由理想气体状态方程，得，又由图像得，自状态N至状态Q，图像斜率不变，因此气体的体积不变，A错误；由图像得，自状态N至状态Q，气体的温度升高，分子热运动的平均动能增大，但并不是所有气体分子热运动的速率都增大，B错误；自状态M至状态N，气体的温度不变，分子热运动的平均动能不变，分子对容器壁的平均撞击力大小不变，又因为气体的压强减小，所以单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少，C错误；自状态M至状态N，气体的温度不变，气体的内能不变，，由玻意耳定律可知，气体的体积增大，对外做功，W为负值，由热力学第一定律，得，即气体吸热，D正确。

4．C【解析】由振动方程，得时波源O的位移为，又因为该波沿x轴正方向传播，时波源O沿y轴正方向运动，C正确，A、B、D错误。

5．B【解析】如图甲所示，对篮球受力分析可得，篮球的重力不变，竖直车厢壁对篮球支持力的方向不变，细绳越短，其与竖直方向的夹角越大，细绳对篮球的拉力和竖直车厢壁对篮球的支持力都增大，由牛顿第三定律可知，篮球对竖直车厢壁的压力也变大，A错误，B正确；如图乙所示，汽车向左做加速运动时，竖直方向仍然平衡，有，和篮球的重力均不变，所以细绳对篮球的拉力不变，C错误；汽车静止时水平方向平衡，有，汽车向左做加速运动时，有，由此得竖直车厢壁对篮球的支持力增大，由牛顿第三定律可知，篮球对竖直车厢壁的压力也变大，D错误。

6．A【解析】设变压器原线圈输入电压为，原线圈匝数为，指示灯L所接副线圈匝数为，工作电机所接副线圈匝数为。、、均不变，滑片P下滑，增大，由得，指示灯L两端的电压不变，工作电机M两端的电压增大，因此指示灯亮度不变，A正确；工作电机M的功率变大，B错误；指示灯和工作电机的总功率增大，由能量守恒定律可知，原线圈的输入功率也增大，由得，原线圈中的电流增大，C、D错误。

7．C【解析】设绳的质量为，对整条绳由牛顿第二定律有，左侧长度为的部分绳的质量为，以它为研究对象，则有，联立解得绳上与其右端相距处的拉力大小，C正确，A、B、D错误。

8．B【解析】对充气过程有，解得，所以要使排球球内气体的压强不低于球内标准气压，至少充气的次数为5次，B正确。

二、多项选择题

9．CD【解析】因为，，所以a光子的能量小于b光子的能量，由可知，频率，由可知，在真空中的波长，a光和b光分别通过同一单缝时，波长大的a光衍射现象更明显，A错误；由得，a光和b光分别通过同一双缝干涉装置时，波长大的a光产生的条纹间距较大，B错误；两种光分别照射同一种金属，若a光能使该金属发生光电效应，说明a光的频率大于这种金属的极限频率，又因为，所以b光的频率也大于这种金属的极限频率，b光也一定能使该金属发生光电效应，C正确；两种光沿同一路径自某种液体射向真空，若a光能发生全反射，则入射角，因为频率，所以这种液体的折射率，又，得临界角，因此入射角，则b光也一定能发生全反射，D正确。

10．AD【解析】卫星在Q点自轨道1变轨至轨道2为圆周运动变为离心运动，需要加速，A正确；卫星在P点自轨道2变轨至轨道3为向心运动变为圆周运动，需要加速，B错误；由得，卫星做圆周运动时的动能为，又因为轨道1的半径小于轨道3的半径，所以卫星在轨道1的动能大于在轨道3的动能，C错误；卫星在轨道1上有，在轨道3上有，卫星由轨道1运行至轨道3，动能的减小量为，引力势能的增加量为，由功能关系可知，卫星自轨道1运行至轨道3发动机做的功等于卫星机械能的增加量，即，D正确。

11．AD【解析】空间中、、B三点恰好组成等边三角形，在B点，两分电场强度的大小均为，夹角为120°，由平行四边形定则可得，B点的合电场强度大小为，A正确；由等量异种电荷形成电场的电场线和等势面分布可知，B、、、D四点的电场强度方向相同，四点处于同一等势面，电势相等，B、C错误；自A点沿直线至B点电势一直降低，正电荷q的电势能一直减小，因此，电场力一直做正功，D正确。

12．BCD【解析】导体棒接入电路部分产生的电动势为，回路的总电阻为，回路中的总电流为，电阻两端的电压为，A错误；电阻产生的焦耳热为，B正确；通过电阻的电荷量为，C正确；导体棒接入电路以外部分产生的电动势为，导体棒两端的电势差，D正确。

三、非选择题

13．（1）乙（2分）

（2）AB（2分）

（3）（2分）

【解析】（1）图乙所示实验装置可以避免小球摆动的同时发生转动，能够保证小球在确定的竖直面内摆动。

（2）该实验探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长三个物理量之间的关系，用控制变量法，A正确；为减小空气阻力的影响，实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小，B正确；为保证单摆做简谐运动，实验时细线的最大摆角应小于5°，C错误；测量小球的摆动周期时，从小球处于最低点开始计时误差较小，D错误。

（3）由图丙可得，整理得。

14．（1）8.000（7.998～8.002均可，2分）

（2）①（2分）  ②见解析图（2分）

（4）（也可，2分）

【解析】（1）由题图甲可知，螺旋测微器的读数为8.000mm。

（2）①电流表和定值电阻改装的电压表的最大量程为，定值电阻R选用时，改装后的量程为0～10.1V，略小于电源电动势，若选用或，改装后的量程会比电源电动势小很多，实验时不安全或不精确。②如图所示的连接方式可准确测量两端的电压和通过的电流。

（4）由题意可知，，又，解得。

15．（1）

（2）

【解析】（1）要使工件能够被传输到C端，需满足

①

解得②

（2）工件一直加速运动，在AB段有

③

④

在BC段有

⑤

⑥

工件到达C端所用的时间

联立解得⑦

16．（1）

（2）

【解析】（1）对恰好经过容器右上角的光，由几何知识得，入射角为45°，折射角为30°，则该液体对光的折射率

①

光在该液体内的传播速度

②

对容器中最右侧的光有

③

联立解得④

（2）由题意可知，灌满液体所用的时间

⑤

该段时间内阴影左边缘的位移大小

⑥

由题意可知，阴影左边缘做匀速直线运动，则速度大小

⑦

联立解得⑧

17．（1）

（2）

（3）

（4）

【解析】（1）进入区域I的粒子在速度选择器中受力平衡，有

①

又②

联立解得，速度选择器两极板间的电势差大小

③

（2）粒子在区域I中的运动过程，平行于轴方向有

④

平行于轴方向有

⑤

又⑥

联立解得，区域I中匀强电场的电场强度大小

⑦

（3）粒子在区域Ⅱ中沿x轴方向以速度做匀速直线运动，有

⑧

解得⑨

（4）粒子在区域I中的运动过程，平行于轴方向有

⑩

联立④⑩式解得

粒子在区域Ⅱ中垂直于轴的方向做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得

⑪

粒子做圆周运动的周期

联立解得

由题意可知，粒子在区域Ⅱ中垂直于x轴方向运动个周期，则

粒子击中光屏时的y坐标

⑫

粒子击中光屏时的坐标

⑬

联立解得粒子击中光屏时的坐标为

⑭

18．（1）

（2）

（3） 

（4）

【解析】（1）小球斜抛过程，有

①

②

解得小球自地面抛出时的速度大小

③

（2）自滑环开始运动至小球到达最高点，由动量守恒定律得

④

由能量守恒得

⑤

解得⑥

则小球运动过程距地面的最大高度

解得⑦

（3）自滑环开始运动至小球摆回最低点，水平方向由动量守恒定律和机械能守恒定律得

⑧

⑨

解得小球再次摆回最低点时的速度大小

⑩

滑环的速度大小

⑪

（4）自滑环开始运动至小球第一次到达最高点，水平方向初状态的总动量等于任一时刻的总动量，即

⑫

将该过程看作由很多微小时间间隔组成，由⑫式得

由上述各式相加得

⑬

该过程小球水平方向的位移为

⑭

该过程滑环水平方向的位移为

⑮

联立解得，自滑环开始运动至小球第一次到达最高点的时间间隔

⑯