2024届山东省德州市高三下学期三模物理试题

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注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，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铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．2024年1月8日北京某科技公司宣布已研发出微型原子能电池，这种电池利用镍的同位素镍63的衰变产生电能，可以让手机“永远不充电”，无人机“一直飞”。镍63的衰变方程为。以下说法正确的是（ ）
A．的质量等于其衰变产生的与的质量之和
B．的比结合能比的比结合能小
C．升高温度可以使镍63的半衰期减小
D．镍63衰变放出的射线来自原子的外层电子
2．将有凹陷的乒乓球放入热水中，可以使其恢复原来的球形。若乒乓球恢复原来球形的过程中无漏气，内部气体的压强大小恒为p，体积增大。将球内气体视为理想气体，对该过程以下说法正确的是（ ）
A．乒乓球对球内气体做功
B．球内气体吸收热量大于
C．球内气体热运动的剧烈程度减小
D．球内气体单位时间撞击乒乓球壁单位面积的次数增多
3．如图所示的压力传感器可以利用光的干涉检测压力的微小变化，透明的应力板和柱体间有薄空气层，平行单色光（图中未画出）竖直向下照射应力板，薄空气层上下表面的反射光会发生干涉。应力板不受压力时与柱体平行，若对应力板上中心点施加竖直向下的力，对形成的干涉图样的表述正确的是（ ）
A．干涉条纹为直线条纹，压力越大条纹越稀B．干涉条纹为直线条纹，压力越大条纹越密
C．干涉条纹为环状条纹，压力越大条纹越稀D．干涉条纹为环状条纹，压力越大条纹越密
4．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统。如图所示三星系统中的三颗星的质量相等，相互的连线恰好组成一个等边三角形，它们均沿外接于该等边三角形的圆形轨道做周期为T的匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，三颗星转动的轨道半径均为R，忽略其他星体对它们的引力作用，则每颗星球的质量为（ ）
A．B．C．D．
5．图甲为一列简谐横波在时的波形图，a、b分别为平衡位置在和处的质点，图乙为质点b的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波沿x轴正方向传播B．该简谐波波速大小为4m/s
C．质点a的振动方程为D．从到，质点a通过的路程为8cm
6．如图甲所示为水平桌面上的砧板置物架，M、N为置物架上的其中两竖直支架。若M、N之间静止倾斜放置着一砧板，侧视图如图乙所示。忽略砧板与置物架间的摩擦，以下分析正确的是（ ）
A．砧板与底座之间一定有弹力
B．置物架与桌面间有摩擦力
C．M对砧板的作用力小于N对砧板的作用力
D．若仅将M与N之间的距离调小，则置物架对砧板的作用力将减小
7．如图所示，过轴线垂直纸面的平面右侧空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一边长为l的正方形导线框abcd绕轴线匀速转动，角速度大小为，ad边一直平行于轴线且到轴线的距离恒为l。已知导线框的电阻为R，则导线框转动一周产生的焦耳热为（ ）
A．B．C．D．
8．一辆小车沿直线匀减速通过一平直的桥面，将小车看做质点，自开始上桥至通过桥中心的平均速度为20m/s；自通过桥中心至离开桥时的平均速度为10m/s，则其通过桥中心时的速度大小为（ ）
A．15m/sB．C．D．20m/s
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．如图所示，一倾斜圆盘绕通过其圆心且垂直于盘面的固定轴匀速转动，盘面上有一可视为质点的小物块随圆盘一起转动，小物块离转轴的距离恒为2m。已知圆盘与水平面的夹角为37°，转动的角速度为2rad/s，小物块的质量为1kg，，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的摩擦力方向始终指向圆心
B．物块与盘面间的摩擦力大小不变
C．物块由最低点转至最高点的过程对圆盘做功－24J
D．物块转至与盘面圆心等高时对盘面的摩擦力大小为10N
10．如图所示，位于竖直平面内的半圆形轨道两端点A、D等高，B为轨道最低点，C为轨道上B、D间的一点。一质量为m的可视为质点的小滑块自A点正上方高为h处由静止释放，一段时间后恰好到达D点，之后沿着轨道返回再次通过B点。已知自A到D的过程克服摩擦力做功为，自A至第一次到B的过程克服摩擦力做功为，第一次经过B点时对轨道的压力大小为，第一次经过C点时对轨道的压力大小为，第二次经过C点时对轨道的压力大小为，小物块与轨道各处的摩擦因数均相同，重力加速度为g，则（ ）
A．B．C．D．
11．如图所示，正方体左侧面的中心G点固定有正点电荷；右侧面的中心H点固定有负点电荷，两点电荷的电荷量相等。已知E为AD的中点，F为的中点。下列说法正确的是（ ）
A．A点与C点的电场强度方向相同
B．E点与F点的电场强度大小相等
C．将另一正电荷由A点移动到B点静电力做的功大于将该电荷由E点移动到F点静电力做的功
D．将另一正电荷由A点沿直线移动到E点，其电势能逐渐增大
12．如图所示，两光滑固定平行导轨间的宽度为1m，左侧水平，右侧与水平面的夹角为30°，右侧上端与下端之间的高度差。导轨水平部分、之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为1T；、之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为1T；右侧的倾斜部分有垂直导轨斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2T。导轨水平部分还接有电容为1F的电容器和开关S，两个由绝缘支架固定在一起的金属棒M和N放置在导轨水平部分，N棒处于、之间。现断开开关S，由导轨倾斜部分的上端紧靠处自静止开始释放质量为1kg的金属棒P，在金属棒P滑离导轨倾斜部分的同时，立即闭合开关S，待金属棒N经过后，再立即断开开关S。已知、之间的距离为0.5m，、之间的距离为1.5m；金属棒M、N及绝缘支架的总质量为0.5kg，M、N之间的距离为1m，M、N的电阻均为，其余电阻均不计；金属棒N经过时的速度大小为2m/s；三个金属棒脱离导轨前均与导轨垂直；重力加速度大小为。对三个金属棒的运动过程以下分析正确的是（ ）
A．金属棒P在导轨倾斜部分做加速度逐渐减小的加速运动
B．金属棒P从导轨倾斜部分滑离瞬间的速度大小为3m/s
C．金属棒N到达之前通过它的电荷量为1C
D．金属棒M在左侧0.6m处停止运动
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13．（7分）一学习小组要测量某玻璃材料的折射率，他们找来用该材料制成的半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖各一块。将足够长的光屏竖直固定，固定光源S和光屏间不放置玻璃砖时，S发出的光水平照射到光屏上的M点。已知，，，，回答以下实验步骤中的问题。
（1）如图甲所示，在光源S和光屏间放置半圆形玻璃砖，使玻璃砖的直面与光屏平行，S发出的光线仍然照射到光屏上的M点。
（2）使玻璃砖绕通过其前后两面圆心的轴顺时针缓慢转动，则照射到光屏上的光斑位置会______（填“向上移动”、“向下移动”或“不变”），其亮度会逐渐______（填“变强”、“变弱”或“不变”），当转过的角度为42°时，不再有光线从玻璃砖的直边射出，则该玻璃材料的折射率约为______（结果保留两位有效数字）。
（3）用游标卡尺测量长方形玻璃砖左右两侧面ab和cd间的宽度，所用游标卡尺由于多次不规范使用，所测长度为0时显示的读数并不为0，如图乙所示。实际测量该玻璃砖ab和cd间宽度时显示的读数如图丙所示，则该玻璃砖ab和cd间的实际宽度为______cm。
（4）将半圆形玻璃砖取走，如图丁所示在光源S和光屏之间放置长方形玻璃砖，使玻璃砖两侧面ab和cd与直线SM间的夹角为26°，则照射到光屏上的光班与M点的距离约为______cm即可验证（2）的测量结果正确（结果保留两位有效数字）。
14．（7分）某实验小组描绘小灯泡的伏安特性曲线并测量某未知电源的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
电源（电动势未知，内阻未知）；
电源（电动势为6V，内阻约为）；
灯泡（额定电压为2.5V，额定电流为0.5A）；
灯泡（额定电压为3.0V，额定电流为0.35A）；
双量程电压表（量程为3V时内阻约为，量程为15V时内阻约为）
双量程电流表（量程为0.6A时内阻约为，量程为3A时内阻约为）
滑动变阻器（总电阻值为）
定值电阻（电阻值为）
开关、导线若干。
（1）要描绘灯泡的伏安特性曲线，测量前首先选用以上部分器材连成图甲所示电路，其中的电源为电源，要求灯泡两端电压的调节范围尽量大。图甲有两处错误，请指明。
①__________________；
②__________________。
（2）用正确电路分别测得两只灯泡和的伏安特性曲线如图乙所示，其中图线Ⅰ是灯泡______（填“”或“”）的伏安特性曲线。
（3）将灯泡、与定值电阻、电压表、电源等连成图丙所示电路，闭合开关，单刀双掷开关接1时电压表示数为1.00V；单刀双掷开关接2时电压表示数为1.75V，则电源的电动势为______V，内阻为______（结果均两位有效数字）。
15．（8分）一同学要测量某葫芦的容积，如图所示，他用带有阀门K的细管将葫芦口与竖直放置的气缸连通。他首先将阀门K关闭，用活塞在缸口将气缸内的空气封闭，向活塞上放置适量物体，测得活塞静止时距气缸内部底端的距离为气缸内部总高度的；然后他将阀门K打开，测得活塞再次静止时距气缸内部底端的距离为气缸内部总高度的。已知气缸的容积为，细管内气体的体积不计，封闭气体无泄漏，开始时气缸和葫芦内的气体压强均与外界大气压强相同，活塞在气缸内上下滑动时一直保持水平，不计一切摩擦。
（1）求葫芦的容积；
（2）求将阀门K打开后，葫芦内空气质量增加的百分比。
16．（8分）如图所示，某竖直平面内的轨道由倾斜直轨道和半圆形轨道两部分组成，两部分在最低点N平滑连结，倾斜直轨道与水平地面的夹角为，半圆形轨道两端点连成的直径MN竖直。某时刻一可视为质点的小球自直轨道上的某点由静止开始释放，小球沿轨道运动一段时间后脱离轨道，之后又在空中运动一段时间后落在轨道上的P点（图中未画）。已知小球开始释放时距N点的竖直高度，半圆形轨道的半径，重力加速度，，，不计一切摩擦和空气阻力，小球经过N点是无机械能损失。求：
（1）小球脱离轨道时的速度大小。
（2）P点与N点间的距离。
17．（14分）如图所示，虚线MN、PQ和RS均竖直，MN和PQ间的距离等于PQ和RS间的距离。MN和PQ间有竖直向下的匀强电场；PQ和RS间有垂直纸面向里的匀强磁场；RS右侧足够大的区域中有匀强电场和匀强磁场，方向均垂直纸面向外。某时刻一带正电粒子自虚线MN上的O点水平向右射入电场，粒子经过PQ和RS时与竖直方向的夹角均为30°。已知该粒子的质量为m，带电量为q，MN和PQ之间电场的电场强度大小为E，RS右侧电场的电场强度大小为2E，PQ和RS之间以及RS右侧磁场的磁感应强度大小均为B，不计粒子的重力。
（1）求粒子在O点射入电场时的速度大小。
（2）求粒子在RS右侧运动的位移大小。
（3）若RS右侧电场的方向竖直向上，其余条件不变，
①求粒子在RS右侧运动的最大速度。
②求粒子在RS右侧速度最大时距O点竖直方向的距离。
18．（16分）如图所示，倾角的斜面体固定在水平地面上，斜面上O点及左侧接触面光滑，右侧接触面粗糙，底端固定一挡板。两个相同的小物块A和B通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数。开始时A、B均静止，小物块A紧靠挡板放置，小物块B刚好位于O点。现让另一小物块C从斜面上端P处由静止释放，一段时间后，小物块B、C发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后小物块C第一次速度变为零时撤去小物块C。已知小物块A、B的质量均为，C的质量，小物块与斜面粗糙面处的动摩擦因数，重力加速度，OP之间的距离为，，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）
（1）求碰后小物块C在斜面上运动的距离；
（2）求B向下运动的最大位移；
（3）小物块B向下运动至最低点时，求小物块A对挡板的压力大小；
（4）若小物块B沿斜面向上运动到最高点时，小物块A恰好离开挡板，则刚开始小物块C在P处的初速度应为多大？
高三物理试题参考答案
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．B 2．B 3．D 4．D 5．C 6．C 7．A 8．B
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．CD 10．AC 11．BD 12．CD
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13．（7分）（2）向上移动（1分） 变弱（1分） 1.5（1分）
（3）5.000（2分） （4）2.8（2分）
14．（7分）（1）①闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于最左端，不应置于最右端（1分）
②电流表应外接，不应该内接（1分）
（2）（1分） （3）4.0（2分） 2.5（2分）
15．（8分）解：（1）设外界大气压强为，活塞在气缸内静止时缸内气体的压强为p，阀门K关闭时
阀门K打开时
联立解得，该葫芦的容积为
（2）对最后在葫芦内的气体
将阀门K打开后，葫芦内空气质量增加的百分比
联立解得
16．（8分）解：（1）小球脱离轨道时与圆心连线和竖直方向的夹角设为
解得
小球脱离轨道时的速度大小
（2）小球脱离轨道时的速度与倾斜直轨道平行，小球在空中的运动过程
垂直于直轨道方向
平行于轨道方向
P点与N点间的距离 联立解得
17．（14分）解：（1）设粒子在O点的速度大小为，自O点运动至PQ的过程，
竖直方向
粒子在PQ与RS之间的运动
又 联立得
（2）粒子在RS右侧的运动，在纸面内：
位移大小： 垂直于纸面方向

粒子在RS右侧运动的位移大小
解得
（3）①粒子刚经过RS时，洛伦兹力竖直方向的分量
因此粒子在RS右侧水平方向的以大小为的速度做匀速直线运动，
竖直面内以大小为的速度做匀速圆周运动。
两分速度方向相同时速度最大，最大值为
解得
②粒子在PQ与RS之间的运动，竖直方向
自开始至粒子在RS右侧速度最大，仅静电力做功
解得
距O点竖直方向的距离
18．（16分）（1）小物块C向下运动过程，由动能定理得

设碰后小物块B的速度为，小物块C的速度为，
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得 即小物块C以1m/s的速度被弹回
设碰后小物块C在斜面上运动的距离为S
解得
（2）设弹簧刚开始的压缩量为，则
设小物块B向下运动的最大位移为，由能量守恒定律得

（3）小物块B向下运动至最低点时，以小物块A为研究对象
解得
（4）小物块A恰好离开挡板时，对小物块A
设碰后小物块B的速度为，小物块C的速度为，从B碰后向下运动到B返回运动到最高点过程，
由能量守恒定律得
设C刚滑下与B碰前速度为，则对于BC碰撞过程
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
设刚开始C在P处的初速度为，则C向下运动过程，由动能定理得