2024届山东省实验中学高三下学期第二次模拟考试物理试题

这是一份2024届山东省实验中学高三下学期第二次模拟考试物理试题，共14页。试卷主要包含了05，选择题的作答等内容，欢迎下载使用。

物理试题
2024．05
注意事项：
1．答卷前，先将自己的考生号等信息填写在试卷和答题纸上，并在答题纸规定位置贴条形码。
2．本试卷满分100分，分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷为第1页至第4页，第II卷为第5页至第8页。
3．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。
4．非选择题的作答：用0.5mm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、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1．2023年4月12日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录，其内部发生的核反应方程为，则（ ）
A．该反应为Ʋ衰变B．X为中子
C．X具有较强的电离能力D．的结合能比的结合能小
2．如图所示，某款手机支架由“L形”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力分别为和（不计手机与挡板间的摩擦），在“L形”挡板AB部分由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．逐渐增大，逐渐减小
B．逐渐减小，逐渐增大
C．支架对手机的作用力逐渐增大
D．支架对手机的作用力先增大后减小
3．如图所示，甲、乙两个图像分别表示四个物体沿同一直线的运动情况，a、c为直线，b、d为曲线。3s末，b、d物体图线的斜率分别与a、c物体图线的斜率相同，下列说法正确的是（ ）
A．3s末，a、b两物体的速度相等，c、d两物体的加速度相等
B．a、b在1s末相遇，c、d也在1s末相遇
C．c、d两物体在1~4s内的平均速度相等
D．四个物体的运动方向一直都相同
4．如图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（ ）
A．a的折射率比b的大
B．a的频率比b的大
C．a的波长比b的大
D．若b光能使某种金属发生光电效应，则a光也能使这种金属发生光电效应
5．如图甲所示，天文学家发现天王星的外围空间存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，天文学家对其做了精确的观测，发现环状物质绕行星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图乙所示（图中、均为已知值）。已知天王星的半径为R，环状物质的宽度为d，引力常量为G，以下说法正确的是（ ）
A．环状物质是天王星的组成部分
B．天王星的自转周期为
C．该行星的质量为
D．天王星的第一宇宙速度等于
6．如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0
B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2
C．圆盘转动的角速度为2rad/s
D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗
7．如图所示在场强为E的匀强电场中有一带电绝缘物体P处于水平面上。已知P的质量为m、带电量为+q，其所受阻力与时间的关系为。时物体P由静止开始运动直至速度再次为零的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．物体达到最大速度的时间
B．物体达到的最大速度为
C．全过程中，物体所受电场力的冲量为
D．全过程中，物体的阻力f的冲量为
8．如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面体固定在水平地面上，底端附近垂直斜面固定一挡板，小物块甲、乙用轻弹簧拴接后置于斜面上，甲的质量为m。初始静止时，弹簧压缩量为d。某时刻在甲上施加一沿斜面向上的恒力，当弹簧第一次恢复原长时将恒力撤去，甲到最高点时乙刚要离开挡板。已知甲物体做简谐振动的周期为T，弹簧的弹性势能为E，，其中k为劲度系数（k未知），x为形变量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度以内。则（ ）
A．小物块乙的质量为2m
B．甲运动到最低点时的加速大小为2g
C．从撤去外力到甲运动到最高点的时间为
D．弹簧的最大弹性势能为
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。选对但不全者得2分）
9．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，M、N是波传播方向上的两个质点，此时波恰好传到处，质点M的位移。已知质点N的平衡位置的横坐标为，波传播的速度，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为2s
B．质点M的平衡位置的横坐标为3.5m
C．时刻质点M处于波谷处
D．质点N的振动方程为
10．如图所示，在坐标系xOy中，弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧，，，D点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后，D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是（ ）
A．
B．B点与C点场强相同
C．圆弧BDC上的各点中，D点的电势最低
D．电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小
11．2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动时传感器记录的压力一时间（F-t）图像片段。运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．演员在a到b过程中先超重后失重
B．演员在b时刻速度最大，速度大小为8m/s
C．从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功等于1280J
D．从a时刻到b时刻，演员受到合力的冲量大小为320N·s
12．如图所示，足够长、光滑、电阻不计的金属导轨PQ、MN水平平行放置在绝缘水平面上，左端接有一定值电阻R，在垂直导轨分界线ab、cd间有竖直向下的匀强磁场，在分界线cd、ef右侧区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，且。一金属棒以初速度进入磁场，经过cd、ef处时的速度分别为，，金属棒从ab至cd过程，回路产生的焦耳热为，通过电阻R的电荷量为，金属棒位移为，经历的时间为；金属棒从cd至ef过程，回路产生的焦耳热为，通过电阻R的电荷量为，金属棒的位移为，经历的时间为。金属棒始终与导轨垂直，则（ ）
A．B．C．D．
第II卷（非选择题，共60分）
二、非选择题（本题共6小题，共60分）
13．（6分）某实验小组设计了如下图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。
他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。
（1）图线__________（选填“A”或“B”）是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的；
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量__________kg；
（3）滑块和轨道间的动摩擦因数__________．（取重力加速度）
14．（8分）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲所示，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）游标卡尺测量出涂层的长度为，宽度为。
（2）图乙为一简易的多用电表内部电路图，已知多用表内部电池电动势，当选择开关Q拨到挡位1时测量的电流量程。
（3）将多用电表开关Q拨到挡位2并进行欧姆调零。测量该材料的电阻值，此时灵敏电流计指针恰好半偏，则该材料的电阻值为__________。
（4）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
A．电源E（电动势为3V、内阻约为）
B．电压表V（量程1.0V、内阻）
C．电流表（量程0.06A、内阻），电流表（量程6A、内阻）
D．滑动变阻器（阻值），滑动变阻器（阻值）
E．定值电阻（阻值）
F．导线若干，开关一只
（5）滑动变阻器R应选__________（选填“”或“”），
（6）选择合适的仪器完成图丙实验电路。
（7）经测量，电压表示数为，电流表示数为，则该涂层总厚度为__________m（结果保留2位有效数字）。
15．（7分）科学探究小组探究充气床垫压强变化情况，已知充气床垫铭牌标识为：容积，安全气压范围：2.0~2.5atm。一段时间后，发现充气床垫压强降到1.5atm。用小型气泵充气，小型气泵每秒钟注入4L压强为的空气。忽略充气床垫容积的变化。为使气压达到标准要求的范围，求气泵工作的时间范围。
16．（9分）如图为一“永动机”玩具的模型，abcd是一组光滑细金属双轨，轨道间距为，bc段水平。按下一个隐蔽开关后，把质量的钢球从软木盘中心洞口O无初速释放，钢球便沿轨道运动至d点斜向上飞出，速度与水平方向成53°角．之后恰好落到洞口O点附近的G点，接着在洞口附近来回运动一段时间后，再次从洞口无初速落下，此后不断重复以上过程。不计空气阻力，，。
（1）已知钢球直径，求钢球在bc段上滚动时，每条轨道对钢球的支持力F：
（2）若将钢球视作质点，Gd处在同一高度，水平距离，求钢球从d点飞出后能上升的最大高度h；
（3）要使钢球能“永动”，求小球每运动一圈，玩具中隐蔽的加速装置需对小球做的功W。
17．（14分）如图，在空间直角坐标系中存在指向z轴负方向的匀强磁场，磁感应强度为B，与z轴平行的挡板与x轴交于M（L，0，0），与y轴交于N（0，L，0），挡板在空间内向四周无限延伸，一带电量为+q、质量为m的粒子从P（0，0，L）以一定的初速度向x轴正方向进入磁场，恰好垂直击中挡板，粒子每次与挡板碰撞，垂直于挡板方向的速度反向，平行于挡板方向的速度保持不变，粒子重力忽略不计。
（1）求粒子初速度的大小；
（2）若在空间中施加沿z轴负方向的匀强电场，恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在xOy平面，求匀强电场E的大小，并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标；
（3）在（2）的条件下，求粒子第n次与挡板碰撞的坐标。
18．（16分）如图所示，光滑轨道ABC由竖直段AB、半径为R的圆弧形轨道BC组成，末端C处切线水平。紧邻C右端依次为水平粗糙的传送带甲、乙和水平粗糙的地面，均与C点等高；传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止状态，其中木板长度与乙两端DE等长，均为kR（k未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙。现有一物块从轨道上的P处静止释放，经C点进入传送带甲，于D处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束瞬间，传送带乙启动并以木板被碰后的速度顺时针匀速转动，最终木板运动2kR的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。
已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差，物块、木板质量均为m，重力加速度为g，忽略物块和传送带轮子的尺寸。已知简谐运动的周期公式，其中为回复力系数。，求：
（1）物块即将滑出轨道末端C时，对C处的作用力F；
（2）若传送带甲因传送物块多消耗的电能为W，甲和物块间的摩擦生热为Q，求的数值大小；
（3）k的大小；
（4）木板的运动时间t。
山东省实验中学2024届高三第二次模拟考试
物理答案
2024．05
1．B2．A3．A4．C5．C6．B7．B8．D9．AC10．ACD11．AD12．AC
13．（6分）（1）A（2）0.5（3）0.2
14．（8分）（3）50（5）（6）（7）
15．（7分）充气过程：
由题意：
可得
16．（9分）（1）钢球在bc段上时，F与竖直方向夹角满足.
竖直方向平衡可得
解得
（2）Gd间为斜抛运动，水平方向：
竖直方向有
联立解得，，
（3）每次补偿的能量为
17.（14分）（1）粒子在与xOy平面平行的平面内做匀速圆周运动，半径
由
得
（2）在与z轴垂直方向，发生第二次碰撞，经历时间为
粒子在磁场中匀速圆周运动的周期
在沿z轴方向，粒子做匀加速直线运动，由
根据牛顿第二定律
联立得
粒子横坐标
横坐标
纵坐标
粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标为
（3）在轴方向
在轴方向，
在轴方向，粒子做匀加速直线运动，
粒子第次与挡板碰撞的坐标为
，
18.（16分）（1）物块由至有得
处由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律，物块对处的作用力大小为、方向竖直向下。
（2）由题意物块进入甲传送带时，
①假设物块一直匀加速到，设加速度为，末速度为，
对物块，
对传送带
联立求解得
说明物块在甲上先加速，后以匀速；
（2）设物块匀加速时间为
解得
（3）碰撞后木板的速度大小为，对木板此后运动的动力学分析结果
①木板位移：合力为0，木板匀速；
②木板位移：合力为
则木板做变减速，合力随位移均匀增加；
③木板位移：合力
合力恒定、匀减速至静止；
对木板，全程由动能定理
解得
（4）①木板位移过程匀速，时间
（2）木板位移过程简谐运动，时恰为平衡位置
由可得回复力系数
简谐运动的周期为
设此简谐运动的振幅为，满足
可得
故
（3）木板位移过程以加速度匀减速，
由可得，
故总时间为