山东省2024届高三适应性联考物理模拟试题（一模）（含答案）

这是一份山东省2024届高三适应性联考物理模拟试题（一模）（含答案），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后，有时要把米粒和糠秕分离。如图所示劳动情景，假设在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠秕落到地面不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同
B．从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠秕的运动时间
C．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力冲量大小相同
D．落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率
2．在2023年杭州第19届亚运会上，亚运会女子10米跳台决赛，全红婵凭借最后一轮94.40的分数，逆转队友陈芋汐再次回到榜首，以2.55分的微弱优势夺得金牌。假设把运动员的空中运动简化为自由落体运动，把此过程视为过程I，进入水池直到速度为零的过程视为过程II，已知人的质量为，跳台高度为，重力加速度为，运动员视为质点。以下说法正确的是（ ）
A．整个过程运动员的机械能守恒
B．过程II中运动员所受合力的冲量大于过程I中运动员所受合力的冲量
C．整个过程重力所做的功大于克服水的阻力所做的功
D．若从进入水池到速度为零总共经过的时间为，则受到水的平均作用力约为
3．2023年诺贝尔物理学奖授予三位物理科学家，表彰他们对于超快激光和阿秒物理科学的开创性工作。阿秒激光脉冲(1阿秒秒)是目前人们所能控制的最短时间过程，可用来测量原子内绕核运动电子的动态行为等超快物理现象。其应用类似于频闪照相机，下面三幅图是同一小球，在同一地点，用同一频闪照相仪得到的运动照片，下列说法正确的是（ ）
A．三种运动过程中，小球的加速度逐渐增大
B．前两种运动小球处于完全失重状态，而斜上抛运动的小球上升过程处于超重状态
C．三种运动过程中，相等时间内小球速度变化量相同
D．三种运动过程中，相等时间内小球在竖直方向上位移相同
4．某创新实验小组制作一个半径为的圆盘，将3个相同的弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一端固定打结，结点恰好在圆心处，如图所示，已知弹簧（质量不计）的自然长度均为，弹簧的劲度系数。将圆盘水平放置，在结点处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了，则矿泉水受到的重力大小为（ ）
A． B． C． D．
5．抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在600年。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线向左移动时，细线的拉力将增大
B．沿虚线向上移动时，细线的拉力将减小
C．沿虚线斜向上移动时，细线的拉力将增大
D．沿虚线向右移动时，空竹所受的合力将增大
6．质量为的物体在未知星球的表面以的初动能斜向上抛出，经过一段时间落到星球同一水平面上，整个过程物体到抛出点的最大高度为，物体从抛出到最高点的过程中，物体的动能与物体到星球表面的高度的图像如图所示，已知该星球半径，忽略一切阻力，，则下列说法正确的是（ ）
A．抛出时物体的初速度与水平方向的夹角为
B．从抛出到回到星球表面所需时间为
C．星球表面的重力加速度大小为
D．该星球的第一宇宙速度大小为
7．北京冬奥会后，冰雪运动越来越受人们关注，滑雪机也逐渐走进大众生活。滑雪机是利用电机带动雪毯向上运动，雪毯的质感完全仿真滑雪场的平坦硬雪，滑雪者相对雪毯向下滑行，以达到学习和锻炼的目的，并且通过调整雪毯的速度或坡度，还可以模拟在滑雪场以各种速度在各种坡度的雪道滑行，如图为一小型滑雪机展品。已知某滑雪机坡道长，倾角，在某次训练中。一开始雪毯静止未开启，一质量(含装备)的滑雪者没有做任何助力动作，恰能够沿雪毯匀速下滑。现开启雪毯，使雪毯始终以速度向下运动，滑雪者没有做任何助力动作，从坡道顶端由静止滑到底端，关于该过程下列说法正确的是(已知重力加速度，不计空气阻力）（ ）
A．滑雪板与滑雪毯间的动摩擦因数为0.5
B．滑雪者从坡道顶端由静止滑到底端所需时间为
C．整个下滑过程滑雪板与雪毯之间由于摩擦而产生热量为
D．整个过程中摩擦力对滑雪板一直做正功
8．星闪技术是新一代近距离无线连接技术，具有更低功耗、更快速度、更低时延等优势，将为智能手机、智能汽车等场景带来体验变革。智能手机通过星闪连接进行数据交换，已经配对过的两款手机，当距离小于某一直时，会自动连接；一旦超过该值时，星闪信号便会立即中断，无法正常通讯。如图所示，甲、乙两位同学在两条平行的直跑道进行测试，跑道间距离。已知星闪设备在以内时能够实现通信。时刻，甲、乙两人刚好位于图示位置，此时甲同学的速度为，乙同学的速度为。从该时刻起甲同学以的加速度做匀减速直线运动直至停下，乙同学保持原有速度做匀速直线运动。（忽略信号传递时间），从计时起，甲、乙两人能利用星闪通信的时间为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，真空中的正三棱柱，在点固定一个电荷量为的点电荷，点固定一个电荷量为的点电荷，已知，静电力常量为，选取无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（ ）
A．将一负试探电荷从点移到点，其电势能一直增大
B．将一正试探电荷沿直线从点移到点，电场力做正功
C．两点的电势差大于两点的电势差
D．点的电场强度大小为
10．某兴趣小组利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度随时间变化的关系，如图所示，为当地的重力加速度，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．释放时，手机离地面的高度为
B．时刻手机速度最大
C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D．0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等
11．如图1，在矩形区域中有平行于方向的匀强电场，电场强度为，一电荷量为，质量为带电粒子以的初速度从点沿方向进入匀强电场，刚好从点射出。。现保持电场强度的大小不变，使匀强电场的方向按图2做周期性变化。使带电粒子仍以的初速度从点沿方向进入，粒子刚好能从边界平行方向射出。不计粒子重力，取图1中方向为电场正方向。则下列说法正确的是（ ）

图1 图2
A．电场强度大小为
B．电场强度大小为
C．电场变化的周期可能为
D．电场变化的周期可能为
12．如图所示，质量为的长木板置于光滑水平地面上，质量为的小物块(可视为质点)放在长木板的右端，在木板右侧固定着一个竖直弹性挡板，挡板的下沿略高于木板。现使木板和物块以的速度一起向右匀速运动，物块与挡板发生弹性碰撞。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板足够长，重力加速度．，则下列说法正确的是（ ）
A．物块与挡板第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间为
B．物块与挡板第二次碰撞过程，挡板对物块的冲量大小为
C．物块与挡板第次碰撞前的速度大小为
D．若整个过程中物块不会从长木板上滑落，长木板的最小长度为
二、非选择题（本大题共6小题）
13．阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，某物理兴趣小组现用来验证牛顿第二定律，如图所示，已知重力加速度为。
(1)实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为(的含挡光片，的含挂钩)的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出 (填“的上表面”“的下表面”或“遮光片中心”)到光电门中心的竖直距离；
②在的下端挂上质量为的物块，让系统(重物以及物块)由静止开始运动，光电门记录挡光片遮光的时间为；
③为了验证牛顿第二定律，还需要测量的物理量有 ；
A．遮光片的宽度 B．重物的厚度
(2)满足的关系式 ，即可验证牛顿第二定律。
(3)不断增大物块的质量，重物的加速度也将不断增大，不断增大时，会趋近于一个恒量，该恒量为 。
14．心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。现用图甲所示电路观察心脏除颤器中电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。

图甲 图乙
(1)在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向 （选填“相同”或“相反”）；
(2)图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积 （选填“>”、“<”或“=”)；
(3)已知，则该电容器的电容值为 F；(保留两位有效数字)
(4)由甲、乙两图可判断阻值 (选填“>”或“<”)。
15．2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，返回舱在距离地表约的高度打开降落伞，速度减至后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，取。
(1)反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小；
(2)若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的平均推力大小为，喷出气体的密度为，4台发动机喷气口的直径均为，喷出气体的重力忽略不计，喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。求喷出气体的速度大小。
16．华为Mate60Pr通过中国自主研制的天通一号卫星通信系统实现了卫星电话功能，天通一号卫星是地球同步卫星。天通一号卫星发射首先利用火箭将卫星运载至地球附近圆形轨道1，通过多次变轨最终进入地球同步轨道3。其变轨简化示意图如图所示，轨道1离地面高度为。已知天通一号卫星质量为，地球自转周期为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，为地球中心，引力常量为。如果规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为，其中(未知)为地球质量，为物体质量，为物体到地心距离。求：
(1)“天通一号”卫星在轨道1的运行周期；
(2)假设在变轨点和通过两次发动机加速，“天通一号”卫星正好进入地球同步轨道3，则发动机至少做多少功?
17．如图所示的装置由加速器、辐向电场和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距的相同平行金属板构成，极板长度为、间距为，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反。如图所示，一比荷为的带正电粒子由静止经加速电压加速后，垂直进入辐向电场(电场强度方向指向圆心)，沿着半径为的圆弧虚线(等势线)运动，之后水平射入偏转电压为的平移器，最终离开时打在光屏上的点。不同区域内电场互不影响，不计粒子的重力。求：
(1)粒子射出加速器时的速度大小；
(2)圆弧虚线处电场强度大小；
(3)粒子从进入平移器到打在点，求竖直总位移。
18．如图所示，左侧为固定在水平地面上足够大、表面光滑、倾角为的斜面体，长的细绳一端固定在斜面体上点，另一端悬挂一质量的小球，小球静止在斜面体底部点，细绳中点处紧靠细绳右侧有一颗钉子(图中未画出)。在水平地面点处静置着质量的物块和质量的物块，二者间压缩着一轻质弹簧并锁定(物块与弹簧不连接)，物块可视为质点。距处足够远处停放着质量的小车，其上表面段粗糙，与等高，长度；段为半径的光滑圆弧轨道。与地面、小车与地面间的摩擦力忽略不计，与间的动摩擦因数均为。现解除弹簧锁定，物块由静止被弹出(脱离弹簧后立即撤走弹簧)，之后物块滑上小车，而物块与小球发生弹性碰撞，碰后小球在斜面上转一周且细绳始终处于拉直状态，碰到钉子后细绳恰好被拉断。已知细绳能承受的最大拉力。不计物块经过面与斜面体连接点、面与小车连接点时的机械能损失。取，不计空气阻力，
(1)求小球碰后到达最高点时细绳上的拉力大小；
(2)求轻质弹簧锁定时的弹性势能；
(3)求物块冲出小车后离开点的最大高度；
(4)撤去斜面体及其上小球，若弹簧解除锁定后，物块向右滑上小车后能通过点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。
答案
1．【正确答案】D
A、米粒和糠秕的区别是质量不同，由于从同一高度释放，由可知，米粒和糠秕重力做功不同，A错误；BC、空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由可知，运动时间相同，B错。由可知，重力对米粒冲量大于重力对糠秕冲量，C错；D、空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由可知，落地时竖直方向的速度大小相同，而，由于米粒质量大，落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率，D正确。
2．【正确答案】D
A.过程II中，运动员所受外力除了重力还有阻力，其机械能不守恒，A错误；整个过程冲量为零，过程II中运动员所受合力的冲量大小等于过程I中运动员所受合力的冲量大小，方向相反，B错误；C.重力做正功，阻力做负功，根据动能定理可知即。故C错误。D.运动员落入水面前的瞬间速度为，规定竖直向上为正方向，由动量定理得，代入数据解得，D正确。
3．【正确答案】C
AB.三种运动小球均只受重力，小球处于完全失重状态，且加速度为重力加速度，保持不变，A、B错误；C.平抛运动和斜抛运动水平方向分运动是匀速直线运动，水平分速度不变，只是竖直分速度变化，根据可知，在相等时间内速度变化量相同，C正确；D.自由落体运动和平抛运动，相等时间内在竖直方向上的位移相同，但斜上抛运动与前两种运动相等时间内位移不同，D错误。
4．【正确答案】C
如图所示
由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为，每根弹簧的伸长量均为，每根弹簧的弹力小均为，根据竖直方向受力平衡可得文具盒受到的重力大小。
5．【正确答案】C
A.空竹受力如图所示：
由平衡条件有，若设绳长为，由几何关系可知，当右手沿虚线缓慢向左移动时，减小，减小，增大，将减小，A错误；B.当沿虚线向上移动时，不变，不变，不变，不变，B错误；C.当沿虚线斜向上移动时，增大，增大，减小，将增大，C正确。D.缓慢移动空竹时，其合力大小始终为零，D错。故选C。
6．【正确答案】D
根据动能定义式：抛出时，可得抛出时物体的速度
最高点时，水平方向分速度，可得，可见故A错。根据动能定理：，当时，，可知。竖直方向分速度，根据，从抛出到回到星球表面所需时间为，B、C错。根据可得，D正确。
7．【正确答案】C
设雪毯静止时，滑雪者匀速下滑，可知：得，A错。开启雪毯，滑雪者从静止加速下滑时，有，可得，达到与雪毯共速所需时间，这内雪毛的位移，滑雪者运动位移，二者相对滑动的位移，之后二者相对静止一起匀速下滑，到达底端还需时间，总共用时，B错。在相对滑动过程中因摩擦生热，C正确。从开始下滑的内，滑动摩擦力对滑雪者做正功，内静摩擦力对滑雪者做负功，D错。
8．【正确答案】D
假设经过，两人的速度相等，此时相距最远，解得。此时两人在前进方向上的最大距离为。根据几何知识可知，当甲在乙前方且直线距离为时，由勾股定理可推断二者位移关系有，根据运动学公式有，，解得。当时，二者直线距离小于；当时，二者直线距离大于。时，甲车的速度为。之后，甲、乙两人的距离不断减小，且甲能够继续行驶的距离为。根据几何关系可知，从开始到乙运动至甲前方的过程中，二者直线距离小于，这段过程经历的时间为，所以甲、乙两人能利用星闪通信的时间为，选D。
9．【正确答案】AD
A.一负试探电荷从点移到点，电场力做负功，电势能增加，A正确。因为点和点在等量异种电荷的中垂面上，中垂面为零等势面，电荷沿直线从点移到点，电场力不做功，选项B错误。点和点关于等量异种电荷的中垂面对称，两点的电势差等于两点的电势差，C错误。根据场强叠加原理，如图所示，场强大小为，D正确。
10．【正确答案】AD
A.由图可知，时刻手机开始接触地面，则内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为故A正确；B.手机接触地面时，先向下做加速度减小的变加速运动，可知手机速度最大时，加速度为0，根据图像可知，手机速度最大的时刻在与两时刻之间，B错误；C.由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得可得，手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，C错误；D.由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则时间内手机的速度变化量为零，根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，D正确。
11．【正确答案】BD
AB.对粒子分析，粒子沿MN方向做匀速直线运动，电场力方向匀加速直线运动求得所以A错误，B正确；CD.当场强方向周期性变化时，沿电场方向先做初速度为0的匀加速后再做匀减速到0的直线运动，此过程重复次，取正整数，根据，解得，C错误，D正确。故选BD。
12．【正确答案】BCD
A.小物块第一次与挡板碰撞后，先向左匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有解得加速度大小。小物块第一次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得，解得。小物块与木板共速时的位移和所用时间分别为，小物块和木板一起向右匀速运动的时间为，木板与墙壁第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间为，A错。BC.小物块第一次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得，解得。小物块第二次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得，解得，以此类推可得。物块与挡板第二次碰撞前速度大小为，碰后原速率反弹，规定水平向左为正方向，对物块应用动量定理，可得，可见B、C正确。D.木板在与小物块发生相对滑动过程时，一直相对向右做匀减速运动，最终两个物体全部静止，根据能量守恒定律得，解得，D正确。
13．【正确答案】(1)①遮光片中心 ③A (2) (3)
(1)光电门可以测出重物的瞬时速度，为验证机械能守恒，还需测量重物上升的高度，即遮光片中心到光电门中心的竖直距离。重物的瞬时速度为，可知要得到重物的瞬时速度，还需测量的物理量是遮光片的宽度。故选A。
(2)根据牛顿第二定律可得，整理得，由运动学公式联立可得.
(3)根据不断增大时，式子的分母趋近于1，则会趋于。
14．【正确答案】(1)相反 (2)= (3) (4)<
（1）由图甲可知，电容器充电时，通过电阻的电流方向向左，放电时通过的电流方向向右，在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向相反；
(2)曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积.
(3)由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为.
(4)由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知.
15．【正确答案】(1) (2)
(1)返回舱受到的平均推力为，取竖直向下为正方向，根据动量定理得，解得.
(2)以时间内喷出的气体为研究对象，设喷出气体的速度为，则每台发动机喷出气体的质量为，，根据牛顿第三定律可得，对4台发动机喷出的气体，由动量定理可得，解得.
16．【正确答案】(1) (2)
(1)根据牛顿第二定律有，物体在地球表面时，有，解得.
(2)根据牛顿第二定律有，在轨道1速度，轨道距地面高度为时，空间站的动能为，轨道距地面高度为时，空间站的势能为，地球自转周期为，则，解得，在同步轨道3，动能，势能，发动机做的功等于增加的机械能.
17．【正确答案】(1) (2) (3)
(1)设粒子射出加速器的速度为，粒子的电荷量为，质量为。由动能定理得，其中：，得.
(2)在辐向电场中运动，有，解得.
(3)在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为，加速度的大小，在离开时，竖直分速度，竖直位移，水平位移，粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为。竖直位移：，由题意知，粒子竖直总位移，解得.
18．【正确答案】(1) (2) (3) (4)
(1)滑块与小球发生弹性碰撞，设碰撞后小球速度为，之后与钉子碰前后速度不变，则有，设小球运动到最高点时速度为，绳子拉力为，根据牛顿第二定律有，根据机械能守恒定律得，联立解得.
(2)设滑块与小球发生弹性碰撞前速度为，碰撞后速度为，根据动量守恒定律和能量守恒可得，，解得.设解除锁定后滑块的速度为，根据动量守恒定律有，解得.轻质弹簧锁定时的弹性势能.
(3)对与小车构成的系统，在水平方向，根据动量守恒定律有，
根据能量守恒定律有，解得，之后，物块左斜抛运动，在竖直方向上为竖直上抛运动，根据逆向思维，物块冲出小车后离开点的最大高度，解得.
(4)物块被弹开过程有，，当物块向右滑上小车后恰好到达点与小车共速时，弹簧弹性势能最小，此时，对物块与小车有，，解得.当物块冲上圆弧没有越过点之后又返回点与小车共速时，弹簧弹性势能达到最大值，则弹簧弹开两物块过程有，，当物块冲上圆弧没有越过点之后又返回点与小车共速过程有，，解得.综合上述有 (也给分).