2024届山东省济南一中等齐鲁名校大联考高三下学期第三次学业质量联合检测物理试题（解析版）

这是一份2024届山东省济南一中等齐鲁名校大联考高三下学期第三次学业质量联合检测物理试题（解析版），共14页。

物理试题（解析版）
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. 锶 90具有放射性，其半衰期为 28.5 天，衰变方程为 3890Sr→3990Y+-10e。锶90在生产生活中有很多用途，深空探测卫星利用其衰变产生的能量可以在极端环境下正常工作。关于锶90，下列说法正确的是
A.8个30Sr核经过57 天可能还剩3个未衰变
B. 锶90衰变时原子的核外电子会减少一个
C. Sr核的质量与其衰变产生的Y 核的质量相等
D. Sr核的质量与其衰变产生的Y核和-e的总质量相等
2.如图所示，把一个上表面水平、下表面是半径很大的球面的凸透镜放在一块平面玻璃板上，凸透镜的上表面与玻璃板平行，让单色光从上方垂直于凸透镜的上表面射入，从上往下看凸透镜，看到的干涉图样应为
3. 一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比。某密闭容器内的理想气体自状态 A 变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的 p-V 图像如图中的实线所示，已知这些气体在状态 A 时的内能为U₀，下列说法正确的是
A. 自状态 A 至状态B，气体的温度不变
B.气体在状态 B 时的内能为3U₀
C. 自状态 A 至状态 B，气体吸收的热量为8U₀+4p₀V₀
D. 自状态 至状态 B，再至状态C，气体吸收的热量比放出的热量多2U。
4.导光管照明系统可以把太阳光或自然光传输到需要照明的地方，该系统主要由采光区、传输区和漫射区三部分组成，传输区为透明材料制成的实心传输通道。某导光管照明系统的直角传输区截面如图所示，截面内采光区采集的光垂直于 AD边进入传输区，经传输后在 BC 边垂直进入漫射区。已知 ∠A=53°,sin53° =45,cs53∘=35。 要使截面内传输的光不能从侧壁射出，则传输区的折射率最小为
A.53 B.54 C.43 D.2
5.在如图所示的电路中，开关S闭合，理想变压器的输入电压 U=Uₘsinωt,原线圈匝数为 n₁，副线圈匝数为n₂，定值电阻 RI、R₂、R₃的阻值均为 R。在变压器的闭合铁芯上还绕有一匝线圈，该线圈接理想交流电压表，电压表的示数为 U₀。下列说法正确的是
A.Um=2U0
B.电阻 R₂的功率为 n22U02R
C. 原线圈中的电流为 2n22U03n1R
D. 若仅断开开关S，则电压表的示数变为 34U0
6.如图甲所示，光滑的绝缘水平桌面上静止着一松软的不可伸长的带电绳，总电荷量为 qq0),绳上的电荷和绳的质量都均匀分布，绳的两端分别固定在 M、N 两点的绝缘钉上，绳 NP 段的长度为总长度的 14。若在空间中加上垂直于 M、N 连线且与桌面平行的匀强电场，电场强度大小为 E，带电绳静止时如图乙所示，此时绳上 P点的搅力大小为 134qE,则此时处于 M 点的绝缘钉受到的绳的拉力大小为
A.qE4 B.qE2 C.134qE D. qE
7. 如图所示，在中学生篮球赛中，某同学某次投篮出手点距水平地面的高度。 h=1.8m,，距竖直篮板的水平距离 x₀=3m； 篮球出手后的初速度大小； v₀=10m/s,方向斜向上与水平方向的夹角为 53°。篮球与篮板的摩擦不计，空气阻力不计；篮球自出手至落地仅与篮板发生了碰撞(碰撞时间极短)，且碰撞时无机械能损失；篮球可视为质点，运动轨迹所在竖直面与篮板垂直，取 g=10m/s²,sin53°=0.8,cs53°=0.6。则篮球的落地点与出手点的水平距离为
D.78m
8.某快递公司用无人驾驶小车在平直的道路上转运货物，该小车自静止开始加速到一定速度后匀速衍驶，快接近终点时关闭发动机减速行驶。已知关闭发动机前小车的输出功率不变.整个运动过程受到的阻力不变，减速阶段的加速度大小恒为a；小车后轮半径是前轮半径的2倍，匀速行驶阶段后轮的转速为 n。则小车在加速阶段的加速度大小为2a时前轮的转速为
A.π/2 B.23n C.32n D.2n
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. 截至2024 年2月10日，“天问一号”火星环绕器已“上岗”工作三周年。已知火星与地球的质量之比约为1：9，半径之比约为 1：2，公转半径之比约为 3：2， 自转周期之比约为1：1，行星的公转视为匀速圆周运动。下列说法正确的是
A. 火星同步卫星的轨道半径约为地球同步卫星轨道半径的 13
B.同一单摆在火星表面的摆动周期约为在地球表面摆动周期的1.5 倍
C. 火星的公转周期约为 964年
D. 火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 23
10. 如图所示，MN 和 PQ 为相互垂直的同一圆上的两条直径，长度均为 L，O 点为该圆的圆心。在 M 点和O 点各固定一点电荷，处于O 点的点电荷的电荷量为-q(q>0)，它们形成的电场在 N 点处的电场强度为0，已知静电力常量为k，下列说法正确的是
A. 处于 M 点的点电荷的电荷量为+4q
B.使另一负电荷沿 MN 延长线从 N 点向右移动，其电势能逐渐增大
C. N 点的电势比 P 点的电势高
D. P 点处的电场强度大小为 45-22kq12
11 如图甲所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，两质点 O、M 平衡位置间的距离为2m，此时质点 M偏离平衡位置的位移为 103cm,如图乙所示为质点 O 相对平衡位置的位移y随时间t的变化关系。下列说法正确的是
A. 图甲中的波沿x轴负方向传播
B. 该简谐横波的传播速度大小为 2m/s
C. 质点 M 的振动方程为 y=20sin2π3t+π3cm
D.0~7.0s时间内,质点 M 通过的路程为( 5603cm
12. 如图甲所示，光滑且足够长的固定斜面与水平面的夹角为 30°,斜面上两平行水平虚线MN 和PQ 之间有垂直于斜面向下的匀强磁场； PQ 以下区域有垂直于斜面向上的匀强磁场，PQ 两侧匀强磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框 abcd 四条边的阻值相答， t=0时刻将处于斜面上的导线框由静止释放，开始释放时 ab边恰好与虚线 MN 重合，之后导线框的运动方向始终垂直于两虚线，其运动的 v-t 图像如图乙所示，t₁~t₂时间内导线框的速度大小为 v₀，重力加速度为 g，下列说法正确的是
A.0~t₁时间内，导线框的ab边一定没有经过虚线PQ
B.t₃-t₄时间内，导线框的速度大小为 v02
C.t₅-t6时间内，导线框a、c两点间的电势差为0
D. t₂~t₃时间内，导线框的位移大小为 v04t3-t2+3v028g
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)某同学用如图所示的装置测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数，质量为 M(含遮光条) 的滑块和质量为 m的重物通过跨过定滑轮的细绳相连，滑块左上角固定的遮光条的宽度为d，桌面上滑块运动路径的前方固定有光电门，计算机记录的遮光条通过光电门的遮光时间用Δt表示，重力加速度为g。
(1)滑块开始释放时，遮光条的中心与光电门中心之间的距离用x 表示，改变 x 进行多次实验，画出的 1Δt2-x 图像为一条过原点的直线，其斜率为 k，则滑块运动的加速度大小为 。(用k、d 表示)
(2)滑块与桌面间的动摩擦因数μ= 。(用k、d、g、M、m表示)
(3) 下列哪些因素会造成测量误差 。(填正确答案标号)
A. 实验中没有补偿阻力
B.不满足m≪M
C. 遮光条的宽度 d 太大
D. 滑轮和滑块之间的细绳与桌面不平行
14.(8分)实验小组要测量某未知型号的锰铜合金的电阻率，他们找来一根用该材料制成的长为 L 的导体棒。主要实验步骤如下：
(1) 他们首先用多用电表测量该导体棒的电阻，测量时多用电表面板显示如图甲所示。
该小组同学认为读数误差较大，他们又断开电路重新选择欧姆挡进行测量。请在下列实验步骤中选择正确的操作并按正确的顺序进行排序 。(填写步骤前的字母代号)
A. 使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最左侧刻线
B.使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右侧刻线
C. 断开电路，将选择开关调至“OFF”挡
D. 使两表笔接触导体棒两端进行测量读数
E. 将选择开关调至“×1”挡
F. 将选择开关调至“×100”挡
(2)为更精确地测量该导体棒的电阻，他们用实验室提供的下列器材再次进行测量：
待测导体棒 R₁；
电压表 V (量程为0~15 V,内阻约为 10kΩ);
电流表 A₁(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
电流表 A₂(量程为0~1.0A,内阻约为0.1Ω);
电流表 A₃(量程为0~3.0A,内阻约为0.05Ω);
滑动变阻器 R₂(总阻值为 15Ω);
电池组 E(电动势为20V，内阻不计)；
开关、导线若干。
请在如图乙所示的虚线框中将最优实验电路图补充完整，并标明所选器材的字母代号。
(3)他们用游标卡尺测量该导体棒的直径d，所用游标卡尺由于多次不规范使用，测量长度为0时主尺的零刻线与游标尺的零刻线不对齐，如图丙所示。测量该导体棒直径时显示的刻度如图丁所示，则导体棒的直径d= mm。
(4) 电压表 V 的示数用 U 表示，电流表 A₁的示数用I₁表示，电流表 A₂的示数用 I₂表示，电流表 A₃的示数用I₃表示，则该电阻材料的电阻率 ρ=(选用L、d、U、I₁、I₂、I₃中的字母表示),由于电路的系统误差，用此表达式得出的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”) 真实值。
15.(8分) 热水瓶里装上适量的热水后扣上瓶塞，刚开始可以很容易地打开瓶塞，经过一段时间的降温后再打开瓶塞会稍费些力。如图所示的热水瓶容积为V，装上其容积一半的刚烧开的水后扣上瓶塞，刚开始时瓶中上方气体的温度为 97°C,压强与外界大气压强相同。已知瓶塞的质量为 m，瓶塞上表面的面积为 2S，瓶口的面积为 S，大气压强为 p₀，重力加速度为g，周围环境温度恒为 27°C,，热水瓶扣着瓶塞时封闭气体物质的量及体积均视为不变，热力学温度 T=t+273K，，不计瓶塞与瓶口之间的摩擦。
(1) 热水瓶内外达到热平衡后再打开瓶塞，求至少需要多大的力；
(2)热水瓶内外达到热平衡后再打开瓶塞，求外部多少体积的空气会进入热水瓶。
16.(8分)如图所示，工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片，他将两根完全一样的直杆平行固定在房檐和地面之间当成轨道，瓦片沿轨道滑动时，其垂直于直杆的截面外侧为半径为0.1m的圆弧。已知两直杆之间的距离为 210m,房檐距地面的高度为 4m，两直杆在房檐和地面之间的长度 L=8m,忽略直杆的粗细，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在轨道顶端，只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于μ(未知)时，瓦片才能开始沿轨道下滑，取 g=10m/s²。
(1) 求μ₀;
(2)若直杆自上端开始在长度 L₁=1.8m的范围内与瓦片间的动摩擦因数为 μ02,，其余部分为μ₀，忽略瓦片沿着轨道方向的长度，工人师傅每隔0.5s将一瓦片无初速度地放置在轨道顶端，求第一片瓦片落地后的某一时刻轨道上瓦片的个数。
17.(14分)如图所示，平行板电容器两极板 M、N 均垂直于纸面水平放置，它们之间有垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，其中磁场的磁感应强度大小为 B；在电容器右侧竖直虚线 P、Q 之间有竖直向上的匀强电场，电场强度大小与电容器中的电场强度大小相等；图中虚线圆区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小未知； 竖直虚线 T 右侧有范围足够大的匀强电场和匀强磁场，方向均水平向左，其中磁场的磁感应强度大小也为 B。在纸面内有大量比荷相等的正、负带电粒子，均以大小为v的速度水平向右匀速通过电容器，最上端的粒子紧贴 M 板通过，最下端的粒子紧贴 N 板通过，粒子经过虚线 Q 时正、负粒子刚好分为不重叠的两部分，之后所有正粒子均通过虚线圆区域，他们的轨迹在虚线圆边界 S 点相交。其中沿虚线圆半径背离圆心的粒子离开 S 点后经过 S点进入虚线 T 右侧区域，之后还能再一次回到S点。已知电容器两极板间的距离、虚线圆的直径均为 L，虚线 P、Q 之间的距离为 55,不计粒子的重力和粒子间的相互作用，忽略电容器极板的边缘效应。求：
(1) 电容器两极板间的电势差大小；
(2) 这些粒子的比荷；
(3) 虚线圆区域内磁场的磁感应强度大小；
(4) 虚线 T 右侧区域匀强电场的电场强度大小。
18.(16 分)如图甲所示，长木板 C 静止在光滑水平地面上，其右上端有固定的挡板，可视为质点的小物体 A 和B 紧靠在一起静止在长木板C 上，小物体 A 和 B 之间夹有少量火药。某时刻点燃火药，火药瞬间燃爆后A 获得的速度大小为v，若长木板 C 固定，A 和B 会同时停在C 的最左端。已知小物体 A 的质量为2m，小物体 B 的质量为m，长木板C 的质量为3m，A、C 之间的动摩擦因数为μ₀，B、C之间的动摩擦因数为2μ。，重力加速度为g，不计火药的质量和燃爆时间，不计 B 和挡板的碰撞时间，B 和挡板碰撞时无机械能损失。
(1) 若点燃火药释放的能量全部转化为 A 和B 的机械能，求点燃火药释放的能量；
(2) 求长木板 C 的长度;
(3)若长木板不固定，求整个过程A、C 之间由于摩擦产生的内能和B、C 之间由于摩擦产生的内能；
(4)若长木板不固定，将B碰撞挡板时作为t=0时刻， 自该时刻开始A 的位移大小用x₁表示，B 的位移大小用x₂表示，C 的位移大小用x₃表示，设 y=2x₁+x₂+3x3,，在图乙中画出 y 随时间t变化的图像，并标明 t= νμ0q时的y值。