2024届山东省实验中学高三下学期2月调研考试（一模）物理试题

这是一份2024届山东省实验中学高三下学期2月调研考试（一模）物理试题，共14页。试卷主要包含了8J，5cm，86 金属块重心与M点间距离等内容，欢迎下载使用。
说明：本试卷满分100分。试题答案请用2B铅笔和0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。
第I卷（共40分）
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。
1．三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。利用14C衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C衰变方程为，14C的半衰期是5730年，下列说法中正确的是（ ）
A．方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分
B．方程中的X是中子，来源于原子核
C．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响
D．若、、X的质量分别是、、，一个发生衰变释放能量为
2．如图所示，一种户外野炊便携式三脚架，由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。三根杆与竖直方向的夹角均为37°，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（ ）
A．每根轻杆中的弹力大小为
B．三角架所受合力大小为
C．每根杆与地面的摩擦力大小为
D．减小杆与竖直方向夹角时，每根杆受地面的作用力增大
3．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AC边的中点D，入射方向与AC边的夹角为，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a折射到BC边的中点E，单色光b折射到F点，则下列说法中正确的是（ ）
A．若a光是黄光，则b光可能是蓝光
B．若两束光分别通过相同的双缝装置，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
C．入射光线从DC之间且垂直AC边射入，则a光不能从BC边射出
D．用a、b光分别照射同一种金属，若a光能发生光电效应，则b光也一定能发生光电效应
4．如图所示ab端接入电压恒定的正弦交流电，其中电表均为理想电表，变压器为理想变压器，导线电阻不计。将滑动变阻器滑片P向下滑动过程中（ ）
A．两端电压不变B．电流表示数减小
C．电压表示数增大D．消耗的电功率增大
5．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等
B．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
C．能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为
D．同一卫星在高轨道的动能大于在低轨道的动能
6．一倾角为的绝缘光滑斜面处在与斜面平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m，电荷量为的小球，以初速度从N点沿NM边水平射入磁场。已知斜面的高度为h且足够宽，小球始终未脱离斜面。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上做变加速曲线运动
B．小球到达底边的时间为
C．小球到达底边的动能为
D．匀强磁场磁感强度的取值范围
7．如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x，撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图乙所示，表示0到时间内图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小，A在时刻的速度。下列说法正确的是（ ）
A．0到时间内，墙对A、B系统的冲量等于
B．
C．时刻弹簧的形变量最大且
D．时刻运动后，弹簧的最大形变量等于x
8．如图所示，左右两部分间距之比为1：2的光滑水平导轨分别放在大小相等、方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场中。两根质量均为，电阻之比的金属棒垂直静置在水平轨道上。现用水平拉力F=250N作用在CD棒上，使其向右移动0.5m时撤去拉力，此时，在此过程中CD棒产生的热量为30J。设导轨足够长且两棒始终在不同的磁场中运动，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．撤去外力时导体棒AB的速度为8m/s
B．撤去外力F后，棒AB、CD的加速度始终相等
C．运动的全过程中回路产生的焦耳热为73.8J
D．从撤去外力到两棒达到稳定状态，棒AB、CD运动的位移之比为1：2
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．如图所示，真空中有一正方体，在正方体的顶点A、处分别固定一个电荷量相等的正点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A．B点和点的电势相等
B．B点和点的场强相同
C．若有一个质子以某一初速度射入该空间中，可能做匀速圆周运动
D．若有一个电子以某一初速度射入该空间中，可能做匀速圆周运动
10．如图所示，某均匀介质中有两个点波源和，它们沿垂直纸面z方向振动，垂直纸面向外为正方向。其中的振动方程为；的振动方程为。已知波速为20m/s，图中所有介质均已振动，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波可以发生干涉
B．时刻处质点的位移为0
C．时刻处质点的位移为0.2m
D．时刻波源和的加速度相同
11．如图甲所示，一水平放置的内表面光滑对称“V”型二面体，可绕其竖直中心轴在水平面内匀速转动，其二面角为120°，截面图如图乙所示。面ABCD和面CDEF的长和宽均为L=20cm。置于AB中点P的小物体（视为质点）恰好在ABCD面上没有相对滑动，取重力加速度。（ ）
A．“V”型二面体匀速转动的角速度
B．“V理二面体匀速转动的角速度
C．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从二面体上离开的位置距离AB边距离2.5cm
D．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从二面体上离开的位置距离AB边距离5cm
12．如图，一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端距斜面顶端距离为。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面顶端3由静止释放，经时间t弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能表达式为，其中是是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，则下列说法正确的是（ ）
A．物块速度最大时的压缩量为
B．物块的最大动能为
C．物块运动过程中的最大加速度为
D．物块从与弹簧接触到速度为零的时间为
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、实验题（把答案填在答题卡中的横线上，或者按题目要求作答。）
13．（6分）（1）在用单摆测定当地重力加速度的实验中，下列器材和操作最合理的是___________。
A．B．
C．D．
（2）某同学课后想利用身边的器材再做一遍“单摆测量重力加速度”的实验。家里没有合适的摆球，于是他找到了一块外形不规则的小金属块代替小球进行实验。
①如图所示，实验过程中他先将金属块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。
②利用刻度尺测出OM间细线的长度作为摆长，利用手机的秒表功能测出金属块做简谐运动的周期T。
③在测出几组不同摆长对应的周期T的数值后，他作出的图像如图所示。
④根据作出的图像可得重力加速度的测量值为_____________。（取3.14。计算结果保留三位有效数字）
（3）相比于实验室作出的图像，该同学在家做实验的图像明显不过原点，其中横轴截距大小的意义为_____________。
14．（8分）同学们想利用实验室现有的实验器材，按照图中的实验电路测量一组镍氢纽扣电池的电动势E（约为3.6V）和内阻（小于2Ω）。已有的实验器材为：
A．待测镍氢纽扣电池
B．电压表V（量程为3V，内阻约为5kΩ）
C．毫安表A（量程为5mA，内阻为50Ω）
D．定值电阻，，，
E．电阻箱
F．滑动变阻器
G．开关及导线若干。
（1）为将毫安表A改装成一个量程合适的电压表，需要串联一分压电阻R。根据提供的实验器材，分压电阻R应选择__________（选填“”、“”或“”）。
（2）校准电表时发现改装后的电压表比标准的电压表示数稍小一些。因此，在对毫安表A的分压电阻进行校准时，电阻箱应__________。
A．与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R小得多
B．与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R大得多
C．与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R小得多
D．与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R大得多
（3）将电压表V和改装后的电压表示数分别记为和。调节滑动变阻器获得实验数据并进行描点连线绘制图像。已知该图像的斜率为k，纵截距为a。则电源的电动势E和内阻分别为____________、______________。（请用题中字母表示）
四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（6分）小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为。已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小100Pa，上升过程中大气温度不变。求：
（1）充气后每个气球的体积；
（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。
16．（8分）“途灵底盘”是华为公司新推出的一款智能化多场景的汽车减震系统。电磁减震器是该系统中重要组成部分。小明同学在实验室中模拟电磁减震器的工作原理。在绝缘滑动杆上固定4个完全相同且相互紧靠（忽略线圈间距离）的矩形线圈，使其进入右侧由电磁铁产生的磁场做减速运动。右侧磁场的磁感应强度与电流之间的关系为，其中k=50T/A且产生的磁场范围足够大。已知滑动杆及线圈的总质量为m=1.0kg，每个矩形线圈的匝数均为匝，阻值R=1.0Ω，长为L=20cm，宽为d=10cm，整个过程不考虑互感影响，不计一切摩擦。
（1）若电磁铁中的电流为20mA，求线圈1完全进入磁场时的速度变化量△v；
（2）若电磁铁中的电流为20mA且第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，求线圈中产生的焦耳热Q。
17．（16分）如图所示，足够长的固定斜面倾角为，斜面上并排放置的两个小物块A、B在沿斜面向上的恒力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，A、B物块间接触但不粘连，F作用在物块A上，当物块A、B获得的速度大小为时撤去F。已知物块A、B的质量均为m，且物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为和，恒力F=2.4mg，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。
（1）求恒力F的作用时间；
（2）撤去F后，求B沿斜面向上运动的速度减为零时A、B之间的距离；
（3）设A、B间每次碰撞时间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，求：
①撤去F后，A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小；
②撤去F后，A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能。
18．（16分）如图所示，且的区域I内存在一沿x轴负方向的匀强电场，电场强度为E。且的区域Ⅱ内存在一沿y轴负方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度为。在的区域Ⅲ内有一平行于面放置的长方形离子收集板MNPQ。收集板MNPQ与y轴交于点，其中MQ足够长，MN长为2L。区域Ⅲ内存在一方向与xOy平面平行且与x轴正方向的夹角为的匀强磁场。在区域I中有一平行于z轴放置的长为L的通电金属丝ab，能够源源不断地释放质量为m、电荷量为、初速度为零的电子。这些电子经电场加速后，沿x轴正方向进入匀强磁场，最终都汇聚到点O进入区域Ⅲ。其中a点释放的电子进入区域Ⅱ后恰好能从点O沿z轴负方向进入区域Ⅲ。调节磁感应强度大小，使从a点释放的电子能打到收集板上被吸收。不考虑电子重力和电子间的相互作用（已知）。
（1）求匀强磁场大小；
（2）求匀强磁场的最小面积；
（3）若角度，求磁感应强度的取值范围；
（4）若角度的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度的取值范围。
山东省实验中学2024届高三调研考试
物理答案
1．D 2．C 3．C 4．D 5．B 6．B 7．A 8．C
9．AD 10．AB 11．BC 12．AB
13．（6分）（1）D （2）9.86 （3）金属块重心与M点间距离
14．（8分）（1） （2）D （3）
15．（6分）（1）
（2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体

可得
16．（8分）（1）由动量定理得：
右侧磁场的磁感应强度
方向水平向左
（2）第一个线圈刚进入磁场时的速度为
17．（16分）（1）对A、B整体，
可得
力F作用的时间
（2）撤去外力F后，对物块A：
解得
对物块B：
解得
由于，故物块A速度减为零后保持静止，
B沿斜面向上运动的速度减为零时，
A、B之间的距离
（3）①对物块B，
又由
得第一次碰前时刻B物块的速度大小为
②A、B发生第一次弹性碰撞，
得，
碰后A做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，第二次碰撞时，
解得、
A、B第二次碰撞时，速度分别为、
第二次碰后，
解得、
A、B第三次碰撞时，速度分别为、
第三次碰后
解得、
根据以上分析，可得
A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能为
18．（16分）
（1）设电子经过电场加速后速度为，进入匀强磁场磁汇聚从O点沿z轴负方向射出，有
联立解得
（2）磁场的最小面积
（3）当角度为0时，磁感应强度方向沿x轴正方向，设离子恰好打到MQ边的半径为，恰好打到NP边的半径为，据几何知识得
可得、
所以磁感应强度大小范围为
（4）当角度为时，设离子恰好打到MQ边圆周半径为，则有
可得
恰好达到NP边圆周半径为，则有
可得
由数学知识得时，，有最小值
当时，有，此时，即为打到MQ边圆周半径的最大值，
所以无论取什么值粒子都打不到收集板上
①时，
②时，
③时，无论取何值，粒子均无法打到收集板上。