2024届山东省济南市高三下学期3月模拟考试物理试题（Word版）

这是一份2024届山东省济南市高三下学期3月模拟考试物理试题（Word版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分。考试用时90分钟。
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。）
1.2024年2月22日，我国科研人员利用矿物原位锂同位素分析法，在大陆地幔中发现了来自海洋的锂元素，为研究地质历史时期青藏高原不同圈层的相互作用提供了新思路。锂的一种同位素Li的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A.衰变方程中的X是电子
B.升高温度可以加快的衰变
C.与的质量差等于衰变的质量亏损
D.方程中的X来自内质子向中子的转化
2.如图所示为某理想变压器的示意图，两个副线圈分别接有定值电阻、，初始时，开关K断开。保持原线圈输入电压不变，闭合开关K后，下列说法正确的是（ ）
A.通过的电流增大
B.通过的电流减小
C.通过原线圈的电流和通过的电流之比不变
D.通过原线圈的电流和通过的电流之比变大
3.一辆汽车以恒定功率由静止开始沿水平地面运动，已知汽车行驶过程中阻力不变，下列关于汽车的位移s、速度v、加速度a以及汽车的牵引力F与时间t的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4.一定质量的理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其压强p与体积V的关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.A→B过程中气体对外界做的功等于吸收的热量
B.A→B过程中气体对外界做的功小于吸收的热量
C.B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断增加
D.B→C过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不变
5.如图所示为双缝干涉装置示意图，双缝到光屏的距离为l，双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上，观察到光屏上P点为第4级亮条纹的中心位置（图中黑色表示亮条纹）。现将光屏向右平移l，此时观察到光屏上P点为（ ）
A.第8级亮条纹的中心位置
B.第5级亮条纹的中心位置
C.第2级亮条纹的中心位置
D.第1级亮条纹的中心位置
6.如图所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m＝2kg。开始时橡皮筋松弛，B静止。给A向左的初速度，一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的2倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。整个过程中橡皮筋始终在弹性限度内，则滑块B的质量为（ ）
A.4kgB.3kgC.2kgD.1kg
7.如图所示，某次足球比赛中，运动员用头将足球从离地面高度为2h处的O点斜向下顶出，足球从地面P点弹起后水平经过距离地面高度为2h的Q点。已知P点到O点和Q点的水平距离分别为s和2s，足球触地弹起前后水平速度不变。重力加速度为g，忽略空气阻力，则足球从O点顶出时的速度大小为（ ）
A.B.
C.D.
8.如图所示，MN为半径为r的圆弧路线，NP为长度13.5r的直线路线，MN＇为半径为4r的圆弧路线，N＇P＇为长度10.5r的直线路线。赛车从M点以最大安全速度通过圆弧路段后立即以最大加速度沿直线加速至最大速度并保持匀速行驶。已知赛车匀速转弯时径向最大静摩擦力和加速时的最大合外力均为车重的n倍，最大速度，g为重力加速度，赛车从M点按照MNP路线到P点与按照MN＇P＇路线运动到P＇点的时间差为（ ）
A.B.
C.D.
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，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分）
9.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波动图像如图甲所示，平衡位置在x＝6m处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的传播速度为2m／s
C.t＝0.5s时，平衡位置在x＝4m处的质点到达波峰
D.0～3s内，平衡位置在x＝4m处的质点通过的路程为8cm
10.如图所示，用两根等长的轻绳将小球拴在水平横梁上，组成一个双线摆。已知两悬点之间的距离以及绳长均为L，小球质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。初始时，两轻绳处于拉直状态，二者的角平分线与竖直方向的夹角为θ＝60°。将小球由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A.释放后瞬间，轻绳的拉力大小为
B.释放后瞬间，轻绳的拉力大小为
C.小球摆到最低点时的速度大小为
D.小球摆到最低点时的速度大小为
11.如图所示，电荷量为Q的均匀带正电圆环半径为R，M、N为圆环中轴线上邻近圆心O的两点，MO的距离为a，NO的距离为，已知。中轴线上OM间任意点的电场强度大小为，其中k为静电力常量，x为该点到O点的距离。将不计重力的电子从M点由静止释放，规定圆心O处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A.电子从M点到O点的运动为匀加速直线运动
B.N点的电势为M点电势的
C.电子从M点运动到N点的时间为从N点运动到O点时间的2倍
D.仅将带电圆环的半径变为4R，电子运动到O点速率将变为原来的
12.如图所示，间距为的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度均为的金属杆ab、cd垂直导轨放置，初始时两金属杆相距为，金属杆ab沿导轨向右运动的速度大小为，金属杆cd速度为零且受到平行导轨向右、大小为F的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆ab、cd的整个运动过程中，两金属杆间的最小距离为，重力加速度大小为g，两金属杆的质量均为m，电阻均为R，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，金属导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A.金属杆cd运动过程中的最大加速度为
B.从金属杆cd开始运动到两金属杆间距离最小的时间为
C.金属杆ab运动过程中的最小速度为
D.金属杆cd的最终速度为
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13.（6分）低折射率玻璃因其具有良好的透光性，被广泛应用于反射镜、透镜当中。某实验小组想利用“插针法”测量某种低折射率长方形玻璃砖的折射率。其主要实验步骤如下：
①在白纸上画出一条直线a作为界面，过直线a上的一点O做出法线NN＇，并画出AO作为入射光线，再把玻璃砖放到白纸上，让玻璃砖的上界面和直线a对齐，并画出玻璃砖的下界面b；
②在表示入射光线的AO上插上大头针、；
③在玻璃砖的另一侧先后插上大头针和，位置如图甲所示。
（1）在步骤③中，插大头针时，需要挡住________；
（2）撤去玻璃砖和大头针，正确完成光路图，如图甲所示，、的连线与直线b交于E点，AO延长线与直线b交于F点，NN＇与直线b交于O＇点，测得，，，该玻璃砖的折射率可以表示为n＝________（结果用d、、表示）；
（3）由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、F两点离得很近，为了减小实验误差，该同学在直线b的下方再画一条平行线c，分别延长OE和OF至直线c，再进行相应测量，计算出折射率，如图乙所示。直线c离直线b的距离适当________（选填“远”或者“近”）一些比较好。
14.（8分）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，所用器材如下：
待测干电池（电动势未知，内阻r约为1Ω）
灵敏电流计（量程0～100μA，内阻）
定值电阻（阻值为2Ω）
电阻箱（阻值0～99999.9Ω）
电阻箱（阻值0～999.9Ω）
开关K和导线若干
（1）实验时将灵敏电流计与电阻箱串联改装成量程为1.5V的电压表，电阻箱应调至________Ω；
（2）改变电阻箱的阻值，记录其阻值R和灵敏电流计的读数I，得到的数据如下表所示：
根据实验记录数据作出图象。图乙所示的坐标纸上已标出其中3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出其余两组数据对应的坐标点并画出图像；
（3）若认为通过电阻箱的电流即为电路中的总电流，则根据图乙可得电源的电动势为________V（保留三位有效数字）；
（4）若干电池电动势的测量值为，真实值为，则第（3）问中，由于忽略流过电阻箱的电流而造成电动势测量的相对误差约为________。
%B.0.2%C.2%D.5%
15.（8分）如图所示，上端开口、下端封闭的柱形长玻璃管竖直固定，其上沿刚好没入温度为的水中。质量为m＝1kg、横截面积为的活塞在玻璃管下端封闭了一部分理想气体，活塞下边缘被卡口挡住，活塞上表面距水面高度为h＝1m。玻璃管导热良好，将水温升高到时，活塞刚好离开卡口。已知，外界大气压强为，取重力加速度，求
（1）水温在时封闭气体的压强；
（2）若保持水温不变，向玻璃管下端空间缓慢充入一部分气体，也可使活塞刚好离开卡口，求充入气体与原有气体的质量比。
16.（8分）中国载人航天工程办公室公布了我国载人登月初步方案，其中“揽月”着陆器与“梦舟”飞船在环月轨道进行交会对接，航天员进入着陆器，然后由着陆器将航天员送到月面。着陆器降落过程可作如下简化：如图所示，质量为m的着陆器沿离月面高度为h的轨道Ⅰ做匀速圆周运动，当运行至P点时发动机短时间做功使着陆器速度减小为（大小未知），然后着陆器仅在万有引力的作用下沿椭圆轨道Ⅱ运行至月球表面附近的Q点，此时着陆器速度为，式中R为月球半径。已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，取无穷远处为零势能点，着陆器与月球球心距离为r时的引力势能为。求
（1）着陆器沿轨道Ⅰ做匀速圆周运动的速度；
（2）发动机对着陆器所做的功W。
17.（14分）如图甲所示，MN、PQ为两个完全相同的水平放置的平行板电容器，两电容器极板间均接有周期为T、最大值为的正弦式交流电，极板电压、随时间变化的图像均如图乙所示。两平行板电容器的极板长度均为L（L极小，粒子通过电容器的过程中可认为极板间电压保持不变），极板间距均为d，两电容器的水平间距为s（）。两电容器中轴线上有一小孔O，O与PQ的水平距离为。以O为坐标原点建立直角坐标系，在第一象限存在一条形匀强磁场区域，磁场区域下边界为x轴，上边界为平行x轴、可沿y轴上下调整的直线JK。紧靠电容器MN左侧中轴线上有一粒子源，该粒子源在时间内可持续放出大量带正电的同种粒子，粒子速度大小不同但方向均水平向右，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。求
（1）时刻以初速度进入电容器MN的粒子射出电容器MN时速度的大小；
（2）已知只有电容器极板间电压为0时进入电容器的粒子才可以沿轴线水平向右通过电容器，求时间内能到达O点的粒子速度的可能值；
（3）调节磁场上边界JK的位置使其位于点上方，第（2）问中速度最大的粒子进入磁场后恰好能经过点P，求匀强磁场磁感应强度大小B；
（4）再次调节磁场上边界JK的位置，使第（2）向中速度最小的粒子进入磁场后也能经过点P，求调整后磁场上边界JK的y坐标值。
18.（16分）如图所示，两个完全相同的直角三角形光滑斜面体固定在水平地面上，倾角均为θ＝30°，斜面体顶端均固定相同的轻质滑轮。两根等长的轻细线均绕过滑轮，一端与放在斜面上的质量均为m的物块A、B相连，另一端与质量为2m的物块C连接。一开始用外力托住物块A、B、C，细线处于拉直状态，此时物块C距离地面高度为，同时撤去外力后，物块C开始向下运动。已知物块C触地后速度立即变为零；物块C被提起时，细线瞬间绷直，绷直瞬间细线上的拉力非常大；从细线绷直到物块C再次落地前，细线均保持拉直状态；在整个运动过程中，细线始终不会脱离滑轮，物块A、B不会与滑轮相碰；不计一切摩擦，重力加速度为g，求
（1）物块C开始下落时的加速度大小；
（2）物块C第一次触地过程中损失的机械能；
（3）物块C第一次触地后上升的最大高度；
（4）物块C从开始下落到最终停止运动所经历的时间t。
2024年3月济南市高三模拟考试物理试题答案及评分标准
一、单项选择题（每题3分，共24分）
1.A 2.D 3.B 4.B 5.C 6.D 7.C 8.A
二、多项选择题（每题4分，共16分）
9.BD 10.AC 11.BCD 12.AD
三、非选择题（60分）
13.（6分，每空2分）
（1）、的像和
（2） （3）远
14.（8分，每空2分）
（1）14000.0 （2）
（3）1.38
（4）A
15.（8分）
解：（1）设封闭气体在280K下的压强为，在350K下的压强为，根据查理定律：
（2分）
气体在350K下时，活塞恰好离开，此时有：
（2分）
带入数据，联立解得：（1分）
（2）设封闭气体初始体积为V，充入了的气体，以全部气体为研究对象，根据玻意耳定律：
（2分）
解得：
由于是同种气体，故体积比即质量比，故充入气体与原有气体的质量比为：
（1分）
16.（8分）
解：（1）着陆器做圆周运动时，万有引力提供向心力：
（2分）
在月球表面，近似认为万有引力等于重力：
（1分）
联立解得：（1分）
（2）在椭圆轨道上，系统机械能守恒，故有：
（2分）
根据题 意：
发动机工作过程中，由动能定理：
（1分）
联立解得：（1分）
17.（14分）
解：（1）时刻，粒子受到的电场力为：
该力垂直于初速度方向，故粒子在水平方向做匀速直线运动，合运动为类似平抛运动。
（2分）
粒子水平方向做匀速直线运动
（1分）
当射出电容器时，粒子竖直方向速度大小为：
（1分）
此时合速度大小为：
（1分）
（2）由于粒子只能在极板电压为零的时刻水平通过极板，故
粒子能通过MN极板的时刻只能为t＝0：
粒子能通过PQ板，则粒子可能的进入时刻为、T、、2T……
即粒子从MN板运动到PQ板可能经历的时长为、T、、2T……
对应的速度为：、、、……
粒子到达O点的时间为、、、……
时间内只有前3种情况满足条件。
可能速度为：、、（3分，得到任意结果均为2分）
（3）最大速度的粒子进入磁场后受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动
（2分）
解得：（1分）
（4）最小速度的粒子，进入磁场后做匀速圆周运动
（1分）
根据几何关系有：（1分）
解得：（1分）
18.（16分）
解：（1）根据牛顿第二定律，对A有：
（1分）
对C有：
（1分）
解得：（1分）
（2）从C开始下落到C落地前：
（2分）
C落地过程中的机械性损失为
解得：（1分）
（3）C触地后，A、B先沿着斜面上滑再下滑，下滑至细线再次绷紧时的速度仍为。
细线紧绷瞬间，设一根绳上作用力的冲量大小为I，重力冲量因作用时间极短忽略不计。
对A、C列动量定理：
（1分）
（1分）
由上式解得：
C之后作的匀减速运动，最终上升高度记为，故：
（1分）
R/（Ω）
1.0
2.0
5.0
10.0
20.0
1.00
0.50
0.20
0.10
0.05
I/（μA）
26.7
41.5
62.2
74.6
83.0
37.5
24.1
16.1
13.4
12.0