2024届山东省实验中学高三下学期5月针对性考试物理试题

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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. 扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 某同学在室外将一个吸管密封在一空矿泉水瓶瓶口，并在吸管口蘸上肥皂液，将瓶子从寒冷的室外转移到温暖的室内，他看到在吸管口出现了若干个泡泡。将矿泉水瓶内的气体看作理想气体，不考虑矿泉水瓶的热胀冷缩。下列说法正确的是（ ）
A. 瓶内气体做无规则热运动的速率都增大
B. 气体从室内吸收的热量等于气体膨胀对外做的功
C. 瓶内气体的平均密度变小
D. 瓶内气体做等容变化
3. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环旋转舱绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，宇航员可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 宇航员相对自身静止释放一小球，小球将悬浮在空间站中相对空间站静止
B. 旋转舱半径大小和转动角速度乘积是定值
C. 宇航员在旋转舱与旋转中心之间的连接舱中时和在地球上感受相同
D. 以旋转中心为参考系，宇航员在环形旋转舱的加速度大小等于重力加速度的大小
4. “战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的倍，此时质点a的位移为已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（ ）
A. a、b两质点振动的相位差为
B. 时，质点a位移仍为，且速度方向向下
C. 健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点
D. 健身者增大抖动频率，振动从绳子端点传播到P点的时间将会减少
5. 物体放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率单独拉着物体运动时，物体的最大速度为；若水平外力仍以恒定的功率拉着物体和物体共同运动时，如图所示，物体和物体的最大速度为。空气阻力不计，在物体和达到最大速度时作用在物体上的拉力功率为（ ）

A. B. C. D.
6. 琉璃灯表演中有一个长方体玻璃柱，如图所示，底面是边长为a的正方形，高为2a。在玻璃柱正中央竖直固定一长为a的线状光源，向四周发出红光。已知玻璃柱的材料对红光的折射率为，忽略线状光源的粗细，则玻璃柱一个侧面的发光面积为（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，斜面的倾角为，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于B点。一质量为m的物块从斜面A点由静止释放，将弹簧压缩至最低点C（弹簧在弹性限度内），后物块刚好沿斜面向上运动到D点。已知斜面B点上方粗糙，B点下方光滑，物块可视为质点，，，重力加速度为g，弹簧弹性势能与形变量的关系（其中k为劲度系数，x为形变量）。下列说法中正确的是（ ）
A. 物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数
B. 弹簧弹性势能的最大值为
C. 弹簧的劲度系数k为
D. 小球动能的最大值为
8. 如图甲，足够长木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块。在时刻对木板施加一水平向右恒定拉力，作用后撤去，此后木板运动的图像如图乙。物块和木板的质量均为，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力的大小为
B. 物块与木板间的动摩擦因数为
C. 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为
D. 时刻，物块的速度减为0
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. 如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，P1、P2、P3处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次
B. AB两端电压为220V
C. 若仅将P1向左移动，L1将变暗
D. 先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变
10. 如图，容积为的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部高度处，下方密封有一定质量、温度为的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为，活塞产生的压强为，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（ ）
A. 开始时，活塞下方体积为
B. 温度从升至，气体对外做功为
C. 温度升至时，气体压强为
D. 温度升至时，气体压强为
11. 如图所示，实线是实验小组某次研究平抛运动得到的实际轨迹。实验中，小球的质量为，水平初速度为，初始时小球离地面高度为。已知小球落地时速度大小为，方向与竖直面成角，小球在运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，比例系数为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 小球落地时重力的功率为
B. 小球下落的时间为
C. 小球下落过程中的水平位移大小为
D. 小球下落过程中空气阻力所做的功为
12. 如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为2L和L，左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。左侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为；右侧以O为原点，沿导轨方向建立x轴，沿方向存在分布规律为的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量为m、阻值为R、三边长度均为L的U形金属框，左端紧靠静置在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）。导体棒a、b质量均为m，电阻均为R，分别静止在立柱左右两侧的金属导轨上。现同时给导体棒a，b大小相同的水平向右的速度，当导体棒b运动至时，导体棒a中已无电流（a始终在宽轨上）。导体棒b与U形金属框碰撞后连接在一起构成回路，导体棒a、b、金属框与导轨始终接触良好，导体棒a被立柱挡住没有进入右侧轨道。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒a到达立柱时的速度大小为
B. 导体棒b到达时的速度大小为
C. 导体棒b与U形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动
D. 导体棒b与U形金属框碰撞后，导体棒b静止时与的距离为
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、非选择题（本题共4小题，共55分）
13. 如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为，所得实验数据记录在下表中。（答题结果均保留3位有效数字）
（1）完善表中第3、4列缺失的数据，分别为______和______；
（2）图（b）是根据表中数据所作的图线，则当地重力加速度为______。
14. 某科技小组设计了一款测量水库水位系统，包括电路系统和绝缘材料制作的长方体仪器，正视图如图甲所示。仪器内部高，左右两侧壁铺满厚度、电阻均可忽略的电极板A、B．仪器底部内侧是边长为的正方形，中间有孔与水库连通。将仪器竖直固定在水中，长方体中心正好位于每年平均水位处，此高度定义为水库水位，建立如图甲右侧坐标系。每隔一段时间，系统自动用绝缘活塞塞住底部连通孔。
（1）为了测量水库中水的电阻率，该小组使用多用电表测量水库水位为时的电阻。小组同学首先将多用电表的选择开关旋至倍率的欧姆挡，欧姆调零后测量时发现指针偏转角度过大，则应将倍率换为_____（填“”或“”）。测量完成后，再通过电阻定律可得_____（用ρ、H表示），最终计算出此处水的实际电阻率为。
（2）小组同学设计的测量电路如图乙所示。电源电动势为，电源、电流表内阻均不计，要求能够测量出最高水位，根据（1）中测量的电阻率计算电流表量程至少为_____。
（3）小组同学对设计电路进行了思考和讨论，以下说法正确是_____
A. 若电流表内阻不可忽略，则测量的水位值比真实值偏大
B. 无论电源、电流表内阻是否可以忽略不计，电流表改装的水位刻度都是均匀的
C. 若电流表的内阻不可忽略，且水库水位为时电流表满偏，则当电流表半偏时水库水位高于平均水位
15. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量，,，。
（1）求阴极 K 材料的逸出功；
（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极 K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中的大小是多少?
16. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一端与小球A拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为O，A、B两小球质量均为m。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线断裂，已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线断裂前瞬间的张力大小；
（2）从细线断裂开始计时，小球A第一次返回O点所用的时间t；
（3）细线断裂后，小球A到达O点时的速度大小。
17. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度E0的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。
18. 如图所示，光滑水平轨道上放置质量为m的长板A，质量为3m的滑块B（视为质点）置于A的左端，A与B之间的动摩擦因数为μ；在水平轨道上放着很多个滑块（视为质点），滑块的质量均为2m，编号依次为1、2、3、4、…、n、…。开始时长板A和滑块B均静止。现使滑块B瞬间获得向右的初速度v0，当A、B刚达到共速时，长板A恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞。经过一段时间，A，B再次刚达到共速时，长板A恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，依次类推…；最终滑块B恰好没从长板A上滑落。重力加速度为g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞极短，求：
（1）开始时，长板A的右端与滑块1之间的距离d1；
（2）滑块1与滑块2之间的距离d2；
（3）长板A与滑块1第1次碰撞后，长板A的右端与滑块1的最大距离；
（4）长板A的长度。
n
1
6.4280
2
6.4689
0.0409
1.22
6.4485
3
6.5007
6.4848
4
6.5275
0.0268
1.87
6.5141
5
6.5513
0.0238
2.10
6.5394
6
6.5730
0.0217
2.30
6.5622
7
6.5929
0.0199
2.51
6.5830