2024届山东省实验中学高三下学期5月等级考模拟物理试题

2024年全省普通高中学业水平等级考试(模拟) 物理试题 2024.5 注意事项: 1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定 的位置上。 2.回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。 3.回答非选择题时,必须用0.5毫米黑色签字笔作答(作图除外),答案必须写在答题卡 各题目指定区域内相应的位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不能 使用涂改液,胶带纸,修正带和其他笔。 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. 光电传感器广泛应用于工业自动化、机器人、医疗设备、安防监控等领域。某光电传感 监控装置原理如图甲所示,若光线被阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所 示,光线发射器内大量处于n一3激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b 两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流 I与光电管两端电压V的关系图线。下列说法正确的是 # _光电管 Eey _0进 放大器工作电路 -3.40 -13.6 E 甲 乙 A. 该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV B. a光的频率高于b光的频率,且a光和b光有偏振现象。 C. 在真空中b光比a光传播速度小 D. 若部分光线被遮挡,则放大器的电流将增大,从而引发报警 高三物理试题 第1页 共8页 2.小车由静止开始沿真线运动:其速度与位移的关系图线如图所示,下列图像描述关系正 1a 确的是 d AV A. B d _ C 3. 某校物理学科活动中,出现了不少新颗灵巧的作品。如图所示为高二某班同学制作的《液 压工程类作业升降机模型》,通过针简管活塞的伸缩推动针简内的水,进而推动支撑架的展 开与折叠,完成货物平台的升降。在某次实验中,针简连接管的水中封闭了一段空气柱(空 气可视为理想气体),该同学先缓慢推动注射器活塞将针简内气体进行压缩,若压缩气体过 程中针简内气体温度不变,装置不漏气,则下列说法中正确的是 A. 针简内气体压强减小 P B. 针简内气体吸热 C. 单位时间、单位面积撞击针简 _空气柱 内壁的气体分子数减少 D. 用国际单位制单位表示的状态 a b 4.某研究小组对山地车的气压避震装置进行研究,其原理如图乙所示,在倾角为0一30}的光 滑斜面上放置一个带有活塞A的导热气缸B,活塞用劲度系数为-300N/m的轻弹拉住 弹策的另一端固定在斜面上端的一块挡板上,轻弹赞平行于斜面,初始状态活塞到气缸底部 的距离为L.=27cm,气缸底部到斜面底端的挡板距离为L.=lcm 气缸内气体的初始温度为T=270K。对气缸进行加热,气缸内气体 的温度从T上升到T,此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板 继续加热,当温度达到T时使得弹箭恰好恢复原长。 甲 已知该封闭气体的内能V与温度T之间存在关系U-kT,k-2x10J/K,已知气缸质 量为M-0.4kg,活塞的质量为m=0.2kg,气缸容积的横截面积为S=lcm②},活塞与气缸间密封 高三物理试题 第2页 共8页 一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动,重力加速度为g=10m/s^{},大气压为 P。=1.0x10Pa,下列说法正确的是 A.初始状态下气缸内气体压强D为6 104Pa B.从T上升到T,过程中气体吸收的热量O=0.1 C.温度为T时气缸内气体压强为1.2x105Pa 乙 D.温度为380K时弹处于压缩状态 5.地球同步卫星在到达预设同步轨道前沿转移轨道B运行,在转移轨道上近地点距地球表面 距离是h.远地点距地球表面距离是h,在远地点加速将其轨道修正为圆形同步轨道,而成 为地球的一颗同步卫星,已知地球半径R,地球表面重力加速度g,下列说法正确的是 A.卫星沿转移轨道运行周期与沿同步轨道运行周期之比 近地轨道 (h+h2)3:/8(R+h2) B 过2 、转移轨道 C.卫星在近地轨道运行与同步轨道运行向心加速度之比 ..同步道. R2:(R+h2)2 D. 卫星由近地轨道到同步轨道的过程中,动能减小,机械能减小 6. 如图所示为一个小型交流发电机的示意图,其线框ABCD匝数n=100匝,面积为 S=0.022m},总电阻-=10O,绕垂直于磁场的轴OO匀速转动,角速度=100rad/s。已 知匀强磁场磁感应强度B=2T,矩形线框通过滑环与理想变压器相连,副线圈与电阻相接 电表均为理想电表,电压表示数为V-180V。从线 框转至中性面位置开始计时,以下选项正确的是 A.线框中感应电动势的瞬时值表达式 e-220sin100 B.电流表的示数18A C.当原、副线圈匝数比为3:2时,电阻R的阻值为20Q D.当原、副线圈匝数比为3:2时,电阻R消耗的电功率320W 高三物理试题 第3页 共8页 7.小口径的水泥管如图甲所示,通常用于排水、灌溉和防护。运输到目的地时可用简易装 置卸货。如图乙所示,两根直木棍AB和CD相互平行,两端分别靠在车和地面上固定不 动。一个半径R-5cm、质量n=20kg的水泥管从木棍的上部恰好能匀速滑下,已知两木棍 间距d-8cm,与水平面的夹角cr=37*。 (sin37%=0.6,cos37o=0.8,g取10m/s2) A. 每根直木棍对水泥圆简的弹力为80N B. 每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数为 0.75 甲 乙 C. 将水泥圆简沿直木棍匀速向上拉动,所需 最小拉力为192N D. 将水泥圆简沿直木棍匀速向上拉动,可施加沿斜面向上320N的力 8.如图所示,一抛物线形状的光滑导轨竖直放置,固定在B点,O为导轨的顶点,O点离 地面的高度为h,A在O点正下方,A、B两点相距2h,轨道上套有一个小球P,小球P通 过轻杆与光滑地面上的小球Q相连,两小球的质量均为m,轻杆的长度为2h。现将小球P 说法正确的是 77 .3gh A. 小球P即将落地时,它的速度大小为 B. 小球P即将落地时,它的速度方向与水平面的夹角为30 D. 若小球P落地后不反弹,则地面对小球P的作用力的冲量大小为m、gh 二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项 中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。 9. 如图所示,在真空中水平放置一高为2L的长方体绝缘支架,其上下两个面是边长为1 的正方形,在顶点A、C处分别放置电荷量均为+O的点电荷,在顶点F、H处分别放置电 荷量均为一O的点电荷,O、O2分别是线段AC和线段FHI的中点。 下列说法正确的是( A. 该长方体的几何中心处场强方向竖直向下 B. B、D两点场强和电势均相同 C. 沿竖直方向从O,到O,场强大小先减小后增大 D. 将一负试探电荷从D点移到G点,电场力做负功 高三物理试题 第4页 共8页 10. 在实验中学文化节上,有同学展于了自已研制的球形飞行器,安装了可提供任意方向推 力的矢量发动机,球形飞行器总质量为M,飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平 方成正比(即f=b},k为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其 匀速下落的速率为10m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后 飞行器匀速向上的速率为5m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞 行器质量的变化,下列说法正确的是 A. 发动机的最大推力为1.5Mg 153Mg B. 发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器推力的功率为 C. 要使飞行器以5m/s水平匀速飞行,发动机推力的方向与速度方向夹角的正切 tan =4 D. 当飞行器以5m/s的速率飞行时,其加速度大小可以达到2.5g 11. 如图所示长方体玻璃砖,长AB为3cm,宽与高均为2cm。AB边上有一单色光源S。 该单色光相对于破璃的折射率为、/2,当右侧面BCCB恰好全部都有光线射出时,下列说法 正确的是 A.光源S离B点的距离是2cm B.光源S离A点的距离是2cm C.左侧面ADD4有光线射出的面积是"cm2} D.左侧面ADDA有光线射出的面积是rcm2 12.如图所示,倾角为37*的倾斜金属轨道与水平金属轨道平滑连接,轨道宽度均为L=1m. 轨道均光滑且足够长。在水平金属轨道中部有边长为,的正方形匀强磁场区域,磁感应强度 为B=2T,方向竖直向上,轨道右端连接一阻值为R-3O的电阻。质量为m-2kg的金属 abcd长为L、宽为,ab、cd边阻值均为r-1Q.cd边在距水平轨道高h-4.85m处由静止释 放,线框经过两轨道连接处无能量损失,ab进入水平轨道后cd才进入磁场,经过磁场后与 水平轨道上的弹赘发生碰撞后反弹,无机械能损 失。已知金属框与轨道接触良好,除题中所给电阻 外其他部分电阻均忽略不计,重力加速度取g=10 m/s2}sin37-0.6,整个运动过程中,金属框均发生 平动,下列说法正确的是 A.线圈穿过磁场的过程中,感应电流方向 abcda B.金属线框abcd到水平轨道时的速度为10m/s C.金属框第一次通过磁场后的速度大小约为7.6m/s D.金属框第一次返回倾斜轨道上升到最高处时,cd边距倾斜轨道底部约为4m. 高三物理试题 第5页 共8页 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(8分)学习了DIS系统的使用之后,某小组同学设计了如图甲所示的实验装置来研究单 摆运动。左侧由发射器和接收器组成,接收器通过数据采集器与计算机相连。在发射器运动 过程中,系统每隔0.02s记录一次发射器的位置及发射器的速度大小。右侧有两个竖直杆固 定在底座上,杆上分别装有可沿竖直杆移动的刻度尺和激光笔,激光笔水平放置。 IIIIIIIIIIIIIII 30 31 22 激光笔 33 发射器 2 图甲 图乙 (1)使发射器自由静止在最低点,调整激光笔的高度,使水平细激光束与发射器的中 心保持相平,调节刻度尺的高度,使零刻线与细激光束相平,并固定刻度尺;将激光笔上移, 使水平细激光束恰好经过接收器的下边缘,读取刻度尺读数,即为摆长L。此时刻度尺如图 乙所示,摆长为 CT。 (2)使发射器(相当于摆球)偏离平衡位置一小段距离后由静止释放,使其在竖直平 面内摆动。多次往复运动后,在计算机屏幕上得到发射器在竖直平面内的运动轨迹。在运动 轨迹上选取适当区域后。点击“计算数据”,系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势 能、动能及总机械能,并绘出对应的图线,如图丙所示。由图丙可知,此单摆的周期为 s,重力加速度为m/s2。(保留三位有效数字) (3)在运动轨迹上选取适当区域后。点击“计算数据”,系统即可计算出摆球在所选区 域内各点的重力势能、动能及总机械能,并绘出对应的图线,如图丙所示。已知轨迹最高点 A与最低点B之间的高度差为H,则C点所处位置与最低点之间的高度差为 0.08 0.04 0.40 0.50 0.70 0.10 0.20 0.30 0.60 ,/ 图丙 14.(6分)在山东省实验中学西校区举办的科技节上,高二58班物理实验小组设计了如图 甲、乙所示的两个电路测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)若已知电流计(量程0-10mA,内阻51O),要将电流计改装成量程为3V的电压表 应将电阻箱R:接入电路的电阻值调为R,=_Q (2)请根据电路图甲将图1中实物连接完整。 高三物理试题 第6页 共8页 (3)若图乙中电压表内阻R,已知,实验小组利用U-I图线对数据进行了处理,得到如图 2所示的图象,图象截距已知。则电源电动势的真实值为_。 图甲 图1 {# 图乙 图2 15.(8分)“五一”的大明湖波光巍巍,吸引了很多游客。湖面上一点O以0.1m振幅上下振 动,形成圆形水波(不考虑水波传播过程中的振幅衰减),如图所示,同一直线上A、O、 B三点,OA间距离为2.1m,OB间距离为1.5m.某时刻O点处在波峰位置,观察发现1.4s 后此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向上运动,OA间还有一个波峰,将水波近 似为简谐波, (1)求此水波的传播速度、周期和波长 (2)以O点处在平衡位置向下振动为0时刻(此时各点已经起振),请画出B点的振 动图象.并判断此时刻之后8.1s时B点的位移。 16.(8分)某日,命题老师看到两名小朋友扔沙包,两沙包同时发出,并同时碰到对方。突 然想到以下情境来考察大家:设在水平地面上有A、B两点,小朋友分别从A、B两点以同 样大小的初速度v。=20m/s同时抛出两沙包,A沙包沿较高曲线飞行,B沙包沿较低曲线飞 行,两沙包都 sin15。-V6-2 4 恰好落在对方的抛出点(如图甲所示).已知A沙包的抛 射角为60, (1)求AB抛出点间距离和B沙包的抛射角 (2)抛出后经过多长时间两石块之间的距离最近 AB 甲 高三物理试题 第7页 共8页 17.(14分)中国科学院高能物理研究所的科学家正计划到2028年建造一个“希格斯粒子工 厂”。那将是一个长52公里的地下环路,它能使正负电子发生对撞,从而制造“迷你版”宇宙 大爆炸。小滑同学对此十分着迷,他设想了如图甲所示的粒子轨道装置。xoz平面内有一粒 子源P(x-d)可以沿着固定的方向源源不断地发射速度为v的正电粒子,发射方向与z轴 夹角为30”,带电量为q。2<0,x<0的区域内存在着匀强电场,大小方向未知,粒子经此电 场偏转后,从原点O以水平v飞出,并开始计时。z>0的区域内存在垂直纸面向里的匀强 磁场和沿v、z轴的交变匀强电场,变化如图乙所示,磁感应强度为B。求 (1)粒子源所在区域匀强电场的电场强度E (3)从计时开始,粒子第一次回到原点经历的时间to及满足轨迹约束的长方体磁场的 最小体积V (4)在(3)的时间内,粒子有可能发生碰撞的点有几个?(含原点,不需要写出过程) = 图甲 图乙 18. (16分)如图所示,质量M=3kg,长度1-3.75m的木板C置于光滑水平地面上,质 量m=1kg的物块B放在木板C的右端,在木板C左端正上方固定一弹性挡板,挡板与地 面的距离正好能使木板C通过。一长度l。=4.05m不可伸长的轻绳一端固定,另一端连接 质量mo=0.5kg的小球A,将小球A拉至水平并由静止释放,轻绳竖直时小球A刚好与物块 B碰撞,物块B与小球A及挡板的碰撞均为弹性碰撞。将物块B与小球A视为质点,运动过 程不计空气阻力,已知物块B与木板C间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g取10m/s2。求 (1)小球A与物块B碰撞后轻绳与竖直方向的最大角度为 ,计算cos 的值; (2)物块B与木板C左端的最小距离; 。 (3)物块B与挡板前两次碰撞的时间间隔 ^ (4)最终物块B与木板C右端的距离。 77 高三物理试题 过第8页 共8页 实验中学校考模拟物理参考答案 1. A 2.B 3. D 4. B 5. B 6.C 7.C 8. C 9. AD 10.BCD 11.AC12.BD 13. 31.35-31.37 1.12 9.83-9.86 每空2分 14. 249 每空2分 15解析： 16．（1），（2） 【详解】(1)A沙包总共飞行时间为．---------------1分 可知A、B两点之间的距离为．-----------1分 同理可知，从B点抛出沙包的射程为．-----------------1分 因此有，而且，所以又有，．-----------1分 （2）以A为参考系，则B相对A做匀速直线运动． -----------------1分 可知当A沙包不动时，B沙包以图乙中的速度 运动，显然，两沙包最近的距离即为图乙中的AC． 因为，且，所以 -----------------1分 ，．-----------------1分 两沙包运动到它们之间距离最短处所需要的时间为 ----------------1分 17. 解析： （1）连结OP，由图可知θ=30°， 电场强度E与OP垂直 （或与x正方向夹60°斜向右下）……………… 1分 x方向列牛顿第二定律， ……………………… 1分 由运动学方程， ……………………… 1分 得， ………………1分 （2）粒子在xOz平面内做匀速圆周运动，沿y轴作匀加速直线运动 ………2分 ………………1分 （3）粒子在xoz平面内轨迹如图所示， ，粒子作匀速圆周运动， ，…………1分 ，粒子作轮滚线运动，可视作沿x轴方向匀速直线运动和xoz平面匀速圆周运动的叠加， 匀直速度为 ，…………1分 一个周期内前进的距离和回到原点的时间分别为 ， …………1分 粒子在y轴方向作周期性的匀变速直线运动，其v-t图象如图所示，可知粒子作往复运动，运动的最大距离和回到原点的时间分别为 …………1分 则回到原点，应为xoz平面运动和y轴运动回到原点的时间的公倍数 ， ………1分 限制约束的最小体积为 ………1分 （4）4次（点附近的数字表示y方向上的移动距离，1表示0.5y）………1分 (1) 18. 对小球A， (2) B在C上滑动过程， 假设BC共速后，B与挡板碰撞，有 假设成立。 (3) 第一次碰后 (4) 与挡板碰撞后， 碰后B相对于C向右的总位移 则 试卷第14页，共16页 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$