精品解析：2024届山东省济南市高三下学期3月模拟考试物理试卷

2024年3月济南市高三模拟考试 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 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。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 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数为0，电荷数为，所以是电子，故A正确； B．放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素所决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以升高温度不能加快的衰变，故B错误； C．的质量减去和X质量之和等于衰变的质量亏损，故C错误； D．该衰变属于β衰变，X（电子）来自于内中子向质子的转化，故D错误。 故选A。 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 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设原线圈的电压为，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 变压器原副线圈匝数不变，则与相连的副线圈两端电压不变，通过的电流不变，故AB错误； CD．闭合开关K前，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 闭合开关K后，变压器输入功率等于输出功率，则 则 故通过原线圈的电流和通过的电流之比变大，故C错误，D正确。 故选D。 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. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据 随速度的增加，汽车的加速度减小，当加速度减为零后做匀速运动，因s-t图像的斜率等于速度，可知s-t图像的斜率应该增大；因v-t图像的斜率等于加速度，可知v-t图像的斜率先减小后不变；故选项A错误，B正确； C．由以上分析可知，汽车的加速度先逐渐减小，但随时间不是线性减小，后加速度减小为零，则选项C错误； D．牵引力 随速度增加，牵引力减小，最终F=f时匀速运动，选项D错误。 故选B。 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 【答案】B 【解析】 【详解】AB．A→B过程中，一定质量的理想气体的压强p和体积V都增大，气体对外界做正功，即外界对气体做负功，则在热力学第一定律的下列表达式中 W+Q=∆U W＜0 根据理想气体状态方程 可知，气体的温度T升高，故气体的内能U增加，即 ∆U＞0 解得 Q＞0 即气体吸收热量，所以A→B过程中气体吸收的热量等于对外界做的功与内能的增加之和，故A错误，B正确； CD．B→C过程中，一定质量的理想气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有 而气体的压强和分子的平均动能为 ，（n为单位体积内的分子数，k为玻尔兹曼常数） 由于气体的体积增大，则温度升高，气体分子的平均动能增加，但气体的压强不变，故气体分子数密度n减小，故CD错误。 故选B。 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 【答案】C 【解析】 【详解】根据双缝干涉条纹间距公式 现将光屏向右平移l，则 故此时观察到光屏上P点为第2级亮条纹的中心位置。 故选C。 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. 4kg B. 3kg C. 2kg D. 1kg 【答案】D 【解析】 【详解】设碰撞前瞬间A、B的速度大小为别为、，碰撞后的共同速度为，根据题意有 ， 对该系统由动量守恒定律有 联立解得 故选D。 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. 【答案】C 【解析】 【详解】根据抛体运动规律可知，足球从P到Q所用时间为 由题意可知足球从O到P和从P到Q的水平速度相同，则足球从O到P所用时间为 设足球在O点顶出时的竖直分速度大小为vy，根据抛体运动规律有 解得 足球在O点顶出时的水平分速度大小为 根据速度的合成可得足球从O点顶出时的速度大小为 故选C。 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，为半径为4r的圆弧路线，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点与按照路线运动到点的时间差为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可得 设通过MN的最大速度为，通过的最大速度为，由最大静摩擦提供向心力可得 解得 设经过和的时间分别为、，可得 在直线路段由牛顿第二定律可得加速度 设NP段的加速度时间为，段的加速度时间为，则有 加速阶段各自的位移 可知在段达到最大速度的同时已经到达点，而在段还需匀速行驶的时间 由此可得赛车从M点按照MNP路线到P点与按照路线运动到点的时间差为 故选A。 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 【答案】BD 【解析】 【详解】A．平衡位置在x=6m处质点在t=0时向下振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．根据图像可知波长为λ=12m，周期为T=6s，该波的传播速度为 故B正确； C．根据推波法可知，平衡位置在x=4m处的质点第一次达到波峰的时间为 故C错误； D．0～3s内，即质点振动0.5T，平衡位置在x=4m处的质点通过的路程为 s=2A=2×4cm=8cm 故D正确。 故选BD。 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 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设每根绳子上的拉力为F，两根绳子沿着角平分线方向上的合力为 在释放小球的瞬间 mgcos60°=F合 联立解得 故A正确，B错误； CD．根据几何关系可知，小球做圆周运动，转动半径 r=Lsin60° 小球摆到最低点下降的高度 h=r（1-cos60°） 根据动能定理 mgh=mv2 联立解得 故C正确，D错误； 故选AC。 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 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据可知，电子从M点到O点的运动过程中所受电场力逐渐减小，则加速度逐渐减小，电子的运动不是匀加速直线运动，选项A错误； B．因 即电场力与x成线性关系，则电子e从M点（或N点）到O点电场力做功 而 因 可知 即N点的电势为M点电势的，选项B正确； C．根据 可知，电子从M点到O点运动时的运动为简谐振动，因MN=NO，则由数学知识可知，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，选项C正确。 D．从M到O点由动能定理 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，选项D正确。 故选BCD。 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 【答案】AD 【解析】 【详解】对金属杆ab、cd的运动过程分析如下： ①初始ab向右运动，cd速度为零，两者间距开始减小，回路中磁通量先开始减小，根据楞次定律可知回路中的感应电流方向先是顺时针的，ab受到的安培力与滑动摩擦力均先向左，ab先向右做减速运动，设其速度大小为v1。cd受到的安培力先向右，而滑动摩擦力向左，因动摩擦因数为 可知滑动摩擦力小于F，故cd先向右做加速运动，设其速度大小为v2。回路中的感应电动势为 E=BL0（v1-v2） 因（v1-v2）先减小，故感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均减小。故ab先向右做加速度减小的减速运动，cd先向右做加速度减小的加速运动。 ②当v1=v2时，感应电动势、安培力均为零，由于存在滑动摩擦力，ab继续减速，但cd继续加速（因F＞μmg），导致v2＞v1，两者间距开始增大，回路中磁通量先开始增大，根据楞次定律可知回路中的感应电流方向变为逆时针，ab受到的安培力反向，方向向右，与滑动摩擦力方向相反；cd受到的安培力也反向，方向向左，与滑动摩擦力同向。此后的回路中的感应电动势为 E=BL0（v2-v1） 因（v2-v1）增大，故感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均由零逐渐增大，对ab有 μmg-BIL0=ma1 对cd有 F-μmg-BIL0=ma2 可见ab、cd的加速度均减小，故ab继续向右做加速度减小的减速运动，cd向右做加速度减小的加速运动。 ③当安培力增加到等于滑动摩擦力，即：BIL0=μmg时，ab的加速度a1为零，此时对于cd有 F-μmg-BIL0=F-2μmg=0 （因），即：cd的加速度a2为零，可见两者加速度同时减小到零，此后v1、v2若保持不变，则（v2-v1）恒定，感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均保持不变，两者加速度可保持为零，故两者终极状态为匀速直线运动。终极状态有 v2＞v1 BIL0=μmg F=2μmg A．由上述分析，可知金属杆cd运动过程中的加速度一直减小到零，则初始其加速度最大。 初始电动势为 E0=BL0v0 安培力为 根据牛顿第二定律得 ma0=F+F0-μmg 结合，解得 故A正确； B．由上述①②的分析可知当v1=v2时两者的间距离最小，以水平向右为正方向，根据动量定理得： 对ab有 对cd有 ……④ 两式相加，再结合可得 v1=v2=v0 又有 可得 代入④式可得所求的时间为 故B错误； C．由B选项可知v1=v2时，金属杆ab的速度v1=v0，而由②的分析可知此后ab继续做减速运动，故运动过程中金属杆ab的最小速度小于v0，故C错误； D．设ab、cd的最终速度分别为va、vc，由③的分析有 F-μmg-BIL0=0 其中 解得 从两者速度v1=v2=v0时到终极状态的过程，以水平向右为正方向，根据动量定理得： 对ab有 对cd有 两式相加可得 va+vc=v0 联立解得 故D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 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。 【答案】（1）、的像和 （2） （3）远 【解析】 【小问1详解】 光在同一均匀介质中沿直线传播, 所以插大头针时，需要挡住、的像和。 【小问2详解】 入射角的正弦为 折射角的正弦为 由折射定律得 解得该玻璃砖的折射率可以表示为 小问3详解】 由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、F两点离得很近不方便测量，那么可以采用等比例放大，所以直线c离直线b的距离适当远一点好。 14. 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） 灵敏电流计（量程0～100A，内阻） 定值电阻（阻值为2） 电阻箱（阻值0～99999.9） 电阻箱（阻值0～999.9） 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________； （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： R/（） 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 100 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 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______。 A. 0.02% B. 0.2% C. 2% D. 5% 【答案】（1）14000.0 （2） （3）1.36 （4）A 【解析】 【小问1详解】 将灵敏电流表G和电阻箱串联改装成量程为1.5V电压表，有 解得 【小问2详解】 描点连线可得 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 整理解得 故 解得 【小问4详解】 根据 整理解得 解得 由 整理解得 其中 运算可得 故选A。 15. 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。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据平衡条件可知，封闭气体在T2=350K时的压强为 设封闭气体在T1=280K下的压强为，根据查理定律有 解得 （2）设封闭气体初始体积为V，充入了相同压强的体积为的气体，以全部气体为研究对象，根据玻意耳定律 解得 由于气体充入时的压强与原有气体压强相同，且经历等温变化，所以充入气体与原有气体的质量比为 16. 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。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）着陆器做圆周运动时，万有引力提供向心力： 在月球表面，近似认为万有引力等于重力： 联立解得 （2）在椭圆轨道上，系统机械能守恒，故有 根据题意 发动机工作过程中，由动能定理 联立解得 17. 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。 【答案】（1）；（2），，；（3）；（4） 【解析】 【详解】（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。根据牛顿第二定律 解得 粒子水平方向做匀速直线运动 当射出电容器时，粒子竖直方向速度大小为 此时合速度大小为 （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极板的时刻可能为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 ，， 同理粒子也可能在进入MN电容器，然后进入PQ电容器的时刻可能为T、、2T，对应的时间可能为、T、，则速度可能值重复，同理在T、、2T进入的粒子的速度讨论。 （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 其中 解得 （4）最小速度的粒子，进入磁场后做匀速圆周运动 根据几何关系有 解得 【点睛】 18. 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。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）由对称性可知两细线的弹力相等。设为，、的加速度大小均相等。根据牛顿第二定律，对A有 对有 解得 （2）从开始下落到接触地面前瞬间 解得 物块第一次接触地过程中损失的机械能为 解得 （3）C触地后，A、B先以初速度大小为沿着斜面上滑，速度减到零后下滑，下滑至细线再次绷直前瞬间的速度大小仍为。细线绷直瞬间，细线上的拉力非常大，远大于物块的重力，可将、与细线组成的系统看成是一维的动量守恒的系统（即把两细线伸直，AB在两细线同一端，C在两细线另一端），设细线再次绷直后瞬间A、B、C的速度大小均为，在等效的一维系统中，以的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 此后C以加速度大小为，向上做匀减速直线运动，则有 解得 （4）把C由最高点开始下落到下一次上升到最高点当作一个过程，第1次这个过程C由高度开始，第2次这个过程C由高度开始，根据（2）（3）的解答过程，可得到第3次这个过程C由高度开始，依次类推可得： 第n次开始的高度为 第1次这个过程的时间包括： ①C由最高点下落时间为 ②C触地后A、B上滑后下滑至再次绷直时间，此过程A、B的加速度大小为 所用时间为 ③C上升至最高点所用时间为 第1次这个过程的总时间为 可知这个过程的总时间与开始时的高度的平方根成正比，故可得 当，应用等比数列求和，可得物块C从开始运动到最终停止所经历的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年3月济南市高三模拟考试 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 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。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. 4kg B. 3kg C. 2kg D. 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，为半径为4r的圆弧路线，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点与按照路线运动到点的时间差为（　　） 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. 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）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. 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） 灵敏电流计（量程0～100A，内阻） 定值电阻（阻值为2） 电阻箱（阻值0～999999） 电阻箱（阻值0～999.9） 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________； （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： R/（） 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 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______。 A. 0.02% B. 0.2% C. 2% D. 5% 15. 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. 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. 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. 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$