山東省日照三模2024屆高三校際聯(lián)合考試物理試題（原卷）

日照實驗高級中學(xué)2024屆高三模擬物理試題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個選項符合題目要求。1．據(jù)報道，我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進的霍爾推進器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感強度大小可近似認為處處相等；垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小相等，己知電子電量為e，質(zhì)量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動。則以下說法錯誤的是（）A．電場方向垂直環(huán)平面向外 B．電子運動周期為C．垂直環(huán)平面的磁感強度大小為 D．電場強度大小為【答案】A【解析】A．根據(jù)左手定則可知電子在圓環(huán)內(nèi)受到沿半徑向外的磁場1的洛倫茲力方向垂直環(huán)平面向里，電場力需要與該洛倫茲力平衡，電場力方向應(yīng)垂直環(huán)平面向外，由于電子帶負電，故電場方向垂直環(huán)平面向里，A錯誤；B．電子在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為、速率為的勻速圓周運動，則電子運動周期為B正確；C．電子在圓環(huán)內(nèi)受到磁場2的洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力，則有解得C正確；D．電子在垂直環(huán)平面方向受力平衡，則有解得D正確；故選A。2.廣場噴泉是城市一道亮麗的風(fēng)景。如圖，噴口豎直向上噴水，已知噴管的直徑為D，水在噴口處的速度為v0.重力加速度為g，不考慮空氣阻力的影響，則在離噴口高度為H時的水柱直徑為（）A.D B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)△t時間內(nèi)，從噴口噴出水的質(zhì)量為△m，則△m=ρ△V，在離噴口高度為H時，速度且解得故選C。選A3.“頓牟掇芥”是東漢王充在《論衡·亂龍篇》中記載的摩擦起電現(xiàn)象，意指摩擦后的帶電琥珀能吸引輕小物體。現(xiàn)做如下簡化：在某處固定一個電荷量為Q的帶正電的點電荷，在其正下方h處有一個原子。在點電荷的電場作用下，原子的負電荷中心與正電荷中心會分開很小的距離l，點電荷與原子之間產(chǎn)生作用力F。你可能不會求解F，但是你可以通過物理分析進行判斷，關(guān)于F的表達式，可能正確的是（式中k為靜電力常量）（）A.F=0 B. C. D.【答案】D【解析】由題意可知ABC錯誤，D正確。4.如圖所示，兩個完全相同的木模質(zhì)量均為m，通過三根輕質(zhì)豎直細線對稱連接，放在水平面上呈“互”字型靜置，上方木模呈現(xiàn)懸浮效果，這是利用了建筑學(xué)中的“張拉整體”的結(jié)構(gòu)原理。細線a、b、c上的張力大小分別用Fa、Fb、Fc表示，水平面所受的壓力大小為FN，重力加速度大小為g。下列關(guān)系式正確的是（）A.Fa>mg，F(xiàn)N=2mgB.Fa>mg，F(xiàn)N>2mgC.Fb=Fc，F(xiàn)a=Fb+0.5mgD.Fa=Fb+Fc【答案】A【解析】整體受力分析，由平衡條件得由對稱性可知對上方木模受力分析有則，故選A。5．如圖所示，木塊A的右側(cè)為光滑曲面，且下端極薄，上端軌道切線豎直，其質(zhì)量為2.0㎏，靜止于光滑水平面上。一質(zhì)量為2.0kg的小球B以2.0m/s的速度從右向左運動沖上A的曲面，與A發(fā)生相互作用。B球沿A曲面上升的最大高度為()A．0.1mB．0.2mC．0.5mD．0.05m【答案】A6、一質(zhì)最m=4kg的滑塊靜止在粗糙的水平面上，t=0時刻起對滑塊施加水平向右的拉力F，拉力F按如圖所示的規(guī)律變化，3s末撤去拉力?；瑝K與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度g取10m/s2.。下列說法正確的是（）A.0~3s內(nèi)摩擦力的沖量大小為30N·s B.0~3s內(nèi)拉力做的功為200JC.滑塊的最大動能為200J D.滑塊的最大位移為36m【答案】C【解析】A．滑塊與水平面的滑動摩擦力為在0~1s內(nèi)所以滑塊靜止不動，滑塊與水平面的摩擦力為靜摩擦力，大小為摩擦力的沖量為在1~3s內(nèi)滑塊與水平面間的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力的沖量為0~3s內(nèi)摩擦力的沖量大小為故A錯誤；B．在0~1s內(nèi)滑塊靜止，拉力做功為零。在1~3s內(nèi)滑塊做勻加速運動，由牛頓第二定律得解得滑塊的位移為0~3s內(nèi)拉力做的功為故B錯誤；C．3s末撤去拉力時，滑塊的動能最大，由動能定理得解得滑塊的最大動能為故C正確；D．滑塊的最大速度為撤去拉力后，由牛頓第二定律得加速度大小為由可得位移為滑塊的最大位移為故D錯誤。故選C。7.角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞光滑的軸轉(zhuǎn)動時，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L也為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑片P位于B點，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）A.電路中電流隨角速度的增大而增大B.電路中電流隨角速度的增大而減小C.彈簧的伸長量為x=D.輸出電壓U與ω的函數(shù)式為U=【答案】D【解析】【詳解】AB．滑片的移動不影響滑動變阻器接入電路中的電阻，故電路中的電流不隨角度的變化而變化，故AB錯誤；C．由牛頓第二定律得所以故C錯誤；D．輸出電壓代入可得故D正確。故選D。8.學(xué)校門口車牌自動識別系統(tǒng)如圖所示，閘桿距地面高為1m，可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動；自動識別區(qū)ab到a＇b＇的距離為6.9m。汽車以速度3m/s勻速駛?cè)胱詣幼R別區(qū)，識別的反應(yīng)時間為0.3s；若汽車可看成高1.6m的長方體，閘桿轉(zhuǎn)軸O與車左側(cè)面水平距離為0.6m。要使汽車勻速順利通過，閘桿轉(zhuǎn)動的角速度至少為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】閘桿轉(zhuǎn)動時間為汽車勻速順利通過，閘桿轉(zhuǎn)動的角度至少為解得閘桿轉(zhuǎn)動的角速度至少為故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.質(zhì)量為M內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為μ。初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為 A．eq\F(1,2)mv2 B．eq\F(mM,2(m＋M))v2 C．eq\F(1,2)NμmgL D．NμmgL【答案】BD解析：本題考查動量守恒、功能關(guān)系及能量守恒定律。設(shè)最終箱子與小物塊的速度為v1，根據(jù)動量守恒定律：mv＝(m＋M)v1，則動能損失△Ek＝eq \F(1,2)mv2－eq \F(1,2)(m＋M)v12，解得△Ek＝eq\F(mM,2(m＋M))v2，B對；依題意：小物塊與箱壁碰撞N次后回到箱子的正中央，相對箱子運動的路程為S＝0.5L＋(N－1)L＋0.5L＝NL，故系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量即為系統(tǒng)瞬時的動能：△Ek＝Q＝NμmgL，D對。10.如圖，家用小型起重機拉起重物的繩子一端固定在起重機斜臂頂端，另一端跨過動滑輪A和定滑輪B之后與電動機相連。起重機正將重為G的重物勻速豎直上拉，忽略繩子與滑輪的摩擦以及繩子和動滑輪A的重力，∠ABC=60°，則（）A.繩子對定滑輪B的作用力方向豎直向下B.繩子對定滑輪B的作用力方向與BA成30°斜向下C.繩子對定滑輪B的作用力大小等于GD.繩子對定滑輪B的作用力大小等于3【答案】BD【解析】A．繩子對定滑輪的B的作用力為BA和BC兩段繩子彈力的合力，方向斜向左下，故A錯誤；B．C．D．重物勻速運動，則任意段繩子的彈力等于重力的一半，即。由平行四邊形可知，合力方向延∠ABC的角平分線，與BA夾角30°斜向下，大小為,故BD正確，C錯誤。故選BD。11.如圖（a）所示，“L”形木板Q靜止于粗糙水平地面上，質(zhì)量為1kg的滑塊P以6m/s的初速度滑上木板，t=2s時與木板相撞并粘在一起。兩者運動的v?t圖像如圖（b）所示。重力加速度大小g取10m/s2A.Q的質(zhì)量為1kgB.地面與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1C.由于碰撞系統(tǒng)損失的機械能為1.0JD.t=5.8s時木板速度恰好為零【答案】AC【解析】【詳解】A．兩者碰撞時，取滑塊P的速度方向為正方向，設(shè)P的質(zhì)量為m=1kg，Q的質(zhì)量為M，由系統(tǒng)動量守恒定律得根據(jù)v-t圖像可知，v1=3m/s，v2=1m/s，v3=2m/s，代入上式解得故A正確；B．設(shè)P與Q之間的動摩擦因數(shù)為μ1，Q與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，根據(jù)v-t圖像可知，0-2s內(nèi)P與Q的加速度分別為aP=1.5m/s2，aQ=0.5m/s2，對P、Q分別受力分析，由牛頓第二定律得聯(lián)立解得故B錯誤；C．由于碰撞系統(tǒng)損失的機械能為代入數(shù)據(jù)解得故C正確；D．對碰撞后整體受力分析，由動量定理得代入數(shù)據(jù)解得因此木板速度恰好為零的時刻為故D錯誤；故選AC。12.如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于光滑豎直桿上，另一端與質(zhì)量為的滑塊甲連接，甲穿在桿上，一根輕繩跨過定滑輪將滑塊甲和重物乙連接起來，重物乙的質(zhì)量?，F(xiàn)把滑塊甲從圖中點由靜止釋放，當(dāng)它經(jīng)過、兩點時彈簧對滑塊的彈力大小相等，已知與水平面的夾角，長為，與垂直。不計滑輪的質(zhì)量和一切阻力，重力加速度為，在滑塊甲從到的過程中，下列說法正確的是（）A.甲與乙的機械能之和先減小后增大B.重物乙的重力的功率先增大后減小C.滑塊甲運動到位置處速度達到最大，且大小為D輕繩對滑塊乙做功【答案】BD【解析】A．當(dāng)滑塊甲經(jīng)過P、Q兩點時彈簧對滑塊的彈力大小相等，故在P點彈簧的壓縮量與在Q點彈簧的伸長量相等，在滑塊甲從P到Q的過程中，彈力對甲先做正功再做負功，故甲與乙組成的系統(tǒng)機械能之和先增加后減小，A錯誤；B．剛釋放時重物乙的速度為零，當(dāng)甲運動到Q點時，甲的速度方向與繩垂直，此時乙的速度為零，故重力的功率先增大后減小，B正確；C．由A的分析可知，在P點彈簧對甲的彈力向上，在Q點彈簧對甲彈力向下，可知，甲先加速上升后減速上升，在P、Q間某位置，合力為零，速度最大，在Q點時合力已向下，速度已開始減小，C錯誤；D．甲從P到Q過程，對甲、乙整體，由動能定理可得設(shè)輕繩對滑塊甲做功為W，對甲由動能定理可得聯(lián)立解得D正確。故選BD。三、非選擇題：本題共4小題，共52分。13.如圖甲所示，滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移時間（）圖像。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的足夠長的斜面上。（取重力加速度g=10m/s2）（1）現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的圖線如圖乙所示。從圖線可得滑塊向上的初速度_______m/s，摩擦力對滑塊A運動的影響______（填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”）；（2）將氣墊導(dǎo)軌換成木板，滑塊A換成木塊，給木塊一沿木板向上的初速度，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示木塊的速率—時間（）圖像如圖丙所示。通過圖線可求得木板的傾角θ的正弦值___________，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)_________?！?3題答案】【答案】①.2②.不明顯，可忽略③.0.6④.0.25【解析】【詳解】（1）[1][2]上升過程中，滑塊做勻減速直線運動，由圖可知經(jīng)過1s滑塊到達導(dǎo)軌最高點，速度為零，根據(jù)逆向思維設(shè)位移時間關(guān)系為解得則初速度由圖可知，滑塊上滑階段和下滑階段的加速度大小基本相等，所以摩擦力對滑塊A運動的影響不明顯；（2）[3][4]由圖丙可得上滑階段的的加速度大小為下滑階段的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律得，上滑時下滑時聯(lián)立解得14.某物理學(xué)習(xí)小組為了探究小燈泡L（3.8V，0.7A）的伏安特性曲線，同時再測定電源電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如甲所示的電路圖。（1）為了完成實驗?zāi)康模撐锢韺W(xué)習(xí)小組進行以下的實驗操作：第①步：按照電路圖甲正確連接好電路，將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2________（“閉合”或“斷開”），移動滑動變阻器滑片，測量并記錄電壓表和電流表數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有如下兩組數(shù)據(jù)：第一組：電流表I=0.20A，電壓表U1=0.65V,電壓表U2=4.3V第二組：電流表=0.40A，電壓表=1.50V,電壓表=4.1V利用以上數(shù)據(jù)可以求出電源電動勢E=______V，電源內(nèi)阻r=______Ω。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）第②步：將滑動變阻器滑片P調(diào)到______（填“最右邊”或“中間”或“最左邊”），再閉合開關(guān)______，移動調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測量并記錄多組電壓表和電流表數(shù)據(jù)。利用以上測量數(shù)據(jù)描繪小燈泡的伏安特性曲線，如圖乙所示。（2）現(xiàn)在將六盞完全相同的燈泡L（3.8V，0.7A）并聯(lián)后直接接在題中電源的兩端，則該電路中每盞小燈泡的功率______W。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】①.斷開②.4.5③.1.0④.最右邊⑤.S2⑥.0.83【解析】【詳解】（1）[1]第①步：按照電路圖甲正確連接好電路，將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，移動滑動變阻器滑片，測量并記錄電壓表和電流表數(shù)據(jù)。[2][3]根據(jù)電路圖結(jié)合閉合電路歐姆定律得代入數(shù)據(jù)得聯(lián)立解得[4][5]第②步：為了保護電路，將滑動變阻器滑片P調(diào)到最右邊，再閉合開關(guān)S2，移動調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測量并記錄多組電壓表和電流表數(shù)據(jù)。（2）[6]設(shè)流過燈泡的實際電流為,根據(jù)閉合電路歐姆定律得在燈泡的伏安特性圖中畫出等效電源的圖象可得兩圖線的交點即為燈泡的工作點，可得燈泡實際電壓約為1.8V，實際電流為0.46A，則功率15.某固定裝置的豎直截面如圖所示，由傾角θ=37°的直軌道AB，半徑R=1m的圓弧軌道BCD，長度L=1.25m、傾角為θ的直軌道DE，半徑為R、圓心角為θ的圓弧管道EF組成，軌道間平滑連接。在軌道末端F的右側(cè)光滑水平面上緊靠著質(zhì)量m=0.5kg滑塊b，其上表面與軌道末端F所在的水平面平齊。質(zhì)量m=0.5kg的小物塊a從軌道AB上高度為h靜止釋放，經(jīng)圓弧軌道BCD滑上軌道DE，軌道DE由特殊材料制成，小物塊a向上運動時動摩擦因數(shù)μ1=0.25，向下運動時動摩擦因數(shù)μ2=0.5，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)小物塊a在滑塊b上滑動時動摩擦因數(shù)恒為μ1，小物塊a運動到滑塊右側(cè)的豎直擋板能發(fā)生完全彈性碰撞。（其它軌道均光滑，小物塊視為質(zhì)點，不計空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）若h=0.8m，求小物塊①第一次經(jīng)過C點的向心加速度大??；②在DE上經(jīng)過的總路程；③在DE上向上運動時間t上和向下運動時間t下之比。（2）若h=1.6m，滑塊至少多長才能使小物塊不脫離滑塊?！敬鸢附馕觥竣賛g?=ma=16m/②mgmg??mg(2R?2Rs③1aa得：mg??mg(R?Rvm mg 得：l=0.2m16.如圖所示，質(zhì)量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質(zhì)量為0.5kg的滑塊Q．水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點并與彈簧的右端接觸，此時彈簧處于原長．現(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點（彈簧仍在彈性限度內(nèi)），推力做功WF=4J，撤去F后，P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下．已知Q與小車表面間動摩擦因數(shù)μ=0.1．（g=10m/s2）求：（1）P剛要與Q碰撞前的速度是多少？（2）Q剛在小車上滑行時初速度v0是多少？（3）為保證Q不從小車上滑下，小車的長度至少為多少？【答案】（1）4m/s（2）4m/s（3）6m【詳解】試題分析：（1）推力F通過P壓縮彈簧做功，根據(jù)功能關(guān)系有：①（1分）當(dāng)彈簧完全推開物塊P時，彈簧仍是原長，有：②（2分）由①②式聯(lián)立解得：（1分）（2）P、Q之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后Q的速度為，P的速度為，由動量守恒和能量守恒得：③（2分）④（2分）由③④式解得，（1分）（3）設(shè)滑塊Q在小車上滑行一段時間后兩者的共同速度為u，由動量守恒可得：⑤（4分）根據(jù)能量守恒，系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱：⑥（4分）聯(lián)立⑤⑥解得：（1分）17.利用磁場實現(xiàn)離子偏轉(zhuǎn)是科學(xué)儀器中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。如圖所示，Oxy平面（紙面）的第一象限內(nèi)有足夠長且寬度均為L、邊界均平行x軸的區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，其中區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場，區(qū)域Ⅱ存在磁感應(yīng)強度大小為B2的磁場，方向均垂直紙面向里，區(qū)域Ⅱ的下邊界與x軸重合。位于處的離子源能釋放出質(zhì)量為m、電荷量為q、速度方向與x軸夾角為60°的正離子束，沿紙面射向磁場區(qū)域。不計離子的重力及離子間的相互作用，并忽略磁場的邊界效應(yīng)。（1）求離子不進入?yún)^(qū)域Ⅱ的最大速度v1及其在磁場中的運動時間t；（2）若，求能到達處的離子的最小速度v2；（3）若，且離子源射出的離子數(shù)按速度大小均勻地分布在范圍，求進入第四象限的離子數(shù)與總離子數(shù)之比η?！敬鸢浮浚?）；（2）（3）60%【詳解】（1）當(dāng)離子不進入磁場Ⅱ速度最大時，軌跡與邊界相切，則由幾何關(guān)系解得r1=2L根據(jù)解得在磁場中運動的周期運動時間（2）若B2=2B1，根據(jù)