【市级联考】山东省德州市2024届高三第二次模拟考试理科综合物理试题

【市级联考】山东省德州市2024届高三第二次模拟考试理科综合物理试题
一、单选题 (共6题)
第(1)题
如图所示，一半径为R的竖直光滑圆轨道固定在倾角为37°的斜面上，圆轨道与斜面相切于N点，MN为圆轨道的一条直径，整个装置始终保持静止。

一个质量为m的小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g，，则（ ）
A．小球通过M点时速度大小为
B．小球在N点对轨道的压力大小为
C．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，重力的功率先增大后减小
D．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，轨道对小球的弹力先增大后减小
第(2)题
2023年12月14日，我国宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放﹐邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”能源梦想。

“人造太阳”物理本质就是核聚变，其发生核聚变的原理和太阳发光发热的原理很相似﹐核反应方程为。

下列说法正确的是（ ）
A．X是质子B．该反应为链式反应
C．的比结合能比的大D．的结合能为
第(3)题
如图所示为甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的位移时间图像，两图像相切于A点，其坐标为（2.0，4.0）。

已知甲物体的初速度为零，乙物体的加速度大小为1m/s2，由图像可知（ ）
A．甲、乙两物体的运动方向相反，加速度方向相同
B．乙物体的初速度大小为6m/s
C．甲物体的加速度大小为4m/s2
D．t=0时刻，甲、乙两物体相距10m
第(4)题
用如图甲所示的光电管研究光电效应实验。

用某波长的绿光照射阴极K，实验测得的电流表示数I与电压表示数U的变化规律如图乙所示。

光电管的阴极材料的极限频率，电子的电荷量，普朗克常量，则
（ ）
A．阴极K每秒钟发射的光电子数为个
B．光电子飞出阴极K时的最大初动能为
C．入射光的波长约为
D．若改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大
第(5)题
如图所示，学生练习用脚顺球。

某一次足球由静止自由下落1.25m，被重新顺起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为1.25m。

已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，则（ ）
A．足球下落到与脚部刚接触时动量大小为2kg.m/s
B．足球自由下落过程重力的冲量大小为4kg.m/s
C．足球与脚部作用过程中动量变化量为零
D．脚部对足球的平均作用力为足球重力的10倍
第(6)题
如图是敲击甲、乙两个音叉后，发出的两列声波a和b在空气中向前传播的示意图。

从图中信息可知声波a的（ ）
A．波长小于b的波长B．波长大于b的波长
C．波速小于b的波速D．波速大于b的波速
二、多选题 (共4题)
第(1)题
如图所示，A、B、C、D、、、、是正方体的八个顶点，在、C两点固定两个等量异种点电荷（图中未画出），下
列说法正确的是（ ）
A．A、两点的电场强度大小相等B．A、两点的电场强度方向相同
C．、D两点的电场强度大小相等D．、D两点的电场强度方向相同
第(2)题
如图，等边三角形△ABC位于竖直平面内，BC边水平，三个点电荷分别固定在三角形的顶点上。

已知L、M、N点分别为三条边的中点，L点的电场强度方向水平向右，M点的电场强度方向竖直向下，C处点电荷的电荷量绝对值为q，则（ ）
A．三个点电荷均带负电
B．N点的电场强度方向水平向左
C．A处点电荷的电荷量绝对值为q
D．B处点电荷的电荷量绝对值为q
第(3)题
健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。

则（ ）
A．飞轮受到阻力大小与其材料密度有关
B．飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关
C．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越小
D．磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越大
第(4)题
如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B= kt（常量k>0）．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1=R0、．闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（ ）
A
．R2两端的电压为
B．电容器的a极板带正电
C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D．正方形导线框中的感应电动势为kL2
三、实验题 (共2题)
第(1)题
用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

已知当地重力加速度为。

（1）除图甲中所示的装置之外，还必须使用的器材是( )
A．直流电源、天平（含砝码）
B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平（含砝码）
D．交流电源、刻度尺
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图甲所示安装好实验器材并连接好电源
B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C．测量纸带上某些点间的距离
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，其中没有必要进行的或者操作不当的步骤
是( )（选填步骤前的字母）；
（3）如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为
，点AC间的距离为，点CE间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为，重锤质量为，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量___________，动能增加量___________；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能。

（4）某同学利用图乙中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度和，绘制图像，如图丙所示，并求得图线的纵轴截距和斜率。

若假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的图线的纵轴截距和斜率与、的关系最可能的是( )
A．， B．，
C．， D．，
（5）某同学认为要验证机械能守恒，必须选择第1、2两点间距离约为2mm的纸带进行数据处理，你认为他的观点是否正确，请说明理由。

____________________
第(2)题
某同学欲测量量程为10mA的毫安表内阻（内阻大约为几欧），可供选择的器材有：
A．滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）；
B．滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω）；
C．电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）；
D．电源E（电动势为6V，内阻不计）；
E．开关、导线若干。

利用如图所示的电路图进行实验，实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调为最大，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值位置，闭合开关S1；
②调节滑动变阻器，使毫安表满偏；
③闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱，使毫安表半偏，电阻箱的阻值为7.9Ω。

回答下列问题：
（1）图中滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）；
（2）考虑到干路电流的增加，该毫安表的内阻约为________Ω（保留两位有效数字）；
（3）该同学拆开此毫安表，发现该毫安表是由一个微安表头和一个阻值为8.04Ω的定值电阻并联构成的，利用（2）中结果可知，该微安表头的满偏电压为________mV、内阻为________Ω。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示是一个游戏装置的示意图，固定于地面的水平轨道AB、竖直半圆形轨道BC和竖直圆形管道CD平滑连接，B和C分别是BC和CD的最低点。

水平平台EF可在竖直平面内自由移动。

锁定的压缩弹簧左右两端分别放置滑块a和b，解除锁定后，a沿轨道ABCD运动并从D点抛出。

若a恰好从E点沿水平方向滑上EF且不滑高平台，则游戏成功。

已知BC半径R1=0.2m；CD半
径R2=0.1m且管道内径远小于R2，对应的圆心角=127°；EF长度L=1.08m；滑块与EF间动摩擦因数μ=0.25，其它阻力均不计；
滑块质量m a=0.1kg，m b=0.2kg，且皆可视为质点；，。

（1）若弹簧释放的能量E p=3.0.J，求在B点时圆形轨道对a的支持力大小；
（2）若要游戏成功，a在C点的最小速度是多少？
（3）若固定b，推导并写出游戏成功时a最终位置到D点的水平距离x与弹簧释放的弹性势能E p的关系式。

第(2)题
如图所示，两根竖直放置的足够长金属导轨MN、PQ间距为l，底部是“△”型刚性导电支架，导轨区域布满了垂直于平
面MNQP的磁感应强度为B的匀强磁场。

长为l的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨接触良好。

半径为r的轻质圆盘与导轨在同一竖直平面内，可绕通过圆盘中心的固定转轴O匀速转动。

圆盘与导轨间有一T型架，T型架下端与金属棒ab固定连接，在约束槽制约下只能上下运动。

固定在圆盘边缘的小圆柱体嵌入在T型架的中空横梁中。

当圆盘转动时，小圆柱体带动T型架进而驱动金属棒ab上下运动。

已知ab质量为m，电阻为R。

“△”型导电支架共六条边，每条边的电阻均为R。

MN、PQ电阻不计且不考虑所有接触电阻，圆盘、T型架质量不计。

圆盘以角速度沿逆时针方向匀速转动，以中空横梁处于图中虚线位置处为初始时刻，求：
（1）初始时刻ab所受的安培力；
（2）圆盘从初始时刻开始转过90°的过程中，通过ab的电荷量；
（3）圆盘从初始时刻开始转过90°的过程中，T型架对ab的冲量I；
（4）圆盘从初始时刻开始转过90°的过程中，T型架对ab做的功。

第(3)题
如图所示建立空间三维坐标系，四个平行于平面的理想场分界面把的区域分成间距均为L的三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，最左侧界面与平面重合。

整个空间中存在着沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E的大小未知。

有一质量为m、电荷量为
的小油滴静止在坐标原点O。

已知重力加速度为g，忽略空气阻力和运动过程中油滴的电荷量变化。

（1）在Ⅰ区域加入沿x轴正方向的匀强电场，电场强度的大小也为E，求油滴通过Ⅰ、Ⅱ区域分界面时的速率；
（2）在（1）问基础上，在Ⅱ区域和Ⅲ区域分别加入沿z轴正方向和负方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为，求油滴自O点运动到最右侧界面所用时间和到达最右侧界面的位置坐标；
（3）在（2）问基础上，在Ⅱ区域加入沿z轴正方向电场，电场强度大小也为E，求油滴自O点运动到最右侧界面过程中沿z轴方向的位移。