【市级联考】山东省临沂市2024届高三5月第三次模拟考试理综高效提分物理试题

【市级联考】山东省临沂市2024届高三5月第三次模拟考试理综高效提分物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
“华龙一号”-福建福清核电5号机组（如图）的正式运营，标志着我国在三代核电技术领域路身世界前列。

核电站的核心装置是核反应堆，其工作原理是利用粒子轰击重核铀使其发生核反应并释放大量核能。

已知重核铀在某一种情况下的核反应方程为，则X是（ ）
A．电子B．中子C．质子D．粒子
第(2)题
如图所示，把质量为m的石块从距地面高h处以初速度斜向上抛出，与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。

若只改变抛射角，下列物理量一定不变的是（）
A．石块在空中的飞行时间B．石块落地的水平距离
C．石块落地时的动能D．石块落地时的动量
第(3)题
如图甲所示，一条小河宽度为d，两河岸P、Q平行，一小船以恒定速度v0从河岸P出发，船头总保持与河岸P垂直，河水速
度v与离河岸P的距离x的关系图像如图乙所示，则小船在小河中运动的轨迹可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(4)题
远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。

变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )
A．
B．
C．
D．
第(5)题
太阳内部某种热核反应方程式为，并释放射线，则（ ）
A．X为质子B．射线本质为高能量的光子
C．核反应中的比结合能较的更大D．核电站利用核能的反应与该反应类型相同
第(6)题
二十世纪初，德国物理学家玻尔将普朗克提出的量子理论运用于对氢原子模型的重构，对量子力学的发展起到了重大推动作用。

如图所示为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（ ）
A．用能量为10.20eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B．用能量为2eV的光子去照射氢原子，不能使氢原子从第2能级跃迁到第3能级
C．当氢原子从第4能级向基态跃迁时，氢原子的能量增加，电子的动能减小
D．一群处在n=4能级的氢原子在向低能级跃迁的过程中，能发出3种不同频率的光
第(7)题
置于水平地面上质量的物块在的水平拉力作用下做匀加速直线运动。

已知物块与水平面间的动摩擦因数为
，重力加速度取。

该物块依次通过A、B、C、D四个位置，已知、，且物块通过AB段和CD段
的时间均为1s，则BC段的长度为（）
A．8m B．10m C．12m D．16m
第(8)题
2023年诺贝尔物理学奖授予了“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒（）光脉冲实验方法”的三位物理学家，他们的实
验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具。

科学研究表明，人类所能测量的最短长度和最短时间都存在一个极限，分别称为普朗克长度和普朗克时间t
p，两者之间满足关系（c为真空中的光速）。

推导普朗克长度和普朗克时间需要用到三个常数：万有引力常量G、光速c和普朗克常数h。

已知普朗克常数h的单位为J·s，下列关系式正确的是（ ）
A
．B．C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
2021年5月15日，我国的火星探测器“天问一号”着陆器成功登陆火星表面，登陆前某次飞行轨迹模拟图如图所示。

探测器在该椭圆轨道上运行约3个月，已知近火星点到火星球心距离为r1，远火星点到火星球心距离为r2，火星的质量为M，火星半径
为R，引力常量为G，则下列物理量可求的是（ ）
A．火星的第一宇宙速度B．天问一号在该椭圆轨道的运行周期
C．火星的自转周期D．火星表面的重力加速度
第(2)题
如图所示，质量为m的小球A套在竖直固定、半径为R的光滑圆环上，通过长度不可伸长的细线跨过定滑轮连接着质量为m的物块B，当小球A在沿切线方向的外力F的作用下沿圆环以大小为的角速度逆时针匀速率旋转时，细线始终处于伸直状态，已知圆环的圆心与定滑轮等高，重力加速度大小为g。

则小球A从与圆心同高度的右侧开始旋转，到物块B上升到最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球A、轻绳、物体B组成的系统机械能守恒
B．圆环对小球A的弹力可能先减小后增大
C．外力F对小球A做的功大于物块B增加的重力势能
D．物块B克服重力做功的最大功率为
第(3)题
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，图中左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。

金属导轨部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为；右侧以为原点，沿导轨方
向建立轴，沿Ox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、阻值为、三边长度均为的形金属框，左端紧靠平放在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）处于静止状态。

长为2L、质量为、电阻为的导
体棒处在间距为2L的金属导轨上，长为、质量为、电阻为的导体棒处在间距为的金属导轨上。

现同时给导体棒a，b大
小相同的水平向右的速度，当导体棒运动至时，导体棒中已无电流（始终在宽轨上）。

导体棒与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，导体棒被立柱挡住没有进入右侧轨道。

下列说法正确的是（ ）
A．给导体棒a，b大小相同的水平向右的速度后，导体棒做匀速运动
B
．导体棒到达时的速度大小为
C．导体棒与U形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动
D．导体棒与形金属框碰撞后，导体棒静止时与的距离为
第(4)题
如图所示，两电阻不计的光滑平行导轨水平放置，MN部分的宽度为2l，PQ部分的宽度为l，金属棒a和b的质量分别为2m和m，其电阻大小分别为2R和R，a和b分别静止在MN和PQ上，垂直于导轨且相距足够远，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。

现对金属棒a施加水平向右的恒力F，两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动，b总在PQ上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的是（）
A．金属棒a与b均做匀速直线运动且距离逐渐减小
B．金属棒a与b均做匀变速运动且加速度之比为1：2
C
．流过金属棒a的电流大小为
D
．回路中的感应电动势保持不变大小为
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图1所示，有一对垂直纸面水平放置的平行金属板，板长为，两板间距为，金属板右侧有一个半径为的圆形匀强磁场区域，圆心O位于平行金属板正中间的水平线上，磁场方向垂直纸面向里。

金属板左侧的电子枪不断地沿正中间的水平线发射质量为、电荷量为的电子，发射电子的初速度恒定。

若在两金属板上加上如图2所示的交变电压，周期为，电子在金属板内运动时间恒为，最大偏距的电子刚好从极板的边缘飞出。

电子进入圆形磁场区域后均从磁场边界P点飞出，P点为竖直线与圆形磁场边缘的交点。

不计电子间相互作用和重力，忽略金属板区域外的电场及交变电场产生的磁场。

求：
（1）发射电子的初速度大小及两板电压；
（2）磁感应强度的大小；
（3）从平行金属板正中间射出的电子和从上极板边缘射出的电子在磁场区域运动的时间之比。

第(2)题
类比是科学思维中的重要方法。

（1）某同学做“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验，如图甲所示，实验操作规范，正确画出了弹簧弹力F和形变量x的图像，如图乙所示。

他根据图像斜率求出弹簧的劲度系数为k。

之后他思考该实验过程克服弹力做功等于弹性势能增量，并求出弹性势随x变化的表达式，因为这一过程弹力是变力做功，所以他类比了匀变速直线运动v-t图像求位移的微元求和法。

请你利用这一方法写出弹性势能随x变化的表达式，取原长为弹性势能零势能点。

（2）当平行板电容器的两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间距离d的关系为，k为静电力常量。

对给定的平行板电容器充电，当该电容器极板所带电荷量Q变化时，两极板间的电势差U也随之变化。

①在如图丙所示的坐标系中画出电容器极板间电势差U与带电量Q的关系图像。

电容器储存的电能等于电源搬运电荷从一个极板到另一个极板过程中，克服电场力所做的功。

这一过程与克服弹力做功等于弹性势能增量类似，与之类比，推导电容器储存的电能表达式。

②若保持平行板电容器带电量Q、极板正对面积S不变，两极板间为真空，将板间距离由增大到，需要克服电场力做多少功？
③如果我们把单位体积内的电场能定义为电场能量密度，用表示。

试证明真空中平行板电容器的电场能量密度和两板间的
电场强度平方成正比。

（忽略两板外的电场）
第(3)题
示波管是电子示波器的心脏。

如图甲所示，它由电子枪、竖直方向偏转极板YY′、水平方向偏转极板XX′ 和荧光屏组成。

极
板YYʹ 的长度为l，间距为d，极板两端加一定电压，其间的电场可视为匀强电场，忽略极板的边缘效应；XX′极板间电压为零。

电子刚离开金属丝时速度为零，从电子枪射出后以速度v0 沿极板中心线进入偏转极板YYʹ，已知电子电荷量为e，质量
为m，不计电子受到的重力。

1．电子枪的加速电压为___________。

2．图乙是电子在偏转极板YYʹ 间运动的示意图，电子竖直方向的偏移距离为y，则电子在偏转极板YYʹ 间运动的加速度
为___________，电子通过YYʹ极板电势能的变化量为___________，YYʹ极板间的电压为___________。

3．若电子最后射到荧光屏上的P点，设P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h，则对h的大小能产生影响的物理量是（ ）A．YYʹ极板间的长度
B．YYʹ极板间的距离
C．XX′极板间的长度
D．XX′极板间的距离
E．电子枪的加速电压
4．为使电子流在YYʹ极板间不发生偏转，设想在YYʹ极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，则该匀强磁场的方向
为___________，匀强磁场的磁感应强度大小为___________。

5．若电子枪每秒射出n个电子，在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上O点，被荧光屏全部吸收，则在前进过程中相邻两电子之间的距离为___________；荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为___________。

第(4)题
如图所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d＝1 m，导轨间接有一个阻值为R＝2 Ω的灯泡，一质量为m＝1 kg的金属棒跨接在导轨之上，其电阻为r＝1 Ω，且和导轨始终接触良好。

整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平
面向下。

现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始向右运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2。

求：
（1）若施加的水平恒力为F＝10 N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若施加的水平力功率恒为P＝6 W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
如图（1）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）实验时有以下一些步骤，先后顺序是________（填写字母标号）
A．点击“选择区域”，计算机自动计算出加速度值；
B．保持小车、配重片和发射器总质量不变，不断增加钩码的质量，重复实验；
C．点击“开始记录”并释放小车，当小车到达终点时，点击“停止记录”，得到v-t图像。

（2）若测得小车、配重片和发射器的总质量为360g，若把钩码的重力做为小车受的合外力，则跨过滑轮的细绳下悬挂的钩码质量范围最适合用________；
A.1g~25g
B.100g~200g
C.180g~360g
D.大于360g
（3）当小车总质量一定，改变钩码质量重复实验，释放小车的位置________（填写“必须相同”或“可以不同”）。

（4）实验中某小组获得如图（2）所示的图线，在进行“选择区域”操作记录小车加速度时，在选择AB段、BC段和AC段中，你认为选择哪段获得的加速度较精确？答：________。

第(2)题
利用甲图装置验证机械能守恒定律，通电时，小钢球补吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由落下。

空气阻力可忽略不计。

(1)用螺旋测微器测量小钢球的直径如图乙所示，则直径为____________。

(2)①测出小钢球从释放位置到光电门中心的距离为h（h远大于d）。

释放小钢球，记下其通过光电门的时间；②改变，测出多组（，）数据，画出图像如图丙所示；③测出图像的斜率为。

已知当地重力加速度为g，若在误差允许的范
围内，斜率近似等于____________（用所给的物理量的字母表示），则机械能守恒定律成立。

(3)影响实验结果的可能的主要原因是____________________________________。