2024届山东省实验中学高三下学期三模物理试题

2024届山东省实验中学高三下学期三模物理试题
一、单选题
1．下列说法正确的是（）
A．液体分子的无规则热运动称为布朗运动
B．物体对外界做功，其内能一定减少
C．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
D．在太空实验室里，水滴的形状是一个完美的球形，这是表面张力作用使其表面具有扩张趋势而引起的结果
2．纸质手提袋具有绿色环保、性能优良、循环利用等特点被广泛使用。

当用图甲纸质手提袋提重力为G的苹果处于静止时，其简化示意图如图乙。

设两绳带在同一竖直平面且不计纸质手提袋的重力，不计纸质手提袋的形变，则（）
G
A．绳带中的张力大小一定为
2
B．若增加绳带长度，则绳带中的张力将变大
C．若只减小两绳扣间距，则绳带中的张力将变小
D．手提袋底部对苹果的支持力与苹果的重力是一对相互作用力
3．“日心说”以太阳为参考系，金星和地球运动的轨迹可以视为共面的同心圆；“地心说”以地球为参考系，金星的运动轨迹（实线）和太阳的运动轨迹（虚线）如图所示。

观测得每隔1.6年金星离地球最近一次，则下列判断正确的是（）
A ．在8年内太阳、地球、金星有5次在一条直线上
B ．在8年内太阳、地球、金星有10次在一条直线上
C ．地球和金星绕太阳公转的周期之比为8∶5
D ．地球和金星绕太阳公转的半径之比为23
85⎛⎫ ⎪⎝⎭
4．如图，面积2210m S -=、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B =1T 的匀强磁
场中旋转，构成交流发电机。

其产生的交变电流通过匝数比12:1:300n n =的理想变压器，再经充电电路给电池充电。

若要求变压器输出电压的有效值达到12V 才能给电池充电，下列判断正确的是（ ）
A ．图示位置流过发电机线圈的电流最大
B ．转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小
C ．交流发电机转速达到2r/s 才能给电池充电
D ．交流发电机转速达到20r/s 才能给电池充电
5．如图所示为某种电梯结构的简化示意图。

某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A 从静止开始下降25m 用时5s 。

已知轿厢A 质量为600kg ，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g =10m/s 2。

下列说法正确的是（ ）
A ．轿厢A 下降过程中处于完全失重状态
B ．配重B 的质量为480kg
C ．配重B 的质量为500kg
D ．轿厢A 以2m/s 的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW
6．如图所示，实线是实验小组某次研究平抛运动得到的实际轨迹，虚线是相同初始条件下平抛运动的理论轨迹。

分析后得知这种差异是空气阻力影响的结果。

实验中，小球的质量为m ，水平初速度为0v ，初始时小球离地面高度为h 。

已知小球落地时速度大小为v ，方向与水平面成θ角，小球在运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k ，重力加速度为g 。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球落地时重力的功率为mgv
B ．小球下落的时间为sin mv kh mg
θ+ C ．小球下落过程中的水平位移大小为()
02cos m v v k θ-
D ．小球下落过程中空气阻力所做的功为()22012
m v v mgh -+ 7．如图所示，间距为L 的平行导轨固定在水平绝缘桌面上，导轨右端接有定值电阻，阻值
为R ，垂直导轨的虚线PQ 和MN 之间存在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场，其中导轨的PM 和QN 段光滑。

在虚线PQ 左侧、到PQ 的距离为2
L 的位置垂直导轨放置质量为m 的导体棒，现给处于静止状态的导体棒一个水平向右的恒力作用，经过PQ 时撤去恒力，
此时导体棒的速度大小0v =经过MN
时导体棒的速度大小v =已知恒力大小为3mg ，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路的电阻为
2
R ，重力加速度为g ，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A ．导体棒与PQ 左侧导轨之间的动摩擦因数为0.66
B
C ．导体棒经过磁场的过程中，导体棒上产生的热量为
1625
mgL D ．虚线PQ 和MN
8．某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S 为光源，当有烟雾进入探测器时，S 发出的光被烟雾散射进入光电管C 中。

光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于I 时，探测器触发报警系统报警。

已知真空中光速为c ，钠的极限频率为0v ，电子的电荷量为e ，下列说法正确的是（ ）
A ．要使该探测器正常工作，光源S 发出的光的波长应大于0
c v B ．若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作
C ．若射向光电管C 的光子中能激发出光电子的光子数占比为η，报警时，t 时间内射向光电管钠表面的光子数至少是η
It e
D ．若S 发出的光能使光电管发生光电效应，则光波的频率越高，光电烟雾探测器灵敏度越高
二、多选题
9．我们可以采用不同方法“称量”星球的质量。

例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力，推算出引力常量G ，就可以“称量”地球的质量。

已知引力常量G ，利用下列数据可以“称量”星球的质量的是（ ）
A ．已知月球绕地球做圆周运动的周期和线速度、可以“称量”地球的质量
B ．已知月球表面重力加速度和绕地球做圆周运动的半径，可以“称量”月球的质量
C ．已知地球绕太阳做圆周运动的周期和半径，可以“称量”太阳的质量
D ．已知火星自转周期和绕太阳做圆周运动的半径，可以“称量”火星的质量
10．如图，甲将排球从离地面高为1m 的O 位置由静止击出并沿轨迹∶运动，当排球运动到离地面高为2.8m 的P 位置时，速度大小为10m/s ，此时，被乙击回并以水平速度18m/s 沿轨迹∶运动，恰好落回到0位置.已知排球的质量约为0.3kg ，g 取10m/s 2，忽略空气阻力，则（ ）
A ．排球沿轨迹∶运动的时间为0.6s
B ．O 、P 两位置的水平距离为10.8m
C ．甲对排球做的功约为20J
D ．乙对排球做的功约为15J
11．图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A 分成体积均为3
1750cm V =的左右两部分。

面积为2100cm S =的绝热活塞B 被锁定，隔板A 的左侧为真空，右侧中一定质量的
理想气体处于温度1300K T =、压强51 2.0410Pa p =⨯的状态1。

抽取隔板A ，右侧的气体就会扩散到左侧，最终达到状态2。

然后解锁活塞B ，同时施加水平恒力F ，仍使其保持静止。

当电阻丝C 加热时，活塞B 能缓慢滑动（无摩擦），电阻丝C 放出89.3J 的热量时气体达到
温度2350K T =的状态3。

已知大气压强50 1.0110Pa p =⨯，隔板厚度不计，下列说法正确的
是（ ）
A ．气体从状态1到状态2是不可逆过程，分子平均动能减小
B ．水平恒力F 的大小为10N
C ．状态3气体的体积为31750cm
D ．气体从状态1到状态3内能增加63.8J
12．如图所示，两条电阻不计的光滑平行导轨AED 和BFC 与水平面成θ角，平行导轨之间间距为L ，一劲度系数为k 的轻质弹簧一端固定在O 点，弹簧中心轴线与轨道平行，另一端与质量为m 、电阻为1R 的导体棒a 相连接，导轨的一端连接定值电阻2R ，匀强磁场垂直穿过导轨平面ABCD ，AB 到CD 距离足够大，磁感应强度大小为0B ，O 点到AB 的距离等于弹
簧的原长，导体棒从AB 位置静止释放，到达EF 位置时速度达到最大，
AB 到EF 距离为d ，导体棒a 始终与轨道良好垂直接触，重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ ）
A ．导体棒在A
B 位置时，加速度为sin g θ
B ．到达EF 时导体棒最大速度为1222
0(sin )()mg kd R R B L θ-+ C ．下滑到最低点的过程中导体棒机械能先增大后减小
D ．导体棒最终可以回到AB 位置
三、实验题
13．物理实验小组用如图（a
）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。

现研究质量不
变的情况下，加速度与力的关系。

(1)关于本实验，下列说法正确的是。

A．必须平衡摩擦力B．必须控制槽码质量不变
C．必须控制小车质量不变D．必须保证槽码的质量远小于小车的质量(2)某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2（结果保留三位有效数字）。

(3)按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F 图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为（用k表示）。

14．某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为x R）的方案，实验电路如图甲所示。

主要实验步骤如下：
∶将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；
∶按甲图所示的电路原理图连接好各元件；
∶将电阻箱的阻值调至1R ，并使金属夹K 从A 端沿弧形电阻丝向B 移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA 与OK 间的夹角1θ（弧度制）； ∶改变电阻箱的阻值，重复步骤∶，测得多组（θ，R ）值；
∶整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。

根据分析，试回答下列问题：
(1)已知乙图中图像与纵轴的截距为b -，由此可求得=a ；
(2)实验时，当金属夹K 调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K 到P 的电流，那么此时测出x R 的值与真实值相比 （填“偏小”、“相等”或“偏大”）；
(3)该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB 接通），电阻丝MN 长100.0cm L =，输电距离41.010m d =⨯，若金属夹K 在电阻丝上距M 端130.0cm L =时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C 与输电线起始处的距离为x = m （结果保留两位有效数字）。

四、解答题
15．如图所示，三棱镜ABC 的AC 面与BC 面垂直，∶A =60°，BC 面镀银。

一束单色光从AB 面上的D 点射入，入射角为45°，光恰好沿原路返回，已知A 、D 间距离为L ，真空中光速为c 。

（1）求三棱镜对该单色光的折射率n ；
（2）将入射光线绕D 点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，经BC 面反射到AC 面
上E 点时恰好发生全反射，DE 平行于BC ，求光从D 点传到点E 的时间t 。

16．如图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极K 金属的逸出功为3.0eV 。

如图乙是氢原子的能级图。

用大量处于3n =能级的氢原子跃迁发出的光照射K 极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV ；
（2）从图示位置向左移动滑片P 至某处，电压表示数为2.29V ，光电子到达A 极的最大动能为多少eV 。

17．如图，三个质量均为1kg m =的弹性小球用两根长均为1m L =的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。

现给中间的小球B 一个水平初速度03m/s v =，方向与绳垂直。

小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长。

求：
（1）当小球A 、C 第一次相碰时，小球B 的速度；
（2）当三个小球再次处在同一直线上时，小球B 的速度；
（3）运动过程中小球A 的最大动能kA E 和此时两根绳的夹角θ；
（4）当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F 的大小。

18．如图，在xOy 平面内虚线OM 与x 轴负方向夹角为45°，虚线OM 右上侧和第一象限为区域I ，I 内存在垂直xOy 平面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，虚线OM 左下侧和第三
象限为区域∶，∶内存在垂直xOy平面向外、磁感应强度为1
2
B的匀强磁场。

一个比荷为k
的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度
v射入磁场，不计粒子重力。

求：（1）粒子从O点进入磁场到第二次穿过OM直线时所用的时间；
（2）粒子第二次穿过x轴与x轴交点的位置坐标；
（3）粒子第2n次通过OM直线时与O点的距离表达式。

（其中123
n ，，）。