山東省高中名校2023-2024學年高三上學期12月統(tǒng)一調研考試物理試題（解析版）

PAGEPAGE1高三物理試題注意事項：1.答卷前考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題〖答案〗后，請用鉛筆把答題卡上對應題目的〖答案〗標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標號。回答非選擇題時，將〖答案〗寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結束后將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.如圖所示是一種消音器的氣流示意圖，該消音器可以削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲，波長為的聲波沿管道自左向右傳播，聲波到達a處時分成上、下兩束，兩束聲波在b處相遇時噪聲減弱。下列關于上、下兩束波疊加能削弱噪聲的原因中說法正確的是（）A.到達b處時頻率變小B.到達b處時波速變小C.從a到b的路程差可能為D.從a到b的路程差可能為〖答案〗C〖解析〗A．頻率由波源決定，所以到達b處時頻率不變，故A錯誤；B．在同一介質中，波速相等，故B錯誤；CD．聲波在a處時分成上下兩列波，兩列波的頻率相同，經(jīng)過不同的波程在b處相遇，若波程差滿足半波長的奇數(shù)倍，即即可在b處削弱噪聲，故C正確，D錯誤。故選C。 2.游樂場中有一種魔盤游戲，如圖所示有一質量為m的小孩（可以看作質點），坐在魔盤上到轉軸距離為r處。某時刻魔盤從靜止開始加速轉動，小孩始終相對圓盤靜止，魔盤角速度從零增加到ω的過程中，下列說法正確的是（）A.小孩所受摩擦力的方向沿運動軌跡切線方向B.魔盤角速度增加到ω時，小孩所受合外力大小C.小孩所受重力的沖量為零D.小孩所受摩擦力的沖量大小為〖答案〗D〖解析〗A．分析可知，小孩受豎直向下的重力、魔盤對小孩豎直向上的支持力以及靜摩擦力，豎直方向重力與支持力平衡，小孩隨魔盤一起做圓周運動的向心力由摩擦力提供，則可知摩擦力沿切線方向分力提供加速度，沿徑向分力提供向心力，故A錯誤；B．魔盤角速度增加到ω時，小孩向心力大小為根據(jù)A分析可知，合力大于向心力，故B錯誤；C．沖量為力與時間的乘積，則可知在魔盤角速度從零增加到ω的過程中小孩所受重力的沖量不為零，故C錯誤；D．當魔盤角速度從零增加到ω時，小孩的線速度大小為在該過程中小孩動量的變化量根據(jù)動量定理，合外力的沖量等于動量的變化量，而小孩所受合外力即為摩擦力，則可知小孩所受摩擦力的沖量大小為故D正確。故選D。3.等量異種點電荷和等量同種點電荷電場中，以兩點電荷所在直線為x軸，以兩點電荷連線中點為坐標原點，建立如圖甲、圖乙所示平面直角坐標系，取無限遠處電勢為零，下列對甲、乙兩圖中x軸上的電場強度E和y軸上的電勢φ定性描述正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗A．等量異種點電荷連線上，沿著連線從正電荷到負電荷的過程中，電場強度先減小后增大，在連線中點處場強最小，取向右為正方向，則負電荷右側場強左，圖像應在軸下方，正電荷左側場強向左，圖像也應該在軸下方，故A錯誤；B．軸在等量異種點電荷連線的中垂線上，而等量異種點電荷連線的中垂線與無窮遠處電勢相等，即中垂線上電勢為零，故B錯誤；C．等量同種電荷連線中點處場強為0，取向右為正方向，左邊正電荷的右側場強沿著兩電荷連線逐漸減小，方向向右，圖像在軸上方，左側場強向左，沿著軸負方向逐漸減小，圖像在軸下方；右邊正電荷左側場強向左，沿著軸負方向逐漸減小，圖像在軸下方，右側場強向右，沿著軸正方向場強逐漸減小，圖像在軸上方，故C正確；D．等量同種點電荷連線的中點處電勢不為零，且電勢大于零，而沿著軸向上、向下電勢都大于0，且都逐漸減小趨近于0，故D錯誤。故選C。4.在2023年10月6號亞運會“最美項目”藝術體操比賽中，中國藝術體操隊時隔17年再奪團體獎牌。比賽過程中一位帶操運動員抖動手中的繩帶形成一列簡諧橫波，某時刻的波形如圖甲所示，由該時刻開始計時，K、L、M、N中某一質點的振動圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.該橫波一定沿x軸負方向傳播B.質點K該時刻的加速度一定向y軸負方向C.質點L經(jīng)半個周期將沿軸正方向或負方向移動半個波長D.該時刻運動員的手一定在O點〖答案〗B〖解析〗AD．若乙圖為N質點的振動圖像，則該橫波沿x軸負方向傳播，則該時刻運動員的手可能在N點；若乙圖為L質點的振動圖像，則該橫波沿x軸正方向傳播，則該時刻運動員的手可能在O點，故AD錯誤；B．根據(jù)回復力F=－kx可知，質點K該時刻的加速度一定向y軸負方向，故B正確；C．質點不會隨波遷移，故C錯誤。故選B。5.如圖所示水平放置平行板電容器的兩極板c、d間，在O點有一電荷量大小為q的帶電微粒（q遠小于Q）恰好靜止，圖中二極管為理想二極管，以Q表示電容器儲存的電荷量，U表示兩極板間電壓，E表示兩極板間電場強度，Ep表示帶電微粒在O點的電勢能。若保持極板c不動，將極板d稍向下平移后，下列說法中正確的是（）A.二極管中有從a到b的電流B.U減小C.E減小D.Ep減小〖答案〗D〖解析〗AB．將極板d稍向下平移后，極板間距d增大，由電容器電容決定式可知，電容C減小，若電容器兩端電壓U不變，電容器所帶電量Q將減小，由于二極管具有單向導電性，電容器的電荷不能回到電源，所以電容器的電量Q不變，二極管中有無電流；由于電容C減小，由電容的定義式可知，U變大，故AB錯誤；C．根據(jù)可知極板間的電場強度E保持不變，故C錯誤；D．由受力平衡可知，電荷受到電場力方向與電場方向相反，電荷帶負電；根據(jù)由于極板d稍向下平移，dod變大，電場強度E保持不變，可知O點的電勢φ增大，根據(jù)可知電勢能Ep減小，故D正確。故選D。6.如圖所示，三個質量均為m的物塊A、B、C用輕彈簧1、2連接起來，并用細線懸掛在升降機內(nèi)，升降機正以的加速度勻加速上升，A、B、C相對靜止。取豎直向上為正方向，重力加速度大小g=，剪斷彈簧2瞬間A、B、C的加速度分別為（）A.0，， B.，，C.0，， D.，，〖答案〗B〖解析〗剪斷彈簧2前，以A、B、C為整體受力分析可得對C受力分析可得以B、C為整體受力分析可得剪斷彈簧2瞬間，彈簧1的彈力不發(fā)生突變，A的加速度為解得剪斷彈簧2瞬間，彈簧2的彈力為零，B的加速度為解得剪斷彈簧2瞬間，C只受到重力作用，則C的加速度為故選B。7.一根長度為L、質量為m、粗細可忽略的導體棒A，緊靠在一個足夠長的絕緣半圓柱體底端靜止，半圓柱體固定在水平面上，導體棒A與半圓柱體表面間的動摩擦因數(shù)為μ，其截面如圖所示。整個空間中加有沿半圓柱體半徑向內(nèi)的輻向磁場，半圓柱體表面處磁感應強度大小均為B，在導體棒A中通入方向垂直紙面向外的變化電流，使導體棒A沿半圓柱體從底端緩慢向上滑動，導體棒A跟圓心的連線與水平方向的夾角用θ表示。在導體棒A從底端運動到頂端的過程中，下列說法正確的是（）A.tanθ=μ時導體棒A所受的安培力最大B.導體棒A所受的摩擦力先增大后減小C.導體棒A所受重力與支持力的合力大小不變D.導體棒A所受重力和安培力的合力與安培力方向的夾角變大〖答案〗A〖解析〗A．導體棒在上升至某位置時受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件可知其中導體棒A所受摩擦力解得導體棒A所受的安培力其中θ在0~90°范圍內(nèi)增大，可知安培力先增大后減小，當時，導體棒A所受的安培力最大，此時解得故A正確；B．在到達頂端前的過程中，θ增大，根據(jù)前面的表達式可知增大，f增大，故B錯誤；C．根據(jù)平衡條件可知，重力與支持力的合力大小為隨θ增大而減小，故C錯誤；D．令支持力和滑動摩擦力的合力方向與摩擦力的方向夾角為，則有即支持力和摩擦力的合力方向與摩擦力的方向夾角始終不變，由于支持力、摩擦力、重力與安培力四個力的合力為零，則重力、安培力的合力與支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力與安培力位于同一直線上，則重力和安培力的合力方向與安培力的方向的夾角始終不變，故D錯誤。故選A。8.如圖所示為利用斜面從貨車上卸貨的示意圖，貨箱沿斜面下滑過程中斜面始終保持靜止狀態(tài)，下列說法正確的是（）A.若貨箱勻速下滑時，在其上面施加一個豎直向下的恒力F后，貨箱將加速下滑B.若貨箱勻速下滑時，在其上面施加一個垂直斜面向下的恒力F后，貨箱繼續(xù)勻速下滑C.若貨箱勻速下滑時，在其上面施加一個斜向左下方向的恒力F后，貨箱繼續(xù)勻速下滑D.若貨箱加速下滑時，在其上面施加一個豎直向下的恒力F后，貨箱下滑加速度變大〖答案〗D〖解析〗AD．貨箱勻速下滑時，其受到重力沿斜面分力與摩擦力相互平衡，則有可得若貨箱加速下滑，則同理可得施加豎直向下的力F后貨箱沿斜面向下的力變?yōu)樨浵涫艿降哪Σ亮ψ優(yōu)閯t聯(lián)立可得貨箱勻速下滑時，在其上面施加一個豎直向下的恒力F后會有此時貨箱仍然勻速下滑；貨箱加速下滑時，在其上面施加一個豎直向下的恒力F后會有此時貨箱仍然加速下滑，且Fx增大量大于f，貨箱下滑加速度變大，故A錯誤，D正確；B．若貨箱勻速下滑時，在貨箱上面施加一個垂直斜面向下的恒力F后，貨箱受到的摩擦力增大，則貨箱減速下滑，故B錯誤；C．若貨箱勻速下滑時，其上面施加一個斜向左下方向的恒力F后，則貨箱受到的沿斜面向下的力增量大于摩擦力增量，貨箱加速下滑，故C錯誤；故選D。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.我國在探索宇宙文明過程中取得了重大突破，中國科學院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔觀測站，成功捕獲了來自天鵝座萬年前發(fā)出的信號。若在天鵝座有一質量分布均勻的球形“類地球”行星，其密度為，半徑為R，自轉周期為，引力常量為G。下列對于該“類地球”行星的說法中正確的是（）A.同步衛(wèi)星的運行速率為B.同步衛(wèi)星的軌道半徑為C.在兩極表面重力加速度的大小為D.衛(wèi)星在行星表面附近做勻速圓周運動的速率為〖答案〗CD〖解析〗A．根據(jù)勻速圓周運動線速度公式以及行星的同步衛(wèi)星周期，可知其運行速率為該“類地球”行星的同步衛(wèi)星的軌道半徑，并不是R，A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力“類地球”行星的質量為該“類地球”行星的同步衛(wèi)星的軌道半徑為B錯誤;C．該“類地球”行星表面重力加速度在兩極處有解得C正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力該“類地球”行星衛(wèi)星在行星表面附近做勻速圓周運動的速率為及C項分析可得聯(lián)立求得D正確。故選CD。10.在光滑水平面上有a、b兩物體沿同一直線相向運動，當兩物體間距離小于或等于d時會受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，兩物體間距離大于d時相互排斥力消失。兩物體始終未接觸，其v-t圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A.a、b兩物體在t3時刻兩物體相距最近B.a、b兩物體質量之比為C.a、b兩物體相互作用結束后b物體的速度一定為2v0D.整個過程中a、b系統(tǒng)動能損失的最大值為系統(tǒng)初動能的〖答案〗AC〖解析〗A．由題意知，a、b兩物體沿同一直線相向運動，t2時刻b物體減速到零，之后反向加速，可以看出t2~t3時間內(nèi)，a、b同方向運動，且a的位移大于b的位移，即兩者在靠近，當速度相等時，兩者距離最近，之后兩者距離又增大，即t3時刻a、b間距離最小，故A正確；BC．由題意可知，a、b兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒，由圖可知，最終a物體速度減為零，設a、b兩小球質量分別為m1、m2，則因為當小球間距小于或等于d時，會受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，所以由圖中t1~t3時間內(nèi)，可得解得，由幾何關系可知，圖中AC段對應時間等于CE對應時間，且兩三角形對應底邊大小相等，所以圖中△ABC與△CDE面積相等，故B錯誤，C正確；D．由題意可得，類似于完全非彈性碰撞，當兩小球速度相等時，動能損失最大，由圖可知，此時兩小球的總動能為而初動能為所以損失的動能最大值為即故D錯誤。故選AC。11.在如圖所示一個立體空間內(nèi)有平行z軸方向的勻強磁場，y>0一側磁場沿z軸負方向、y<0一側磁場沿z軸正方向，磁感應強度大小均為B。從O處的離子源射入大量速度大小不同、方向相同的某種正離子，離子入射方向與磁場方向垂直且與x軸正方向成30°角。通過x軸上Р點的離子速度方向與從O點射入磁場速度方向的夾角為θ，已知OP間距離為L，離子比荷為k，不計重力和離子間相互作用力，則經(jīng)過P點的離子速度大小和對應的θ角可能為（）A.，60° B.，0°C.，0° D.，60°〖答案〗AB〖解析〗符合條件的粒子有兩種情況：如圖所示奇數(shù)次回旋后從P點射出，由幾何關系可得由洛倫茲力提供向心力，有聯(lián)立解得（0、1、2、3??????）這種情況粒子從P點出射時，出射方向與入射方向成60°，偶數(shù)次回旋后從P點射出，由幾何關系有由洛倫茲力提供向心力，有聯(lián)立解得（1、2、3??????）這種情況粒子從P點出射時，出射方向與入射方向相同成0°。故選AB。12.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強電場，在勻強電場中有一根長為L的絕緣細線，細線一端固定在O點，另一端系一質量為m、電荷量大小為q的帶電小球。小球靜止時細線與豎直方向成θ角，此時讓小球獲得一個與繩垂直的初速度，能繞O點在與電場平行的豎直平面內(nèi)做圓周運動，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.勻強電場的電場強度B.運動過程中小球動能的最小值可以為C.小球能完成圓周運動，小球運動一周的過程中，機械能改變量的最大值大小為D.小球從初始位置開始，在豎直平面內(nèi)能完成圓周運動，初速度最小為〖答案〗AB〖解析〗A．小球靜止時細線與豎直方向成角，由平衡條件可知電場力水平向右，與場強方向相反，小球帶負電，根據(jù)平衡條件有解得故A正確；B．小球恰能繞O點在豎直面內(nèi)做圓周運動，在等效最高點A點速度最小，如圖所示重力與電場力合力為恰能完成圓周運動，小球在等效最高點A有最小速度，則有聯(lián)立求得則運動過程中小球動能的最小值為故B正確；C．小球運動一周的過程中，電場力做功最多時，小球機械能改變量最大，且為故C錯誤；D．小球從初始位置開始，在豎直平面內(nèi)恰能完成圓周運動，有聯(lián)立解得故D錯誤。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某同學采用如圖所示的裝置驗證碰撞過程中動量守恒定律，平直斜面最高點O剛好與斜槽末端靠緊平齊，在斜面上依次固定白紙和復寫紙。（1）以下選項中哪些是本次實驗必須注意的事項（）A．斜槽末端必須水平B．入射小球A每次必須從同一高度釋放C．應準確測量斜面的傾角θD．水平槽放上B球時，B球落點位置必須在斜面上（2）實驗用的A球質量為mA、半徑為rA，B球質量為mB、半徑為rB，則要求（）A．，B．，C．，D．，（3）實驗過程中，未放被碰小球B時經(jīng)過多次從同一位置由靜止釋放入射小球A，在白紙上記錄了入射小球A的平均落點P；A球與B球碰撞后，A、B兩球平均落點分別為M、N。測得它們到拋出點O的距離分別為OP、OM、ON。已知A、B兩球的質量分別為mA、mB，如果A、B兩球在碰撞過程中動量守恒，則需滿足的關系式是：___________?！即鸢浮剑?）BD##ADB##BAD##BDA##DAB##DBA（2）A（3）〖解析〗（1）[1]A．為保證小球做平拋運動，則斜槽末端要水平，故A正確；B．要保證小球A每次碰撞之前速度相同，則需保證入射小球A每次從同一高度釋放，故B正確；C．實驗要驗證動量守恒，則即驗證設小球的位移為L，則根據(jù)平拋運動規(guī)律有聯(lián)立可得即有，，代入動量守恒的表達式后等式兩邊的與均可約掉，所以實驗中不必準確測量斜面的傾角θ，故C錯誤；D．B球落點必須在斜面上，這樣三個球的落點構成的位移具有相同的斜面傾角，從而能推出碰撞前后的速度關系，故D正確。故選ABD。（2）[2]為保證兩個小球都能從平臺上拋出，則，要保證發(fā)生正碰，則。故選A。（3）[3]由上述分析有即若A、B兩球在碰撞過程中動量守恒，則有14.某探究學習小組為了準確測定一個導體的電阻R，首先用歐姆表粗略測量該電阻，再利用所給的器材準確測量，其具體步驟如下：（1）歐姆表的原理如圖甲所示，旋轉選擇開關S可分別選擇“×1Ω”、“×10Ω”和“×100Ω”檔位，當選擇開關S接2時正確操作后指針偏角過大，指針所指如圖乙所示，則應將選擇開關S接___________（選填“1”或“3”）重新測量。（2）多用電表的表盤刻度如圖乙所示，已知電源電動勢為Ｅ=1.5V，靈敏電流表的滿偏電流，內(nèi)阻，則___________Ω。（3）為準確量電阻值，該小組同學從實驗室選取了如下器材：A.電壓表V1、（量程0-3V，內(nèi)阻約為3kΩ）B.電壓表V2、（量程0-15V，內(nèi)阻約為15kΩ）C.電流表A1、（量程0-10mA，內(nèi)阻r1為9Ω）D.電流表A2、（量程0-0.6A，內(nèi)阻r2為2Ω）E.滑動變阻器R1（0-5Ω，額定電流1.0A）F.定值電阻R2（1Ω，額定電流0.6A）G.電源（電動勢4.5V，內(nèi)阻約為2Ω）H.開關、導線若干請在圖丙線框中畫出測量電阻的電路圖，并在圖中標明電壓表和電流表的符號。___________（4）如果某次測量電壓表的讀數(shù)為U、電流表的讀數(shù)為I，則被測電阻的表達式R=___________（用U、I表示）。〖答案〗（1）1（2）10（3）（4）〖解析〗（1）[1]根據(jù)題意可知當前所選擋位為“×10Ω”，指針偏角較大，表明待測電阻較小，應換較小的擋位，故應該為“×1Ω”，此時歐姆表內(nèi)阻變小，即開關S接1。（2）[2]開關S接3，根據(jù)圖乙可知歐姆表內(nèi)阻為，短接ab后，此時R1、R2、R3串聯(lián)后與靈敏電流表并聯(lián)，則有則聯(lián)立解得（3）[3]根據(jù)題意可知待測電阻約為35Ω，因為電源的電動勢為4.5V，為了測量的準確，電壓表選取V1，通過待測電阻的最大電流約為選擇電流表選擇A1與R2并聯(lián)改裝為量程較大的電流表，由于待測電阻與電表相比屬于小電阻，故采用外接法；滑動變阻器最大阻值較小，為方便調節(jié)電路采用分壓式接法，電路圖如下：（4）[4]根據(jù)歐姆定律可得被測電阻的表達式為15.如圖所示，物塊A和上表面粗糙的長木板B放在光滑水平上，物塊C靜止在長木板B的右端，物塊A的質量為2m，長木板B的質量為m。物塊A以速度向右運動，與長木板B發(fā)生彈性碰撞的時間極短，物塊C始終未滑離長木板B，穩(wěn)定后A、B、C恰好不再碰撞。求：（1）A、B碰撞后瞬間A的速度；（2）B、C間摩擦產(chǎn)生的熱量。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）根據(jù)題意可知A、B發(fā)生彈性碰撞時，動量守恒，機械能守恒，有解得，（2）根據(jù)穩(wěn)定后A、B、C恰好不再碰撞可知穩(wěn)定后三者共速，B、C到達共速的過程中動量守恒，類似于完全非彈性碰撞，再根據(jù)能量守恒定律，則有解得，16.空中花式摩托車表演賽是一項極具觀賞性的極限運動，表演賽所用坡道如圖所示，平直斜面AB通過圓弧軌道與可調節(jié)傾角的斜面CD平滑連接，斜面CD傾角為θ。某次表演中在斜面右側并排停放了一些平均寬度為d=2m的汽車，不計相鄰汽車的間距，汽車高度可認為與D點等高，運動員從距Ｄ點高為H=15m的A點由靜止開始以額定功率加速向下運動，經(jīng)t=3s到D點飛出。已知表演用摩托車的額定功率為10kW，運動員與整車質量之和為200kg，取，不計空氣阻力，求：（1）為飛越更多的汽車，斜面CD的傾角θ；（2）如果運動員最多恰好飛越20輛汽車，從A到D克服阻力做的功?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）根據(jù)題意可知摩托車飛出后做斜拋運動，即水平方向為勻速直線運動，豎直方向為豎直上拋運動，設飛出時速度為，則有，解得可知當時，摩托車的水平距離最大，能夠飛躍更多的汽車。（2）如果運動員最多恰好飛越20輛汽車，則此時，且在摩托車從A到D的過程中，根據(jù)動能定理有方程聯(lián)立解得從A到D克服阻力做的功為17.如圖所示，傾角為37°的粗糙固定斜面AB與光滑水平面BE平滑連接，光滑豎直圓軌道固定在BE上，圓軌道左側滑入點與向右側滑出點在底端錯開并分別與兩側直軌道平滑連接，長木板P靜止在粗糙水平面FG上，上表面與水平面BE平齊，物塊Ｎ靜止在長木板P左端。小物塊M自斜面AB高H處由靜止滑下，進入圓軌道經(jīng)過最高點D時對軌道壓力大小為3N，然后回到水平面CE與物塊Ｎ發(fā)生彈性碰撞，小物塊M被彈回后進入圓軌道且剛好能達到圓心等高處，再次返回到水平面后被拿走。已知H=1.0m，物塊M質量、長木板P質量，圓軌道半徑R=0.2m，物塊N與木板P間動摩擦因數(shù)，木板P與水平面FG間動摩擦因數(shù)。取、、。求：（1）物塊M與斜面AB間的動摩擦因數(shù)；（2）物塊N的質量；（3）物塊N停止時距E點的距離?！即?/p>