山東省名校聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期2月開學(xué)聯(lián)考物理試題 含解析

2024—2025學(xué)年（下）高三年級開學(xué)質(zhì)量檢測物理考生注意：1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置．2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)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(jié)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．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．1.氘被稱為“未來的天然燃料”，應(yīng)用聚變反應(yīng)可獲取。關(guān)于該聚變反應(yīng)，下列說法正確的是（）A.X是正電子 B.中子和X的距離達(dá)到就能發(fā)生核聚變C.氘核的比結(jié)合能為1.095MeV D.中子和X的總質(zhì)量等于生成的氘核的質(zhì)量【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，是質(zhì)子，選項A錯誤；B．發(fā)生核聚變要達(dá)到距離范圍為，選項B錯誤；C．氘核的比結(jié)合能為選項C正確；D．因反應(yīng)放出核能有質(zhì)量虧損，則中子和X的總質(zhì)量大于生成的氘核的質(zhì)量，選項D錯誤。故選C2.一束復(fù)色光通過玻璃三棱鏡后分成如圖1所示a、b、c三束，現(xiàn)用a、b、c三束光分別去照射圖2所示的陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，得到圖3所示遏止電壓Uc與頻率v的關(guān)系圖像。下列說法正確的是（）A.a、b、c光的波長大小關(guān)系為B.a、b、c光子的動量大小關(guān)系為C.a、b、c光的頻率大小關(guān)系為D.若三種光子均可使之發(fā)生光電效應(yīng)，則a光對應(yīng)的遏止電壓最大【答案】B【解析】【詳解】AC．a(chǎn)、b、c光中因c光的偏折程度最大，可知c光折射率最大，頻率最大，波長最短，即三種光的頻率大小關(guān)系為波長大小關(guān)系為選項AC錯誤；B．根據(jù)可知a、b、c光子的動量大小關(guān)系為選項B正確；D．若三種光子均可使之發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)則c光對應(yīng)的遏止電壓最大，選項D錯誤。故選B3.如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓有效值恒定的電源，副線圈接入滑動變阻器R、定值電阻和阻值不變的燈泡L、開關(guān)S。和為理想交流電流表，閉合開關(guān)S，燈泡L正常發(fā)光?，F(xiàn)將變阻器滑片從a端滑動到b端，此過程中（）A.示數(shù)增大 B.示數(shù)減小C.L變亮 D.原線圈輸入功率先減小后增大【答案】D【解析】【詳解】BC．根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比可得可知副線圈輸出電壓保持不變，則燈泡L兩端電壓不變，通過燈泡L的電流不變，燈泡L亮度不變，示數(shù)不變，故BC錯誤；AD．變阻器滑片在a端時，滑動變阻器并聯(lián)后的阻值為0，在b端時，滑動變阻器并聯(lián)的阻值也為0，所以將變阻器滑片從a端滑動到b端，滑動變阻器并聯(lián)的阻值先增大后減小，則副線圈總電阻先增大后減小，根據(jù)歐姆定律可知副線圈電流先減小后增大，根據(jù)變壓器電流比等于匝數(shù)比的反比可得，可知原線圈電流先減小后增大，即示數(shù)先減小后增大；根據(jù)，可知原線圈輸入功率先減小后增大，故A錯誤，D正確。故選D。4.質(zhì)量為m的汽車在平直公路上以恒定加速度由靜止啟動，經(jīng)過時間達(dá)到額定功率，這個過程汽車的位移為，汽車達(dá)到額定功率時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，汽車又行駛了后停止，整個過程的位移一時間圖像如圖所示。已知汽車行駛時所受阻力恒定，則（）A.圖中 B.汽車牽引力為C.牽引力的大小為摩擦力的2倍 D.汽車行駛過程中所受阻力為【答案】D【解析】【詳解】D．對于關(guān)閉發(fā)動機(jī)前的過程應(yīng)用動能定理全過程應(yīng)用動能定理又因為聯(lián)立可得，D正確；B．由牛頓第二定律又因為聯(lián)立可得，B錯誤；C．由上述分析可知牽引力的大小為摩擦力的3倍，C錯誤；A．全過程應(yīng)用動量定理解得，A錯誤。故選D。5.一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為2s，時刻的波形圖如圖所示。該時刻平衡位置在處的質(zhì)點的位移為，且沿y軸負(fù)方向運動。則（）A.波沿x軸負(fù)方向傳播 B.該波的波長為2.5mC.該波的波速為1.5m/s D.a的坐標(biāo)為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)“上下坡法”，可知波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；BC．設(shè)波的表達(dá)式為由圖可知A=2cm，波圖像過點（0，）和（1，0），代入表達(dá)式有即可得故B錯誤；C正確；D．由圖可知，x=a時，y=2cm，則解得故D錯誤。故選C。6.如圖所示為一玻璃球的截面圖，球的半徑R=5cm，在球心處裝有一長度為5cm的線光源AB，光源中心與球心重合，為使光源各個部位發(fā)出的光在不經(jīng)過二次反射的情況下都能射出球面，則所選玻璃的折射率最大值為（）A.2 B.3 C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)光由任意一點P發(fā)出，射到圓周上的任意一點Q，如圖所示根據(jù)正弦定理可得則由此可知，當(dāng)OP和β達(dá)到最大時，α最大，即，則則即玻璃的折射率最大值為2。故選A。7.木耙，也叫釘齒耙，有近2000年的歷史。木耙上面均勻地鉚著鐵齒，前面有兩個鐵環(huán)，用來連接固定牲口的套繩。工作時，讓鐵齒向下，通過牲口拉動木耙進(jìn)行耙地，從而破碎表面的土塊，平整地面。如圖1所示，為了更好地破碎表面的土塊，人站在木耙上，增加耙地的深度。已知耙與人的總質(zhì)量為m，兩根套繩等長且平行，與水平面的夾角均為，如圖2所示。若木耙受到的阻力是其對地面壓力的倍，耙地的過程可視為勻速直線運動、重力加速度為g，忽略套繩質(zhì)量，改變夾角，則當(dāng)繩子拉力最小時，下列說法正確的是（）A.的大小為30° B.單根繩子拉力F的大小為C.耙對地的壓力大小為 D.地對耙的阻力大小為【答案】C【解析】【詳解】依題意，木耙做勻速直線運動，受力平衡，可得，聯(lián)立，解得當(dāng)繩子拉力最小時，有解得，，，故ABD錯誤；C正確。故選C。8.衛(wèi)星發(fā)射時一般先將衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道（軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球半徑），在合適的位置經(jīng)過加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道、再在合適位置經(jīng)過加速進(jìn)入目標(biāo)軌道。如圖所示，某次將質(zhì)量為m的航天器發(fā)射到近地軌道，在A點經(jīng)過加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道，在轉(zhuǎn)移軌道上運行時距地面的最大高度為h。已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，取無限遠(yuǎn)處為零勢能點，航天器距離地心距離r時具有的引力勢能可表示為，則航天器從近地軌道加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道的過程中所做的功至少為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】航天器在近地軌道時，萬有引力提供向心力，則有在地面附近，萬有引力與重力相等，則有航天器在近地軌道的機(jī)械能同理，設(shè)航天器在遠(yuǎn)地點的速度為，則根據(jù)牛頓第二定律可得此時航天器的機(jī)械能根據(jù)功能關(guān)系可知，航天器從近地軌道加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道的過程中所做的功等于遠(yuǎn)地點的能量與近地軌道的能量差，即故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中。有多項符合題目要求．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．9.如圖所示，為等量異種電荷連線的中垂線，在該平面內(nèi)abcd為關(guān)于對稱的正方形，e、f為ab邊、cd邊與中垂線的交點。已知a、f兩點間的電勢差，元電荷為e。下列說法正確的是（）A.a、b兩點間的電勢差B.a點電勢高于d點電勢C.將一電子從無窮遠(yuǎn)處移到a點，電勢能減少D.a、b兩點的電場強度相同【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)等量異種電荷電場分布特點可知為等勢線，故有由于abcd是關(guān)于對稱的四邊形，a、b關(guān)于e對稱，根據(jù)電場的對稱性可知所以又因為所以A正確；B．等量異種電荷的電場中，電場線由正電荷指向負(fù)電荷，離電荷越遠(yuǎn)電場線分布等勢線分布越稀疏，由a點距離正電荷比d點更遠(yuǎn)，因此a點電勢低于d點電勢，B錯誤；C．根據(jù)電場力做功特點可知，一電子從無窮遠(yuǎn)處移到a點，電場力做的功由于電場力對電子做正功，電勢能變化了即電勢能減少了，C正確；D．根據(jù)異種電荷電場分布特點及電場的疊加原理可知，a、b兩點的電場強度大小相等，但方向不同，故a、b兩點的電場強度不同，D錯誤。故選AC。10.如圖1所示，匝數(shù)為1000匝的線圈與定值電阻R構(gòu)成閉合回路，線圈靜置于均勻磁場區(qū)域，磁場方向與線圈平面垂直，已知線圈面積為，電阻為2Ω，定值電阻R阻值為2Ω。磁場隨時間增強，時，磁場磁感應(yīng)強度大小為0.05T，變化的磁場對MN右側(cè)電路的影響忽略不計，a、b兩點之間電勢差隨時間的變化圖像如圖2所示。下列說法正確的是（）A.磁場方向垂直紙面向里B.時，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率為0.15T/sC.時，磁感應(yīng)強度的大小為D.時，穿過線圈的磁通量為【答案】BD【解析】【詳解】A．如圖2可知，a點電勢高于b點電勢，所以感應(yīng)電流是從a點流向b點，可知線圈電流為順時針，根據(jù)安培定則可判斷出感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場方向為垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律可判斷原磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律閉合回路中的電流為a、b兩點電勢差為聯(lián)立解得已知1000匝，，，，時，，代入解得故B正確；C．由圖2可知時，，由，可得時，磁感應(yīng)強度的大小為故C錯誤；D．根據(jù)磁通量公式時，解得穿過線圈的磁通量為故D正確。故選BD。11.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①②到達(dá)狀態(tài)c，其圖像如圖所示，虛曲線ac為等溫線。則（）A.在狀態(tài)b，氣體體積為 B.過程①中，氣體對外做功，內(nèi)能減小C.過程②中，氣體對外放熱 D.經(jīng)歷過程①②到達(dá)狀態(tài)c，氣體吸收的熱量為120J【答案】ACD【解析】【詳解】A．a(chǎn)到c為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律可得解得b到c為等容變化，故A正確；B．a(chǎn)到b是等壓變化，氣體體積增大，對外做功，溫度升高，由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增大，B錯誤；C．b到c氣體體積不變（等容變化），壓強減小，氣體的溫度降低，氣體放出熱量，C正確；D．根據(jù)圖像中，圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積為氣體所做的功，則有a經(jīng)b到c狀態(tài)的整個過程為等溫變化，氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知解得即氣體吸收的熱量為120J，D正確。故選ACD。12.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定于墻上，另一端連接一物體甲。現(xiàn)用物體乙緩慢推物體甲使彈簧壓縮，已知甲、乙的質(zhì)量均為m，甲下表面光滑，乙與地面間的動摩擦因數(shù)為，釋放甲、乙，兩者向右運動一段時間后分離，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.甲、乙間的最大彈力為B.甲運動到速度最大時彈簧壓縮量為C.甲與乙分離時彈簧的彈性勢能為0D.從釋放到甲、乙分離，甲、乙及彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能減少【答案】BD【解析】【詳解】A．剛釋放時甲乙間彈力最大，則對整體對乙解得甲、乙間的最大彈力為選項A錯誤；B．甲運動到速度最大時，加速度為零，則解得彈簧壓縮量為選項B正確；CD．甲與乙分離時兩者的加速度相等，對乙對甲因加速度方向向左，則此時彈簧的處于伸長狀態(tài)，彈力不為零，彈性勢能不為0，從釋放到甲、乙分離，甲、乙及彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能減少選項C錯誤，D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某同學(xué)應(yīng)用雙縫干涉實驗測量某種單色光的波長，裝置如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）透鏡的作用是使射向單縫的光______（填“更發(fā)散”或“更集中”）。（2）實驗中沒有必要測出的物理量是______（填選項序號）。A.雙縫到毛玻璃的距離 B.單縫到雙縫的距離C.目鏡到毛玻璃的距離 D.雙縫間的距離（3）保持雙縫間的距離不變，分別用圖2所示的巴耳末系中在可見光區(qū)的四條譜線中的、實驗，四條譜線的波長滿足（，其中對應(yīng)），形成的干涉圖樣中，相鄰兩條亮紋間的距離較小的譜線是______（填“”或“”）?！敬鸢浮浚?）更集中（2）BC（3）【解析】【小問1詳解】透鏡的作用是使射向單縫的光更集中?！拘?詳解】根據(jù)計算波長的公式可知，需要測量雙縫到屏的距離、雙縫間的距離、以及相鄰兩條亮條紋間的距離，而單縫到雙縫的距離和目鏡到毛玻璃的距離都不需要測量。故選BC。【小問3詳解】根據(jù)，可得由此可知，波長越短，相鄰兩條亮條紋間距越小，由于的波長小于的波長，故相鄰兩條亮紋間的距離較小的譜線是。14.某實驗小組要測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，實驗室提供的實驗器材如下：A．被測干電池（電動勢E不超過1.5V，干電池內(nèi)電阻r不大于2.5Ω）B．定值電阻（阻值為30Ω）C．電壓表V（量程1V，內(nèi)電阻為870Ω）D．電阻箱R（0~999.9Ω）E．電鍵S、導(dǎo)線若干實驗電路如圖1所示（1）定值電阻與電壓表V并聯(lián)后的總阻值______Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律，實驗過程中，電壓表讀數(shù)U與阻箱電阻R的關(guān)系為______（用E、R、r和表示）。（2）閉合開關(guān)S后，多次調(diào)整電阻箱R的值，記錄對應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，然后利用圖像法處理數(shù)據(jù)：以R為橫坐標(biāo)、以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點連線，如圖2所示，該圖線的斜率，縱軸截距，則被測電池電動勢______V（保留3位有效數(shù)字），被測電池內(nèi)阻______Ω（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）①.29②.（2）①.1.38②.2.0【解析】【小問1詳解】[1]定值電阻與電壓表V并聯(lián)后的總阻值[2]由閉合電路歐姆定律可得又有聯(lián)立解得【小問2詳解】[1]斜率為，解得[2]由上述分析可知截距為，解得15.如圖所示，公園內(nèi)的噴灌機(jī)給草坪澆水，水龍頭可繞豎直軸緩慢旋轉(zhuǎn)，當(dāng)水龍頭與水平方向夾角為37°時，水的落點在水平地面上形成一個半徑為的圓。已知出水口到地面的高度，出水口的截面積，水柱在空中不散開，空氣阻力和出水口到轉(zhuǎn)軸的距離均忽略不計，重力加速度g取，，。求：（1）水噴出時的初速度大?。唬?）空中處于上升階段的水的體積（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】設(shè)水的初速度為，豎直方向：初速度為，則有做豎直上拋運動水平方向勻速運動，則有解得【小問2詳解】水上升到最高點的時間為，則有處于上升階段水的體積為V，則解得16.如圖所示，兩光滑平行軌道均由半徑的四分之一圓弧形軌道和水平軌道組成，軌道間距。一質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒b垂直于水平導(dǎo)軌靜止放置，右側(cè)與b平行的虛線EF、GH間有豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，虛線EF、GH間距。質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒a從圓弧軌道頂端由靜止滑下，與b發(fā)生彈性碰撞后鎖定a，碰后b滑至GH時速度恰好為零。導(dǎo)體棒a、b長也均為，運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度。求：（1）碰后瞬間b的速度大小v；（2）磁感應(yīng)強度B大小?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】設(shè)導(dǎo)體棒a與b發(fā)生彈性碰撞前的速度為，碰撞后a、b速度分別為和v，a滑下，機(jī)械能守恒，有取水平向右為正方向，對a、b系統(tǒng)動量守恒有機(jī)械能守恒有聯(lián)立解得【小問2詳解】碰后b恰好運動至GH，速度為零，設(shè)此過程b運動時間為t，回路中平均電流為I，向右為正，對b依據(jù)動量定理有通過回路的電荷量又聯(lián)立解得17.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)，有沿x軸正方向的勻強電場；在第一象限半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向外的勻強磁場Ⅰ。磁場Ⅰ的圓邊界與x軸、y軸相切，與y軸相切于Q點，在區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場Ⅱ。在x軸上坐標(biāo)為的P點，沿y軸正方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為的帶正電粒子，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從Q點進(jìn)入磁場Ⅰ，經(jīng)磁場Ⅰ偏轉(zhuǎn)后，垂直x軸進(jìn)入磁場Ⅱ，再經(jīng)磁場Ⅱ、勻強電場偏轉(zhuǎn)后恰好再次從Q點進(jìn)入磁場Ⅰ，不計粒子的重力，求：（1）勻強電場的電場強度大小；（2）粒子第一次在磁場Ⅰ中運動的時間；（3）磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】粒子第一次在電場中做類平拋運動，則，根據(jù)牛頓第二定律，解得【小問2詳解】設(shè)粒子第一次進(jìn)磁場Ⅰ時的速度大小為v，根據(jù)動能定理，解得設(shè)粒子進(jìn)磁場Ⅰ時速度與y軸正向的夾角為，則，解得粒子第一次在磁場Ⅰ中運動的軌跡如圖所示，設(shè)出射點為A，做圓周運動的圓心為，根據(jù)幾何關(guān)系可知，四邊形為菱形，因此粒子第一次在磁場Ⅰ做圓周運動的半徑軌跡所對的圓心角運動軌跡的弧長則粒子第一次在磁場Ⅰ中運動的時間【小問3詳解】A點離y軸的距離粒子第一次經(jīng)磁場Ⅱ偏轉(zhuǎn)后，垂直x軸第二次進(jìn)入電場，做類平拋運動剛好到達(dá)Q點，設(shè)沿x軸方向位移為，則，，解得因此粒子第一次在磁場Ⅱ中做