山东省名校联盟2023-2024学年高二上学期12月教学质量检测联合调考物理试题（含解析）

山东省名校联盟2023-2024学年高二上学期12月教学质量检测联合调考
物理
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：鲁科版必修第三册第三章至第五章，选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册第一章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究，被誉为是宇宙学研究进人精密科学时代的里程碑。关于黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B．黑体不会辐射电磁波
C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
2．如图所示，电子枪射出的电子束进人示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（ ）
A．向下偏转 B．向上偏转 C．向纸外偏转 D．向纸里偏转
3．如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，、和都是定值电阻，是滑动变阻器，、和都是理想电表。闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数减小 B.流过电阻的电流减小
C.电压表的示数减小 D.电压表的示数增大
4.如图所示，圆心为、半径为的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，带电粒子从点沿直径方向以速度射入磁场，从点射出磁场，速度偏转角为，已知带电粒子的质量为，电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子带负电 B．带电粒子做圆周运动的半径为
C．带电粒子在磁场中的运动时间为 D．带电粒子在磁场中的运动时间为
5．如图所示，粗细均匀的正六边形线框由相同材质的导体棒连接而成，顶点，用导线与直流电源相连接，正六边形处在垂直于框面的匀强磁场中，若棒受到的安培力大小为，则整个六边形线框受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一学生练习用脚颠球，足球自静止开始下落后被颠起，足球离开脚沿竖直方向运动，向上运动的最大高度为，到达最大高度后被拿走。已知足球的质量为，足球与脚的作用时间为，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．足球与脚作用的过程中，足球的动量变化量大小为
B．在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相反
C．足球上升过程中重力的冲量大于足球下落过程中重力的冲量
D．足球与脚作用的过程中，脚对足球的平均作用力大小为
7．某一直流电动机提升重物的示意图如图所示，电源提供给电动机两端的电压，当电动机以的恒定速率向上提升质量为的重物时，电动机消耗的功率为，取重力加速度大小，不计各种摩擦，则（ ）
A．电动机的热功率为 B．电动机提升重物的功率为
C．电动机线圈的电阻是 D．电动机的输入电流为
8．如图所示，一质量为的物块静止于水平地面上的点，点左侧地面光滑，一质量为（）的物块以初速度从点左侧向右撞向物块，与发生弹性碰撞后将物块拿走。已知物块在点右侧运动时所受阻力大小与物块的速率始终成正比（，为已知常数），物块、均可视为质点，则碰后物块的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．芯片制造中的重要工序之一是离子注入，速度选择器是离子注入机的重要组成部分。如图所示，从离子源发射出速度不同的各种离子，仅有部分离子沿平行于纸面的水平直线穿过速度选择器右侧挡板上的小孔，已知速度选择器中匀强电场的电场强度大小为、方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为，速度选择器置于真空中，不计离子受到的重力。下列说法正确的是（ ）
A．穿过小孔的离子一定带正电荷
B．穿过小孔的离子的速度大小一定为
C．穿过小孔的离子的比荷一定相同
D．若离子受到的重力不能忽略，则从小孔穿过的负离子的速度大于正离子的速度
10．近几年世界上对新材料的研究和发现有很多，新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料，长为，宽为，厚为。电流沿方向时测得样品的电阻为，则下列说法正确的是（ ）
A．样品的电阻率为 B．样品的电阻率为
C．电流沿方向时样品的电阻为 D．电流沿方向时样品的电阻为
11．滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动项目。如图所示，一同学在水平地面上进行滑板练习，该同学站在滑板前端以的共同速度向右做匀速直线运动，在滑板正前方有一静止的滑板。在滑板接近滑板时，该同学迅速从滑板跳上滑板，接着又从滑板跳回滑板，两滑板恰好不相撞（以相同速度运动）。该同学的质量为，两滑板的质量均为，不计滑板与地面间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．上述过程中该同学与滑板和滑板组成的系统水平方向上动量守恒
B．该同学跳上滑板后，他和滑板的速度大小为
C．该同学从滑板跳上滑板后，滑板的速度小于
D．该同学跳离滑板的过程中，对滑板的冲量小于
12．如图甲所示的电路中，定值电阻，阻值未知，为一滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随干路电流的变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时得到的，则下列说法正确的是（ ）
A．电源的内阻为 B．电源的电动势为
C．定值电阻的阻值为 D．滑动变阻器的最大阻值为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）孙同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。主要步骤为：
①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；
②让质量为的入射小球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置；
③把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射小球从斜槽上位置静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、，如图乙所示，并分析数据。
（1）实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为__________。
A． B． C．
（2）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量__________，间接地解决这个问题。
A．小球抛出点距地面的竖直高度 B．小球做平抛运动所用的时间
C．小球做平抛运动的水平射程 D．小球开始释放的高度
（3）若两小球碰撞时动量守恒，则验证碰撞过程中动量守恒的表达式为____________________（用题中涉及的物理量符号表示）。
14．（8分）“蓝天”实验小组正在测定粗细均匀的铅笔芯的电阻率，但却没有合适的电压表。同学们从实验室领取了直流电源、电流表（满偏电流、内阻未知）、电流表（量程为、内阻也未知）、滑动变阻器、电阻箱、长度可变的铅笔芯、开关、导线、螺旋测微器等。
（1）他们用螺旋测微器测量铅笔芯的直径的示数如图甲所示，则铅笔芯的直径__________。
（2）为了精确测量电流表的内阻，同学们设计了如图乙所示的实验电路。正确连接电路并将电阻箱调整为合适的阻值（该阻值记为），闭合开关并调节滑动变阻器使两表均有适当的示数，记录下此时电流表的示数和电流表的示数，则电流表的内阻__________（用、和表示）。
（3）同学们测定铅笔芯电阻率的实验电路如图丙所示，电流表两端并联的铅笔芯的长度为，调节滑动变阻器使电流表满偏，记录电流表的示数。改变铅笔芯的长度，重复上述步骤，获得多组、数据，作出图像如图丁所示。图像的纵截距__________（填“大于”“小于”或“等于”），铅笔芯的电阻率__________（用、、、等题中涉及的物理量符号表示）。
15．（8分）如图所示，绝缘轻质弹簧的一端悬挂在天花板上，另一端挂有长、质量的金属杆，金属杆处在垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场中，金属杆与电源、电阻箱和开关连成回路。开关闭合前，金属杆处于静止时弹簧的伸长量，闭合开关，当电阻箱接入电路的阻值时，金属杆再次平衡时弹簧的形变量为0。已知电源的电动势、内阻，取重力加速度大小，题中通电金属杆受到的磁场力方向竖直向上，与金属杆连接的两段导线上的拉力可以忽略不计。
（1）求金属杆的电阻；
（2）若调节电阻箱使其接入电路的阻值，求金属杆再次平衡时弹簧的伸长量。
16．（8分）如图所示，空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径，磁场的磁感应强度方向垂直横截面向里、大小。一带正电的粒子以速率（大小未知）沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向与入射方向的夹角为。已知该带电粒子的比荷，，不计粒子所受重力。
（1）求速率；
（2）若不改变该带电粒子的入射速率，仅改变入射方向，求粒子离开磁场时速度方向与入射速度方向的夹角最大时，粒子在磁场中运动的时间。
17．（14分）如图所示，光滑绝缘斜面高度，斜面底端与光滑绝缘水平轨道平滑连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。平行板和三个电阻构成如图所示的电路，平行板板长，板间距离，，，，电源内阻。质量，带电荷量的带电小球（可视为质点），从斜面顶端由静止释放。若、均断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动。取重力加速度大小。
（1）求电源电动势；
（2）若断开、闭合，求电容器两端的电压；
（3）若带电小球释放前断开、闭合，求小球离开平行板右边缘时，速度偏转角的正切值。
18．（16分）如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径，下端恰好与平台平滑对接，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板，木板的右端紧靠侧壁竖直的平台，平台的上表面光滑并与木板上表面等高，小滑块、可视为质点。已知木板的质量，小滑块的质量，小滑块的质量，小滑块、与木板间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。现将小滑块由圆弧轨道的顶端无初速度释放，、碰撞时间极短。
（1）若初始时小滑块静止在木板右端，、碰后粘在一起运动，求最终木板的速度；
（2）若初始时小滑块静止在木板右端，、间发生弹性碰撞，求再次滑到圆弧轨道底端时圆弧轨道对的支持力的大小；
（3）若初始时木板固定，到木板右端有一段距离，、间发生弹性碰撞，最终静止于木板右端，求初始时到木板右端的距离。
山东省名校联盟2023-2024学年高二上学期12月教学质量检测联合调考
物理
参考答案
1．D 【解析】一切物体都会辐射电磁波，选项A、B均错误；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，选项C错误、D正确。
2．A 【解析】由安培定则可知，示波管下方环形电流的磁场在环形区域内的磁感线方向垂直纸面向外，根据磁感线是闭合的曲线可知，在环形电流外侧的磁感线方向垂直纸面向里；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向下，则电子束向下偏转，故选项A正确。
3．B 【解析】当滑动变阻器的滑片自题中图示位置向左缓慢滑动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流增大，电流表的示数增大，选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，则流过的电流减小，选项正确；根据并联电路电流特点可知，流过的电流增大，电压表的示数增大，选项C错误；因两电压表示数之和等于路端电压，路端电压减小，电压表的示数增大，则电压表的示数减小，选项D错误。
4．B 【解析】带电粒子的运动轨迹如图所示，根据几何关系可知，粒子做匀速圆周运动的半径，选项B正确；根据左手定则可知，带电粒子带正电，选项A错误；带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，带电粒子在磁场中的运动时间显然小于一个周期，选项C错误；根据几何关系可知，带电粒子在磁场中的运动时间，选项D错误。
5．B 【解析】设的电阻为，由电阻定律可知的电阻为，若中的电流为，
则中的电流为，棒受到的安培力大小，整个六边形线框受到的安培力大小，选项B正确。
6．D 【解析】足球与脚接触前瞬间，足球的速度大小，足球与脚接触后瞬间，足球的速度大小，设竖直向上为正方向，足球的动量变化量大小，选项A错误；重力冲量的方向始终与重力方向一致，则在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相同，选项B错误；根据自由落体运动规律可知，足球上升过程的时间小于足球下落过程的时间，则足球上升过程中重力的冲量小于足球下落过程中重力的冲量，选项C错误；根据动量定理有，解得，选项D正确。
7．C 【解析】电动机匀速提升重物时输出的功率，选项C错误；电动机的热功率，选项A错误；流经电动机的电流，选项D错误；根据，得，选项C正确。
8．A 【解析】、发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，解得，碰后物块做减速运动，最终静止，取其中一小段时间分析，根据动量定理有，全过程累加求和得，解得，选项A正确。
9．BD 【解析】假设离子带正电，根据左手定则可知，离子受到的洛伦兹力竖直向下，与其受到的电场力平衡时，离子可沿平行于纸面的水平直线穿过小孔，即，可得离子的速度大小，若离子带负电，其受到的洛伦兹力竖直向上，其受到的电场力竖直向下，仍可能受力平衡，故选项B正确、A错误；穿过小孔的离子速度大小一定相等，但其电荷量和质量均未知且未被限定，选项C错误；若离子受到的重力不能忽略，则正离子受力平衡时有，穿过小孔的正离子速度减小，负离子受力平衡时有，穿过小孔的负离子速度增大，选项D正确。
10．BC 【解析】沿方向测得的电阻为，根据电阻定律即有，那么电阻率为，选项B正确、A错误；根据电阻定律，那么沿方向的电阻，选项C正确、D错误。
11．AD 【解析】两滑板恰好不相撞，则他最后和、两滑板具有相同的速度。上述过程中，把该同学、、看成一个系统，该系统水平方向不受外力的作用，系统水平方向上的动量守恒，选项A正确；根据动量守恒定律有，代入数据解得，该同学从滑板跳上滑板后，滑板的速度减小，该同学从滑板跳回滑板的过程中，根据动量守恒定律可知，滑板的速度会减小，即该同学从滑板跳上滑板后，滑板的速度应大于，选项C错误；同理可知，该同学从滑板跳回滑板的过程中，滑板的速度会增大，即该同学跳上滑板后，他和滑板的速度应小于，选项B错误；该同学从滑板跳上滑板后，滑板有了一定的速度，该同学从滑板跳回滑板后，滑板的速度大小为，根据动量定理可知，该同学跳离滑板的过程中，对滑板的冲量小于，选项D正确。
12．BD 【解析】根据闭合电路的欧姆定律变形有，结合题图可知，电源的电动势，内阻，选项B正确、A错误；当滑片滑到的右端时，电路外电阻只有，此时电路参数对应题图乙中的点，即、，则，选项C错误；当滑片滑到的左端时，根据题图乙中的点可知，此时，，外电路总电阻，根据电路有，所以滑动变阻器的最大阻值为，选项D正确。
13．（1）C（2分）
（2）C（2分）
（3）（其他形式的答案，合理即给分）
【解析】（1）为了避免碰撞后入射小球被反弹，所以要求入射小球的质量大于被碰小球的质量，即，选项C正确。
（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以间接地用水平位移来代替小球碰撞前后时的速度，选项C正确。
（3）设小球在空中运动的时间为，入射小球的碰前速度，碰后速度，被碰小球的碰后速度。若小球碰撞时满足动量守恒定律，则有，整理得。
14．（1）1.415（1.412～1.417均可）
（2）
（3）等于 （也正确）
【解析】（1）螺旋测微器的精确度为，
则铅笔芯的直径。
（2）电流表和电阻箱并联，根据并联电路特点有，
变形得。
（3）铅笔芯和电流表并联，根据并联电路特点有，
变形得，结合题图丙可知，
图像的纵截距，图像的斜率，
结合铅笔芯的横截面积，可得铅笔芯的电阻率。
15．解：（1）闭合开关，根据受力平衡有
根据闭合电路欧姆定律有，解得。
（2）调节电阻箱的阻值为后，
根据闭合电路欧姆定律有
开关闭合前，根据受力平衡有
调节电阻箱的阻值为后，
根据受力平衡有，解得。
16．解：（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，
根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，
根据牛顿第二定律有，解得。
（2）根据几何关系有，解得。
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
粒子在磁场中的运动时间，解得。
17．解：（1）当、均断开时，电容器极板间的电压
电容器间匀强电场的电场强度
对小球受力分析，根据受力平衡有，解得。
（2）当断开、闭合时，
根据闭合电路欧姆定律有
两端电压
电容器两端电压，解得。
（3）小球下滑过程中机械能守恒，
根据机械能守恒定律有
带电小球做类平抛运动，水平方向有
设此时电容器间电场的电场强度为，则
根据牛顿第二定律有
小球出电场时，竖直方向分速度
根据几何关系有，解得。
18．解：（1）滑块由释放到与发生碰撞前瞬间，
根据机械能守恒定律有
最终、和一起以共同速度匀速运动，
根据动量守恒定律有，
解得。
（2）、间发生弹性碰撞，设碰撞后瞬间、的速度分别为、，
根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得（1分，负号表示向右运动）
再次滑到圆弧轨道底端时，
根据牛顿第二定律得，
解得（或2.44N）
（3）设与间发生碰撞前瞬间的速度为，由释放到与发生碰撞的过程中，
根据动能定理有
、间发生弹性碰撞，设碰后瞬间的速度大小分别为和，
根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
从碰后至到达木板右端的过程中，
根据动能定理有，解得。