2024届山东省百师联盟高三下学期4月二轮复习联考（一）物理试卷（含解析）

2024届山东省百师联盟高三下学期4月二轮复习联考（一）
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．图示为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量范围为。根据玻尔理论可知，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁的过程中，能产生不同频率的可见光光子有（ ）
A．6种 B．4种 C．3种 D．2种
2．2023年9月29日在中国浙江杭州举办的第19届亚运会中，我国选手兰星宇荣获吊环冠军。如图所示，兰星宇在比赛中吊环倒立处于静止状态，此时两根吊绳之间的夹角为。若兰星宇的质量为，重力加速度大小为，吊环重力不计，则（ ）
A．每根吊绳的拉力大小为 B．两个吊环对兰星宇的作用力大小为
C．兰星宇单臂对吊环的作用力大小为 D．兰星宇单臂对吊环的作用力大小为
3．如图，正六边形线框由6根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点与直流电源两端相连，已知导体棒受到的安培力大小为，则正六边形线框受到的安培力的大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在直角三角形中，。两点各固定有点电荷，带电荷量分别为，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ）
A．为零 B．大小为，方向沿方向
C．大小为，方向与方向夹角为 D．大小为，方向沿平分线
5．如图所示，狭缝及平面镜均与虚线所在水平面平行放置，用蓝光垂直照射狭缝，可以在光屏上看到明暗相间的条纹。下列判断正确的是（ ）
A．看到的条纹是不平行的
B．看到的条纹间距不相等
C．若将蓝光换成红光，看到的条纹间距变小
D．若将平面镜M向上平移到虚线处，看到的条纹间距变大
6．某简谐横波沿轴传播，在时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点和的横坐标为0，C的纵坐标为0，D与间沿轴方向的距离为波长的倍，质点的振动方程为。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿轴正方向传播
B．该波的波长为
C．该波的波速大小为
D．时刻起，质点回到平衡位置的最短时间为
7．我国运动员林丹是羽毛球史上第一位集奥运会、世锦赛、世界杯、苏迪曼杯、汤姆斯杯、亚运会、亚锦赛、全英赛、全运会等系列赛冠军于一身的双圈全满贯选手，扣球速度可达。现将羽毛球场规格简化为如图所示的长方形，若林丹从点正上方高的点扣球使羽毛球水平飞出，羽毛球落到对方界内，取，不计空气阻力，则羽毛球的水平速度大小可能为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，间距为、竖直固定的两根光滑直杆下端之间接有定值电阻，上端接有电容为、不带电的电容器，和两小段等高、长度不计且用绝缘材料平滑连接，电阻均不计。两杆之间存在磁感应强度大小为、方向垂直两杆所在平面向里的匀强磁场。现有一个质量为、电阻不计、两端分别套在直杆上的金属棒，时在大小为（为重力加速度大小）、方向竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，速度稳定后，在时到达位置，在位置，瞬间为电容器充电，金属棒速度突变，之后金属棒继续向上运动，在时金属棒未碰到电容器。金属棒在运动过程中始终与两直杆垂直且接触良好，电容器始终未被击穿，则（ ）
A．时金属棒的速度大小为
B．内金属棒上升的高度为
C．内通过金属棒的电流随时间逐渐增大
D．内金属棒做加速度逐渐减小的加速运动
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．图示为一半圆柱形透明体横截面，横截面的圆心为，半圆柱的半径为为直径上的点，，透明体的折射率为。现有一细光束以入射角从点射入半圆柱，则（ ）
A．细光束经两次折射后会从弧面射出
B．细光束经面折射，在弧面发生两次全反射后再从面射出透明体
C．细光束第一次射出透明体时，折射角为
D．细光束第一次射出透明体时，折射角为
10．太阳系中的某颗矮行星的质量为地球质量的倍，半径为地球半径的倍，它绕太阳运动的椭圆轨道半长轴为地球圆轨道半径的43倍，它的自转周期为地球的倍。该矮行星和地球均可看成球体，则（ ）
A．该矮行星两极重力加速度为地球的倍
B．该矮行星公转周期是地球公转周期的倍
C．该矮行星第一宇宙速度是地球的倍
D．该矮行星同步卫星的轨道半径是地球的倍
11．在图示的电路中，交流电源的电动势随时间变化的规律为，内阻为，灯泡上均标有“”的字样。若变压器可视为理想变压器，原线圈的匝数为600匝，6盏灯均正常发光，则（ ）
A．时理想电压表的示数为零
B．原、副线圈的匝数比为
C．灯泡上标有“”的字样
D．整个电路的总功率为
12．如图所示，在竖直平面内固定一个半径为的粗糙圆轨道，与粗糙的水平轨道相切于点。小滑块（视为质点）质量为，以大小为（为重力加速度的大小）的初速度从水平轨道上点沿直线运动，恰好能到达点，而后沿圆轨道下滑，最终停在水平轨道上。已知两点间的距离为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，则（ ）
A．滑块第二次通过点时对轨道的压力大小为
B．滑块第一次通过轨道所用的时间比第二次的少
C．滑块第二次通过轨道因摩擦产生的热量小于
D．滑块最终停在点左侧水平轨道且与点间的距离小于
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）李华同学设计图甲所示装置探究“动滑轮、沙和沙桶的总质量一定时，加速度与合力的关系”。弹簧测力计竖直悬挂在天花板上，挂钩与轻绳的一端相连，轻绳绕过动滑轮（悬挂装有沙的沙桶）、固定在长木板右端的定滑轮与带有遮光片的木块相连。释放后木块会沿长木板运动，经过光电门时数字计时器会记录遮光片的挡光时间。先用刻度尺测出木块初始位置点与光电门位置点间的距离，用游标卡尺测量遮光片的宽度。
请回答下列问题：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度时，示数如图乙所示，则______。
（2）下列做法正确的是______。
A．实验中，需要测量木块（包括放在上面的砝码）的总质量
B．动滑轮两侧的轻绳要调整为竖直
C．实验前，需要平衡木块的摩擦力
D．释放木块时，应将木块的左边缘与点重合
（3）按正确操作，将木块从点由静止释放，记录弹簧测力计的示数、遮光片通过光电门的遮光时间；在木块上增加砝码，进行多次反复实验，并记录的多组数据，为了直观判断出加速度与合力的关系，应以______（选填“”“””或“”）为纵轴，以为横轴作出图像。
14．（8分）李华同学查阅资料：某金属在内电阻值与摄氏温度的关系为，其中为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻和值。可提供的实验器材有：
A．干电池（电动势约为，内阻不计） B．定值电阻（阻值为）
C．定值电阻（阻值为） D．滑动变阻器（阻值范围）
．滑动变阻器（阻值范围） F．电流计（量程，内阻约）
G．电阻箱（最大阻值为） H．摄氏温度计
I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干
请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用______（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到______（选填“”或“”）端。
（2）将电阻箱的阻值调为，闭合开关，读出电流计的示数，再闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合前、后电流计的示数没有变化，此时电阻箱的示数为，则电流计的内阻为______。
（3）利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和值的步骤如下：
①断开开关，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中；
②闭合开关，读出电流计G的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数和温度；
③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数和温度的多组数据。
（4）以电阻箱的示数为纵轴，温度为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为______，温度系数为______。（结果用表示）
15．（7分）图示为马德堡半球演示器，两半球合在一起时，可形成一直径的球形空腔。现用细软管、双向阀门与容积为、活塞横截面积为的注射器改装成小型的抽气机。在温度为27℃的室内，每次满量从球内缓慢抽出空气。连接处气密性很好，忽略软管的容积，抽气过程中球形空腔温度和体积均保持不变，摩擦不计。已知大气压强，取，计算结果均保留两位有效数字。求：
（1）对球形空腔抽气2次后，球形空腔内的气体压强；
（2）若对球形空腔抽气2次后，将马德堡半球演示器从室内移到室外37℃的太阳下，经过一段时间后，半球两侧至少均用多大的拉力才能把两半球拉开。
16．（9分）中国国家邮政局监测数据显示，2023年1～4月中国快递业务量达300亿件，我们的生活离不开快递。图甲为快递物流配送分拣示意图，水平传送带和倾斜传送带以相同的速率逆时针运行。现将一质量为的货物轻放在倾斜传送带上端处，图乙为倾斜传送带段的数控设备记录的货物的速度-时间图像，末货物刚好到达下端处，随后以不变的速率滑上端。已知传送带段的长度，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，货物与两条传送带间的动摩擦因数相同，间距忽略不计，取。求：
（1）货物与传送带间的动摩擦因数；
（2）货物从端运动到端的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的总热量。
17．（14分）如图所示，以长方体的边中点为坐标原点、方向为轴正方向、方向为轴正方向、方向为轴正方向建立坐标系，已知。长方体中存在沿轴负方向的匀强磁场，现有质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力），从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，恰好从点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度的大小；
（2）若在长方体中加上沿轴负方向的匀强电场，让粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，为使粒子能从点射出磁场，求电场强度的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，求粒子射出磁场时与点的距离。
18．（16分）如图甲所示，一质量为的“”形木槽放在光滑的水平面上，槽的上表面水平，一水平轻弹簧右端固定在槽上，左端位于点，质量为的小滑块在槽的端。现使木槽、滑块同时分别获得大小为水平向左、大小为水平向右的初速度，若滑块与木槽间的动摩擦因数为，滑块向右运动到点时恰好与木槽相对静止。已知重力加速度大小为，弹簧始终处于弹性限度内，小滑块可看成质点。
（1）求与间的距离；
（2）若木槽上表面是光滑的，木槽位移大小为时弹簧的弹性势能恰好第一次最大，求此时弹簧的形变量以及滑块第一次与弹簧分离时木槽的速度的大小；
（3）若仅将滑块的初速度大小变为，滑块与木槽间的动摩擦因数仍为，经时间滑块的位移大小为且弹簧的弹性势能第一次达到最大，求此时弹簧的形变量；
（4）若木槽上表面是光滑的，将质量为的光滑小球（可看成质点）在点与弹簧左端相连，如图乙所示，木槽和小球以大小为的相同初速度水平向左运动，滑块在处以大小为的初速度水平向右运动，滑块与小球碰撞后粘连在一起，求弹簧的最大弹性势能。
2024届山东省百师联盟高三下学期4月二轮复习联考（一）
物理参考答案及评分意见
1．D 【解析】氢原子从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量；从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量；从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量；从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量；从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量；从能级向能级跃迁的过程中，释放光子的能量。只有和的值在范围内，即产生不同频率的可见光光子有2种，D正确。
2．C 【解析】每根吊绳与重力的夹角为，每根吊绳的拉力大小为，A错误；两个吊环对兰星宇的作用力与兰星宇受到的重力平衡，两个吊环对兰星宇的作用力大小为，B错误；对其中一个吊环受力分析，由于不计重力，吊环只受到吊绳的拉力和兰星宇单臂对吊环的作用力，二力平衡，则兰星宇单臂对吊环的作用力大小为，C正确，D错误。
3．A 【解析】设每一根导体棒的电阻为，长度为，则与两支路的电阻之比为，根据并联电路两端电压相等的特点可知，与两支路电流之比。通电导体受安培力的有效长度为，根据安培力公式可得，通电导体与受到的安培力的大小相等，也为与受到的安培力的大小之比为，可得，根据左手定则可知，两力方向相同，整个线框所受安培力的合力大小为，A正确。
4．C 【解析】处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为。两处点电荷分别在点产生的电场强度方向互成120°，大小相等，所以合电场强度大小为，方向与方向夹角为60°。由于金属球壳内部电场强度处处为零，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为，方向与方向夹角为60°，C正确。
5．D 【解析】狭缝与其经平面镜所成的像关于平面镜对称，和等效为相干光源，在光屏上出现干涉条纹，条纹平行且等间距，A、B错误；若将蓝光换成红光，光的波长变长，根据知，条纹间距变大，C错误；若将平面镜向上平移到虚线处，与之间的距离变小，则条纹间距变大，D正确。
6．A 【解析】由得时，，经过极短的时间，即时质点沿轴正方向振动，结合图像知，该波沿轴正方向传播，A正确；质点振动的周期，设时刻，质点第一次到达平衡位置处，即，解得，即波再传播质点处于平衡位置，如图中虚线所示，则，解得，B错误；波速，C错误；时刻起，质点回到平衡位置的最短时间为，D错误。
7．B 【解析】由可知，羽毛球落地的时间，由可知，羽毛球从离开球拍到恰好擦网而过用时，羽毛球的最小水平速度，此时，羽毛球落在对方界内；羽毛球场对角线长，最大水平速度。林丹扣球的最大速度，羽毛球的水平速度可能值应满足，B正确。
8．B 【解析】设时金属棒的速度大小为，则有，解得，A错误；根据动量定理得，解得，B正确；根据牛顿第二定律得，当时，解得，即均为定值，C、D错误。
9．BC 【解析】光路如图所示，由得，，由得，在中，根据正弦定理得，设透明体的临界角为，则，可得，由于，所以光在点发生全反射，由得，则光在点发生全反射，最后从面射出，B正确，A错误；由于，则光的入射角为，根据光路可逆可知折射角为，C正确，D错误。
10．AB 【解析】由得，则该矮行星、地球两极重力加速度大小之比，A正确；根据开普勒第三定律，有，解得，B正确；由得，第一宇宙速度，则，C错误；由，得，则该矮行星、地球同步卫星的轨道半径之比为，D错误。
11．BC 【解析】电压表测量的是有效值，示数不为零，A错误；灯泡的额定电流均为，副线圈中的电流，原、副线圈的匝数比，B正确；原线圈两端的电压两端的电压，通过电源的电流，解得中的电流，功率，即灯泡上标有的字样为“”，C正确；整个电路的总功率，D错误。
12．BC 【解析】滑块从到运动过程中有，滑块第一次通过点时有，根据牛顿第三定律可知，滑块第一次通过点时对轨道的压力大小为，由于滑块从滑到后又滑回的过程中摩擦力一直做负功，根据动能定理知，滑块第二次通过轨道的点时的速度比第一次的小，向心加速度小，对轨道的压力小于，A错误；由于摩擦生热，通过轨道上的同一位置时第二次的速度总是小于第一次的速度，可见滑块下滑过程的平均速率小于上滑过程的平均速率，由于路程均为，所以滑块第一次通过轨道所用的时间比第二次的少，B正确；设滑块第一次通过轨道的过程中因摩擦产生的热量为，根据能量守恒定律得，滑块通过轨道的过程中第二次对轨道的压力较小，摩擦力也较小，产生的摩擦热，C正确；从点开始到在水平轨道上停下的过程中，根据能量守恒定律得，，解得，D错误。
13．（1）5.25 （2）B （3）
【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为，第五个格对齐，游标尺读数为，则。
（2）题目要求以动滑轮、沙和沙桶整体为研究对象，不是木块，不需要测量木块的总质量，也不需要平衡摩擦力，A、C错误；要知道动滑轮、沙和沙桶整体的合力且合力为恒力，需要将动滑轮两侧的轻绳调整为竖直，B正确；因为测量的是遮光片与光电门间的距离，所以释放木块时，应将木块的右边缘与点重合，D错误。
（3）遮光片通过光电门时的速度大小为，木块的加速度大小为，动滑轮、沙和沙桶整体的加速度大小为，根据牛顿第二定律有，解得，若以为纵轴，为横轴，则图像为一条倾斜的直线，可以直观地判断出加速度与合力的关系。
14．（1） （2）450 （4）
【解析】（1）闭合、断开时，干路中的最大电流约，滑动变阻器两端的电压最小值约为，滑动变阻器的最小电阻约为，滑动变阻器应选用。为了保护电流计不被损坏，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。
（2）闭合前、后电流计的示数没有变化，则电流计中的电流与的电流相等，中的电流与中的电流相等，与两端的电压相等，电流计与两端的电压相等，可得电流计的内阻。
（4）将取下换成该金属电阻的情况下，同理可得，由图乙得，即，又，则，解得。
15．（1） （2）
【解析】（1）球形空腔的容积，注射器的容积
根据玻意耳定律，第一次抽气有
第二次抽气有
解得
（2）马德堡半球演示器从室内移到室外，球内气体等容升温，根据查理定律得
其中，解得
拉力至少为
解得
16．（1）0.5 （2）
【解析】（1）内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
根据牛顿第二定律，内，有
内，有
解得
（2）结合图乙知，传送带的速率
货物在水平传送带上运动的加速度大小为
货物在水平传送带上加速运动的时间
货物在水平传送带上加速运动的位移大小为
解得，由于，货物与传送带共速后一起做匀速运动
货物在水平传送带上的相对位移
货物与传送带间因摩擦产生的总热量
解得
17．（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在平面内做匀速圆周运动，如图中轨迹1所示。洛伦兹力提供向心力，则
解得
（2）粒子在长方体中运动的时间
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则
又
解得
（3）将初速度分解为，使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡，即
其中，解得
易知与轴正方向的夹角
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即
则轨道半径，解得
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间
由于粒子也参与速度大小为，方向沿轴正方向的匀速运动，粒子射出磁场时与点的距离解得
18．（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）设滑块向右运动到点时滑块、木槽的速度均为，根据动量守恒定律有
解得
根据能量守恒定律，有
解得
（2）设滑块向右运动的最大位移大小为，根据动量守恒定律，有
解得
弹簧的最大形变量
解得
设滑块第一次与弹簧分离时滑块的速度大小为，根据动量守恒和机械能守恒有
解得
（3）若仅将滑块的初速度大小变为，弹簧的弹性势能第一次达到最大时，滑块和木槽的总动量向右，即木槽先向左做减速运动再向右做加速运动。
设木槽速度减为零之前，某时刻木槽向左运动的速度大小为，滑块向右运动的速度大小为，根据动量守恒定律有
可得
对方程两边同时乘以时间，有
设木槽减速运动时间为，在内，根据位移等于速度在时间上的累积，可得
设木槽加速运动时间为，某时刻木槽向右运动的速度大小为，滑块向右运动的速度大小为，根据动量守恒定律有
同理可得
又
弹簧第一次的最大形变量
解得
（4）设滑块与小球碰撞后瞬间的速度大小为，则
当三个物体速度相同时弹簧的弹性势能最大，设此时小球的速度为，则
弹簧的最大弹性势能