山东省潍坊市2024届高三下学期物理三模试题

试卷更新日期：2024-06-28 类型：高考模拟

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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. 如图所示为氢原子能级图，用频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子辐射出频率分别为的ν₁、ν₂、ν₃三种光子，且ν₁ < ν₂ < ν₃。用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为ν₂光子的能量相等。下列说法正确的是（）

A、ν₃ > ν₁＋ν₂ B、ν = ν₁＋ν₂＋ν₃ C、该单色光光子的能量为12.75eV D、该新型材料的逸出功为1.89eV

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2. 如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为 $Δ U$ 。重力加速度大小为g ，外界大气压强不变。下列说法正确的是（）

A、状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B、状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C、由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D、电热丝释放的热量为 $Δ U - m g L$

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3. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球型物品。如图甲所示为一个质量分布均匀的透明水晶球，半径为a ，过球心的截面如图乙所示，PQ为直径，一单色细光束从P点射入球内，折射光线与PQ夹角为37℃，出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c ， sin37° =0.6，cos37° =0.8，则（）

A、光束在P点的入射角为53° B、“水晶球”的折射率为1.6 C、光在“水晶球”中的传播速度为 $\frac{3}{4} c$ D、光在“水晶球”中的传播时间为 $\frac{8 a}{5 c}$

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4. $2022$ 年 $4$ 月 $16$ 日，如图所示，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。三名航天员结束为期 $6$ 个月的太空“出差”，回到地球的怀抱。返回舱在距地面高 $1 m$ 左右时，相对地面竖直向下的速度为 $v$ ，此时反推发动机点火，在极短时间 $Δ t$ 内喷出体积为 $V$ 的气体、其速度相对地面竖直向下为 $u$ ，能使返回舱平稳落地。已知喷出气体的密度为 $ρ$ ，估算返回舱受到的平均反冲力大小为( )

A、 $\frac{ρ V (u - v)}{Δ t}$ B、 $\frac{ρ V u}{Δ t}$ C、 $\frac{ρ V v}{Δ t}$ D、 $\frac{ρ V (u + v)}{Δ t}$

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5. 一列简谐横波沿x轴传播，位于x=0处的波源在t=0时刻起振，t=2.5s时第2次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于x=1m处的质点N刚要起振，M、N间波形如图所示（其他未画出）。已知M、N之间的各质点在t=2.5s至t=3s内通过路程的最大值为10cm，下列说法正确的是（）

A、波源起振方向沿y轴负方向 B、质点M的平衡位置位于x=0.8m C、该波的波速为0.5m/s D、波源振幅为 $5 \sqrt{2}$ cm

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6. 海王星是仅有的利用数学预测发现的行星，是牛顿经典力学的辉煌标志之一、在未发现海王星之前，天文学家发现天王星实际运动的轨道与万有引力理论计算的值总存在一些偏离，且周期性地每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星绕太阳运行，其运行轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，每当未知行星与天王星距离最近时，它对天王星的万有引力引起天王星轨道的最大偏离，该未知行星即为海王星。已知天王星的公转周期为T ，则海王星的公转周期为（）

A、 $\frac{T t}{t - T}$ B、 $\frac{T t}{t + T}$ C、 $\frac{2 T t}{t - T}$ D、 $\frac{2 T t}{t + T}$

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7. 2024潍坊市足球联赛于3月24日在潍坊四中和利昌学校开赛。在赛前训练中，运动员将足球用力踢出，足球沿直线在草地上向前滚动，其运动可视为匀变速运动，足球离脚后，在0 ~ t时间内位移大小为2x ，在t ~ 3t时间内位移大小为x。则足球的加速度大小为（）

A、 $\frac{4 (2 - \sqrt{3}) x}{t^{2}}$ B、 $\frac{2 (2 - \sqrt{3}) x}{t^{2}}$ C、 $\frac{x}{t^{2}}$ D、 $\frac{x}{2 t^{2}}$

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8. 如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（）

A、 $\frac{1}{25 π} C$ B、 $\frac{\sqrt{2}}{25 π} C$ C、 $\frac{2}{25 π} C$ D、 $\frac{4}{5 π} C$

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v²（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h ，其v²与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s²。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A、打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s² B、表演者一直处于超重状态 C、表演者上升5m时获得最大速度 D、表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动

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10. 如图所示，正四面体棱长为l ，在其顶点a、b、c各固定一个点电荷，a点电荷电量为＋2q，b、c两点电荷电量均为＋q ， M、N、P分别为棱ab、ac、bc的中点。已知点电荷Q周围空间某点的电势 $φ = k \frac{Q}{r}$ ， r为该点到点电荷的距离，下列说法正确的是（）

A、M点的电场强度与N点的电场强度相同 B、P点的电势高于d点的电势 C、P点电场强度的大小为 $\frac{4 k q}{3 l^{2}}$ D、电量为＋q^'的试探电荷在d点的电势能为 $\frac{4 k q q^{'}}{l}$

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11. 潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上的风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m ，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A、若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ mg B、若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C、风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D、风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小

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12. 如图所示，af和dg是位于水平面内的宽度为L的平行轨道，be、ch两段用光滑绝缘材料制成，其余两部分均为光滑导体且足够长；ad左侧接一电容器，电容器两端电压为U₀ ， fg右侧接有阻值为R的定值电阻；abcd和efgh区域均存在竖直向下的匀强磁场，abcd区域磁感应强度大小为B₁ ， efgh区域的磁感应强度大小为B₂。一长度为L、质量为m、电阻为R的导体棒静止于ad处，闭合开关S，导体棒开始向右运动，导体棒在abed区域获得的最终速度为v ，导体棒静止后到eh的距离为x（x为未知）量）。导体棒与轨道始终保持垂直且接触良好，则（）

A、导体棒刚进入efgh区域时的加速度大小 $a = \frac{B_{2}^{2} L^{2} v}{2 m R}$ B、 $x = \frac{m v R}{B_{2}^{2} L^{2}}$ C、导体棒在eh右侧到eh距离为kx（0 < k < 1）时，安培力的功率为 $P = \frac{{(1 - k)}^{2} B_{2}^{2} L^{2} v^{2}}{2 R}$ D、当电容器电容 $C = \frac{m}{B_{1}^{2} L^{2}}$ 时，导体棒在abcd区域获得的最终速度v最大

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三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。应用洛埃镜测量单色光波长的原理如下：
如图所示， $S^{'}$ 是单缝S通过平面镜成的像，如果S被视为双缝干涉中的一个缝， $S^{'}$ 相当于另一个缝。单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里出现干涉条纹。
请回答下列问题：

(1)、以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离____；

A、将平面镜稍向上移动一些 B、将平面镜稍向下移动一些 C、将光屏稍向右移动一些 D、将光源由红色光改为绿色光

(2)、若光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为h和D ，光屏上形成的相邻两条亮纹（或暗纹）间距离为 $Δ x$ ，单色光的波长 $λ =$ ；

(3)、实验表明，光从光疏介质射向光密介质，会在界面发生反射，当入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。已知h远小于D ，如果把光屏向左平移到非常接近平面镜处，屏上最下方两束光相遇会相互（选填“加强”或“减弱”）。

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14. 某实验小组为测量电流表内阻和蓄电池的电动势及内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下：
电流表 $A_{1}$ （量程0~120mA，内阻未知）；电流表 $A_{2}$ （量程0~0.6A，内阻约1Ω）；
定值电阻 $R_{1} = 3 Ω$ ；定值电阻 $R_{2} = 2 Ω$ ；
电阻箱 $R_{3}$ （阻值0~99.99Ω）；蓄电池（电动势约为6V，内阻约1Ω）；
开关两个和导线若干。

(1)、调节电阻箱到最大阻值，断开 $S_{2}$ ，闭合 $S_{1}$ 。逐次减小电阻箱的电阻，观察并记录电流表 $A_{1}$ 和 $A_{2}$ 示数及电阻箱的读数，某同学发现两表指针偏转角度总是相同，则 $A_{1}$ 的内阻为Ω；

(2)、闭合开关 $S_{2}$ 。重新测量并纪录了多组电流表 $A_{1}$ 读数 $I_{1}$ 与电阻箱阻值R ，并作出 $\frac{1}{I_{1}} - R$ 图像如图乙，则电源的电动势为V，内阻为Ω（结果均保留2位有效数字）；

(3)、测出电源电动势和内阻后，该同学根据 $S_{2}$ 闭合前记录的数据，作出电流表 $A_{2}$ 的电流 $I_{2}$ 的倒数与电阻箱电阻R的图像（ $\frac{1}{I_{2}} - R$ 图像），则该同学（填“能”或“不能”）计算出电流表 $A_{2}$ 的内阻。

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15. 如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ=37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板（可视为质点）从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力F_N=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)、小朋友在B点时的速度v₀；

(2)、小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。

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16. 如图为某兴趣小组制作的供水装置，圆柱形气缸内部长度40cm，轻活塞将其分为左右两部分，左部为储水室，储水室上部一根细管连接进水口和出水口；右部为气室，气室尾部有一气阀。初始时出水口打开，储水室内无水，气阀关闭，轻活塞位于气缸中央。现通过气阀给气室充气至压强为0.17MPa，然后关闭气阀和出水口。打开进水口开关，开始注水，活塞缓慢向右移动，当气室压强为0.34MPa时停止注水。已知活塞横截面积为 $500 c m^{2}$ ，外界大气压强为 $p_{0} = 0.1 M P a$ 。气体看作理想气体，整个过程温度不变，由于水的重力产生的压强可忽略，活塞厚度、摩擦不计，求：

(1)、从气阀充入的气体和原有气体质量之比；

(2)、注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到0.25MPa时，排出水的体积。

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17. 如图所示的O—xyz坐标系中， $0 < x < \sqrt{3} l$ 的Ⅰ区域内有沿z轴正方向的匀强磁场，在 $x > \sqrt{3} l$ 的Ⅱ区域内有沿y轴正方向的匀强电场。一带电量为＋q、质量为m的粒子从y轴上的点P（0，2l ， 0）以速度v₀沿x轴正方向射入Ⅰ区域，从点Q进入Ⅱ区域。粒子在Ⅱ区域内，第二次经过x轴时粒子位于N点，且速度方向与x轴正方向夹角 $β = \frac{π}{4}$ 。已知Ⅰ区域磁场磁感应强度大小 $B_{0} = \frac{m v_{0}}{2 q l}$ ，不计粒子重力。

(1)、求粒子经过Q点时速度方向与x轴正方向夹角α；

(2)、求匀强电场的电场强度E；

(3)、求粒子从P到N所用的时间；

(4)、粒子到达N点时，在Ⅱ区域施加沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小 $B_{0} = \frac{m v_{0}}{2 q l}$ ，求粒子离开N点经过 $t^{'} = \frac{6 π l}{v_{0}}$ 时间，粒子的位置坐标。

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18. 如图所示，光滑水平平台AB右端与顺时针转动的水平传送带BC平滑无缝连接，BC长度L=2m。在平台AB上静止着a、b、c三个小滑块，a、b滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧不拴接）。释放弹簧，弹簧与滑块a、b分离后a的速度v₀=4m/s（此时a未滑上传送带，b未与c碰撞），a从传送带右端离开后，落在水平地面上的D点，b与c碰撞后结合在一起。已知a、b ， c的质量分别为m_a=0.5kg、m_b=0.2kg、m_c=0.2kg，a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，C点距地面高h=0.8m，滑块均可视为质点，g取10m/s²。

(1)、求轻弹簧的最大弹性势能E_p；

(2)、求b、c碰撞过程中损失的机械能；

(3)、若传送带的速度可在2m/s<v<8m/s间调节；求a落点D与C点间水平距离x的大小（结果可以含有v）；

(4)、若a脱离弹簧后，将弹簧撤去，并立即在a的左侧固定一竖直挡板，同时传送带调整为以4m/s的速度逆时针方向转动（此时a还没有滑上传送带），后续a每次与挡板相碰，均以碰前速度的一半反弹，求a在传动带上相对传送带运动的总路程s。

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