山东普高大联考2023-2024学年高三上学期11月联合质量测评物理试题（解析版）

PAGEPAGE1山东普高大联考11月联合质量测评试题高三物理本卷满分100分，考试时间90分钟注意事项：1、答题前，考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置。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，考生必须将试题卷和答题卡一并交回。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.“天宫课堂”第四课于9月21日15时48分正式开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。已知地球的半径为R，天宫空间站距离地球表面的高度为kR，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.神州十六号飞船的发射速度一定小于B.航天员在空间站中所受合力比静止在地面上时小C.空间站所在位置的重力加速度为D.空间站所在位置的重力加速度为【答案】D【解析】A．第一宇宙速度为最小发射速度，故神州十六号飞船的发射速度一定大于。故A错误；B．航天员在空间站中所受合力提供向心力，合外力大于零。航天员在静止在地面上时，所受合外力为零。故航天员在空间站中所受合力比静止在地面上时大。故B错误；CD．根据牛顿第二定律，在地面上时，有在空间站时，有联立解得故C错误，D正确。故选D。【点睛】明确各个宇宙速度的物理意义，静止的物体处于平衡状态，合外力为零。根据万有引力定律及牛顿第二定律进行分析。2.某带电体周围的电场线和等差等势面如图所示，其中a、b为带电体表面的两个点，c为电场中的一点。下列说法正确的是（）A.a点电势和b点电势相同 B.a点场强和b点场强相同C.a点场强小于c点场强 D.负电荷在c点的电势能比在a点的电势能小【答案】A【解析】A．沿电场线方向电势降低，带电体是个等势体，所以a点电势和b点电势相同，故A正确；BC．等差等势面越密电场强度越大，并且电场强度是矢量，所以a点场强和b点场强不相同，a点场强大于c点场强，故BC错误；D．沿电场线方向电势降低，可知a点电势高于c点电势，负电荷在电势越低的地方电势能越大，所以负电荷c点的电势能比在a点的电势能大，故D错误。故选A。3.在杭州亚运会赛场上出现了一道独特的风景线：机器狗，它们忙碌地穿梭在赛场中，负责运送铁饼和标枪等体育器械。在某次比赛中，裁判将2kg的铁饼夹到机器狗的背部让其跑回运动员身边，机器狗的加速度a随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（）A.机器狗做匀加速直线运动B.1s末机器狗达到最大速率，最大速率为1m/sC.内和内机器狗的运动方向相反D.机器狗以最大速率前进的距离为25m【答案】D【解析】A．由图像可知，机器狗做加速度增大的加速直线运动，故A错误；B．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，则6s末机器狗达到最大速率，且故B错误；C．根据图像可知，内机器狗向正方向做加速运动，内机器狗向正方向做匀速运动，内机器狗向正方向做减速运动，根据对称性可知，时机器狗的速度刚好减为0，故C错误；D．根据图像可知，内机器狗以最大速率做匀速运动，则有故D正确。故选D。4.如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场E，质量为M的劈形木块静止在粗糙水平面上，在劈形木块上有质量为m带电量为的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，绳子处于伸直状态，已知绳子与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，重力加速度为g，整个装置处于平衡状态，下列说法正确的是（）A.小球一定受到四个力的作用B.木块对地面的摩擦力可能水平向右C.斜面对小球的支持力大小一定为D.轻绳对小球的拉力大小可能为【答案】B【解析】A.对小球受力分析，小球受到电场力，重力，支持力和细线拉力，如果重力和电场力等大反向，则没有支持力和细线拉力，A错误；B.对小球，斜面体整体分析，如果重力大于电场力时，细线拉力的水平向右的分力与地面对木块的摩擦力等大反向，则木块对地面的摩擦力水平向右，B正确；C.对小球受力分析，小球受到重力和电场力如果等大反向，则斜面对小球没有支持力，C错误；D.对小球受力分析，如果电场力小于重力时,由平衡知识可知，沿斜面方向则轻绳对小球的拉力大小不可能为，D错误。故选B。5.如图所示，倾角为的光滑劈形木块固定在地面上，现将一长度为l的轻绳一端固定在点，另一端系有质量为m的小球，初始状态下小球静止在斜面上的O点，现将小球拉开倾角（很小）后由静止释放，摆球运动到最低点时的速度为v，不计空气阻力，小球的运动可视为单摆运动，已知重力加速度为g，则小球从最高点第一次到最低点运动过程中，下列说法正确的是（）A.摆球运动的周期为B.重力做功的平均功率为C.重力的冲量大小为mvD.摆球运动到最低点时重力的瞬时功率为mgv【答案】B【解析】A．重力加速度在沿斜面方向的分量为由于摆球在斜面内做单摆运动，所以运动的周期为故A错误；B．小球从最高点第一次到最低点运动过程中，轻绳拉力和木块支持力均不做功，所以重力做功为所以该过程中重力做功的平均功率为故B正确；C．根据动量定理可知，小球从最高点第一次到最低点运动过程中，合外力的冲量大小为mv，而小球所受合外力显然不等于重力，所以重力的冲量大小不等于mv，故C错误；D．摆球运动到最低点时，重力与速度方向垂直，所以重力的瞬时功率为零，故D错误。故选B。6.如图所示，质量为M长为l的长木板静止于粗糙水平面上，时，质量为m的物块（可视为质点）以初速度从左端滑到长木板上，在运动过程中物块刚好未从木板右端滑落，已知物块与木板间的摩擦因数为。下列说法正确的是（）A.物块滑到木板最右端的速度为B.小物块减少的动能等于木板增加的动能和木板与物块之间产生的内能之和C.木板的动能一定小于D.木板的动能一定大于【答案】C【解析】A．物块刚好未从木板右端滑落，则物块到木板右端时，恰好有共同速度，如果物块与木板组成的系统动量守恒，则解得由于水平面粗糙，木板受水平面的摩擦力，所以物块与木板组成的系统动量不守恒，故物块滑到木板最右端的速度不为，故A错误；BD．由能量守恒定律可知小物块减少的动能等于木板增加的动能、木板与物块之间产生的内能以及水平面与木板之间产生的内能之和，木板与物块之间产生的内能木板的动能一定小于，故BD错误；C．设物块运动的位移大小，木板运动的位移大小，物块与木板共同速度，物块与木板因摩擦产生的热量对木板由动能定理得则故C正确故选C。7.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B，A的质量为3m，B的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（）A. B.C.D.【答案】C【解析】两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则，根据质量和半径关系可知A所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，A的静摩擦力方向指向圆心，B的最大静摩擦力方向指向圆外，有相对圆盘沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律知对B有对A有解得故选C。8.为估算雨水撞击地面产生的平均压强，某实验小组在雨天将一圆形水杯置于雨中，当雨滴竖直下落速度为10m/s时，测得内杯中的水上升了18mm，雨水落到地面上时有一半反向溅起，速度为下落速度的，另一半速度减小为0，已知雨水的密度为，忽略风力和空气阻力的影响，不计雨滴的重力，则可以估算出压强约为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设雨水落到地面上的面积为S，t时间内落到雨水落到地面上上面雨滴的质量为根据题意雨水落到地面上时有一半反向溅起，设竖直向上为正方向，根据动量定理可知另一半速度减小为0，根据动量定理根据压强定义式代入数据解得Pa故选B。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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不选得0分。9.质量为M的带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止于光滑水平地面上，一质量为m的小球以速度水平冲上小车，若，重力加速度为g，则（）A.小车和小球组成的系统机械能守恒B.小车和小球组成的系统动量守恒C.当小球再次回到圆弧轨道最底端后将向右做平抛运动D.当小球再次回到圆弧轨道最底端后将向左做平抛运动【答案】AC【解析】A．小球和小车组成的系统只有重力做功，机械能守恒，A正确；B．小球和小车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，竖直方向合外力不为零，故小球和小车组成的系统动量不守恒，B错误；CD．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒得由机械能守恒得联立解得小球速度水平向右，当小球再次回到圆弧轨道最底端后将向右做平抛运动，C正确，D错误。故选AC。10.随着共建“一带一路”倡议与沙特“2030愿景”深度对接，中国快递公司入驻沙特，已建成覆盖沙特全国的配送网络。快递公司工作人员利用传送带输送快递，如图所示，传送带以恒定速率逆时针运动，工作人员沿传送方向以速度从传送带顶端推下一件快递P（可视为质点），能正确描述P速度随时间变化的图像可能是（）A. B.C. D.【答案】ABD【解析】A．以速度将快递P放到传送带上时，当时，快递相对于传送带沿斜面向上运动，摩擦力沿斜面向下，加速度沿斜面向下，大小为所以快递相对于地面先做匀加速直线运动，若匀加速阶段的位移时快递到达传送带另一端时一直做匀加速直线运动。故A正确。BC．若匀加速阶段的位移时，快递先做匀加速直线运动，当与传送带共速后，若,则快递以加速度a1做匀加速，即且若匀加速阶段的位移，且时，物块与传送带共速后无相对运动，一起以v1做匀速直线运动，故B正确，C错误；D．当时，快递相对传送带向下运动，受沿斜面向上的摩擦力，所以快递先做匀减速直线运动，当减速到后，若快递与传送带共速后相对静止一起做匀速运动，故D正确。故选ABD。11.如图所示为喷墨打印机简化模型，重力可忽略的墨汁微粒，经带电室带负电后无初速度地进入电压为的加速电场，之后沿极板中线射入电压为的偏转电场，最终打在纸上。已知加速电场和偏转电场两极板间的距离均为d，偏转电场两极板板长为L，极板右侧到纸张的距离也为L，墨汁微粒所带电量为q，质量为m，O点为纸张与电场中线的交点，偏转电场的上极板接地（电势为零），忽略极板边缘电场的变化。则下列说法正确的是（）A.微粒从射入加速电场到打在纸上所用的时间为B.微粒从偏转电场射出时的电势为C.微粒从偏转电场射出时的电势为D.改变的大小，越大，微粒打到纸上的点到O点的距离越小【答案】CD【解析】A．微粒在加速电场中运动时，根据动能定理①可得微粒离开加速电场时的速度为由题可知微粒在垂直于电场线方向上做匀速直线运动，所以微粒从离开加速电场到打在纸上所用的时间为微粒从射入加速电场到打在纸上所用的时间大于故A错误；BC．带电粒子在偏转电场中偏转距离为②联立①②，可得设微粒从偏转电场射出时的电势为，在匀强电场中，有即解得故B错误，C正确；D．微粒从偏转电场射出时的速度在沿电场线方向上的分速度为离开偏转电场后运动时间为微粒打到纸上的点到O点的距离为因此改变的大小，越大，微粒打到纸上的点到O点的距离越小，故D正确。故选CD。12.物体a与b通过轻弹簧连接，b、c、d三个物体用不可伸长的轻线通过轻滑轮连接，如图所示。物体c与物块d之间的距离和物体d到地面的距离相等，系统处于静止状态，a恰好和地面无挤压。已知a、c、d的质量均为m，弹簧的劲度系数为k。物体在运动过程中不会与滑轮相碰，不计一切阻力，物体碰地后不反弹，当地的重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.将c与d间的线剪断，此时bc间绳子的拉力为B.将c与d间的线剪断，此时b的瞬时加速度为0C.将c与d间的线剪断，b下降时的速度最大D.若ab质量未知，突然弹簧与b物体脱离接触，要保证物块c在运动过程中不会着地，b的质量应满足【答案】AD【解析】AB．剪断c与d间的线之前，整个系统处于静止状态，根据题意可知弹簧对b的作用力方向向下，大小为以cd为研究对象，c与b间的线对cd的拉力为设b物体质量为M，以b为研究对象,则有解得将c与d间的线剪断瞬间，cd间绳子的拉力突变为0。弹簧对b的作用力不变。bc加速度a大小相等，设此时bc间绳子的拉力为T，以c为研究对象，由牛顿第二定律得以bc整体为研究对象，由牛顿第二定律可得代入数据可得故A正确，B错误；C．由上分析可知，剪断线后，b往下运动。当b速度最大时，bc加速度均为零，设此时弹簧弹力为F1，以bc整体为研究对象，由平衡条件可得解得即当b速度最大时，弹簧弹力为零。b下降的距离等于弹簧长度的变化量，根据胡克定律可得弹簧变化量为故C错误；D．设b物体质量为M，d距离地面为L，d刚好落地时，bc的速度为v，对于bcd三物体组成系统，由机械能守恒得若c恰能着地，此时bc物体速度为零，对bc两物体组成系统，其机械能守恒有联立解得因脱离弹簧后，cd需向下运动，即加速度方向向下，以bcd为整体，有解得故b的质量应满足故D正确。故选AD。【点睛】刚性绳（形变不明显）力可以发生突变，弹簧，橡皮筋等弹力不能突变。掌握关联物体速度和加速度之间的关系。速度最大时，加速度最小，合外力为零。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.利用图1所示装置来“验证动量守恒定律”，安装好实验器材，通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影计为点O。实验步骤如下：①不放小球B，让小球A从斜槽点C由静止释放，落在复写纸上，如此重复多次②将小球B放在槽口末端，让球A从点C由静止释放，撞击球B，两球落到复写纸上，如此重复多次。③取下白纸，用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N，用刻度尺测量OM、OP、ON的长度。（1）关于本实验的器材选择和实验操作，下列说法正确的是________A.球A的质量必须大于球B的质量B.两小球的尺寸可以不同C.需要直接或间接测量小球在平抛运动过程中的时间和射程D.斜槽轨道必须是光滑的（2）实验小组甲的数据为：，，测得，，，若两个小球相碰前后动量近似守恒，其表达式可以表示为________（用测量的物理量符号表示）；（3）实验小组乙只测量了OM、OP、ON的长度，若满足关系式：________________（用测量的物理量符号表示）则可以认为两球发生的是弹性碰撞。【答案】（1）A（2）（3）【解析】（1）[1]A．A球质量必须大于B球质量，才能保证碰后两者的速度均向右，A正确；B．碰撞要保证对心正碰，因此两小球的尺寸必须相同，B错误；C．根据平抛运动的知识不需要直接或间接测量小球在平抛运动过程中的时间，就可以通过比较射程完成实验，C错误；D．实验要求每次入射小球到达轨道末端的速度相同，与斜槽轨道是否光滑无关，D错误。故选A。（2）[2]由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同，根据动量守恒定律可得在水平方向有根据平抛运动小球落地时间相等，则有求得（3）[3]若为弹性碰撞，则碰撞过程还需满足机械能守恒，则有解得即14.“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图1所示。所用器材如下：直流电源（电动势为，内阻可以忽略）、电容器、定值电阻、电流传感器、单刀双掷开关以及导线若干。（1）按照图1连接电路，将开关S接1，电容器处于________过程（填“充电”或“放电”）（2）先把电容器接到电源上充电，然后用传感器记录电容器的放电过程的图像如图2所示，由图可知电容器所带的电荷量为________C，电容器的电容为________F。（计算结果均保留两位有效数字）（3）电容器在整个充电、放电过程中的电势差随时间变化的图像和两极板电荷量随时间变化的图像，下列示意图可能正确的是（）【答案】（1）充电（2）（3）AC【解析】（1）[1]照图1连接电路，将开关S接1，电容器处于充电过程；（2）[2][3]电容器放电时，根据电流的定义变形后得到Q=It可知I-t图像中，图线与横轴围成的面积表示电荷量的多少，由图乙可知，图线与横轴围成的面积大约有40个小方格，则通过电荷量为Q=42×0.2×10-3×0.4C=C电容器的电容为=F（3）[4]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后面变化率减小，因此充电图像图线斜率逐渐减小，放电时电荷量变化率刚开始比较大，后面变化率减小，因此放电图像图线斜率逐渐减小，故A正确，B错误；CD．根据由于C不变，因此Q与U的变化情况相同，故D错误，C正确。故选AC。15.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为。时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的M、N两质点刚开始振动。（1）写出处波源的振动方程；（2）求0~5s质点P运动的路程s。【答案】（1）或；（2）56cm【解析】（1）由图像可知波长振幅为根据波速波长与周期的关系解得角速度为所以处波源的振动方程为或（2）波传到P点需要时间之后两列波在P点振动加强，P点振动的振幅为两列波振幅之和，即振动时间为质点P运动的路程为16.2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。火箭竖直升空过程简化如下：质量为M的火箭由静止竖直升空，在极短的时间内向后喷出的燃气的质量为m，火箭喷气结束后的速度为，此后火箭发动机以恒定功率P加速，在升空过程中火箭与空气垂直作用的等效面积为S，单位面积能承受的最大作用力为F，经过时间t后火箭上升的高度为h，此时火箭的速度达到了最大值，已知火箭速度达到最大值时所受到的阻力为能承受的最大作用力的，升空过程中重力加速度为g保持不变，求：（1）喷出燃气相对于地面的速度；（2）空气阻力对火箭做的功。【答案】（1）；（2）【解析】（1）火箭和燃气系统动量守恒解得（2）火箭达到最大速度时，根据共点力平衡得根据瞬时功率的表达式可知火箭喷气结束后到最大速度的过程根据动能定理解得17.如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道AB竖直放置固定在水平面上，O点为半圆形轨道的圆心，整个空间存在水平向左的匀强电场，半圆形轨道与水平光滑绝缘轨道BC连接，BC轨道的右侧和固定的光滑曲面CD连接，BD的水平距离为2R，D点与地面高度差，在距离B为的E处竖直向上抛出一带电量为的小球（初速度未知），小球恰好从A点无碰撞进入圆弧