山东省淄博市2024届高三下学期4月二模试题 物理试题（解析版）

第1页/共1页2023-2024学年度部分学校高三阶段性诊断检测试题物理1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号等填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号等，并将条形码粘贴在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置，将一标准样板玻璃a放置在厚玻璃板b之上，在两玻璃板右端插入薄片c。用红光照射标准样板，从上往下可看到干涉条纹。下列说法正确的是（）A.干涉条纹是由a的上表面和b的上表面反射的光叠加而成的B.干涉条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的C.当薄片c向左移动少许时，干涉条纹间距将增大D.若将红光改为紫光，干涉条纹间距将增大【答案】B【解析】【详解】AB．干涉条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的，选项A错误，B正确；C．当薄片c向左移动少许时，a、b板间的夹角变大，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会减小，即干涉条纹变密，故C错误；D．若是用紫光做该实验，则波长变短，则干涉条纹变密，干涉条纹间距将减小，故D错误。故选B。2.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，，方程式中、表示释放的能量，相关的原子核质量见上表。以下推断正确的是（）原子核质量/u1.00784.002612.000013.005715.0001A.X是， B.X是，C.X是， D.X是，【答案】A【解析】【详解】根据质量数和核电荷数守恒可知，X是，前一核反应过程的质量亏损而后一核反应的质量亏损根据质能方程可知A正确。故选A。3.如图甲所示，汽缸内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体），可移动的活塞与容器壁光滑接触，开始时活塞处于Ⅰ位置静止，经历某个过程后，活塞运动到Ⅱ位置（图中未标出）重新静止，活塞处于这两个位置时，汽缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比与分子速率v之间的关系分别如图乙中Ⅰ（实线）和Ⅱ（虚线）所示，忽略大气压强的变化，下列说法中正确的是（）A.在状态Ⅰ时气体分子平均动能较大B.在状态Ⅱ时气体的压强较大C.在状态Ⅰ时汽缸内单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多D.每一个气体分子在状态Ⅱ时都比在状态Ⅰ时的速率大【答案】C【解析】【详解】A．由图像乙可知，气体在状态Ⅱ时，速率较大的分子占据的比例较大，则分子平均速率较大，温度较高，A错误；B．气体进行等压变化，则气体在两个状态的压强相等，B错误；C．从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程是等压变化，且温度升高，气体的体积变大，气体在状态Ⅰ时分子平均作用力较小，则单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多，C正确；D．气体在状态Ⅱ时，速率较大的分子占据的比例较大，则分子平均速率较大，并非每一个分子的速率都大于状态Ⅰ时的速率，D错误。故选C。4.车辆减震装置中的囊式空气弹簧由橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气组成。某气囊内有一定质量的理想气体，其图像及状态的变化过程如图所示，图像中a、b、c三点的坐标为已知量，平行于V轴，平行于p轴，已知气体在状态a时的温度。以下说法正确的是（）A.变化过程中，气体内能一直增大B.变化过程中，气体吸收的热量为C.的整个过程中气体对外做功为0D.的变化过程中气体的最高温度为【答案】B【解析】【详解】A．变化过程中，气体体积增大，气体对外做功，根据坐标可知，过程，气体压强与体积乘积变大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增大，变化过程中，气体压强与体积乘积变小，根据理想气体状态方程可知，温度降低，内能减小，故A错误；B．a、c两点状态，气体压强与体积乘积相等，均为，根据理想气体状态方程可知，a、c两点状态的温度相等，即气体内能不变，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，气体吸收热量与做功大小相等，即吸收热量为故B正确；C．结合上述，变化过程中，气体对外做功，且为的变化过程中，气体体积减小，外界对气体做功，且为则的整个过程中气体对外做功为故C错误；D．根据理想气体状态方程有可知，压强与体积乘积越大，温度越高，的变化过程中，根据数学函数规律可知，体积与压强乘积的最大值为则有解得故D错误。故选B。5.某烟雾报警器结构和原理如图甲和乙所示。光源S向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图乙所示位置，烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子个数越多。已知元电荷为e，下列说法正确的是（）A.光电管内单位时间激发出的光电子数为时，一定会触发报警B.将滑片P向左移动，当烟雾浓度小于n时有可能报警C.仅提高光源S发出光的强度，光电子的最大初动能将增大D.报警器报警时，将滑片P向左移动警报有可能会被解除【答案】D【解析】【详解】A．光电管内单位时间激发出的光电子数为时，会受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，故不一定能让报警系统的电流达到，不一定能触发报警，故A错误；B．将滑片P向左移动，光电管两端所加的正向电压减小，单位时间内到达A极的光子个数减少，则报警系统的电流达到时，单位时间内光电管接收到的光子个数增大，烟雾浓度增大，即当烟雾浓度大于n时有可能报警，故B错误；C．根据光电效应方程可知光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强度无关，故仅提高光源S发出光的强度，光电子的最大初动能不变，故C错误；D．报警器报警时，将滑片P向左移动，光电管两端所加的正向电压减小，单位时间内到达A极的光子个数减少，报警系统的电流减小，警报有可能会被解除，故D正确。故选D。6.中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。水平槽、竖直槽内表面均光滑；A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间有摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知B质量为m，重力加速度大小为g。当施加在A上的水平力时，门闩刚好能被启动，则A、B间的动摩擦因数为（）A.0.4 B.0.3 C.0.2 D.0.1【答案】C【解析】【详解】对A、B受力分析如图所示门闩刚好启动时，对A水平方向上对于B在竖直方向上结合已知条件可得故选C。7.介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，时刻传到L处，波形如图所示。下列能描述处质点振动的图像是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由波形平移法可知L处的起振方向沿轴正方向，则处质点的起振方向沿轴正方向；由波形图可知，处与L处的距离大于一个波长，小于，则时刻，处质点已经振动的时间大于一个周期，小于，且由波形平移法可知时刻处质点沿轴正方向振动。故选B。8.如图是摄影爱好者成功拍摄到的中国空间站“凌月”（凌月是指在地球上观测月球时看到空间站在月球前面快速掠过）画面，整个“凌月”过程持续时间极短，仅约半秒钟。将空间站绕地球的运动看作半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，月球绕地球做匀速圆周运行的周期为T，空间站与月球在同一轨道平面且绕行方向相同。则再次出现空间站凌月现象的时间为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】对空间站解得在地球表面由，解得角速度为月球的角速度为设再次出现空间站凌月现象时间为t，则解得故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个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.风力发电是一种绿色清洁能源，其模型如下，叶片长度为l的风轮机（如图甲）在风的驱动下，带动内部匝数为N的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，从图乙位置开始计时，可得通过矩形线圈的磁通量随时间t变化规律如图丙所示，周期为T，磁通量最大值为。空气密度为，风速为v，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积，发电机将风的动能转化为电能的效率为，下列说法正确的是（）A.发电机线圈在时刻输出的瞬时电压为0B.发电机产生的电动势瞬时值表达式C.发电机的发电功率D.若风速加倍，则发电机的发电功率将变为4倍【答案】AC【解析】【详解】A．发电机线圈在时刻，磁通量为最大，磁通量变化率为0，则输出的瞬时电压为0，故A正确；B．发电机线圈电动势的最大值为初时刻磁通量为0，则发电机产生的电动势瞬时值表达式故B错误；CD．单位时间吹过风的质量为根据能量守恒，发电机的发电功率为若风速加倍，则发电机的发电功率将变为8倍，故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，一个正方体，其上、下、左、右表面的中心分别为E、F、G、H，在E、G两点固定电荷量为的点电荷，在F、H两点固定电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（）A.、D两点电势相等B.中点处的场强与中点处的场强相同C.一带正电的试探电荷在点的电势能等于它在C点的电势能D.两点间的电势差小于两点间的电势差【答案】CD【解析】【详解】A．由空间的对称性可知，点更靠近正电荷，而D点更靠近负电荷，所以有电场的叠加可知，两点的电势不相等，点的电势大于D点的电势，故A项错误；B．四个电荷，将其E、F看成一对，G、H看成一对，则E、F为一对等量异种电荷，G、H也为一对等量异种电荷，所以该电场时两对等量异种电荷的电场的叠加。两对等量异种电荷的中心为该正方体的中心，以该中心为坐标原点O，设连线中点处为I，连线中点处为L，以OI为坐标轴的正方向，OL为坐标轴的负方向，结合等量异种电荷的电场分布可知，中点处的场强与中点处的场强大小相等，方向相反，故B项错误；C．由空间的对称性可知，到四个电荷的距离与C到四个电荷的距离相等，点和C点到正负电荷距离相等，所以有电场的叠加可知，两点的电势相等，由可知，一带正电的试探电荷在点的电势能等于它在C点的电势能，故C项正确。D．到两个正电荷的距离与到两个负电荷的距离相等，所以电势为零。B点到两个正电荷的距离与到两个负电荷的距离相等，所以B点的电势也为零。A点靠近负电荷，所以A点的电势为负，点更靠近正电荷，所以的电势为正。间电势差有间电势差为故D项正确。故选CD11.如图所示，质量分别为m和的A、B两滑块用足够长轻绳相连，将其分别置于等高的光滑水平台面上，质量为的物块C挂在轻质动滑轮下端，手托C使轻绳处于拉直状态。时刻由静止释放C，经时间C下落h高度。运动过程中A、B始终不会与定滑轮碰撞，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为g，则（）A.A、C运动的加速度大小之比为B.A、C运动的加速度大小之比为C.时刻，C下落的速度为D.时刻，C下落的速度为【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意，由牛顿第二定律可得解得则路程之比设B运动的路程为s，则A运动的路程为2s，可知此时C运动的路程为1.5s，则有故A、C运动的加速度大小之比为，A正确，B错误；CD．由可知C下落过程ABC组成的系统机械能守恒解得C错误，D正确。故选AD12.如图甲所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距，距左端L处的中间一段被弯成倾斜轨道，长度也为L，与水平面夹角，各段轨道均平滑连接。倾斜轨道所在区域无磁场，左段区域I存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B，取竖直向上为正方向，如图乙所示；右段区域Ⅱ存在竖直向上的匀强磁场。在倾斜轨道顶端，放置一质量为、电阻、长为L的金属棒，与导轨左段形成闭合回路，由静止开始下滑，进入右侧磁场II后经过时间t（已知）达到稳定状态。导轨电阻不计，重力加速度，则（）A.在倾斜轨道上下滑过程中产生的焦耳热为B.达到稳定后的速度大小等于C.进入右侧磁场II后流过电阻R的电荷量为2.5CD.进入右侧磁场II经过位移为后达到匀速【答案】BCD【解析】【详解】A．左侧回路中产生的感应电动势金属杆在斜轨上下滑时的加速度下滑的时间在倾斜轨道上下滑过程中产生的焦耳热为选项A错误；B．达到稳定时回路感应电流为零，则解得选项B正确；C．导体棒到达斜面底端时的速度到达稳定时由动量定理解得q=2.5C选项C正确；D．由以上可知即即解得选项D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.利用智能手机和钕磁粒测量滑块在斜面上运动的加速度。如图甲所示，一斜面上安装有两组磁粒，其中B组磁粒固定在斜面上靠近底端处，A组磁粒的位置可移动（A组磁粒更靠近滑块），两组磁粒之间的距离为x。在滑块上面安装智能手机，打开APP中的磁力计，将滑块从斜面上的O点由静止释放，滑块依次经过两组磁粒附近时，手机磁力计会测出磁感应强度的峰值，该峰值所对应的时刻就是智能手机磁力计到达该组磁粒所在位置的时刻，而相邻两个峰值之间的时间差即是智能手机磁力计依次经过两组磁粒所用的时间t。改变A组磁粒的位置进行多次测量，每次都使滑块从O点由静止释放，并用米尺测量A、B之间的距离x，记下相应的t值，所得数据如图乙所示。

1组2组3组4组5组6组0.300.400.500600.700.800.210.290.400.49

0.811.431.381.251.22

0.99（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过B组磁粒的瞬时速度、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是______；（2）根据图乙信息补充表格中缺失的数据：______s，______；（3）在答题纸上的图丙中，描出第5、6两组数据对应的点并画出图线______；（4）由图线，可得滑块加速度的大小为______（保留3位有效数字）。【答案】（1）（2）①.0.61②.1.15（3）见解析（4）【解析】【小问1详解】滑块沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有【小问2详解】[1]根据图乙信息可知0.61s。[2]则有【小问3详解】【小问4详解】由第一问表达式，可得结合图像，有解得14.某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用一个满偏电流为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。（1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图______，并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“上”或“下”）移动；（2）将单刀双掷开关S与2接通后，先短接，再欧姆调零。两表笔再与一电阻连接，表针指向表盘中央图丁中的a位置处，然后用另一电阻代替，结果发现表针指在b位置，则______；（3）该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为，2、3之间的电阻为，1、3之间的电阻为，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式（一种即可）______。【答案】（1）①.②.上（2）（3）或【解析】【小问1详解】[1]由多用电表红黑表笔的特点，红黑表笔的电流“红入黑出”，B点接红表笔，A点接黑表笔，按照电路图连接实物图如下[2]电表调零时,红黑表笔短接，电流表应达到最大值，需要调节滑动变阻器滑片，使电流表指针满偏，当电流表电流增大时，由欧姆定律可得，电流表两端电压增大，不变时，电流表两端电压增大。由并联电路特点知，、两端的总电压也等于，通过、的电流增大时，也增大，电路中总电流电路总电流增大，由闭合电路电压特点可得，滑动变阻器和电源内阻的总电压滑动变阻器和电源内阻的总电压减小，又有欧姆定律可得滑动变阻器和电源内阻的总电阻由以上可知滑动变阻器和电源内阻的总电阻减小，滑动变阻器电阻减小，滑动变阻器滑片向上移动。【小问2详解】由欧姆表电路的特点及闭合电路的欧姆定律得，当红黑表笔短接时当电流表处于a、b两位置时将、、带入以上三式解得【小问3详解】由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值，所以第一情况：1、2之间接一个电阻，2、3之间接两个电阻串联。所以第二情况：1、2之间接两个电阻并联，2、3之间接一个电阻。15.如图所示，是某激光液位自动监测仪的示意图。矩形为长方体液池的截面，宽度，装有深度为的某种液体，在池底部水平放置宽度的平面镜，平面镜的右端与C点重合，在其正上方水平放置一长度等于池宽的标尺，池左壁高处有一激光器S，激光器发出的一束单色光以与池壁成角射到平面镜上，经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在标尺上形成一亮点。改变角，测得此截面上能折射出光线的液面的长度为，不考虑光在液面上的反射光。（1）求该液体的折射率n；（2）若保持，发现液体的深度从h发生变化，变化后标尺上亮点向右移动了，试问液面高度是上升还是下降？液面高度变化量是多少？【答案】（1）；（2）下降，【解析】【详解】（1）当改变角时，由题意可知，在点发生全反射，光路图如图所示由图可知又根据临界角与折射率的关系可知联立解得（2）根据题意可知，亮点向右移动了，光路图如图所示由图可知，液面下降，设下降后液面的高度为，由几何关系可知解得即液面高度变化量为16.“动能回收”是指智能电动汽车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能，其基本原理是车轮带动电机内线圈转动，向动力电池反向充电。某智能电动汽车质量为，以初动能沿斜坡向下做直线运动。第一次关闭发动机，让车自由滑行，始终受到一个外界施加的阻力，其动能与位移关系如图直线①所示；第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置，比第一次自由滑行时多受到一个线圈提供的阻力，其动能与位移关系如图线②所示。重力加速度为。（1）第一次关闭发动机，求滑行到时车所受重力的瞬时功率P；（2）第二次关闭发动机，开启“动能回收”装置运行过程中，共回收的电能。求机械能回收效率（机械能回收效率是指回收的电能占用于发电的机械能的百分比）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）斜坡的角度为θ，有汽车的动能有则重力的瞬时功率为解得（2）运行200m，则运动的第一次同样位置，即两次到该位置，汽车的重力势能相等，由题意可知，在车自由滑行时，有开启动能回收装置后，有所以用于发电的机械能为则发电效率为17.如图甲所示，在竖直平面内的坐标系中有半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小，磁场方向垂直纸面向里，圆心与坐标原点重合。在坐标为的A点放置一个粒子源，粒子源在竖直平面内沿与y轴正方向成至30°范围内连续发射速率的大量带负电粒子，比荷为，磁场右侧有两水平金属板P、Q，其中心线沿x轴，板长为，两板间距。加在P，Q两板间电压随时间t变化关系如图乙所示（每个带电粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定）。两板右侧放一记录圆筒，筒左侧边缘与极板右端相距，筒绕其竖直轴匀速转动，周期为，筒的周长为，筒能接收到通过P，Q两板的全部粒子。（不计粒子的重力及粒子间的相互作用）。（1）求带电粒子在磁场中的运动时间的最大值和粒子束到达P、Q两板左侧时的宽度D；（2）若，以时（见图乙，此时），沿y轴正方向入射的粒子打到筒上的点作为坐标系（竖直向上为轴正方向）的原点，求沿y轴正方向入射的粒子束打到圆筒上的最高点对应的位置坐标；（3）在给出的坐标纸（图丙）上定量画出第（2）问中粒子束打到圆筒上的点形成的图线；（4）若，求所有粒子能够打到圆筒上的区域面积S。【答案】（1），；（2）；（3）见解析；（4）【解析】【详解】（1）如图所示由几何关系可知，粒子在磁场中运动转过的最大夹角为因为粒子在磁场中运动的周期为所以粒子在磁场中运动的最长时间为由洛伦兹力提供向心力解得粒子在磁场中运动的半径为速度方向与y轴成，射入第三象限进入磁场的粒子，距离x轴速度方向与y轴成，射入第四象限进入磁场的粒子，如图距离x轴所以粒子束的宽度为（2）沿y轴正方向入射的粒子，当电压为U时刚好能射出极板其中，联立可得由图乙可知，时粒子刚好从上极板右边缘飞出电场，由几何关系可知代入数据解得在内圆筒转过的弧长即为横坐标故沿y轴正方向入射的粒子束打到圆筒上的最高点对应的位置坐标为。（3）第（2）问中粒子束打到圆筒上的点形成的图线如图所示（4）当电压为时，射出极板的竖直侧移量为代入数据解得所以所有粒子均能打到圆筒上，如图则所有粒子能够打到圆筒上的区域面积为18.某激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。图甲中轻弹簧下端固定在倾角为的是够长