山东省泰安市英雄山中学2024-2025学年高三下学期第一次调研测试物理试题

这是一份山东省泰安市英雄山中学2024-2025学年高三下学期第一次调研测试物理试题，共9页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。写本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试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。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. 五棱镜是单反相机取景的反光装置，其作用是将对焦屏上左右颠倒的图像矫正过来，使取景看到的图像与直接看到的景物方位完全一致，使操作者能够正确地取景和对焦。某生产车间对其生产的某块五棱镜ABCDE进行质检时，让甲、乙两种单色光组成的细光束从空气垂直于CD边射入棱镜，经两次反射后，光线垂直于DE边射出，但在BC边发现有部分甲光射出，其光路图如图所示。则（ )
A. 甲光的频率比乙光的频率大
B. 在五棱镜中，甲光的传播速度比乙光的传播速度小
C. 甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象
D. 通过同一双缝干涉装置，甲光的干涉条纹间距小于乙光的干涉条纹间距
2. 2024年10月30日神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功，神舟十九号航天员乘组将开展空间科学与应用实验和试验，实施航天员出舱活动及货物进出舱，进行空间站空间碎片防护装置安装、舱外载荷和舱外设备安装与回收等任务。已知地球的半径为R，空间站到地球表面的距离为h，空间站围绕地球运动的周期为T，地球表面的重力加速度为g。空间站绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，不考虑地球自转。要验证航天员在空间站中所受到的地球引力与在地面上所受的重力是同一种力，需验证（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上，三点恰好在等边三角形的三个顶点上，三角形的边长为L，三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上，另一端栓接在一起，结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处，O点到ABC平面的距离为，重物不接触地面，当地重力加速度为g。则AO绳中的张力为（ ）
A B. C. D.
4. 如图甲，水平面上有一正六边形均匀带电框ABCDEF，O点为正六边形的中心，过O点竖直向上建立坐标轴Oz。Oz轴线上电势分布如图乙所示。则（ ）
A. 带电框带负电
B. O点场强沿z轴正方向
C. 从O点沿着z轴正方向，场强一直增大
D 负电荷从O点沿z轴正方向运动过程中，电势能一直增大
5. 如图甲所示为中国首辆火星车，命名为“祝融号”，主要任务是在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作，是一辆纯太阳能电动车，其动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图乙所示，其中太阳能电池电动势E=160V，电动机线圈的电阻rM=4Ω。在火星车行驶的过程中，当滑动变阻器接入电路的电阻R=6Ω时，滑动变阻器消耗的功率P=96W，此时，电动机正常工作，两端电压UM=56V。则（ ）
A. 太阳能电池的内阻r=10Ω
B. 电动机正常工作时的输出功率P出=160W
C. 滑动变阻器接入电路中的阻值R=16Ω时，电源的输出功率最大
D. 若电动机的转子被卡住，路端电压的变化量与电路电流的变化量之比的绝对值大于太阳能电池内阻
6. 如图，隔板在绝热气缸中封闭一定质量理想气体，隔板和绝热活塞间是真空。迅速抽掉隔板后气体会扩散至整个气缸，待气体稳定后向左缓慢推动活塞至隔板原位置，整个系统密封性良好，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散过程中，气体对外界做功，温度降低
B. 扩散过程中，气体分子的平均速率减小导致气体压强减小
C. 推动活塞过程中，活塞对气体做功，气体温度升高
D. 抽掉隔板前和活塞到达隔板原位置后，气体内能相等
7. 如图，形状为“”的轻质框架，∠P=120°，OP段和PQ段的长度均为L。框架的一端悬挂于O点，并可绕O点处的光滑转轴在竖直平面内自由转动，另一端固定一小球Q，小球的质量为m。轻绳QM一端连接在小球上，另一端连接在竖直墙壁上。框架OP段和轻绳QM均处于水平状态。忽略空气阻力，重力加速度大小为g。剪断轻绳，则（ ）
A. 剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g
B. 小球到最低点时的速度大小为
C. 小球到最低点时框架对小球的弹力大小为2mg
D. 小球到最低点时框架对小球弹力的功率大小为
8.如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为M的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部O点，另一端连接质量为m的小球。已知O点到地面的高度为H，重力加速度大小为g，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与O点等高的A处(A在水平轨道正下方)，轻绳伸直后由静止释放。下列说法正确的是( )
A. 若水平轨道光滑，则当小球摆到最低点时，绳子的张力为mg(3M2+2Mm+m2)(M+m)2
B. 若水平轨道光滑，轻绳OA长度为H2，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳，小球运动一段时间后落地（不反弹），小球落地时与滑块间的水平距离是H2m+MM
C. 若水平轨道粗糙，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的余弦为
D. 若水平轨道粗糙，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中滑块3m 始终保持静止，滑块与水平轨道间的动摩擦因数 μ≥3m2M(M+3m)
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，有选错的得0分。
9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴传播，且传播方向不同，图（a）为t=0时刻两列波的波形图，图（b）为甲波上x=0处质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 甲波沿x轴负方向传播
B. t=0时刻甲波上x=0处的质点的位移为
C. 乙波在介质中传播的速度大小为0.5m/s
D. t=54s时坐标原点处的质点的位移为0
10.如图所示，斜面体放在粗糙的水平面上，其粗糙面上的物体在沿斜面向下的恒力F的作用下沿斜面向下以大小为a1的加速度沿斜面匀加速下滑，斜面静止且与水平面间的静摩擦力f1为零；若在物体下滑过程中再它施加一竖直向下的恒力F，斜面体仍静止，物体沿斜面向下的加速度的大小为a2，斜面体与水平面间的静摩擦力f2，则下列说法正确的是( )
A．a1>a2 B．a1=a2
C．f2为零 D．f2不为零
11.如图，两根足够长的光滑平行导轨MNP和M'N'P'，MN部分水平，NP部分倾斜，且与水平面的夹角为θ。空间存在竖直向上的匀强磁场。导体棒EF静止放置在水平部分上。t=0时刻，导体棒GH在外力作用下沿倾斜轨道开始匀速下滑，速度大小为v0。已知两导体棒的质量均为m，导体棒EF始终在水平轨道上，导体棒GH始终在倾斜轨道上，运动过程中两棒与导轨接触良好。则（ ）
A. 导体棒EF的最大速度为
B. 导体棒EF的最大速度为
C. 导体棒EF整个加速运动过程中，安培力对导体棒GH的冲量大小为
D. 导体棒EF整个加速运动过程中，安培力对导体棒GH的冲量大小为
12. 如图，水平地面上有一截面为正方形的建筑物，边长为a。在地面上某一确定高度斜向上抛出一小球，要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小。空气阻力不计，重力加速度为g，则小球运动过程中（ ）
A. 距地面最大高度为
B. 由于抛出点未知，故小球运动过程中距地面的最大高度不能确定
C. 小球在水平方向的分速度大小为
D. 小球在水平方向的分速度大小为
三．实验题（13题6分，14题8分）
13. 某实验小组利用甲图所示的气垫导轨（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）探究冲量与动量变化量的关系。实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②在导轨上选择两个适当位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计及电脑，用以记录滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、及滑块在两光电门之间的运动时间Δt；
③使气垫导轨倾斜，测量A点到导轨与水平桌面接触点O的距离L及A点距桌面高度h；
④将滑块从光电门Ⅰ左侧某处由静止释放，利用电脑记录、和△t；
⑤改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤③④，进行多次测量。
（1）图乙是用游标卡尺测量遮光条宽度d的图示，则d＝________mm；
（2）某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ速度为________（结果保留1位小数）；
（3）在误差允许范围内，若满足△t＝________（用上述实验步骤中直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则说明合外力冲量等于动量变化量。
14. PT100型铂热电阻温度传感器是利用铂电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器，铂热电阻传感器广泛用于测量-200°C~＋850°C范围内的温度。如图甲为某学校数字实验室里的一款PT100型铂热电阻传感器，铂热电阻封装在传感器的探头内，其阻值随温度的变化关系图像如图乙所示。该校课外实验探究小组要利用该款铂热电阻传感器及其他实验器材制作一个温度计，通过把电流表的示数改刻为相应的温度示数来直接显示测量温度。实验器材如下：
PT100型铂热电阻传感器
干电池（电动势为1.5V，内阻不计）
灵敏电流表（量程为10mA，内阻为20Ω）
电阻箱（0~99999Ω）
开关、导线若干请回答下面问题：
（1）该小组同学先尝试直接将干电池、开关、灵敏电流表、铂热电阻传感器串联成一个电路作为温度计，则该温度计测温起点温度为________℃（结果保留3位有效数字）；
（2）该小组同学为了使制作的温度计能从-20℃开始测量，利用现有器材进一步设计了如图丙所示的电路，其中为铂热电阻温度传感器，R为电阻箱。现进行如下调试：将传感器的探头放入设定制冷温度为-20℃的冰箱中，经过足够长时间后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值R，使电流表指针满偏，此时电阻箱阻值R＝________Ω；
（3）为了把图丙中电流表的电流值准确地改刻为相应的温度值，改刻时应遵循的电流表的电流值I（mA）与相应温度t（℃）间的关系式为I＝________；
（4）若干电池内阻不能忽略，仍依照图丙按（2）中过程制作温度计，使用该温度计测量的结果和真实值相比会________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四．计算题（共46分）
15. 如图，汽车上的安全气囊最早由赫特里克于1953年发明并得到普及。在汽车正常行驶时，气囊内原有气体体积忽略不计。当汽车受到猛烈撞击时会引燃气体发生剂，产生大量气体，极短时间内充满气囊。充气过程中，气囊上可变排气孔是封闭的，充气结束时内部气体的压强为p、体积为V、温度为T，气体可视为理想气体。
（1）已知大气压强为，求充气过程中气囊克服外界大气压强所做的功；
（2）撞击后，车上驾乘人员因惯性挤压安全气囊导致可变排气孔开始排气，当内部气体压强为、体积为、温度为时，恰好不再排气，求排出气体质量与排气前气体总质量之比。
16. 玻璃微珠材料是用玻璃制成的微小球体材料，常在道路标志线、标志牌及衣服的反光条中使用，它能将车灯照射过来的光逆向返回，从而使得在夜间行车没有路灯的情况下，能看清道路和交通标志，增强车辆驾驶员和行人的可见度，提高安全性。用这种材料制成的某反光膜内均匀分布着单层细玻璃珠，如图甲所示，所用玻璃的折射率。一束平行光照射到玻璃微珠上时，部分光线经一次反射和两次折射后沿与入射方向相反的方向射回。
（1）如图乙所示，除经过球心的光线外，还有入射光线能被反向平行射回，求该光线第一次进入玻璃微球的入射角α多大？
（2）要保证能有足够强度的光被“反向射回”，要求入射光与其“反向射回”的光之间的距离d应不大于μm，则玻璃微球的直径要满足什么条件？
17. 如图所示的坐标平面，在的区域存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场，在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的粒子从轴上的点以初速度进入电场，速度方向与轴正方向成角，之后粒子从轴上的点进入第一象限。已知匀强磁场的磁感应强度大小，匀强电场的电场强度大小，，不计粒子的重力。
（1）求点与坐标原点的距离；
（2）求粒子在第一象限中的运动时间；
（3）在的区域另外施加一大小、方向沿轴正方向的匀强电场（图中未画出），其它条件不变，求此时粒子在的空间运动过程中，离轴的最短距离。
18. 如图所示，光滑曲面AB与长度为l的粗糙水平轨道BC相切于B点，A点距轨道BC的高度为R，质量为m的小滑块1被锁定在A点，质量为2m的小滑块2静止在水平轨道最右端的C点，轨道BC下方的水平面上有一固定的“L”形木板，其上表面光滑，在P点处固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧右端拴接一质量为M=4m的长方体滑块，M的中心在O点的正上方，处于静止状态。现将滑块1解除锁定并由静止释放，1与2发生弹性碰撞后，滑块1恰好停在B点，滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块M一个向右的初速度，当M的中心运动到O点的正上方时，恰好与滑块2相碰，碰后滑块2竖直向上运动至与C等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，质量为m0的弹簧振子振动周期为，弹簧弹性势能的表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求滑块1与水平轨道BC间的动摩擦因数μ；
（2）求C点与滑块M上表面间的高度差h；
（3）在滑块2与M第二次碰撞完毕跳起后将滑块2取走，求此后弹簧与M组成的弹簧振子的振幅A。