山东省菏泽市2023届高三下学期物理一模试卷含答案

 高三下学期物理一模考试试卷

一、单选题

1．2022年10月，一只编号为234684、年龄只有5个月大的斑尾塍（chéng）鹬（yù），居然昼夜不停地飞行了至少13560km。从10月13日到10月24日，长达11天它不眠不休，从美国的阿拉斯加到了澳大利亚塔斯马尼亚州东北部的安森斯湾。下列说法正确的是（　　）

A．小鸟在11天内的位移是13560km

B．小鸟在某段匀速飞行的过程中重力的冲量为0

C．在计算全程的平均速率时，可以把小鸟看成质点

D．小鸟在不扇动翅膀做水平滑行运动时，不受空气对它的作用力

2．下列说法中正确的是（　　） 

A．衰变是原子核向外放出电子的现象，说明电子是原子核的组成部分

B．天然放射现象能够作为“原子核可再分”的依据

C．中子撞击大气中的氮核引发核反应，产生碳核和氘核

D．天然放射性现象中放射出的、、射线都能在磁场中发生偏转

3．下列说法正确的是（　　） 

A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关

B．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强

C．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等

4．如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，当有红光、绿光、紫光组成的细光束以的入射角射入球中，其中b光线为绿光，其折射光线刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　） 

A．a光线是红光

B．增大入射角i，b光线在空腔外表面可能发生全反射

C．该透明材料对绿光的折射率为

D．c光在该透明材料中传播速度最小

5．某物理兴趣小组设计了一个如图所示的发电装置，永磁铁在螺线管中做简谐振动时能产生周期为0.02s的正弦式交流电，电压最大值为V。理想变压器原、副线圈匝数之比为1：10，灯泡L的电阻恒为5Ω，额定电压为2.5V，定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，下列说法正确的是（　　） 

A．灯泡上交流电的频率为500Hz

B．滑动变阻器滑键向下移动，灯泡变亮

C．为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为20Ω

D．灯泡正常工作时，原线圈输入功率为W

6．光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后（　　） 

A．紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加

B．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的

C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率

D．在液体中的曝光波长约为117nm

7．如图所示，在水平转台上放置一圆锥形物体，物块在平行于锥面的细绳作用下静止在圆锥体表面，在圆锥体随平台逐渐加速转动的过程中，物块始终与锥面保持相对静止。关于此过程下列判断正确的是（　　） 

A．物块受到的合力为0 B．绳上的拉力逐渐增大

C．锥面对物块的支持力保持不变 D．没有任何力对物块做功

8．如图所示，MNQP是边长为L和2L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若时左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列图像正确的是（　　） 

A． B．

C． D．

二、多选题

9．距地心万千米的高度上，有一个“地球同步轨道”，各国向太空发射的同步卫星都运行在该轨道上，而从“地球同步轨道”再上升300千米，就是国际社会处理太空垃圾的地方，称为“墓地轨道”，轨道半径为r，如图所示。将废弃飞行物处理到这儿，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间，这样的操作，没几个国家能做到。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，发挥“太空拖船”的作用，将一颗失效的北斗二号卫星送入到了“墓地轨道”。地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） 

A．“地球同步轨道”处的重力加速度为0

B．北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为

C．北斗二号卫星从“同步轨道”到“墓地轨道”其机械能减小

D．“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要减速

10．如图所示，竖直平面内存在一匀强电场，电场强度方向与水平方向间的夹角，O、M为其中一条电场线上的两点，一带电粒子电荷量为q，不计重力，在O点以水平初速度进入电场，经过时间t粒子到达与M在同一水平线上的N点，且，则（　　） 

A．

B．粒子带负电

C．带电粒子在O点的电势能大于在N点的电势能

D．由O到N运动过程中，电场力的功率增大

11．如图所示，甲图为波源的振动图像，乙图为该波源在某介质中产生的横波时刻的波形图像，O点是波源，则下列说法正确的是（　　） 

A．该波的传播速度为1m/s

B．再经过0.3s，乙图中质点Q刚好开始振动，Q的起振方向沿y轴负方向

C．当乙图中质点Q第一次到达波峰时，质点P正处于平衡位置向下振动

D．从该时刻到质点Q开始振动，质点P运动的路程为0.3m

12．如图所示，形状相同的平行金属导轨CN、DQ放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，间距为L，与水平面相切于M、P，右端接一阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒从曲面上高h处静止释放，到达曲面底端PM时速度为；棒释放的位置到PM的水平距离为d，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒最终会停在导轨上，重力加速度。（　　） 

A．金属棒从静止释放到运动到曲面底端PM的过程中通过R的电荷量为

B．从释放到PM的运动过程，摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量在数值上一定大于重力的冲量

C．若金属棒从曲面底端PM到最终停止在导轨上，电阻R上产生的热量为△Q，则金属棒停止的位置距曲面底端PM的位移为

D．在金属棒运动的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热

三、实验题

13．实验小组利用如图甲所示的装置研究网球在空竖直下落时，空气对它的作用力。图乙为某次实验打出的一条纸带，其中0、1、2……6为选定的计数点，相邻两计数点间还有1个点没有画出，已知打点计时器的打点周期为T，测得1、3两点间的距离为，4、6两点间的距离为，网球的质量为m当地的重力加速度为g。 

（1）在打第5个计数点时网球的速度　     　； 

（2）从打第2计数点到打第5计数点，空气对网球的冲量大小　                　； 

（3）实验得到的空气对网球的冲量I随时间变化的关系图线如图丙所示，若时间内空气对网球的平均作用力为，时刻的作用力为，则和的关系为　     　（选填>、＜、=）。 

14．某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表V（量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（0～99.99Ω），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。设计的电路图如图所示，进行了如下操作： 

Ⅰ.将接到a，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下此时的电压表示数为2.00V，然后断开；

Ⅱ.保持电阻箱示数不变，将切换到b，闭合，记录此时电压表的读数（如图乙所示），然后断开。

请你解答下列问题：

（1）图甲所示电阻箱的读数为　     　Ω，图乙所示的电压表读数为　     　V。由此可算出电流表内阻的阻值为　     　Ω。 

（2）在完成上述操作后，继续以下操作：将切换到a，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为　               　；由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r，其中　     　V，　     　Ω（计算结果保留三位有效数字）。 

四、解答题

15．如图所示，A、B两个物体相互接触但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为，。从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，和随时间变化的规律为

通过计算做出物体B的加速度随时间变化的图线（在给定的虚线框内画图）。

16．深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其截面示意图。在乙图中，网箱的中央柱形容器是由横截面积为，高16m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，以此调节网箱在海水中的位置，使整个网箱按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部用绳索悬挂质量为20t的铸铁块（不与海底接触），铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。已知制作网箱材料的总质量为10t，养殖网箱材料和铸铁块能够排开海水的体积为，海水的密度按，大气压强按，。在认为空气温度与海水温度相同的情况下，当网箱的底部下沉到海面下15m处静止时，求：

（1）空心圆柱体内气体的压强；

（2）通过计算说明从开始入水到该状态，需要通过气阀向空心圆柱体充气还是对外放气；

（3）充入或放出的气体在空气中的体积。

17．高能粒子实验装置，是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具，下图给出了一种该装置的简化模型。在光滑绝缘的水平面区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场；在区域内存在沿轴正方向的匀强电场。质量为、电荷量大小为带负电的粒子1从点以一定速度释放，沿直线从坐标原点进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子2。（不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应） 

（1）求电场强度的大小； 

（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的半径和从两粒子碰撞到下次再相遇的时间间隔； 

（3）若两粒子碰撞后，粒子2首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，再在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间。 

18．如图所示，质量的木板静止在光滑水平地面上，距其右端（未知且可调）处有一铆钉固定的滑块。一质量的小滑块（可视为质点）静止于木板左端。现水平向右迅速敲击小滑块，使其瞬间获得的初速度沿木板向右运动。已知重力加速度大小为，滑块与木板间的动摩擦因数为，整个过程中滑块未滑离木板，木板与右侧滑块的碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。 

（1）若碰撞数次后滑块、木板最终均静止，求为确保滑块不滑离木板，木板的最短长度； 

（2）若，将的钉去掉，滑块与水平面无摩擦，且，求木板与物块碰撞的次数及碰后滑块、木板、物块最终速度的大小； 

（3）若小滑块的质量为，的质量为，滑块用铆钉固定在距右侧处，多次碰撞后、最终都静止，求整个过程中木板的总路程。 

1．C

2．B

3．A

4．C

5．C

6．D

7．B

8．D

9．B,D

10．B,C,D

11．A,B

12．A,C

13．（1）

（2）

（3）＜

14．（1）20.00；2.50；5.00

（2）；2.63；1.00

15． 时，对整体由牛顿第二定律

解得

恰好分离时

解得

2s后，B的加速度为

解得

逐渐增大；

综上所述，0～2s内， ，2s后， ，物体B的加速度随时间变化的图线如图

16．（1）网箱材料和铸铁快的总质量

网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即

根据阿基米德原理

空心圆柱体排开水的体积

空心圆柱体内海水的体积

空心圆柱体内海水的高度

空心圆柱体内气体的压强

（2）假设既没有放气也没有充气，根据波意耳定律可得

其中 ，

解得

比较可知

可知需要通过气阀向空心圆柱体充气

（3）设冲入的体积为 ，根据波意耳定律

解得

17．（1）带负电的粒子1从点 以一定速度释放，沿直线从坐标原点 进入磁场区域

粒子1进入磁场后，做匀速圆周运动

由几何关系

解得电场强度的大小

（2）粒子1由坐标原点 进入磁场区域后，经过 圆周在点 点与中性粒子2发生弹性正碰，此时粒子1速度方向沿 轴正方向，以沿 轴正方向为正，由动量守恒和机械能守恒可得 ，

解得 ，

碰撞后两粒子均带负电，电荷量均为 ，做匀速圆周运动，设半径分别为 ， ，则 ， 

解得 ，

所以第一次碰后两粒子轨迹重合，到下次相遇

（3）两粒子运动轨迹如图所示

粒子2首次在 点离开第一象限时，粒子1运动到 点，由 ，

所以

所以粒子1转过的圆心角 为粒子2转过圆心角的 ，即

此时，撤去电场和磁场，两粒子做匀速直线运动，经一段时间 后，粒子1运动的位移大小

粒子2运动的位移大小

此时，在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交（恰好相切），设两圆心 与 轴正方向的夹角为 ，由几何关系 ， ，

整理得

由几何关系 ，

整理得

解得

这段时间  

18．（1）木板与右侧滑块 的碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略，由动量守恒与机械能守恒可得，每次碰撞后，木板速度大小不变，方向反向。若碰撞数次后滑块 、木板 最终均静止，由滑块 在木板上一直做匀减速运动，根据能量守恒

解得木板 的最短长度

（2）木板 、物块 每次碰撞时，由动量守恒与机械能守恒可得 ，

解得 ，

即木板 、物块 每次碰撞后，交换速度。故第一次碰撞前，木板 向物块 匀加速直线运动，木板 加速度

木板 速度

由动量守恒

滑块 的速度

第一次碰撞后，木板 、物块 的速度分别为 ，

木板 向物块 匀加速直线运动，到第二次碰撞前，由位移关系

木板 的速度为

第二次碰撞后，木板 、物块 的速度分别为 ，

由动量守恒

滑块 的速度

木板 向物块 匀加速直线运动，直到滑块 、木板 共速

滑块 、木板 的共同速度为

若能发生第三次碰撞，由位移关系 ，

木板 的速度为

所以不能发生第三次碰撞。即木板与物块 碰撞的次数为2次，滑块 、木板 、物块 最终速度的大小分别为 ， ，

（3）第一次碰撞前，木板 向物块 匀加速直线运动，木板 加速度

木板 速度

故木板 先匀加速到与滑块 共速

再匀速运动至物块 所在位置并与其发生碰撞，第一次碰撞后，木板 速度反向，大小不变，加速度不变，向左运动位移为

然后向右匀加速运动直到与滑块 共速

再匀速运动至物块 所在位置并与其发生碰撞，第二次碰撞后，木板 速度反向，大小不变，加速度不变，向左运动位移为

木板 的总路程