2023届山东省济南市师范大学附属中学高三下学期期末质量调研考试（一模）物理试题

2023届山东省济南市师范大学附属中学高三下学期期末质量调研考试（一模）物理试题

注意事项：

1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序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。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷

C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比

2、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（　　）

A．Ek1>Ek2

B．单色光1的频率比单色光2的频率高

C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大

D．单色光1和单色光2的频率之差为

3、地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面P点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为kg(k<1)。已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是

A． B． C． D．

4、静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（  ）

A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑

B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引

C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流

D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉

5、太空垃圾是围绕地球轨道的有害人造物体，如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是（　　）

A．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞

B．离地越低的太空垃圾运行角速度越小

C．离地越高的太空垃圾运行加速度越小

D．离地越高的太空垃圾运行速率越大

6、如图，一小孩在河水清澈的河面上以1m/s的速度游泳，t = 0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t = 3s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n =，下列说法正确的是（   ）

A．3s后，小孩会再次看到河底的石块

B．前3s内，小孩看到的石块越来越明亮

C．这条河的深度为m

D．t=0时小孩看到的石块深度为m

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示为平行于轴的静电场电势随变化的图象。电子只受电场力，自位置静止释放，到达O点时的动能为，已知电子电量为e，质量为m，，则下列分析正确的是（    ）

A．电子在处速度为 B．电子在处加速度为

C．电子将沿轴做往复运动，周期 D．电子在处动能与电势能之和为

8、下列关于热力学定律的说法正确的是_______。

A．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等

B．外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加

C．可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，然后向房间自动释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热

D．低温系统可以向高温系统传递热量

E.无论科技如何进步与发展，绝对零度都不可以达到

9、2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。 现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动，其中a、b转动方向与地球自转方向相同，c转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为Ta =6h、Tb =24h、Tc=12h，下列说法正确的是（  ）

A．a、b每经过6h相遇一次

B．a、b每经过8h相遇一次

C．b、c每经过8h相遇一次

D．b、c每经过6h相遇一次

10、图示是由质量相等的三颗星组成的三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略。设每颗星体的质量均为m，三颗星分别位于边长为r的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。已知引力常量为G，下列说法正确的是（    ）

A．每颗星体受到的向心力大小为 B．每颗星体受到的向心力大小为

C．每颗星体运行的周期均为 D．每颗星体运行的周期均为

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：

（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为_________mm。

（2）用多用电表“×1 "倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为_________Ω。

（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是_________。

A．    B．   C．   D．

（4）用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R-l图象，如图丙所示中符合实验结果的图线是_________（选填“a”“b”或“ c ”），该电阻丝电阻率的测量值_________（选填“大于” “小于”或“等于”）真实值。

12．（12分）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。

(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。

(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。

(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。

（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；

（2）若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；

（3）当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。

14．（16分）空间存在如图所示的相邻磁场，磁场I垂直纸面向内，磁感应强度为B，磁场II垂直纸面向外，宽度为。现让质量为m带电量为q的粒子以以水平速度v垂直磁场I射入磁场中，当粒子a从磁场II边缘C处射出时，速度也恰好水平。若让质量为2m、带电量为q的粒子b从a下方处水平射入磁场I中，最终粒子b也恰好从C处水平射出。已知粒子以在磁场I中运动的时间是磁场II中运动的时间的2倍，且，不计粒子重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求

（1）粒子a在磁场中运动的时间；

（2）粒子a、b的速度大小之比。

15．（12分）如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该单色光的折射率为4/3，玻璃对该单色光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度为2d．求：

（1）该单色光在玻璃和水中传播的速度

（2）水面形成的圆形光斑的半径（不考虑两个界面处的反射光线）

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、D

【解析】
AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；

CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得

又

解得：

故C错误，D正确。

故选D。

2、D

【解析】
A．由于：

所以：

A错误；

B．由：

可知，单色光1的频率比单色光2的频率低，B错误；

C．只增大照射光的强度，光电子的最大初动能不变，因此遏止电压不变，C错误；

D．由：

得：

D正确。

故选D。

3、D

【解析】
地球表面正常的重力加速度大小为,由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为，则空腔体积大小的岩石对物体吸引产生的加速度为，结合万有引力定律，即，解得：，故D项正确，ABC错误。

4、C

【解析】

梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，不符合题意．故A错误；带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引属于静电感应现象，是静电现象，不符合题意．故B错误；小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象．故C正确．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电，也是静电现象，不符合题意．故D错误；本题选不属于静电现象的，故选C．

点睛：静电是因为摩擦使物体带电的现象，平时所见到的摩擦起电现象都是一种静电现象．如：塑料的梳子梳理干燥的头发的时候，头发和梳子会粘在一起，而且会产生噼啪的响声；玻璃棒和丝绸摩擦，用玻璃棒可以吸引碎纸片玻璃棒带正电，丝绸带负电；毛皮和橡胶棒摩擦也产生静电，现象和上面一样橡胶棒带负电，毛皮带正电；注意闪电不属于静电，静电积累到一定程度，正负电子引诱，而产生的放电现象．

5、C

【解析】
A．在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故A错误。

BCD．太空垃圾在地球的引力作用下绕地球匀速圆周运动，根据

可得

离地越低的太空垃圾运行角速度越大；离地越高的太空垃圾运行加速度越小；离地越高的太空垃圾运行速率越小，故BD错误，C正确。

故选C。

6、C

【解析】
A．t = 3s时他恰好看不到小石块了，说明在此位置从小石块射到水面的光发生了全反射，则3s后的位置从小石块射到水面的光仍发生全反射，则小孩仍不会看到河底的石块，选项A错误；

B．前3s内，从小石子上射向水面的光折射光线逐渐减弱，反射光逐渐增强，可知小孩看到的石块越来越暗，选项B错误；

C．由于

则

可知水深

选项C正确；

D．t=0时小孩看到的石块深度为

选项D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BC

【解析】
A．静电场平行于轴，则图线的斜率表示场强，所以到0间的电场为匀强电场，0到间电场也为匀强电场，设电子在处速度为v，根据动能定理

所以

故A错误；

B．电子只受电场力，根据牛顿第二定律

故B正确；

C．电子将沿轴做往复运动，设从到0电子的运动时间为t1，根据运动学公式

所以

往复运动的周期

故C正确；

D.点子只受电场力，所以动能和电势能之和不变，初始时动能为零，电势能也为零，所以任意位置动能和电势能之和为0，故D错误。

故选：BC。

8、ADE

【解析】
A．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等，A正确；

B．外界做正功，有可能同时放热，内能的变化不确定，B错误；

C．根据热力学第二定律，题中所述的问题不可能实现，选项C错误；

D．低温系统向高温系统传递热量是可以实现的，前提是要引起其他变化，D正确；

E．绝对零度不可以达到，E正确．

故选ADE。

9、BC

【解析】
AB．a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中，a比b多转一圈， 设相遇一次的时为， 则有

解得，所以A错误，B正确。

CD．b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中，b、c共转一圈，设相遇次的时间为，则

有

解得，故C正确，D错误。

故选BC。

10、BC

【解析】
AB．任意两颗星体间的万有引力，每颗星体受到其他两颗星体的引力的合力

故A错误，B正确；

CD．根据牛顿第二定律

其中

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、2.819〜2.821    7    D    a    等于   

【解析】
（1）[1]螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm长，精确度为0.01mm，格数要估读到0.1格，则电阻丝的直径为：

（2.819~2.821）；

（2）[2]欧姆表读电阻，由表盘上的数字乘以倍率得到阻值，可得：

（或7）

（3）[3]实验中获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法；

而待测电阻满足：

即待测电阻为小电阻，用电流表的外接法减小系统误差；综上选择D电路实验；

（4）[4]根据电阻定律

，

可知图像应该是过原点的倾斜直线，但（3）问中的C项电路采用的是电流表的内接法，因电流表分分压导致电阻的测量值偏大，有：

故测量图线不过原点，而有纵截距；故选a图线；

 [5]由图像求电阻率是利用斜率求得，a图线和准确图线的斜率相同，故电阻率的测量值等于真实值。

12、A    b    B    1.5    B    4   

【解析】
(1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；

(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；

(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1），；（2）；（3）

【解析】
（1）设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律：

①

两物块获得的动量之和为：

②

联立①②式并代入数据得：

（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为

③

设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为，则有：

④

弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因，B先停止运动。设当A与墙距离为时，A速度恰好减为0时与B相碰

⑥

设当A与墙距离为时，B刚停止运动A与B相碰

⑦

联立③④⑤⑥⑦得

的范围为：

（3）当时，B刚停止运动时A与B相碰，设此时A的速度为v

⑧

故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和，由动量守恒定律与机械能守恒定律有：

⑨

⑩

联立⑧⑨⑩式并代入数据得

碰撞后B继续向左匀减速运动，设通过位移为

⑪

最终B离墙的距离为S

解得

14、（1）；（2）

【解析】
（1）粒子a在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，

粒子a、b均从C处水平射出，则可知粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中偏转的圆心角相同。设粒子a在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为，粒子b在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为，粒子a在磁场Ⅰ中运动的时间是磁场Ⅱ中运动的时间的2倍，则磁场Ⅰ的宽度为d。

代入数据得

设磁场Ⅱ中磁场为B：

由集合关系可知

则

则

粒子a在磁场中运动的时间为

代入数据得

（2）设粒子b速度为v，在磁场Ⅰ、Ⅱ中的半径分别为、，由

得

同理有

粒子a、b均从C处水平射出，运动轨迹如图所示，则有

由集合关系可知

代入数据得

解得a、b两粒子的速度之比

15、（1）； （2）

【解析】
（1）由得

光在水中的速度为

光在玻璃中的速度为

（2）如图所示：光恰好在水和空气的分界面发生全反射时

在玻璃与水的分界面上，由

得

则光斑的半径

．