2023届山东省聊城市高三上学期第一次模拟考试物理试卷（含解析）

2023届山东省聊城市高三上学期第一次模拟考试物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：_____________

一、单选题

1．如图所示，乒乓球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球的运动为平抛运动，则乒乓球（　　）

A．在空中做变加速运动 B．在水平方向做匀加速直线运动

C．在网的右侧运动的时间是左侧的2倍 D．击球点的高度是网高的2倍

2．物体受到下列几组共点力的作用，其中一定能使物体产生加速度的是（　　）

A．，， B．，，

C．，， D．，，

3．如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于激发态的氢原子能辐射出能量介于0.66eV~12.75eV范围内的光子，则下列说法正确的是（　　）

A．这群氢原子能发射出三种不同波长的光

B．这群氢原子能发射出四种不同波长的光

C．处于基态的氢原子能吸收其中三种频率的光子

D．处于基态的氢原子能吸收其中六种频率的光子

4．如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在竖直墙上的O点，另一端穿过轻质光滑小环悬挂物体甲，轻质光滑小环拴牢在另一轻绳上，通过光滑定滑轮与物体乙相连。当系统平衡后，O点处轻绳与竖直墙的夹角，取，，则甲、乙两物体的质量之比为（    ）

A． B． C． D．

5．如图所示，a为地球赤道上相对地面静止的物体，b为在地球表面附近绕地心做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　）

A．角速度的大小关系为 B．向心加速度的大小关系为

C．线速度的大小关系为 D．周期关系为

6．如图所示的三维坐标系中，P、M、N为坐标轴上的三点，它们到坐标原点O的距离相等。空间内存在场强大小为E的匀强电场，M点固定一正点电荷，N点固定一负点电荷，两点电荷电量相等，O点的场强为零。现把N点的负点电荷移到P点，其他条件不变。则此时O点的场强大小为（　　）

A．0 B．E C． D．

7．如图所示，用横截面积为的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热良好的气缸内，气缸平放到光滑的水平面上。劲度系数为的轻质弹簧左端与活塞连接，右端固定在竖直墙上。不考虑活塞和气缸之间的摩擦，系统处于静止状态，此时弹簧处于自然长度，活塞距离气缸底部的距离为。现用水平力F向右缓慢推动气缸，当弹簧被压缩后再次静止（已知大气压强为，外界温度保持不变），在此过程中，下列说法正确的是（    ）

A．气体从外界吸热

B．气体分子的平均动能变大

C．再次静止时力F的大小为50N

D．气缸向右移动的距离为6cm

8．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示）。一个小金属块从抛物线上y=b（b>a）处以初速v沿抛物线下滑。假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（　　）

A．mgb B．

C．mg（b-a） D．

二、多选题

9．如图所示，甲图为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的图像，乙图为参与振动的质点的振动图像，则下列判断正确的是（　　）

A．该波的传播速率为

B．该波的传播方向沿轴正方向

C．经过，质点沿波的传播方向移动

D．该波在传播过程中若遇到宽为的障碍物，能发生明显衍射现象

10．如图所示为一定质量的理想气体状态变化时气体的压强随着温度变化的p﹣t关系图像，气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca最后回到a状态，图中ba的延长线过原点O，bc平行于t轴，ca的延长线过点（﹣273.15，0）。下列说法中正确的是（　　）

A．三个状态的体积关系为Va＝Vc＞Vb

B．过程bc中外界对气体做功，气体从外界吸热

C．过程ab中气体对外界不做功，气体从外界吸热

D．b状态与c状态相比，b状态时容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数较多

11．正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力大小为f，则（　　）

A．一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为

B．时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为

C．器壁单位面积所受粒子压力大小为

D．器壁所受的压强大小为

12．如图所示，在倾角为的足够大的光滑斜面上，将小球a、b同时以相同的速率v0沿水平面内不同方向抛出。已知a球初速度方向垂直竖直平面PQM向外，b球初速度沿着PQ方向。则（　　）

A．a球落到斜面上时，a、b两球的位移大小不相等

B．a球落到斜面上时，a球的速度大小是b球速度大小的2倍

C．若将a球的初速度大小变为之前的2倍，则a球落到斜面上时，其速度大小也将变为之前的2倍

D．若将b球的初速度大小变为之前的2倍，则在相同时间内，其速度大小也将变为之前的2倍

三、实验题

13．某同学用如图a所示装置探究加速度与质量的关系。图中小车及砝码A的质量用M表示，托盘及钩码B的质量用m表示，交流电源的频率为，当地重力加速度g取，实验中该同学取托盘及钩码B的重力作为小车所受的合力。

（1）实验中，下列说法正确的是___________。

A．每次在小车上加减砝码时，需再重新补偿阻力

B．实验中M应远大于m

C．实验时应先释放小车后接通电源

D．小车加速度可用计算

（2）某次实验得到的纸带如图b所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度大小为___________。（结果保留2位有效数字）

（3）该同学增减砝码以改变小车的质量M，可得到小车的加速度大小a与对应质量M的数据。画出图线如图c所示，由图中数据可求得托盘及钩码B的总质量为___________kg。由图c发现：当较大时，图线发生弯曲，在处理数据时为避免图线发生弯曲的现象，该同学应画出的是___________的关系图线。

14．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为30kΩ，电压表的内阻约为10kΩ，电流表的内阻约为500Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，则图_____（填甲或乙）更接近待测电阻的真实值，且测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

四、解答题

15．如图所示，为某玻璃材料的截面，部分为直角三角形棱镜，，部分是半径为的四分之一圆柱状玻璃，点为圆心。一束单色光从点与成角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离O点R，已知真空中的光速为c。

（1）求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界角的正弦值；

（2）现将该光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出（Q点未画出）。求光束在玻璃材料中的传播时间（不考虑圆柱BD弧面部分的发射光线）。

16．如图所示，方形木箱质量为M，其内用两轻绳将一质量m = 2.0kg的小球悬挂于P、Q两点，两细绳与水平的车顶面的夹角分别为60°和30°，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，木箱与传送带间动摩擦因数，（g = 10m/s2）求：

（1）设木箱为质点，且木箱由静止放到传送带上，那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处；

（2）木箱放到传送带上A点后，在木箱加速的过程中，绳P和绳Q的张力大小分别为多少？

17．如图甲所示，某装置由直线加速器和圆心角为的扇形偏转磁场两部分组成。直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和10个横截面积相同的金属圆筒（序号为1，2，3…10）依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板与圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出。电子在圆筒、圆筒与圆筒之间各个间隙中不断被加速（圆筒间隙特别小，电子穿越间隙的时间可以忽略不计）。最后电子从10号圆筒的A点水平射出，从P点垂直进入磁场，沿实线路径从边界射出，轨迹关于平分线对称，已知，电子的比荷为k，交变电压的周期为T。求：

（1）电子刚进入1号圆筒时的速度大小；

（2）9号圆筒的长度是多少；

（3）若从金属圆板出发的是一群电子，其中小部分有垂直于加速电场且平行于纸面的较小的初速度，所有电子可近似看成从10号圆筒A点以小发散角射出，并进入偏转磁场，问长度调节为多少时，所有电子在同一点D收集。

18．如图所示，两小滑块A和B的质量分别为和，放在静止于光滑水平地面上的长为L=1m的木板C两端，两者与木板间的动摩擦因数均为，木板的质量为m=4kg。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为。在滑块B与木板C共速之前，滑块A、滑块B能够相遇，重力加速度取。

（1）滑块A、B相遇时木板C的速度多大？

（2）若滑块A、B碰撞后不再分开，请通过计算说明滑块A、B能否从木板C上滑下。

（3）整个过程中，由于滑块A、B和木板C之间的摩擦产生的总热量是多少？

参考答案

1．C

【详解】A．乒乓球在空中做平抛运动，作匀变速曲线运动，故A错误；

B．乒乓球初速度沿水平方向，且击出后只受重力作用，所以乒乓球在空中做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，故B错误；

C．根据可知乒乓球在网的右侧和左侧运动的时间之比为

故C正确；

D．设击球点到桌面的高度为h，则

解得击球点的高度与网的高度之比为

故D错误。

故选C。

2．A

【详解】A．1N，3N，5N三个力中1N与3N的合力范围为2N～4N，不可能与5N的力平衡，合力不可能为零，根据牛顿第二定律可知，一定能产生加速度，故A正确；

B．2N，4N，6N三个力中2N与4N的合力范围为2N～6N，6N在这个范围内，三个力的合力可能等于零，也可能不等于零，所以不一定产生加速度，故B错误；

C．3N，4N，5N三个力中3N与4N的合力范围为1N～7N，5N在这个范围内，三个力的合力可能等于零，也可能不等于零，所以不一定产生加速度，故C错误；

D．4N，6N，8N三个力中4N与6N的合力范围为2N～10N，8N在这个范围内，三个力的合力可能等于零，也可能不等于零，所以不一定产生加速度，故D错误。

故选A。

3．C

【详解】AB．根据玻尔能级理论，由于

En=-13.6+12.75eV=-0.85eV

En-En-1=0.66eV

可知这群氢原子处于n=4的激发态，根据组合公式

可知这群氢原子能发出6种不同波长的光，AB错误；

CD．处于基态的氢原子能够吸收其中n=4，n=3和n=2的三个激发态分别直接跃迁到基态时发出的光子，即能吸收其中三种频率的光子，C正确D错误。

故选C。

4．A

【详解】悬挂物体甲的轻绳中的拉力等于甲所受的重力，该轻绳在光滑小环处形成的夹角为

悬挂物体乙的轻绳中的拉力等于乙所受的重力，设该轻绳与悬挂甲的轻绳的上下两段形成的夹角分别为、，则根据正弦定理可得

所以有

根据正交分解法，有

整理得

故选A。

5．B

【详解】A．a、c角速度相等，即ωa=ωc，而rb<rc，根据

可知

ωc<ωb

所以

ωa=ωc<ωb

故A错误；

B．由

a=ω2r

可得

aa<ac

由

可得

则

ac<ab

故

故B正确；

C．AC比较，角速度相等，由v=ωr，可知va<vc，故C错误；

D．卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据

且ωc<ωb，可知Tc>Tb，所以

Ta=Tc>Tb

故D错误。

故选B。

6．B

【详解】正电荷在O点的场强为E，方向沿y轴负方向；负电荷在O点的场强为E，方向沿z轴正方向。O点的场强为零，则

把N点的负点电荷移到P点，将匀强电场沿y中正方向和z轴负方向正交分解，由场强叠加原理，此时O点的场强大小为E，方向沿x和z轴所在平面，分别与x轴正方向和z轴负方向夹角为。

故选B。

7．C

【详解】A．根据热力学第一定律有

气缸导热良好，气体温度不变，气体内能不变，外界对气体做正功，则气体向外界放热，故A错误；

B．气缸导热良好，气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故B错误；

C．根据平衡条件可知

故C正确；

D．气体被压缩过程温度不变，根据玻意耳定律

解得

气缸向右移动的距离为

故D错误。

故选C。

8．D

【详解】圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b>a）处为初位置，y=a处为末位置，可知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得

故选D。

9．AD

【详解】A．从波动图像、振动图像可知，，根据波速公式可得

故A正确。

B．从振动图像可知零时刻质点P向下运动，根据“逆向波形法”可知波的传播方向沿x轴负方向，故B错误。

C．质点P不随波在波的传播方向向前传播，故C错误。

D．当障碍物的尺寸与波长相比相差不大或比波长小时，能发生明显的衍射现象，所以该波在传播过程中若遇到宽为的障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确。

故选AD。

10．AD

【详解】A．根据

Vc＞Vb

ca的延长线过点（﹣273.15，0），则

Va＝Vc

所以

Va＝Vc＞Vb

故A正确；

B．过程bc中气体体积增大，气体对外界做功，即

温度升高，内能增大，即

根据

则

即气体从外界吸热，故B错误；

C．过程ab中气体体积减小，气体对外界做负功，故C错误；

D．b和c两个状态，压强相同，但c状态时气体温度较高，即c状态分子运动的平均速率较大，分子对容器壁的平均撞击力较大，可判断b状态时单位时间内单位面积容器壁受到分子撞击的次数较多，故D正确。

故选AD。

11．CD

【详解】A．根据动量定理可知一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是

I=mv-（-mv）=2mv

故A错误；

B．在△t时间内面积为S的容器壁上的粒子所占据的体积为

V=SvΔt

因为粒子与器壁各面碰撞的机会均等，即可能撞击到某一个器壁面的粒子数为

根据动量定理得Δt时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为

故B错误；

C．根据动量定理可得面积为S的器壁所受粒子的压力大小为

所以器壁单位面积所受粒子压力大小为

故C正确；

D．根据压强的定义可知器壁所受的压强大小即为器壁单位面积所受的压力大小，即

故D正确。

故选CD。

12．AC

【详解】A．当a球落到斜面上时

解得

此时a的位移

b的水平位移

沿斜面向下的位移

则b的位移

即a球落到斜面上时，a、b两球的位移大小不相等，选项A正确；

B．a球落到斜面上时，a球的速度大小

b球的速度大小

则a球落到斜面上时，a球的速度大小不等于b球速度大小的2倍，选项B错误；

C．因为，若将a球的初速度大小变为之前的2倍，则a球落到斜面上时，其速度大小也将变为之前的2倍，选项C正确；

D．根据

可知若将b球的初速度大小变为之前的2倍，则在相同时间内，其速度大小不一定变为之前的2倍，选项D错误。

故选AC。

13．     B     0.50     0.2    

【详解】（1）[1]A．平衡摩擦力，假设木板倾角为，则有

m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；

B．为了保证钩码的重力等于细绳的拉力，钩码的质量m应远小于小车和砝码的质量M，故B正确；

C．实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；

D．小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，不能用计算，故D错误。

故选B。

（2）[2]根据可知

（3）[3]由牛顿第二定律

解得

所以图像的斜率为mg，由图可知

解得

[4]当较大时，M越小，不再满足，所以根据牛顿第二定律，分别对小车与砝码列出牛顿第二定律，对小车有

对砝码有

解得

所以作图时应作出图像。

14．     甲     大于

【详解】[1]由于待测电阻满足

所以电流表应用内接法，即Rx更接近真实值，故应选甲图

[2]根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为

即测量值大于真实值

15．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意可知，光线从界面的点进入玻璃棱镜，由折射定律画出光路图，如图所示

根据几何关系，可得入射角

折射角，且恰好为法线，根据可得折射率

又有

解得

（2）根据题意，当光线转至水平方向入射，入射角大小仍为，画出光路图，如图所示

由折射定律同理可知，折射角，折射光线交边于点，由题已知，，得在边界上的入射角为，由于发生全反射的临界角为。则有

即

可知在界面发生全反射，已知。由几何关系得，在三角形中，由余弦定理得

其中

解得

又有

解得

16．（1）t = 7s；（2）F1 = 4N，

【详解】（1）木箱由静止放到传送带上，开始过程中，根据牛顿第二定律可知，对木箱及小球整体有

μ(M＋m)g = (M＋m)a

解得

当木箱达到与传送带相同速度时，木箱匀加速位移为

木箱匀加速时间为

由于

则木箱与传送带共速后还要匀速运动一段时间，木箱匀速运动的时间为，有

l－x1 = vt2

解得

t2 = 5s

故木箱从A运动到传送带的另一端B处所用时间为

t = t1＋t2 = 7s

（2）设绳P伸直恰好无拉力时木箱的加速度为a0，则由牛顿第二定律得

mgtan30° = ma0

解得

由于a0 > a，则绳P和绳Q的张力大小分别为F1和F2，根据牛顿第二定律可知，竖直方向上有

F1sin30°＋F2sin60° = mg

水平方向上有

F

F2cos60°－F2cos30° = ma

解得

F1 = 4N

17．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由动能定理得

解得

（2）由动能定理

得

所有

（3）电子在磁场运动

得

沿方向

可得

如图，设长为x，根据几何关系得

在三角形中（为Q轨迹电子的圆心），由几何关系

解得

18．（1）；（2）不能从板C上滑下；（3）

【详解】（1）在A、B碰前，对A分析

①

对B分析

②

对C分析

③

对A、B、C由运动学公式有

④

⑤

⑥

又

⑦

A、B相遇时有

⑧

由①~⑧得

（2）A、B相遇时A与C的相对位移大小

A、B碰前速度为

⑨

⑩

A、B碰撞过程中有

⑪

碰后AB一起向前减速，板C则向前加速，若三者能够共速，且发生的相对位移为

对ABC系统由有

⑫

⑬

由⑨~⑬得

因，故AB不能从板C上滑下；

（3）A、B相遇时B与C的相对位移

A、B与C因摩擦产生的热量为

解得