[物理]山东省菏泽市2023_2024学年高三下学期模拟预测试题(六)(解析版)

这是一份[物理]山东省菏泽市2023_2024学年高三下学期模拟预测试题(六)(解析版)，共25页。

1．本试卷满分100分，考试用时90分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上，在规定的位置贴好条形码。
3．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题
1. 在跑步比赛中，第四跑道的运动员起跑时秒表开始计时，运动员起跑后沿直线刚好跑到20m处时秒表示数为2.289s，根据以上信息（ ）
A. 位移大小小于路程
B. 可以算得平均速度大小
C. 可以算得平均加速度大小
D. 可以算得瞬时速度大小
【答案】B
【解析】A．运动员起跑后沿直线做单向直线运动，所以，位移大小等于路程，故A错误；
BD．平均速度是某段时间内（某段位移内）的速度，等于位移与所用时间的比值；瞬时速度是某时刻（某位置）的速度，题中所给是位移和时间，故可以算得平均速度，无法算得瞬时速度，故B正确，D错误；
C．平均加速度是某段时间内（某段位移内）的速度的变化快慢，由题中条件无法得到，故C错误。
故选B。
2. 英国物理学家G．P．汤姆孙在实验中让静止的电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示的衍射图样，该实验说明了实物粒子也具有波动性，运动的实物粒子对应的波称为物质波．已知电子的比荷为k，普朗克常量h，若加速电压为U，被加速后电子的物质波波长为，则电子的质量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】电子经过加速后，根据动能定理可得
可得
电子的动量为
被加速后电子的物质波波长为
可得电子的质量为
故选A。
3. 如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种色光的入射光线、折射光线和反射光线，且光线的入射点为圆的圆心，下列说法正确的是（ ）
A. 光线1为入射光线
B. 玻璃砖的折射率为
C. 临界角的正弦值为
D. 光线1、2不可能垂直
【答案】B
【解析】A．由图分析可知3光线为入射光线，2光线为反射光线，1光线为折射光线，故A错误；
B．根据折射定律可知玻璃砖对该单色光的折射率为
故B正确；
C．根据全反射临界角公式可知
故C错误；
D．当，时，折射率为时，反射光线和折射光线垂直，即光线1、2可能垂直，故D错误。
故选B。
4. 如图所示的露珠，若该露珠的体积为，已知水的密度，摩尔质量，阿伏加德罗常数为。则下列说法正确的是（ ）
A. 1g水含有的分子数约为个
B. 1个水分子的体积约为
C. 露珠中含有的分子数约为个
D. 个水分子的质量约为24.3g
【答案】C
【解析】A．1g水的物质的量为
含有的分子数约为
个
故A错误；
B．水的摩尔体积为
则，1个水分子的体积为
故B错误；
C．露珠中含有的分子数约为
个
故C正确；
D．8.1×109个水分子的物质的量为
水质量为
故D错误。
故选C。
5. 内表面为半球型且光滑碗固定在水平桌面上，球半径为R，球心为O，现让可视为质点的小球在碗内的某一水平面上做匀速圆周运动，小球与球心O的连线与竖直线的夹角为θ，重力加速度为g，则（ ）
A. 小球的加速度为a = gsinθ
B. 碗内壁对小球的支持力为
C. 小球的运动周期为
D. 小球运动的速度为
【答案】C
【解析】AB．小球在碗内的某一水平面上做匀速圆周运动，受力如图
竖直方向有
水平方向有
联立解得
故AB错误；
C．又由
小球的运动周期为
故C正确；
D．又由
小球运动的速度为
故D错误。
故选C。
6. 随着“天问一号”的发射我国已开启了探索火星的奥秘。假设太阳系的行星环绕太阳运行的轨道均视为匀速圆周运动，火星与地球的半径之比约为、质量之比约为，火星环绕太阳一圈相当于地球环绕太阳两圈，地球表面的重力加速度，火星和地球均为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”的发射速度介于与之间
B. 火星表面的重力加速度约为
C. 火星与地球环绕太阳的向心力之比约为
D. 火星与地球的第一宇宙速度之比约为
【答案】C
【解析】A．“天问一号”探测器需要脱离地球的引力才能奔向火星绕火星运行，则发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；
B．不考虑自转时在行星表面有
可得
故有
可得
故B错误；
C．由万有引力提供向心力
可得
火星环绕太阳一圈相当于地球环绕太阳两圈，即
则火星与地球的轨道半径之比为
则火星与地球环绕太阳的向心力之比
故C正确；
D．卫星在行星表面附近绕行的速度为该行星的第一宇宙速度，由
可得
可得
故D错误。
故选C。
7. 一台起重机将工件从地面由静止向上提起，在向上匀加速运动过程中，重物上升的高度为h时，动能为，重力势能为，机械能为E，克服重力做功的功率为P，设地面为重力势能为零，下列图像不能描述上述过程的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．设地面为重力势能为零，重物上升的高度为h时的重力势能为
则图像为过原点的倾斜直线，故A正确，不符题意；
B．向上匀加速运动过程，由动能定理有
改造可得
则图像为过原点的倾斜直线，故B正确，不符题意；
C．重物的机械能为
则图像为过原点的倾斜直线，故C正确，不符题意；
D．克服重力做功的功率为
则图像是非线性函数，图像错误，故D错误，符合题意。
故选D。
8. 如图所示，在真空中M、N两点分别固定带同种电荷的点电荷，且，O点为MN的中点，A、B为MN中垂线上的两点，且。一带电粒子从A点由静止释放，经过一段时间刚好以速度v经过O点，不计粒子重力，已知点电荷在某一位置产生的电势与自身电荷量成正比，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子一直沿方向运动至无穷远处
B. 带电粒子的电势能一直减小
C. 若，带电粒子在A点受到的电场力大小为原来的倍
D. 若，带电粒子经过O点的速度为2v
【答案】C
【解析】AB．由对称性可知，粒子在A、B两点间做往复运动，带电粒子从A点由静止释放，以速度v经过O点，可知带电粒子与点电荷带异种电荷，带电粒子由A到O的过程中电场力做正功，电势能减小，由O到B的过程中电场力做负功，电势能增大，故AB错误；
C．设，原来M、N两电荷在A点产生的电场强度大小分别为
则A点的电场强度为
若，M、N两电荷在A点产生的电场强度大小分别为
，
A点的电场强度为
A点的电场强度为原来的倍，粒子在A点所受的电场力为原来的倍，故C正确；
D．假设原来M、N两点电荷在A点产生的电势分别为，在O点产生的电势分别为，则A、O两点的电势差为
由动能定理得
若，则A、O两点的电势差为
由动能定理得
联立解得
故D错误。
故选C。
二、多项选择题
9. 如图甲、乙所示的交流电分别加在两定值电阻、两端，已知，若两图中的横纵坐标均为已知量，图甲为正弦线。则下列说法正确的是（ ）
A. 前半个周期两交流电压的有效值之比为
B. 两交流电的交流电压分别为、
C. 时间内两定值电阻上产生的热量之比为
D. 0～T时间内两定值电阻上产生的热量之比为
【答案】AD
【解析】A．甲的前半个周期的有效值为
乙的前半个周期的有效值为
所以，前半个周期两交流电压的有效值之比为
故A正确；
B．甲的有效值为
设乙的有效值为，则
解得
故B错误；
C．时间内产生的热量为
时间内产生的热量为
两定值电阻上产生的热量之比为
故C错误；
D．时间内产生的热量为
时间内产生的热量为
两定值电阻上产生的热量之比为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，P、S、Q是弹性介质中、同一直线上的三个点，，，在S点有一波源，时刻，波源开始向上振动，形成沿直线向右、向左传播的两列简谐横波。已知时，质点P位于波谷；时，质点Q位于波峰。则在时刻P、Q间的波形图可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】B．依题意，S点两侧的波形应对称。故B错误；
A．假设A正确，即t=6s时质点P位于波谷，由于t=7s时质点P位于波谷，则可知1s内波传播了n个周期，则2s内波传播2n个周期，此情况下t=8s时质点Q位于波峰，符合题设。故A正确；
C．假设C正确，t=6s时P位于波谷，此情况下可知1s内波传播了n个周期，则2 s内波传播2n个周期，8 s时质点Q位于平衡位置，与题设矛盾。故C错误；
D．假设D正确，6s时P位于平衡位置向下运动，可知1 s内波传播了个周期，则2s内波传播个周期，8 s时质点Q，位于波峰，符合题设。故D正确。
故选AD。
11. 如图所示，光滑定滑轮、位于同一水平线上，轻绳一端跨过定滑轮与沙桶连接，另一端跨过定滑轮与轻弹簧一端连接，轻弹簧另一端连接带正电的小球B，带正电的小球A固定在定滑轮正下方。初始时沙桶、小球B均处于静止状态，且此时。小球A、B的电荷量不变，轻弹簧始终在弹性限度内。若轻轻取走少许沙子，调整沙桶高度使系统再次平衡。则（ ）
A. 小球A、B间的距离不变
B. 小球B与间的距离不变
C. 减小
D. 小球A、B间的库仑力减小
【答案】AC
【解析】AD．以小球B为对象，设A、B间的库仑力为，弹簧弹力为，根据相似三角形有
根据库仑定律可得
联立可得
可知不变，则小球A、B间的库仑力大小不变，故A正确，D错误；
BC．由于沙桶中沙子取走少许，则弹簧的弹力减小，故减小，小球B沿圆弧移动，则减小，故B错误，C正确。
故选AC。
12. 如图所示，间距为L的光滑平行导轨倾斜地固定，倾角为，导轨的顶端连接定值电阻，阻值为R，图中的虚线1、2、3、4与导轨垂直且间距均为d，虚线1、2间和3、4间存在垂直导轨向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一质量为m、电阻为R、长度为L的导体棒ab距虚线1上方d处静止释放，经过一段时间运动到虚线4，已知导体棒到达虚线2和虚线4的速度大小均为，且导体棒加速度为0，重力加速度为g．则下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒的加速度可能大于
B. 导轨倾角
C. 导体棒由释放到线4的过程，流过定值电阻的电荷量为
D. 导体棒由释放到虚线4的过程，定值电阻上产生的焦耳热为
【答案】ABC
【解析】B．导体棒加速度为0时，根据受力平衡可得
又
代入数据，可得导轨的倾角为
故B正确；
A．由题意可知，导体棒由虚线1到虚线2的过程与导体棒由虚线3到虚线4的过程都为加速过程，则导体棒通过虚线1和虚线3的速度
通过虚线3时为导体棒速度最大，安培力最大，导体棒由虚线3到虚线4的过程，假设此时加速度
根据牛顿第二定律
解得
导体棒由虚线2到虚线3的过程，根据运动学
得
由于题中未给出d的具体大小关系，所以，以上假设可能成立，导体棒的加速度可能大于，故A正确；
C．导体棒由虚线1到虚线2的过程，流过定值电阻的电荷量
同理可得，导体棒由虚线3到虚线4的过程，流过定值电阻的电荷量
导体棒由释放到虚线4的过程，流过定值电阻的电荷量为
故C正确；
D．导体棒由释放到虚线4的过程，根据能量守恒可得，回路产生的总焦耳热为
则定值电阻上产生的焦耳热为
故D错误。
故选ABC。
三、非选择题
13. 晓宇同学利用如图所示装置验证碰撞过程中动量守恒，实验时完成了如下的操作：
（1）将挡光片固定在滑块A上，挡光片的宽度为d，用天平测量滑块A与挡光片的总质量为，将两光电门1、2固定在长木板上；
（2）将长木板的右端适当调高，轻推滑块，直到滑块A沿长木板匀速下滑，此时滑块经过光电门1、2的挡光时间分别为、，则______（填“”“”或“”）；
（3）保持（2）中长木板的倾角不变，现将与A相同材料制成的滑块B放在两光电门之间，滑块B的质量为，使滑块A从光电门1的上方以一定的初速度下滑，滑块A经过光电门1的挡光时间为，两滑块碰后粘合在一起，经过光电门2时的挡光时间为，滑块A经过光电门1的速度为______，若两滑块碰撞过程中动量守恒，则关系式______成立。
【答案】（2） （3）
【解析】[1]根据
可知滑块经过光电门的速度为
当匀速下滑时速度不变，即
所以
[2]滑块A经过光电门1的速度为
[3]两滑块碰后经过光电门2的速度为
若两滑块碰撞过程中动量守恒，则需满足
解得
14. 某实验小组的同学在完成电源电动势和内阻的测量时，设计了如图甲所示的电路，实验室为其提供的实验器材有：电动势约为5.0V的电源，电流表（量程为0.6A、内阻约为），电流表（量程为3mA、内阻为），滑动变阻器R（最大阻值），电阻箱（调节范围），电键S以及导线若干。
（1）电路中，1应为______（填器材符号），为了完成实验应将其中的一个电流表“改装”成6V的电压表，则电阻箱的阻值应调为______；
（2）通过调节滑动变阻器的滑片，读出多组数据，某次操作时两表的读数如图乙（a）、（b）所示，则这两电表的读数分别为___A，______A
（3）将得到的多组实验数据描绘出图像，其中纵轴为电表1的读数，横轴为电表2的读数，若图线的斜率为、纵轴截距为，则该电源的电动势为______V，内阻______（结果保留两位有效数字）
【答案】（1） 1900
（2）0.40
（3）5.0 1.0
【解析】【小问1详解】
[1]为了完成实验，应将内阻已知的电流表改装成6V量程的电压表，则电路中的电表1应为；电表2应为；
[2]由电压表的改装原理可知
代入数据，解得
【小问2详解】
[1]由电流表的读数规则可知，电表（a）的读数为0.40A；
[2]电表（b）读数为
【小问3详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
整理得
即
解得
15. 如图所示导热良好、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置。两侧的长度均为，右侧的玻璃管封闭，从左侧开口端注入一定量的水银，平衡时右侧封闭气柱的长度为，左侧液面处有一厚度、质量和摩擦均不计的活塞（未画出）密封，活塞到管口的距离为，已知外界大气压强恒为，温度不变。已知。求：（结果均保留一位小数）
（1）将玻璃管缓慢地绕底端沿顺时针方向转过180°，求封闭气柱的长度；
（2）在左侧管口处放一厚度不计的活塞将左侧开口密封用力下缓慢地压活塞，使右侧液面比左侧高出，求活塞下降的高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）转动前，封闭气体的压强为
假设转动后水银恰不从左侧玻璃管中流出时，则气柱长度为
压强为
由于，假设不成立，所以水银不从左侧管口流出。设实际平衡时气柱长度为，则平衡时封闭气体的压强为
由玻意耳定律得
解得
（2）当右侧液面比左侧高出时，以右侧封闭的气体为研究对象，由玻意耳定律得
右侧气柱的长度为
解得
以左侧封闭的气体为研究对象，设活塞下降的高度为h，由玻意耳定律得
左侧气柱的长度为
又
解得
16. 空降特战兵进行实战演练时，飞机悬停在高空某处，设空降特战兵从机舱中开始下落时做自由落体运动，下落2秒后打开降落伞，做匀减速直线运动，落地时速度刚好为零，已知空降特战兵的质量为60kg，降落伞用8根对称的绳拉着空降特战兵，每根绳与竖直方向的夹角均为37°，下落过程中每根绳的拉力为125N，降落伞的总重为15kg，重力加速度为，求：
（1）下落过程中降落伞受到的空气阻力大小；
（2）空降特战兵下落的高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设打开降落伞后下落的加速度大小为a，对人研究有
代入数据解得
设降落伞受到的空气阻力为f，对人和降落伞整体研究有
代入数据解得
（2）空降特战兵自由落体下落的高度为
未速度
做减速运动下落的高度
故空降特战兵下落的高度
17. 如图所示，质量分别为m、3m、3m的小球A、B、C静止在光滑的水平面上，且球心在同一直线上，小球B用长为L1（未知）的细线连接悬于O1点，小球C用长为L2（未知）的细线连接悬于O2点，小球B、C刚好与水平面接触，现给小球A一个水平向右大小为v0的初速度，小球A与小球B发生弹性正碰，使小球B恰好在竖直面内做圆周运动，接着小球A与小球C也发生弹性正碰，碰撞后小球C也恰好在竖直面内做圆周运动，重力加速度大小为g，不计小球的大小，求：
（1）悬挂小球B的细线长L1；
（2）小球A与小球C第一次碰撞后一瞬间，细线对小球C的拉力大小。
【答案】（1）；（2）18mg
【解析】（1）A、B碰撞过程，有
解得，
碰后小球B恰好在竖直面内做圆周运动，则小球B到达最高点时有
小球B从最低点运动到最高点，根据机械能守恒定律可得
联立解得
（2）A、C碰撞过程，有
解得
，
碰后小球C恰好在竖直面内做圆周运动，则小球C到达最高点时有
小球C从最低点运动到最高点，根据机械能守恒定律可得
两球碰后瞬间，对C，根据牛顿第二定律有
联立解得
18. 如图所示，水平虚线MN的下侧存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一半径为R的半圆形区域，圆心为O，该区域中有垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场（大小未知），磁感应强度大小为B，O点正下方有一粒子发射源S，能向放出初速度为零的正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，其粒子在虚线上侧运动的时间为，粒子的重力忽略不计．
（1）求的大小和方向；
（2）若半圆区域仅有电场，粒子仍从S点发射，结果粒子在半圆区域中运动的时间减半，求粒子的比荷以及SO两点的电势差；
（3）若半圆区域仅有磁场，且将虚线下侧的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S点发射，求粒子在半圆形区域运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】（1）带正电粒子经过点进入半圆形区域，并沿竖直半径方向做直线运动，所以粒子所受洛伦兹力与电场力二力平衡，由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向水平向左，所以粒子所受电场力方向水平向右，电场强度的方向水平向右，粒子在半圆形区域内匀速运动的时间为，则速度为
根据平衡条件有
解得
（2）若仅将半圆形区域内的磁场撤去，粒子仍从S处静止释放，粒子在半圆形区域内做类平抛运动，粒子在垂直于MN方向上做匀速直线运动，在平行于MN方向上做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示
粒子运动到半圆形区域的a点，垂直于MN方向的位移大小为
由数学知识可得粒子在平行于MN方向上的位移大小为
粒子在平行于MN方向上做匀加速直线运，则有
，
结合上述解得粒子的比荷
粒子从S到O过程，根据动能定理有
结合上述解得S、之间的电势差
（3）将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S处静止释放，由
可知粒子进入半圆形区域的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令粒子从b点射出半圆形区域，如图所示
设粒子在半圆形区域内运动的圆心角为，由余弦定理有
解得
粒子在磁场中圆周运动的周期
结合上述解得
粒子在半圆形区域内运动的时间
结合上述解得