2025届山东省济南市高三下学期三模物理试卷（解析版）

这是一份2025届山东省济南市高三下学期三模物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是( )
A. 发生光电效应后，硅带负电
B. 红光照射硅表面时一定能发生光电效应
C. 减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变
D. 增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大
2.图甲和图乙是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的单缝衍射图样，图丙和图丁是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉图样。甲、乙、丙、丁四幅图样中用红光形成图样的是( )

A. 甲、丙B. 乙、丁C. 乙、丙D. 甲、丁
3.如图所示，一条直线上分布着等间距的a、b、c、d、e、f点，一质点从ab间的P点(未画出)以初速度v0沿直线做匀减速运动，运动到 f点时速度恰好为零。若此质点从P点以v02的初速度出发，以相同加速度沿直线做匀减速运动，质点速度减为零的位置在( )
A. bc之间的某点B. cd之间的某点C. de之间的某点D. ef之间的某点
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的部分波形图如图所示，质点P的平衡位置xP=3m，t=0.6s时质点P第一次回到平衡位置，则质点P的振动方程为( )
A. y=5sin(54πt+π4)cmB. y=5sin(54πt-π4)cm
C. y=5sin(45πt+π4)cmD. y=5sin(45πt-π4)cm
5.为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比n1:n2=n4:n3=1:2。已知灯泡L1消耗的功率为P，则灯泡L2消耗的功率为( )
A. 49PB. 12PC. 2PD. 4P
6.北京时间2025年4月11日00时47分，我国成功发射通信技术试验卫星十七号。该卫星运行参数如下表所示，已知地球半径R=6370km，万有引力常量G=6.67×10-11N⋅m2/kg2，下列说法正确的是( )
A. 可以求出该卫星在近地点时万有引力的大小
B. 可以求出地球的质量
C. 该卫星在近地点时的加速度大于地球表面的重力加速度
D. 该卫星在近地点时的机械能大于在远地点时的机械能
7.如国甲所示，我国自主研发的“章鱼”触手机器人能抓取任意形态的物体，可负载260倍自重。如图乙所示，圆锥体母线和高线之间的夹角α=37∘，该机器人对圆锥体的弹力方向垂直于圆锥体侧面，靠机器人和圆锥体之间的摩擦力将圆锥体抓起。若该机器人坚直向上抓起圆锥体时施加的弹力足够大，则机器人和圆锥体之间的动摩擦因数至少为(已知sin37∘=35，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. 35B. 45C. 34D. 43
8.风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一小球从地面的a点以大小为v0的初速度竖直向上抛出，在b点落回地面，小球离开地面的最大高度等于ab间的距离，则小球在运动过程中的最小速度为( )
A. 12v0B. 55v0C. 14v0D. 1717v0
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是( )
A. 气体对外界做的功大于32p0V0
B. 气体从外界吸收的热量小于32p0V0
C. 所有分子热运动速率都不变
D. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少
10.如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板P和Q，P板带负电，Q板接地，板长为L，两板间距离为d。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板间，靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在Q板右侧边缘，电子进入板间在上半区域均匀分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应。下列说法正确的是( )
A. 电子击中Q板区域的长度为12L
B. 电子击中Q板区域的长度为2- 22L
C. 保持两板带电量不变，若将Q板向下平移d4的距离，打在Q板上的电子数占进入平行板电子总数的12
D. 保持两板带电量不变，若将Q板向下平移d4的距离，靠近P板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的15
11.如图所示，在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B，A、B之间用轻弹簧栓接，物块B的右侧为固定挡板，物块A与水平面之间无摩擦，物块B与水平面之间的动摩擦因数为μ，整个装置处于静止状态。现用水平恒力F向右推物块A，弹簧压缩最短时撤去外力，物块A被弹回，运动至最左端时，物块 B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为k的轻弹簧形变量为x时的弹性势能为12kx2，重力加速度为g，物块B的质量为m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 整个运动过程中，刚施加水平外力时A的加速度最小
B. 物块A运动至最右端时，弹簧弹力与水平恒力大小相等
C. 水平恒力F的大小为12μmg
D. 整个运动过程中，B物块和挡板间始终无弹力作用
12.如图所示，竖直平面内有一“”形金属线框abcd，边框ab和cd足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框bc长度相等的金属棒MN从非常靠近bc的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力F，使金属棒以重力加速度g向下做匀加速直线运动，运动过程中，金属棒始终保持水平，并与金属边框接触良好。金属边框、金属棒均由相同材料、相同粗细的金属导线制成，以金属棒刚开始释放的时刻为t=0时刻，金属棒切割磁感线产生的电动势为E，金属边框bc两端的电压为U，金属棒的电热功率为P，忽略自感效应。下列图像中对应物理量与时间t的变化关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：
A.将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心O的位置;
B.从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的A点沿AO方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S1;
C.保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S2;
D.以O点为圆心，以OS1为半径画圆，交OS2延长线于C点;
E.过O点作直线的垂线，与直线相交于B点，过C点作OB延长线的垂线，与OB延长线相交于D点。
(1)实验中，测得BS1的长度为L1，BS2的长度为L2，CD的长度为L3，该玻璃砖的折射率n可以表示为 ;
A.n=L1L2
B.n=L1L3
C.n=L3L2
D.n=L2L1
(2)若步骤B中，将入射光线以O点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为S2'，测得BS2'=43OB，则该玻璃砖的折射率大小为 ;
(3)用(2)中方法测量折射率时，记录好O点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在O点恰好发生全反射，则折射率的测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
14.利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。某学习小组研究某种材料的霍尔元件(载流子为电子)的工作原理，同时测量其室温下的载流子浓度n(单位体积内的载流子个数)。实验电路如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源E通过1、3测脚为霍尔元件提供霍尔电流IH时，2、4测脚间将产生霍尔电压UH。已知垂直于工作面的磁场磁感应强度B=8.0×10-3T，工件厚度d=3.0cm，电子电量e=1.6×10-19C。
(1)2、4两测脚的电势φ2 φ4(选填“>”或“1)倍，整个过程中金属棒与轨道接触良好。已知电容器的电容为C，重力加速度为g，不计金属导轨与金属棒的电阻，求
(1)金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力的功;
(2)金属棒被弹射前后电容器电压的差值。
17.如图所示的xOy坐标平面内，y>0的区域内存在着垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，y0和yW0，红光照射硅表面时不一定能发生光电效应，故B错误；
C.根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，光电子的最大初动能Ek只与入射光频率ν有关，与光强无关，减小紫外线强度，只是单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变，故C正确；D.光电子的最大初动能只与入射光频率有关，增大紫外线强度，光电子的最大初动能不变，只是光电流增大，故D错误。
2.【答案】B
【解析】单缝衍射实验中，单缝宽度相同，光的波长越长，中央亮条纹越粗，红光的波长比蓝光的波长长，故图乙为红光，图甲为蓝光。双缝干涉实验中，光的波长越长，条纹宽度越宽，丁图的条纹宽度较宽，故丁图为红光形成的干涉图样，故B正确，ACD错误。
3.【答案】A
【解析】解：设a、b、c、d、e、f各点距离为L，P点距离a点为x0，质点的加速度为a，
则以初速度v0沿直线做匀减速运动：v02=2a(5L-x0)
以v02的初速度出发：(12v0)2=2ax
解得：x=54L-14x0
当x0=0时，x=54L
当x0=L时，x=L
则L 2Lg时F减小，故C正确；
D.金属棒的电热功率为P=I2rL，电流先增大后减小，故P先增大后减小，故D错误。
13.【答案】(1)В；(2)1.25；(3)偏大
【解析】解：(1)作出光路图，如图：
；
则OS1=OC，所以n=sinβsinα=BS1OS1CDOC=L1L3；
故B正确，ACD错误。
(2)折射光线恰好消失时，光在玻璃砖中发生全反射，临界角为C，则n=1sinC=1BS2' (BS2')2+OB2=54=1.25。
(3)记录好O点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，导致临界角为C偏小，则折射率的测量值偏大。
14.【答案】(1)>；
(2)；2.0×1016；
(3)D
【解析】解：(1)由题知，载流子为电子，载流子运动方向和电流方向相反，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向4测脚方向，电子带负电，故2测脚中电势高，即φ2>φ4。
(2)将表格中的数据在图中描点连线，其图像如图所示：
；
霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力，有evB=eE
电流微观表达式IH=neSv
设霍尔元件的宽度为l，则霍尔元件的电压为UH=El
霍尔元件的截面面积S=ld
联立解得UH=BnedIH
图像的斜率：k=Bned
由图像可知，图像斜率k=208×10-32.5×10-3=83.2
代入数据可得n=Bked=8.0×10-383.2×1.6×10-19×3.0×10-2≈2.0×1016。
(3)霍尔元件的灵敏度：k=UHIH⋅B=1ned可知，减小工作电源提供的霍尔电流IH、减小所加磁场的磁感应强度B、减小该元件垂直电流方向的宽度l都不能使实验中霍尔元件的灵敏度k增大，只有减小该元件沿磁场方向的厚度d可以做到霍尔元件的灵敏度k；
故D正确，ABC错误。
15.【答案】解：(1)活塞恰好能向右推动物体时，对活塞和刚性杆整体受力分析可得
p1S=p0S+μmg，p1=1.02×105Pa
对气室I内的气体，由查理定律可得p0T0=p1T1
解得：T1=306K
(2)活塞恰好能向右移动时，气室Ⅱ中的气体压强为p1=1.02×105Pa
对此时气室Ⅱ中的气体，由玻意耳定律可得p1V=p0V'
解得V'=102100V，则气室Ⅱ注入气体的质量与原有质量之比为Δmm=V'-VV=150
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】解：(1)金属棒刚到达圆弧轨道时，对金属棒受力分析可得kmg-mg=mv02R
解得v0= (k-1)gR
从圆弧轨道最低点到圆心等高面，对金属棒由动能定理可得：-mgR-Wf=0-12mv02
解得Wf=k-32mgR。
(2)对金属棒，从静止到进入圆弧轨道由动量定理可得BILΔt=mv0-0
又IΔt=ΔQ
ΔQ=CU0-CU
解得ΔU=U0-U=m (k-1)gRCBl。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.【答案】解：(1)由洛伦兹力提供向心力可得qvB=mv2r
解得粒子在y>0和y0和y