2023届新高考模拟预热卷 物理（山东卷 含解析）

2023届新高考模拟预热卷 物理（山东卷 含解析）

1.下列关于物理学中常见的思想方法以及物理学史的相关内容，说法正确的是(   )

A.汤姆生发现了电子，并测定了电子的电荷量大小

B.贝克勒尔发现铀的天然放射现象，说明原子核内部有复杂结构

C.库仑利用扭秤实验装置研究电荷间相互作用力的大小跟电荷量和电荷间距离的关系时，采用了理想实验法

D.运动的合成与分解是研究曲线运动的一般方法，该方法不适用于研究匀速圆周运动

2.自动驾驶汽车已经在某些路段试运行。假设一辆自动驾驶汽车在笔直的公路上行驶，刹车后做匀减速直线运动直到停止，小马同学利用闪光频率为1 Hz的照相机拍摄下连续三幅汽车照片，测量出第一幅照片与第二幅照片中汽车之间的距离为15 m，第二幅照片与第三幅照片中汽车之间的距离为13 m，则汽车最后2 s时间内的平均速度为(   )

A.4 m/s B.3 m/s C.2 m/s D.1 m/s

3.如图所示，一定质量的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在导热性能良好的气缸中，活塞的密封性良好。将气缸的底部悬挂在天花板上，用一段轻绳将活塞和质量为的物体拴接在一起，物体置于水平面上，开始轻绳刚好绷紧但无作用力。已知活塞与气缸底部的间距为，活塞的横截面积为，外界环境的压强为，温度为，忽略一切摩擦，重力加速度。降低环境温度，当物体与水平面之间的弹力恰好为零时环境温度为(   )

A.300 K B.370 K C.330 K D.400 K

4.2022年6月5日，神舟十四号成功对接天和核心舱径向端口，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次进入天和核心舱。航天员们在一个月的时间内，有序开展了载人环境建立、空间站平台维护与照料、空间科学实验等工作。已知天和核心舱距离地面的高度约为380 km，地球半径约为6400 km，同步卫星距地面的高度约为36000 km。下列说法正确的是(   )

A.航天员可以漂浮在空间站中，所以加速度为零

B.天和核心舱在轨运行的线速度小于同步卫星的线速度

C.神舟十四号的发射速度大于7.9 km/s

D.天和核心舱绕地球运动的周期约为8 h

5.小型发电机线圈由电阻率为ρ、横截面积为S的导线绕成边长为L的单匝正方形线框，两磁极之间的磁场可以视为磁感应强度为B的匀强磁场，线框绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω匀速转动，灯泡L的电阻为R，电压表为理想交流电压表，电流表为理想交流电流表。则(   )

A.线圈电阻为

B.发电机产生的感应电动势有效值为

C.电流表的示数为

D.电压表的示数为

6.如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )

A.初始时轻绳上的拉力大小为 B.地面对斜面的摩擦力始终向左且增大

C.铰链对轻杆的支持力一直减小 D.轻绳上的拉力一直减小

7.如图所示，是边长为l的正四面体，虚线圆为三角形的内切圆，分别为和边与圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点和D分别固定有电荷量为和的点电荷，则(   )

A.两点的电场强度相同

B.将正试探电荷由P移动到N，电场力做负功

C.将正试探电荷由C移动到M，电势能减少

D.正试探电荷由C移动到M时的电势能变化量大于由C移动到N时的

8.如图甲所示，质量为2 kg的物块静止在水平粗糙地面上，零时刻起对物块施加水平作用力F，物块加速度随时间的变化如图乙所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则(   )

A.6 s时物块的速度为零

B.0~5 s内摩擦力的冲量大小为8 kg·m/s

C.5 s与9 s时物块到出发点的距离相等

D.4~8 s内力F对物块做的功大小为16 J

9.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为时波的图象，虚线为时波的图象，P为波传播方向上的一个质点。则下列说法正确的是(   )

A.0.1 s时质点P的运动方向沿y轴正方向

B.该波的波速为10 m/s

C.该波的周期为0.4 s

D.从时刻开始，再经0.3 s，质点P将运动到波谷

10.如图，在正方体的四个顶点上固定四个带电荷量绝对值相等的点电荷，点电荷所带电性的正负已在图中标出，A和B为正方体的两个顶点，是正方体的表面中心，则下列说法正确的是(   )

A.点与点的电势相等

B.点与点的电场强度相同

C.负点电荷在A点时的电势能大于在点时的电势能

D.负点电荷从A点移动到B点的过程中，静电力对其做负功

11.空间中存在直角三角形有界磁场，直角边长度为L，磁感应强度大小为B。c点有一个可沿纸面内各个方向射出速度大小为、质量为m、电荷量为的粒子的发射源，从c点沿方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界射出磁场。粒子重力不计，则关于粒子的运动，下列说法正确的是(   )

A.粒子速度的大小满足

B.从a点射出磁场的粒子在c点的速度方向与夹角为60°

C.若三角形为等腰三角形，则与夹角为45°的入射粒子在磁场中的运动时间为

D.若c点到边界的距离为，则所有从边界射出的粒子中在磁场中运动的最短时间为

12.一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则(   )

A.物块下滑时加速度的大小为

B.由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数

C.物块下滑过程中机械能守恒

D.物块下滑过程中机械能不守恒

13.某同学用如图1所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验，使槽码的质量不变以保持拉力不变，通过在小车内放置砝码改变小车的质量M，通过打点计时器打出的纸带计算小车的加速度a，已知打点计时器的频率为50 Hz。

（1）如图2所示是某次实验时得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个计时点未画出，可知打下2点时小车的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为_______。（保留2位有效数字）

（2）该同学通过改变小车的质量，根据多组数据作出了如图3所示的图象，该图象不过坐标原点的原因可能是_______。

（3）该同学在小车上固定一竖直薄板，欲探究空气阻力与速度的关系，一次实验中得到了小车速度v与时间t的图象如图4所示，可以得出的结论是___________。

14.某同学欲将一量程为10 mA的毫安表改装成可以直接测量电阻阻值的欧姆表。

（1）该同学首先利用如图甲所示的电路测量毫安表的内阻，电源内阻忽略不计，闭合开关，将电阻箱R的阻值调到时，毫安表刚好满偏；当电阻箱的阻值调到时，毫安表半偏，则该毫安表的内阻_______Ω。

（2）该同学将一节干电池、毫安表和滑动变阻器连接成如图乙所示的电路，并用表笔将电阻箱接入回路，测得毫安表的示数I与电阻箱阻值之间的关系如图丙所示，此时该欧姆表的内阻为____Ω，要使两表笔短接时毫安表刚好满偏，应将滑动变阻器接入电路的阻值____（选填“调大”“不变”或“调小”）。

（3）该同学在两表笔短接、毫安表达到满偏的情况下，将毫安表改装成欧姆表，则毫安表上2 mA处应标____Ω。

（4）改装完成后，该同学将电池更换为电动势为1.5 V的新电池后，重新进行欧姆调零，则此时测得的电阻阻值与真实阻值相比____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。

15.如图所示，半径为R的三分之一圆为一棱镜的横截面，两点之间的距离为。在截面所在的平面内，一光线与截面平行，且与边垂直，自C点射入棱镜，经折射后在圆弧上恰好发生全反射。求棱镜的折射率。

16.如图所示为一游乐场中的滑轨简化图，一次测试中质量为的物体自滑轨上A点由静止开始滑下，从B点滑至水平地面上后最终滑行到C点处。已知图中A点距水平地面高，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，B点到C点的距离为，物体在滑轨上滑行的时间为，不计空气阻力，重力加速度取，滑轨在B点与水平地面相切。求：

（1）物体滑到B点时的速度大小；

（2）物体在滑轨上滑行过程中克服阻力所做的功；

（3）物体在下滑过程滑轨对它的冲量大小。

17.如图所示，水平直轨道与竖直半圆轨道相切于A点，B点与圆心O等高，C点为半圆轨道的最高点，D点为弧上的一点，且弧所对圆心角为30°。质量为m的小球Q静止在水平直轨道上，另一质量为的小球P以一定的初速度水平向右运动，经过一段时间后，两小球发生碰撞，碰后小球Q刚好能通过最高点C，小球P刚好能运动到B点。已知半圆轨道的半径为r，两小球均可视为质点，重力加速度为g，一切阻力和摩擦均可忽略不计。

（1）求小球第一次经过D点时，对轨道的压力之比；

（2）通过计算分析，两小球碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞，若为非弹性碰撞，求出该碰撞过程中损失的机械能。

18.如图所示，间距均为1 m粗糙倾斜金属导轨和光滑水平金属导轨在PQ处绝缘并平滑连接，倾斜导轨足够长且与水平面夹角为，倾斜导轨与导体棒间的动摩擦因数为，在水平轨道PQ处静止放置一个U形金属框EFGH，光滑水平轨道上以P点为坐标原点O，沿水平向右方向建立x轴.倾斜轨道上端接有不带电的电容器，电容，金属棒AB质量为、长度为、电阻为，固定在倾斜轨道上端某处.U形金属框EFGH质量为、电阻为、各边长度均为，金属框两端点刚好和端点重合.倾斜轨道上存在磁感应强度大小为，方向垂直于斜面向下的匀强磁场，水平轨道上存在方向竖直向上，磁感应强度大小满足（x为水平坐标轴上的坐标值），现使导体棒AB获得一沿斜面向下的瞬时冲量后开始运动，所有金属导轨电阻不计，金属棒AB、金属框EFGH与导轨始终接触良好，求：

（1）金属棒AB两端电压的最大值；

（2）金属棒AB运动至斜面轨道最下端PQ处与金属框EFGH碰撞前瞬间的速度大小；

（3）若AB棒与金属框EHGH碰撞后连接在一起，求金属框EFGH最终静止时最前端F点的位置坐标.

答案以及解析

1.答案：B

解析：

2.答案：C

解析：根据，解得。利用逆向思维法，可将汽车的运动看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，汽车最后2 s时间内的位移，汽车最后2 s时间内的平均速度为，C正确。

3.答案：A

解析：设物体与水平面之间的弹力恰好为零时，绳的拉力为F，由力的平衡条件得，对物体有，解得，缸内气体做等容变化，根据查理定律有，其中，解得，A正确。

4.答案：C

解析：航天员可以漂浮在空间站中，是由于处于完全失重状态，依旧受引力，引力提供航天员绕地球做匀速圆周运动的向心力，所以加速度不为零，A错误；根据轨道半径越大，线速度越小可知，天和核心舱在轨运行的线速度大于同步卫星的线速度，B错误；神舟十四号飞船发射速度一定大于第一宇宙速度7.9 km/s，C正确；利用万有引力提供向心力有，，，计算可得出天和核心舱绕地球运动的周期约为1.5 h，D错误。

5.答案：C

解析：

6.答案：B

解析：铰链对轻杆的支持力与滑轮左侧轻绳对球的拉力的合力与小球的重力大小相等、方向相反，初始时有，可得轻绳上的拉力大小为，A错误；如图甲所示，设球与轻绳的连接点为A，铰链处为B点，过B点作竖直虚线，虚线与绳的交点设为C，画出力的矢量三角形如图乙所示，根据几何知识可知三角形与力的三角形相似，则有，缓慢放气过程中，减小，不变，增大，则可得增大，增大，滑轮右侧轻绳上的拉力在水平方向的分力一直增大，对整体受力分析可知，地面对斜面的摩擦力始终向左且增大，B正确，CD错误。

7.答案：B

解析：根据对称性可知，M点和P点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；在A处点电荷产生的电场中，N点和P点的电势相等，在B处点电荷产生的电场中，N点的电势大于P点的电势，在D处点电荷产生的电场中，N点的电势大于P点的电势，所以N点的电势高于P点的电势，正试探电荷在N点的电势能大于在P点的，正试探电荷由P到N电势能增加，电场力做负功，B正确；仅考虑B处和D处点电荷时，C点和M点的电势相等，正试探电荷由C到M，靠近A处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，C错误；根据对称性可知M点和P点电势相等，结合B项分析可知，正试探电荷由M到N，电场力做负功，电势能增加，因此正试探电荷由C移动到M时的电势能变化量小于由C移动到N时的电势能变化量，D错误。

8.答案：C

解析：

9.答案：BD

解析：由“上坡下，下坡上”可知，0.1 s时质点P沿y轴负方向运动，A错误；由图可知，经0.1 s，波峰由传播到，放其波速为，B正确；由图可知，该波的波长为，由可知该波的周期为，C错误；质点P从时所在位置运动到波谷所用的时间为，故从时刻开始，再经0.3 s，质点P将运动到波谷，D正确。

10.答案：AC

解析：两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上各点的电势相同，两点既在正方体右侧面两点电荷连线的垂直平分线上，又在左侧面两，点电荷连线的垂直平分线上，故点与点的电势相等，A正确；左侧等量异种点电荷在点产生的电场强度由正电荷指向负电荷，右侧等量异种点电荷在点产生的电场强度由点指向A，同理可判断出点的电场强度，进而可以得出点与点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；当负点电荷从A点移动到点时，上表面的两个点电荷产生的电场对其不做功，下表面两个点电荷产生的电场对其做正功，所以负点电荷在A点时的电势能大于在点时的电势能，C正确；当负点电荷从A点沿着直线方向移动到B点时，静电力做正功，D错误。

11.答案：BC

解析：根据题意，从c点沿方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界射出磁场，如图甲所示，根据几何关系可知，a点为粒子运动轨迹的圆心，则粒子做圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力有，联立解得，A错误；粒子从a点射出磁场，根据题意，粒子的运动轨迹如图乙所示，根据几何关系可知，，即粒子在c点的速度方向与夹角为60°，B正确；根据题意，与夹角为45°入射的粒子在磁场中的运动轨迹如图丙所示，根据几何关系可知，粒子运动轨迹所对圆心角为45°，则粒子在磁场中的运动时间为，C正确；根据题意可知，所有从边界出射的粒子中在磁场中运动轨迹对应的弦长最短的情况为弦与垂直，此时粒子运动的时间最短，最短时间的运动轨迹为弧线，如图丁所示，根据题意结合余弦定理有，可知，结合C选项分析可知，从边界出射的粒子中在磁场中运动的最短时间，D错误。

12.答案：AD

解析：A、由位移公式，解得物块下滑时的加速度，故A正确；

BCD、设斜面倾角为θ，物块的重力势能为，根据图像的斜率的绝对值为，解得，物块在下滑过程中，根据牛顿第二定律，得，解得，由于有摩擦力做功，机械能不守恒，故BC错误，D正确。

故选：AD。

13.答案：（1）0.40；0.40

（2）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

（3）空气阻力的大小随速度的增大而增大

解析：（1）根据做匀变速直线运动的物体中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度可知，打下2点时小车的速度大小为，结合逐差法可知小车的加速度大小为。

（2）根据图3可知小车的质量较大时，加速度为零，说明实验中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

（3）根据图线的斜率表示加速度可知，小车的加速度逐渐减小，说明小车所受空气阻力逐渐增大，即空气阻力的大小随速度的增大而增大。

14.答案：（1）100

（2）180；调小

（3）576

（4）偏小

解析：（1）由闭合电路欧姆定律可得，解得；

（2）结合图丙可知，，，解得，要使两表笔毫安表刚好达到满偏，应有，即，故应将滑动变阻器接入电路的阻值调小；

（3）由闭合电路欧姆定律可得，解得；

（4）当电池更换为电动势为1.5 V的新电池后，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流不变，当电源电动势增大时，由公式可知此时应为，由可知，因，故测同一电阻时电流变大，测得的电阻阻值偏小。

15.答案：

解析：设棱镜折射率为n，光进入棱镜后，在D点恰好发生全反射，其光路图如图所示

由题意可知，入射角

由折射定律得

在D点恰好发生全反射，有

在三角形中，由正弦定理得

解得

16.答案：（1）2m/s

（2）900 J

（3）

解析：（1）物体在水平地面上运动过程中，由动能定理有

解得

（2）物体在滑轨上滑行过程中，由动能定理有

解得阻力做的功

所以物体在滑轨上滑行时克服阻力所做的功为900 J

（3）物体下滑过程中动量变化量大小为，方向水平向右

物体重力的冲量大小，方向竖直向下

如图所示，根据动量定理和矢量运算法则可得，滑轨对物体的冲量大小为

17.答案：（1）

（2）见解析

解析：（1）由题意可知，小球Q由D点到C点的过程，由机械能守恒定律有

小球Q在C点时，只有重力提供向心力，则由牛顿第二定律有

小球Q在D点时，有

解得

小球P由D点到B点的过程，由机械能守恒定律有

小球P在D点时，有

解得

则根据牛顿第三定律可知小球第一次经过D点时，对轨道的压力之比为

（2）设碰后瞬间小球的速度大小分别为，则小球Q由A点到C点的过程，由机械能守恒定律有

解得

小球P由A点到B点的过程，由机械能守恒定律有

解得

设碰前瞬间小球P的速度为，由动量守恒定律有

解得

则两小球碰撞过程损失的机械能为

解得，碰撞为非弹性碰撞

18.答案：（1）8 V

（2）

（3）见解析

解析：解：（1）AB棒刚开始运动时，AB棒两端电压最大，由法拉第电磁感应定律有

（2）AB棒沿斜面运动过程中，由力的平衡条件有

当AB棒产生的感应电动势与电容器两端电压相等时，AB棒速度达到稳定，设稳定后速度为，由法拉第电磁感应定律有

又，对AB棒，由动量定理有

联立上述三式解得

（3）AB棒在水平轨道上与金属框碰撞，根据动量守恒定律有

解得

金属框在运动过程中，当速度为v时，回路中的感应电流为

金属框整体受到的安培力为

从金属框开始运动到停下的过程中，根据动量定理有

金属框的运动距离

则金属框最终静止时FG边F端的位置坐标为