山东省聊城市2023届高三下学期高考二模物理试卷(含答案)

山东省聊城市2023届高三下学期高考二模物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列有关光电效应的说法正确的是(   )

A.只要入射光照射时间足够长，任何金属都能发生光电效应

B.对于某种金属，只要入射光频率低于极限频率就不能发生光电效应

C.金属的逸出功与入射光的频率有关，入射光频率越大，逸出功越大

D.饱和光电流与入射光的频率有关，入射光频率越大，饱和光电流一定越大

2、如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置（上表面为圆形平面，纵截面为等腰三角形），紧挨玻璃体下方有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红色光垂直于上表面照射，从装置正上方向下观察，可看到(   )

A.一系列明暗相间的三角形条纹

B.由中心向外，圆形条纹间距越来越大

C.若换成顶角更大的圆锥玻璃体，亮条纹将变稀疏

D.若将红光换成蓝光，亮条纹将变稀疏

3、一定质量的理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均过O点，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是(   )

A.A→B过程中气体向外界放热

B.B→C过程中气体从外界吸收的热量小于

C.C→D过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的碰撞次数减少

D.D→A过程中气体的温度升高了

4、国家为节约电能，执行峰谷分时电价政策，引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处，建立如图所示的“电网仅为3户家庭供电”模型。3户各有功率的用电器，采用两种方式用电：方式一为同时用电1小时，方式二为错开单独用电各1小时。两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为，若用户电压恒为220V，不计其它线路电阻，则(   )

A.两种方式用电时，电网提供的总电能之比为1:1

B.两种方式用电时，变压器原线圈中的电流之比为1:3

C.

D.

5、如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的位置坐标分别为-3L和2L。已知C处电荷的电荷量为4Q，图乙是AC连线之间的电势φ与位置坐标x的关系图像，图中点为图线的最低点，处的纵坐标，处的纵坐标。若在的B点，由静止释放一个可视为质点的质量为m，电荷量为q的带电物块，物块随即向右运动，物块到达L处速度恰好为零。则下列说法正确的是(   )

A.A处电荷带正电，电荷量为9Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

B.A处电荷带负电，电荷量为6Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

C.A处电荷带正电，电荷量为9Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

D.A处电荷带负电，电荷量为6Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

6、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行周期T是地球近地卫星周期的倍，卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上装有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必须的能量。已知，近似认为太阳光是垂直地轴的平行光，卫星运转一周接收太阳能的时间为t，则的值为(   )

A. B. C. D.

7、如图甲所示，水平放置的气缸被两个活塞分为A、B、C三部分，C为真空，A、B中有理想气体，A中气体压强，气缸截面积，两个活塞总质量为m，活塞到两气缸底部的距离均为，活塞之间用轻杆连接。现将气缸顺时针缓慢转过90°，如图乙所示（活塞未到气缸连接处），取重力加速度。若活塞移动的距离为1cm，则活塞质量m为(   )

A.7.5kg B.15kg C.25kg D.30kg

8、某同学利用如图甲所示的装置，探究物块a上升的最大高度H与物块b距地面高度h的关系，忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量。初始时物块a静止在地面上，物块b距地面的高度为h，细绳恰好绷直，现将物块b由静止释放，b碰到地面后不再反弹，测出物块a上升的最大高度为H。此后每次释放物块b时，物块a均静止在地面上，物块b着地后均不再反弹，改变细绳长度及物块b距地面的高度h，测量多组（H，h）的数值，然后做出图像（如图乙所示），图像的斜率为k，已知物块a、b的质量分别为。则以下给出的四项判断中正确的是(   )

①物块a、b的质量之比

②物块a、b的质量之比

③图像的斜率为k取值范围是

④图像的斜率为k取值范围是

A.①③ B.②③ C.①④ D.②④

二、多选题

9、一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如下图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是(   )

A. B.

C.  D.

10、甲、乙两建筑工人用简易机械装置将工件从楼顶运送到地面。如图所示，两工人保持位置不动，甲通过缓慢拉动手中的绳子，使工件由位置Ⅰ向右运动到位置Ⅱ，在此过程中，乙手中的绳子始终水平，不计绳的重力，忽略滑轮的大小及摩擦力，则在此过程中(   )

A.甲手中绳子上的拉力大小不变 B.乙手中绳子上的拉力不断减小

C.楼顶对甲的支持力增大 D.楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力

11、在儿童游乐场有一种射击游戏，地面上圆形轨道的半径为R，轨道上的小车以角速度ω做匀速圆周运动，坐在小车上的游客使用玩具枪向处于轨道圆心处的立柱射击，某次射击时子弹恰好水平击中立柱的最高点，射击时枪口到立柱最高点的水平距离为x，竖直距离为h，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.子弹射出枪口时的速度大小为

B.子弹射出枪口时的速度大小为

C.射击时枪管与水平面的夹角为θ，

D.射击时枪管与水平面的夹角为θ，

12、如图所示，U形光滑导轨间距，与水平面之间的夹角。虚线CD、EF与导轨垂直，区域Ⅰ（CD虚线沿斜面向上区域）中有磁感应强度均匀增加的磁场，方向垂直导轨平面向下，区域Ⅱ（EF虚线沿斜面向下区域）中有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直导轨平面向上。虚线CD、EF间无磁场。一质量、电阻的导体棒垂直导轨放置，从无磁场区域由静止释放，经进入区域Ⅱ且恰好匀速下滑，运动中棒与导轨始终保持垂直且接触良好。导轨足够长，电阻不计，取重力加速度，，。则导体棒(   )

A.进入区域Ⅱ时的速度为9m/s

B.进入区域Ⅱ时的速度为3.2m/s

C.进入区域Ⅱ前的电流为4.5A

D.释放后的前2s内产生的焦耳热为68.22J

三、实验题

13、研究性学习小组利用图甲装置测定滑块与平直长木板间的动摩擦因数。

（1）实验过程如下：

①将长木板固定在水平桌面上，其右端安装定滑轮，左端固定位移传感器；总质量为M的滑块（含拉力传感器）在长木板上紧靠位移传感器放置，拉力传感器通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重物连接，调节长木板右端定滑轮使细绳与长木板平行；

②静止释放滑块，记录拉力传感器和位移传感器的数据，用计算机拟合得到滑块位移x随时间t变化的图像如图乙所示，该图线的函数表达式是，可得滑块加速度______（计算结果保留三位有效数字）。

（2）当滑块的加速度为a时，拉力传感器示数为F，则滑块与长木板间的动摩擦因数_____（用F、M、m、a表示）。

（3）本实验中_____（选填“需要”“不需要”）满足滑块质量远大于重物质量。

14、一个物理兴趣小组的同学准备测定某电池的电动势和内阻，实验室可供选用的实验器材有：电流表，滑动变阻器R，电阻箱，待测电池E，开关S，导线等。

（1）兴趣小组的同学设计了如图甲所示的电路来测定电流表的内阻：将电阻箱的阻值调整到，调节滑动变阻器的阻值，得到多组电流表的读数，并用描点法得到图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示。可得电流表的内阻_______Ω。

（2）兴趣小组的同学利用上述实验器材设计了如图丙所示的电路来测定电池的电动势和内阻。实验中，他们通过改变的阻值，记录了多组数据（电阻箱阻值和电流表示数I）。

（3）一同学以为纵坐标，以I为横坐标做图像处理数据；在坐标纸上画出的图像如图丁所示。

（4）根据以上测量结果可知，电源电动势______V，内阻______Ω。

（5）另一同学以为纵坐标，以为横坐标做图像处理数据。请根据（1）、（4）的计算结果，在图戊所示的坐标系中绘出图像。

四、计算题

15、近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值（）。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为θ，A、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。

（1）为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求θ的取值范围；

（2）若，求激光通过两棱镜后，打在光屏上的两点间的距离。

16、如图所示，质量、长度的木板A静置在足够大的光滑水平地面质量且可视为质点的物块B放在木板A的右端，现对木板A施加一水平向右的恒力，两者由静止开始运动，作用一段时间t后撤去恒力F，最终物块B恰好能到达木板A的左端。已知物块B与木板A间的动摩擦因数，取重力加速度，求：

（1）恒力F作用的时间t；

（2）摩擦力对物块B做的功W。

17、如图甲所示，磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场存在于底面半径为R的圆柱形空间内，和是圆柱形空间上、下两个圆面的圆心，其后侧与等高处有一个长度为的水平线状粒子发射源MN，图乙是俯视图，P为MN的中点，连线与MN垂直。线状粒子源能沿平行方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子束，带电粒子的速度大小均相等。在右侧2R处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏，荧光屏的AB边与线状粒子源MN垂直，且处在同一高度。过作AB边的垂线，交点恰好为AB的中点O。荧光屏的左侧存在竖直向下的匀强电场，宽度为R，电场强度大小为E。已知从MN射出的粒子经磁场偏转后都从F点（圆柱形空间与电场边界相切处）射入电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用。

（1）求带电粒子的初速度大小；

（2）以AB边的中点O为坐标原点，沿AB边向里为x轴，垂直AB边向下为y轴建立坐标系，求从M点射出的粒子打在荧光屏上的位置坐标；

（3）求磁场区域的最小横截面积。

18、如图所示，水平面中间夹有一水平传送带，水平面与传送带上表面平齐且平滑连接，左侧水平面上c点左侧部分粗糙，右侧部分光滑，传送带右侧水平面光滑。质量为的小滑块P与固定挡板间有一根劲度系数为的轻弹簧（P与弹簧不拴接），初始时P放置在c点静止且弹簧处于原长。传送带初始静止，在传送带左端点a处停放有一质量为的小滑块Q。现给P施加一水平向左、大小为的恒力，使P向左运动，当P速度为零时立即撤掉恒力，一段时间后P将与Q发生弹性碰撞（不计碰撞时间），以后P、Q间的碰撞都是弹性碰撞，在P、Q第一次碰撞时传送带由静止开始做顺时针方向的匀加速运动，加速度大小为，当速度达到时传送带立即做匀减速运动直至速度减为零，加速度大小为，当传送带速度减为零时，Q恰好运动到传送带右端点b处。已知P与水平面、传送带间的动摩擦因数均为，Q与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的形变在弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式为，x为弹簧的形变量，取重力加速度，不计空气阻力。求：

（1）P与Q第一次碰前P的速度大小；

（2）传送带达到最大速度时P、Q间距离d；

（3）P、Q最终的速度大小；

（4）由于P、Q与传送带间的摩擦产生的热量Q。

参考答案

1、答案：B

解析：

2、答案：C

解析：

3、答案：B

解析：

4、答案：C

解析：

5、答案：A

解析：

6、答案：D

解析：

7、答案：B

解析：

8、答案：D

解析：物块a的上升过程分为两个阶段，第一阶段为在物块b释放后，在绳子拉力的作用下加速上升，与此同时物块b加速下降，速率与物块a相同，第二个阶段为物块b落地后，物块a在自生重力的作用下减速上升直至最高点。则第一阶段对整体由动能定理有

第二阶段对物块a由动能定理有

联立以上两式可得

结合图像可得

可知

要将物块a拉起，则有

对物块b，则有

可得

因此有

即

故选D。

9、答案：AC

解析：

10、答案：BCD

解析：开始时甲拉的绳子上的拉力大小是物体重力，后来重力和乙对绳子的拉力的合力大小等于甲的拉力，如图所示，由于三角形斜边大于任意直角边，所以甲对绳子的拉力增大，乙对绳子的拉力增大；

对甲受力分析可知

随T的增加，则地面对甲的支持力减小。

由图可知，甲受的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，即

乙受的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，即

因

可知

即楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力；

故选BCD。

11、答案：AD

解析：

12、答案：AD

解析：AB.导体棒在无磁场区域下滑1.5s时间内，由牛顿第二定律

解得

则刚进入区域Ⅱ时的速度为

区域Ⅰ中磁感应强度均匀增加，设其产生的感应电动势为，由楞次定律知D点电势高于C点电势；导体棒刚进入磁场Ⅱ时，切割磁感线产生感应电动势（由A向B，与反向），由于安培力要平衡重力下滑分力，所以安培力沿导轨向上，通过导体棒的电流方向为由A向B，根据平衡条件有

13、答案：（1）1.20

（2）

（3）不需要

解析：（1）①为了减小误差，需调节长木板右端定滑轮使细绳与长木板平行；

②根据可得

再根据可得

（2）根据牛顿第二定律可得

可得

（3）由于拉力可以通过力传感器得知，所以不满足滑块质量远大于重物质量。

14、答案：（1）5

（4）1.5；10

（5）

解析：（1）由图1得

得

根据

有

得

（4）（5）在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律有

整理得

图像的斜率绝对值大于图像的斜率绝对值，由图示图像可知，甲绘制的图线是a，由图示图像可知

解得

15、答案：（1）

（2）

解析：（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角θ，若两光线能从棱镜A斜面射出，θ应小于两光线最小的临界角，由

得：

所以θ的取值范围为

（2）两束光传播的光路图如图所示，由折射定律可知

由几何关系可知

得：

16、答案：（1）见解析

（2）2J

解析：（1）设B的加速度为，力F作用时A的加速度为；撤去力F后，A的加速度为，又经过后B达到A的左端，根据牛顿第二定律，有：

撤去力F后，根据牛顿第二定律，有：

由运动学规律得：

得：

（2）设最终B的速度为v，有：

得：

17、答案：（1）

（2）（R，）

（3）

解析：（1）在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

线状粒子源发出的粒子均从F点射出，可得

由①②两式得：

（2）设粒子打在荧光屏上的横、纵坐标分别为x、y，粒子从F点离开磁场时与之间的夹角为θ，如图1所示

由几何关系知

得：

依题意有

带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可得

联立解得

则粒子打在荧光屏上的位置坐标为（R，）

（3）磁场区域的最小面积为图2中两条轨迹与圆相交部分的面积，设磁场区域的最小面积为S

18、答案：（1）6m/s

（2）3m

（3）

（4）36J

解析：（1）设滑块P速度为0时，弹簧形变量为x，则根据动能定理，有

得：

（2）设P、Q碰撞后的速度分别为，在传送带上运动的加速度分别为，与传送带达到速度相等的时间分别为

由动量守恒定律

由机械能守恒定律得：

得：

由牛顿第二定律和运动学规律可知：

得：

此时传动带的速度，此后P、Q与传送带相对静止

设P、Q的位移分别为

得：

（3）设传送带减速时间为，

分析可知，传送带减速过程中Q相对传送带静止

设在内，P相对传送带的位移为

得：

设P与Q第二次相碰前速度为

得：

根据弹性碰撞规律P、Q最终速度为

（4）设P、Q与传送带间摩擦产生的热量分别为