山东省聊城市2023届高三下学期三模物理试卷(含答案)

山东省聊城市2023届高三下学期三模物理试卷

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

一、单选题

1、智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的是(   )

A.发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

B.在研究光电效应饱和电流时，由可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度v越大，饱和电流越大

C.入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为时，此时光电流的遏止电压为

D.用一束单色光分别照射两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高

2、在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为辅助电源为火星车供电。中的元素是，具有天然放射性，半衰期为87.7年。发生α衰变的核反应方程为，则下列说法正确的是(   )

A.X原子核的中子数为141

B.原子核发生α衰变后产生的新核的比结合能比核的比结合能大

C.10个原子核经过87.7年后一定还会剩余5个

D.的半衰期跟核内部自身因素有关，也跟原子所处的化学状态和外部条件有关

3、一定质量的理想气体从状态a开始，经，，三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知、、，下列说法正确的是(   )

A.气体在过程中压强增大

B.气体在过程中从外界吸收的热量小于增加的内能

C.气体在过程中外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量

D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量

4、汽车的前挡风玻璃设计成双层玻璃，会使驾驶员在视觉上有“缩短”距离的作用。如图甲，在水平路面上行驶的某型号重卡的双层玻璃中夹的是空气，双层玻璃的倾斜角为30°（与竖直方向的夹角），将重卡驾驶员前方的小轿车尾灯简化为一个点光源A，若其发出的与水平方向成30°角的光线在B点到达重卡外层玻璃外表面，该光线在外层玻璃内部的折射光线恰好沿水平方向，光线射出外层玻璃经过中间的空气层进入内层玻璃，折射后进入重卡驾驶员的眼睛，部分光路图如图乙所示。已知双层玻璃的厚度均为d。则双层玻璃使驾驶员的视觉上“缩短”的安全行驶距离的长度为(   )

A. B. C. D.

5、如图所示，双星系统由质量不相等的两颗恒星组成，质量分别是M、m（M>m），它们围绕共同的圆心O做匀速圆周运动。从地球A看过去，双星运动的平面与AO垂直，A、O间距离恒为L。观测发现质量较大的恒星M做圆周运动的周期为T，运动范围的最大张角为（单位是弧度）。已知引力常量为G，很小，可认为，忽略其他星体对双星系统的作用力。则(   )

A.恒星m的角速度大小为

B.恒星m的轨道半径大小为

C.恒星m的线速度大小为

D.两颗恒星的质量m和M满足关系式

6、如图所示，空间正四棱锥的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为的点电荷，顶点P处有一个质量为m的带电小球，在静电力和重力的作用下恰好处于静止状态。将P处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场，此时P处小球仍能保持静止，重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为(   )

A. B. C. D.

7、如图所示，某工厂将圆柱形工件a放在倾角为θ的斜面上，为防止工件滚动，在其下方垫一段半径与a相同的半圆柱体b。若逐渐减小斜面倾角θ，a、b始终处于静止状态，不计a与接触面的摩擦，b的质量很小。则(   )

A.斜面对a的弹力变小
B.斜面对a的弹力先变大后变小
C.b对a的弹力逐渐变小
D.b对a的弹力不变

8、如图所示为实验室使用的旋转磁极式发电机模型，线圈abcd的匝数，内阻，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈外接电阻。转动磁极，线圈abcd的磁通量的变化规律为，闭合S，电阻R的功率为(   )

A.16W B.9W C.36W D.4W

二、多选题

9、如图所示，竖直墙MN、PQ间距为l，竖直线OA到两边墙面等距。从离地高度一定的O点垂直墙面以初速度水平抛出一个小球，小球与墙上B点、C点各发生一次弹性碰撞后恰好落在地面上的A点。设B点距地面高度为，C点距地面高度为，所有摩擦和阻力均不计。下列说法正确的是(   )

A.下落和所用时间

B.

C.仅将间距l加倍而仍在两墙中央O点平抛，小球不会落在A点

D.仅将初速度增为（n为正整数），小球一定落在A点

10、有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内外水银面的高度差x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。在1标准大气压下对B管进行温度标刻（1标准大气压相当于的压强）。已知当温度时，管内外水银面的高度差为，此高度即为的刻线。则(   )

A.的刻线在21.4cm

B.的刻线在21.8cm

C.实际温度为时，该测温装置的读数仍为，可知大气压已变为相当于的压强

D.实际温度为时，该测温装置的读数仍为，可知大气压已变为相当于的压强

11、我国民用无人机技术发展迅速，目前已点据全球市场一半以上，某品牌无人机出厂前进行竖直飞行测试，无人机发动机启动一段时间后关闭，再经一小段时间上升到最高点。该过程无人机的动能，随上升高度h的关系如图所示。已知无人机发动机提供的升力大小恒定，空气阻力恒为重力的0.25倍。则下列结论正确的有(   )

A.无人机的升力大小为75N
B.无人机的重力大小为40N
C.空气阻力的大小是40N
D.加速与减速的加速度大小之比为1：2

12、如图，纸面在竖直平面内，水平方向上有两宽度均为d的匀强磁场区域I、Ⅱ，磁感应强度大小均为B，磁场的上下边界水平，区域I内磁场方向为垂直于纸面向里，区域Ⅱ内磁场方向为垂直于纸面向外。一质量为m，边长为d的单匝正方形金属线框，其总电阻为R，将线框从下边缘距磁场上边界距离h处由静止释放，线框下边水平且线框平面始终与磁场方向垂直，当线框下边缘刚进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度做匀速直线运动。当线框下边缘进入磁场区域Ⅱ但还未穿出磁场区域Ⅱ的某一时刻，线框开始以速度做匀速直线运动。已知线框下边缘穿过磁场区域Ⅱ的时间为t，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.释放时线框下边缘距磁场上边界距离

B.

C.从线框下边缘刚进入磁场区域II到线框下边缘刚穿出磁场区域II过程中通过线框导体横截面的电荷量

D.从线框下边缘刚进人磁场区域I到线框下边缘刚穿出磁场区域II过程中线框中产生的总热量

三、实验题

13、疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。

（1）下列主要操作步骤的正确顺序是____________。（填写各步骤前的序号）
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球，从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能，开始摄像
（2）停止摄像，利用视频剪辑软件从视频中每隔截取1张图片，从中取出连续三张图片，图片中的小球和刻度如图2所示。刻度尺的分度值是1mm，由此测得重力加速度为_________（保留2位有效数字）。
（3）在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，_________（选填“仍能”或“不能”）用（2）问中的方法测出重力加速度。

14、某同学利用如图所示的电路测量多个物理量。实验室提供的器材有：

两个相同的待测电源（内阻r约为1Ω)
电阻箱（最大阻值为999.9Ω）
电阻箱（最大阻值为999.9Ω）
电压表V（内阻约为）
电流表A（内阻约为2Ω）
灵敏电流计G，两个开关、
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱和至最大，闭合开关和，再反复调节和，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱、电阻箱的示数分别为0.41A、12.0V、30.0Ω、28.2Ω；
②反复调节电阻箱和（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V。

回答下列问题：

（1）步骤①中：电流计G的示数为0时。A和D两点的电势差=_________V；

（2）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表V的内阻=_________Ω；

（3）结合步骤①步骤②的测量数据，电源的电动势的测量值=_________V（保留1位小数），______(选填“>”，“=”、“<”)。

四、计算题

15、如图甲所示，在某种均匀介质中A、B、C是三角形的三个顶点，其中AC长，BC长。两个波源分别位于A、B两点，且同时从时刻开始振动，它们的振动图像如图乙所示，已知位于A点的波源产生波的波长。求：

（1）位于B点的波源产生波的波长；

（2）从时刻开始，C点的位移第一次为-7cm的时刻。

16、面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生。混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源（如燃油发动机和电力发动机）的汽车，既节能又环保。汽车质量为M，静止在平直路面，只采用电力驱动，发动机额定功率为启动，达到的最大速度后，再次提速，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率为，由经时间t达到最大速度（未知）；运动一段时间后，开始“再生制动”刹车，所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。加速过程中可视为阻力恒定；“再生制动”刹车过程中阻力的大小可视为与速度的大小成正比，即。求：

（1）汽车速度由到过程中前进的位移；

（2）汽车由速度减到零过程中行驶的距离。

17、如图（a），空间直角坐标系Oxyz中，有一长方体区域，四边形abcd是边长为L的正方形，长度为2L，其顶点分别是a、b、c、d、O、、、，其中a、、在坐标轴上，区域内（含边界）分布着电场或磁场。时刻，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度从a点沿ad方向射人区域，不计粒子重力。

（1）若区域内仅分布着沿y轴负方向的匀强电场，则粒子恰能从点离开区域，求电场强度E的大小；

（2）若区域内仅分布着方向重直于平面的匀强磁场，则粒子能从连线上距d点的e点离开区域，求磁感应强度B的大小；

（3）若区域内仅交替分布着方向沿x轴负方向的磁场和沿y轴正方向的磁场，且磁感应强度和的大小随时间t周期性变化的关系如图（b）所示，则要使粒子从平面离开，且离开时速度方向与平面的夹角为60°，求磁感应强度大小的可能取值。

18、如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的物块A，装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以匀速运动，传送带的右边是一半径位于竖直平面内的光滑圆弧轨道，质量的物块B从圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，传送带两轴之间的距离.，设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞，第一次碰撞前，物块A静止。取。求：

（1）物块B第一次滑到圆弧的最低点C时的速度大小；

（2）物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。

参考答案

1、答案：C

解析：A.由爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，并非正比，故A错误；

B.饱和电流与光电管所加电压无关，与入射光强度有关，正比于入射光的强度，故B错误；

C.入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，可知金属的逸出功，将入射光频率变为时，由爱因斯坦光电效应方程可得，由动能定理，，解得此时光电流的遏止电压为，故C正确；

D.用同种光照射不同金属，表明入射光子能量一定，逸出功不同，由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能大，说明逸出功小，由，可得金属的极限频率为，所以逸出功小则金属的截止频率低，即金属A的截止频率比金属B的截止频率低，故D错误。

故选：C。

2、答案：B

解析：A.原子核经过一次α衰变质量数减少4，核电荷数减少2，则X的质量数为，核电荷数：，X的中子数：个，故A错误；B.发生α衰变的过程中释放能量，所以原子核发生α衰变后产生的新核的比结合能变大，故B正确；C.半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别的放射性原子核没有意义，故C错误；D.半衰期是由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故D错误。故选：B。

3、答案：C

解析：

4、答案：B

解析：光路图如图所示，由几何关系知光线AB进入外玻璃层的入射角，折射角由题意知该光线在外层玻璃内部的折射光线恰好沿水平方向，则玻璃内部的折射光线长度

则光线经过两层玻璃的偏移量

双层玻璃使驾驶员的视觉上“缩短”的安全行驶距离的长度为。

5、答案：D

解析：

6、答案：D

解析：设P处的带电小球电荷量为Q，根据库仑定律可知则P点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为；根据几何关系，可知正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45°；再由力的分解法则，有；若将P处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P处小球的库仑力合力为；当外加匀强电场后，再次平衡，则有；解得或，故D正确。

7、答案：C

解析：以圆柱形工件为研究对象，受到重力mg、b对a的弹力T、斜面对a的支持力N，设圆心连线与斜面的夹角为α，如图所示。

根据几何关系可得：，

解得

沿斜面方向根据平衡条件可得

，解得：

垂直于斜面方向根据平衡条件可得：

逐渐减小斜面倾角θ，则减小、增大，所以T减小、N增大，故C正确、ABD错误。

8、答案：A

解析：

9、答案：BD

解析：

10、答案：AC

解析：

11、答案：ABD

解析：ABC，设升力为F，根据动能定理有

结合图像得

关闭发动机后，根据动能定理

化解的

结合图像得

解得

故AB正确，C错误；

D.无人机的质量

根据牛顿第二定律，加速阶段

减速阶段

加速与减速的加速度大小之比为

故D正确。

故选ABD。

12、答案：AD

解析：A选项，当线框下边缘刚进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度匀速直线运动，根据物体的平衡条件得，，解得：，从距上边界h处静止释放，做自由落体运动，，解得：，故A正确。B选项，当线框下边缘进人磁场区域Ⅱ，但还末穿出磁场区域Ⅱ的某个时刻，线框开始以速度做匀速直线运动，线框上下两边都切割磁感线，产生的电动势为，线框上下两边受到安培力大小均为，方向均为坚直向上，根据物体的平衡条件有，联立解得，，所以，故B错误。C选项，从线框下边缘刚进入磁场区域Ⅱ到线框下边缘刚穿出磁场区域Ⅱ过程中，根据动量定理得，，此过程通过线框导体横截面的电荷量，联立解得，，故C错误。D选项，从线框下边缘刚进入磁场区域Ⅰ到线框下边缘刚穿出磁场区域过程中，根据能量守恒定律，线框中产生的总热量，故D正确。

13、答案：（1）①③④②；（2）9.6；（3）仍能

解析：

14、答案：（1）-12；（2）1200；（3）12.6；=

解析：

15、答案：（1）；（2）

解析：（1）两列波在同种介质中的传播速度相同，则波速，

得

又

得

（2）设经过时间波源A的波谷到达C点，则

得

设经过时间波源B的波谷到达C点，则

得

两列波的波谷同时传到了C点的位置其位移才能为-7cm，时，

解得
当时，时，即为二列波谷第一次同时到达C点

可得

16、答案：（1）；（2）

解析：（1）功率为时，

功率为时，

速度从增加到这个过程，由动能定理可得

以上三式解得

（2）设刹车过程平均速度为，用时为t，由动是定理得

解得

17、答案：（1）；（2）；（3）

解析：（1）粒子在电场力作用下，在平面内做类平抛运动，由运动学规律在x正方向：

在y负方向：

由牛顿第二定律

取立解得：

（2）如图，粒子在洛伦兹力作用下，在平面内做匀速圆周运动，做ae的中垂线与的交点为圆心，设粒子在磁场中的运动半径为r

由牛顿第二定律：

解得：

（3）由题意，粒子在磁场和中做匀速圆周运动的轨道半径R相同，周期T也相同。

得，
（ⅰ）若粒子射出时与z轴负方向的夹角为60°，则粒子在长方体区域运动轨迹沿y轴负方向的俯视如答图2所示，沿x轴负方向的侧视如答图3所示，设粒子在平行于yOz平面内运动了n个半周期（答图2、答图3为的情况），则

据答图2，x正方向：

据答图3，y负方向：

因为，故粒子能到达平面，符合题意

（ⅱ）若粒子射出时与：轴正方向的夹角为60°，则粒子在长方体区域运动轨迹沿y轴负方向的俯视如答图4所示
据答图4，x正方向：

据答图3，y负方向：

因为，故粒子能到达平面，符合题意

解得：

综合得

18、答案：（1）；（2）；（3）

解析：（1）设物块B沿光滑轨道下滑到水平位置时的速度大小为。

由机械能守恒知

得

（2）设物块B在传送带上滑动过程门因受摩擦力所产生的加速度大小为a，则

设物块B近过传送带后运动速度大小为v，有

联立解得

由于，所以即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小。

设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为、，取向左为正方向，由动量守恒定律和量守恒定律得

（3）