2023届山东省菏泽市高三下学期一模考试物理试题（含答案解析）.pdf

2023届山东省荷泽市高三下学期一模考试物理试题学校:姓名：班级:考号：一、单选题1.2022年 10月，一只编号为234684、年龄只有5 个月大的斑尾属Ccheng）鹤（yu）,居然昼夜不停地飞行了至少13560km。从 10月 13日到10月 2 4 日，长 达 11天它不眠不休，从美国的阿拉斯加到了澳大利亚塔斯马尼亚州东北部的安森斯湾。下列说法正确的 是（）A.小鸟在11天内的位移是13560kmB.小鸟在某段匀速飞行的过程中重力的冲量为0C.在计算全程的平均速率时，可以把小鸟看成质点D.小鸟在不扇动翅膀做水平滑行运动时，不受空气对它的作用力2.下列说法中正确的是（）A.0 衰变是原子核向外放出电子的现象，说明电子是原子核的组成部分B.天然放射现象能够作为“原子核可再分”的依据C.中子撞击大气中的氮核；N 引发核反应，产 生 碳 核 和 笊 核：HD.天 然 放 射 性 现 象 中 放 射 出 的 Y射线都能在磁场中发生偏转3.下列说法正确的是（）A.黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关B.新冠肺炎诊断中，要用X 光扫描肺部，是因为在电磁波中X 光的穿透能力最强C.热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等4.如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1:2,当有红光、绿光、紫光组成的细光束以i=45。的入射角射入球中，其中匕光线为绿光，其折射光线刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（）A.“光线是红光B.增大入射角i,匕 光线在空腔外表面可能发生全反射C.该透明材料对绿光的折射率为亚D.c 光在该透明材料中传播速度最小5.某物理兴趣小组设计了一个如图所示的发电装置，永磁铁在螺线管中做简谐振动时能产生周期为0.02 s 的正弦式交流电，电压最大值为&V。理想变压器原、副线圈匝数之比为1：1 0,灯泡L 的电阻恒为5 Q,额定电压为2.5 V,定值电阻4=3 0 0、&=1 0。，滑动变阻器R的最大阻值为3 0 C,下列说法正确的是（）永磁铁螺线管anA A A A A Z/V V V 1/V VbA.灯泡上交流电的频率为5 00HzB.滑动变阻器滑键向下移动，灯泡变亮C.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为2 0。D.灯泡正常工作时，原线圈输入功率为5 0W6.光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.6 5,当不加液体时光刻胶的曝光波长为1 9 3 n m,则加上液体后（）I.A.金属棒从静止释放到运动到曲面底端的过程中通过R 的电荷量为手B.从释放到PM 的运动过程，摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量在数值上一定大于重力的冲量C.若金属棒从曲面底端PM 到最终停止在导轨上，电阻R 上产生的热量为A。，则金1 2 R+r A。属棒停止的位置距曲面底端PM 的位移为r_ 2/nV 一二 ”田阴RD.在金属棒运动的整个过程中，电阻R 上产生的焦耳热二?的R+r三、实验题1 3.实验小组利用如图甲所示的装置研究网球在空竖直下落时，空气对它的作用力。图乙为某次实验打出的一条纸带，其中0、1、26 为选定的计数点，相邻两计数点间还 有 1个点没有画出，已知打点计时器的打点周期为T,测 得 1、3 两点间的距离为演,4、6 两点间的距离为超，网球的质量为胆当地的重力加速度为g。甲 乙(1)在打第5 个计数点时网球的速度v=:(2)从打第2 计数点到打第5 计数点，空气对网球的冲量大小/=；(3)实验得到的空气对网球的冲量/随时间变化的关系图线如图丙所示，若。时间内空气对网球的平均作用力为的，为时刻的作用力为尸”则巴和居的关系为尸 2 (选填)、=)试卷第6 页，共 10页14.某实验小组计划用一 个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E,待测内阻的电流表A,电压表V（量程为3.0 V,内阻很大），电阻箱R（099.99C）,单刀开关S一 单刀双掷开关工，导线若干。设计的电路图如图所示，进行了如下操作:I.将邑接到a,闭合S-拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置,记录下此时的电压表示数为2.00V,然后断开a ；II.保持电阻箱示数不变，将S?切换到乩 闭合S-记录此时电压表的读数（如图乙所示），然后断开S（1）图甲所示电阻箱的读数甲丙为.C,图乙所示的电压表读数为V 由此可算出电流表内阻心 的阻值为（2）在完成上述操作后，继续以下操作：将当切换到“，闭合航，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到!和上的函数关系式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；由函数关系式和U R U R图像可求得电源电动势E和电源内阻r,其中=V,r=C（计算结果保留三位有效数字）。四、解答题1 5 .如图所示，A、B两个物体相互接触但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为%=4 kg,外=6 k g。从r =0开始，推力人和拉力气分别作用于A、B上，入和气随时间变化的规律为E=（8 2 r）（N）片=（2 +2 r）（N）通过计算做出物体B的加速度随时间变化的图线（在给定的虚线框内画图）。1 6 .深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其截面示意图。在乙图中，网箱的中央柱形容器是由横截面积为2 m工高1 6 m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，以此调节网箱在海水中的位置，使整个网箱按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部用绳索悬挂质量为2 0 t的铸铁块（不与海底接触），铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。已知制作网箱材料的总质量为I Ot,养殖网箱材料和铸铁块能够排开海水的体积为6 m 3,海水的密度按1.0 x 1 0 3 k g/m3,大气压强按1.0 x l05P a,g=1 0 m/s,在认为空气温度与海水温度相同的情况下，当网箱的底部下沉到海面下1 5 m处静止时，求：试卷第8页，共1 0页(1)空心圆柱体内气体的压强；(2)通过计算说明从开始入水到该状态，需要通过气阀向空心圆柱体充气还是对外放气；(3)充入或放出的气体在空气中的体积。l 空气阀1 7.高能粒子实验装置，是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具，下图给出了一种该装置的简化模型。在光滑绝缘的水平面x Q y区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为8的匀强磁场；在x 0区域内存在沿，轴正方向的匀强电场。质量为加、电荷量大小为4带负电的粒子1从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点。进入磁场区域后，与静止在点夕(。,)、质量为5的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子2。(不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应)(1)求电场强度的大小E；(2)若两粒子碰撞后，立即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的半径和从两粒子碰撞到下次再相遇的时间间隔4;(3)若两粒子碰撞后，粒子2首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，再在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间/。E,9 4 4 4 .B*:1 8.如图所示，质量M=2 k g的木板Q静止在光滑水平地面上，距其右端X (未知且可调)处有一钾钉固定的滑块A。一质量皿=lk g的小滑块P (可视为质点)静止于木板左端。现水平向右迅速敲击小滑块P,使其瞬间获得%=8 m/s的初速度沿木板向右运动。已知重力加速度大小为g=10m/s，滑块与木板间的动摩擦因数为=0.4,整个过程中滑块P 未滑离木板Q,木板与右侧滑块A 的碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。(1)若碰撞数次后滑块P、木板Q 最终均静止，求为确保滑块P 不滑离木板Q,木板的最短长度；(2)若x=0.25m,将 A 的钉去掉，滑块A 与水平面无摩擦，且，纵=2 k g,求木板与物块 A 碰撞的次数及碰后滑块P、木板Q、物块A 最终速度的大小；(3)若小滑块P 的质量为%=2kg,Q 的质量为 q =l k g,滑块A 用钾钉固定在距Q右侧x=6 m 处，多次碰撞后P、Q 最终都静止，求整个过程中木板Q 的总路程。xAQ试卷第10页，共 io 页参考答案：1.C【详解】A.13560km是小鸟运动轨迹的长度，小鸟在H 天内的路程是13560km,故 A 错误；B.根据冲量的定义/=历可知小鸟在某段匀速飞行的过程中重力的冲量不为0,故 B 错误：C.在计算全程的平均速率时，小鸟的体积和形状可以忽略，可以把小鸟看成质点，故 C 正确；D.小鸟在不扇动翅膀做水平滑行运动时，小鸟受空气对它的升力，竖直方向上和重力平衡，故 D 错误。故选C。2.B【详解】A.原子核发生 衰变时，B粒子是原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子，电子不是原子核的组成部分，故 A 错误；B.天然放射现象中，原子核发生衰变，会释放出a、夕等射线，并生成了新的原子核；这说明原子核具有复杂的结构，本身可以再分，故 B 正确；C.根据质量数守恒和电荷数守恒可知中子撞击大气中的氮核：N 引发核反应，产生碳核;4c和气核:H,故 C 错误；D.a、0 射线均带电，在电场中受到电场力作用下偏转，而丫射线不带电，则在电场中不发生偏转，故 D 错误。故选B3.A【详解】A.普朗克通过研究黑体辐射，可知黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故 A 正确；B.医院用X 光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，丫射线穿透能力最强，故 B 错误；C.一切物体都不停地向外辐射电磁波，温度越高的物体辐射电磁波较强而已，故 C 错误;D.由p=J2/呜答案第1 页，共 15页可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同，故 D 错误。故选Ao4.C【详解】A.紫光的频率大于绿光的频率大于红光的频率，可知紫光的折射率大于绿光的折射大于红光的折射，根 据 折 射 定 律 结 合 题 图 可 知。光的折射率最大，C 光的折射率最smr小，可知。光线是紫光，故 A 错误；B.增大入射角i,则。的折射光线向下偏移，不可能在空腔外表面发生全反射，故 B 错误；C.如图所示根据几何知识可知，6 光线折射角的正弦值.八1sin6)=2根据折射定律可得该透明材料对绿光的折射率故 C 正确；D.根据cv=V结合A 选项分析可知c 光在该透明材料中传播速度最大，故 D 错误。故选C。5.C【详解】A.变压器不改变交流电的频率，则灯泡上交流电的频率为/=-=50HzT选项A 错误；B.滑动变阻器滑键向下移动，R 阻值变大，变压器次级电阻变大，次级电压不变，则次级电流减小，则灯泡变暗，选 项 B 错误;C,变压器初级电压有效值为答案第2 页，共 15页U|=1V则次级电压/,=(/,=10V灯泡正常工作，则 以 电流IRI=UUL=。二5 A=0 25AR1/？,30则通过滑动变阻器的电流U 2 5IR=A-0.25A=0.25ARL 5滑动变阻器接入电路的电阻为R=UU(_R J。-2.5_=20ClR-0.25选项C 正确；D.灯泡正常工作时，次级总电阻+与(/?+&)=2OQ&L g+R+R?次级的总功率为则原线圈输入功率为5 W,选项D 错误。故选C。6.D【详解】D.紫外线在液体中的波长,A 193X=-nm 1 17nmn 1.65故 D 正确；A.紫外线进入液体频率不变，根据E=可知光子能量不变，根据D 选项分析可知波长变短，故 A 错误；B.设传播 距离，在真空中的时间Lt=C在液体中所需的时间答案第3 页，共 15页L 1.65Z,33t=-=t c 20n故 B 错误；C.由 A 选项分析可知紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故 C 错误。故选D。7.B【详解】A.物块随锥体做变速圆周运动，则受到的合力不为0,选项A 错误；B.设细绳与竖直方向夹角为仇则对物块，沿斜面方向T-mg cos 0=wztvrsin 0则随角速度逐渐增加，绳上的拉力逐渐增大，选项B 正确；mg sin 9-N=mwr cos 0则随角速度增大，锥面对物块的支持力逐渐减小，选项C 错误；D.转动过程中，因为物块的动能增加，则一定有力对物块做功，选项D 错误。故选B。8.D【详解】0 乙 内是线框的左边框由PQ 向左进入磁场，根据右手定则知感应电流为顺时针（负），而切割磁感线的有效长度随着水平位移而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为逆时 针（正），两边的有效长度之和等于L则电流大小恒定。故选D。9.BD答案第4 页，共 15页【详解】A.设地球质量为M,根据可得“地球同步轨道”处的重力加速度可知“地球同步轨道”处的重力加速度不为0,故 A 错误;B.根据万有引力提供向心力可得北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为故 B 正确;C.北斗二号卫星从“同步轨道”到“墓地轨道”需要将北斗二号卫星加速做离心运动，除万有引力外其他力对其做正功，机械能增大，故 C 错误；D.“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要使其减速做近心运动，故 D正确。故选BDo10.BCD【详解】A.因UMO=E-OMUN M=E-MNCOS0=-UMO选项A 错误；B.根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力斜向下，可知粒子带负电，选 项 B 正确；C.从。到 N 电场力做正功，电势能减小，则带电粒子在。点的电势能大于在N 点的电势能,选项C 正确；D.根据P=Eqv由。到 N 运动过程中，粒子沿电场线方向的速度v增大，可知电场力的功率增大，选项D答案第5 页，共 15页正确。故选BCDO11.AB【详解】A.由图甲可知该波的周期为0.2 s,由图乙可知该波的波长为0.2m,则该波的波速v=m/s=lm/sT 0.2A 正确；B.由图乙可知时刻波刚好传播到x=0.2m处，经过0.3 s,波传播的距离x=1 x 0.3m=0.3m可知波传播到x=0.5m处的质点Q,结合图甲可知。的起振方向沿），轴负方向，故 B 正确；C.由 B 选项分析可知波传播到x=0.5m处的质点。后，第一次到达波峰还需要的时间/=-T =0.15s49即从九时刻起，经过的时间为0.45s,即一丁，由同侧法可知，时刻质点尸向y 轴正方向振4动，经过二9丁后，质点尸正处于波峰位置，故 C 错误；4D.从该时刻到质点Q 开始振动，经过的时间为0.3 s,即质点P 运动的路程5=6 A=6 x 2cm=0.12m故 D 错误。故选AB。12.AC【详解】A.金属棒从静止释放到运动到曲面底端PM 的过程中通过R 的电荷量为7 A “BLdq=It=-St=-f(R+r)R+r选项A 正确;B.从释放到PM 的运动过程，设摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量/令根据动量定理Ic-K=m v则摩擦力、支持力、安培力对金属棒的总冲量在数值上一定小于重力的冲量，选 项 B 错误；C.若金属棒从曲面底端PM 到最终停止在导轨上，电阻R 上 产 生 的 热 量 为 则 电 路 中产生的总的焦耳热为答案第6 页，共 15页由能量关系Q-Q八1 ，Q+pm gx-m v-则金属棒停止的位置距曲面底端PM 的位移为1 2 R +厂 A C一一1 整x=-4 m g选项C正确;D.在金属棒运动的整个过程中，因有摩擦生热，则电路中产生的焦耳热小于 喀 万，即电阻RR上产生的焦耳热小于mgh,选项D错误。R+r故选A C。1 3.4 76mgT+【详解】由题意可知，相邻计数点见的时间间隔t=2T（1）1 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得丫 =强=玉2/4 T（2）2 同理可得打第2计数点的瞬时速度根据动量定理mg-3/-I-m v-m v可得从打第2计数点到打第5计数点，空气对网球的冲量大小/=6 叱+%产（3）根据/=的可得F=-可知/T图象的斜率表示力的大小，可得耳巴I 1 ID 11 4.2 0.0 0 2.5 0 5.0 0 =+-2.6 3 1.0 0U E E R答案第7页，共 1 5 页【详解】（1）川电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，为图中电阻箱的读数为20.00C；电压表的精度为0.1 V,读数应估读一位，该电压表读数为2.50V；3根据部分电路欧姆定律可得a/m/s22.00V 2.50V20Q-20+%解得R、=5.00Q（2）图根据U=E4 R+r）变形得1 二1 R二.-+-r-1-U E E R56结合图像有=0.380V-,E/?A+r 0.608 0.380E 一 0.10解得E。2.63Vr h 1.00Q以+4=（,4+外）415.0 2【详解】f=0时，-5-对整体由牛顿第二定律解得q=lm/s2恰好分离时用=机B4答案第8页，共15页解得/=2s2 s后，B的加速度为跖=生解得o,=-i-m/s2-3逐渐增大;综上所述，02 s内，a,=lm/s2,2s后，a2=-m/s2,物 体B的加速度随时间变化的图线如图16.(1)2.2xlO5 Pa；(2)充气；(3)25.2m3【详解】（1）网箱材料和铸铁快的总质量zn=10t+20t=30t=3xl04kg网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即?=G=3X104X10N=3X105N根据阿基米德原理3xl05夕 海 水 g lxl()3xl0m3=30m3空心圆柱体排开水的体积匕=/_%=30m3-6m3 =24m3空心圆柱体内海水的体积%水=15x 2m3 -24m3=6m3空心圆柱体内海水的高度答案第9页，共15页 =3 m5空心圆柱体内气体的压强p =l.O x l O5 P a +(1 5-3)x l O x l O3P a =2.2 x l O5 P a（2）假设既没有放气也没有充气，根据波意耳定律可得pv=p y其中V=1 6x 2 m2=3 2 m:V=1 3 x 2 m2=2 6 m2解得p,1.2 3 x l O5P a比较可知p、p可知需要通过气阀向空心圆柱体充气;（3）设冲入的体积为，根据波意耳定律p0(V+V)=pV解得V =2 5.2 m31 7.(1)组in2乃 加 4J 7/W(2)；Bq 7Bq【详解】（1）带负电的粒子I从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点。进入磁场区域qE=qvB粒 子1进入磁场后，做匀速圆周运动qvB=mr由几何关系r=a解得电场强度的大小m答案第1 0页，共1 5页(2)粒 子1由坐标原点。进入磁场区域后，经过!圆周在点P点与中性粒子2发生弹性正4碰，此时粒子1速度方向沿y轴正方向，以沿 轴正方向为正，由动量守恒和机械能守恒可得tn 1 2 1 2 1 机)mv=mv,+v.,=nw：+-%1 3 2 2 2 2 3解得1 3vi=2v V2 =2V碰撞后两粒子均带负电，电荷量均为羡，做匀速圆周运动，设半径分别为4，4,则解得7;=，r2=a所以第一次碰后两粒子轨迹重合，到下次相遇2万a 2冗a 2乃 加(3)两粒子运动轨迹如图所示粒子2首次在A点离开第一象限时，粒 子1运动到N点，由1匕=力，所以所以粒子1转过的圆心角夕为粒子2转过圆心角的g,即答案第II页，共15页/7 =-X 9 0 =3 03此时，撤去电场和磁场，两粒子做匀速直线运动，经一段时间加后，粒 子 1 运动的位移大小MN=-t =L2粒子2运动的位移大小3KAB=Nt=3 2此时，在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交(恰好相切)，设两圆心QU与1 轴正方向的夹角为凡 由几何关系NQ=a-ta n/?,0 xC=2 a sin 0,MD=(+sin 60 =a sin(3+01C整理得6 /9 *Z)L=2 a sin 32由几何关系0,0 -0.2C CD DQ=2 a c o s 0 a c o s/？+(+a ta n 3 0 )c o s 60整理得5L=2 a c o s 02解得,_ 26L=-c i7这段时间/入“2 L 46r IBq4 41 8.(1)8 m ；(2)2 次，-m/s,-m/s,2 m/s；(3)1 0 m【详解】(1)木板与右侧滑块A 的碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略，由动量守恒与机械能守恒可得，每次碰撞后，木板速度大小不变，方向反向。若碰撞数次后滑块P、木板Q最终均静止，由滑块P 在木板上一直做匀减速运动，根据能量守恒答案第1 2 页，共 1 5 页mgL=；mv：解得木板Q的最短长度L=8 m(2)木板Q、物块A每次碰撞时，由动量守恒与机械能守恒可得MVQ+/MAVA=MVQ+vAf,=3用埼+；%或解得VQ=V 即木板Q、物块A每次碰撞后，交换速度。故第一次碰撞前，木板Q向物块A匀加速直线运动，木板Q加速度=巴空=2 m/s 2木板Q速度vQ I=M所以不能发生第三次碰撞。即木板与物块A碰撞的次数为2次，滑块P、木板Q、物块A最4 4终速度的大小分别为m/s ,-m/s ,2 m/s o（3）第一次碰撞前，木板Q向物块A匀加速直线运动，木板Q加速度优=丝 强=8 m/s 2MQ木板Q速度VQ 3=J 2 a xi=4m/s%故木板Q先匀加速到与滑块P共速再匀速运动至物块A所在位置并与其发生碰撞,第一次碰撞后,木板Q速度反向，大小不变，加速度不变，向左运动位移为然后向右匀加速运动直到与滑块P共速%限1 -忆共=（咻+%）”再匀速运动至物块A所在位置并与其发生碰撞,第二次碰撞后，木板Q速度反向，大小不变,加速度不变，向左运动位移为答案第1 4页，共1 5页木板Q的总路程,16-16-,_ _=om+x 2m+x 2m+=6m+32981+m=10m答案第15页，共15页