2023届山东省潍坊市高三下学期2月一模物理试题（含答案解析）.pdf

2023届山东省潍坊市高三下学期2月一模物理试题学校:姓名：班级:考号：一、单选题1.如图所示为氢原子的能级示意图，用一群处于第3 能级的氢原子跃迁发出的光照射锌板，锌板表面有光电子逸出，测得光电子的最大初动能为8.79eV,则锌的逸出功为)n E/eVoo-.04-0.853-1.512-3.401-13.60A.4.8leV B.3.3eV C.1,89eV D.1.4leV2.神舟十二号航天员刘伯明曾在太空中用毛笔写下“理想”二字。在太空舱内使用的毛笔、墨汁和纸张都是特制的，毛笔笔尖内部存在毛细管能够吸墨，笔尖与纸张接触时,墨汁就从笔尖转移到纸上。在太空舱内（）A.使用普通中性笔也能流畅书写 B.墨汁分子间不存在作用力C.墨汁不浸润毛笔笔尖 D.墨汁浸润纸张3.劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块平板玻璃a 放置在另一玻璃板6 上，在一端夹入两张纸片，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图乙所示的干涉条纹。则（）A.任意相邻的亮条纹中心位置下方的空气膜厚度差相等B.弯曲条纹中心位置下方的空气膜厚度不相等C.若抽去一张纸片，条纹变密D.若换用蓝光从上方入射，条纹变疏4.一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动，以动量大小p 为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小丫、运动时间八位移大小x,则以下图像可能正确的是（）5.如图所示的电路，油间输入电压 =220夜sinlOO叫V),&、%、&、&、口5为五个规格相同的电阻，其中Ri和理想变压器的原线圈串联，&、&、Rs并联接在副线圈回路中，交流电压表均为理想电表。现闭合开关S,五个电阻功率相同，则下列说C.变压器原、副线圈的匝数比为4：1 D.断开开关S,用消耗的功率变大6.空间中a、b、c、d四点位于正四面体的四个顶点，in、”两点分别出?是和cd的中点。在 、匕 两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确的是)A.，、”两点的电势相等B.c、”两点的电场强度相同C.带正电的试探电荷从c点沿。机移动到，点，试探电荷的电势能减小试卷第2页，共9页D.带负电的试探电荷从c 点沿cd移动到d 点，试探电荷的电势能先减少后增加7.如图所示，霍曼转移轨道是以较低能耗从地球发送探测器到火星的转移轨道，该轨道以太阳为焦点，近日点、远日点分别与地球轨道、火星轨道相切。在地球上将火星探测器发射，探测器从地球轨道出发，在太阳引力作用下，沿霍曼转移轨道无动力运行到达火星轨道。地球、火星的公转轨道可近似为圆轨道，火星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的1.5倍，则探测器从地球轨道运动至火星轨道用时约为（）._ _ _ _、火星轨道/二、/,，血球轨道 W-一 霍曼转移轨道A.0.4 年 B.0.7 年 C.1 年 D.1.4 年8.光刻机是生产大规模集成电路的核心设备。一个光刻机的物镜投影原理简化图如图所示，三角形ABC为一个等腰直角三棱镜，半球形玻璃砖的半径为R,球心为O,0 0 为玻璃砖的对称轴。间距为6 R 的两条平行光线，从左侧垂直AB边射入三棱镜，经 AC边反射后进入半球形玻璃砖,最后汇聚在硅片上M 点。已知半球形玻璃砖的折射率为,反射光线关于轴线。对称。则 OM两点间距离为（）二、多选题9.M,N 两质点分别位于x 轴 上 的=0m、/=1 2 m 处，两质点同时开始沿y 轴方向做简谐运动，0.5s后第一次回到各自平衡位置。振动产生的两列波相向传播，某时刻的波形如图所示，一段时间后两列波在MN之间叠加，下列说法正确的是（）B.两列波波速均为4m/sC.两波叠加后MN间有5 个振动加强点D.两波叠加后x=3m处质点的振幅为6cm10.如图所示，轻弹簧上端固定，另一端连在置于水平地面。点的小滑块上，弹簧处于压缩状态，小滑块静止。现将小滑块置于匕点，小滑块仍能静止于b 点，弹簧此时处于伸长状态且与小滑块在“点时形变量相同。则小滑块（）A.在 a 点时对地面的弹力等于在b点时对地面的弹力B.在 a 点时对地面的摩擦力小于在b点时对地面的摩擦力C.在 a 点时对地面的作用力大于在b点时对地面的作用力D.置于ab间任意一点都受到地面摩擦力11.如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其矩形斜面Me”与水平面的夹角为仇H 边长为L,将质量为m的小球从斜面上的点a以某一速度沿斜面斜向上抛出，速度方向与小夹角为a,小球运动到斜面的c 点并沿A 方向飞出，一段时间后落地，已知重力加速度大小为g,不计空气阻力，则（）A.小球从a 到 c 的运动时间为Asinag sin，cos aB.小球从a至 ij c 重力势能增力ngm gLsinacosasin。试卷第4 页，共 9 页C.小球触地时速度大小为J gLsm。V sin a cos aD.小球触地时重力的瞬时功率为m g j1,in：V sin a cos a1 2.如图所示，间距为乙的两平行光滑长直金属导轨水平放置。必cd区域有匀强磁场,磁感应强度大小为8,方向竖直向上。细金属杆N 静置于磁场中，磁场外的细金属杆M以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且N 出磁场时的速度为半。已知两杆的质量均为机，在导轨间的电阻均为R,两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感A.N 在磁场内运动过程中的最大加速度为赞B.N 在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为襄3BL9c.M 中产生焦耳热的最小值为（w吟D.N 的初始位置到必的最小距离为驾 哆三、实验题1 3.某学习小组利用如图所示装置探究弹簧弹性势能大小。实验器材有：左端带有挡板的水平长木板、轻质弹簧、带有遮光片的滑块、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺、天平。遮光片光电门实验过程如下:用游标卡尺测得遮光片的宽度为d,用天平测得带有遮光片的滑块质量为m；长木板固定在水平地面上，将弹簧左端固定在挡板P 上，右端与滑块不拴接，当弹簧自由伸长时，弹簧的右端垂直投影位于平板上。处，在此处安装光电门，并与数字计时器相连；用滑块压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片中心线通过平板上的A点，用刻度尺测量出A。间的距离x：拔去锁定滑块的销钉，滑块经过光电门，记录数字计时器显示的遮光时间为f,滑块停止运动时遮光片中心线通过平板上的B点，用刻度尺测量出0 5间的距离o请回答下列问题：（1）滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小丫=;（2）滑 块 在 段 运 动 的 加 速 度 大 小。=；（3）实验过程中弹簧的最大弹性势能与,=。（均用题目所给物理量符号表示）1 4.某同学测量一量程为500mV的电压表的内阻。实验所提供的器材有：待测电压表、滑动变阻器N（020Q）、电阻箱&、定值电阻&（阻值20。）、电 池（电动势约1.5V,内阻可忽略不计）、导线和两个开关。该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：把滑动变阻器4的滑片滑到a端，闭合电键名，并将电阻箱&的阻值调到较大;闭合电键即，调节尺滑片的位置，使电压表的指针指到满刻度；保持电键加闭合、与滑片的位置不变，断开电键S?,调整R?的阻值，当 调节旋钮位置如图丙所示时，电压表的指针指在满刻度的;处。请回答下列问题：（1）用 笔 画 线 代 替 导 线 将 实 物 图 乙 补 充 完 整;试卷第6页，共9页（2）图丙中电阻箱穴2接入电路的阻值为 Q：（4）在操作无误的情况下，实际测出的电压表内阻的测量值时真实值&（填“大于“、”小于,，或“等于）。在其他条件不变的情况下，若R越 大 测 量 误 差 就 越（填“大，或”小，）。四、解答题1 5.某医用氧气瓶容积为4 0 L,瓶内贮有压强为9.6 xl（）6 p a的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5 L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为1.2 xl0 6 p a。分装过程不漏气，环境温度不变。（1）最多可分装多少个氧气袋；（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5 L的若干个便携式钢瓶内,每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。16.如图所示，倾角6=30。的斜面体静止放在水平地面上，斜面长L=3m。质量m=lkg的物体Q 放在斜面底端，与斜面间的动摩擦因数=4,通过轻细绳跨过定滑轮与物体 P 相连接，连接Q 的细绳与斜面平行。绳拉直时用手托住P 使其在距地面 =L8m高处由静止释放，着地后P 立即停止运动。若 P、Q 可视为质点，斜面体始终静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮轴摩擦，重力加速度大小取g=10m/s，求：（1）若 P 的质量M=0.5 k g,地面对斜面体摩擦力的大小力（2）为使Q 能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P 的质量M 需满足的条件。17.利用电磁场控制带电粒子的运动路径，在现代科学实验和技术设备中有着广泛应用。如图所示，一粒子源不断释放质量为机、带电量为+q、初速度为%的带电粒子，经可调电压U加速后，从。点沿。方向入射长方体OMPQ-QM出Q 空间区域。已知长方体 OM、。1边的长度均为4,。的长度为G d,不计粒子的重力及其相互作用。（1）若加速电压。=0且空间区域加沿。方向的匀强电场，使粒子经过。点，求此匀强电场电场强度的大小；（2）若加速电压变化范围是0 4。4”，空间区域加沿。方向的匀强磁场，使所有粒子由MP边出射，求此匀强磁场的磁感应强度大小；（3）若加速电压为 经 警，空间区域加（2）问的匀强磁场，粒子到达O 点时加方向沿。、大小为 学 子 的匀强电场，一段时间后撤去电场，粒子经过点，求电场存在的3qd时间。试卷第8 页，共 9 页1 8.如图所示，质量为机的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道A 8和四分之一光滑圆弧轨道8 C组成，两轨道相切于8点，圆弧轨道半径为R,质量为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于。点，另一端系一质量为例的小球丙，细线竖直且丙静止时。到球心的距离为现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为0并由静止释放，丙在。正下方与甲发生弹性碰撞（两者不再发生碰撞）；碰后甲向左滑动的过程中，乙从C点离开圆弧轨道。已知重力加速度大小为g,不计空气阻力。（1）求丙与甲碰后瞬间各自速度的大小；（2）求乙落回轨道后，乙对甲压力的最大值；（3）仅改变8 c段的半径，其他条件不变，通过计算分析乙运动过程的最高点与A点间的高度差如何变化。参考答案：1.B【详解】根据光电效应方程有当入射光能量越大，最大初动能越大，而从能级3 向能级1跃迁的氢原子跃迁发出的光的能量最大，有/zi/m=-1.51eV-(-13.60eV)=12.09eV则锌的逸出功为W&=hvm-km=12.09eV-8.79eV=3.3eV故选B2.D【详解】A.由于太空中处于完全失重状态，使用普通中性笔不能流畅书写，故 A 错误；B.由于分子间相互作用不受重力影响，则墨汁分子间存在相互作用力，故 B 错误；C D.空间站仍能用毛笔的原理就是毛细现象，则墨汁浸润毛笔笔尖、浸润纸张，故 C 错误，D 正确。故选D。3.A【详解】A.光在空气膜中的光程差为Ax=26/即光程差为空气层厚度的2 倍，当光程差zXx=nA此处表现为亮条纹，当光程差为此处表现为暗条纹，所以任意相邻的亮条纹中心位置下方的空气膜厚度差相等，A 正确；B.根据A 的分析可知：弯曲条纹中心位置下方的空气膜厚度相等，B 错误；c.当光程差代=成时此处表现为亮条纹，则相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为;3显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻两条纹之间的距离变大，干涉条纹变稀疏了，C错误；答案第1 页，共 17页D.当光程差Ax=时此处表现为亮条纹，则相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为:3蓝光的波长小于黄光的波长，则换用蓝光从上方入射，条纹变密集，D 错误。故选Ao4.C【详解】A B.物体做初速度为零的匀加速直线运动，则速度v=at根据功率的计算公式有p=mv=mat可知动量与速度和时间都成正比关系，故 AB错误；C D.根据匀变速直线运动规律有v2=lax根据功率的计算公式有p mv=my/2ax根据数学知识可知C 图正确，故 C 正确，D 错误；故选C。5.C【详解】C.闭合开关S,五个规格相同的电阻功率相同，由P=I2R=R可得每个电阻两端的电压U相等，流过每个电阻的电流/相等，则副线圈的总电流/2=41原线圈的总电流由理想变压器规律2 A 7故 C 正确；AB.M 间输入电压的有效值为答案第2 页，共 17页由想变压器规律 U,_ UU _4n2 U2 U T解得电压表V2的示数和电压表V,的示数分别为U2=U=44VG=U“i=176V故A、B错误；D.断开开关S后，设流过鸟的电流为则此时副线圈的电流为4几 则分别流过&、%、%的 电 流 为 子，所以副线圈电压所以原线圈输入电压U、=4U2=(R在原线圈有力,=/+切=竽而闭合开关S时有Uab=IR+Ul=5IR易得断开开关S后，流过凡的电流/(P,.故 A 错误；BD.c、两点离两个点电荷的距离相等，由对称性可知，c、d 两点电势相等，电场强度的大小相等，但方向不同，由于 点离两个点电荷的距离小于c、d 两点离两个点电荷的距离，则有然=外 外由综=的 可知，带负电的试探电荷从C点沿W 移动到d 点，试探电荷的电势能先减少后增加，故 B 错误，D 正确；C.由于c 点离两个点电荷的距离大于，”点离两个点电荷的距离，则有Pe(P.则带正电的试探电荷从c 点沿c巾移动到，点，试探电荷的电势能增加，故 C 错误。故选D。7.B【详解】霍曼地火转移轨道为椭圆，则其轨道半长轴r 约为地球公转轨道半径“的倍，则设，探测器经过转移轨道的时间为，则有取二法74=1 年答案第4 页，共 17页解得，=座 0.7 年16故选B。8.Csin an=-sin(3由几何知识，可得sin a=sin Z.ODE=-OD又2解得a=ZODE=60,/7=30可得ZEOD=30。第二次折射发生在尸点，设 入 射 角 为 折 射 角 吠。根据折射率公式，有s in,，n=-sin a 又a=7r-ZEOD-/3-=30解得答案第5 页，共 17页0=NOMF=60由三角形知识可得RDF=FO=2 =/?cos 300 3又tan NOMF=tan 60=OM解得DO M=-3故选C。9.BD【详解】A.由图可知，以例点为波源的波传播到4 4m 处，该点此时振动方向向下，由同一列波上的点起振方向与波源相同，可知M 点的起振方向向下；同理N 点的起振方向向上，故 A 错误；B.由图可知，两列波波长相等2=4m波源起振后0.5s第一次回到各自平衡位置，所以两波源的振动周期也相等T-=0.5s2所以两列波的波速大小相等v=4m/sT故 B 正确；C.由于两列波起振方向相反，所以若x 轴上某点到M、N 的距离差是半波长的奇数倍，则该点振动加强。设振动加强点的横坐标为x,则|(x-xM)-x)|=-2 /I,(/2=1,3,5.)0 x%2=3m、X3=5m、X4=7m、X5=9m、X6=llm所以两波叠加后MN间有6 个振动加强点，故 C 错误；D.两波叠加后x=3m处质点是振动加强点答案第6 页，共 17页A=2A=6cm故 D 正确。故选BDo10.BC【详解】根据题意，对滑块受力分析，由于滑块在。点和点弹簧的形变量相同，则受弹簧的弹力大小相等，设为T,如图所示mg+T cos a=NN2=mg-T COS P由牛顿第三定律可知，在。点时对地面的弹力大于在b 点时对地面的弹力，故 A 错误；B.由平衡条件有Tsin a=/Tsin/?=有题意可知a ft即在点时对地面的摩擦力小于在b 点时对地面的摩擦力，故 B 正确；C.根据题意，由平衡条件可知，地面对滑块的作用力与弹力和滑块重力的合力等大反向，由图可知，在a 点时，弹力和滑块重力夹角较小，则弹力和滑块重力的合力较大，则地面对滑块的作用力较大，由牛顿第三定律可知，在 a 点时对地面的作用力大于在点时对地面的作用力，故 C 正确；D.根据题意可知，置于时间弹簧恢复原长时，滑块与地面间没有摩擦力，给 D 错误。答案第7 页，共 17页故选BCo11.AC【详解】A.设小球从c 点沿de方向飞出的速度为%，历的变成为/；小球从a 到 c,的过程,根据逆向思维，可认为小球从从c 到”做类平抛运动，沿方向有L=沿仍方向有a=gsin6,l=a r,vcb=at在 a 点时，有tana=也联立解得t _/Lsina/gLsinOcosa sin 0 sin a _ sin erVgsinOcosa V sin cos a 2 cos a故 A 正确；B.小球从到c 重力势能增加八 厂 .八 mgLsindsinaAEP=mgn=mg I sin 8=-2 cos a故 B 错误；C.根据机械能守恒可知，小球触地时速度大小等于小球在。点时的速度大小，则有-F/gLsin。U 地=匕=VV0+Vcb-、一V sin a cos a故 C 正确；D.小球触地时的竖直分速度为-7/.Lsin6sina0=J 唯一外=-vV cos a小球触地时重力的瞬时功率为c IgLsin0sinaP=叫 八=mg-V cos a故 D 错误。故选ACo12.ABD【详解】A.根据题意可知，M 进入磁场后，M 做减速运动，N 做加速运动，则 M 刚进入答案第8 页，共 17页磁场时，N 在磁场中的加速度最大，则有EE=BL%,I=,F=BIL由牛顿第二定律有联立可得尸=如2R故 A 正确;卜=咻解得B.根据题意，对 N 由动量定理有3又故 B 正确；q=/AZ联立可得BLq53解得外3BLC.根据题意可知，若 N 出磁场时，M 恰好追上N,则回路中产生的焦耳热最少，设此时M的速度为叭由动量守恒定律有tnvQ=mv+m-解得八 组3由能量守恒定律可得，回路中产生的焦耳热为。1厢 一-偿）亭仔）=答案第9 页，共 17页则M 中产生焦耳热的最小值为QM=QQ=机片故 C错误；D.根据题意，在磁场过程，设两棒相对靠近的位移为Ax,由公式石_ 6 -E-E=,I=-，q=Itt 2R联立可得联立解得由于两杆在磁场内未相撞，则有N的初始位置到他的最小距离为故 D正确。故选A B D od_ d md2(x+L)t 2?7 -2 L?【详解】(1)1 根据光电门工作原理，滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小(2)2 根据运动学知识，滑块在0B段运动可得v2 d2L 2LC(3)3 实验过程中，根据能量守恒定律，可知弹性势能全部转化为摩擦内能，则Ep m=f(L +x)滑块在03 段运动过程，由牛顿第二定律，得f =ma联立解得md2(L+x)答案第1 0 页，共 1 7 页1 4.596.0 1192.0 大于 小【详解】（1）1 根据电路图将实物图补充如下（2）2 电阻箱的读数为0 xl0000Q+0 xl000Q+5xl00Q+9xl0Q+6xlQ+0 x0.1Q=596.0Q（3）3 根据串联电路的分压特点有R-U8=1 =2R-u3代入数据解得R、,=2R=1192.0C（4）实验中在断开S 2,调整电阻箱接入电路阻值时，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律/上%可知总电流减小，滑动变阻器的左边部分电压增大，则电压表的指针指在满刻度的;处时,电阻箱两端的电压大于;U,则有答案第I I 页，共 1 7 页-=2R-u3可得RVK 2R=心测则实际测出的电压表内阻的测量值大于真实值；5 若 越大，滑动变阻器的左边部分电压变化小，电阻箱两端的电压越接近满偏电压的三分之一，测量误差就越小。1 5.(1)56；(2)【详解】(1)选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，初状态氧气压强p =9.6 x l()6 p a,设充满“个氧气袋后，氧气瓶内的氧气压强也为p =L 2 x l()6 p a时，无法再给氧气袋充气，分装过程是等温变化，根据玻意耳定律得P%=P (匕+叫)代 入%=40 L,V/=5L,解得 =56(2)根据玻意耳定律，分装一次有p%=p 4%+A V)分装二次四%=化(%+村)分装三次=小 化+“)依次类推，第 次分装后P“T%=P.(+A V)可得答案第1 2 页，共 1 7 页30代入数据解得16.(1)型N;(2)lkgM mg s i n 0+jumg c o s 6解得M l k g为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P的质量需满足的条件为1 k g A/)(M该 高 度 差 与 R 无关，即高度差不变。综上所述，乙运动过程的最高点与A 点间的高度差为定 值。答 案 第 17页，共 17页