2023届山东省临沂市普通高中学业水平等级考试模拟（一模）物理试题（含答案解析）.pdf

2023届山东省临沂市普通高中学业水平等级考试模拟（一模）物理试题学校:姓名：班级：考号：一、单选题1.图甲为研究光电效应的电路,K 极为金属钠（截止频率为5.53xlO H z,逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图。氢原子光谱中有四种可见光，分别是从=6、5、4、3 能级跃迁到 =2 能级产生的。下列说法正确的是（）甲 乙A.氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K 极金属发生光电效应B.大量处于 =5 能级的氢原子最多能辐射出8 种不同频率的光C.仅将图甲中P 向右滑动，电流计示数一定变大D.仅将图甲中电源的正负极颠倒，电流计示数一定为02.如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲乙两个互感器（均为理想器材），两互感器原线圈的匝数比分别为200：1 和 1：2 0,降压变压器原副线圈的匝数比为200：1,电压表的A.互感器甲是电流互感器，互感器乙是电压互感器B.输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%C.用户端的电压力为200VD.用户使用的用电设备增多，流过电流互感器的电流减小3.一定质量的理想气体经历了如图所示的、be、cd、加四个过程，其中加的延长线通过坐标原点，气体4、b、C、”四个状态的压强与温度的关系如图所示，则（）A.气体在he过程中体积的变化量等于da过程中体积的变化量B.气体在浦过程中内能的增加量小于cd过程中内能的减少量C.气体在外过程中吸收的热量等于cd过程中放出的热量D.气体在 过程中吸收的热量小于cd过程中放出的热量4.战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加5 0%,对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2 H z,下列说法正确的是（）A.该时刻。点的振动方向沿y 轴负方向B.该绳波传播速度为2m/sC.再经过0.25s,Q 点到达x 轴上方对称位置D.从该时刻开始计时，质点P 的振动方程为y=20sin（加+zr）cm5.如图所示，倾角为30。的光滑斜坡足够长，某时刻A 球和B 球同时在斜坡上向上运动，开始运动时A 球在斜坡底，初速度是10m/s,B 球在斜坡上距离坡底6m 的地方，初速度是5m/s,经过时间，两球相遇，相遇点到坡底的距离为L,重力加速度g=10m/s2,则（）试卷第2 页，共 9 页B0X30A./=1.4 sB.，=2.2sc.L=8.4mD.A=4.8 m6.人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程.设两个黑洞A、B 绕其连线上的。点做匀速圆周运动，如图所示，黑洞A 的轨道半径大于黑洞B 的轨道半径，两个黑洞的总质量为M,两个黑洞中心间的距离为L,则（）A.黑洞A 的质量一定大于黑洞B 的质量B.黑洞A 的线速度一定小于黑洞B 的线速度C.其 运 动 周 期 丁=但 也V GMD.两个黑洞的总质量M 一定，L 越大，角速度越大7.某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温（教室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定量的气体，与 A相连的8 管插在水银槽中，B管内水银面的高度x 可反映所处环境的温度，据此在B 管上标注出温度的刻度值。当教室内温度为7时，8 管内水银面的高度为20cm。B 管的体积与大玻璃泡A 的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的 是（）A.B 管上所刻的温度数值上高下低B.B 管内水银面的高度为16cm时，教室内的温度为17C.B 管上所到的温度数值间隔是不均匀的D.若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高8.如图所示，真空中有一个边长为L 的正方体，正方体的两个顶点处分别放置一对电荷量都为q 的正、负点电荷。图中的“、b、c、”是其他的四个顶点，下列表述正确的是（）B.a、c 两点电场强度的比值为2正C.a、b、c、d 四个顶点处电场方向不相同D.将正点电荷移到c点，点的电场强度不变二、多选题9.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过。的法线成6 角射入。C为光学传感器，可以探测光的强度，从 AB面反射回来的光强随角6 变化的情况如图乙所示.现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），用同种激A.图甲中若减小入射角仇则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小B.该新材料的折射率为近C.若该激光在真空中波长为几，则射入该新材料后波长变为也22D.若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则角需满足0尸180。10.如图所示，两质量相等的物块A、B 通过一轻质弹簧连接，B 足够长、放置在水平地面上，两物块间的接触面光滑，物块B 与地面间的摩擦因数为。在物块A 上施加试卷第4 页，共 9 页一个水平拉力F,使 A、B 一起向右做匀速运动，弹簧始终处在弹性限度内。某时刻撤去 水 平 拉 力 凡 则（）-FA-二 扇:）/A.撒去产的瞬间，物块A 的加速度为B.弹簧第一次恢复到原长时，物块A 相对地面的速度可能向右C.物块A 最终一定会停在物块B 上D.之后任意一段时间内地面对物块B 摩擦力的冲量方向一定向左11.细线拉着一质量为根的带电小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，该区域内存在水平方向的匀强电场（图中未画出），小球所受电场力水平向右，大小是其重力的百倍，圆周上A 点在圆心的正上方，小球过A 点时的速度大小为,方向水平向左，除受重力、电场力及细线的拉力外小球不受其他力的作用，重力加速度为g,在小球做圆周运动的过程中（）R 0A.小球最小速率为J%2-2gRB.小球速率最小时其电势能最大C.若小球过A 点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为显3D.若小球过A 点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为圆212.如图所示，两电阻不计的光滑平行导轨水平放置，MN部分的宽度为2/,PQ 部分的宽度为/,金属棒和的质量分别为2,“和?，其电阻大小分别为2R和 七 和 b分别静止在MN和 PQ上，垂直于导轨且相距足够远，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为瓦 现对金属棒a 施加水平向右的恒力F,两棒运动时始终保持平行且。总在MN上运动，。总在PQ 上运动，经过足够长时间后，下列说法正确 的 是（）XX-QXA.金属棒a 与 b均做匀速直线运动且距离逐渐减小B.金属棒。与均做匀变速运动且加速度之比为1：2C.流过金属棒。的电流大小为RD.回路中的感应电动势保持不变大小为工三、实验题1 3.某同学用如图甲所示装置验证小车加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连,固定在小车上的挡光片宽度为d,光电门传感器固定在轨道上。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间A f,实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F。改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得1多组和居根据测得的数据在坐标系孑中，得到如图乙所示的点和一条过原点的直线。试卷第6页，共 9页r/s2。)2乙600005000040000300002000010000()2 25F/N(1)关于该实验的说法，下 列 正 确 的 是；A.实验操作过程中需要适度抬高轨道的左端来平衡摩擦B.该实验中，钩码的质量需远小于小车质量C.小车加速时，弹簧测力计的示数小于所挂钩码所受重力大小的一半D.在误差允许的范围内，小车加速度与悬挂的钩码所受的重力大小的一半成正比。(2)在实验操作完全正确的情况下，若小车的位移为x,小车的质量为“，请写出关于F 的函数表达式；(3)该同学实验后发现图像在纵轴上有一正截距，原因可能是。14.某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的器材有：一个电阻箱R(最大阻值99.9C),一个量程为“0 200mA”内阻是10。的电流表A,一个阻值为 5 c 的定值电阻 凡，一个开关和若干导线(1)同学们利用欧姆表来核实电流表A 及定值电阻凡的阻值，己知它们的阻值都是准4确的，当欧姆表两表笔与电阻相连时，欧姆表指针恰好偏转到满刻度的不，当欧姆表两表笔与电流表A 相连时，欧 姆 表 指 针 将 偏 转 到 满 刻 度 的 (用分数表示)，连 接 时 要 注 意 红 表 笔 要 与 电 流 表 的 (填“正”或“负”)接线柱相连。(2)由于电流表A 的量程较小，考虑到安全因素，同学们利用定值电阻凡将该电流表进行改装，改装后的量程为。(3)设计的测量电路如下图所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数/,并计 算 出;，得到多组数据后描点作出R-；图线如图所示，则该电源的电动势E=V,内阻r=C。(结果保留两位有效数字)四、解答题15.如图所示，为透明材料制成的一件艺术摆件的截面图，上半部分是半径为R 的半圆形，一细光束沿径向射入，在底面8 点恰好发生全反射，0A 是圆心0 到底面的高，已QOA =A B=R,光在真空中传播的速度为c,求：4(1)该透明材料的折射率；(2)最终从透明艺术摆件射出的光线与最初的入射光线相比偏转的角度；(3)光在透明艺术摆件中传播的时间。16.如图所示，竖直面内有光滑斜面AB和光滑半圆轨道8 c 在 B 点平滑连接，半圆轨道的半径 为 凡 一质量为m 的小球从A 点由静止滚下，恰好能通过半圆轨道最高点C点，之后小球又恰好垂直落到斜面AB上，小球可视为质点，重力加速度g 已知，求：(1)A 点到水平面8 0 的高度H：1 7.如图所示，光滑水平面AB的左侧有-固定的竖直挡板，在 8 端放置两个滑块，滑块甲的质量M=0.4kg,滑块乙的质量?=0.2kg,两滑块间固定一压缩弹簧(图中未画出)，水平面B 端紧靠倾角。=37。的传送带，传送带与水平面通过B端小圆弧平滑连接，传试卷第8 页，共 9 页送带逆时针转动，速率恒为叫2 m/s。现解除滑块间弹簧，两滑块分别向左右弹开，滑块乙经过8处冲上传送带，恰好到达C端，然后返回到8端。已知光滑水平面A、8长度为6 m,B、C两端间的距离乙=3.2 m,滑块与传送带间的动摩擦因数=0.5 ,取g =1 0 m/s2,滑块与竖直挡板、两滑块间的碰撞均为弹性碰撞。滑块通过B处时无机械能损失。两滑块均可看作为质点。求：(1)压缩弹簧储存的弹性势能E p；(2)滑块乙从8端滑上传送带到第一次回到B端的时间f；(3)滑块乙第一次返回到4 8 面上后与滑块甲碰撞的位置及碰后二者的速度大小。1 8.如图所示，在平面坐标系X。)，中，在 x 轴上方空间内充满匀强磁场I ,磁场方向垂直纸面向外，在第三象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场，一质量为，电荷量为q的带正电离子从x 轴上的(-3 乩0)点射入电场，速度方向与x 轴正方向夹角为4 5。，之后该离子从N(-d,0)点射入磁场I ,速度方向与x 轴正方向夹角也为4 5。，速度大小为h离子在磁场【中的轨迹与y 轴交于尸点，最后从。(3 d,0)点射出第一象限，不计离子重力。(1)求第三象限内电场强度的大小E;(2)求出P点的坐标；(3)边长为d 的立方体中有垂直于AACC面的匀强磁场H,立方体的A 8 C。面刚好落在坐标系x O y 平面内的第四象限，A点与。点重合，AO边沿x 轴正方向，离子从。点射出后在该立方体内发生偏转，且恰好通过C点，设匀强磁场I 的磁感应强度为巴，匀强磁场H的磁感应强度为B2,求名与鸟 的比值。参考答案：1.A【详解】A.从=6、5、4、3 能级跃迁到 =2 能级产生的光的能量分别为3.02eV、2.86 eV、2.55 eV,、1.89 e V,大于2.29eV的跃迁有三种，即氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K 极金属发生光电效应，选项A 正确；B.大量处于=5 能级的氢原子最多能辐射出C；=10种不同频率的光，选 项 B 错误；C.仅将图甲中尸向右滑动，正向电压变大，则开始阶段电流计示数变大，当达到饱和光电流时，电流不再增加，选项C 错误；D.仅将图甲中电源的正负极颠倒，光电管加反向电压，仍有光电子到达A 极，即电流计示数不一定为0,选项D 错误。故选A。2.B【详解】A.互感器甲并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器乙串联在电路中，是电流互感器，故 A 错误；B.电流表的示数为5 A,互感器原、副线圈的匝数比1：2 0,则线路上电流/=100A,线路上损耗的功率%=/2 r =2ookw电压表的示数为2 2 0 V,匝数比为200：1,所以输送电压U=44000V,功率p=U=4400kW则输电线路上损耗的功率约占输电总功率的篇、1。%=45%故 B 正确；C.降压变压器初级电压U3=44000V-100 x 20V=420()0V用户端的电压U4=2 =210V200选项c 错误；D.用户使用的用电设备增多，用户回路电流变大，则输送电流变大，流过电流互感器的电答案第1 页，共 16页流变大，故 D 错误。故选B。3.D【详解】A.气体在税过程是等温压缩，压强增大到b 态 的 1.5倍，则体积变为b 态 的;；击过程是等温膨胀，压强变为d 态 压 强 的 则 体 积 变 为 d 态体积的2 倍；因必两态体积相等，设 为 V,则 c 态体积|匕 d 态体积g 匕 气体在儿 过程中体积的变化量小于血过程中体积的变化量，选项A 错误；B.气体在外过程中温度变化量等于cd过程中温度变化量，则气体在过程中内能的增加量等于过程中内能的减少量，选 项 B 错误；C D.由以上分析可知，气体在外过程中体积不变，则WabO气体在M 过程中体积减小，则Wcd0则气体在外过程中吸收的热量Q.h=ahM 过程中放出的热量Q%其中气体在外过程中吸收的热量小于cd过程中放出的热量，选项C 错误，D 正确。故选D。4.C【详解】A.由波形图可知，该时刻。点的振动方向沿y 轴正方向，选项A 错误；B.该绳波传播速度为2 4v=m/s=8m/sT 0.5选项B 错误；C.再经过0.2 5 s=g r,。点到达x 轴上方对称位置，选项C 正确；答案第2 页，共 16页D.从该时刻开始计时，开始时P 振动方向沿y 轴负向(0=2兀 f -4OTad/s则质点P 的振动方程为y=20 sin(4m+zr)cm选项D 错误。故选C。5.C【详解】两球在光滑斜面上运动的加速度均为a=1ng si 9=gsin0=5m/s2m根据题意有vAl-1 a t2 =d,+v1 ,Bt-a f解得r=1.2s此过程中A 球发生的位移为1,1 ,L=vAtaf=(10 x1.2-x5x 1.2)m=8.4m即相遇点到坡底的距离为8.4m。故选C。6.C【详解】A.设两个黑洞质量分别为，阳、m s,轨道半径分别为R,、RB，角速度为。则由万有引力定律可知笔见嗯联立可以得到区=生而&，所以答案第3 页，共 16页 A?B故选项A 错误；B.由于二者角速度相等，则线速度分别为%=叫%=叫则故选项B 错误;C D.联立方程式史沪=2区&+RB=L可以得到M=%+=而且T 上C O整理可以得到T 9nrT=27rJ-NGM可知当总质量M 一定，乙越大，则 7 越大，角速度越小，故选项C 正确，D 错误。故选C。7.D【详解】A.当温度升高时，管内气体体积变大，B 管液面降低，则 B 管上所刻的温度数值上低下高，故 A 错误；B.B 管的体积与大玻璃泡A 的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，则当温度为7时候，设温度为Z=273K+7K=280K答案第4 页，共 16页玻璃泡A 内气体压强为Pi=76cmHg-20cmHg=56cmHg温度改变为q 时，气体压强为=76cmHg-1 6cmHg=60cmHg根据0可得T2=300K=27选 项 B 错误；C.温度改变为7 时，气体压强为p=76-x根据旦=4T、-T可得T=380-5%则 B 管上所到的温度数值间隔是均匀的，选项C 错误；D.若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，大气压强比地面偏小，导致A 内体积偏大，管内液面下降，则测出的温度比实际偏高，故 D 正确。故选D。8.B【详解】A.因收两点在过等量异号电荷连线的中垂面上，可知。点电势等于c 点电势，选项 A 错误；B.。点电场强度2 3两电荷在c 点产生的场强竖直方向的分量低消，则水平方向叠加的电场强度纥&3c os 45=旦（伍 了 2Z7则。、c 两点电场强度的比值为的比值为2及，选项B 正确；答案第5 页，共 16页C.“、氏 c、”四个顶点都处在两电荷连线的中垂面上，则四点处电场方向相同，选项C 错误；D.原来匕点在两电荷连线的中垂面上，。点场强方向垂直中垂面指向负电荷一方；将正点电荷移到c 点，人点仍在两电荷连线的中垂面上，匕点场强方向仍垂直中垂面指向负电荷一方，但是由于两个中垂面不同，则人点的电场强度一定不同，则场强要变化，选 项 D 错误。故选B。9.BC【详解】A.图甲中若减小入射角仇则反射角减小，折射角也减小，则和折射光线之间的夹角将变大，选项A 错误；B.由图乙可知，当入射角大于45。时，反射光线的强度不再变化，可知临界角为C=45。，则该新材料的折射率为选 项 B 正确；C.若该激光在真空中波长为力，则A=-f射入该新材料后波长变为了=上=也 几f nf 2选项c 正确；D.若该束激光恰好不从光导纤维束侧面外泄，则夕角需满足sin an=-sin(J1n=-sin(90-a)解得月=30。则若该束激光不从光导纤维束侧面外泄30/?-Ksin。24 7017.(1)9.6J；(2)2s；(3)距 A 端 4m 处发生第一次碰撞，-m/s,gm/s【详解】(1)设滑块乙上滑过程中的加速度为4,则有mg sin 0+jLiing cos 0=ma解得q=10m/s2滑块乙上滑过程中做匀减速运动直至速度减为零，则吨=2a、L解得y乙=8m/s由动量守恒得答案第12页，共 16页A/v,p=mv乙解得%=4m/s弹簧储存的弹性势能1,1,EP=-M vv+-mv=9.6J(2)设滑块乙从B 点运动到C 点所用时间为4,则v乙=%八解得/=0.8s滑块乙下滑过程中，设刚开始下滑阶段加速度大小为。2,则有mg sin 0+/z zg cos 9=ma2解得a2=10m/s2设滑块乙从C 点向下加速度到与传送带速度相同时间为弓，位移为王，则有1V=2、=Vt2解得t2=0.2s、%=0.2m由于mg sin d mg cos 0滑块继续向下加速，设加速度为%,则mg sin 0-pmg cos 0=may解得a3=2m/s2之后运动到B 点所用时间设为G,则有答案第13页，共 16页解得71 2LX =%+卬3t3=I s则滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到3端的时间/=4 +，2 +A =2 s(3)滑块乙回到B端的速度吃=v +矶=4 m/s由于s 甲=8 m此时滑块甲与挡板碰撞后返回到距A端 2m处，由于v 甲=或=4 m/s可以判断得出滑块在距A端 4m处发生第一次碰撞；滑块甲与滑块乙碰撞过程，以向右问正方向，根据动量守恒得Mvtv 一小吃=乙2根据能量守恒得；“谛+；加吩=g M鼎2 +；机吃联立解得4 ,vq i2=-m/s.v乙2=型 m/s34可知碰后甲、乙的速度大小分别为m/s,1 8.(1)3答案第1 4 页，共 1 6 页【详解】(1)粒子在M点的速度大小为M,则v c o s 4 5 0 =v c o s 4 5则vz=v粒子在电场中从M点到N点运动的时间为3 加速度为，则2 4/=v r c o s 4 5 qEa-2m.2 v s in4 5I=-a解得场强大小2 tnvE=-2qd(2)由几何关系可知R=2设尸点的坐标为，则R2=d2+(yp+2d)2解得yp=(y/l-2)d则尸点的坐标为(0,(J 7-2)d)(3)粒子在匀强磁场I 中v2qvB、=m离子在匀强磁场I I 中做匀速圆周运动的半径&，则答案第1 5 页，共 1 6 页qvB2=mR?由几何关系盾=(扃+(6-尸解得凡=-3 d2联立解得2=2B2 R带入数据B _ 3/2瓦一丁答案第16页，共 16页