山东省淄博市桓台县陈庄中学2023年高三物理测试题含解析

山东省淄博市桓台县陈庄中学2023年高三物理测试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，在直角框架MQN上，用轻绳OM、ON共同悬挂一个物体。物体的质量为m，ON呈水平状态。现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°，在旋转过程中，保持结点O位置不变。则下列说法正确的是（）A.绳OM上的力一直在减小B.绳ON上的力一直在增大C.绳ON上的力先增大再减小D.绳OM上的力先减小再增大参考答案：AC【详解】现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°，保持结点O位置不变，可以认为保持框架不动，让悬挂物体的细线拉力不变，以O点顺时针转过90°，根据矢量三角形法则可得ON和OM的拉力变化如图所示：根据图中的线段长短的变化情况可知，FN先增大后减小、FM逐渐减小，故AC正确、BD错误。2.“好奇号”火星探测器发现了火星存在微生物的更多线索，进一步激发了人类探测火星的热情。如果引力常量G己知，不考虑星球的自转，则下列关于火星探测的说法正确的是A.火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动时，其所受合外力为零B.若火星半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，则火星表面的重力加速度一定大于地球表面的重力加速度C.火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动时，如果测得探测器的运行周期与火星半径，则可以计算火星质量D.火星探测器沿不同的圆轨道绕火星运动时，轨道半径越大绕行周期越小参考答案：C解：A：火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动时，其所受合外力充当向心力，不为零。故A项错误。B：在星球表面得，据题意、，解得：。故B项错误。C：火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动时：，则；如果测得探测器的运行周期与火星半径，则可以计算火星质量。故C项正确。D：火星探测器沿不同的圆轨道绕火星运动时：，则；火星探测器轨道半径越大，绕行周期越大。故D项错误。【点睛】万有引力解题的两种思路：1、物体在天体表面时重力近似等于它所受的万有引力；3.（多选题）下列关于机械能守恒的说法中，正确的是A．若只有重力做功，则物体机械能一定守恒

B．若物体的机械能守恒，一定是只受重力C．作匀变速运动的物体机械能可能守恒

D．物体所受合外力不为零，机械能一定守恒参考答案：AC4.（多选）如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是A．A点场强一定大于B点场强B．在B点静止释放一个电子，将一定向A点运动C．正电荷从A点运动到B点，其电势能一定减小D．正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向参考答案：BC5.2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞。已知太阳系绕银河系中心匀速运转,下列哪组数据可估算出该黑洞的质量

(

)

A．地球绕太阳公转的周期和速度

B．太阳的质量和运行速度C．太阳的质量和太阳到MCG6-30-15距离

D．太阳运行速度和太阳到MCG6-30-15距离参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.甲、乙两个物体静止在光滑的水平桌面上，m甲＞m乙，当甲物体获得某一速度后与静止的乙物体发生弹性正碰，碰撞后，系统的总动量不变（选填“减小”、“增大”或“不变”），甲的速度小于乙的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．参考答案：考点：动量守恒定律．分析：两物体碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可分析答题．解答：解：两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，碰撞后系统总动量不变；设甲的初速度为v0，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m甲v0=m甲v甲+m乙v乙﹣﹣﹣①物体发生弹性碰撞，机械能守恒，由机械能守恒定律得：m甲v02=m甲v甲2+m乙v乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解得：v甲=，v乙=，已知：m甲＞m乙，则v甲＜v乙；故答案为：不变，小于．点评：本意主要考查了碰撞过程中动量守恒定律得应用，注意弹性碰撞机械能守恒，难度适中．7.质量为m1

m2

m3的三个物体从上到下叠放在一起，先使它们一起自由下落，再设法使它们一起匀速下落，则在先后两次情况中，质量为m2的那个物体受到的合外力之差为参考答案：8.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：9.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5eV．为了使该金属产生光电效应，入射光子的最低能量为

▲

A．1.5eV

B．3.5eV

C．5.0eV

D．6.5eV参考答案：

B

10.如图所示，一竖直轻杆上端可以绕水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球，力F=mg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆由静止开始转动，若转动过程保持力F始终与轻杆垂直，当轻杆转过的角度θ=30°时，小球的速度最大；若轻杆转动过程中，力F的方向始终保持水平方向，其他条件不变，则轻杆能转过的最大角度θm=53°．参考答案：【考点】：动能定理的应用；向心力．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）由题意可知：F始终对杆做正功，重力始终做负功，随着角度的增加重力做的负功运来越多，当重力力矩等于F力矩时速度达到最大值，此后重力做的负功比F做的正功多，速度减小；（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于轻杆的中点，当轻杆转过的角度θ时，重力力矩等于F力矩，此时速度最大，则有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案为：30°；53°【点评】：本题主要考查了力矩和动能定理得直接应用，受力分析是解题的关键，难度适中．11.发生衰变有多种可能性。其中的一种可能是，先衰变成，再经一次衰变变成（X代表某种元素），或再经一次衰变变成和最后都衰变成，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④四个过程中

是α衰变；

是β衰变。参考答案：②③，①④②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变。12.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的_________增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题12A-1图所示,则T1_________(选填“大于冶或“小于冶)T2.参考答案：13.如图为某一简谐横波在某时刻的波形图，已知该机械波传播的速度为2m/s，此时质点a振动方向沿y轴正方向。则质点a的振动周期是

s，从此时刻开始质点b第一次到达波谷需要的时间是

s。参考答案：2

1．．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量（包括桶以及桶内砂子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内砂子质量）记为M．验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比．从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的砂子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a﹣F图象，图象是一条过原点的直线．（1）a﹣F图象斜率的物理意义是．（2）你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：合理．（填“合理”或“不合理”）参考答案：考点：验证牛顿第二运动定律．.专题：实验题．分析：该实验研究的对象为系统，保持系统质量不变，沙桶的重力等于系统所受的合力，改变重力即可改变系统所受的合力，从而可探究加速度与合力的关系．解答：解：（1）将车内的沙子转移到桶中，就保证了M+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a=，可见a﹣F图象斜率的物理意义是，即系统的总质量倒数（小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和倒数）（2）因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，当作合外力F是合理的．故答案为：（1）（2）合理点评：解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和合力的关系．保持合力不变，改变系统质量，可探究加速度与质量的关系．15.如图甲为测量重力加速度的实验装置，C为数字毫秒表，A、B为两个相同的光电门，C可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔．开始时铁球处于A门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，A门开始计时，落到B门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A、B两个光电门的时间间隔t，测量A、B间的距离x．现将光电门B缓慢移动到不同位置，测得多组x、t数值，画出随t变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k，则由图线可知，当地重力加速度大小为g=

；若某次测得小球经过A、B门的时间间隔为t0，则可知铁球经过B门时的速度大小为

，此时两光电门间的距离为

．参考答案：2k，2kt0，k．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】根据位移时间公式得出A到B过程中位移时间的表达式，得出﹣t的表达式，结合图线的斜率求出重力加速度的大小，再依据运动学公式，即可求解经过B光电门的速度，及两光电门的间距．【解答】解：小球做自由落体运动，出发点在A点，设小球在A点的速度为0，则小球从A到B的过程：x=gt2，则=gt，可知﹣t成一次函数，斜率k=，解得：g=2k．依据速度公式，则有：vB=gt0=2kt0；而两光电门的间距d==k；故答案为：2k，2kt0，k．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，平行光滑导轨AB、CD倾斜放置，与水平面间的夹角为，间距为L导轨下端B、D间用电阻R=2r相连。一根质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直放在导轨上，与导轨接触良好，方向始终平行于水平地面。在导轨问的矩形区域EFGH内存在长度也为L、垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻由静止释放导体棒MN，恰好t1在时刻进入磁场EFGH并做匀速直线运动。求：

(1)导体棒MN进入磁场前，电阻R两端的电压U;

(2)导体棒MN在磁场中匀速运动时的速度秒v;

(3)导体棒MN在磁场中匀速运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。参考答案：17.用一根长为l的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角．现突然将该电场方向变为向下但大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)小球经过最低点时丝线的拉力．参考答案：18.图1－10为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g.求：(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；(3)已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？参考答案：(1)质量为m的鱼饵到在管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mg＝m

①由①式解得v1＝

②(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Ep＝mg(1.5R＋R)＋mv

③由②③式解得Ep＝3mgR

④(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，