山东省日照市2023届高三下学期三模物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三校际联合考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在力学中，物体间的相互作用抽象为力的概念。下列有关力的说法，正确的是（）A.物体的运动状态发生变化，所受合力的大小一定变化B.重心可以看作是物体所受重力的作用点C.桌面上的书本受到向上的支持力，是因为书本发生了形变D.爬杆表演时，杂技演员沿竖直杆匀速上爬，受到的摩擦力方向竖直向下〖答案〗B〖解析〗A．力是改变物体运动状态的原因，力可以是恒力也可以是变力，故A错误；B．重心是重力的等效作用点，可以看作是物体所受重力的作用点，故B正确；C．桌面上的书本受到向上的支持力，是因为桌面发生了形变，故C错误；D．爬杆表演时，杂技演员沿竖直杆匀速上爬，演员受到重力和摩擦力，二力平衡，所以摩擦力方向竖直向上，故D错误。故选B。2.能够揭示原子的核式结构模型的是（）A.粒子散射实验 B.伦琴射线的发现C.对阴极射线的研究 D.天然发射现象的发现〖答案〗A〖解析〗卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型，故选A。3.如图所示，理想变压器输入端、所接电压随时间的变化关系，灯泡上标有“”的字样。定值电阻，。闭合开关后，灯泡正常发光，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗原线圈电压灯泡正常发光，流过灯泡的电流副线圈电压理想变压器原、副线圈的匝数比为故选A。4.关于光电效应，下列说法正确的是（）A.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，此金属的逸出功越小B.无论光的频率多低，只要光照时间足能长就能产生光电效应C.同种金属逸出光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.遏止电压与入射光的频率无关〖答案〗C〖解析〗A．金属的逸出功是其本身的属性，与其它因素无关，故A错误；B．只有光的频率达到极限频率时才能产生光电效应，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程，同种金属逸出光电子的最大初动能与入射光的频率有关，故C正确；D．根据遏止电压与入射光的频率有关，故D错误。故选C5.在同一水平面内平行正对放置的两相同细金属杆、，分别带有沿杆均匀分布的等量异种电荷，如图所示。水平面上方的点到每杆两端点的距离都相等，点是点在水平面内的投影点（、两点图中末标出）。下列说法正确的是（）A.点的电场强度大小为零B.将负试探电荷从点沿连线移到点的过程中，其电势能不断减小C.在点另放入一个正点电荷后，点的电势一定升高D.在点另放入一个负点电荷后，点的电场强度可能减小〖答案〗C〖解析〗A．等量异种点电荷中垂线上点的电场强度不为零，所以点的电场强度大小不为零，故A错误；B．等量异种点电荷中垂线是等势线，将负试探电荷从点沿连线移到点的过程中，其电势能不变，故B错误；C．Q点的电势是各个点电荷在Q点电势的代数和，在点另放入一个正点电荷后，点的电势一定升高，故C正确；D．Q点的电场强度是各个点电荷在Q点电场强度的矢量和，点的电场强度增大，故D错误。故选C。6.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，原理示意图如图所示。图中直流电源电动势为，电容器的电容为。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，电阻不计。导轨间存在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场（图中末画出），炮弹等效为一质量为、电阻为的金属棒，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨接触良好。首先开关接1，使电容器完全充电。然后将开关接至2，开始向右加速运动。已知达到最大速度后才离开导轨，忽略空气阻力，则（）A.直流电源的端是正极B.刚开始运动时，加速度大小为C.离开导轨时，电容器已经放电完毕D.离开导轨时，电容器上剩余的电荷量为〖答案〗D〖解析〗A．MN向右加速，则安培力向右，磁场方向垂直于导轨平面向上，可知电流从N到M，则电容器下极板带正电，即直流电源的b端是正极，选项A错误；B．MN刚开始运动时，加速度大小为选项B错误；C．MN达到最大速度才离开导轨，此时MN中电流为零，即MN产生的感应电动势等于电容器两板间的电压，此时电容器还没有放电完毕，选项C错误；D．当电容器充电完毕时，设电容器上电量为Q0，有Q0=CE开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vmax时，设MN上的感应电动势为E′，有E′=BLvmax依题意有设在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力为，有由动量定理，有又联立得选项D正确。故选D。7.2023年5月11日，天舟六号货运飞船成功对接中国空间站天和核心舱，空间站和另一地球卫星的轨道如图所示，二者的运动均可看成匀速圆周运动。已知卫星-地心的连线与卫星—空间站的连线的最大夹角为，地球半径为，空间站距地面的高度为，万有引力常量为，重力加速度为，忽略地球自转。下列判断正确的是（）A.中国空间站的运行周期为B.卫星的轨道半径为C.空间站与卫星的线速度之比为D.空间站与卫星的角速度之比为1：〖答案〗D〖解析〗A．在地表附近万有引力近似等于重力，则根据万有引力提供向心力可知解得故A错误；B．根据题意结合几何关系可知卫星的轨道半径为故B错误；CD．由万有引力提供向心力可得解得所以空间站与卫星的线速度之比为，角速度之比为1：。故C错误，D正确；故选D。8.如图所示，三个同心圆、、的半径分别为、、，在圆区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。在圆和圆间的环形区域存在背向圆心的辐向电场，在圆和圆间的环形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的粒子，从圆边界上的A点沿半径方向以速度射入圆内，第一次从圆边界射出时速度方向偏转，经过辐向电场加速后，从圆边界上进入外环区域，粒子恰好不会从圆飞离磁场。已知磁感应强度，不计粒子的重力。则（）A.圆区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B.圆与圆两边界间辐向电场的电势差为C.粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动的最短时间为D.粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动最短时间为〖答案〗B〖解析〗A．如图根据由几何关系得，半径联立解得故A错误；B．如图根据几何关系，在圆和圆间的环形区域的匀强磁场偏转半径又联立解得U=故B正确；CD．粒子运动轨迹如图粒子圆区域内匀强磁场运动的周期粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动的最短时间为故CD错误。故选B。二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.下列说法正确的是（）A.光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性B.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的C.在组成太阳光的各种可见光中，紫光光子的能量最大D.宏观物体的波动性不易观察到，是因为它的波长太长〖答案〗BC〖解析〗A．光电效应和康普顿效应均反映了光的粒子性，故A错误；B．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的，故B正确；C．在组成太阳光的各种可见光中，紫光光子频率最大，能量最大，故C正确；D．宏观物体的波动性不易观察到，是因为它的波长太短，故D错误。故选BC。10.一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程、、回到原状态，其图像如图所示。其中的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（）A.气体在、两状态的体积相等B.的过程中，气体既不吸热也不放热C.气体在状态时的内能小于它在状态时的内能D.和两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同〖答案〗AD〖解析〗A．根据可知，气体在、两状态的体积相等，选项A正确；B．的过程中，气体温度不变，内能不变，压强减小，则体积变大，气体对外做功，则气体吸热，选项B错误；C．因c态的温度高于a态，可知气体在状态时的内能大于它在状态时的内能，选项C错误；D．和两个状态中，温度相同，分子运动的平均速率相同；b态压强大，体积小，分子数密度较大，则b态中容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数较多，选项D正确。故选AD。11.一质量为的物块恰好能沿倾角为的足够长斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑的过程中，在竖直平面内给物块一外力，与水平方向的夹角为，斜面始终处于静止状态，如图所示。已知重力加速度为，下列说法正确的是（）A.若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力水平向左B.若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零C.若，物块仍沿斜面匀速下滑D.若推着物块沿斜面匀速上滑，则的最小值为〖答案〗BC〖解析〗ABC．未加F时，物块匀速下滑，受力平衡，物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，由平衡条件得解得物块与斜面间的动摩擦因数物块匀速下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力为零；若，对物块施加一个水平方向的力，物块下滑过程中对斜面压力和摩擦力成比例增加，即物块对斜面的作用力方向没有变，则地面对斜面的摩擦力仍为零；若，对物体施加一个垂直于斜面方向的力F，物块下滑过程中，对斜面的压力增加F、摩擦力增加，如图所示根据几何关系可知故此时物块对斜面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零，在竖直平面内给物块一任意方向的外力F，此力F可以分解为垂直于斜面方向的力和沿斜面方向的力，而这两个分力对斜面的摩擦力均为零，所以无论施加什么方向的力，在B停止运动前，地面对斜面的摩擦力为零，物块仍沿斜面匀速下滑，故A错误，BC正确；D．若推着物块沿斜面匀速上滑，设F与斜面夹角，根据平衡条件得解得所以故D错误。故选BC。12.如图所示，水平传送带以的速率顺时针转动，左右两端点A、间距。光滑水平面、足够长的光滑斜面及传送带左侧平滑相连，竖直面内半径的光滑半圆形轨道与传送带右侧相切于点（物块通过各连接处时无机械能损失）。现将一质量的小物块（视为质点）自斜面上高度为的某点由静止释放，能顺利通过传送带从半圆轨道点水平拋出。已知物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度。下列判断正确的是（）A.物块通过半圆轨道点时对轨道的最小压力为零B.物块通过点时的最小速度为C.若物块总能以相同的速度通过轨道点，则最小为D.若物块总能以相同的速度通过轨道点，则最大为〖答案〗CD〖解析〗A．物块通过半圆轨道点对轨道的最小压力为零时，有此时无论h值多少，物块运动到D点时，速度均大于，所以物块通过半圆轨道点时对轨道的最小压力不可能为零，故A错误；B．若物块从A点由静止开始运动，根据解得，运动到B点时速度由因为从h高度滑下，所以物块通过点时的最小速度一定大于，故B错误；C．根据机械能守恒，若物块总能以相同的速度通过轨道点，则总能以相同的速度通过B点，通过B点时速度当h取最小时，物块在传送带上做加速运动，根据动能定理解得故C正确；D．当h取最大时，物块在传送带上做加速运动，根据动能定理解得故D正确。故选CD。三、非选择题：本题包括6小题，共60分。13.物理小组的同学们利用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下：①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起封闭一段空气柱；②测出空气柱的横截面积，通过刻度尺读取空气柱的长度，可得空气的体积；③从与注射器内空气柱相连的压力表读取空气柱的压强；④把柱塞迅速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气桂的体积和压强的几组数据；⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系。完成下列填空：（1）实验中出现错误的步骤是_______（选填步骤前的数字序号），应该纠正为______。（2）纠正了实验中的错误后，重新规范完成实验。用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线如图乙所示，根据绘制的图线，_______（选填“能”或“不能”）直观判断空气柱的压强与体积成反比，理由是________。〖答案〗（1）④把柱塞缓慢地向下压或向上拉（2）不能图线是曲线，只能猜想与成反比，需要转化为直线进一步检验〖解析〗（1）[1][2]实验中出现错误的步骤是④，为避免温度变化，应该纠正为把柱塞缓慢地向下压或向上拉。（2）[3][4]根据绘制的图线，不能直观判断空气柱的压强与体积成反比，理由是图线是曲线，只能猜想与成反比，需要转化为直线进一步检验。14.小灯泡的说明书上标明额定电压为，伏安特性曲线如图甲所示。某同学通过实验验证它的伏安特性，所使用的器材有：电压表（量程，内阻）；电流表（量程，内阻）；定值电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）；电源（电动势，内阻不计）；开关；导线若干。（1）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，在答题卡的虚线框内画出实验电路原理图______。（2）请根据原理图，用笔画线代替导线在图乙实物接线图中完成导线的连接______。（3）经验证，小灯泡的伏安特性曲线与说明书上的一致。现用另一电源（电动势，内阻）和小灯泡、滑动变阻器、开关以及导线连接成图丙所示的电路。滑动变阻器的滑片在最左端时闭合开关，稳定后小灯泡的电阻_______。调节滑动变阻器的阻值，在可变化范围内，小灯泡的最大功率_______W。（结果均保留2位有效数字）〖答案〗（1）（2）（3）9.00.94〖解析〗（1）[1]实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，应采取分压法，电流表量程太小，应并联定值电阻增大量程，如图（2）[2]如图（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律整理得在小灯泡的伏安特性曲线上作图交点对应电压U=19V电流I=0.21A当滑动变阻器接入电路中电阻为零时，灯泡功率最大，此时电源内阻，作出电源的伏安特性曲线（虚线）如图交点对应电压U1=3.48V电流I1=0.27A小灯泡的最大功率0.94W15.一个折射率、半径、底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，横截面如图所示，底面圆的半径是球半径的倍。一条光线从玻璃球冠上表面的点通过球心射到球冠的底面点，该光线与底面的法线间的夹角，观测到射出光线的延长线恰好垂直底面且过底面边缘的点。已知光在真空中的传播速度。求：（1）光线射出球冠形玻璃球时的折射角；（2）光线在球冠形玻璃球中传播的时间。（结果可保留根号）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）光线的光路图如图所示光线在底面发生反射，据反射定神有球冠底面中心为，连接，则，中，有即由题意知所以为等边三角形，设光线在点入射角为，所射角为，有，由折射定律有得折射角（2）中，有光线在球冠形玻璃球中传播的时间16.如图所示，将质量为的小球穿过光滑竖直轻杆用轻弹簧悬挂在天花板上，用（为重力加速度）的竖直向上的力将弹簧压缩，使小球处于静止状态。时刻，撤去力，小球将在竖直面内做简谐运动。已知从撤去到小球第一次下落到最低点所用时间为，弹簧的劲度系数为，弹簧始终在弹性限度内。求：（1）小球做简谐运动的振幅A；（2）从时刻起，小球做简谐运动的位移随时间变化的关系式（以小球的平衡位置为坐标原点，向下为正方向）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）开始时，对小球受力分析可得弹簧被压缩的距离撤去当合力为零时，弹簧被拉长，受力分析得弹簧被拉长的距离此时所处位置即为平衡位置，所以振幅（2）由题意可知，小球做简谐运动的周期为小球做简谐运动的位移随时间的变化规律联立得17.如图所示，轻绳一端固定在点，另一端与质量为的小物块（视为质点）栓接，使小物块静止在倾角为的光滑斜面上。上表面与斜面下端平齐的、质量为的长木板静止于光滑水平面上，木板右端有挡板，水平轻弹簧固定于挡板上，弹簧自由伸长时左端与木板左端相距为。现烧断轻绳，物块由静止沿鈄面下滑，滑上木板左端时竖直分速度瞬间为零，水平分速度不变。之后、向右运动，与弹簧作用后，在距离弹簧左端处相对静止，此时速度为。已知、间的动摩擦因数为，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为。求：（1）烧断轻绳前，绳的张力大小；（2）开始时物块距斜面底端的高度；（3）弹簧弹性势能的最大值。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）设斜面对的支持力为，对物块受力分析得，水平方向竖直方向解得（2）设到达斜坡底端的速度为，对下滑过程，由动能定理可得滑到长木板后只保留水平分速度，对、相对滑动过程根据动量守恒得解得（3）设弹簧的最大