2023-2024年山东省济宁市高三一模物理试题（解析版）

济宁市2024年高考模拟考试物理试题一、单项选择题1.年月份，济宁市天气变化无常，温差较大。某汽车长时间放置在室外，温度为时，轮胎胎压为，经过一段时间温度降为。若轮胎体积保持不变且不漏气，轮胎内气体可视为理想气体，在降温过程中，下列说法正确的是（）A.轮胎内每个气体分子的速率都减小 B.轮胎内气体压强不变C.轮胎内气体放热 D.单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数不变【答案】C【解析】降温过程中，轮胎内气体分子得平均动能降低，气体分子的平均速率降低，但不是每个气体分子的速率都减小，故A错误；根据题意可知，气体做等容变化，根据可知轮胎内气体压强减小，故B错误；轮胎体积保持不变，可知外界对气体不做功，气体温度减小，内能减少，根据热力学第一定律可知轮胎内气体放热，故C正确；气体分子的平均速率降低，轮胎体积保持不变，则单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数变少，故D错误。故选C。2.全球核电站日益增多，核电站产生的核污水对环境和人类健康构成了一定的威胁。核污水中含有大量的铯等几十种放射性元素，其中的半衰期为年，衰变方程为。下列说法正确的是（）A.衰变过程中释放出电子说明原子核中存在电子B.经过年，的原子核中将有发生衰变C.将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期变短D.的比结合能小于的比结合能【答案】D【解析】衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的，并不是原子核中存在电子，故A错误；其中的半衰期为年，则经过年，的原子核中将有发生衰变，故B错误；半衰期只由原子核自身决定，将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期不变，故C错误；衰变过程释放能量，反应后的比反应前的更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故D正确。故选D。3.目前我国空间实验已走在世界的前列，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在空间站内做了钢球相互碰撞的实验。桂海潮用较小钢球以水平向左的速度与静止的较大钢球正碰，碰后小钢球与大钢球速度大小分别为、，较小钢球的质量为较大钢球质量的一半，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞。下列说法正确的是（）A.，方向水平向左 B.，方向水平向右C.，方向水平向左 D.，方向水平向左【答案】B【解析】设较小钢球的质量为，较大钢球的质量为，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞，以水平向左为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得，，代数数据解得，，可知，方向水平向右；，方向水平向左。故选B。4.为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时沙包和沙包的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（）A.沙包在最高点的速度大于B.从到两沙包的平均速度相同C.从到两沙包的动量变化量相同D.在点，沙包重力的瞬时功率小于沙包重力的瞬时功率【答案】D【解析】根据题意可知，沙包做平抛运动，沙包做斜抛运动，沙包和沙包运动到点的时间由高度决定，沙包先上升再下降到点，运动时间大于沙包的运动时间；沙包在最高点的速度即为水平分速度，由于两沙包从到的水平分位移相同，但沙包的运动时间更长，因此沙包在最高点的水平速度小于沙包的水平速度，故A错误；从到两沙包的位移相同，但时间不同，则平均速度不同，故B错误；从到的过程中，由动量定理有，由于两沙包质量相等，沙包的运动时间更长，可知，两沙包的动量变化量不相同，故C错误；根据题意，由公式可知，由于沙包运动的最高点在沙包的抛出点之上，则运动到点时，沙包的竖直分速度大于沙包的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在点，沙包重力的瞬时功率小于沙包重力的瞬时功率，故D正确。故选D。5.鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度随时间的变化关系，如图所示。时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（）A.时动车的速度大小为B.动车匀加速直线运动的时间为C.匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为D.匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为【答案】B【解析】加速度随时间的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，时动车的速度大小为，A错误；最大速度，在匀加速段，B正确；根据牛顿第二定律可得，支持力为，桌板对物体的作用力大小为，C错误；匀加速直线运动过程中，物体移动位移为，桌板对物体做的功为，D错误。故选B。6.如图所示，有一个半径的圆形光源，其表面可以朝各个方向发光，为圆形光源的直径。现将该光源封装在一个半球形透明介质的底部，中点与球心重合。透明介质球的半径，光源发出的光恰好都能射出半球面，不考虑二次反射，光源的厚度忽略不计，则该透明介质的折射率为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】如图所示，过点作垂线交圆弧于，几何关系可知，若此时线状光源点发出的光能够射出点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出点，所以只要点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，根据几何关系有，为使光线恰好能从点射出，根据全反射应有，可得，故选A。7.某同学研究远距离输电的电路如图所示，、端接入电压为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知、的阻值均为，的阻值为，电阻、消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（）A.升压变压器的匝数比 B.电压表的示数为C.电流表的示数为 D.若断路，电流表示数将增大【答案】C【解析】已知、的阻值相等，消耗的功率相同，可知电流相同，设为，因的阻值为，则的电流为，则降压变压器的次级电流为，由匝数和电流关系可知，则，选项A错误；变压器的初级电流，由能量关系可知，解得，即电压表示数，选项B错误；电流表的示数等于，等于通过的电流，则为，选项C正确；若断路，则次级电阻变大，相当于电网用电设备减少，总功率减少，电流减小，则初级电流减小，则电流表示数将减小，选项D错误。故选C。8.司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星、环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相反，卫星绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星、间距离随时间变化的关系图像如图乙所示，其中、为已知量，下列说法正确的是（）A.卫星在点速度大于卫星的速度 B.卫星、的运动周期之比为C.卫星的运动周期为 D.卫星的加速度大小为【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力，可得，可知卫星的速度大于卫星的速度，卫星在点做近心运动，所以卫星在N点的速度小于卫星的速度，则卫星在点的速度小于卫星的速度，故A错误；根据图乙可知卫星、最远距离为，最近距离为，则，，可得，，根据万有引力提供向心力，可得，可知卫星、的运动周期之比为，故B错误；设卫星的周期为，卫星的周期为，根据两卫星从相距最远到相距最近有，又，联立解得，故C正确；卫星的加速度大小，故D错误。故选C。二、多项选择题9.如图甲所示，、两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心，已知光刚好发生全反射，光的折射光线（反射光线未画出）刚好与光的反射光线重叠。分别将这两束单色光射向图乙所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片的位置，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为。已知极板上金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为，普朗克常量为，下列说法正确的是（）A.若将光沿光的光路射向点，光也能发生全反射B.用同一双缝做光的干涉实验，光产生的干涉条纹间距比光的大C.光的光子能量为D.用图乙测量遏止电压，滑片应从图示位置向左端滑动【答案】CD【解析】由光路可知，，则，，即，则若将光沿光的光路射向点，光不能发生全反射，选项A错误；因，则，用同一双缝做光的干涉实验，根据，可知，光产生的干涉条纹间距比光的小，选项B错误；因光的频率大于光，则束光能发生光电效应，则光的光子能量为，选项C正确；用图乙测量遏止电压，即给光电管加反向电压，则滑片应从图示位置向左端滑动，选项D正确。故选CD。10.位于和处的两波源都只做了一次全振动，形成两列分别沿轴正方向和负方向传播的简谐横波，振幅均为，时刻的波形如图甲所示，此时波刚好传到、两点，、、、在轴上的坐标分别为、、、，平衡位置在处的质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.时，平衡位置在处的质点刚好运动到点B.时，平衡位置在处的质点的位移为C.处质点振动过程中的最大位移大小为D.平衡位置坐标为的质点在振动过程中通过的总路程为【答案】BC【解析】根据图甲可知波长为，根据图乙可知周期为，则波速为，则时，左边的波向右传播的距离为，即点的振动形式刚好传到点，但质点只能在平衡位置附近上下振动，质点不能随波迁移，故A错误；两列波的起振点到点的距离为，则起振传到点需要的时间为，因时间为，剩下的时间点同时向下起振，到达波谷，则处的质点的位移为两个振幅的的长度，即为，故B正确；根据题意可知，当沿正向传播的波刚离开点时，沿轴负方向传播的波刚好传到点，以后点只参与沿轴负向传播的波引起的振动，故点最大位移为振幅值，即，故C正确；平衡位置坐标为的质点参与两列完整的波振动，则在振动过程中通过的总路程为，故D错误。故选BC。11.如图所示，是正四面体，虚线圆为三角形的内切圆，切点分别为、、，为圆心，正四面体的顶点、和分别固定有电荷量为，和的点电荷，下列说法正确的是（）A.、两点的电场强度相同B.、、、四点电势C.将带正电的试探电荷由点沿直线移动到点，电势能先增大后减小D.将固定在点的点电荷移动到点，电场力做功为零【答案】BD【解析】根据题意，由对称性可知，、两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在、两处的正点电荷产生的电场中，、两点的电势相等，且点电势高于点的电势，点的电势高于和、点的电势；在点的负点电荷产生的电场中，点的电势高于点的电势，点的电势高于、两点的电势，、两点的电势相等，综上所述，可知，故B正确；根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在、两处的正点电荷产生的电场中，连线为等势线，在D点的负点电荷产生的电场中，从到电势逐渐变大，综上所述，可知从到电势逐渐变大，将带正电的试探电荷由点沿直线移动到点，电势能一直增大，故C错误；根据等量同种正点电荷空间等势面分布特点可知，在、两处的正点电荷产生的电场中，、两点的电势相等，则将固定在点的点电荷移动到点，电场力做功为零，故D正确。故选BD。12.如图所示，一轻质弹簧两端分别栓接甲、乙两木块，并竖直停放在水平桌面上。现用一竖直向下的外力将木块乙缓慢压至某位置，然后撤去外力，木块乙由静止向上运动，最终木块甲恰好未离开桌面。已知木块甲质量为，木块乙质量为，弹簧劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.木块乙上升过程中机械能一直增加B.弹簧的最大压缩量为C.木块甲对桌面的最大压力大小为D.外力对木块乙做的功为【答案】BD【解析】木块乙上升过程中，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹性势能先减小后增大；而整个系统机械能守恒，弹簧的弹性势能与木块乙的机械能相互转化，所以木块乙的机械能先增大后减小，A错误；当木块乙静止时，弹簧处于压缩状态，其弹力等于木块乙的重力，即，解得，当木块甲恰好未离开桌面，此时弹簧处于伸长状态，弹力等于木块甲重力，即，解得，则木块乙上升的最高位置距开始静止点的距离为，根据对称性可知弹簧的最大压缩量为，B正确；木块甲对桌面的最大压力大小，C错误；选弹簧的最大压缩时为零势能面，根据能量守恒可知，解得，D正确。故选BD。三、非选择题13.某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定一拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有刻度尺和激光笔，激光笔保持水平。实验步骤如下：①使小球自由静止在最低点，记录此时拉力传感器的示数；②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球相平；③借助激光笔测出悬点与之间的高度差；④将激光笔向下移动到某位置，读出此时激光束与高度差，并记为。把小球拉至该高度处（并使细线处于伸直状态），由静止释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数，并记为；⑤改变激光笔的高度，重复步骤④，实验过程中均小于；⑥测出多组和的数据，在坐标纸上做出图像如图乙所示。（1）由题中信息可知，小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量为_____________，小球动能的增加量为_____________。（用题中所给物理量符号表示）（2）测得图像的斜率为，如果该过程满足机械能守恒定律，则_____________。（用题中所给物理量符号表示）【答案】（1）①.，②.；（2）【解析】（1）[1]对小球，根据平衡条件可得，小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量；[2]小球在最低点时，根据牛顿第二定律，又，联立可得小球动能的增加量；（2）根据牛顿第二定律可得，若满足机械能守恒定律，则，联立可得，整理可得，若测得图像的斜率为，则该过程满足机械能守恒定律。14.某学习小组用放电法测量电容器的电容，所用器材如下：电池（电动势为，内阻不计）；待测电容器（额定电压为，电容值未知）；微安表（量程为，内阻未知）；滑动变阻器（最大阻值为）；电阻箱、、、（最大阻值均为）；定值电阻（阻值为）；单刀单掷开关、，单刀双掷开关；导线若干。（1）学习小组先测量微安表内阻，按图甲连接电路。（2）为保护微安表，实验开始前先断开开关、，滑动变阻器的滑片应置于最_____________（填“左”或“右”）端。（3）将电阻箱、、的阻值均置于，滑动变阻器的滑片置于适当位置。闭合开关保持、阻值不变，反复调节，使开关闭合前后微安表的示数不变。记录此时的示数为，则微安表的内阻为_____________。（4）按照图乙所示连接电路，将电阻箱阻值调至，开关掷于位置，待电容器充电完成后，再将开关掷于位置，记录微安表电流随时间的变化情况，得到如图丙所示的图像。图丙每个最小方格面积所对应的电荷量为_____________。某同学数得曲线下包含个这样的小方格，则电容器的电容为_____________。【答案】（2）左；（3）；（4），【解析】（2）[1]由题图可知，滑动变阻器为分压式接入电路，为了保护电路在实验开始前，其滑片应该置于左端。（3）[2]由实验电路图可知，该测量方法属于电桥法测量电阻，由于开关闭合前后，微安表示数不变，所以有，解得；（4）[3]图中最小放个面积所对应的电荷量为；[4]由题意可知，充电后电容器的电压与电源电动势相同，即，由于一个小格代表的电荷量为，图像共个小格，所以通过微安表的电荷量为，由题意可知，流过的电流是微安表的倍，则根据电容的定义式可知电容器的电容为。15.某品牌电动轿车的减震靠空气减震器（由活塞、气缸组成，气缸底部固定在车轴上）来完成，如图甲所示。该电动轿车共有个完全相同的空气减震器，为研究其减震效果可将其结构简化成如图乙所示。电动轿车在与水平面成角的斜坡上匀速向上运动时，气缸内气柱的长度。已知空气减震器上方的总质量，活塞横截面积，活塞质量不计，重力加速度，外界大气压强，，气缸内气体视为理想气体且温度不变，个减震器均与斜坡垂直，不计活塞与气缸间的摩擦。求：（1）上坡时气缸内气体的压强；（2）电动轿车行驶至水平路面时，减震器气缸内气柱的长度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）对空气减震器上方的整体进行分析有，解得；（2）电动轿车行驶至水平路面时，对空气减震器上方的整体进行分析有，根据玻意耳定律有，解得。16.济宁大安机场某货物传送装置简化图如图甲所示，该装置由传送带及固定挡板组成，挡板与传送带上表面垂直，传送带上表面与水平地面的夹角，与水平面平行。传送带始终匀速转动，工作人员将质量分布均匀的正方体货物从点由静止释放，货物对地发生位移后被取走，货物在传送带上运动时的剖面图如图乙所示。已知传送带速率，货物质量，货物与传送带的动摩擦因数，与挡板的动摩擦因数。（，，重力加速度，不计空气阻力）。求：（1）货物在传送带上经历的时间；（2）因运送货物传送装置多消耗的电能。【答案】（1）；（2）【解析】（1）令传送带对货物的弹力为，挡板对货物的弹力大小为，对货物进行分析有，，货物进行受力分析有，解得，货物匀加速至的过程，根据速度与位移关系式有，解得，则匀加速直线运动的时间，之后货物做匀速直线运动，经历时间，则货物在传送带上经历的时间；（2）货物在匀加速与匀速运动过程中，传送带的位移分别为，，匀加速过程，匀速过程，因运送货物传送装置多消耗的电能。17.如图所示，直线与轴的夹角，在此角范围内有沿轴负方向的匀强电场，一质量为、电荷量为的粒子以速度从轴上点平行于轴射入电场，粒子经电场偏转并经过上的点进入一矩形匀强磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿轴负方向经过点。已知点到点的距离为，电场强度，不计粒子的重力，求：（1）点到点的距离；（2）粒子经过点时的速度；（3）匀强磁场的磁感应强度大小；（4）矩形磁场区域的最小面积。【答案】（1）；（2），方向为与轴正方向的夹角为；（3）；（4）【解析】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，垂直电场方向上有，沿电场方向，设点到点的距离为，则有，，联立解得，；（2）根