2023届山东省济宁市高三下学期二模物理试题（解析版）

高中物理名校试卷PAGEPAGE1济宁市2023年高考模拟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。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题〖答案〗必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题〖答案〗必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的〖答案〗无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.核潜艇以核反应堆作动力源，其中一种核反应方程是，生成物X、的比结合能分别为8.7MeV、8.4MeV，下列说法正确的是（）A.该反应是核聚变反应 B.X比更稳定C.X的质子数与中子数相等 D.X的结合能比的结合能大〖答案〗B〖解析〗A．根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应方程为该反应属于核裂变，A错误；B．因为生成物X比的比结合能大，所以X比更稳定，B正确；C．X的质子数为54，其中子数为132-54＝78，所以中子数和质子数不相等，C错误；D．X的核子数比少，两者的比结合能接近，因此X的结合能比的结合能小，D错误。故选B。2.如图所示，在正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为+q、-q、-q的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法正确的是（）A.D点电场强度为零B.O点与D点的电势相等C.沿OD连线，从O点到D点电势先降低再升高D.将一正点电荷沿OD连线，从O点移到D点的过程中，电势能一直减小〖答案〗C〖解析〗A．设正六边形边长为，A点的点电荷在D点的电场强度为C、E点的点电荷分别在D点产生的电场强度大小为D点的电场强度为D点场强大小不为零，A错误；B．由等量同种电荷的电势分布特点，C、E点的点电荷在O点与D点产生的电势相等，又由于O点更靠近A点的点电荷，故O点的电势比D点产生的电势更大，B错误；CD．在O点，3个点电荷产生的电场方向水平向右，故正电荷在O点的电场力水平向右，同理3个点电荷在D点产生的电场水平向左，故正电荷在D点的电场力水平向左，正电荷沿OD连线，从O点到D点过程，电场力先做正功后做负功，电势能先降低再升高，电势先降低再升高，C正确，D错误；故选C。3.已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为，其中k为常量。现有四根平行固定的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图所示。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，此时b导线所受的安培力恰好为零。现撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I0的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，下列说法正确的是（）A.b导线撤去前，电流的大小关系为I1=2I2B.b导线撤去前，a导线所受的安培力也为零C.b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向沿y轴正方向D.b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为〖答案〗D〖解析〗A．b导线撤去前，b导线所受安培力为零，即b导线所在处的磁感应强度为零，即解得故A错误；B．b导线撤去前，a导线所在处的磁感应强度为由此可知，a导线所受的安培力不为零，故B错误；CD．b导线撤去后，O处的磁感应强度大小为方向沿x轴负方向，所以导体棒e所受安培力大小为方向沿y轴负方向，故C错误，D正确。故选D。4.如图甲所示，太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。如图乙所示，有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，相对地球静止。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.太空电梯上各点均处于完全失重状态B.太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比C.升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为D.升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为〖答案〗D〖解析〗A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，故A错误；B．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，各点角速度相等，则各点线速度关系为可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心距离成正比，故B错误；CD．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为故C错误，D正确。故选D。5.图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量为2kg的物体恰好以0.25m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2A，g取10m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（）A.原线圈输入电压的瞬时值表达式为B.灯泡的功率为15WC.电动机内阻消耗的热功率为5WD.若电动机被卡住，灯泡会变亮〖答案〗B〖解析〗A．根据图像可知故A错误；BC．电动机机械功率根据U1=50V副线圈电压副线圈总功率电灯和电动机共消耗20W功率，所以灯泡的功率为P灯=P-P出=15W因为不清楚电动机的电流，无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率，故B正确，C错误；D．若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。故选B。6.如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A.滑块在D点的速度大小为B.半圆管道DEF的半径r可能为0.15mC.在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/sD.在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m〖答案〗C〖解析〗A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有解得故A错误；B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有解得根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有故C正确；D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有解得故D错误；故选C。7.宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示。玻璃砖的内径为r、外径为R。一束单色光在截面上的A点以的入射角射入玻璃砖，在玻璃砖内壁恰好发生全反射，已知，，则玻璃砖的外径与内径的比值为（）A.2:1 B.4:3 C.5:3 D.5:4〖答案〗C〖解析〗如图所示设玻璃砖的折射率为，根据题意可得根据数学知识可得在中，根据正弦定理可得联立可得故选C。8.如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，轻绳OP系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮悬挂一质量为m的物体，并跨在轻绳MN上。初始时用竖直向下的力F拉OP，使O点处于如图所示的位置，此时OM与水平方向的夹角为60°，OʹN与水平方向的夹角为30°。在保证O点位置不变的情况下，使轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，下列说法正确的是（）A.力F的大小先减小后增大B.轻绳OM的拉力大小先减小后增大C.当力F竖直向下时，力F的大小为D.当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小为〖答案〗A〖解析〗AB．O点位置不变，Oʹ点位置也不变，滑轮两侧轻绳与水平方向夹角均为30°，由平衡条件可知，绳上拉力大小为对O点受力分析，如图所示轻绳OP上的拉力F与轻绳MN上的拉力F1的合力与OM在同一直线上，轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，当OP垂直于OM时达到最小值，故力F的大小先减小后增大，轻绳OM的拉力大小不断减小，A正确，B错误；C．当力F竖直向下时，由对称性可知，力F与力F1大小相等，为，C错误；D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小等于F2，为，D错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后又回到状态A。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（）A.A→B过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量B.B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少C.状态A的气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能D.A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功〖答案〗BD〖解析〗A．A→B过程为等压过程，则体积增大，温度升高，根据温度升高，内能增大，体积增大，取正值，气体对外做功，W取负值，可知Q必定取正值，即A→B过程中，气体对外做功小于从外界吸收的热量，A错误；B．B→C过程为等容过程，压强减小，温度减小，由于体积不变，分子分布的密集程度一定，温度降低，分子运动的平均速率减小，可知，B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少，B正确；C．根据解得可知，状态A的气体分子平均动能等于状态C的气体分子平均动能，C错误；D．图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，D正确。故选BD。10.波源O在t=0时刻开始振动，产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点，波的传播方向沿x轴正方向，某时刻的部分波形图如图甲所示，P点是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为x轴上某质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A.波源的起振方向沿y轴负方向 B.质点Q的平衡位置与O点相距1mC.在0~4s内，质点P经过的路程为8cm D.t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰〖答案〗AB〖解析〗A．波的传播方向沿x轴正方向，根据“同侧法”可知甲图平衡位置x=4m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确；B．由甲图可知波长，由乙图可知周期，则波速为由乙图可知Q点比波源滞后1s开始振动，1s波传播的距离为则质点Q的平衡位置与O点相距1m，故B正确；C．质点P的平衡位置与O点相距2m，波传播到质点P位置时间为2s，P振动的时间为2s，在0~4s内，质点P经过的路程为故C错误；D．波从波源位置传播到x=5m位置时间为5s，则x=5m处的质点振动时间为1s，所以t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波谷，故D错误。故选AB。11.如图所示，质量分别为2m、m的物块A、B静止在一轻弹簧上，A与B不粘连，此时弹簧的压缩量为。现对物块A施加竖直向上的拉力F，使A、B一起竖直向上做匀加速运动，加速度大小为0.5g（g为重力加速度）。下列说法正确的是（）A.物块A、B分离时，弹簧的压缩量为B.物块A、B分离时，弹簧弹力的大小为C.物块A、B分离时，物块A的速度大小为D.从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为〖答案〗AD〖解析〗B．根据题意可知，物块A、B分离时，两物块加速度相等且A、B间没有弹力。对B根据牛顿第二定律有解得故B错误；A．设物块A、B分离时弹簧的压缩量为，由胡克定律得开始时物块A、B静止在轻弹簧上，根据力的平衡得联立解得故A正确；C．物块A、B分离之前做匀加速运动，则有解得故C错误；D．由动能定理可得解得故D正确。故选AD。12.如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是（）A.小物块刚释放时，轻绳中张力大小为B.小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为C.小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为D.小物块下滑至点时，小物块的速度大小为〖答案〗BCD〖解析〗A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力，A错误；B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律解得，此时小物块加速度的大小为B正确；C．将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即所以小物块在处的速度与小球的速度之比为C正确；D．设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有其中解得，此时小物块的速度大小为D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是（）A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。D．实验时必须测出封闭气体的温度。（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为__________（用题目中已知量表示）（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表__________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__________（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量__________（填“增大”或“减小”）。〖答案〗（1）AC（2）（3）橡皮帽内气体体积升高增大〖解析〗（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。故选AC。（2）[2]由平衡关系可得可得（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；[4][5]由可知体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。14.某兴趣小组测定一长为L的金属丝（电阻约为20Ω）的电阻率，实验室提供的器材如下：A.游标卡尺B.电流表A1（量程为30mA，内阻为r1=10Ω）C.电流表A2（量程为1mA，内阻为r2=100Ω）D.电压表V（量程为5V，内阻约为3kΩ）E.定值电阻R1（阻值为10Ω）F.定值电阻R2（阻值为1400Ω）G.滑动变阻器R（阻值为10Ω）H.一节新的干电池I.开关及导线若干（1）该兴趣小组利用游标卡尺测量金属丝不同部位的直径，如下图可知其中一次测量的结果d=______mm；（2）该兴趣小组利用上述器材，设计了一系列的实验电路图测量金属丝电阻Rx，其中最合理的电路图为______；A.B.C.D.（3）利用所选的最合理的电路图得到此金属丝的电阻为Rx=______（用题中所给的物理量符号表示，电压表示数为U，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，内阻分别为r1、r2，定值电阻R1、R2），进一步可求出金属丝的电阻率；（4）不考虑偶然误差，该实验中电阻率的测量值______（填写“大于”、“小于”或者“等于”）电阻率的真实值。〖答案〗（1）5.30（2）C（3）（4）大于〖解析〗（1）[1]游标卡尺测量金属丝的直径，其中一次测量的结果（2）[2]电源是一节新的干电池，电动势约为1.5V，通过金属丝的最大电流约为电流表量程太小，电流表A1与定值电阻R1并联改装电流表；电压表V量程太大，可用电流表A2与定值电阻R2串联改装电压表；了测量更多数据，滑动变阻器采用分压式接法。故ABD错误，C正确。故选C。（3）[3]金属丝的电阻为（4）[4]实验中测得的电阻值是电阻丝与改装后电流表的总电阻，所以电阻的测量值比真实值偏大，则该实验中电阻率的测量值大于电阻率的真实值。15.在某矿场，工作人员利用一放在水平地面上的三脚架向井底运送物资，三脚架简化图如图所示，支架与地面交点构成等边三角形。为将物资送达井底，物资先匀加速直线运动一段时间t，接着匀速运动时间t，最后做匀减速直线运动时间到达井底，此时速度恰好为零已知物资下落的总高度为H、总质量为m，支架及绳索质量不计，每根支架与竖直方向均成37°角，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物资在匀加速阶段的加速度大小；（2）在匀减速阶段，每根支架的弹力大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设匀加速阶段的最大速度为v，则由题意可得解得则加速度（2）匀减速阶段的加速度此时绳子向上的拉力解得对节点处解得16.2022年4月16日上午，神舟十三号飞船顺利返回地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台相同的电磁缓冲装置。如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，MN、PQ为绝缘光滑缓冲轨道，竖直固定在返回舱底部，导轨内侧存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。单匝闭合矩形线圈abcd绕在缓冲滑块上，缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，缓冲滑块接触地面前瞬间速度大小为v0，接触地面后滑块立即停止运动，此后线圈与磁场相互作用，返回舱开始做减速直线运动，经时间t，返回舱以速度v（未知）做匀速直线运动。已知线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量（含缓冲轨道、磁场发生器）为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，不计空气阻力。求：（1）v的大小；（2）在返回舱减速运动过程中，通过每台电磁缓冲装置线圈的电荷量q。（结果保留v）〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，即速度大小为v，由平衡条件可知即解得（2）返回舱速度减速运动的过程中，由动量定理可得又因为解得17.如图所示，O-xyz坐标系的y轴竖直向上，在yOz平面左侧-2L<x<-L区域内存在着沿y轴负方向的匀强电场E1（大小未知），-L<x<0区域内存在着沿z轴负方向的匀强磁场，在yOz平面右侧区域同时存在着沿x轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小与yOz平面左侧磁感强度大小相等，电磁场均具有理想边界，在x轴正方向距离O点处，有一直于x轴放置的足够大的荧光屏（未画出）。一个质量为m，电荷量为+q的粒子从M（-2L，，0）点以速度v0沿x轴正方向射入电场，经N（-L，0，0）点进入磁场区域，然后从O点进入到平面yOz右侧区域，不计粒子重力。求：（1）匀强电场E1电场强度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）带电粒子打到荧光屏的位置坐标。〖答案〗（1）；（2）；（3）（，，）〖解析〗（1）粒子在电场中运动做类平抛运动，则沿x轴方向L=v0t在y轴方向由牛顿第二定律得qE1=ma解得（2）在N点，设粒子速度v的方向与x轴间的夹角为θ，沿y轴负方向的速度为vy。

粒子进入磁场时竖直分速度大小vy=at解得θ=45°粒子进入磁场时的速度大小vy=v0粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子做圆周运动轨迹的半径粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得（3）粒子在xoy平面内沿着与x轴正向成45°角的方向以速度v从O点进入E2和B的区域，沿x方向的速度分量和沿y轴正向的速度分量均为v0，则粒子在yoz平面内做匀速圆周运动，半径粒子沿x轴正向做匀加速运动，加速度设粒子到达光屏的时间为t，则解得粒子做圆周运动的周期则则粒子在屏上的坐标即位置坐标（，，）18.如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、B两点间的距离。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为的物块甲相连（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），物块甲与传送带之间的动摩擦因数。右边水平台面上有一个倾角为，高为的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧固定一上表面光滑的水平桌面，桌面与水平台面的高度差为。桌面左端依次叠放着质量为的木板（厚度不计）和质量为的物块乙，物块乙与木板之间的动摩擦因数为，桌面上固定一弹性竖直挡板，挡板与木板右端相距，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放，物块甲离开斜面后恰好在它运动的最高点与物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块乙始终未滑离木板。物块甲、乙均可视为质点，已知，。求：（1）物块甲运动到最高点时的速度大小；（2）弹簧最初储存的弹性势能；（3）木板运动的总路程；（4）若木板的质量为，木板与挡板仅能发生两次碰撞，求挡板与木板距离的范围为多少。〖答案〗（1）；（2）；（3）；（4）〖解析〗（1）由题意可知，物块甲从斜面顶端到最高点做逆向平抛运动，水平方向为匀速运动，设物块甲刚离开斜面时速度为，则有联立解得可知物块甲运动到最高点时的速度大小为（2）设物块甲在B点时速度为，对物块甲从B点到斜面顶端由动能定理有解得因为，所以物块甲在传送带上一直做减速运动。对物块甲从静止开始到B点，设弹簧弹力做功，由动能定理有解得根据功能关系可知弹簧最初储存的弹性势能（3）物块甲与物块乙在碰撞过程中，由动量守恒定律得v0=v甲x由机械能守恒定律得解得，以物块乙和木板为系统，由动量守恒定律得若木板向右加速至共速后再与挡板碰撞，由动能定理得解得可知木板与物块乙共速后再与挡板相碰。由动量守恒定律得木板向左减速过程中，由动能定理得解得同理可得以此类推木板的总路程为解得（4）以木板为对象，由牛顿第二定律得木板与挡板碰前做匀加速直线运动，有木板与挡板碰后每次都返回到同一位置，物块一直做匀减速直线运动。①当木板第一次返回到初始位置时，物块乙速度恰好减为0时，木板与挡板仅能发生一次碰撞。即解得②当木板第二次返回到初始位置时，木板与物块乙速度恰好减到0时，木板与挡板仅能发生二次碰撞。即解得可知木板与挡板若发生两次碰撞，挡板与木板距离的范围为。济宁市2023年高考模拟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。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题〖答案〗必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题〖答案〗必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的〖答案〗无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.核潜艇以核反应堆作动力源，其中一种核反应方程是，生成物X、的比结合能分别为8.7MeV、8.4MeV，下列说法正确的是（）A.该反应是核聚变反应 B.X比更稳定C.X的质子数与中子数相等 D.X的结合能比的结合能大〖答案〗B〖解析〗A．根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应方程为该反应属于核裂变，A错误；B．因为生成物X比的比结合能大，所以X比更稳定，B正确；C．X的质子数为54，其中子数为132-54＝78，所以中子数和质子数不相等，C错误；D．X的核子数比少，两者的比结合能接近，因此X的结合能比的结合能小，D错误。故选B。2.如图所示，在正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为+q、-q、-q的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法正确的是（）A.D点电场强度为零B.O点与D点的电势相等C.沿OD连线，从O点到D点电势先降低再升高D.将一正点电荷沿OD连线，从O点移到D点的过程中，电势能一直减小〖答案〗C〖解析〗A．设正六边形边长为，A点的点电荷在D点的电场强度为C、E点的点电荷分别在D点产生的电场强度大小为D点的电场强度为D点场强大小不为零，A错误；B．由等量同种电荷的电势分布特点，C、E点的点电荷在O点与D点产生的电势相等，又由于O点更靠近A点的点电荷，故O点的电势比D点产生的电势更大，B错误；CD．在O点，3个点电荷产生的电场方向水平向右，故正电荷在O点的电场力水平向右，同理3个点电荷在D点产生的电场水平向左，故正电荷在D点的电场力水平向左，正电荷沿OD连线，从O点到D点过程，电场力先做正功后做负功，电势能先降低再升高，电势先降低再升高，C正确，D错误；故选C。3.已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为，其中k为常量。现有四根平行固定的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图所示。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，此时b导线所受的安培力恰好为零。现撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I0的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，下列说法正确的是（）A.b导线撤去前，电流的大小关系为I1=2I2B.b导线撤去前，a导线所受的安培力也为零C.b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向沿y轴正方向D.b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为〖答案〗D〖解析〗A．b导线撤去前，b导线所受安培力为零，即b导线所在处的磁感应强度为零，即解得故A错误；B．b导线撤去前，a导线所在处的磁感应强度为由此可知，a导线所受的安培力不为零，故B错误；CD．b导线撤去后，O处的磁感应强度大小为方向沿x轴负方向，所以导体棒e所受安培力大小为方向沿y轴负方向，故C错误，D正确。故选D。4.如图甲所示，太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。如图乙所示，有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，相对地球静止。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.太空电梯上各点均处于完全失重状态B.太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比C.升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为D.升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为〖答案〗D〖解析〗A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，故A错误；B．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，各点角速度相等，则各点线速度关系为可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心距离成正比，故B错误；CD．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为故C错误，D正确。故选D。5.图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量为2kg的物体恰好以0.25m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2A，g取10m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（）A.原线圈输入电压的瞬时值表达式为B.灯泡的功率为15WC.电动机内阻消耗的热功率为5WD.若电动机被卡住，灯泡会变亮〖答案〗B〖解析〗A．根据图像可知故A错误；BC．电动机机械功率根据U1=50V副线圈电压副线圈总功率电灯和电动机共消耗20W功率，所以灯泡的功率为P灯=P-P出=15W因为不清楚电动机的电流，无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率，故B正确，C错误；D．若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。故选B。6.如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A.滑块在D点的速度大小为B.半圆管道DEF的半径r可能为0.15mC.在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/sD.在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m〖答案〗C〖解析〗A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有解得故A错误；B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有解得根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有故C正确；D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有解得故D错误；故选C。7.宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示。玻璃砖的内径为r、外径为R。一束单色光在截面上的A点以的入射角射入玻璃砖，在玻璃砖内壁恰好发生全反射，已知，，则玻璃砖的外径与内径的比值为（）A.2:1 B.4:3 C.5:3 D.5:4〖答案〗C〖解析〗如图所示设玻璃砖的折射率为，根据题意可得根据数学知识可得在中，根据正弦定理可得联立可得故选C。8.如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，轻绳OP系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮悬挂一质量为m的物体，并跨在轻绳MN上。初始时用竖直向下的力F拉OP，使O点处于如图所示的位置，此时OM与水平方向的夹角为60°，OʹN与水平方向的夹角为30°。在保证O点位置不变的情况下，使轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，下列说法正确的是（）A.力F的大小先减小后增大B.轻绳OM的拉力大小先减小后增大C.当力F竖直向下时，力F的大小为D.当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小为〖答案〗A〖解析〗AB．O点位置不变，Oʹ点位置也不变，滑轮两侧轻绳与水平方向夹角均为30°，由平衡条件可知，绳上拉力大小为对O点受力分析，如图所示轻绳OP上的拉力F与轻绳MN上的拉力F1的合力与OM在同一直线上，轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，当OP垂直于OM时达到最小值，故力F的大小先减小后增大，轻绳OM的拉力大小不断减小，A正确，B错误；C．当力F竖直向下时，由对称性可知，力F与力F1大小相等，为，C错误；D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小等于F2，为，D错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后又回到状态A。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（）A.A→B过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量B.B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少C.状态A的气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能D.A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功〖答案〗BD〖解析〗A．A→B过程为等压过程，则体积增大，温度升高，根据温度升高，内能增大，体积增大，取正值，气体对外做功，W取负值，可知Q必定取正值，即A→B过程中，气体对外做功小于从外界吸收的热量，A错误；B．B→C过程为等容过程，压强减小，温度减小，由于体积不变，分子分布的密集程度一定，温度降低，分子运动的平均速率减小，可知，B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少，B正确；C．根据解得可知，状态A的气体分子平均动能等于状态C的气体分子平均动能，C错误；D．图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，D正确。故选BD。10.波源O在t=0时刻开始振动，产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点，波的传播方向沿x轴正方向，某时刻的部分波形图如图甲所示，P点是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为x轴上某质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A.波源的起振方向沿y轴负方向 B.质点Q的平衡位置与O点相距1mC.在0~4s内，质点P经过的路程为8cm D.t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰〖答案〗AB〖解析〗A．波的传播方向沿x轴正方向，根据“同侧法”可知甲图平衡位置x=4m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确；B．由甲图可知波长，由乙图可知周期，则波速为由乙图可知Q点比波源滞后1s开始振动，1s波传播的距离为则质点Q的平衡位置与O点相距1m，故B正确；C．质点P的平衡位置与O点相距2m，波传播到质点P位置时间为2s，P振动的时间为2s，在0~4s内，质点P经过的路程为故C错误；D．波从波源位置传播到x=5m位置时间为5s，则x=5m处的质点振动时间为1s，所以t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波谷，故D错误。故选AB。11.如图所示，质量分别为2m、m的物块A、B静止在一轻弹簧上，A与B不粘连，此时弹簧的压缩量为。现对物块A施加竖直向上的拉力F，使A、B一起竖直向上做匀加速运动，加速度大小为0.5g（g为重力加速度）。下列说法正确的是（）A.物块A、B分离时，弹簧的压缩量为B.物块A、B分离时，弹簧弹力的大小为C.物块A、B分离时，物块A的速度大小为D.从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为〖答案〗AD〖解析〗B．根据题意可知，物块A、B分离时，两物块加速度相等且A、B间没有弹力。对B根据牛顿第二定律有解得故B错误；A．设物块A、B分离时弹簧的压缩量为，由胡克定律得开始时物块A、B静止在轻弹簧上，根据力的平衡得联立解得故A正确；C．物块A、B分离之前做匀加速运动，则有解得故C错误；D．由动能定理可得解得故D正确。故选AD。12.如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是（）A.小物块刚释放时，轻绳中张力大小为B.小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为C.小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为D.小物块下滑至点时，小物块的速度大小为〖答案〗BCD〖解析〗A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力，A错误；B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律解得，此时小物块加速度的大小为B正确；C．将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即所以小物块在处的速度与小球的速度之比为C正确；D．设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有其中解得，此时小物块的速度大小为D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是（）A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。D．实验时必须测出封闭气体的温度。（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为__________（用题目中已知量表示）（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表__________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__________（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量__________（填“增大”或“减小”）。〖答案〗（1）AC（2）（3）橡皮帽内气体体积升高增大〖解析〗（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。故选AC。（2）[2]由平衡关系可得可得（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；[4][5]由可知体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。14.某兴趣小组测定一长为L的金属丝（电阻约为20Ω）的电阻率，实验室提供的器材如下：A.游标卡尺B.电流表A1（量程为30mA，内阻为r1=10Ω）C.电流表A2（量程为1mA，内阻为r2=100Ω）D.电压表V（量程为5V，内阻约为3kΩ）E.定值电阻R1（阻值为10Ω）F.定值电阻R2（阻值为1400Ω）G.滑动变阻器R（阻值为10Ω）H.一节新的干电池I.开关及导线若干（1）该兴趣小组利用游标卡尺测量金属丝不同部位的直径，如下图可知其中一次测量的结果d=______mm；（2）该兴趣小组利用上述器材，设计了一系列的实验电路图测量金属丝电阻Rx，其中最合理的电路图为______；A.B.C.D.（3）利用所选的最合理的电路图得到此金属丝的电阻为Rx=______（用题中所给的物理量符号表示，电压表示数为U，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，内阻分别为r1、r2，定值电阻R1、R2），进一步可求出金属丝的电阻率；（4）不考虑偶然误差，该实验中电阻率的测量值______（填写“大于”、“小于”或者“等于”）电阻率的真实值。〖答案〗（1）5.30（2）C（3）（4）大于〖解析〗（1）[1]游标卡尺测量金属丝的直径，其中一次测量的结果（2）[2]电源是一节新的干电池，电动势约为1.5V，通过金属丝的最大电流约为电流表量程太小，电流表A1与定值电阻R1并联改装电流表；电压表V量程太大，可用电流表A2与定值电阻R2串联改装电压表；了测量更多数据，滑动变阻器采用分压式接法。故ABD错误，C正确。故选C。（3）[3]金属丝的电阻为（4）[4]实验中测得的电阻值是电阻丝与改装后电流表的总电阻，所以电阻的测量值比真实值偏大，则该实验中电阻率的测量值大于电阻率的真实值。15.在某矿场，工作人员利用一放在水平地面上的三脚架向井底运送物资，三脚架简化图如图所示，支架与地面交点构成等边三角形。为将物资送达井底，物资先匀加速直线运动一段时间t，接着匀速运动时间t，最后做匀减速直线运动时间到达井底，此时速度恰好为零已知物资下落的总高度为H、总质量为m，支架及绳索质量不计，每根支架与竖直方向均成37°角，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物资在匀加速阶段的加速度大小；（2）在匀减速阶段，每根支架的弹力大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设匀加速阶段的最大速度为v，则由题意可得解得则加速度（2）匀减速阶段的加速度此时绳子向上的拉力解得对节点处解得16.2022年4月16日上午，神舟十三号飞船顺利返回地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台相同的电磁缓冲装置。如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，MN、PQ为绝缘光滑缓冲轨道，竖直固定在返回舱底部，导轨内侧存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。单匝闭合矩形线圈abcd绕在缓冲滑块上，缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，缓冲滑块接触地面前瞬间速度大小为v0，接触地面后滑块立即停止运动，此后线圈与磁场相互作用，返回舱开始做减速直线运动，经时间t，返回舱以速度v（未知）做匀速直线运动。已知线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量（含缓冲轨道、