山东省德州市高三下学期开学摸底考试物理试题含解析

高三物理试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，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。2.选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。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.世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的为核燃料。已知的半衰期为24天，下列说法正确的是（）A.β衰变的电子来自于钍原子的核外电子B.通过物理方法或化学方法都不能改变的半衰期C.50个经过48天后一定还剩余12.5个D.经过6次α衰变和2次β衰变可变成【答案】B【解析】【详解】A．β衰变的电子来自于中子转变为质子释放的，A错误；B．半衰期由材料本身决定，与外界因素无关，B正确；C．半衰期的相关计算只适用于大量原子核，C错误；D．β衰变不改变质量数，变成的α衰变次数为，则β衰变次数为，D错误。故选B。2.2023年12月14日聊城、济南、德州等地现强降雪天气，部分地区积雪深度达18厘米，为行车安全带来隐患。甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化图像如图所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是（）A.在时，甲车恰好追上乙车B.在内，甲车做匀加速直线运动，乙车做匀减速直线运动C.在时，甲车的速度为2m/s，乙车的速度为3m/sD.在内，两车间距逐渐增大，内两车间距逐渐减小【答案】C【解析】【详解】AD．根据at图像画出相应vt图像如图由图像可知乙车的速度一直大于甲车的速度，两车间距离一直在增大。t=4s时，乙车图像与时间轴围成图形的面积明显大于甲车图像与时间轴围成图形的面积，甲车不会在这时追上乙车。故AD错误；B．由vt图像可知，在0~4s内，甲车做匀加速直线运动，乙车做加速度减小的加速直线运动。故B错误；C．根据可知，at图像中图线所围面积表示速度变化，因甲、乙由静止开始运动，则2s时，故C正确。故选C。3.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成、两束单色光。下列说法正确的是（）A.玻璃砖对光的折射率为B.光束、通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距大C.光在玻璃中的传播速度比光在玻璃中的传播速度大D.光束、照射同一光电管，均可发生光电效应，光束产生的光电子动能一定大【答案】B【解析】【详解】A．根据光路图及折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为A错误；B．玻璃砖对b光的折射率大于玻璃砖对a光的折射率，则b光的频率大于对a光的频率，而b光的波长小于对a光的频波长，根据可知，经同一套双缝干涉装置发生干涉，a光干涉条纹间距比b光更宽，B正确；C．玻璃砖对b光的折射率大于玻璃砖对a光的折射率，根据可知，折射率越大，在同种介质中传播速度越小，则b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度小，C错误；D．由于光电管的截止频率未知，无法判断光束、照射时是否可发生光电效应，D错误；故选B。4.如图所示，轻弹簧上端固定于点，下端连接质量为的小球，给小球作用一方向与弹簧在同一竖直平面内的外力，使小球处于静止状态，此时弹簧弹力和外力与竖直方向的夹角分别为和，且。现保持大小不变，稍微减小角，再次平衡时，下列判断正确的是（）A.减小，弹簧弹力减小B.减小，弹簧弹力增大C.增大，弹簧弹力减小D.增大，弹簧弹力增大【答案】A【解析】【详解】对小球进行受力分析，在力F移动过程中，力F的大小不变，方向变化，作出小球的受力分析矢量动态图，如图所示可知。其弹簧弹力减小，角减小。故选A。5.2023年8月25日下午，新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着中国核聚变研究向“聚变点火”又迈出重要一步。环流器局部区域的磁场简化示意图，如图所示，在内边界半径为、外边界半径为的环形磁场区域内，存在磁感应强度大小为，方向垂直于平面向内的匀强磁场。在内圆上有一粒子源，可在平面内沿各个方向发射比荷相同的带正电的粒子。粒子、分别沿径向、内圆切线向下进入磁场，二者均恰好不离开磁场外边界。不计重力及二者之间的相互作用，则粒子、的速度大小之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有a粒子的运动轨迹如图所示，设a粒子的速度为v1，运动半径为r1，带电荷量为q1，质量为m1，由几何关系可知解得由洛伦兹力提供向心力可得解得则有b粒子的运动轨迹如图所示，设b粒子的速度为v2，运动半径为r2，带电荷量为q2，质量为m2，由几何关系可知由洛伦兹力提供向心力可得解得又有解得故选A。6.如图甲所示，将带电量为的带电体固定在粗糙绝缘水平地面上的点（可视为点电荷，图中未画出），以点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系。现将质量为的带电滑块，从点由静止释放，滑块向右运动，最终静止于点，其速度随位置的变化图像如图乙所示，滑块经过点时的速度最大。已知，且为的中点，滑块与地面之间的动摩擦因数为，静电力常量为，重力加速度为，点电荷周围的电势（为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离，以无穷远处电势为零）。下列判断不正确的是（）A.滑块带正电B.滑块的电荷量为C.滑块经过B点时的速率为D.点的位置坐标为【答案】D【解析】【详解】A．滑块从A点有静止释放，其向右运动，可知滑块与带电体之间的互相排斥，即两者之间带同种电荷，滑块带正电，故A项正确，不符合题；B．在B点滑块受到的电场力为由于点电荷有由题意可知，在B点其速度最大，即在B点滑块的合力为零，有解得故B项正确，不符合题意；C．由题意可知，滑块在A点的电势为在A点的电势能为在B点的电势为在B点的电势能为由A到B由能量守恒，有解得故C项正确，不符合题意；D．在C点的电势为在C点电势能为从A到C由能量守恒，有解得（不合题意，舍）故D项错误，符合题意。故选D。7.中国计划在2030年前实现载人登月，开展月球科学考察及相关技术试验。根据“嫦娥”系列卫星的发射，设想登月载人飞船的运行轨迹如图所示。飞船发射后首先进入绕地球运行的圆形“停泊轨道”，在点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离点最远距离为的点时，依靠飞船的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行，择机降落在月球表面。已知地球半径为，月球半径为，地球表面重力加速度为，月球表面的重力加速度为，飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（）A.飞船在“停泊轨道”上的运行速度为B.飞船在“绕月轨道”上的运行速度为C.地球质量与月球质量之比为D.飞船从点运动到点的时间为【答案】C【解析】【详解】A．飞船在“停泊轨道”上的运行时，万有引力提供向心力，可得又联立，解得故A错误；B．同理，飞船在“绕月轨道”上的运行，万有引力提供向心力，可得又联立，解得故B错误；C．根据前面选项分析可得地球质量与月球质量之比为故C正确；D．飞船在“停泊轨道”上的运行时，周期为由开普勒第三定律，可得飞船从点运动到点的时间为联立，解得故D错误。故选C。8.如图所示，理想变压器原线圈串联一个定值电阻后，接在电压恒定的正弦式交流电源上，副线圈与定值电阻和滑动变阻器相连，点位于滑动变阻器中点右侧，电流表和电压表均为理想电表。将滑动变阻器的滑片从左端滑至点的过程中，下列说法正确的是（）A.电源的输出功率先增大后减小B.理想变压器副线圈的输出功率先减小后增大C.电压表示数先减小后增大，电流表示数先增大后减小D.若电压表和电流表示数变化量分别为和，则保持不变【答案】D【解析】【详解】AC．副线圈电路中总电阻为将滑动变阻器的滑片从左端滑至点的过程中，的电阻先增大后减小，所以总电阻先增大后减小。原线圈等效电阻为可知先增大后减小。由欧姆定律可知原线圈电流为则原线圈电流先减小后增大，原线圈电压为可知电压表示数先增大后减小。电源的输出功率为可知电源的输出功率先减小后增大。故AC错误；B．采用等效电源法，将与原副线圈等效为电源的内阻，则可知是一个定值，理想变压器副线圈的输出功率与副线圈电路的总电阻有关，无法确定和的大小关系，所以理想变压器副线圈的输出功率的变化情况不明。故B错误；D．由闭合电路欧姆定律，可得可知即保持不变。故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，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.图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时的波形图，其中质点、的纵坐标均为。图乙为平衡位置在处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A.波沿轴正方向传播B.从时刻开始，质点比质点先回到平衡位置C.质点的平衡位置到坐标原点的距离为D.时，平衡位置在处的质点到达波峰【答案】BC【解析】【详解】A．由图乙可知，平衡位置在处质点在时刻向y轴负方向运动，根据“上下坡法”，波沿轴负方向传播，A错误；B．从时刻开始，质点向y轴负方向运动，质点向y轴正方向运动，则质点比质点先回到平衡位置，B正确；C．波动图像方程为则y=1cm时质点的平衡位置到坐标原点的距离为，C正确；D．周期为到过程中，平衡位置在处的质点振动时间为则时，平衡位置在处的质点到达波谷，D错误。故选BC。10.如图所示，长传送带与水平方向成角，顺时针转动的速度为2m/s。质量为的小物块在距传送带底端1m处，以1m/s的速度沿传送带向下运动，经过一段时间小物块离开传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取，不计空气阻力，。小物块在传送带上运动的过程，下列说法正确的是（）A.小物块机械能的增加量为 B.小物块机械能的增加量为C.小物块与传送带因摩擦产生的热为 D.小物块与传送带因摩擦产生的热为【答案】AC【解析】【详解】小物块向下运动时，加速度大小为方向沿传送带向上，设小物块向下减速到速度为0时，还未从传送带离开，则小物块向下减速运动的时间和位移分别为假设成立；此过程小物块与传送带发生的相对位移为此过程小物块与传送带因摩擦产生的热为小物块速度减为0后，反向向上做匀加速直线运动，设到达传送带顶端前已经与传送带共速，则小物块匀加速阶段的时间和通过的位移分别为假设成立；此过程小物块与传送带发生的相对位移为此过程小物块与传送带因摩擦产生的热为则小物块与传送带因摩擦产生的热为共速后小物块与传送带相对静止一起做匀速运动，则小物块机械能的增加量为故选AC。11.如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧竖直放置，质量均为的两物体A、B（均可视为质点）通过轻质弹簧拴接，物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态。在A的正上方距其高度处有一质量也为的小球C，现将小球C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，取。下列说法正确的是（）A.C与A碰撞后瞬间C的速度大小为10m/sB.C与A碰撞时产生的内能为50JC.C与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为50JD.要使碰后物体B能被拉离地面，h至少为80cm【答案】BD【解析】【详解】A．设C与A碰前瞬间C的速度为，C与A碰后瞬间C、A的共同速度为，对C自由下落过程运用动能定理得解得C与A碰撞过程，对C与A组成的系统，取向下为正方向，由动量守恒定律得解得故A项错误；B．C与A碰撞时产生的内能为故B项正确；C．C、A一起向下运动压缩弹簧过程中，A、C动能的减少量C、A的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能，由系统的机械能守恒定律知，C与A碰撞后弹簧的最大弹性势能大于A、C动能的减少量之和，即大于50J，故C项错误；D．开始时弹簧的压缩量为碰后物体B刚被拉离地面时弹簧伸长量为可知碰后C、A将上升2x，弹簧弹性势能不变，由系统的机械能守恒得联立以上各式代入数据解得故D项正确。故选BD。12.如图所示，足够长的金属导轨和固定放置，其中与、与相互平行，左右两侧导轨间距分别为和，所在平面与水平面夹角均为，导轨两侧空间均有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。质量分别为2m、m的均匀金属棒和，垂直放置在导轨上。运动过程中，两金属棒与导轨保持光滑接触，始终垂直于导轨，电阻均为，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则（）A.若导体棒固定，则导体棒稳定时的速度大小为B.若将导体棒和同时释放，则二者同时达到最大速度C.若同时释放两导体棒，当下降高度为时达到最大速度，则此过程中导体棒产生的焦耳热为D.若同时释放两导体棒，当下降高度为时，该过程中通过导体棒的电量为【答案】ABD【解析】【详解】A．若导体棒固定，则导体棒稳定时做匀速直线运动，导体棒产生的感应电动势为导体棒受安培力为由平衡条件可得解得A正确；B．若将导体棒和同时释放，导体棒和所受安培力分别为可知由牛顿第二定律可得导体棒的加速度为导体棒的加速度为可知两金属棒的加速度大小相等，且同时释放，运动时间相同，则在同一时刻两金属棒的速度大小相等，则有由电磁感应定律，可知回路中的感应电动势大小为回路中的感应电流导体棒和在做匀速直线运动时速度最大，对导体棒，由平衡条件可得解得B正确；C．若同时释放两导体棒，当下降高度为时达到最大速度，在此过程中由能量守恒定律可得解得闭合回路产生的焦耳热导体棒产生的焦耳热为C错误；D．若同时释放两导体棒，当下降高度为时，该过程中通过导体棒的电量为D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.李鑫同学带领他的实验小组在实验室进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验，其中部分器材如下：A.白炽灯B.凸透镜C.双缝片D.滤光片E.测量头F.单缝片（1）请帮助实验小组，按照合理顺序将以上器材安装在光具座及遮光筒上（填字母）A、B、__________、E。（2）按正确顺序安装并正确操作，白炽灯发出的光经蓝色滤光片后，从目镜中可以观察到干涉条纹。若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（）A.将屏向远离双缝的方向移动B.使用间距更大的双缝C.增大单缝和双缝之间的距离D.将蓝色滤光片换成红色滤光片（3）该实验小组用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，在用测量头测量第1条至第6条亮条纹之间的距离时，游标卡尺的示数分别如下图所示。可求得相邻两亮条纹间距__________mm。【答案】（1）D、F、C（2）AD（3）0.9【解析】【小问1详解】该实验中光源（白炽灯）发出的光经过透镜（凸透镜）的汇聚后进入滤光片后变成单色光，再进入单缝片后变成相干光，再经过双缝片，最后进入测量头。所以器材安装在光具座及遮光筒上的正确顺序为A、B、D、F、C、E。【小问2详解】若像减少观察到的条纹数，即增大条纹间距，由公式可知，增大条纹间距可以增大双缝到屏的距离l，或者换用波长更长的光以及使用间距更小的双缝。故选AD。【小问3详解】由题图可知，第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为所以其条纹间距为14.某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示的电路，整个电路装置既可以当和的电流表使用，也可以当作两个倍率的欧姆电表使用。他们使用到的器材有：电源（电动势，内阻忽略不计）定值电阻，电流表G（量程为，内阻）滑动变阻器（最大阻值为）单刀双掷开关、（1）按照多用电表的构造和原理，接线柱端应该接__________表笔（选填“红”或“黑”）；（2）当单刀双掷开关拨到端可作为电流表使用，拨到1端时，此时装置可作为__________（选填“1”或“10”）量程的电流表；电阻__________；（3）将单刀双掷开关拨到A端可作为欧姆表使用，若拨到1端，此时作为欧姆挡倍率，则将拨到2端时的倍率为__________（选填“”或“”）。【答案】①.红②.10③.110④.【解析】【详解】（1）[1]红表笔与多用电表内部电源负极连接，则D端接红表笔。（2）[2][3]由题意，此时为量程较大的电流表，即10mA。根据得（3）[4]拨到1端，改装后的电流表量程为10mA，将拨到2端时改装后的电流表量程为1mA。电流表量程减小，欧姆表内阻增大为10倍，则将拨到2端时的倍率为。15.某学校实验小组设计了测量不规则矿石体积的气压体积测量仪。如图所示为气压体积测量仪的原理图，上端开口的气压筒A和上端封闭的测量筒B均为高，横截面积的导热气缸，两气缸连接处的细管体积不计。现把待测矿石置于测量筒B中，将质量的活塞从气压筒A上方开口处放下，在两气缸内封闭一定质量的理想气体（不计活塞厚度和摩擦力），缓慢降低封闭气体的温度至，活塞稳定后，活塞距气压筒A顶端。已知环境温度为27℃，外界大气压强为，重力加速度。（1）求矿石的体积；（2）再把温度从缓慢升高，将活塞推到气压筒A的顶端，求此时封闭气体的温度；若该过程封闭气体内能增加了，求封闭气体从外界吸收的热量。【答案】（1）80cm3；（2）360K；29.6J【解析】【详解】（1）活塞稳定时封闭气体的压强令矿石体积为，由理想气体状态方程又，解得（2）缓慢升高温度，将活塞推到气压筒的顶端，压强不变，由盖—吕萨克定律解得该过程外界对系统做的功由热力学第一定律解得16.投石运动是中国最古老的投掷运动，是伴随着中国先民的狩猎活动一起产生的一项古老体育项目。某同学自制投石机模型，如图所示。在某次投石过程中，质量为的石块（可视为质点）装在长杆末端的篮子中，开始时篮子位于水平面并处于静止状态。现对长杆的另一侧施加外力，当杆转到与水平方向夹角为时立即停止转动，石块从A点沿垂直于杆方向以被抛出后，经过点时的速度大小为，与水平方向之间的夹角仍为。已知连线与水平面间的夹角也为，石块在运动过程中的空气阻力忽略不计，重力加速度，求：（1）石块被抛出后，经多长时间离连线最远；（2）两点之间的距离。【答案】（1）1s；（2）20m【解析】【详解】（1）石块在垂直于方向做匀变速直线运动，经时间该方向速度减为零，此时离连线最远，则有解得（2）取竖直向上为正方向，石块在竖直方向上做竖直上抛运动，石块由A点运动至点所用时间为，则解得在水平方向，石块做匀速直线运动解得17.在如图所示的三维空间中，的区域存在沿轴正方向的匀强电场，在的区域存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为（未知），在的区域内存在半圆柱体的空间区域，该区域内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小也为，平面与平面平行，半圆柱体的半径为，点为半圆柱体底面圆心。一质量为、电荷量为的带电粒子，从点以初速度大小，方向沿着轴正方向射入匀强电场，经过点后，再经过磁场偏转后垂直平面进入半圆柱体区域，不计粒子的重力。求：（1）粒子经过点时的速度大小；（2）电场强度与磁感应强度的比值的大小；（3）带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）带电粒子在匀强磁场内，沿轴方向做匀速直线运动，设粒子电场内的运动时间为，则粒子在电场中的加速度为，则粒子在方向的速度为粒子经过点时的速度大小为解得（2）匀强电场的场强为，由牛顿第二定律得