2023届山东省泰安市高三下学期一模考试物理试题（答案）考试试卷

试卷类型：A
2023届山东省泰安市高三下学期一模考试 物理试题
2023.03
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，将答案写在答题卡上。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。
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.在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为-b，元电荷电量为e。下列说法正确的是
A．遏止电压与入射光的频率成正比 B．金属的逸出功为eb
C．金属的截止频率为b D．普朗克常量
2. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功，顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进人航天器后要“升压”。因此将飞船此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理如图所示，相通的舱A、B之间装有阀门K，指令舱A中充满气体（视为理想气体），气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则舱内气体
A．气体对外做功，内能减小
B．气体分子势能增大，内能增大
C．气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将增多
D．气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将减少
3.利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图甲所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为；两者中心间距为。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻明条纹的间距为。则以下说法正确的是
A． B．
C． D．
4.一倾角可改变的光滑斜面固定在水平地面上，现有一质量为m的箱子（可看作质点）在斜面顶端由静止释放，如图所示。斜面底边长度为L，斜面倾角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是
A． 箱子滑到底端时重力的功率
B．箱子滑到底端时重力的功率
C．保持斜面的底边长度L不变，改变斜面的倾角θ，当时，箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短
D．保持斜面的底边长度L不变，改变斜面的倾角θ。当时，箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短
5.我国空间站组合体在2022年9月30日由两舱“一”字构型转变为两舱“L”字构型。”中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km，空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为h，经过一段时间t，轨道高度下降了），在这一过程中其机械能损失为△E。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，空间站质量为。规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为，其中M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心距离。则下列说法中正确的是
A．“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为
B．“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为
C．"中国空间站”正常在轨做圆周运动的周期为
D．“中国空间站”轨道高度下降△h时的机械能损失
6.气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态。然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C（此过程人的双脚悬空）；接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达到另一个稳定状态D．室内大气压保持不变，则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图正确的是
7.空间中有一正四面体ABCD，棱长为。在4个顶点都放置一个电荷量为Q的正点电荷，棱AB、CD的中点分别为E、F。已知无穷远处电势为0。则下列说法正确的是
A．E、F两点电势不同 B．E、F两点电场强度相同
C． E点的电场强度大小为 D．E点的电场强度大小为
8.一根轻质的不可伸长的细线长为，两端分别系在水平天花板上间距为的a、b两点，有一质量及大小不计的光滑动滑轮c跨在细线上，滑轮通过细线悬挂重力为的小球，处于静止状态，小球可视为质点。现对小球施加大小为平行于a、b连线的水平拉力，小球再次平衡时a、b间细线的张力为T，则
A． B．
C． D．
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.家用燃气灶的脉冲点火器工作原理电路如图所示，其电源为一节干电池。将1.5V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值超过12KV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是
A．正常工作时，点火器每秒点火50次
B．正常工作时，点火器每秒点火100次
C．若变压器原、副线圈的匝数之比为1：1500，点火器能正常工作
D．若变压器原、副线圈的匝数之比为1：2200，点火器能正常工作
10.均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，时刻部分质点的状态如图（a）所示，其中实线AE表示波峰，虚线FG表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上，下列说法正确的是
A．该波从A点传播到B点，所需时间为
B．时，B处质点位于波峰
C．s时，C处质点振动速度方向竖直向上
D．时，D处质点所受回复力方向竖直向下
11.2022年北京冬奥会某滑雪比赛场地简化如图所示，AO为曲线助滑道，OB为倾斜雪坡，与水平面夹角，运动员某次训练从助滑道的最高点A由静止开始下滑至起跳点O，若起跳速率为22m/s，方向与水平方向成，最后落在雪坡上的P点（图中未画出）。把运动员视为质点，不计空气阻力，取，，则
A．运动员从起跳到达P点运动的时间为4.4s
B．运动员从起跳到达P点运动的时间为2.2s
C．运动员离开雪坡的最大距离为19.36m
D．运动员离开雪坡的最大距离为116.16m
12.如图所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面夹角为，两导轨间距为0.4m，导轨电阻不计。导轨所在空间被分成足够长的区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为MN，区域I中分布有垂直斜面向下的匀强磁场，区域II中分布有垂直斜面向上的匀强磁场，两磁场的磁场感应度大小均为。在区域I中，将质量=0.1kg，电阻的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域II中将质量，电阻的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取，则
A．经过足够长的时间后，ab和cd最终以相同的速度运动
B．经过足够长的时间后，ab和cd最终以相同大小的加速度运动
C． 当cd的速度大小为5m/s时，ab刚要开始滑动
D． 当cd的速度大小为2.5m/s时，ab刚要开始滑动
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）现要通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图（a）所示，实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径d=___________mm。
（2）将小球从释放装置由静止释放，调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后。在下落过程中通过光电门。用刻度尺测出光电门到小球释放点的距离h，记录小球通过光电门的遮光时间t，计算小球通过光电门的速度。已知重力加速度为g，在误差允许范围内，若满足关系式___________（用字母h、d、t、g表示），则认为小球下落过程中机械能守恒；
（3）小球与橡胶材料碰撞会造成机械能损失。调节光电门位置，使小球下落通过光电门后，与水平放置的橡胶材料碰撞并反弹再次通过光电门，记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失△E=___________（用字母、和表示）。若适当调高光电门的高度，将会___________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。
14.（8分）某实验小组欲将内阻、量程为的电流表改装成欧姆表，供选择的器材有；
A．定值电阻（阻值为14kΩ）
B．滑动变阻器（最大阻值为1500Ω）
C． 滑动变阻器（最大阻值为500Ω）
D．电阻箱
E．干电池（）
F． 红、黑表笔各一只，开关，导线若干
（1）为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选___________（填“”或“”）。请用笔画线代替导线将图（a）中的实物连线组成欧姆表。
（2）欧姆表改装好后，将红、黑表笔短接进行调零，此时滑动变阻器R接入电路的电阻应为 Ω；电流表表盘的刻度对应的改装后欧姆表的刻度为___________。
（3）通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上c处的电流刻度为75，则c处的电阻刻度为___________kΩ。
（4）利用改装后的欧姆表进行电阻测量，小组同学发现当被测电阻的阻值为几百欧姆时，电流表指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改进，使中值电阻为1500Ω，如图（c）为他们改进后的电路，图中电阻箱的阻值应调为___________Ω。若用该表测量一阻值为1000Ω的电阻时，则电流表指针对应的电流是 μA。
15.（7分）如图所示，ABDO为某玻璃材料的截面，ABO部分为直角三角形棱镜，，OBD部分是半径为R的四分之一圆柱状玻璃，O点为圆心。一束单色光从P点与AB成角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离O点R，已知真空中的光速为c。
（1）求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界角的正弦值；
（2）现将该光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出（Q点未画出）。求光束在玻璃材料中的传播时间（不考虑圆柱BD弧面部分的发射光线）。
16.（9分）如图所示，传送带与水平方向成角，顺时针匀速转动的速度大小，传送带长，水平面上有一块足够长的木板。质量为的物块（可视为质点）以初速度，自A端沿AB方向滑上传送带，在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板，木板质量为，不考虑物块冲上木板时碰撞带来的机械能损失。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。取重力加速度，求：
（1）物块从A运动到B点经历的时间t；
（2）物块停止运动时与B点的距离x。
17.（14分）如图所示，在xoz平面的第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度的大小，空间某区域存在轴线平行于z轴的圆柱形磁场区域，磁场方向沿z轴正方向。一比荷为的带正电粒子从x轴上的P点以速度射入电场，方向与x轴的夹角。该粒子经电场偏转后，由z轴上的Q点以垂直于z轴的方向立即进入磁场区域，经磁场偏转射出后，通过坐标为（0，0.15m，0.2m）的M点（图中未画出），且速度方向与x轴负方向的夹角，其中，不计粒子重力。求：
（1）粒子速度的大小；
（2）圆柱形磁场区域的最小横截面积smin（结果保留两位有效数字）；
（3）粒子从P点运动到M点经历的时间t（结果保留三位有效数字）。，
18.（16分）如图甲所示，在水平地而上固定一光滑的竖直轨道MNP，其中水平轨道MN足够长，NP为半圆形轨道。一个质量为m的物块B与轻弹簧连接，静止在水平轨道MN上；物体A向B运动，时刻与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束；A、B的图像如图乙所示。已知在时间内，物体B运动的距离为。A、B分离后，B与静止在水平轨道MN上的物块C发生弹性正碰，此后物块C滑上半圆形竖直轨道，物块C的质量为m，且在运动过程中始终未离开轨道已知物块A、B、C均可视为质点，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求：
（1）半圆形竖直轨道半径R满足的条件；
（2）物块A最终运动的速度；
（3）A、B第一次碰撞和第二次碰撞过程中A物体的最大加速度大小之比（弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，△x为弹簧的形变量）；
（4）第二次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值。
物理试题参考答案及评分标准
2023.03
一、选择题：本题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D D A D B C B BD ACD AC BC
三、非选择题：共60分。
13.（1）7.384（7.382、7.383、7.385、7.386也可）（1分）
（2）
（3）（2分） 增大（1分）（共计6分）
14.（1）
（2）958 15kΩ （3）5 （4）1560 60
（实物图连接2分，其它每空1分，共计8分）
15.解：（1）如图所示，光线从AB界面的P点进入玻璃棱镜，根据几何关系，可得入射角
折射角，且PO恰好为法线
根据 ①
得折射率
②
解得 ③
（2）如图所示，当光线转至水平方向入射，入射角大小仍为，由折射定律同理可知，折射角°，折射光线交OD边于F点，由题已知，得在OD边界上的入射角为°，由于发生全反射的临界角为C．
比较
即5，
可知在OD界面发生全反射，已知R。由几何关系得
在三角形OFQ中，由余弦定理得 ④
解得R
⑤
⑥
解得 ⑦
评分参考：本题7分。①~⑦每式1分。
16.解：（1）物块在传送带上先做匀加速运动，由牛顿第二定律得
1 ①
解得
物块滑上传送带到速度与传送带相同所需的时间为t1
1 ②
解得s
此过程物块的位移大小为x1
③
解得，又
此后物块随皮带匀速运动
④
⑤
解行 ⑥
（2）物块滑上木板后，木块的加速度为，木板的加速度为a3，木板与木块一块减速时的共同加速度为，根据牛顿第二定律得
⑦
解得
木块与木板经时间t3达到共同速度
解得
此过程物块位移为
解得
二者共同减速的位移为x3
评分参考：本题9分，①⑥⑤每式1分，其余各式每式0.5分。
17.解：（1）粒子在电场中沿x轴正方向的分运动是匀速直线运动，沿z轴正方向的分运动是匀变速直线运动，沿z轴方向根据匀变速直线运动的规律可得
1 ①
根据牛顿第二定律可得
沿x轴正方向
联立可得
（2）由几何关系得，
（3）洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得
解得
解得
评分参考，本题共14分，⑦式2分，①②③④⑤⑥⑧⑨⑩ 12、13每式1分：
18.解：（1）由乙图知，B、C发生弹性碰撞
由动量守恒
由机械能守恒
因C未离开轨道，设运动的高度最大为h
对C由机械能守恒③
④
（2）C返回水平轨道时由机械能守恒
C与B再次发生弹性碰撞
⑤
⑥
A与B第一次碰撞到共速时，由动量守恒：
B与A第二次碰撞过程，由动量守恒：
⑧
由机械能守恒：
（3）A与B第一次碰撞到共速时，由机械能守恒：
A与B第一次碰撞到共速时，由动量守恒；
由机械能守恒：
由以上公式得
两次加速度最大对应弹簧弹力最大
由
（4）解法一：A与B压缩弹簧过程
同一时刻A、B的瞬时速度关系为：
⑥
由位移等于速度对时间的积累得；
（累积），（累积）
在时间内
由此得
第二次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值
解法二：
A压缩弹簧过程中，由动量守恒定律，得
任意时刻
取极短时间。
第二次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值