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山东省2023届高三物理下学期3月新高考联合质量测评试题（Word版附解析）
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这是一份山东省2023届高三物理下学期3月新高考联合质量测评试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了45，05kg，69~76，68~9，00，90等内容，欢迎下载使用。
试卷类型：A
山东新高考联合质量测评3月联考试题
高三物理
2023.3
考试时间：90分钟 总分：100分
一、单项选择题：本题共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．热力学循环是指工作物质经过一系列状态的变化后回到它的初始状态这种周而复始的全过程，理论上一个热力学循环由三个或多个热力学过程组成（通常为四个），又称循环过程，简称循环。热力学循环用以实现热能与机械能的转换，如在热力学理论中用卡诺循环研究热机的效率；在热工学中用狄塞尔循环对内燃机进行理论研究等。我们将一定质量的理想气体热力学循环简化后如图所示，且，下列说法正确的是（ ）
A．从A到C过程中气体分子热运动的平均速率先变大后变小
B．从A到C过程中气体向外界放热
C．从C到A过程中气体对外界做功
D．从A到最终回到A的循环过程中气体与外界热量交换为0
2．如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光大
B．该氢原子共发出3种频率的光
C．滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0
D．图中M点的数值为－4.45
3．图甲所示是采用36V、10Ah电池和180W额定功率电机设计的无人配送小车，车重为60kg，载重40kg。在某次进行刹车性能测试时，其位移x与时间t的关系可用图乙所示的图像表示，则下列说法正确的是（ ）
A．小车运动的加速度大小为 B．小车运动的初速度大小为6m/s
C．前2s内小车的位移大小为4m D．前2s内合力对小车做功的平均功率为1200W
4．“天宫课堂”第三课于2022年10月12日15时45分准时开课。刘洋老师在运行周期约为90分钟、绕地球做近似圆周运动的“问天舱”内给大家演示了精彩的水球变“懒”实验。如图，将空心钢球投入水球后，推动注射器让其内部的空气用同样的力度去冲击他们，振动幅度变小，水球确实变“懒”了。课后同学们意犹未尽，在菏泽一中分会场引起激烈争论：甲认为在微重力环境下，物体几乎不受任何力，所以宇航员飘在实验仓内，铁球也不会从水球中掉落；乙认为空心钢球所受浮力与重力相等，处于平衡状态；丙认为水球变懒是因为铁球投入水球后二者惯性比水球大；丁认为刘洋老师在太空一天内可以看到16次日出；戊认为问天舱速度大于7.9km/s；己认为水能成为球形主要是因为表面张力的作用。对以上六位同学的观点，你认为较合理的是（ ）
A．甲、戊、己 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、己 D．乙、戊、己
5．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，a、b是介质中的两个质点，a质点的平衡位置坐标为x＝0，图乙是质点b的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．当时，a、b两个质点位移相同
B．质点a的振动方程为
C．当t＝1s时，质点a的加速度方向沿y轴正方向
D．从到t＝1.5s，质点b通过的路程为25cm
6．两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），然后将两极板分别围绕O、点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是（ ）
A．两极板旋转之后，极板间的电场强度减小
B．两极板旋转之后，极板间的正对面积不变
C．在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为
D．在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为
7．如图所示，质量为100g的带电小球A和不带电滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，杆下端固定带电小球C，，由于空气潮湿小球带电量逐渐减小为零，滑环B始终静止。设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，带电小球可看作点电荷。（）则（ ）
A．绳子拉力逐渐变小 B．滑环B的质量不超过0.05kg
C．固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上 D．滑环B受到的摩擦力逐渐变小
8．如图所示，在温度为17℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为h＝49cm，已知弹簧原长，劲度系数k＝100N/m，气缸的质量M＝2kg，活塞的质量m＝1kg，活塞的横截面积，大气压强，且不随温度变化。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同。（弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度）下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的压缩量为0.4m
B．气缸内封闭气体的压强为
C．若环境温度缓慢上升到37C，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为51cm
D．环境温度升高后该气体的熵减小
二、多项选择题：本题共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．太阳系中有两颗小行星P、Q绕太阳在同一平面内沿相同方向做匀速圆周运动，测得P、Q之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知P星环绕半径大于Q星环绕半径，仅考虑小行星与太阳之间的引力，则关于P星和Q星的说法正确的是（ ）
A．Q星的轨道半径是r B．P星和Q星的向心加速度大小之比为
C．P星的角速度为 D．P星和Q星线速度大小之比为
10．风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动，使叶片的转速为n，升速齿轮箱的转速比为，高速转轴使匝数为N的发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电通过理想变压器后向用户端的9盏灯泡供电，其中A灯为指示灯，A灯与用户端的灯泡相同，额定电压均为U，所有灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．用户端的交变电流的频率为
B．变压器原副线圈的匝数比为9：1
C．发电机线圈的面积为
D．若增多用户端的灯泡数量，则用户端的灯泡变暗，A灯变亮，发电机的总功率减小
11．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间距为3L，有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为2L，有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为B。质量均为m金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线导轨上h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为R，其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．M棒刚进入磁场时N棒的加速度
B．N棒的最终速度大小
C．通过M棒的电量
D．N棒产生的热量
12．现代科学的发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素。意大利物理学家乔治·帕里西发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性，荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是力学中的一个无序系统模型，质量均为1kg的小球M、N用两根长度均为的轻质细杆a、b连接，细杆a的一端可绕固定点O自由转动，细杆b可绕小球M自由转动。开始时两球与O点在同一高度，静止释放两球，并开始计时，两球在竖直面内做无序运动；t＝2s时，细杆a与竖直方向的夹角为，小球N恰好到达与O点等高处且速度方向水平向右。重力加速度，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．t＝2s时，两小球速度大小相等
B．t＝2s时，N球的速度大小为1.5m/s
C．此运动过程中，细杆b对N球的冲量大小约为
D．此运动过程中，a、b两杆对M球做功之和为－1.125J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）A和B两位同学约定周末在家里各自找器材测定当地的重力加速度。
（1）A同学用手机拍摄小球自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。他从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度尺如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是1mm，他将测量小球位置时的数据记录在下表中，请帮助他完成表格。
小球的位置
图（a）
图（b）
图（c）
刻度尺的读数（cm）
2.00
25.90
______
（2）A同学测得当地的重力加速度大小为______。（保留两位小数）
（3）B同学在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图丙所示的单摆，具体操作如下：用刻度尺测量ON间细线的长度L，将挂件拉开一个比较小的角度，然后由静止释放，从挂件摆至最低处开始用手机计时，测出多次全振动的总时间并计算出单摆的周期T。该同学改变ON间细线的长度先后做了两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为、和、（已知小于），由此测得的重力加速度为______。（用、、、表示）
14．（8分）图甲为小刚同学设计的测量电源电动势与内阻的实验电路图。
实验过程如下：
（1）按图甲连接电路，其中保护电阻，调节电阻箱，记录多组U和R的数值，并且画出了图线，如图乙所示。由图线，计算得到电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。
（2）用该电源、电阻箱和量程为1mA内阻约为200Ω的毫安表改装成欧姆表，如图丙所示。正确使用该欧姆表测量某待测电阻，指针指在毫安表满偏量程的处，则被测电阻阻值为______Ω。
（3）若考虑图甲中电压表内阻对测量数据的影响，则电阻测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
15．（7分）一位同学做光学趣味实验，他把一块厚度为d的平行玻璃砖放到平面镜和光屏之间。玻璃砖上下两个表面、光屏和平面镜均与地面平行，玻璃砖的上表面与光屏之间的距离为2d，玻璃砖下表面与平面镜的距离为d，然后他用一红色细激光束以60°入射角打到平行玻璃砖的上表面，入射点到玻璃砖右侧面的距离为，发现光屏上出现了从左向右3个光点。玻璃砖对红光的折射率为，设空气中的光速为c，不考虑光屏、平面镜和玻璃砖的多次反射，如图所示，求：
（1）打在光屏上从左边数第2个光点的光束在玻璃砖中的传播时间t；
（2）光屏上从左边数第2、3个光点之间的距离。
16．（9分）如图所示，倾角为的斜面AB固定在水平桌面上，竖直面内的半圆轨道CD与桌面相切于C点。小物块甲、乙用轻质细绳连接，跨过轻质光滑的定滑轮，与乙相连的轻绳竖直，与甲相连的轻绳平行于斜面。开始将乙按在桌面上静止不动，甲位于斜面顶端；释放乙，当甲滑至斜面AB中点时剪断细绳。已知斜面AB长，水平桌面BC段长，甲的质量、乙的质量，物块甲与斜面AB和水平桌面BC间的动摩擦因数均为，半圆轨道CD光滑，物块甲从斜面滑上水平桌面时速度大小不变，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）物块甲到斜面底端B时重力的瞬时功率P；
（2）若物块甲在半圆轨道CD上运动时不脱离轨道，半圆轨道半径R的取值范围。
17．（14分）离子推进器又称离子发动机，广泛用于空间推进。中国空间站天和核心舱用来调整姿态、维持轨道的霍尔推进器就是离子推进器的一种。如图所示，某种离子推进器模型由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板M、N和左右侧面间距为2L的长方体构成，长方体的上下面、前后面间距足够大，其右侧面P为喷口。以金属板N上的小孔O为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在大小为E、方向沿z轴正方向的匀强电场；长方体Ⅰ区域宽度为L，存在沿x轴正方向匀强电场（大小未知）；Ⅱ区域存在匀强磁场B沿x轴正方向，大小可调。质子束从离子源小孔S飘出（可认为初速度为0），经M、N板间电场加速后进入匀强电场和磁场区域，最后从右侧面P射出。已知质子的质量为m、电荷量为e，忽略离子间的相互作用。测得质子到达Ⅰ、Ⅱ区域分界面时的速度方向与x轴正方向成角度。
（1）求Ⅰ区域匀强电场的大小；
（2）调节Ⅱ区域匀强磁场B的数值，使得质子均能从右侧面P射出，求B的取值范围；
（3）若，求质子离开右侧面P时的位置坐标；
（4）离子源释放的离子变成粒子，其质量为4m，电荷量为2e，保持第（3）问的匀强磁场不变，同时在Ⅱ区域空间加上另一个匀强电场，大小为，方向在xOy平面内且与x轴正方向、y轴负方向都成斜向下，判断粒子进入Ⅱ区域时的位置坐标，并说明粒子在Ⅱ区域中的运动性质，画出运动轨迹示意图。（标明轨迹所在的平面）
18．（16分）某弹射游戏模型简化如图，OABED为光滑水平面，BC为与水平面夹角为37°的倾斜传送带，二者在B点通过光滑小圆弧连接，轻质弹簧左端固定在过O点的竖直档板上，右端A点为弹簧的原长且与物块不连接，E点为C点在水平面上的投影。游戏时，某同学推着质量为物块P向左压缩弹簧，弹簧弹性势能为时释放物块，当物块经过A点时，一颗质量为的弹丸从物块正上方以速度竖直向下击中物块并停在其中（图中未画出），作用时间极短，内力远大于外力。求：
（1）弹丸在相对物块P运动的过程中物块和弹丸损失的机械能和此过程中所受物块的平均冲击力F的大小。（用题干的字母表达）
（2）另一同学游戏时，取出弹丸（假设物块P质量不变），想让物块P经过C点后，直接落入D点的洞口内，释放物块P时弹簧的弹性势能是多少。已知CE的高度h＝2m，ED的长度x＝4m，物块P的质量，传送带逆时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数，。（物块、传送带滑轮均可视为质点）
（3）在（2）的条件下，若物块P经过C点时与轻放在C点的等质量的物块Q发生弹性正碰，
①试讨论物块P第一次返回到B点的速度与传送带速度v的大小关系；
②若传送带的速度v＝10m/s，经过足够长时间，从开始到物块P回到A点的过程中，传送带对物块P做的总功。
山东新高考联合质量测评3月联考试题
高三物理参考答案及评分标准
2023.3
1．A 解析：由图可得A→C温度先升高后降低，温度是平均动能标志，A正确。
气体体积变大，对外界做功，由得吸热，B错误。
从C→A，体积变小，外界对气体做功，C错误。
全过程面积代表功的大小，合功为负，由得吸收热量。
2．D 解析：由图可知，a光最大初动能比c光大，但动能不一定大，故A错；
由发出光的频率个数公式种，故B错，
当加速电压为0时，由于光电子有动能，仍能进入电路，故电流表电流不一定为0，故C错；
a光是由能级4跃迁到能级1产生的光
由光电效应方程
c光是由能级2跃及到能级1产生的光
∴．故D正确．
3．B 解析：根据匀变速直线运动位移时间公式得即图像是一条倾斜的直线，由图像可知，图线斜率为小车运动的初速度，则截距为小车运动的加速度的，则小车刹车时间为1.5s，故前2s内物体的位移，故B正确，AC错误；
D．根据牛顿第二定律，可得合力为，1.5s末小车已停止运动，运动位移为4.5m，根据平均功率定义可知，故D错误。
4．C 解析：在微重力环境下，物体处于完全失重状态，但仍受引力作用，且引力提供向心力，做圆周运动，不是平衡状态，甲乙说法都是错误的。铁球投入水球后二者总质量比原来水球的质量大，惯性大，丙说法正确。问天舱周期大约1.5h，一天能看到日出次数次，所以丁说法正确。问天舱运行半径大于地球半径，速度小于第一宇宙速度7.9km/s，戊的说法是错误的。水在太空能成为球形主要是因为表面张力的作用，己正确．故正确选项为C。
5．A 解析：由到，波传播了，向左传播了
a、b两质点中点处恰好为波峰，故a、b两点位移相同，故A正确
由乙图可知b的振动方程为且质点b沿y轴正向运动，由同侧原理可知该波沿x轴负向传播当时b点的位移。
由甲图可知b质点平衡质量坐标，故波从b传到a需要
a比b晚振动，故a振动方程为，故B错
t＝1s时，质点a从图示位置振动了，质点a的位移沿y轴正方向，由加速度的方向与位移方向相反，故加速度沿y轴负向，故C错
由b的振动方程可知时，。
t＝1.5s时，
故路程，故D错．
6．D 解析：设初始时刻电场强度为，则，正负电荷所在点的电势分为和，则其电势能为，则电场力做功；现将两极板旋转30°，场强变为，场强变大，故A错误。
两极板间正对面积减小，故B错误。
而，此时电场力做功。故选D。
7．B 解析：小球A：三角形相似 拉力不变，
滑环B：N方向向下 ，则要想静止N必须大于，，，B正确。
8．C 解析：对气缸和活塞整体受力分析
，故A错
对封闭气体压强，对气缸受力分析得
，故B错
温度变化、活塞离地面高度不发生变化，气缸顶部离地面高度为：h＝49cm
而活塞离地面高度：50cm－30cm＝20cm
故初始气体内部高度l＝29cm，且该过程为等压变化
，
根据：得
故汽缸的顶部离地面高度为，故C正确。
温度升高气体分子运动无序增加，故熵增加，D错误。
9．BC 解析：设P、Q环绕半径分别为、，由题意可知
解得： 故A错误
B项：由得，B正确
C项：由，，得，C正确
D项：由得，D错误．
10．BC 解析：A．叶片的转速为n，则发电机线圈转速为kn，则通过理想变压器后输出交变电流的频率为kn，故A错误；
B．设灯泡的额定电流为I，根据题意可知，原线圈电流，副线圈电流，根据变流比可知，故B正确；
C．根据变压比可得原线圈电压为，则发电机输出电压，根据，联立可得，故C正确；
D．将变压器以及所有用户看作一个负载，若此时用户端突然增多，则负载电阻减小，则通过灯泡A的电流增大，则A灯变亮，发电机输出电压不变，故原线圈电压减小，根据变压比可知，副线圈电压减小，则其余灯泡的亮度变暗，发电机输出电压不变，输出电流增大，则输出功率增大，故D错误。故选BC。
11．AD 解析：两金属棒最终分别匀速直线运动，，，，，对M棒，，刚进入磁场时速度最大，I最大，a最大。，，对N棒，，，分别对MN应用动量定量，M：，N：，解得：，，，全过程能量守恒，，，解得：，AD正确。
12．BCD 解析：A．细杆a的一端可绕固定点O自由转动，则M的速度方向始终与杆a垂直，设t＝2s时小球M、N的速度大小分别为，，如图所示
M的速度方向始终与杆a垂直，当N速度方向水平向右时，二者沿杆b方向的分速度相等，有
可得，故A错误。
B．由系统机械能守恒，有
解得方向向右下方，与水平方向的夹角为30°；
方向水平向右，故B正确。
C．此运动过程中，根据动量定理可知，细杆b对N球的冲量，故C正确。
D．此运动过程中，对M球根据动能定理有解得，故D正确。
故选BCD。
13．（1）76.69~76.71
（2）9.68~9.69
由代入数据得或
（3）设摆长与细线长度之间的差值为x，
根据单摆周期公式可得，，
联立方程得．
14．（1）1.5 0.4 （2）3000 （3）小于
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律可得，可得，可知图像的纵轴截距为，解得电源电动势为E＝1.5V；图像的斜率为
解得内阻为r＝0.4Ω。
（2）欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律有，解得欧姆表内阻为，
则被测电阻阻值为。
（3）若考虑图甲中电压表内阻影响，设电压表内阻为，
由图甲根据闭合电路欧姆定律可得，
可得，
可知图像的纵轴截距为，
可得；则欧姆调零时，有，设指针对应电流为I，
根据闭合电路欧姆定律可得，，
可得，则有，则电阻测量值小于真实值。
15．
（1）由折射定律，得 ①
得
时间 ②
③
④
（2）由几何关系可知：光屏上两个光点之间的距离
⑤
16．（1） （2）
解析：（1）设轻绳剪断时甲速度的大小为，
对甲、乙系统，甲下滑到斜面中点过程，
根据能量守恒定律
①
解得：
设甲到达斜面底端时的速度大小为，对甲下滑到斜面底端过程，根据动能定理
②
解得：
重力的瞬时功率 ③
解得： ④
（2）设甲到达C时的速度大小为，物块甲，从B到C过程，根据动能定理
⑤
解得：
当物块甲到最高点D恰脱离轨道时，轨道半径最小，设最小值为
甲由C到D过程，由动能定理得 ⑥
甲到达D时，根据牛顿运动定律 ⑦
解得：
当物块甲恰好到达与轨道圆心等高的位置时，速度为0，轨道半径最大，设最大值为
甲由C到与圆心等高位置，由动能定理得 ⑧
解得：
综上， ⑨
①~⑨每式1分
17．（1）MN间电场加速，由动能定理得
在Ⅰ区域匀强电场中，由类平抛运动规律得
解得
（2）质子进入Ⅱ区域后，参与两个分运动：沿x轴正向的匀速直线运动，速度大小为和在yOz平面内的匀速圆周运动，速度大小为
圆周运动恰好与面P相切．设轨迹半径为
由几何关系知：
轨迹半径应满足
由得
（3）满足从右侧面P射出的条件，在Ⅱ区域参与匀速直线和匀速圆周两个分运动，设圆轨迹半径为，由得
由几何关系知：匀速圆周运动转过的角度
运动时间
沿x轴正方向位移
沿y轴正方向位移
沿z轴正方向位移
质子在Ⅰ区域中沿x轴正方向位移
沿y轴方向位移，沿z轴正方向位移
质子离开右侧面P时位置关系为
（4）粒子在加速电场中加速后，在区域Ⅰ中匀强电场中偏转运动轨迹与质子的运动轨迹重合，则粒子进入Ⅱ区域时的位置坐标为；
经分析可知，粒子在Ⅱ区域内做匀变速曲线运动；
轨迹所在平面为xOz平面，轨迹如下图所示，
18．（1）设弹簧恢复原长时速度为，则
①
对和，水平方向动量守恒
②
③
由①②③得： ④
设物块对弹丸的水平分力和竖直分力分别为、，由动量定理
⑤
⑥
又 ⑦
解得： ⑧
（2）由C到D做斜抛运动，设从C点抛出的速度为，
⑨
⑩
由⑨⑩得，
对物块P，由O到C有 ⑪
⑫
由以上几式解得（或） ⑬
（3）P与Q发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒。
⑭
⑮
由⑭⑮得 ，即碰后二者速度交换
①若物块P碰后从C到B一直加速，则 ⑯
⑰
解得
即传送带速度时，P返回B点的速度，
当时，物块P先以加速，再以加速
⑱
⑲
⑳
由以上解得：，
综上 ㉑
②若传送带速度，则P从C到B一直加速且以后每经过B点的速度均为，从开始到回到A的全过程，传送带对P做的功为W，则：
㉒
㉓
解得： ㉔
（其他解法，合理正确就给分）
试卷类型：A
山东新高考联合质量测评3月联考试题
高三物理
2023.3
考试时间：90分钟 总分：100分
一、单项选择题：本题共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．热力学循环是指工作物质经过一系列状态的变化后回到它的初始状态这种周而复始的全过程，理论上一个热力学循环由三个或多个热力学过程组成（通常为四个），又称循环过程，简称循环。热力学循环用以实现热能与机械能的转换，如在热力学理论中用卡诺循环研究热机的效率；在热工学中用狄塞尔循环对内燃机进行理论研究等。我们将一定质量的理想气体热力学循环简化后如图所示，且，下列说法正确的是（ ）
A．从A到C过程中气体分子热运动的平均速率先变大后变小
B．从A到C过程中气体向外界放热
C．从C到A过程中气体对外界做功
D．从A到最终回到A的循环过程中气体与外界热量交换为0
2．如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光大
B．该氢原子共发出3种频率的光
C．滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0
D．图中M点的数值为－4.45
3．图甲所示是采用36V、10Ah电池和180W额定功率电机设计的无人配送小车，车重为60kg，载重40kg。在某次进行刹车性能测试时，其位移x与时间t的关系可用图乙所示的图像表示，则下列说法正确的是（ ）
A．小车运动的加速度大小为 B．小车运动的初速度大小为6m/s
C．前2s内小车的位移大小为4m D．前2s内合力对小车做功的平均功率为1200W
4．“天宫课堂”第三课于2022年10月12日15时45分准时开课。刘洋老师在运行周期约为90分钟、绕地球做近似圆周运动的“问天舱”内给大家演示了精彩的水球变“懒”实验。如图，将空心钢球投入水球后，推动注射器让其内部的空气用同样的力度去冲击他们，振动幅度变小，水球确实变“懒”了。课后同学们意犹未尽，在菏泽一中分会场引起激烈争论：甲认为在微重力环境下，物体几乎不受任何力，所以宇航员飘在实验仓内，铁球也不会从水球中掉落；乙认为空心钢球所受浮力与重力相等，处于平衡状态；丙认为水球变懒是因为铁球投入水球后二者惯性比水球大；丁认为刘洋老师在太空一天内可以看到16次日出；戊认为问天舱速度大于7.9km/s；己认为水能成为球形主要是因为表面张力的作用。对以上六位同学的观点，你认为较合理的是（ ）
A．甲、戊、己 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、己 D．乙、戊、己
5．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，a、b是介质中的两个质点，a质点的平衡位置坐标为x＝0，图乙是质点b的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．当时，a、b两个质点位移相同
B．质点a的振动方程为
C．当t＝1s时，质点a的加速度方向沿y轴正方向
D．从到t＝1.5s，质点b通过的路程为25cm
6．两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），然后将两极板分别围绕O、点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是（ ）
A．两极板旋转之后，极板间的电场强度减小
B．两极板旋转之后，极板间的正对面积不变
C．在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为
D．在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为
7．如图所示，质量为100g的带电小球A和不带电滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，杆下端固定带电小球C，，由于空气潮湿小球带电量逐渐减小为零，滑环B始终静止。设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，带电小球可看作点电荷。（）则（ ）
A．绳子拉力逐渐变小 B．滑环B的质量不超过0.05kg
C．固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上 D．滑环B受到的摩擦力逐渐变小
8．如图所示，在温度为17℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为h＝49cm，已知弹簧原长，劲度系数k＝100N/m，气缸的质量M＝2kg，活塞的质量m＝1kg，活塞的横截面积，大气压强，且不随温度变化。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同。（弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度）下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的压缩量为0.4m
B．气缸内封闭气体的压强为
C．若环境温度缓慢上升到37C，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为51cm
D．环境温度升高后该气体的熵减小
二、多项选择题：本题共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．太阳系中有两颗小行星P、Q绕太阳在同一平面内沿相同方向做匀速圆周运动，测得P、Q之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知P星环绕半径大于Q星环绕半径，仅考虑小行星与太阳之间的引力，则关于P星和Q星的说法正确的是（ ）
A．Q星的轨道半径是r B．P星和Q星的向心加速度大小之比为
C．P星的角速度为 D．P星和Q星线速度大小之比为
10．风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动，使叶片的转速为n，升速齿轮箱的转速比为，高速转轴使匝数为N的发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电通过理想变压器后向用户端的9盏灯泡供电，其中A灯为指示灯，A灯与用户端的灯泡相同，额定电压均为U，所有灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．用户端的交变电流的频率为
B．变压器原副线圈的匝数比为9：1
C．发电机线圈的面积为
D．若增多用户端的灯泡数量，则用户端的灯泡变暗，A灯变亮，发电机的总功率减小
11．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间距为3L，有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为2L，有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为B。质量均为m金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线导轨上h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为R，其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．M棒刚进入磁场时N棒的加速度
B．N棒的最终速度大小
C．通过M棒的电量
D．N棒产生的热量
12．现代科学的发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素。意大利物理学家乔治·帕里西发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性，荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是力学中的一个无序系统模型，质量均为1kg的小球M、N用两根长度均为的轻质细杆a、b连接，细杆a的一端可绕固定点O自由转动，细杆b可绕小球M自由转动。开始时两球与O点在同一高度，静止释放两球，并开始计时，两球在竖直面内做无序运动；t＝2s时，细杆a与竖直方向的夹角为，小球N恰好到达与O点等高处且速度方向水平向右。重力加速度，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．t＝2s时，两小球速度大小相等
B．t＝2s时，N球的速度大小为1.5m/s
C．此运动过程中，细杆b对N球的冲量大小约为
D．此运动过程中，a、b两杆对M球做功之和为－1.125J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）A和B两位同学约定周末在家里各自找器材测定当地的重力加速度。
（1）A同学用手机拍摄小球自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。他从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度尺如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是1mm，他将测量小球位置时的数据记录在下表中，请帮助他完成表格。
小球的位置
图（a）
图（b）
图（c）
刻度尺的读数（cm）
2.00
25.90
______
（2）A同学测得当地的重力加速度大小为______。（保留两位小数）
（3）B同学在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图丙所示的单摆，具体操作如下：用刻度尺测量ON间细线的长度L，将挂件拉开一个比较小的角度，然后由静止释放，从挂件摆至最低处开始用手机计时，测出多次全振动的总时间并计算出单摆的周期T。该同学改变ON间细线的长度先后做了两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为、和、（已知小于），由此测得的重力加速度为______。（用、、、表示）
14．（8分）图甲为小刚同学设计的测量电源电动势与内阻的实验电路图。
实验过程如下：
（1）按图甲连接电路，其中保护电阻，调节电阻箱，记录多组U和R的数值，并且画出了图线，如图乙所示。由图线，计算得到电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。
（2）用该电源、电阻箱和量程为1mA内阻约为200Ω的毫安表改装成欧姆表，如图丙所示。正确使用该欧姆表测量某待测电阻，指针指在毫安表满偏量程的处，则被测电阻阻值为______Ω。
（3）若考虑图甲中电压表内阻对测量数据的影响，则电阻测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
15．（7分）一位同学做光学趣味实验，他把一块厚度为d的平行玻璃砖放到平面镜和光屏之间。玻璃砖上下两个表面、光屏和平面镜均与地面平行，玻璃砖的上表面与光屏之间的距离为2d，玻璃砖下表面与平面镜的距离为d，然后他用一红色细激光束以60°入射角打到平行玻璃砖的上表面，入射点到玻璃砖右侧面的距离为，发现光屏上出现了从左向右3个光点。玻璃砖对红光的折射率为，设空气中的光速为c，不考虑光屏、平面镜和玻璃砖的多次反射，如图所示，求：
（1）打在光屏上从左边数第2个光点的光束在玻璃砖中的传播时间t；
（2）光屏上从左边数第2、3个光点之间的距离。
16．（9分）如图所示，倾角为的斜面AB固定在水平桌面上，竖直面内的半圆轨道CD与桌面相切于C点。小物块甲、乙用轻质细绳连接，跨过轻质光滑的定滑轮，与乙相连的轻绳竖直，与甲相连的轻绳平行于斜面。开始将乙按在桌面上静止不动，甲位于斜面顶端；释放乙，当甲滑至斜面AB中点时剪断细绳。已知斜面AB长，水平桌面BC段长，甲的质量、乙的质量，物块甲与斜面AB和水平桌面BC间的动摩擦因数均为，半圆轨道CD光滑，物块甲从斜面滑上水平桌面时速度大小不变，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）物块甲到斜面底端B时重力的瞬时功率P；
（2）若物块甲在半圆轨道CD上运动时不脱离轨道，半圆轨道半径R的取值范围。
17．（14分）离子推进器又称离子发动机，广泛用于空间推进。中国空间站天和核心舱用来调整姿态、维持轨道的霍尔推进器就是离子推进器的一种。如图所示，某种离子推进器模型由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板M、N和左右侧面间距为2L的长方体构成，长方体的上下面、前后面间距足够大，其右侧面P为喷口。以金属板N上的小孔O为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在大小为E、方向沿z轴正方向的匀强电场；长方体Ⅰ区域宽度为L，存在沿x轴正方向匀强电场（大小未知）；Ⅱ区域存在匀强磁场B沿x轴正方向，大小可调。质子束从离子源小孔S飘出（可认为初速度为0），经M、N板间电场加速后进入匀强电场和磁场区域，最后从右侧面P射出。已知质子的质量为m、电荷量为e，忽略离子间的相互作用。测得质子到达Ⅰ、Ⅱ区域分界面时的速度方向与x轴正方向成角度。
（1）求Ⅰ区域匀强电场的大小；
（2）调节Ⅱ区域匀强磁场B的数值，使得质子均能从右侧面P射出，求B的取值范围；
（3）若，求质子离开右侧面P时的位置坐标；
（4）离子源释放的离子变成粒子，其质量为4m，电荷量为2e，保持第（3）问的匀强磁场不变，同时在Ⅱ区域空间加上另一个匀强电场，大小为，方向在xOy平面内且与x轴正方向、y轴负方向都成斜向下，判断粒子进入Ⅱ区域时的位置坐标，并说明粒子在Ⅱ区域中的运动性质，画出运动轨迹示意图。（标明轨迹所在的平面）
18．（16分）某弹射游戏模型简化如图，OABED为光滑水平面，BC为与水平面夹角为37°的倾斜传送带，二者在B点通过光滑小圆弧连接，轻质弹簧左端固定在过O点的竖直档板上，右端A点为弹簧的原长且与物块不连接，E点为C点在水平面上的投影。游戏时，某同学推着质量为物块P向左压缩弹簧，弹簧弹性势能为时释放物块，当物块经过A点时，一颗质量为的弹丸从物块正上方以速度竖直向下击中物块并停在其中（图中未画出），作用时间极短，内力远大于外力。求：
（1）弹丸在相对物块P运动的过程中物块和弹丸损失的机械能和此过程中所受物块的平均冲击力F的大小。（用题干的字母表达）
（2）另一同学游戏时，取出弹丸（假设物块P质量不变），想让物块P经过C点后，直接落入D点的洞口内，释放物块P时弹簧的弹性势能是多少。已知CE的高度h＝2m，ED的长度x＝4m，物块P的质量，传送带逆时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数，。（物块、传送带滑轮均可视为质点）
（3）在（2）的条件下，若物块P经过C点时与轻放在C点的等质量的物块Q发生弹性正碰，
①试讨论物块P第一次返回到B点的速度与传送带速度v的大小关系；
②若传送带的速度v＝10m/s，经过足够长时间，从开始到物块P回到A点的过程中，传送带对物块P做的总功。
山东新高考联合质量测评3月联考试题
高三物理参考答案及评分标准
2023.3
1．A 解析：由图可得A→C温度先升高后降低，温度是平均动能标志，A正确。
气体体积变大，对外界做功，由得吸热，B错误。
从C→A，体积变小，外界对气体做功，C错误。
全过程面积代表功的大小，合功为负，由得吸收热量。
2．D 解析：由图可知，a光最大初动能比c光大，但动能不一定大，故A错；
由发出光的频率个数公式种，故B错，
当加速电压为0时，由于光电子有动能，仍能进入电路，故电流表电流不一定为0，故C错；
a光是由能级4跃迁到能级1产生的光
由光电效应方程
c光是由能级2跃及到能级1产生的光
∴．故D正确．
3．B 解析：根据匀变速直线运动位移时间公式得即图像是一条倾斜的直线，由图像可知，图线斜率为小车运动的初速度，则截距为小车运动的加速度的，则小车刹车时间为1.5s，故前2s内物体的位移，故B正确，AC错误；
D．根据牛顿第二定律，可得合力为，1.5s末小车已停止运动，运动位移为4.5m，根据平均功率定义可知，故D错误。
4．C 解析：在微重力环境下，物体处于完全失重状态，但仍受引力作用，且引力提供向心力，做圆周运动，不是平衡状态，甲乙说法都是错误的。铁球投入水球后二者总质量比原来水球的质量大，惯性大，丙说法正确。问天舱周期大约1.5h，一天能看到日出次数次，所以丁说法正确。问天舱运行半径大于地球半径，速度小于第一宇宙速度7.9km/s，戊的说法是错误的。水在太空能成为球形主要是因为表面张力的作用，己正确．故正确选项为C。
5．A 解析：由到，波传播了，向左传播了
a、b两质点中点处恰好为波峰，故a、b两点位移相同，故A正确
由乙图可知b的振动方程为且质点b沿y轴正向运动，由同侧原理可知该波沿x轴负向传播当时b点的位移。
由甲图可知b质点平衡质量坐标，故波从b传到a需要
a比b晚振动，故a振动方程为，故B错
t＝1s时，质点a从图示位置振动了，质点a的位移沿y轴正方向，由加速度的方向与位移方向相反，故加速度沿y轴负向，故C错
由b的振动方程可知时，。
t＝1.5s时，
故路程，故D错．
6．D 解析：设初始时刻电场强度为，则，正负电荷所在点的电势分为和，则其电势能为，则电场力做功；现将两极板旋转30°，场强变为，场强变大，故A错误。
两极板间正对面积减小，故B错误。
而，此时电场力做功。故选D。
7．B 解析：小球A：三角形相似 拉力不变，
滑环B：N方向向下 ，则要想静止N必须大于，，，B正确。
8．C 解析：对气缸和活塞整体受力分析
，故A错
对封闭气体压强，对气缸受力分析得
，故B错
温度变化、活塞离地面高度不发生变化，气缸顶部离地面高度为：h＝49cm
而活塞离地面高度：50cm－30cm＝20cm
故初始气体内部高度l＝29cm，且该过程为等压变化
，
根据：得
故汽缸的顶部离地面高度为，故C正确。
温度升高气体分子运动无序增加，故熵增加，D错误。
9．BC 解析：设P、Q环绕半径分别为、，由题意可知
解得： 故A错误
B项：由得，B正确
C项：由，，得，C正确
D项：由得，D错误．
10．BC 解析：A．叶片的转速为n，则发电机线圈转速为kn，则通过理想变压器后输出交变电流的频率为kn，故A错误；
B．设灯泡的额定电流为I，根据题意可知，原线圈电流，副线圈电流，根据变流比可知，故B正确；
C．根据变压比可得原线圈电压为，则发电机输出电压，根据，联立可得，故C正确；
D．将变压器以及所有用户看作一个负载，若此时用户端突然增多，则负载电阻减小，则通过灯泡A的电流增大，则A灯变亮，发电机输出电压不变，故原线圈电压减小，根据变压比可知，副线圈电压减小，则其余灯泡的亮度变暗，发电机输出电压不变，输出电流增大，则输出功率增大，故D错误。故选BC。
11．AD 解析：两金属棒最终分别匀速直线运动，，，，，对M棒，，刚进入磁场时速度最大，I最大，a最大。，，对N棒，，，分别对MN应用动量定量，M：，N：，解得：，，，全过程能量守恒，，，解得：，AD正确。
12．BCD 解析：A．细杆a的一端可绕固定点O自由转动，则M的速度方向始终与杆a垂直，设t＝2s时小球M、N的速度大小分别为，，如图所示
M的速度方向始终与杆a垂直，当N速度方向水平向右时，二者沿杆b方向的分速度相等，有
可得，故A错误。
B．由系统机械能守恒，有
解得方向向右下方，与水平方向的夹角为30°；
方向水平向右，故B正确。
C．此运动过程中，根据动量定理可知，细杆b对N球的冲量，故C正确。
D．此运动过程中，对M球根据动能定理有解得，故D正确。
故选BCD。
13．（1）76.69~76.71
（2）9.68~9.69
由代入数据得或
（3）设摆长与细线长度之间的差值为x，
根据单摆周期公式可得，，
联立方程得．
14．（1）1.5 0.4 （2）3000 （3）小于
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律可得，可得，可知图像的纵轴截距为，解得电源电动势为E＝1.5V；图像的斜率为
解得内阻为r＝0.4Ω。
（2）欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律有，解得欧姆表内阻为，
则被测电阻阻值为。
（3）若考虑图甲中电压表内阻影响，设电压表内阻为，
由图甲根据闭合电路欧姆定律可得，
可得，
可知图像的纵轴截距为，
可得；则欧姆调零时，有，设指针对应电流为I，
根据闭合电路欧姆定律可得，，
可得，则有，则电阻测量值小于真实值。
15．
（1）由折射定律，得 ①
得
时间 ②
③
④
（2）由几何关系可知：光屏上两个光点之间的距离
⑤
16．（1） （2）
解析：（1）设轻绳剪断时甲速度的大小为，
对甲、乙系统，甲下滑到斜面中点过程，
根据能量守恒定律
①
解得：
设甲到达斜面底端时的速度大小为，对甲下滑到斜面底端过程，根据动能定理
②
解得：
重力的瞬时功率 ③
解得： ④
（2）设甲到达C时的速度大小为，物块甲，从B到C过程，根据动能定理
⑤
解得：
当物块甲到最高点D恰脱离轨道时，轨道半径最小，设最小值为
甲由C到D过程，由动能定理得 ⑥
甲到达D时，根据牛顿运动定律 ⑦
解得：
当物块甲恰好到达与轨道圆心等高的位置时，速度为0，轨道半径最大，设最大值为
甲由C到与圆心等高位置，由动能定理得 ⑧
解得：
综上， ⑨
①~⑨每式1分
17．（1）MN间电场加速，由动能定理得
在Ⅰ区域匀强电场中，由类平抛运动规律得
解得
（2）质子进入Ⅱ区域后，参与两个分运动：沿x轴正向的匀速直线运动，速度大小为和在yOz平面内的匀速圆周运动，速度大小为
圆周运动恰好与面P相切．设轨迹半径为
由几何关系知：
轨迹半径应满足
由得
（3）满足从右侧面P射出的条件，在Ⅱ区域参与匀速直线和匀速圆周两个分运动，设圆轨迹半径为，由得
由几何关系知：匀速圆周运动转过的角度
运动时间
沿x轴正方向位移
沿y轴正方向位移
沿z轴正方向位移
质子在Ⅰ区域中沿x轴正方向位移
沿y轴方向位移，沿z轴正方向位移
质子离开右侧面P时位置关系为
（4）粒子在加速电场中加速后，在区域Ⅰ中匀强电场中偏转运动轨迹与质子的运动轨迹重合，则粒子进入Ⅱ区域时的位置坐标为；
经分析可知，粒子在Ⅱ区域内做匀变速曲线运动；
轨迹所在平面为xOz平面，轨迹如下图所示，
18．（1）设弹簧恢复原长时速度为，则
①
对和，水平方向动量守恒
②
③
由①②③得： ④
设物块对弹丸的水平分力和竖直分力分别为、，由动量定理
⑤
⑥
又 ⑦
解得： ⑧
（2）由C到D做斜抛运动，设从C点抛出的速度为，
⑨
⑩
由⑨⑩得，
对物块P，由O到C有 ⑪
⑫
由以上几式解得（或） ⑬
（3）P与Q发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒。
⑭
⑮
由⑭⑮得 ，即碰后二者速度交换
①若物块P碰后从C到B一直加速，则 ⑯
⑰
解得
即传送带速度时，P返回B点的速度，
当时，物块P先以加速，再以加速
⑱
⑲
⑳
由以上解得：，
综上 ㉑
②若传送带速度，则P从C到B一直加速且以后每经过B点的速度均为，从开始到回到A的全过程，传送带对P做的功为W，则：
㉒
㉓
解得： ㉔
（其他解法，合理正确就给分）
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