2023届山东省济宁市高三第三次模拟考试物理试题(word版)
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物理试题 2023.05
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.水火箭又称气压式喷水火箭,由饮料瓶、装入瓶内的水及高压气体组成。如图所示,高压气体膨胀使水在短时间内从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,水火箭受到反作用力而快速上升。在水喷出过程中,不考虑热传递,忽略空气阻力,下列说法正确的是
A.外界对气体做正功
B.气体的温度降低
C.水火箭和喷出的水组成的系统机械能守恒
D.喷出的水对水火箭的冲量与水火箭对喷出的水的冲量相同
2.如图所示,铯133原子基态有两个超精细能级,从超精细能级2跃迁到超精细能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz,时间单位“秒”是根据该辐射光子的频率定义的。已知可见光波长范围约为400nm~700nm,下列说法正确的是
A.秒是国际单位制中的导出单位
B.铯133原子能够自发地从基态向激发态跃迁
C.该跃迁辐射出的光子频率大于可见光的频率
D.铯133原子从激发态向超精细能级1跃迁时,辐射光子的频率大于9.2×109Hz
3.一本质量为m的书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ,A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上,若要使书与A4纸一起运动,则A4纸上面书页的质量应至少大于
A. B. C. D.
4.如图所示,一束单色细光束从M点沿平行于直径AB方向射入玻璃球,经两次折射后从B点射出,出射光线与入射光线的夹角为60°,则玻璃球对细光束的折射率为
A. B. C. D.
5.足够长的绝缘木板置于光滑水平地面上,木板的上表面粗糙,带负电小物块(电量保持不变)置于木板的左端,整个装置置于足够大的匀强磁场中,磁场方向如图所示。在t=0时刻,木板获得一水平向左的初速度,关于此后运动过程中两物体速度随时间变化的关系图像,可能正确的是
6.一列简谐波沿x轴方向传播,t=0时刻的波形图如图所示,此后质点N比质点M提前0.8s回到平衡位置。下列说法正确的是
A.简谐波沿x轴正方向传播
B.简谐波的振幅为
C.简谐波的波速为10m/s
D.1.2s时,质点N的位移为-5cm
7.卫星A与卫星B均绕地球做匀速圆周运动,其中卫星A为地球同步卫星,卫星B运行周期为3h,则卫星A、卫星B分别与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积之比为
A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1
8.无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接,已知无线连接的最大距离为10m。A、B两位同学做了一个有趣实验,A同学佩戴无线蓝牙耳机,B同学携带手机检测。如图甲所示,A、B两位同学同时沿两条相距8m的平行直线轨道向同一方向运动,其运动的v-t图像如图乙所示,在运动过程中,手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为
A.2s B.4s C.8s D.13s
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.将两点电荷A、B分别固定在x轴上0m和6m处,点电荷B的电荷量为-Q,两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中x=4m处电势最高,x轴上M、N两点分别处于3m和5m处,静电力常量为k,下列说法正确的是
A.点电荷A的电荷量为+4Q
B.M点的电场强度小于N点的电场强度
C.正试探电荷由M点沿x轴运动到N点的过程中,电势能先减小后增大
D.若在M点固定一电荷量为q的试探电荷,则试探电荷受到的电场力大小为
10.在图甲所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,电阻R1=2Ω,R2=8Ω,为滑动变阻器,电流表为理想电流表。电源电压u随时间t按正弦规律变化,如图乙所示,下列说法正确的是
A.副线圈中电流方向每秒钟改变50次
B.该理想变压器原、副线圈中磁通量的变化率之比为1∶2
C.当电流表的示数为0.5A时,R3接入电路的阻值为8Ω
D.滑片P向上移动时,流过电阻R3的电流增大
11.如图所示,质量为0.1kg的小球A从水平地面斜向上抛出,抛出时的速度大小为10m/s,方向与水平方向夹角为53°,在小球A抛出的同时有一质量为0.3kg的黏性小球B从某高处自由下落,当小球A上升到最高点时恰能击中下落中的小球B,A、B两球碰撞时间极短,碰后粘在一起落回水平地面。两球均可视为质点,不计空气阻力,,,取g=10m/s2。下列说法正确的是
A.小球A上升至最高点时离地面3.2m
B.小球A从抛出到落回地面的时间为1.6s
C.A、B两球碰撞过程中小球A的动量变化量大小为
D.小球A从抛出到落回地面的水平距离为5.4m
12.电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学设计了一个电磁阻尼减震器,如图所示为其简化原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上足够多的相互紧靠的相同矩形线圈组成,滑动杆及线圈的总质量为1.0kg。每个矩形线圈的匝数均为100匝,阻值均为1.0Ω,边长为20cm,边长为10cm,该减震器在光滑水平面上以初速度4m/s向右进入磁感应强度大小为0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中,磁场范围足够大。下列说法正确的是
A.第1个线圈进入磁场过程中,通过线圈截面的电荷量为0.002C
B.第1个线圈恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小为3.6m/s
C.滑动杆上的第10个线圈进入磁场才能使减震器停下来
D.进入磁场的第1个线圈和最后1个线圈产生的热量之比为19:1
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)某实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长。
(1)该实验小组以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节,观察实验现象后总结出以下几点,其中说法正确的是_________;
A.干涉条纹与双缝垂直
B.若使用间距更小的双缝,会使相邻明条纹中心间距离变小
C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数,应将屏向远离双缝方向移动
D.若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显,可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致
(2)该实验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的读数x1=________mm(如图乙所示),接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,并读出对应的读数x2=11.550mm;
(3)若实验小组所用装置的双缝间距为d=0.2mm,双缝到屏的距离为L=70cm,则所测光的波长λ=______nm。(保留3位有效数字)
14.(8分)某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源E1的电动势E和内阻r,已知图中电源E2的电动势为E0,内阻为r0,保护电阻的阻值为R0,S为单刀双掷开关。
(1)S与1接通前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端;
(2)S与1接通,改变滑片Р的位置,记下电流表的示数I1,保持P不动,S与2接通,记下电流表的示数I2,重复以上操作,得到多组I1和I2的值;
(3)该实验小组作出的的图像如图乙所示,若测得图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,则电源E1的电动势E=_____,内阻r=______;(选用E0、r0、k、b、R0表示)
(4)若不考虑偶然误差,电源内阻的测量值_______真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
15.(2023•济宁三模)(7分)2023年3月30日,我国“神舟十五号”飞行乘组圆满完成了第三次太空行走任务。航天员出舱活动前要在气闸舱内穿上特制的航天服,航天服内密封一定质量的气体(视为理想气体),开始时密封气体的体积为V1=2.0L,压强为,温度为。为方便打开舱门,需将气闸舱内气压适当降低,当气闸舱内气压降低到目标值时,航天服内气体体积变为V2=2.4L,温度变为。忽略航天员呼吸造成的影响,取0℃=273K。
(1)求气闸舱内气压降低到目标值时航天服内气体的压强p2;
(2)将气闸舱内气压降低到目标值后航天员感觉到航天服内气压偏高,于是他将航天服内一部分气体缓慢放出,使航天服内气压降到p3=0.5×105Pa,此时航天服内气体体积变为V3=2.0L,求放出的气体与内部留存气体的质量比。(设放出气体过程中气体温度始终保持不变)
16.(9分)翼型飞行器有很好的飞行性能,其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响,同时通过控制动力的大小和方向改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1沿降落伞的中垂线且与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即F2=C2v2。其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,并满足如图甲所示的关系。已知运动员和装备的总质量为m=120 kg,取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)若运动员使飞行器以速度v1=20m/s在空中沿水平方向匀速飞行,如图乙所示。结合甲图,求飞行器受到的动力F的大小;
(2)若运动员使飞行器在空中某一水平面内做匀速圆周运动,如图丙所示,调节C1=5.0 N·s2/m2,降落伞中垂线和竖直方向夹角为θ=37°,求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度v2的大小。
17.(14分)如图甲所示,区域Ⅰ有宽度为d、方向竖直向上、电场强度大小为E0的匀强电场,区域Ⅱ有平行于x轴的交变电场(对其他区域不产生影响),交变电场的电场强度大小也为E0,方向随时间变化规律如图乙所示(向右为正方向),区域Ⅲ和区域Ⅳ有方向均垂直纸面向里的匀强磁场,且区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上固定着一块以为中点的水平绝缘弹性挡板,挡板厚度可忽略,长度很短。t=0时,在O点由静止释放一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),粒子经电场加速后进入区域Ⅱ,再经电场偏转后,进入区域Ⅲ,进入区域Ⅲ时粒子速度与水平方向成45°角,接着恰好以为圆心做圆周运动,进入区域Ⅳ后在点与挡板发生弹性碰撞,且碰撞后电量不变,在(大小未知)时刻又恰好回到O点,之后继续做周期性运动。求:
(1)粒子进入区域Ⅱ时速度v0的大小;
(2)区域Ⅲ中磁感应强度B的大小;
(3)区域Ⅳ的上边界与x轴间的最小距离s;
(4)交变电场随时间变化的周期T。
18.(16分)如图所示,倾角为的斜面体ABC固定在水平地面上。轻弹簧一端固定于斜面底部,另一端自由伸长到D点,将质量为的物块乙轻放在弹簧上端,不栓接。质量为的物块甲从A点以初速度v0=16m/s沿斜面向下运动,到达D点后两物块相碰并粘连在一起,向下压缩弹簧至F点(未画出)后弹回,到E点时速度减为0。已知AD间的距离x1=8.5m,DE间的距离x2=1.25m,物块甲、乙均可视为质点,且与斜面间的动摩擦因数分别为μ1=0.25、μ2=0.75。弹簧弹性势能表达式为(k为劲度系数,x为形变量),不计空气阻力取g=,,。
(1)求两物块碰后瞬间速度v的大小;
(2)求弹簧劲度系数k的大小;
(3)若两物块在D点相碰时共速且不粘连,求:
①两物块分离时弹簧的压缩量的大小;
②从两物块分离到再次相碰经历的时间t。(可用根式表示)
2023年济宁市高考模拟考试
物理参考答案
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 | B | D | B | A | A | D | B | C | BD | AC | AD | BCD |
13.(6分)(1) D (2) 1.515(1.514~1.516均可)(3)573 (每空2分)
14.(8分)(1)左 (3) (4) 等于 (每空2分)
15.(7分)解析:
(1)选航天服内气体为研究对象,由题意知,
由理想气体状态方程得 …………………………………………………(2分)
解得p2=0.75×105Pa……………………………………………………………………(1分)
(2)气体缓慢放出的过程中温度不变,设放出的气体体积为,
由玻意耳定律得…………………………………………………(2分)
解得………………………………………………………………………(1分)
故放出的气体与放气后内部留存气体的质量比为…………(1分)
16.(9分)解析:
(1)飞行器和运动员在竖直方向上受力平衡…………………(1分)
解得C1=3N·s2/m2……………………………………………………………………(1分)
由C1-C2关系图像可得C2=2.5N·s2/m2 ……………………………………………(1分)
在水平方向上由平衡条件…………………………………………(1分)
解得F=1000 N………………………………………………………………………(1分)
(2)在竖直方向由平衡条件……………………………………(1分)
解得…………………………………………………………………(1分)
在水平方向由牛顿第二定律 ……………………………………(1分)
解得r=40m …………………………………………………………………………(1分)
17.(14分)解析:
(1)由动能定理 ……………………………………………………(1分)
解得 ……………………………………………………………………(1分)
(2)设粒子进入区域Ⅲ的速度大小为v,则有……………(1分)
设粒子在区域Ⅱ中沿着x方向位移为x0,在区域II中由动能定理得
……………………………………………………………(1分)
设粒子在区域Ⅲ中做圆周运动的半径为r,由几何关系得……………(1分)
由牛顿第二定律得………………………………………………………(1分)
解得……………………………………………………………………(1分)
(3)根据题意,粒子的运动轨迹如图,粒子在t=0.5T运动到O′点,轨迹关于y轴对称。
在区域II中,粒子做类平抛运动。
水平方向
竖直方向……………………………………………………………………(1分)
在区域III中,由几何关系得………………………………………(1分)
在区域Ⅳ中,由牛顿第二定律得
区域Ⅳ的最小宽度……………………………………………………………(1分)
则 ………………………………………………(1分)
(4)在区域I中的时间为…………………………………(1分)
在区域Ⅲ中运动的时间为
在区域Ⅳ中运动的时间为 …………………………………………(1分)
交变电场随时间变化的周期为…………(1分)
18.(16分)解析:
(1)设物块甲到D点的速度为,由动能定理得…………………………………………(1分)
两物块碰撞后共速,根据动量守恒…………………………………(1分)
解得……………………………………………………………………………(1分)
(2)由可知,在D点物块乙对弹簧无压力。
设弹簧的最大压缩量为x,对整体由动能定理得
解得…………………………………………………………………………(1分)
从D到F点,由能量守恒定律得………(1分)
解得k=448N/m………………………………………………………………………(1分)
(3)①分离时,两者具有相同的加速度。
对物块甲 …………………………………………………(1分)
对物块乙……………………………………………(1分)
解得此时弹簧的压缩量为……………………………………………………(1分)
②分离位置距F点的距离为
分离时,设两者的速度均为v2,从F点到分离,由能量守恒定律得
解得………………………………………………………………………(1分)
分离后,设物块甲继续向上运动x3距离时速度减为0。
由运动学规律得
解得…………………………………………………………………………(1分)
设这物块甲运动这一段经历的时间为t1,则有
解得…………………………………………………………………………(1分)
分离后,假设物块乙继续向上运动至D点上方,且距离为x4时速度减为0。
由能量守恒定律得
解得………………………………………………………………………(1分)
物块甲从最高点返回的加速度为,则 …………(1分)
物块甲再次回来与乙相撞,设物块甲速度减为0到再次与物块乙相撞经历的时间为t2,则有
解得………………………………………………………………………(1分)
所以从两物块分离到物块再次相撞经历的时间为…(1分)
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