山东省淄博第五中学2022-2023学年高三模拟测试物理试题

这是一份山东省淄博第五中学2022-2023学年高三模拟测试物理试题，共16页。

山东省淄博第五中学2022-2023学年高三模拟测试（一）物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、2016年8月16日，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星的发射将使我国在国际上率先实现高速星地量子通信，初步构建量子通信网络。“墨子号”卫星的质量为m(约640kg)，运行在高度为h(约500km)的极地轨道上，假定该卫星的轨道是圆，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。则关于运行在轨道上的该卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．运行的速度大小为 B．运行的向心加速度大小为g
C．运行的周期为 D．运行的动能为
2、图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则

A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应
B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应
C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
3、 “嫦娥四号”实现了人类首次月背登陆，为实现“嫦娥四号”与地球间通信，我国还发射了“鹊桥”中继卫星，“鹊桥”绕月球拉格朗日点的Halo轨道做圆周运动，已知点距月球约6.5万千米，“鹊桥”距月球约8万千米，“鹊桥”距点约6.7万千米，月球绕地球做圆周运动的周期约为27天，地球半径为6400km，地球表面重力加速度为，电磁波传播速度为。下列最接近“嫦娥四号”发出信号通过“鹊桥”传播到地面接收站的时间的是（ ）

A． B． C． D．
4、正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500 N，则沿船行驶方向获得的推力大小为

A．300 N
B．375 N
C．400 N
D．450 N
5、一个物体在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（ ）

A．若F=mg，则F的方向一定竖直向上
B．若F=mgtanθ，则F的方向一定沿水平方向
C．若F=mgsinθ，则F的方向一定沿斜面向上
D．若F=mgcosθ，则F的方向一定垂直于斜面向上
6、如图，虛线1、2、3是竖直方向匀强电场中间距相等的等势线。将重力不可忽略、带等量异种电荷的小球、同时以相等的速率分别沿1、3等势线抛出，时刻两小球经过等势线2。不计两小球间的相互作用。下列说法正确的是（　　）

A．的质量比的小
B．在时刻，的动能比的大
C．在时刻，和的电势能相等
D．在时刻，和的动量大小相等
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B．导体棒的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度（物块不会触地），g表示重力加速度，其他电阻不计，则（　　）

A．电阻R中的感应电流方向由a到c
B．物体下落的最大加速度为
C．若h足够大，物体下落的最大速度为
D．通过电阻R的电量为
8、质谱仪用来分析带电粒子的质量与电荷量，其构造原理如图所示。将第-种粒子源放于处，经加速电场（电压为）加速后垂直于磁场方向、垂直于磁场边界进入匀强磁场。在磁场中运动后到达磁场边界上的点。换第二种粒子源也放在处，其粒子同样到达点。粒子从粒子源射出的初速度均为零，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　）

A．若第二种粒子的电性与第一种不同，需同时改变电场方向与磁场方向
B．若第二种粒子的电性与第一种不同，只需改变电场方向或磁场方向即可
C．若第二种粒子与第--种粒子是同位素，其质量比为，保持电场电压不变，则磁场磁感应强度需调整为原来的
D．若第二种粒子与第--种粒子的质量比为、电荷量比为，保持磁场磁感应强度不变，则电场电压需调整为原来的
9、如图所示为多用电表原理示意图，所用电流表的表盘刻度共100格，满偏电流为，满偏电压为，电源的电动势为，内阻，直流电压挡的量程为，则下列判断正确的是（　　）

A．黑表笔应该接，红表笔接
B．定值电阻的阻值为
C．选择开关接2，刻度盘正中间的刻度值为
D．选择开关接3，若指针与电流表第25格刻度线重合，则通过的电流为
10、如图所示，在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域，边界线MN平行于PQ线，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B，边长为L（L＜d）的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN平行，则下列说法正确的是（　　）

A．线框进入磁场过程中做加速运动
B．线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为
C．线框在进入磁场的过程中速度的最小值为
D．线框右边从MN到PQ运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．

该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.
（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________ Hz．
12．（12分）为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。

(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)
(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一上端开口的圆筒形导热汽缸竖直静置于地面，汽缸由粗、细不同的两部分构成，粗筒的横截面积是细筒横截面积S (cm2)的2倍，且细筒足够长．粗筒中一个质量和厚度都不计的活塞将一定量的理想气体封闭在粗筒内，活塞恰好在两筒连接处且与上壁无作用力，此时活塞与汽缸底部的距离h=12cm，大气压p0=75 cmHg．现把体积为17S (cm3)的水银缓缓地从上端倒在活塞上方，在整个过程中气体温度保持不变，不计活塞与汽缸间向的摩擦，求最终活塞下降的距离x．

14．（16分）如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒直径为4cm，长度为30cm。一束光线从圆柱形棒的一个底面中心垂直射入，经由另一底面射出。求：
（1）该透明材料的折射率；
（2）保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在内壁上发生全反射，仍从另一底面射出，最多能经历几次全反射。

15．（12分）2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯．光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出．求：

①圆环内径R的最小值；
②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．



参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、D
【解析】
A．对卫星，根据牛顿第二定律，有：

解得：

在地面，重力等于万有引力，故：

联立解得：

故A错误；
B．向心加速度由万有引力产生，由于在h高处，卫星的万有引力小于其在地面的重力，根据牛顿第二定律

故B错误；
C．对卫星，根据牛顿第二定律有：

在地面，重力等于万有引力故：

联立解得：

故C错误；
D．由选项A的分析知，故卫星的动能

故D正确；
故选D。
2、A
【解析】
在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，，此种光的频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A、,同样光的频率大于金属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A正确.B、，也能让金属发生光电效应，则B错误；C、由光电效应方程，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，故C错误；D、由知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与入射光的光强无关，则D错误；故选A.
【点睛】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式，光的频率，光电效应方程.
3、A
【解析】
根据地球对月球的万有引力提供月球绕地球圆周运动的向心力，有

忽略地球自转，在地球表面附近

可计算地月间距
万千米
所以到地球距离为44.5万千米，根据勾股定理可计算地球到“鹊桥”距离约为45万千米，所以“嫦娥四号”到地球表面通讯距离为53万千米，即m，因此通信时间

最接近2s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
4、A
【解析】
对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力。
A. 300 N与上述计算结果相符，故A正确；
B. 375 N与上述计算结果不相符，故B错误；
C. 400 N与上述计算结果不相符，故C错误；
D. 450 N与上述计算结果不相符，故D错误；

5、C
【解析】
A．由甲图可知，若F=mg，则F的方向可能竖直向上，也可能与竖直方向成2θ角斜向下，选项A错误；

B．由乙图可知，若F=mgtanθ，则F的方向可能沿水平方向，也可能与斜面成θ角斜向上，选项B错误；
C．由甲图可知，若F=mgsinθ，则F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，选项C正确；
D．由图丙可知，若F=mgcosθ，则若以mgcosθ为半径做圆，交过G且平行于N的直线于两个点，则说明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，选项D错误；故选C。
6、B
【解析】
A．根据题述可以判断电场方向垂直于题图中等势线，由于两小球同时经过等势线2，所以小球a向下加速运动，小球b向上加速运动，竖直方向上，a的位移大小等于b的位移大小，由可知a的加速度大小等于b的加速度大小，即

竖直方向：对小球a，由牛顿第二定律得

对小球b，由牛顿第二定律得

解以上两式得

则

故A错误；
BD．两小球初速度大小相等，加速度大小相等，时刻两小球合速度大小相等，，根据可知，时刻a的动能比b的动能大，根据可知，时刻a的动量大小大于b的动量大小，故B正确，D错误；
C．由于在时刻两小球经过同一等势线，根据可知，此时a和b的电势能不相等，故C错误。
故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BCD
【解析】
从静止开始释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则可知，电阻R中的感应电流方向由c到a，故A错误；设导体棒所受的安培力大小为F，根据牛顿第二定律得：物块的加速度，当F=0，即刚释放导体棒时，a最大，最大值为，故B正确；物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有mg=F，而F=BIl，，解得物体下落的最大速度为: ，故C正确；通过电阻R的电量：，故D正确。
8、ACD
【解析】
AB．如图所示

带电粒子运动有3个子过程。两种粒子要在电场中加速，则电场力方向相同。因电性不同，则电场方向相反。粒子进入磁场时速度方向相同，在磁场中均向下偏转，所受洛伦兹力方向相同，由左手定则知粒子电性不同，则磁场方向不同，故A正确，B错误；
CD．加速电场加速有

磁场中圆周运动有

解得

第二种粒子与第-种粒子是同位素，其电荷量相同，若质量比为，则

解得

故CD正确。
故选ACD。
9、AC
【解析】
A．多用电表的电流是从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表，从电流的流向可以看出应该接黑表笔，选项A正确；
B．和电流表串联形成一个新的电压表

改装后，代入数据解得

选项B错误；
C．当选择开关接2时，、之间为多用电表的欧姆挡，则有


联立解得

选项C正确；
D．选择开关接3时，电流表满偏电流为，总共100格，当指针指在第25格的时候，对应的示数为满偏电流的四分之一，即通过的电流为，所以D错误。
故选AC。
10、BD
【解析】
A、线框右边到MN时速度与到PQ时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A错误；
B、线框进入磁场前过程，由动能定理得：，解得：，线框受到的安培力： ，故B正确；
C、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ过程，对线框，由动能定理得： 解得： ，故C错误；
D、线框右边到达MN、PQ时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q＝Fd，故D正确；

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 40
【解析】
（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以
；
[2]同理打出C点时，重物下落的速度
；
[3]由加速度的定义式得

（2）[4]由牛顿第二定律得：
，
解得：
，
代入数值解得：
f=40Hz．
【点睛】
本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz．
12、 不需要
【解析】
(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为

要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足

可得

即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；
(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、2cm
【解析】
以汽缸内封闭气体为研究对象：
初态压强 p1＝p0＝75 cmHg
初态体积 V1＝2hS
注入水银后，设细圆筒中水银的高度为L，则有：17S＝LS+x·2S
所以，末态压强为：p2=(p0+x+L)
末态体积 V2＝2(h－x)S
由玻意耳定律可知：p1V1＝p2V2
整理、代入数据并化简得：x2－104x＋204＝0
解得活塞静止时下降的距离为：x＝2cm，或x＝102 cm，无意义舍去
14、（1）；（2）次。
【解析】
（1）设光在该材料中传播速度为，则

得

由可知

（2）设全反射临界角为，则

解得

每发生一次全反射，光在轴线方向前进的距离为

得


所以次。
15、；．
【解析】
①从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得
 sinθ=
设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 θ≥C
根据临界角公式有sinC=
因此有：sinθ≥sinC
即有≥；
解得：R≥=
所以R的最小值为．
②在①问的情况下，θ=45°，R=．如图所示．

光在光纤内传播的总路程为S=2R+R=R
光在光纤内传播速度为v==c
所以所求时间为t==