山东省济南市历城第二中学2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题

历城二中高三开学市统考物理模拟试题

2023.9.6

一、单选题（每题只有1个正确选项，共8题，每题3分，共24分）

1．理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应的影响。下列说法正确的是（    ）

A．Y是粒子，射线穿透能力比射线强

B．Y是粒子，射线电离能力比射线强

C．Y是粒子，射线穿透能力比射线强

D．Y是粒子，射线电离能力比射线强

2．铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是（　　）

A．   B．  

C．   D．  

3．如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）

A．周期为 B．半径为

C．角速度的大小为 D．加速度的大小为

4．如图（a），在均匀介质中有和四点，其中三点位于同一直线上，垂直．时，位于处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面垂直，已知波长为．下列说法正确的是（    ）

   A．这三列波的波速均为

B．时，处的质点开始振动

C．时，处的质点向轴负方向运动

D．时，处的质点与平衡位置的距离是

5．如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板压在另一个矩形平行玻璃板上，一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（    ）

A．条纹与边平行

B．乙图弯曲条纹表示下方待测板在该处有凹陷

C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向侧移动

D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚

6．下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　）

   A．输出电压与输入电压相等

B．输出功率大于输入功率

C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低

D．若用户接入的用电器增多，则输出功率降低

7．一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（　　）

A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功

B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量

C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量

8．如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（　　）

A．等于90° B．大于90° C．小于90° D．无法确定

二、多选题（每题有多个选项正确，每题4分，漏选得2分，共4题，16分）

9．某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力，推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为．关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有（    ）

   A．该过程动量守恒

B．滑块1受到合外力的冲量大小为

C．滑块2受到合外力的冲量大小为

D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为

10．真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是（　　）

A．a点电势低于O点

B．b点电势低于c点

C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

11．如图所示，质量为，带电量为的点电荷，从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域，在（为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（值有多种可能），可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上，则（    ）

A．粒子从中点射入磁场，电场强度满足

B．粒子从中点射入磁场时速度为

C．粒子在磁场中做圆周运动的圆心到的距离为

D．粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是

12．足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（    ）

A．的方向向上  B．的方向向下 C． D．

三、实验题（13题6分，14题8分，共14分）

13．某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数的实验。

如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n（）个砝码（电子秤称得每个砝码的质量为），向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。

（1）实验中，拉动木板时          （填“必须”或“不必”）保持匀速。

（2）用和分别表示木块A和重物B的质量，则m和所满足的关系式为          。

（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出图像，如图（b）所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数

         （保留2位有效数字）。

14．某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：

电压表（量程，内阻很大）；

电流表（量程）；

电阻箱（阻值）；

干电池一节、开关一个和导线若干。

（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线          。  

（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为          V（保留3位有效数字）、内阻为          （保留2位有效数字）。

（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为          （保留2位有效数字）。

（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值          （填“偏大”或“偏小”）。

四、解答题（15题8分，16题8分，17题14分，18题16分，共46分）

15．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。

（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强；

（2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。

16．如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）求滑雪者运动到P点的时间t；

（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；

（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。

17．利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，Oxy平面（纸面）的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行x轴的区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B2的磁场，方向均垂直纸面向里，区域Ⅱ的下边界与x轴重合。位于处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向与x轴夹角为60°的正离子束，沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。

（1）求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t；

（2）若，求能到达处的离子的最小速度v2；

（3）若，且离子源射出的离子数按速度大小均匀地分布在范围，求进入第四象限的离子数与总离子数之比η。

18．如图，质量为的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为和，长轴水平，短轴竖直．质量为的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑．以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系，椭圆长轴位于轴上。整个过程凹槽不翻转，重力加速度为。

（1）小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运动的距离；

（2）在平面直角坐标系中，求出小球运动的轨迹方程；

（3）若，求小球下降高度时，小球相对于地面的速度大小（结果用及表示）。

历城二中高三开学市统考物理模拟试题一

            参考答案      2023.9.6

1．D

【详解】根据受核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是粒子（），三种射线的穿透能力，射线最强，射线最弱；三种射线的电离能力，射线最强，射线最弱。

故选D。

2．D

【详解】AB．铯原子团仅在重力的作用，加速度g竖直向下，大小恒定，在图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项AB错误；

CD．因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故选项C错误，选项D正确。故选D。

3．B

【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为

则P的公转周期为，故A错误；B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得

解得半径为故B正确；C．P的角速度为

故C错误；D．P的加速度大小为故D错误。故选B。

4．C

【详解】A．由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为

A错误；B．由图（a）可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为故时，D处的质点还未开始振动，B错误；

C．由几何关系可知，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为

故时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为

由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；D．时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为故时，D处的质点与平衡位置的距离是2cm。D错误。故选C。

5．D

【详解】A．设薄膜厚度为d，薄膜干涉的光程厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与AD边平行，故A错误；B．根据薄膜干涉的产生原理可知，表示该出有突起，故B错误；C．如果用手用力捏右侧三层，根据可知条纹间距变大，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，所以条纹向着劈尖移动，故C错误；D．看到的条纹越多，说明相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；说明薄片的厚度越厚，故D正确。故选D。

6．B

【详解】AB．由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确；C．由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，根据可知R功率增大；故C错误；D．用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即输出功率增大，故D错误。故选B。

7．C

【详解】A．根据气体做功的表达式可知图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功，A错误；B．气体从，满足玻意尔定律，所以所以，根据热力学第一定律可知气体从，温度升高，所以，根据热力学第一定律可知

结合A选项可知所以，过程气体吸收的热量大于过程吸收的热量，B错误；C．气体从，温度降低，所以，气体体积减小，外界对气体做功，所以，根据热力学第一定律可知，放出热量，C正确；D．理想气体的内能只与温度有关，根据可知从所以气体从过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错。故选C。

8．A

【详解】如图所示

设光线在边的折射角为，根据折射定律可得

设光线在边的入射角为，光线在边的入射角为，折射角为；由反射定律和几何知识可知

，

联立解得根据折射定律可得可得

过D点做出射光的平行线，则该平行线与的夹角为，由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为90°。故选A。

9．BD

【详解】A．取向右为正方向，滑块1和滑块2组成的系统的初动量为

碰撞后的动量为则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A错误；

B．对滑块1，取向右为正方向，则有

负号表示方向水平向左，故B正确；C．对滑块2，取向右为正方向，则有故C错误；D．对滑块2根据动量定理有解得

则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为，故D正确。故选BD。

10．BD

【详解】A．由题意可知O点合场强为零，根据同种电荷之间电场线的分布可知aO之间电场线由a到O，故a点电势高于O点电势，故A错误；

B．同理可得，c点电势高于O点电势，两个固定电荷在bO射线上的点电场方向斜向上，故b点电势低于O点电势，则b点电势低于c点，故B正确。

C．a点电势高于O点电势，b点电势低于O点电势，则a点电势高于b点，试探电荷为负电荷，故该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误；

D．根据电荷电场的对称分布可得，b、d两点电势相同，则c点电势高于d点，试探电荷为负电荷，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。

故选BD。

11．AD

【详解】A．若粒子打到PN中点，则，解得选项A正确；

B．粒子从PN中点射出时，则速度选项B错误；

C．粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ，则

粒子从电场中射出时的速度粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为解得选项C错误；

D．当粒子在磁场中运动有最大运动半径时，进入磁场的速度最大，则此时粒子从N点进入磁场，此时竖直最大速度，出离电场的最大速度

则由可得最大半径选项D正确；故选AD。

12．BD

【详解】AB．导轨的速度，因此对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小为

导体棒的安培力大小为

由左手定则可知导体棒的电流方向为，导体框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小为由左手定则可知的方向为垂直直面向里，A错误B正确；CD．对导体棒分析对导体框分析电路中的电流为联立解得C错误D正确；故选BD。

13．     不必          0.40

【详解】（1）[1]木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速；

（2）[2]对木块、砝码以及重物B分析可知

解得

（3）[3]根据

结合图像可知

则

μ=0.40

14．          1.58     0.64     2.5     偏小

【详解】（1）[1]实物连线如图：

（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得

由图像可知

E=1.58V

内阻

（3）[4]根据

可得

由图像可知

解得

（4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。

15．（1）；（2）

【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积

根据玻意耳定律

解得

（2）同理第二次抽气

解得

以此类推……

则当n次抽气后助力气室内的气体压强

则刹车助力系统为驾驶员省力大小为

16．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）滑雪者从A到P根据动能定理有

根据动量定理有

联立解得

（2）由于滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点，故从P点到B点合力做功为0，所以当从A点下滑时，到达B点有

（3）当滑雪者刚好落在C点时，平台BC的长度最大；滑雪者从B点飞出做斜抛运动，竖直方向上有

水平方向上有

联立可得

17．（1）；（2）（3）60%

【详解】（1）当离子不进入磁场Ⅱ速度最大时，轨迹与边界相切，则由几何关系

解得

r1=2L

根据

解得

在磁场中运动的周期

运动时间

（2）若B2=2B1，根据

可知

粒子在磁场中运动轨迹如图，设O1O2与磁场边界夹角为α，由几何关系

解得

r2=2L

根据

解得

（3）当最终进入区域Ⅱ的粒子若刚好到达x轴，则由动量定理

即

求和可得

粒子从区域Ⅰ到区域Ⅱ最终到x轴上的过程中

解得

则速度在~之间的粒子才能进入第四象限；因离子源射出粒子的速度范围在~，又粒子源射出的粒子个数按速度大小均匀分布，可知能进入第四象限的粒子占粒子总数的比例为

η=60%

18．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）小球运动到最低点的时候小球和凹槽水平方向系统动量守恒，取向左为正

小球运动到最低点的过程中系统机械能守恒

联立解得

因水平方向在任何时候都动量守恒即

两边同时乘t可得

且由几何关系可知

联立得

（2）小球向左运动过程中凹槽向右运动，当小球的坐标为时，此时凹槽水平向右运动的位移为，根据上式有

则小球现在在凹槽所在的椭圆上，根据数学知识可知此时的椭圆方程为

整理得

（）

（3）将代入小球的轨迹方程化简可得

即此时小球的轨迹为以为圆心，b为半径的圆，则当小球下降的高度为时有如图

此时可知速度和水平方向的的夹角为，小球下降的过程中，系统水平方向动量守恒

系统机械能守恒

联立得