2023年山東省高三下學期普通高中學業(yè)水平等級考試模擬物理試題（ 含答案解析 ）

第1頁/共1頁山東省2023年普通高中學業(yè)水平等級考試模擬試題物理2023．6一、單項選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．1.現(xiàn)代戰(zhàn)爭給世界人民帶來巨大的災難，某些國家使用的新型武器貧鈾彈在爆炸中有很多殘留，其半衰期極為漫長且清理困難，所以對環(huán)境的污染嚴重而持久。設發(fā)生衰變形成新核X，同時放出射線。以下說法正確的是（）A.該衰變過程的方程可寫為B.的結(jié)合能和新核X的結(jié)合能之差即為粒子的結(jié)合能C.衰變反應中的射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性D.質(zhì)量為的原子核經(jīng)過兩個半衰期后，產(chǎn)生的新核質(zhì)量為【答案】C【解析】【詳解】A．衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，該衰變過程的方程可寫為故A錯誤；B．由于衰變過程釋放能量，存在質(zhì)量虧損，可知的結(jié)合能和新核X的結(jié)合能之差小于粒子的結(jié)合能，故B錯誤；C．衰變反應中的射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性，故C正確；D．質(zhì)量為的原子核經(jīng)過兩個半衰期后，有的原子核發(fā)生了衰變，還剩下的原子核，產(chǎn)生的新核質(zhì)量不是，故D錯誤。故選C。2.如圖兩列簡諧橫波，甲波波源位于原點并沿x軸正方向傳播，乙波波源位于處并沿x軸負方向傳播，波速均為，兩個波源的振幅均為。如圖所示為時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在和處的兩質(zhì)點剛開始振動。質(zhì)點M的平衡位置位于處，下列說法正確的是（）A.甲波比乙波早起振B.時，質(zhì)點P的位移為C.時間內(nèi)，質(zhì)點P經(jīng)過的路程為D.質(zhì)點M位移始終為零【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，由公式可知，甲波傳到點的時間為乙波傳到點的時間為則甲波比乙波早起振故A錯誤；B．根據(jù)題意，由公式可知，時，甲波質(zhì)點的振動形式傳播到點，位移為乙波處質(zhì)點的振動形式傳播到點，位移為由波的疊加原理可知，此時點的位移為故B錯誤；C．根據(jù)題意，由圖可知，甲波的振幅為，波長為，由公式可得，周期為，由公式可知，時，乙波恰好傳播到點，則時間內(nèi)，質(zhì)點的振動的路程為故C正確；D．由圖可知，質(zhì)點到、兩點距離相等，由同側(cè)法可知，甲、乙波的起振方向均為沿軸正方向，則點位振動加強點，則質(zhì)點M位移不始終為零，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體的圖像從1→2→3的過程中，下列說法正確的是（）A.狀態(tài)1的壓強大于狀態(tài)2的壓強B.1→2過程中氣體內(nèi)能的減少量大于2→3過程內(nèi)能的增加量C.1→2過程外界對氣體做的功大于氣體放出的熱量D.2→3過程中氣體分子單位時間內(nèi)在器壁單位面積上撞擊的次數(shù)減小【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得由圖像可知可得狀態(tài)1的壓強與狀態(tài)2的壓強大小關(guān)系為故A錯誤；B．由圖像可知，氣體從1→2→3過程，氣體溫度先降低后升高，氣體內(nèi)能先減小后增大，由于狀態(tài)1的溫度等于狀態(tài)3的溫度，則狀態(tài)1的氣體內(nèi)能等于狀態(tài)3的氣體內(nèi)能，可知1→2過程中氣體內(nèi)能的減少量等于2→3過程內(nèi)能的增加量，故B錯誤；C．由圖像可知，1→2過程氣體體積減小，外界對氣體做正功，氣體溫度降低，氣體內(nèi)能減少，根據(jù)熱力學第一定理可知，外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，故C錯誤；D．由圖像可知，2→3過程氣體壓強保持不變，氣體溫度升高，分子平均動能增大，根據(jù)壓強微觀意義可知，氣體分子單位時間內(nèi)在器壁單位面積上撞擊的次數(shù)減小，故D正確。故選D。4.現(xiàn)要測量一玻璃圓盤的折射率，但是由于手邊沒有角度測量工具，一同學想到用表盤輔助測量。使一束單色光從11點處水平射入，發(fā)現(xiàn)從7點處水平射出，則玻璃折射率n為（）A.1.5 B.2 C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意，由折射定律和反射定律畫出光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系可得，光線在點處的入射角為，折射角為，則折射率為故選D。5.如圖所示，真空中有一個三棱錐，三棱錐各邊長均為，在A、三點分別放置電荷量為的正點電荷，現(xiàn)在要外加一個勻強電場，使點的場強為0，則勻強電場的場強為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系可知三棱錐的高與邊長的夾角符合則三個點電荷在O點的合場強為外加一個勻強電場，使點的場強為0，則外加電場為。故選D6.理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為，原線圈上有一電阻，副線圈上電阻箱的阻值調(diào)整范圍是，使原線圈接在一交流電源上，若使的功率最大，則的阻值應調(diào)節(jié)為（）A.0.5R B.R C.1.5R D.2R【答案】D【解析】【詳解】設交流電源的輸出電壓為，原線圈電流為，原線圈電壓為，副線圈電流為，副線圈電壓為，則有，，，聯(lián)立可得解得可得的功率為根據(jù)基本不等式可知，當即的功率最大；但的阻值調(diào)整范圍是，故要使的功率最大，則的阻值應調(diào)節(jié)為。故選D。7.某款質(zhì)量的汽車沿平直公路從靜止開始做直線運動，其圖像如圖所示。汽車在時間內(nèi)做勻加速直線運動，內(nèi)汽車保持額定功率不變，內(nèi)汽車做勻速直線運動，最大速度，汽車從末開始關(guān)閉動力減速滑行，時刻停止運動。已知，，汽車的額定功率為，整個過程中汽車受到的阻力大小不變。下列說法正確的是（）A.時刻的瞬時速度B.汽車在內(nèi)通過的距離C.為D.阻力大小為【答案】B【解析】【詳解】CD．根據(jù)題意可知，當汽車以額定功率行駛時，牽引力等于阻力時，速度最大，則有解得由牛頓第二定律可得，關(guān)閉發(fā)動機之后，加速度為由運動學公式可得解得故CD錯誤；AB．根據(jù)題意，設時刻，汽車的速度為則，此時的牽引力為設汽車在時間內(nèi)做勻加速直線運動的加速度為，則有由牛頓第二定律有聯(lián)立解得內(nèi)，由動能定理有解得故A錯誤，B正確。故選B。8.在垂直于紙面向里的勻強磁場中有一個粒子源，可以發(fā)射不同比荷，不同速度的帶正電粒子。已知所有發(fā)射出的粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑均相等。粒子源每發(fā)射一個粒子后，間隔逆時針旋轉(zhuǎn)90度發(fā)射下一個粒子。發(fā)現(xiàn)發(fā)射的第一個粒子在回到初始位置之前和第四個粒子在回到初始位置之前在磁場中恰好相碰。若第一個粒子發(fā)射的初速度為，質(zhì)量為，電荷量為，，則第四個粒子的速度為（）A.2v B.4v C.6v D.8v【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，畫出粒子的運動軌跡，如圖所示設第一個粒子的運動時間為，第4個粒子的運動時間為，則有由牛頓第二定律有解得又有可得同理可得聯(lián)立可得則有由于所有發(fā)射出的粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑均相等，則有解得故選C。二、多項選擇題：本題包括4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．9.某載人飛船發(fā)射過程可以簡化為如圖所示，軌道1是橢圓軌道，變軌后到圓軌道2，A點和C點分別是軌道1的遠日點和近日點，B點是軌道2上與A、C共線的點，A點距地心的距離為2r，C點距地心的距離為r，則（）A.飛船在軌道1上過C點的速度大于軌道2過A點的速度B.若軌道2的速度為v，則軌道1在A點的加速度為C.在軌道1上運行的周期與軌道2上運行周期的之比為D.在軌道1上由C點運動到A點的過程中，由于離地高度越來越大，所以機械能逐漸增大【答案】AB【解析】【詳解】A．飛船在C點所在圓軌道變軌到軌道1需要點火加速，因此可知飛船在軌道1上C點的速度大于C點所在圓軌道的速度，而根據(jù)萬有引力充當向心力有可得可知軌道半徑越大，線速度越小，則可知飛船在C點所在圓軌道的速度大于軌道2上的速度，由此可知飛船在軌道1上過C點的速度大于軌道2過A點的速度，故A正確；B．根據(jù)萬有引力充當向心力有可得軌道2上的A點和軌道1上的A點距離球心的距離相等，而與中心天體距離相等的點加速度大小相等，則可知軌道1在A點的加速度為故B正確；C．軌道1的半長軸，軌道2的半徑為，設軌道1的周期為，軌道2的周期為，根據(jù)開普勒第三定律有解得故C錯誤；D．在軌道1上由C點運動到A點的過程中，動能向勢能轉(zhuǎn)化，總的機械能守恒，故D錯誤。故選AB。10.關(guān)于以下四個示意圖，下列說法正確的是（）A.甲圖為雙縫干涉示意圖，可以用白熾燈直接照射雙縫，在屏上可以得到等寬、等亮的干涉條紋B.圖乙所示用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到的明暗相間的干涉條紋，該區(qū)域薄膜厚度一定沿x軸正方向逐漸變厚C.丙圖為肥皂泡薄膜干涉示意圖，將框架順時針旋轉(zhuǎn)90°，條紋不會跟著順時針旋轉(zhuǎn)90°D.圖丁所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的【答案】CD【解析】【詳解】A．甲圖為雙縫干涉示意圖，如果用白熾燈直接照射雙縫，可知白熾燈光是由多種單色光組成，各單色光的波長不同，由雙縫干涉條紋間距公式可知，不同波長的光，產(chǎn)生的條紋間距不同，因此會產(chǎn)生彩色條紋，在屏上不可以得到等寬、等亮的干涉條紋，故A錯誤；B．圖乙所示用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到的明暗相間的干涉條紋，條紋間距越來越大，說明該區(qū)域薄膜厚度一定沿x軸正方向逐漸變薄，故B錯誤；C．丙圖為肥皂泡薄膜干涉示意圖，將框架順時針旋轉(zhuǎn)，肥皂泡薄膜仍然是上薄下厚，條紋不會跟著順時針旋轉(zhuǎn)，故C正確；D．圖丁為泊松亮斑，是由于光的衍射形成的，故D正確。故選CD。11.如圖，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面傾角為45°，其底端固定一輕質(zhì)彈簧，將質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端由靜止釋放，頂端距彈簧上端距離為l，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的最大壓縮量為，已知，彈簧彈性勢能為，其中x是形變量，簡諧運動周期，則下列說法正確的是（）A.速度最大時的壓縮量為B.物塊的最大動能為C.從與彈簧接觸到速度為零的時間為D.從靜止釋放到壓縮量最大時間為【答案】ABCD【解析】【詳解】A．速度最大時物塊合外力為零，此時加速度為零，速度達到最大值，有解得故A正確；B．對物塊由能量守恒可得解得故B正確；C．由題知，彈簧的最大壓縮量為，而平衡位置彈簧的壓縮量為，可知彈簧做簡諧振動的振幅為，分析可知，彈簧從平衡位置開始到最大位移處振動個周期，而彈簧與物塊組成的系統(tǒng)在整個運動過程中并不做簡諧振動，但從物塊接觸彈簧開始，這個系統(tǒng)就開始做簡諧振動，且從物塊接觸彈簧到物塊運動到平衡位置的位移大小為，恰好為振幅的一半，即從物塊接觸彈簧開始到彈簧壓縮至最短的時間為下圖中的這段時間其中所用時間為，所用時間為，可得總時間為故C正確；D．物塊從最高點到剛接觸彈簧所用時間為，物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)運動學公式可得解得則可知從靜止釋放到壓縮量最大的時間為故D正確。故選ABCD。12.現(xiàn)有如圖所示光滑金屬軌道處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為，左邊較寬部分兩軌道間距為，右邊較窄部分兩軌道間距為，軌道電阻不計?，F(xiàn)有均勻?qū)w棒，電阻值為從左側(cè)以初速度向右運動，出發(fā)點到兩側(cè)軌道交界處距離為，導體棒質(zhì)量為。求（）A.導體棒運動至處速度為B.導體棒運動至處速度為C.右側(cè)區(qū)域運動減速到0D.在右側(cè)區(qū)域運動減速到0【答案】AD【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意可知，導體棒運動至處過程中，所受安培力為由動量定理有又有聯(lián)立解得故B錯誤，A正確；CD．根據(jù)題意，在右側(cè)區(qū)域運動過程中，由動量定理有又有聯(lián)立解得故C錯誤，D正確。故選AD。三、非選擇題：本題包括6小題，共60分13.一研究性學習小組利用圖甲裝置測定滑塊加速運動時與平直長木板間的動摩擦因數(shù)。（1）實驗過程如下：①將長木板固定在水平桌面上，其右端安裝定滑輪，左端固定位移傳感器；總質(zhì)量為M的滑塊（含拉力傳感器）在長木板上緊靠位移傳感器放置，拉力傳感器通過細繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重物連接，調(diào)節(jié)長木板右端定滑輪使細繩與長木板平行；②靜止釋放滑塊，記錄拉力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)，用計算機擬合得到滑塊位移隨時間變化的圖像如圖乙所示，該圖線的函數(shù)表達式是，則可得滑塊加速度______（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）；③若滑塊的加速度為a時，拉力傳感器示數(shù)為，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)______（用題中物理量字母符號表示）。（2）本實驗中如果不滿足滑塊質(zhì)量遠大于重物質(zhì)量，對實驗結(jié)果的分析______影響（選填“有”“無”）?！敬鸢浮竣?2.40②.③.無【解析】【詳解】（1）②[1]根據(jù)勻變速直線運動位移時間關(guān)系又聯(lián)立可得滑塊加速度為③[2]以滑塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得可得（2）[3]由于拉力可以通過力傳感器得知，所以本實驗中如果不滿足滑塊質(zhì)量遠大于重物質(zhì)量，對實驗結(jié)果的分析無影響。14.隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進入千家萬戶。濟南市定期對市場出售的純凈水質(zhì)量進行抽測，通過測量電導率判定是否合格（電導率是電阻率的倒數(shù)，電導率小于10為水質(zhì)合格）。測量時將采集的水樣裝入絕緣性能良好的圓柱形容器，容器兩端用圓片形的金屬電極密封，兩電極相距L＝0.50m，該實驗還用到如下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、學生電源、單刀單擲開關(guān)一個和導線若干。圖甲為用10分度的游標卡尺測量容器內(nèi)徑的圖示。圖乙為測量電路，圖丙為根據(jù)電流表和電壓表的實驗數(shù)據(jù)所畫出的U－I圖像。請根據(jù)以上所述完成下列問題：（1）容器的內(nèi)徑d的測量值為______cm。（2）請根據(jù)圖乙所示的實物圖畫出電路圖______（被測電阻用符號表示）。（3）根據(jù)圖丙的圖像，求出水樣的電阻______（保留兩位有效數(shù)字）。（4）計算出該水樣的電導率______（保留三位有效數(shù)字），通過數(shù)據(jù)對比可以判定此水樣水質(zhì)______（選填“合格”或者“不合格”）?！敬鸢浮竣?2.16②.見解析③.52④.26.3⑤.不合格【解析】【詳解】（1）[1]10分度游標卡尺精確值為，由圖甲可知容器的內(nèi)徑為（2）[2]根據(jù)圖乙所示的實物圖，滑動變阻器采用了分壓式接法，電流表采用了內(nèi)接法，故電路圖如圖所示（3）[3]根據(jù)圖丙的圖像可知水樣的電阻為（4）[4]由電阻定律又，聯(lián)立可得該水樣的電導率為[5]由于可知此水樣水質(zhì)不合格。15.如圖甲所示，一缸壁導熱的汽缸水平放置，用活塞封閉一定量的理想氣體，活塞與汽缸底部用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，當環(huán)境溫度為時，彈簧恰處于自然狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢將汽缸轉(zhuǎn)動到開口向上豎直放置，如圖乙所示，此時活塞距汽缸底部的距離為。已知外界大氣壓強為，活塞面積為S，忽略活塞與汽缸壁間的摩擦。求：（1）活塞質(zhì)量；（2）若環(huán)境溫度緩慢升高，則當彈簧恢復原長時，缸內(nèi)氣體的壓強和溫度?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】【詳解】（1）由題意，設豎直放置后缸內(nèi)氣體壓強為，根據(jù)波義耳定律可得解得豎直放置后，對活塞，由力平衡法可得解得（2）當彈簧恢復原長時，設缸內(nèi)氣體的壓強為，溫度為，對活塞由力平衡法可得解得由理想氣體狀態(tài)方程可得解得16.如圖所示，彈簧鎖定后所儲存的彈性勢能，一個質(zhì)量m＝1kg的小物塊緊靠彈簧放置。釋放后，彈簧恢復原長時小物塊沖上長度l＝6m的水平傳送帶。在傳送帶右側(cè)等高的平臺上固定一半徑R＝0.5m的圓軌道ABCD，A、D的位置錯開，以便小物塊繞行一圈后可以通過D到達E位置。已知小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，其它摩擦均忽略不計，，求：（1）小物塊釋放后，沖上水平傳送帶時的速度大??；（2）若傳送帶以5m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動，小物塊通過圓軌道最高點C時對軌道的壓力大??；（3）若傳送帶速度大小、方向皆可任意調(diào)節(jié)，要使小物塊在運動過程中不脫離圓軌道ABCD傳送帶轉(zhuǎn)動速度的可能值。【答案】（1）；（2）；（3）若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，或，若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，速度任意【解析】【詳解】（1）設小物塊釋放后，沖上水平傳送帶時的速度大小為，根據(jù)題意，由能量守恒可得記得（2）小物塊沖上傳送帶后做勻減速運動，設其加速度為，根據(jù)牛頓第二定律有解得設物塊與傳送帶共速時的對地位移為，則由運動學公式可得代入數(shù)據(jù)解得則可知物塊與傳送帶共速后和傳送帶一起做勻速運動，最終通過圓軌道最高點，設通過圓軌道最高點時的速度為，最高點對物塊的彈力為，則由動能定理有在最高點由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得根據(jù)牛頓第三定律可知，通過最高點時，物塊對最高點的壓力為0。（3）要使小物塊在運動過程中不脫離圓軌道ABCD，則有兩種情況：（一）當傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時①物塊恰能過最高點時，在最高點對軌道無壓力，根據(jù)（2）中可知，此時傳送帶的速度為，即只要傳送帶的速度，滑塊就不會脫離圓軌道；②滑塊在傳送帶上做勻減速運動，與傳送帶共速，當滑塊恰好運動至圓軌道圓弧處時速度減為零，此種情況下物塊也不會脫離圓軌道，根據(jù)動能定理有解得即只要傳送帶的速度滿足，滑塊就不會脫離圓軌道。（二）當傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時顯然物塊在傳送帶上做減速運動，假設物塊在離開傳送帶時速度為，由運動學公式可得解得通過計算可知，當傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物塊始終做勻減速運動，且物塊離開傳送帶時的速度與傳送帶的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可知，若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，速度任意。綜上可得：若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，或；若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，速度任意17.如圖甲所示，兩平行板P、Q足夠大，間距為。板間有可獨立控制的變化的電場和磁場。取垂直于紙面向里為正方向，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，電場強度E隨時間的變化規(guī)律如圖丙所示。時刻，一質(zhì)量為、帶電量為的粒子（不計重力），以初速度由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)。當、、取某些特定值時，可使時刻入射的粒子經(jīng)垂直打在P板上（不考慮粒子反彈）。上述、、、、為已知量。（1）若只加磁場，當時，求滿足的條件；（2）若同時加電場、磁場，當時，求滿足的條件和粒子的位移；（3）若同時加電場、磁場，當，求。【答案】（1）；（2）（，，），；（3）見解析【解析】【詳解】（1）若只加磁場，當時，設粒子做圓周運動的半徑為，由洛倫茲力提供向心力得可得根據(jù)題意由幾何關(guān)系可得解得（2）若同時加電場、磁場，當時，設粒子做圓周運動的半徑為，由洛倫茲力提供向心力得可得由丙圖可知在一個電場周期內(nèi)，沿電場方向的速度變化為0；根據(jù)題意由幾何關(guān)系可得解得（，，）粒子沿電場方向的位移為粒子的位移為（3）若同時加電場、磁場，當，設粒子做圓周運動的半徑為，周期為，由圓周運動公式可得由牛頓第二定律可得可得，粒子運動軌跡如圖所示、為圓心，連線與水平方向的夾角為，在每個內(nèi)，只有、兩個位置才有可能垂直擊中P板，且均要求，由題意可得可得設經(jīng)歷完整的個數(shù)為（，，，）。若在點擊中P板，根據(jù)題