山东省日照市2023届高三上学期物理一模考试试卷

试卷更新日期：2023-03-09 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、做自由落体运动的物体，下落的瞬间，速度和加速度均为零 B、在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是基本单位 C、安培提出了分子电流假说 D、法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系

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2. 有关原子结构和原子核的认识，下列正确的是（）

A、一个原子核在一次衰变中可同时放出 $α$ 、 $β$ 和 $γ$ 三种射线 B、电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C、太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D、 $_{83}^{210} Bi$ 的半衰期是5天，100克 $_{83}^{210} Bi$ 经过10天后还剩下25克

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3. 某电动牙刷的充电装置含有变压器，原、副线圈匝数之比为50：1，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端电压的有效值为220V，副线圈电流的有效值为2.0A，若将该变压器视为理想变压器，则（）

A、副线圈两端电压的有效值约为6.2V B、原线圈电流的有效值为100A C、副线圈两端电压的最大值约为6.2V D、变压器的输入功率与输出功率之比为50：1

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4. 如图所示，O点为两等量异种点电荷连线的中点，一带正电的粒子（不计重力）从连线上的A点由静止释放。在电场力作用下运动到B点。取A点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。在粒子从A点运动到B点的过程中，下列关于粒子运动的速度v和加速度a随时间t的变化，运动径迹上电势 $φ$ 和粒子的电势能 $E_{p}$ 随位移x的变化图线可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 如图所示，一列简谐横波在xOy平面内沿x轴负方向传播，波速为8m/s，振幅为4m，M、N是平衡位置相距4m的两个质点。 $t = 0$ 时刻，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s，则下列说法正确的是（）

A、该波的周期为 $\frac{2}{3} s$ B、从 $t = 0$ 到 $t = 0.5 s$ ， M向左移动了4m C、在 $t = 0.5 s$ 时，N的速度也一定为8m/s D、从 $t = 0$ 到 $t = 0.5 s$ ， N的路程为4m

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6. 如图所示，一宽为L的平行金属导轨固定在倾角为 $θ$ 的斜面上，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势为E、内阻为r，一质量为m的金属棒ab静止在导轨上，与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻为 $R_{0}$ ，导轨电阻不计。金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为f，重力加速度为g。闭合开关后，下列判断正确的是（）

A、金属棒受到的安培力方向沿斜面向上 B、金属棒受到的摩擦力方向可能沿斜面向下 C、若金属棒恰好不运动，则滑动变阻器的阻值为 $\frac{B L E}{f - m g \sin θ} - r - R_{0}$ D、要保持金属棒在导轨上静止，滑动变阻器R接入电路中的最小阻值为 $\frac{B L E}{m g \sin θ + f} - r - R_{0}$

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7. 随着“神舟十五号”进驻空间站，标志着我国空间站正式从建造阶段，转入运营阶段，可将中国空间站看作近地卫星，空间站绕地球表面做匀速圆周运动的周期为T。某科研小组在地球南极点，用弹簧测力计测得质量为m的砝码所受重力为F，在赤道测得该砝码所受重力为 $F^{'}$ 。假设地球可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（）

A、地球半径可表示为 $R = \frac{m F T^{2}}{4 π^{2}}$ B、地球的第一宇宙速度可表示为 $v = \frac{F T^{2}}{2 m π}$ C、地球的自转周期可表示为 $T_{自} = T \sqrt{\frac{F - F^{'}}{F}}$ D、地球的自转周期可表示为 $T_{自} = T \sqrt{\frac{F}{F - F^{'}}}$

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8. 光滑平行金属导轨由左侧弧形轨道与右侧水平轨道平滑连接而成，导轨间距均为L，如图所示。左侧轨道上端连接有阻值为R的电阻。水平轨道间有连续相邻、宽均为d的区域I、II、III，区域边界与水平导轨垂直。I、III区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；II区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。金属棒从左侧轨道上某处由静止释放，金属棒最终停在III区域右边界上，金属棒的质量为m、长度为L、电阻为R。不计金属导轨电阻，金属棒与导轨接触良好，重力加速度为g，则金属棒（）

A、穿过区域I过程，通过R的电荷量为 $\frac{B L d}{R}$ B、刚进入区域III时受到的安培力大小为 $\frac{B^{2} L^{2} d}{4 m R^{2}}$ C、穿过区域I与II过程，R上产生的焦耳热之比为11：25 D、穿过区域I与III过程，克服安培力做功之比为11：1

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二、多选题

9. 一定量的理想气体从状态a开始。经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其 $p - T$ 图像如图所示。下列判断正确的是（）

A、气体在a、b两状态的体积相等 B、a、b和c三个状态中，状态c分子的平均动能最大 C、在过程bc中气体吸收的热量大于气体对外界做的功 D、b到c过程容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少

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10. 如图所示，质量为M的三角形斜劈B放置在水平地面上，质量为m的木块A放在三角形斜劈B上，现用大小相等、方向相反的水平力F分别推A和B，木块A和斜劈B均静止不动，重力加速度为g。则（）

A、斜劈B对木块A的摩擦力方向可能沿斜面向上 B、地面对斜劈B的摩擦力方向水平向右 C、斜劈B对木块A的支持力一定小于mg D、地面对斜劈B的支持力的大小等于 $(M + m) g$

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11. 在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定在墙上。如图甲所示，物体A以速度 $v_{0}$ 向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x，现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B。如图乙所示。物体A以 $3 v_{0}$ 的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，下列判断正确的是（）

A、乙图所示的运动过程中，物体A和物体B组成的系统机械能守恒 B、A物体的质量为8m C、弹簧压缩量最大时物体B的速度为 $\frac{8 v_{0}}{3}$ D、弹簧及压缩量最大时的弹性势能为 $\frac{m v_{0}^{2}}{2}$

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12. 如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上沿同一直径放有质量均为m的A、B两物块（可视为质点），分别用两根平行圆盘的不可伸长的轻绳与轴相连。物块A、B与轴的距离分别为2L和L，与盘面的动摩擦因数均为 $μ$ ，盘面与水平面的夹角为 $θ$ 。圆盘静止时，两轻绳无张力处于自然伸直状态。当圆盘以角速度 $ω$ 匀速转动时，物块A、B始终与圆盘保持相对静止。当物块A转到最高点时，A所受绳子的拉力刚好为零，B所受的摩擦力刚好为最大静摩擦力。已知重力加速度为g。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（）

A、 $μ = 3 \tan θ$ B、运动过程中绳子对A拉力的最大值为 $m g \sin θ$ C、运动过程中B所受摩擦力的最小值为 $m g \sin θ$ D、物块B从最低点运动到最高点的过程中摩擦力的冲量大小为 $m \sqrt{8 g L \sin θ}$

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三、实验题

13. 某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度 $ω$ 、质量m的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

(1)、小组同学先让一个滑块做半经r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。
本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的（）

A、探究平抛运动的特点 B、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 C、探究两个互成角度的力的合成规律 D、探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)、对②图线的数据进行处理，获得了 $F - x$ 图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是。（用半径r、角速度 $ω$ 、质量m表示）

(3)、对5条 $F - ω$ 图线进行比较分析，做 $F - r$ 图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为。（用半径r、角速度 $ω$ 、质量m表示）

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14. 某同学设计了如图甲、乙所示的实验电路测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为2Ω）。已知电流表的内电阻约为1Ω。电压表的内电阻约为3kΩ，变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A，定值电阻 $R_{0} = 2 Ω$ 。请回答下列问题：

(1)、①请在图丙中用笔面线代替导线完成图乙电路图的实物连接。
②将滑动变阻器的滑片P移至最左端，闭合开关S，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。

(2)、重复步骤②。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出 $U - I$ 图像如图丁所示，可知图中标记为II的图线是采用实验电路（填“甲”或“乙”）测量得到的。

(3)、为了减小系统误差，本实验应选用图（选填“甲”或“乙”）实验电路。

(4)、利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻 $r =$ （注： $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 、 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 、 $R_{0}$ 为已知量）。

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四、解答题

15. 一个半径为R的半圆形玻璃砖（折射率 $n = \sqrt{3}$ ）的截面图，如图所示，直径AOB与半径OC垂直，一束平行单色光垂直于直径AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距离O点 $\frac{R}{2}$ 的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在的直线交于D点。

(1)、求D点到O点的距离：

(2)、若在玻璃砖平面AOB的某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧恰好没有折射光射出，求黑纸在AB方向的宽度。（不考虑光线在玻璃砖内的多次反射）

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16. 如图甲所示，一水平传送带沿顺时针方向旋转，将一可视为质点的质量 $m = 2 kg$ 的小物块从传送带左端A处以某一初速度释放， $t = 3 s$ 时恰好到达右端B处。小物块从A端到B端运动的速度—时间图像如图乙所示。重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、物体与传送带之间的动摩擦因数和AB间的距离；

(2)、小物块从A端到B端的过程中，系统因摩擦所产生的热量。

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17. 如图所示。“L”型平板B静置在地面上，物块A处于平板B上的 $O^{'}$ 点， $O^{'}$ 点左侧粗糙，右侧光滑，光滑部分的长度 $d = 3.75 m$ 。用不可伸长的经绳将质量为M的小球悬挂在 $O^{'}$ 点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，第1次下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动，物块A以 $v_{0} = 6 m/s$ 的速度沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞，一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度为零，此后再过0.75s小球恰好第4次回到最低点。已知A的质量 $m_{A} = 0.2 kg$ ， B的质量 $m_{B} = 0.6 kg$ ， A与B的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.4$ ， B与地面间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.3$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $π^{2} = 10$ ，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：

(1)、A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小 $v_{A}$ 与 $v_{B}$ ；

(2)、从小球释放到小球第4次回到最低点，整个系统因摩擦产生的热量；

(3)、悬挂小球轻绳的长度。

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18. 如图所示为某离子控制装置，离子室内存在大量带正电的离子。其质量 $m = 1 \times 10^{- 14} kg$ ，电荷量 $q = 2 \times 10^{- 10} C$ ，控制室被分为I、II、III、IV四个横截面为正方形的区域，正方形边长 $L = 1 m$ ，区域间隔 $L_{1} = 1 m$ 、 $L_{2} = 0.6 m$ 、 $L_{3} = 1 m$ ， I区域左右为中间带有小孔的平行金属板，板间存在电场强度大小为 $E_{1} = 9 \times 10^{6} N/C$ ，方向水平向右的匀强电场，II，III。IV区域存在包含边界的电场或磁场。以 $a_{2} b_{2} c_{2} d_{2}$ 中间小孔为坐标原点建立三维坐标系，坐标轴及方向如图所示，II区域存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出），电场强度 $E_{2}$ 的大小在 $0 ~ 4 \times 10^{- 5} N/C$ 间变化；III区域充满沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度 $B_{1} = 2 \times 10^{- 5} T$ ， IV区域充满平行于平面xOy与y轴正方向成45°角斜向上的匀强磁场，磁感应强度 $B_{2} = 2 \sqrt{2} \times 10^{- 5} T$ 。从离子室飘入小孔的离子速率忽略，忽略离子间的相互作用，不计离子重力。

(1)、若离子进入区域III后能返回区域II，求拉子在边界 $a_{3} b_{3} c_{3} d_{3}$ 上射入点与射出点之间的距离；

(2)、为保证有离子能进入区域IV，求 $L_{3}$ 的最大值；

(3)、当 $E_{2} = 4 \times 10^{- 5} N/C$ 、 $L_{3}$ 为上问中的最大值。若离子在区域III的速度沿z轴时 $B_{1}$ 消失，当离子第一次经过边界 $a_{4} b_{4} c_{4} d_{4}$ 进入区域IV时。区域III的磁场变为沿y轴正方向、磁感应强度 $B_{3} = 4 \times 10^{- 5} T$ 的匀强磁场并保持不变，求离子第4次经过边界 $a_{4} b_{4} c_{4} d_{4}$ 时的位置坐标。

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