2022_2023学年山东省济宁市高三(第三次) 模拟考试物理试卷（含解析）

2022~2023学年山东省济宁市高三(第三次) 模拟考试
物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 中国大科学装置“东方超环”内部核反应原理与太阳内部核反应原理类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”，“人造太阳”的核反应方程为。下列说法正确的是
A. 核反应方程中的是质子
B. “人造太阳”的核反应与属于同一类型的核反应
C. “人造太阳”核反应后核的比结合能比反应前核的比结合能大
D. “人造太阳”核反应过程中释放出了核能，所以反应后原子核的质量数一定减少
2. 如图，在轴上与处分别固定两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布如图所示。下列说法正确的是
A. 带负电，带正电
B. 处电场强度为零
C. 的电荷量大于的电荷量
D. 电子从处移动到处，电势能先增加后减少
3. 如图所示，在水平直线上的、处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，两条导线中通有方向相同、大小分别为和 的电流，点是、连线的中点下列说法正确的是( )
A. 两导线受到的安培力
B. 导线所受的安培力不可以用计算
C. 移走导线前后，点的磁感应强度方向不变
D. 在离两导线所在的平面不包括该平面一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
4. 年月日，我国在西昌卫星发射中心成功将地球同步卫星天通一号星发射升空，标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展，关于该卫星下列说法正确的是
A. 运行速率在至之间 B. 运行速度大于近地卫星的运行速度
C. 角速度比月球绕地球运行的角速度小 D. 向心加速度比月球绕地球的向心加速度大
5. 一交流电源电压，通过理想变压器对下图电路供电，已知原、副线圈匝数比为：，灯泡的额定功率为，灯泡的额定功率为，排气扇电动机线圈的电阻为，电流表的示数为，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则
A. 流过的电流为 B. 排气扇电动机的发热功率
C. 整个电路消耗的功率 D. 排气扇电动机的输出功率
6. 如图所示，一滑块可视为质点从斜面轨道的点由静止滑下后，进入与斜面轨道在点相切的、半径的光滑圆弧轨道，且为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到点时对轨道的压力为。已知与、与的夹角分别为和，滑块质量，与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，。则轨道的长度为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，一圆心为、半径为的半圆形匀质玻璃砖置于真空中，一细束复色光线从点右侧距离点的点以入射角射入该玻璃砖，在玻璃砖内分成、两单色光，光从点正上方的点出射，光从点右上方的点出射。下列说法正确的是( )
A. 该玻璃砖对光的折射率为
B. 光在该玻璃砖中的传播速度大于光在该玻璃砖中的传播速度
C. 若、两单色光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较小
D. 光在点恰好发生全反射
8. 光滑半圆弧形轻杆固定在地面上，轻绳一端跨过定滑轮，另一端连接一穿在轻杆上的小球，使小球从点缓慢运动到点的过程中，下列说法正确的是
A. 轻杆对小球的支持力变大 B. 轻杆对小球的支持力变小
C. 轻绳对小球的拉力先变小再变大 D. 轻绳对小球的拉力变小
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 某容器中一定量的理想气体经历如图所示的的循环过程，图中平行于纵轴，平行于横轴，的延长线恰好过原点，且气体在状态的体积为，压强为，在状态的体积为则下列说法正确的是( )
A. 气体在过程中，吸收了热量，同时对外做功，气体分子平均速率增大
B. 气体在过程中，容器壁单位时间、单位面积受到的分子撞击次数减少
C. 气体在过程中，内能的改变量等于
D. 气体在一次循环过程中，总共对外做功
10. 如图甲所示为某一列沿轴正向传播的简谐横波在时的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的传播速度为
B. 从此时刻起，经过，质点运动了的路程
C. 从此时刻起，质点比质点先回到平衡位置
D. 图乙可能是图甲中处质点的振动图像
11. 如图所示，质量均为的、两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于的恒力向上拉，向上运动，运动距离时与恰好分离。则下列说法中正确的是( )
A. 和刚分离瞬间，弹簧为原长
B. 和刚分离瞬间，它们的加速度均为
C. 弹簧的劲度系数等于
D. 在与分离之前，它们做匀加速运动
12. 如图，竖直墙面和水平面均光滑，可视为质点的质量分别为、的、两球用轻杆连接，开始时球靠在竖直墙面上，球放在水平面上，杆与竖直方向的夹角为。由静止释放两球，当杆与竖直方向的夹角为时，球仍在做加速运动，此时小球的速度为。已知重力加速度大小为，，、两球始终在同一竖直面内运动，在球落地之前的运动过程中，下列判断正确的是( )
A. 小球不会一直沿着墙面向下运动
B. 小球沿墙面向下运动的加速度不可能大于
C. 当杆与竖直方向的夹角为时，小球的速度大小为
D. 轻杆的长度为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 某同学用研究一定质量理想气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示。实验步骤如下：把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值；用图象处理实验数据。
在实验操作过程中，要采取以下做法：______是为了保证实验的恒温条件，_____是为了保证气体的质量不变。填入相应的字母代号
A.用橡皮帽堵住注射器的小孔 移动活塞要缓慢
C.实验时，不要用手握注射器 在注射器光滑活塞一周涂润滑油
实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图象应是_______。
14. 在“测定金属的电阻率”实验中：用分度的游标卡尺测金属丝的直径，如下图甲所示，该金属丝的直径为________．

已知金属丝的电阻约为，现备有下列器材供测量该金属丝的电阻时选用：
A.电流表：量程、内阻约为
B.电流表：量程、内阻约为
C.电压表：量程、内阻约为
D.电压表：量程、内阻约为
E.滑动变阻器：阻值为，额定电流为
F.滑动变阻器：阻值为，额定电流为
G.两节干电池
H.开关一个，导线若干
电流表应选________填“”或“”；电压表应选________填“”或“”；滑动变阻器应选________填“”或“”；
在上图乙中补全实验电路图。
检查电路连接无误，在闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到变阻器的最________端。填“左”或“右”
实验得到电阻的测量值比真实值________。填“偏大”或“偏小”
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
15. 无人机是当下旅游爱好者的必备物品，它可以帮助游客从不同角度浏览风景。在一次拍摄高空视角时，无人机从地面由静止启动，获得竖直向上、大小恒定的升力，开始匀加速起飞，运动后，到达的高度，此时无人机突然出现故障而失去动力，在到达最高点时动力系统恰好恢复。已知无人机的质量，无人机在运动过程中受到的空气阻力，假设无人机在运动过程中始终保持水平，，求：
无人机匀加速起飞时升力的大小
无人机动力系统恢复时所在的高度。
16. 如图所示，间距的足够长倾斜导轨倾角，导轨顶端连一电阻，左侧存在一面积的圆形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图所示，右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场，一长为，电阻的金属棒与导轨垂直放置，至，金属棒恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒开始沿导轨下滑，经过足够长的距离进入，且在进入前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知左侧导轨均光滑，右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数，取，不计导轨电阻与其他阻力，，。求：
至内流过电阻的电流和金属棒的质量；
金属棒进入时的速度大小；
金属棒进入后通过电阻的电荷量。
17. 如图所示，在平面直角坐标系内，的区域存在着沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为，在的区域存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一带正电的粒子从点以初速度沿轴负方向射出，经过坐标原点后进入磁场，然后又从轴上的点离开磁场，不计粒子重力，求：
粒子的比荷；
匀强磁场的磁感应强度大小；
粒子从点出发运动到点的时间．
18. 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以的速度逆时针转动。装置的右边是一段光滑的水平台面连接的光滑曲面，质量的小物块从其上距水平台面处由静止释放。已知物块与传送带之间的摩擦因数，传送带的长度。设物块、之间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块静止且处于平衡状态，取。
求物块与物块第一次碰撞前的速度大小；
通过计算说明物块与物块第一次碰撞后能否运动到右边曲面上。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了有关聚变的基础知识，在平时学习中注意基础知识的理解和应用。
【解答】
A.根据质量数守恒、电荷数守恒可知是中子，项错误；
B.“人造太阳”的核反应属于轻核聚变，是原子核的人工转变，项错误
C.聚变反应释放核能，反应后核的比结合能比反应前核的比结合能大，项正确
D.核聚变反应虽发生质量亏损，但反应前后原子核的质量数依然守恒，D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对同种电荷与异号电荷形成电场特点以及对场强与电势的理解，特别注意场强为零的地方电势不一定为零。
【解答】
A.正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负，所以带正电，带负电，故A错误；
B.处电势为零，产生的场强沿轴正方向，产生的场强也沿轴正方向，所以电场强度不为零，故B错误；
C.处电势为零，距的距离大于距的距离，所以的电荷量大于的电荷量，故C正确；
D.电子从处移动到处过程，静电力一直做负功，所以电势能增加，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】分析：
根据安培力公式使用条件，结合直导线周围磁场和磁感应强度的叠加分析即可解答。
解答：
A、两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误
B、导线所受的安培力可以用计算，因为磁场与导线垂直，故B错误
C、移走导线前，的电流较大，则点磁场方向与产生磁场方向同向，向下，移走后，点磁场方向与产生磁场方向相同，向上，故C错误
D、在离两导线所在的平面一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置，故D正确．
4.【答案】
【解析】A.是第一宇宙速度，是人造卫星绕地球做圆周运动的最大速度，该卫星运行速率小于，故A错误；
B.根据，半径越大，线速度越小，该卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，运行速度小于近地卫星的运行速度，故B错误；
根据可知，半径越大，角速度、向心加速度都越小，其中月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以月球的角速度、向心加速度都比同步卫星小，故C错误，D正确。
故选：。
根据同步卫星的特点，其线速度小于第一宇宙速度，结合半径越大，其角速度、线速度、向心加速度都变小，周期变大求解。
本题主要考查了同步卫星的特点，以及万有引力用来提供向心力，其结论半径越大，角速度、线速度、向心加速度都变小，周期变大是解题的关键。
5.【答案】
【解析】
【分析】
此题是关于变压器及交流电的计算；关键是知道电表的读数以及电功率的计算都是交流电的有效值；知道有电动机的问题中的能量转化关系。
根据变压器电压、电流、功率关系以及用电器正常工作时的功率综合列式分析可得结果，需要理清各个电压和电流的关系，难度一般。
【解答】
A、由于电流表的示数，由可得变压器原线圈的电流，即流过的电流为，A错误；
、交流电源电压有效值为，两端的电压，故原线圈两端的电压，由可得变压器副线圈两端的电压，流过灯泡的电流，则流过排气扇的电流，排气扇电动机的发热功率为，排气扇的电功率为，则排气扇电动机的输出功率为，故BD错误；
C、整个电路消耗的功率为，故C正确。
故选C。
6.【答案】
【解析】解：设轨道的长度为。
滑块运动到点时，由指向圆心方向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得

滑块从点运动到点，根据动能定理得

联立上式代入数据解得：，故A正确，BCD错误。
故选：。
滑块运动到点时，由指向圆心方向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出滑块运动到点时的速度。滑块从点运动到点，根据动能定理列方程，可求出轨道的长度。
本题是动能定理与向心力的综合应用，要知道涉及力在空间的积累效果时，要优先考虑动能定理。要明确向心力是由指向圆心的合力提供。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光的折射和全反射，解题关键是要弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中几何关系求出折射角或入射角，然后根据折射定律列式求解。
当光线从半圆形玻璃砖下表面的点以的入射角入射，在玻璃砖内分成、两单色光，作出光路图，根据全反射条件和折射定律联立即可，再结合双缝干涉和即可解答。
【解答】
A、光在处的折射角满足，可得，故该玻璃砖对光的折射率，选项A错误：
B、光在处的折射角大于光在处的折射角，故折射率，由知，、光在该玻璃砖中的传播速度，选项B正确：
C、由知，又由可得，即、光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较大，选项C错误：
D、光在点的入射角为，，光的全反射临界角满足，
，光在点不会发生全反射，选项D错误。

8.【答案】
【解析】
【分析】
对小球受力分析，作出力图，根据相似三角形法进行分析判断即可。
本题的关键正确的对小球受力分析，明确小球的合外力为零。
【解答】
对小球受力分析，作出力图如图所示：
小球受重力、轻绳的拉力、轻杆的弹力三个的作用处于动态平衡中，这三个力的合力为零，则这三个力可构成首尾相接、闭合的矢量三角形，如图所示，根据相似三角形规律有：
由于、不变，而减小，则可知轻杆对小球的支持力大小不变，而轻绳对小球的拉力减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查图象，明确图象的意义是解决问题的关键。温度是分子平均动能的标志，温度越高，一定质量的理想气体的内能越大；气体压强的微观影响因素是分子的平均动能和分子数密度；图象与坐标轴围成的图形面积表示功；根据图象可知气体的状态变化，结合气体实验定律和热力学第一定律分析即可正确求解。
【解答】
A.气体在过程中，体积不变，压强变大，由查理定律可知，气体的温度升高，气体分子平均速率增大，内能增大，，气体对外界不做功，，根据热力学第一定律可知，，气休吸热，故A错误；
B.气体在过程中，压强不变，体积增大，分子数密度减小，根据盖吕萨克定律可知，气体的温度升高，分子平均动能增大，所以容器壁单位时间、单位面积受到的分子撞击次数减少，故B正确；
C.气体在过程中，气体温度降低，内能减小，故C错误；
D.的延长线恰好过原点，由此可知，解得：，图象与坐标轴围成的图形的面积表示功，由图象可知，气体在过程中，总共对外做功等于三角形的面积，即总共对外做功为，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
由图甲得到波长，由图乙得到周期，即可求得波速；根据运动时间和周期的关系，由振幅求得路程；根据波的传播方向得到质点运动方向，即可判断质点回到平衡位置的先后顺序；由波的传播方向得到质点振动，再对比图乙判断图乙所示振动图象的质点。
机械振动问题中，一般根据振动图像或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
【解答】
A、由图甲可得：波长，由图乙可得：周期，故波速，故A正确；
B、经过，质点运动路程，故B错误；
C、简谐横波沿轴正向传播，此时刻质点向轴正方向运动，而质点直接向轴负方向运动，所以质点比质点先回到平衡位置，故C正确；
D、由图乙可得：时刻，质点在平衡位置向下振动；根据波向右传播，由图甲可得：处质点在平衡位置向下振动，故图乙可能是图甲 处质点的振动图象，故D错误
故选：。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题为弹簧分离问题，、分离瞬间，必定有、加速度相同，并且、之间作用力恰好为零，理解这个是解题的关键。
分析静止时弹簧的压缩量和分离时弹簧的压缩量，两个压缩量的差值即为，利用该关系可以求出弹簧的劲度系数。
【解答】
、分离瞬间，受到重力和向上的，加速度为，则的加速度也为，
分析，受到重力和弹簧向上的弹力，则有，解得，则此时弹簧的压缩量为，
开始时，叠放在弹簧上静止，弹簧向上的弹力等于整体的重力，则弹簧的压缩量为，
根据题意有，联立解得，故A错误，BC正确；
D.在与分离之前，它们时刻有着共同的加速度，分析，受到恒力和重力，而对的作用力不断变化直到为零，所以受到的合力是变力，不是匀加速运动，故D错误。
故选BC。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题为杆连接体的机械能守恒问题，解决此类问题关键是要明确两个小球沿杆方向的速度时刻相等，并且整个系统机械能守恒。
【解答】
如果小球能一直沿着墙面向下运动，当球刚要落地时速度向下，则球速度为零，此过程球一定是先向右加速运动后向右减速运动，杆对球先推后拉，杆拉球时一定拉球，因此球一定会在运动到地面前离开竖直墙面，项正确
小球沿墙面向下运动时，杆对球一定施加推力，因此小球向下的加速度一定不会大于，项正确
当杆与竖直方向的夹角为时，设球的速度为，则，解得，项错误
设轻杆长为，根据机械能守恒，，解得，项正确。
13.【答案】，；
【解析】
【分析】
本题考查的是研究一定质量理想气体在温度不变时，压强与体积关系的实验，要明确实验的条件是什么；同时理解图象斜率的物理意义。
确定实验满足的条件：气体温度不变，质量不变，以及保证不变的措施；
根据热力学状态方程，得到，根据图象的斜率判断。
【解答】
本实验需要研究的问题是“一定质量气体在温度不变时，压强与体积的关系”，实验中为保证气体的温度不变，实验时，移动活塞一定要缓慢，同时不要用手握注射器，否则不能保证实验条件，故BC正确；
为证气体的质量不变，用橡皮帽堵住注射器的小孔，并在注射器光滑活塞一周涂润滑油，即封闭气体的容器密封良好，故AD正确；
根据热力学状态方程，整理可得：，所以随着环境温度逐渐升高，图象的斜率会逐渐变大，故B正确。
14.【答案】；
；；；
如图所示：
；
左；
偏小。
【解析】
【分析】
正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发分析所需实验器材、实验步骤、数据数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果。
【解答】
游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为，所以金属丝的直径为；
两节干电池，电压表应选C；金属丝的电阻约为，最大电流约为，电流表应选A；为获得较大的电压测量范围，同时为操作方便，滑动变阻器采用分压接法，应该选用小电阻；，所以电流表采用外接法；
电路如图所示：
；
在闭合开关前，要使金属丝两端的电压最小，所以应将滑动变阻器滑片滑到变阻器的最左端；
电流表采用外接法，所测电流偏大，根据，所以实验得到电阻的测量值比真实值偏小。
故答案为：；
；；；
如图所示：见解答；
左；
偏小。
15.【答案】解：由题意，航拍仪做匀加速运动，根据运动学公式，有
代入数据，得
设航拍仪所受升力大小为，根据牛顿第二定律，有
整理，代入数据，得
设航拍仪到达高度时速度大小为，则由速度公式，有
当失去动力后，航拍仪受阻力和重力作用，设加速度大小为，该段位移为，则由牛顿第二定律，得
根据运动学公式，有
由题意知
整理，代入数据，得

【解析】由题意，结合运动学公式，可以求出加速度大小；根据已知量，利用牛顿第二定律，可以求出升力大小；
根据题意先求出失去动力时的速度，再根据牛顿第二定律求出此时的加速度，根据运动学公式可以求出高度。
本题考查牛顿第二定律，关键要注意已知运动状态时要先运用运动学公式求出加速度，再利用牛顿第二定律，分析物体的受力情况。
16.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可得至内回路中的感应电动势为：
根据闭合电路欧姆定律可得至内流过电阻的电流为
设金属棒的质量为，这段时间内金属棒受力平衡，根据平衡条件可得：
代入数据解得：；
设金属棒进入时的速度大小为，此时回路中的感应电动势为
回路中的电流为
导体棒所受安培力大小为
根据平衡条件可得
联立解得：；
设金属棒从进入到最终停下的过程中，回路中的平均电流为，经历时间为，
取沿导轨向下为正方向，对金属棒根据动量定理有
其中
且：
联立解得：。
答：至内流过电阻的电流为，金属棒的质量为；
金属棒进入时的速度大小；
金属棒进入后通过电阻的电荷量为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求解流过电阻的电流，根据平衡条件求解金属棒的质量；
根据平衡条件结合安培力的计算公式进行解答；
对金属棒根据动量定理列方程求解金属棒进入后通过电阻的电荷量。
本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据平衡条件列方程求解；对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。
17.【答案】解：设粒子的质量和电量分别为和，粒子在电场中做类平抛运动，在电场中的运动时间为，有


解得，
设粒子到点时的速度为，从点到的过程，根据动能定理有
解得
设粒子到点时速度方向与轴正方向的夹角为
则，得
为等腰直角三角形，得粒子在磁场中做圆周运动的半径
又
得
粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中的运动时间
则粒子从点出发运动到点的时间
【解析】粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的基本公式及几何关系求出粒子的比荷；
设粒子在电场中运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律及速度时间公式即可求解荷质比，根据向心力公式可求磁场强度；
根据周期公式先求出粒子在磁场中运动的时间，再加上在电场中运动的时间即可求解．
本题是带电粒子在组合场中运动的问题，粒子垂直射入电场，在电场中偏转做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，要求同学们能画出粒子运动的轨迹，结合几何关系求解，知道半径公式及周期公式．
18.【答案】设滑到曲面底部速度为，根据机械能守恒定理
解得
由于，在传送带上开始做匀减速运动，假设一直减速滑过传送带的速度为，由动能定理可知
解得
由于小于，说明在传送带上先减速后匀速，即与碰前速度为；
设第一次碰后的速度为，的速度为，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得
上式表明碰后以的速度向右反弹，滑上传送带后在摩擦力的作用下减速，设向右减速的最大位移为，由动能定理得
解得
因此，在传送带上的速度减为零，故B不能滑上右边曲面。

【解析】根据机械能守恒定律和动能定理，结合情景，即可解答；
根据动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理，结合情景，即可解答。
本题是一道动量和能力综合性的问题，难度较高，需要学生具有一定的分析综合能力。
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