山東省泰安市2022屆高三物理下學期三模試題-附答案

高三三模檢測物理試題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.固、液、氣是物質(zhì)存在的常見三種狀態(tài)，下列關(guān)于固體和液體的說法正確的是（）A.天然石英是晶體，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶體B.黃金可以做成各種不同造型的首飾，說明它有規(guī)則的幾何外形，是單晶體C.液體跟固體比具有很強的流動性，是因為液體分子間存在相互作用的斥力D.玻璃管裂口放在火上燒熔，使尖端變圓，是利用了融化的玻璃在表面張力作用下收縮的性質(zhì)D【詳解】A．天然水晶是晶體，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶體，故A錯誤；B．黃金以及其他金屬都是多晶體，故B錯誤；C．液體相比固體具有流動性，是因為液體分子間的距離較大，分子間的引力更小，故C錯誤；D．玻璃管裂口放在火上燒熔，使尖端變圓，是因為熔化的玻璃，在表面張力的作用下，表面要收縮到最小的緣故，故D正確。故選D。2.火星是太陽的行星，直徑約為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍?；鹦?、地球繞太陽的公轉(zhuǎn)可近似為勻速圓周運動，且火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍。以T、Ek分別表示火星和地球繞太陽運動的周期和動能，以g、v分別表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，則有（）A B. C. D.B【分析】【詳解】A．設太陽質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，根據(jù)萬有引力提供向心力有得由于火星的公轉(zhuǎn)半徑比地球的公轉(zhuǎn)半徑大，所以火星的公轉(zhuǎn)周期比地球的公轉(zhuǎn)周期大，故A錯誤；B．設太陽質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，根據(jù)萬有引力提供向心力有解得則有由于火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍，故火星的動能比地球小，故B正確；C．設在行星表面上物體的質(zhì)量為m1，行星的半徑為R，根據(jù)萬有引力提供向心力可得可知火星直徑約為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍，故火星上表面重力加速度小于地球表面，故C錯誤；D．根據(jù)第一宇宙速度表達式可知火星直徑約為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍，則火星表面的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，即故D錯誤；故選B。3.如圖所示，直角三角形abc，，，兩根通電長直導線垂直紙面分別放置在a、b兩頂點處。a點處導線中的電流大小為I，方向垂直紙面向外，b點處導線中的電流大小4I，方向垂直紙面向里。已知長直電流在其周圍空間某點產(chǎn)生的磁感應強度大小上，其中I表示電流大小，r表示該點到導線的垂直距離，k為常量。已知a點處電流在c點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0，則頂點c處的磁感應強度為（）

A.，方向沿ac向上 B.3B0，方向垂直ac水平向右C.3B0，方向沿ac向上 D.，方向垂直ac水平向右A【詳解】設ac間距為r，有幾何知識知bc間距為2r，通電直導線a在c點上所產(chǎn)生的磁場大小是通電直導線b在c點上所產(chǎn)生的磁場大小用右手螺旋定則判斷通電導線c點上磁場方向如圖所示

則頂點c處的磁感應強度為方向沿ac向上故選A。4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán)，該過程每個狀態(tài)均可視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。對此氣體，下列說法正確的是（）A.A→B的過程中，氣體對外界放熱，內(nèi)能不變B.B→C的過程中，氣體的壓強增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多C.C→D的過程中，氣體的壓強不變，氣體從外界吸熱D.D→A的過程中，氣體的壓強減小，分子的平均動能減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變D【分析】【詳解】A．A→B的過程中溫度不變，內(nèi)能不變，體積膨脹對外界做功，由熱力學第一定律得氣體從外界吸熱才可能保持內(nèi)能不變，故A錯誤；B．B→C的過程中體積不變，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動能增大，壓強增大，故B錯誤；C．C→D過程直線過原點，壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，氣體放熱才可能內(nèi)能減小，故C錯誤；D．D→A的過程中氣體的體積不變，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，溫度減小，壓強也減小，溫度是分子平均動能的標志，故分子的平均動能減小，故D正確。故選D。5.一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡如圖所示，兩種顏色不同的可見光的細光束a、b，垂直于斜邊從空氣射向玻璃，則下列說法正確的是（）

A.在玻璃棱鏡中，a光的傳播速度比b光的大B.a光和b光照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，a光的飽和電流大C.在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比b光大D.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則a光先發(fā)生全反射D【分析】【詳解】A．a(chǎn)光和b光在斜邊的入射角相等，由圖可知，經(jīng)過玻璃棱鏡后a光的偏折程度比b光大，所以玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，由公式可得，在玻璃棱鏡中，a光的傳播速度比b光的小，選項A錯誤；B．飽和電流既與入射光的頻率有關(guān)，還與入射光的強度有關(guān)，則a光和b光照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，無法確定兩光的飽和電流大小關(guān)系，選項B錯誤；C．玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，則a光的波長小于b光的波長，由公式可知，a光的條紋間距比b光小，選項C錯誤；D．由和可知a光的臨界角小于b光的臨界角，則a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則a光先發(fā)生全反射，選項D正確。故選D。6.為探究斜面上平拋運動的規(guī)律，第一次從平臺上的P點，以不同水平初速拋出可視為質(zhì)點的小球，小球分別落在平臺下方傾角為的斜面上的A、B兩點，兩落點處小球的速度方向與斜面間的夾角記為A、B，如圖所示。第二次則從P點正下方斜面上的Q點以不同水平初速拋出，小球仍然落在A、B兩點，落點處的速度方向與斜面間的夾角記為C、D，圖中未畫出。則關(guān)于A、B、C、D的關(guān)系正確的是（）A.A>B>C=D B.B>A>C=DC.A>B>C>D D.B>A>D>CA【詳解】如圖所示若小球從斜面上水平拋出又落回到斜面上，其速度與斜面間的夾角為，則有而即有可見物體落在斜面上時速度方向都相同，與初速度大小無關(guān)。故C=D如圖乙，連接從P點到落點構(gòu)造斜面，可得

因為，則可得>綜上所述A>B>C=DA正確，BCD錯誤。故選A。7.利用圖像法研究物理量之間的關(guān)系是常用的一種數(shù)學物理方法。如圖所示為物體做直線運動時各物理量之間的關(guān)系圖像（、、、分別表示物體的位移、速度、加速度和時間），則下列說法中正確的是（）

A.甲圖中圖可求出物體的加速度大小為1m/s2B.乙圖中圖可求出物體的加速度大小為5m/s2C.丙圖中圖可求出物體的加速度大小為2m/s2D.丁圖中圖可求出物體在前2s內(nèi)的速度變化量大小為6m/sB【詳解】A．根據(jù)勻變速運動的位移與時間關(guān)系公式，根據(jù)甲圖中圖像為正比關(guān)系圖線，可求出物體的加速度大小為解得A錯誤；B．根據(jù)勻變速運動的速度與位移時間關(guān)系，根據(jù)乙圖中圖像為正比關(guān)系圖線，可求出物體的加速度大小為解得B正確；C．根據(jù)勻變速運動的位移與時間關(guān)系公式，整理得根據(jù)丙圖中圖像為一次關(guān)系圖線，可求出物體的加速度大小為解得物體的加速度大小為4m/s2，C錯誤；D．根據(jù)微元法可以得到，物理學中圖像的圖線與坐標軸所圍成的面積表示這段時間內(nèi)物理的速度變化量，則丁圖中圖可求出物體在前2s內(nèi)的速度變化量大小為D錯誤。故選B。8.同一線圈在同一勻強磁場中以不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸均垂直于磁場，產(chǎn)生了a、b兩個不同的正弦交流電，電動勢隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則（）A.在轉(zhuǎn)動過程中線圈兩次對應的最大磁通量不同B.線圈兩次都是從平行于磁感線的位置開始轉(zhuǎn)動的C.b對應的電動勢瞬時值表達式為D.用交流電壓表測量a的電動勢，電表的示數(shù)為15VC【詳解】A．同一線圈、同一磁場，最大磁通量應相同，故A錯誤；B．計時起點都是，此位置為中性面，即磁通量最大的面，而非磁通量為零的平行面，初相相同，故B錯誤；C．圖示電動勢的瞬時值表達式為a的周期b的周期a的電動勢瞬時值表達式為b的電動勢瞬時值表達式為故C正確；D．交流電壓表測量值是有效值，圖中a的峰值電壓為15V，有效值應為，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，滑塊以一定的初速度沖上足夠長的光滑固定斜面，取斜面底端O點為運動的起點和零勢能點，并以滑塊由O點出發(fā)時為時刻。在滑塊運動到最高點的過程中，下列描述滑塊的動能Ek、重力勢能Ep、機械能E隨位移x、時間t變化的圖像中，正確的是（）A. B. C. D.ABD【分析】【詳解】A．根據(jù)動能定理得與位移成線性關(guān)系，。A正確；B．物體的重力勢能為Ep與位移成正比，B正確；C．動能與時間的關(guān)系為C錯誤；D．上滑過程中，只有重力做功，機械能守恒，D正確。故選ABD。10.下列四幅圖中關(guān)于機械振動和機械波的說法中正確的有（）A.圖1：粗糙斜面上的金屬球M在彈簧的作用下運動，該運動是簡諧運動B.圖2：單擺的擺長為，擺球的質(zhì)量為m、位移為x，此時回復力約為C.圖3：質(zhì)點A、C之間的距離等于簡諧波的一個波長D.圖4：實線為某時刻的波形圖，若此時質(zhì)點M向下運動，則經(jīng)一短時間后動圖可能如虛線所示BD【詳解】A．粗糙斜面上的金屬球M在彈簧的作用下運動，由于斜面的摩擦阻力總是與球的速度方向相反，所以球的振幅會越來越小，最終停止運動，所以該運動不是簡諧運動，故A錯誤；B．單擺的長為l，擺球的質(zhì)量為m、位移為x、擺角為，則回復力的大小為故B正確；C．由波形圖可知質(zhì)點A、C之間平衡位置的距離等于簡諧波的半個波長，而此時質(zhì)點A、C兩點在最大位移處，所以質(zhì)點A、C之間的距離不等于簡諧波的一個波長，故C錯誤；D．實線為某時刻的波形圖，若此時質(zhì)點M向下運動，則波向右傳播，則經(jīng)一較短時間后波動圖如虛線所示，故D正確。故選BD。11.如圖所示為一圓形區(qū)域，O為圓心，半徑為R，P為邊界上的一點，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場（圖中未畫出），磁感應強度大小為B。電荷量為q、質(zhì)量為m的相同帶電粒子a、b（不計重力）從P點先后以大小相等的速率射入磁場，粒子a正對圓心射入，粒子b射入磁場時的速度方向與粒子a射入時的速度方向成θ角，已知粒子a與粒子b在磁場中運動的時間之比為3∶4，下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑r=RB.θ=60°C.θ=30°D.a、b粒子離開磁場時的速度方向也成θ角AC【分析】【詳解】A．粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑r=，代入速度，得r=R故A正確；BC．因a正對圓心射入，又r=R，故a粒子在磁場中的運動時間為，運動圓弧的圓心角為90°，兩粒子在磁場中運動的周期相等，即T=，故b粒子在磁場中的運動時間為，即運動圓弧的圓心角為120°，運動圓弧對應的圓心與O、P三點的連線構(gòu)成等邊三角形，故θ=30°，故B錯誤，C正確；D．作圖可知a、b粒子離開磁場時平行，是“磁發(fā)散”模型，故D錯誤。故選AC。

12.如圖所示，在水平方向上存在垂直紙面向里、大小為B的勻強磁場。將質(zhì)量為m、電荷量絕對值為q的帶電油滴從a點由靜止釋放，它在豎直面內(nèi)的部分運動軌跡如圖所示，b為整段軌跡的最低點，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）

A.油滴帶正電B.軌跡ab可能是橢圓曲線的一部分C.油滴到b點時的速度大小為D.油滴到b點后將沿水平方向做勻速直線運動AC【詳解】A．油滴在重力作用下下落，獲得速度后將受到洛倫茲力作用，根據(jù)洛倫茲力方向和左手定則可判斷油滴帶正電，故A正確；B．將油滴的運動分解為兩個分運動，一個是水平向右的勻速直線運動，速度大小滿足受力滿足二力平衡，另一個是初速度方向向左，大小為v的勻速圓周運動，受到的洛倫茲力為qvB，兩個分運動的合成軌跡將是一個旋輪線，故B錯誤；C．油滴到b點時，重力做功最多，速度最大，正好是勻速圓周運動分運動的最低點，速度大小為方向水平向右，故C正確；D．在b點時的洛倫茲力大小為2qvB、方向豎直向上，重力大小為mg，二力合力向上，有加速度大小為g，方向向上，故不可能沿水平方向做勻速直線運動，故D錯誤。故選AC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.利用阿特伍德機可以驗證不少力學定律。如圖為一理想阿特伍德機示意圖，A、B為兩質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊，用輕質(zhì)無彈性的細繩連接后跨在光滑的輕小定滑輪兩端，兩物塊離地足夠高。通過調(diào)整兩物塊的質(zhì)量大小關(guān)系可以控制系統(tǒng)的加速度。設法固定物塊A、B后，在物塊A上安裝一個寬度為d的遮光片，并在其下方空中固定一個光電門，連接好光電門與毫秒計時器，并打開電源。松開固定裝置，測出物塊A初始釋放時距離光電門的高度h，并讀出遮光片通過光電門所用的時間Δt，重力加速度為g。若想要利用上述實驗裝置驗證機械能守恒定律，則：（1）實驗中，需要使A、B滿足關(guān)系mA________mB（選填“>”、“=”或“<”）。（2）遮光片經(jīng)過光電門時的速度大小v=________（用題中所給物理量表示）。（3）若要利用上述數(shù)據(jù)驗證機械能守恒定律，則所需要驗證的等式為_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，寫出等式的完整形式無需簡化）。①.>②.③.【詳解】（1）[1]為使物塊A釋放后能加速下滑，則需要滿足的條件是物塊A的重力大于物塊B的重力，故需要使A、B滿足關(guān)系mA>mB；（2）[2]遮光片經(jīng)過光電門時的速度大?。?）[3]利用上述數(shù)據(jù)驗證機械能守恒定律，則有14.某同學認識到了電壓表、電流表的內(nèi)阻在測量電阻中的影響，便設計了如圖所示的電路對常規(guī)實驗進行改進。(1)電路設計設計如圖所示的電路測定電阻Rx的值。(2)實物連接按照實驗設計的電路圖，用筆畫線代替導線將如圖所示的實物圖補充完整。（）(3)操作設計①斷開開關(guān)，連接實物，檢查電路，將滑動變阻器R1的滑片移至最______端（選填“右”或“左”），將滑動變阻器R2的滑片移至最右端；②閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R2，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出并記錄此時的電壓表和電流表的示數(shù)U1和I1；③保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2接2，只調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出并記錄此時的電壓表和電流表的示數(shù)U2和I2；④斷開開關(guān)S1，拆除導線，實驗操作完畢，準備處理數(shù)據(jù)。(4)數(shù)據(jù)處理被測電阻Rx的表達式為Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），將實驗數(shù)據(jù)代入得出實驗結(jié)果，分析討論實驗結(jié)果及誤差。(5)誤差分析在正確的操作和準確記錄數(shù)據(jù)的前提下，該實驗中電阻的測量值_______（選填“大于”“等于”或“小于”）真實值。①.②.左③.④.等于【分析】【詳解】(2)[1]按照實驗設計的電路圖，連接實物圖為(3)①[2]斷開開關(guān)連接電路時，為保證電路安全應把滑動電阻器滑片移至最左端；(4)[3]閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R2，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，此時可得保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2接2，只調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，此時可得則可得(5)[4]當閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2接1，電流表所測電流為通過Rx與R2的真實值，電壓表所測電壓為當保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2接2，電流表所測電流為通過R2的真實值，電壓表所測電壓為則兩次差值，與均為真實值，即在正確的操作和準確記錄數(shù)據(jù)的前提下，該實驗中電阻的測量值等于真實值。15.2020年12月17日，“嫦娥五號”順利返回地球，帶回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球巖石樣本中發(fā)現(xiàn)的一種儲量驚人的新物質(zhì)，該物質(zhì)可以與氘（H）一同參與核聚變反應，放出質(zhì)子，同時釋放出大量能量。已知氨3的原子質(zhì)量為3.0160u，氘的原子質(zhì)量為2.0140u，He的原子質(zhì)量為4.0026u，質(zhì)子的原子質(zhì)量為1.0078u，其中u為原子質(zhì)量單位，1u相當于931.5MeV的能量。（1）試寫出此核反應方程；（2）求該核反應中釋放的核能。（1）；（2）【詳解】（1）依題意，該核反應方程為（2）核反應的質(zhì)量虧損釋放出的核能16.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為的帶電小球用不可伸長的輕繩懸掛在O點正下方的A點。在空間施加水平向右的勻強電場，小球從位置A由靜止自由釋放后，經(jīng)位置B到達最高點位置C，已知OA、OB和OC間的夾角，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。求：(1)電場強度E的大小；(2)輕繩所受的最大拉力；(3)小球運動到C點時加速度大小。

(1)；(2)；(3)【分析】【詳解】(1)小球由A到C的過程中，由動能定理得解得(2)從A點運動到B點的過程中，由動能定理得B點，由牛頓第二定律得解得繩的最大拉力(3)在C點，球的速度為零，向心力為零，沿繩方向合力為零，垂直繩的方向解得17.如圖所示，斜面頂部線圈的橫截面積S=0.03m2，匝數(shù)N=100匝，內(nèi)有水平向左均勻增加的磁場B1，磁感應強度變化=k（未知）。線圈與間距為L=0.5m的光滑平行金屬導軌相連，導軌固定在傾角=37°的絕緣斜面上。圖示虛線cd下方存在磁感應強度B2=0.5T的勻強磁場，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量m=0.05kg的導體棒垂直導軌放置，其有效電阻R=2，從無磁場區(qū)域由靜止釋放，導體棒沿斜面下滑x=3m后剛好進入磁場B2中并繼續(xù)勻速下滑。在運動中導體棒與導軌始終保持良好接觸，導軌足夠長，線圈和導軌電阻均不計。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）導體棒中產(chǎn)生的動生電動勢E2；（2）螺線管中磁感應強度的變化率k；（3）導體棒進入磁場B2前，導體棒內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。（1）；（2）；（3）【詳解】（1）導體棒進入虛線下方磁場前勻加速下滑，加速度導體棒剛到達虛線cd時的速度導體棒中產(chǎn)生的動生電動勢（2）導體棒進入虛線下方磁場后，勻速下滑，由平衡條件得解得設線圈中的感生電動勢為，感生電動勢和動生電動勢在回路中方向相同，則解得導體棒進入虛線下方磁場前解得（3）導體棒進入磁場前，金屬棒沿斜面下滑的時間導體棒在此過程中產(chǎn)生的焦耳熱18.如圖所示為某傳送裝置的示意圖，整個裝置由三部分組成，中間是水平傳送帶（傳