山东省泰安市2022届高三物理下学期三模试题（Word版附解析）

高三三模检测物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（　　）A.天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体B.黄金可以做成各种不同造型的首饰，说明它有规则的几何外形，是单晶体C.液体跟固体比具有很强的流动性，是因为液体分子间存在相互作用的斥力D.玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了融化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质【答案】D【解析】【详解】A．天然水晶是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，故A错误；B．黄金以及其他金属都是多晶体，故B错误；C．液体相比固体具有流动性，是因为液体分子间的距离较大，分子间的引力更小，故C错误；D．玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故D正确。故选D。2.火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（　　）AB.C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】A．设太阳质量为M，行星质量为m，根据万有引力提供向心力有得\n由于火星的公转半径比地球的公转半径大，所以火星的公转周期比地球的公转周期大，故A错误；B．设太阳质量为M，行星质量为m，根据万有引力提供向心力有解得则有由于火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍，质量约为地球的0.1倍，故火星的动能比地球小，故B正确；C．设在行星表面上物体的质量为m1，行星的半径为R，根据万有引力提供向心力可得可知火星直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍，故火星上表面重力加速度小于地球表面，故C错误；D．根据第一宇宙速度表达式可知火星直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍，则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错误；故选B。\n3.如图所示，直角三角形abc，，，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0，则顶点c处的磁感应强度为（　　）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【答案】A【解析】【详解】设ac间距为r，有几何知识知bc间距为2r，通电直导线a在c点上所产生的磁场大小是通电直导线b在c点上所产生的磁场大小用右手螺旋定则判断通电导线c点上磁场方向如图所示则顶点c处的磁感应强度为\n方向沿ac向上故选A。4.一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（　　）A.A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变B.B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多C.C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热D.D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变【答案】D【解析】【分析】【详解】A．A→B的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变，故A错误；B．B→C的过程中体积不变，单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，压强增大，故B错误；C．C→D过程直线过原点，压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体放热才可能内能减小，故C错误；D．D→A的过程中气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，温度减小，压强也减小，温度是分子平均动能的标志，故分子的平均动能减小，故D正确。故选D。\n5.一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（　　）A.在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大B.a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大C.在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大D.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射【答案】D【解析】【分析】【详解】A．a光和b光在斜边的入射角相等，由图可知，经过玻璃棱镜后a光的偏折程度比b光大，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，由公式可得，在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的小，选项A错误；B．饱和电流既与入射光的频率有关，还与入射光的强度有关，则a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，无法确定两光的饱和电流大小关系，选项B错误；C．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，由公式可知，a光的条纹间距比b光小，选项C错误；D．由和可知a光的临界角小于b光的临界角，则a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射，选项D正确。故选D。6.为探究斜面上平抛运动的规律，第一次从平台上的P点，以不同水平初速抛出可视为质点的小球，小球分别落在平台下方倾角为的斜面上的A、B两点，两落点处小球的速度方向与斜面间的夹角记为A、B，如图所示。第二次则从P点正下方斜面上的Q点以不同水平初\n速抛出，小球仍然落在A、B两点，落点处的速度方向与斜面间的夹角记为C、D，图中未画出。则关于A、B、C、D的关系正确的是（　　）A.A>B>C=DB.B>A>C=DC.A>B>C>DD.B>A>D>C【答案】A【解析】【详解】如图所示若小球从斜面上水平抛出又落回到斜面上，其速度与斜面间的夹角为，则有而即有可见物体落在斜面上时速度方向都相同，与初速度大小无关。故C=D如图乙，连接从P点到落点构造斜面，可得\n因为，则可得>综上所述A>B>C=DA正确，BCD错误。故选A。7.利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（　　）A.甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2\nB.乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2C.丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2D.丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s【答案】B【解析】【详解】A．根据匀变速运动的位移与时间关系公式，根据甲图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为解得A错误；B．根据匀变速运动的速度与位移时间关系，根据乙图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为解得B正确；C．根据匀变速运动的位移与时间关系公式，整理得根据丙图中图像为一次关系图线，可求出物体的加速度大小为解得物体的加速度大小为4m/s2，C错误；D．根据微元法可以得到，物理学中图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内\n物理的速度变化量，则丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为D错误。故选B。8.同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（　　）A.在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同B.线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的C.b对应的电动势瞬时值表达式为D.用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V【答案】C【解析】【详解】A．同一线圈、同一磁场，最大磁通量应相同，故A错误；B．计时起点都是，此位置为中性面，即磁通量最大的面，而非磁通量为零的平行面，初相相同，故B错误；C．图示电动势的瞬时值表达式为a的周期b的周期\na的电动势瞬时值表达式为b的电动势瞬时值表达式为故C正确；D．交流电压表测量值是有效值，图中a的峰值电压为15V，有效值应为，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】ABD【解析】【分析】\n【详解】A．根据动能定理得与位移成线性关系，。A正确；B．物体的重力势能为Ep与位移成正比，B正确；C．动能与时间的关系为C错误；D．上滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，D正确。故选ABD。10.下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（　　）A.图1：粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动B.图2：单摆的摆长为，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力约为C.图3：质点A、C之间的距离等于简谐波的一个波长D.图4：实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则经一短时间后动图可能如虚线所示【答案】BD【解析】【详解】A．粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，由于斜面的摩擦阻力总是与球的速度方向相反，所以球的振幅会越来越小，最终停止运动，所以该运动不是简谐运动，故A错误；B．单摆的长为l，摆球的质量为m、位移为x、摆角为，则回复力的大小为\n故B正确；C．由波形图可知质点A、C之间平衡位置的距离等于简谐波的半个波长，而此时质点A、C两点在最大位移处，所以质点A、C之间的距离不等于简谐波的一个波长，故C错误；D．实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则波向右传播，则经一较短时间后波动图如虚线所示，故D正确。故选BD。11.如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b（不计重力）从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成θ角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为3∶4，下列说法正确的是（　　）A.粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r=RB.θ=60°C.θ=30°D.a、b粒子离开磁场时的速度方向也成θ角【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r=，代入速度，得r=R故A正确；\nBC．因a正对圆心射入，又r=R，故a粒子在磁场中的运动时间为，运动圆弧的圆心角为90°，两粒子在磁场中运动的周期相等，即T=，故b粒子在磁场中的运动时间为，即运动圆弧的圆心角为120°，运动圆弧对应的圆心与O、P三点的连线构成等边三角形，故θ=30°，故B错误，C正确；D．作图可知a、b粒子离开磁场时平行，是“磁发散”模型，故D错误。故选AC。12.如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）A.油滴带正电B.轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分C.油滴到b点时的速度大小为D.油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动【答案】AC【解析】【详解】A．油滴在重力作用下下落，获得速度后将受到洛伦兹力作用，根据洛伦兹力方向和左手定则可判断油滴带正电，故A正确；\nB．将油滴的运动分解为两个分运动，一个是水平向右的匀速直线运动，速度大小满足受力满足二力平衡，另一个是初速度方向向左，大小为v的匀速圆周运动，受到的洛伦兹力为qvB，两个分运动的合成轨迹将是一个旋轮线，故B错误；C．油滴到b点时，重力做功最多，速度最大，正好是匀速圆周运动分运动的最低点，速度大小为方向水平向右，故C正确；D．在b点时的洛伦兹力大小为2qvB、方向竖直向上，重力大小为mg，二力合力向上，有加速度大小为g，方向向上，故不可能沿水平方向做匀速直线运动，故D错误。故选AC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.利用阿特伍德机可以验证不少力学定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为mA、mB的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在光滑的轻小定滑轮两端，两物块离地足够高。通过调整两物块的质量大小关系可以控制系统的加速度。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，测出物块A初始释放时距离光电门的高度h，并读出遮光片通过光电门所用的时间Δt，重力加速度为g。若想要利用上述实验装置验证机械能守恒定律，则：（1）实验中，需要使A、B满足关系mA________mB（选填“>”、“=”或“<”）。（2）遮光片经过光电门时的速度大小v=________（用题中所给物理量表示）。\n（3）若要利用上述数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，写出等式的完整形式无需简化）。【答案】①.>②.③.【解析】【详解】（1）[1]为使物块A释放后能加速下滑，则需要满足的条件是物块A的重力大于物块B的重力，故需要使A、B满足关系mA>mB；（2）[2]遮光片经过光电门时的速度大小（3）[3]利用上述数据验证机械能守恒定律，则有14.某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。(1)电路设计设计如图所示的电路测定电阻Rx的值。(2)实物连接按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。（）(3)操作设计①断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；②闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读\n出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；③保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；④断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。(4)数据处理被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。(5)误差分析在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。【答案】①.②.左③.④.等于【解析】【分析】【详解】(2)[1]按照实验设计的电路图，连接实物图为\n(3)①[2]断开开关连接电路时，为保证电路安全应把滑动电阻器滑片移至最左端；(4)[3]闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，此时可得保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，此时可得则可得(5)[4]当闭合开关S1，将开关S2接1，电流表所测电流为通过Rx与R2的真实值，电压表所测电压为当保持开关S1闭合，将开关S2接2，电流表所测电流为通过R2的真实值，电压表所测电压为则两次差值，与均为真实值，即在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值等于真实值。\n15.2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。（1）试写出此核反应方程；（2）求该核反应中释放的核能。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）依题意，该核反应方程为（2）核反应的质量亏损释放出的核能16.如图所示，质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从位置A由静止自由释放后，经位置B到达最高点位置C，已知OA、OB和OC间的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：(1)电场强度E的大小；(2)轻绳所受的最大拉力；(3)小球运动到C点时加速度大小。\n【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)小球由A到C的过程中，由动能定理得解得(2)从A点运动到B点的过程中，由动能定理得B点，由牛顿第二定律得解得绳的最大拉力(3)在C点，球的速度为零，向心力为零，沿绳方向合力为零，垂直绳的方向解得17.如图所示，斜面顶部线圈的横截面积S=0.03m2，匝数N=100匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度变化=k（未知）。线圈与间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m=0.05kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R=2，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑x=3m后刚好进入磁场B2中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取\ng=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）导体棒中产生的动生电动势E2；（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；（3）导体棒进入磁场B2前，导体棒内产生的焦耳热。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）导体棒进入虚线下方磁场前匀加速下滑，加速度导体棒刚到达虚线cd时的速度导体棒中产生的动生电动势（2）导体棒进入虚线下方磁场后，匀速下滑，由平衡条件得解得设线圈中的感生电动势为，感生电动势和动生电动势在回路中方向相同，则解得\n导体棒进入虚线下方磁场前解得（3）导体棒进入磁场前，金属棒沿斜面下滑的时间导体棒在此过程中产生的焦耳热18.如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。\n【答案】(1)；；(2)；；(3)见解析【解析】【分析】【详解】(1)对物块，在A到B的运动过程应用动能定理得代入解得若传送带速度，则代入数据解得这段时间随后在传送带上匀速运动的时间物块通过传送带所需的时间(2)a。当传送带静止或速度较小时，物块在传送带上一直做减速运动，物块克服摩擦力所做的\n功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最小，最小动能设为，由动能定理得解得b。当传送带的速度较大时，物块在传送带上一直做匀加速运动，摩擦力对物块所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最大，最大动能设为，由动能定理得解得(3)由(2)问可知，物块刚达到滑板时的速度范围为，故当时，物块先匀加速再匀速，刚滑上滑板时的速度大小，设若滑板与挡板间距足够长，滑板碰挡板前物块与滑板能达共速v2，由动量守恒得解得对物块，由动能定理得对滑板，由动能定理得解得，物块相对滑板的位移\n故若，则木板与挡板碰撞前物块与滑板已经共速，共速后二者相对静止，无摩擦力，故克服摩擦力做的功若，则当滑板与挡板相碰时物块尚未滑到滑板的右端，这种情况下物块的对地位移为克服摩擦力做的功