届山东省济宁市高三下一模物理试题含答案解析Word格式文档下载.docx
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C．
D．
5．如图所示，质量为m的三根完全相同的导体棒垂直于纸面放置，其中a、b两导体棒放置在粗糙的水平面上，c导体棒被竖立的轻质弹簧悬挂，三根导体棒中均通入垂直纸面向里、大小相等的恒定电流后，呈等边三角形排列，且保持稳定。
重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力小于c导体棒的重力
B．水平面对a导体棒的摩擦力可能为零
C．水平面对a导体棒的支持力小于
D．若在地面上对称地缓慢增大a、b导体棒间的距离，弹簧长度将增大
6．如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。
已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（ ）
A．该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象
B．家用交流电电流方向每秒变化50次
C．该无线充电装置的输出电压的峰值为
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为311：
10
7．一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：
用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。
在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，
，设R、m、引力常量G和
均为已知量，忽略各种阻力。
A．该星球表面的重力加速度为
B．该星球的密度为
C．该星球的第一宇宙速度为
D．卫星绕该星球运行的最小周期为
8．如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。
斜面轨道倾角为30°
，质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数为
。
木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。
A．木箱与货物的质量之比为6：
1
B．下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点
C．木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为1：
6
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能
9．两个完全相同的正方形匀质金属框1、2，边长均为L，通过长为2L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。
距离组合体下底边L处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。
磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。
把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度
水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B（B未知）使两个金属框在磁场中都恰好匀速通过磁场，不计空气阻力。
A．金属框1、2通过磁场区域时的磁感应强度大小满足
B．每个金属框通过磁场的过程中，该金属框中电流的大小和方向均保持不变
C．两个金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率相等
D．两个金属框通过磁场的过程中产生的热量相同
二、多选题
10．如图所示为磁流体发电机的示意图。
等离子体高速射入磁场中，由于磁场对等离子体产生力的作用，A、B两板间就会产生电压。
若平行板A、B的正对面积为S，板间距离为d，A、B间的磁感应强度为B，等离子体的流速为v，等效电阻率为
，与极板相连的外电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．该发电机A板为负极，B板为正极
B．外电阻两端的电压大小为
C．稳定时电流表的示数为
D．仅增加外电阻的阻值，该发电机的输出功率一定增大
11．如图甲所示，质量分别为
的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。
撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，
表示0到
时间内A的
图线与坐标轴所围面积的大小，
，
分别表示
到
时间内A、B的
图线与坐标轴所围面积的大小。
B．
C．0到
时间内，墙对物体B的冲量为零
D．物体B运动后，弹簧的最大形变量等于
12．一列简谐横波沿水平方向向右传播，在该波上有M、N两质点，平衡位置间距为3m。
从某时刻开始计时，两质点的振动图像如图所示，若M、N两质点间平衡位置的距离小于该简谐横波的波长，下列说法正确的是（ ）
A．该简谐横波的传播周期为3.6s
时质点M偏离平衡位置的位移最大
C．该简谐横波的传播速度为
D．沿振动方向两质点间最大距离为20cm
三、实验题
13．某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根，轻绳分别固定于
两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。
实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。
（1）该兴趣小组用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为
______mm。
（2）关于该实验，下列说法中正确的是______。
A．固定小球的两根轻绳一定要互相垂直
B．应选用密度较大的小球做实验
C．必须用天平测出小球的质量
D．若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，经计算，小球重力势能的减少量一定大于动能的增加量
（3）如果测得小球自然下垂时球的上沿到轻杆的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为
若当地重力加速度为g、小球的直径为d，当实验所得数据满足关系式
______时，可以验证机械能是守恒的。
14．
（1）一电流表表盘有刻度但数值已模糊，某同学利用如图甲所示电路测量其满偏电流
及内阻
闭合开关S，多次调节滑动变阻器和电阻箱，使电流表每次都满偏，分别记录每次电压表的示数U和电阻箱的阻值R。
得出电压表示数U随电阻箱的电阻R变化的关系图像如图乙所示，根据图乙可求出电流表的满偏电流值
______mA，电流表内阻
______
（2）该同学利用上述电流表及一热敏电阻制作一体温计，热敏电阻的阻值随温度变化规律及实验电路图分别如图丙、丁所示。
已知所用电源的电动势
、内阻不计，
为保护电阻，热敏电阻
做测温探头，并把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。
若要求电流表指针满偏的位置标为42℃，则电阻
______Ω，电流表5mA处应标为______℃。
四、解答题
15．第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月份在北京成功举办，其中跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。
如图所示，跳台滑雪赛道由跳台、助滑道和着陆坡三部分组成。
若比赛中，质量为m=60kg的运动员从跳台A点由静止开始滑下，到达B点后水平飞出，落在着陆坡上的P点，缓冲后沿着陆坡向下滑行（着陆时沿着陆坡方向的速度保持不变），与P点接触时间
已知A、B间高度差为
，B、P间距离
，着陆坡倾角
，运动员受到的空气阻力不计，
求：
（1）运动员在AB段运动过程中，克服阻力所做的功
；
（2）运动员在着陆坡上着陆过程中，着陆坡对运动员的平均冲击力F的大小。
16．如图所示，小明同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置。
导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量
、截面积
的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。
一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量
的铁块，并将铁块放置到电子天平上。
当电子天平示数为0.5kg时，测得环境温度
设外界大气压强
，重力加速度
（1）当电子天平示数为0.7kg时，环境温度
为多少？
（2）该装置可测量的最低环境温度
17．如图所示，真空中的立方体边长为0.8m，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射
粒子，所有
粒子的速率均为
，已知
粒子的比荷为
，现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场B，使所有
粒子恰好能束缚在正方形abcO区域内。
abfe面放有一个屏，该屏可以沿
轴左右平移。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）现在正方体内再施加竖直向上的匀强电场，要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，求所加匀强电场的电场强度E的大小（结果用
表示）；
（3）若匀强电场电场强度的大小取第
（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿
方向移动0.2m，求粒子打在abfe屏上x坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标。
18．如图所示，倾角θ=30°
的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板P。
质量
的凹槽A在外力作用下静止在斜面上，凹槽A下端与固定挡板间的距离
，凹槽两端挡板厚度不计。
的小物块B（可视为质点）紧贴凹槽上端放置，物块与凹槽间的动摩擦因数
时撤去外力，凹槽与物块一起自由下滑，
时物块与凹槽发生了第一次碰撞。
整个运动过程中，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略不计。
重力加速度
（1）凹槽与挡板发生第一次碰撞前瞬间物块的速度大小；
（2）凹槽的长度；
（3）凹槽与挡板发生第二次碰撞时，物块到挡板P的距离；
（4）从凹槽与物块一起自由下滑开始（
），到物块与凹槽发生第二次碰撞时所用的时间。
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．铀-239转变为钚-239，质量数不变，电荷数增加，电荷增加2，则经过了2次
衰变，选项A错误；
B．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量数也守恒，由于反应放出能量，则由质量亏算，选项B错误；
C．铀-239发生
衰变，实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子，选项C正确；
）裂变生成两个中等质量的核，反应放出核能，生成的新核更加稳定，则钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能，选项D错误。
故选C。
2．C
A．由状态A变化到状态B过程中，气体体积不变，气体不做功
气体温度升高，内能增加
根据热力学第一定律
可得
气体吸收热量，A错误；
B．由状态B变化到状态C过程中，温度不变，内能不变
气体体积增加，气体对外做正功
气体吸收热量，B错误；
C．由状态D变化到状态A过程中，气体体积减小，气体对外做负功
气体温度降低，内能减少
气体放出热量，C正确；
D．由状态D变化到状态A过程中，气体体积
与温度
的比值保持不变，根据理想气体状态方程
可知由状态D变化到状态A过程中，气体属于等圧変化，状态D与状态A的压强相等，而状态D下气体温度高，气体分子平均动能大，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态时少，D错误。
3．B
A.根据
图象切线的斜率表示场强
可知，
处场强为0，则有
解得
A错误；
BC.
根据
图象可知，
右侧电场方向向左，左侧电场方向向右，将带正电小球在
的C点由静止释放后，先向左加速到
处再向左减速，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C错误；
由于
处场强为0，小球在该位置的加速度为0，故小球向左运动过程中加速度先减小后增大，B正确；
D.小球从C点由静止释放向左运动到速度减为0的过程，电场力做功为0，即速度为0的位置电势与C点位置的电势相等，从图象可以看出该位置应位于
之间，D错误；
故选B。
4．A
如图所示，设光线入射到CD上的入射角为θ，因为光线在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，根据几何关系有
4θ=90°
θ=22.5°
根据sinC=
可得五棱镜的最小折射率为
故选A。
5．C
A．三根导体棒的电流方向相同，由“同向电流相吸，反向电流相斥“知a导体棒和b导体棒对c导体棒都是吸引力力，作用力的合力方向竖直向下，故弹簧的拉力大于c导体棒的重力，故A错误；
导体棒对
导体棒的合力垂直
向上，在水平方向的分力不为零，而
导体棒静止，所以
导体棒必定受到水平面面的摩擦力，故B错误；
C．对
整体研究，弹簧弹力竖直向上，所以地面对
的作用力小于
，故C正确；
D．若对称地缓慢增大ab导体棒间的距离，a导体棒和b导体棒对c导体棒的作用力都在减小，且二力的夹角增大，故二力的合力减小，则弹簧的弹力减小，长度减小，故D错误。
6．D
A.受电线圈通过基座线圈中产生的交变磁场而产生交变电流，再经过整流电路转变成直流后对手机充电，主要是利用了电磁感应中的互感现象，A错误；
B.家用交流电的周期为
，一个周期内电流方向变化2次，故家用交流电电流方向每秒变化100次，B错误；
C.受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，手机电池的充电电压为5V（有效值），则有
该无线充电装置的输出电压的峰值为10V，C错误；
D.基座线圈和受电线圈的匝数比为
D正确；
故选D。
7．D
A.设砝码在最低点时细线的拉力为
，速度为
，设绳长为L，则
设砝码在最高点细线的拉力为
，则
由机械能守恒定律得
因为
所以该星球表面的重力加速度为
BC．根据万有引力提供向心力得
卫星绕该星球的第一宇宙速度为
在星球表面，万有引力近似等于重力
星球的密度
BC错误；
D．卫星绕该星球运行的最小周期，则
D正确。
8．B
A.系统从开始下滑到再次回到最高点过程，由能量守恒定律可得
解得木箱与货物的质量之比为
B.下滑过程中，木箱速度最大时弹簧的压缩量为
，由受力平衡得
下滑过程中，木箱速度最大时弹簧的压缩量为
故有
，即下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点，B正确；
C.木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度大小
上滑的加速度大小
则下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为
C错误；
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧增加的弹性势能和因摩擦产生的内能，D错误；
9．AD
A．将组合体以初速度v0水平无旋转抛出后，组合体做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，由于水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消，故金属框总电动势等于其竖直方向速度切割磁感线产生的电动势，设组合体质量为m，受向上的安培力，则有
金属框1和2进入磁场时磁场的磁感应强度分别为B1、B2，竖直方向的速度分别为v1y、v2y
故A正确；
B．当金属框进入磁场过程金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框离开磁场过程金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，故B错误；
C．金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率为
由于金属框1和2进入磁场时竖直方向的速度vy不等，所以两个金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率不相等，故C错误；
D．只要组合体仍能匀速通过磁场，都有
则安培力做的功都为
W=4mgL
则两个金属框通过磁场的过程中产生的热量相同，故D正确。
故选AD。
10．AC
A．根据左手定则，正离子所受洛伦兹力向下，打在B板上，负离子所受洛伦兹力向上，打在A板上，所以该发电机A板为负极，B板为正极，故A正确；
B．根据平衡条件得
解得发电机电动势
根据电阻定律得发电机内阻
外电阻两端的电压
故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，稳定时电流表的示数
故C正确；
D．当外电路的电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，由于外电阻的阻值R和电源内阻r的大小关系不确定，所以仅增加外电阻的阻值，发电机的输出功率不一定增大，故D错误。
故选AC。
11．AB
AB．a-t图线与坐标轴所围图形的面积等于物体速度的变化量，则因初速度为零，t1时刻A的速度大小
v0=S1
t2时刻A的速度大小
vA=S1-S2
B的速度大小
vB=S3
由图（b）所示图象可知，t1时刻A的加速度为零，此时弹簧恢复原长，B开始离开墙壁，到t2时刻两者加速度均达到最大，弹簧伸长量达到最大，此时两者速度相同，即
vA=vB
则
S1-S2=S3
t1到t2时刻A、B两物体满足动量守恒，则有
即
联立以上解得
故AB正确；
C．撤去外力后A受到的合力等于弹簧的弹力，0到t1时间内，对A，由动量定理可知，合力即弹簧弹力对A的冲量大小
I=mAv0
弹簧对A与对B的弹力大小相等、方向相反、作用时间相等，因此弹簧对B的冲量大小与对A的冲量大小相等、方向相反，即弹簧对B的冲量大小
I弹簧=mAv0
对B，以向右为正方向，由动量定理得
I墙壁-I弹簧=0
解得墙对B的冲量大小
I墙壁=mAv0
方向水平向右，故C错误；
D．运动后，当A、B速度相等时弹簧形变量（伸长量或压缩量）最大，此时A、B的速度不为零，A、B的动能不为零，由能量守恒定律可知，弹簧形变量最大时A、B的动能与弹簧的弹性势能之和与撤去外力时弹簧的弹性势能相等，则弹簧形变量最大时弹簧弹性势能小于撤去外力时弹簧的弹性势能，弹簧形变量最大时弹簧的形变量小于撤去外力时弹簧的形变量x，故D错误。
故选AB。
12．AC
A．由图像可知，M点的振动方程为
带入图像上的数据可得
，
故A错误；
B．把
代入M点的振动方程得
C．同理可知，N点的振动方程为
由于M、N两点间距离小于波长，且波由M点传到N点，可知
该简谐横波的传播速度为
D．
时刻，M点速度减小，N点速度增大，但此时两者速度相等，则沿振动方向两质点间最大距离为10cm，故D错误。
故选。
AC
13．
9.60
B
（1）[1]由图乙可知，游标为20分度，且第12个小格与主尺对齐，则小球的直径为
（2）[2]A．固定小球的两根轻绳不一定要互相垂直，故A错误；
B．选用密度较大的小球做实验，从而减少阻力的影响，故B正确；
C．要验证的关系是小球势能的减少等于小球动能的增加，即
则式子两边的
可以消掉，故不需要测量小球的质量，则不需要天平，故C错误；
D．若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，则小球通过光电门的时间的测量值比真实值小，根据
可知，测量的速度比真实值偏大，动能的增加量偏大，则小球重力势能的减少量一定小于动能的增加量，故D错误。
（3）[3]根据题意可知，小球通过光电门的速度为
则小球动能的增加量为
小球重力势能的减少量为
如果小球势能的减少等于小球动能的增加，即
整理得
14．
7.5
4
6
38.5
（1）[1][2]由图甲，根据欧姆定律可知
根据图乙可知
（2）[3]由图丙可知，当温度为42
时，热敏电阻的阻值为
，由图丁根据闭合电路欧姆定律有
[4]电流表读数为5mA时，根据
由图丙可知，此时的温度为
15．
（1）
（2）
（1）运动员从B到P运动做平抛运动
水平方向
竖直方向
联立解得
运动员从A到B的过程中，由动能定理得
（2）着陆时，运动员垂直着陆坡的速度大小为
规定垂直斜面向上为正方向，由动量定理得
16．
（1）
解析：
（1）当电子天平示数为0.5kg时，以活塞为研究对象，由受力平衡得
当电子天平示数为0.7kg时，同上可得
由查理定律得
（2）当示数为零时，同理可得
17．
（1）
（3）
（1）所有
粒子恰好被束缚在正方形abcO区域内，由几何关系得
粒子在磁场中做匀速圆周运动
粒子做圆周运动的周期
要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，所用时间一定为周期的整数倍，在竖直方向上由运动学规律得
（3）粒子运动的俯视图如图所示
由图可知，当
为直径时，射出粒子的横坐标为最大值，此时粒子运动的时间为
此时对应的纵坐标
由图可知，当与abfe面相切时，射出粒子的横坐标为
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