山東省淄博市桓臺縣陳莊中學2023年高三物理測試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，在直角框架MQN上，用輕繩OM、ON共同懸掛一個物體。物體的質量為m，ON呈水平狀態(tài)?，F(xiàn)讓框架沿逆時針方向緩慢旋轉90°，在旋轉過程中，保持結點O位置不變。則下列說法正確的是（）A.繩OM上的力一直在減小B.繩ON上的力一直在增大C.繩ON上的力先增大再減小D.繩OM上的力先減小再增大參考答案：AC【詳解】現(xiàn)讓框架沿逆時針方向緩慢旋轉90°，保持結點O位置不變，可以認為保持框架不動，讓懸掛物體的細線拉力不變，以O點順時針轉過90°，根據(jù)矢量三角形法則可得ON和OM的拉力變化如圖所示：根據(jù)圖中的線段長短的變化情況可知，F(xiàn)N先增大后減小、FM逐漸減小，故AC正確、BD錯誤。2.“好奇號”火星探測器發(fā)現(xiàn)了火星存在微生物的更多線索，進一步激發(fā)了人類探測火星的熱情。如果引力常量G己知，不考慮星球的自轉，則下列關于火星探測的說法正確的是A.火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運動時，其所受合外力為零B.若火星半徑約為地球半徑的一半，質量約為地球質量的十分之一，則火星表面的重力加速度一定大于地球表面的重力加速度C.火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運動時，如果測得探測器的運行周期與火星半徑，則可以計算火星質量D.火星探測器沿不同的圓軌道繞火星運動時，軌道半徑越大繞行周期越小參考答案：C解：A：火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運動時，其所受合外力充當向心力，不為零。故A項錯誤。B：在星球表面得，據(jù)題意、，解得：。故B項錯誤。C：火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運動時：，則；如果測得探測器的運行周期與火星半徑，則可以計算火星質量。故C項正確。D：火星探測器沿不同的圓軌道繞火星運動時：，則；火星探測器軌道半徑越大，繞行周期越大。故D項錯誤。【點睛】萬有引力解題的兩種思路：1、物體在天體表面時重力近似等于它所受的萬有引力；3.（多選題）下列關于機械能守恒的說法中，正確的是A．若只有重力做功，則物體機械能一定守恒

B．若物體的機械能守恒，一定是只受重力C．作勻變速運動的物體機械能可能守恒

D．物體所受合外力不為零，機械能一定守恒參考答案：AC4.（多選）如圖是點電荷電場中的一條電場線，下面說法正確的是A．A點場強一定大于B點場強B．在B點靜止釋放一個電子，將一定向A點運動C．正電荷從A點運動到B點，其電勢能一定減小D．正電荷運動中通過A點時，其運動方向一定沿AB方向參考答案：BC5.2001年10月22日,歐洲航天局由衛(wèi)星觀測發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個超大型黑洞,命名為MCG6-30-15由于黑洞的強大引力，周圍物質大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個黑洞。已知太陽系繞銀河系中心勻速運轉,下列哪組數(shù)據(jù)可估算出該黑洞的質量

(

)

A．地球繞太陽公轉的周期和速度

B．太陽的質量和運行速度C．太陽的質量和太陽到MCG6-30-15距離

D．太陽運行速度和太陽到MCG6-30-15距離參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.甲、乙兩個物體靜止在光滑的水平桌面上，m甲＞m乙，當甲物體獲得某一速度后與靜止的乙物體發(fā)生彈性正碰，碰撞后，系統(tǒng)的總動量不變（選填“減小”、“增大”或“不變”），甲的速度小于乙的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：兩物體碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，應用動量守恒定律與機械能守恒定律可分析答題．解答：解：兩物體組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，碰撞后系統(tǒng)總動量不變；設甲的初速度為v0，以甲的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m甲v0=m甲v甲+m乙v乙﹣﹣﹣①物體發(fā)生彈性碰撞，機械能守恒，由機械能守恒定律得：m甲v02=m甲v甲2+m乙v乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解得：v甲=，v乙=，已知：m甲＞m乙，則v甲＜v乙；故答案為：不變，小于．點評：本意主要考查了碰撞過程中動量守恒定律得應用，注意彈性碰撞機械能守恒，難度適中．7.質量為m1

m2

m3的三個物體從上到下疊放在一起，先使它們一起自由下落，再設法使它們一起勻速下落，則在先后兩次情況中，質量為m2的那個物體受到的合外力之差為參考答案：8.下表是按照密立根的方法進行實驗時得到的某金屬的UC和v的的幾組數(shù)據(jù)。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對應的坐標中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數(shù)據(jù)結合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：9.當具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能是1.5eV．為了使該金屬產(chǎn)生光電效應，入射光子的最低能量為

▲

A．1.5eV

B．3.5eV

C．5.0eV

D．6.5eV參考答案：

B

10.如圖所示，一豎直輕桿上端可以繞水平軸O無摩擦轉動，輕桿下端固定一個質量為m的小球，力F=mg垂直作用于輕桿的中點，使輕桿由靜止開始轉動，若轉動過程保持力F始終與輕桿垂直，當輕桿轉過的角度θ=30°時，小球的速度最大；若輕桿轉動過程中，力F的方向始終保持水平方向，其他條件不變，則輕桿能轉過的最大角度θm=53°．參考答案：【考點】：動能定理的應用；向心力．【專題】：動能定理的應用專題．【分析】：（1）由題意可知：F始終對桿做正功，重力始終做負功，隨著角度的增加重力做的負功運來越多，當重力力矩等于F力矩時速度達到最大值，此后重力做的負功比F做的正功多，速度減?。唬?）桿轉到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于輕桿的中點，當輕桿轉過的角度θ時，重力力矩等于F力矩，此時速度最大，則有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）桿轉到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案為：30°；53°【點評】：本題主要考查了力矩和動能定理得直接應用，受力分析是解題的關鍵，難度適中．11.發(fā)生衰變有多種可能性。其中的一種可能是，先衰變成，再經(jīng)一次衰變變成（X代表某種元素），或再經(jīng)一次衰變變成和最后都衰變成，衰變路徑如圖所示，則由圖可知：①②③④四個過程中

是α衰變；

是β衰變。參考答案：②③，①④②③放出的粒子質量數(shù)減少4，是α衰變；①④放出的粒子質量數(shù)不變，是β衰變。12.密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大.從分子動理論的角度分析,這是由于分子熱運動的_________增大了.該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖象如題12A-1圖所示,則T1_________(選填“大于冶或“小于冶)T2.參考答案：13.如圖為某一簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知該機械波傳播的速度為2m/s，此時質點a振動方向沿y軸正方向。則質點a的振動周期是

s，從此時刻開始質點b第一次到達波谷需要的時間是

s。參考答案：2

1．．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓第二定律，小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有砂子．砂桶的總質量（包括桶以及桶內(nèi)砂子質量）記為m，小車的總質量（包括車、盒子及盒內(nèi)砂子質量）記為M．驗證在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比．從盒子中取出一些砂子，裝入砂桶中，稱量并記錄砂桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的砂子取自小車中，故系統(tǒng)的總質量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a﹣F圖象，圖象是一條過原點的直線．（1）a﹣F圖象斜率的物理意義是．（2）你認為把砂桶的總重力mg當作合外力F是否合理？答：合理．（填“合理”或“不合理”）參考答案：考點：驗證牛頓第二運動定律．.專題：實驗題．分析：該實驗研究的對象為系統(tǒng)，保持系統(tǒng)質量不變，沙桶的重力等于系統(tǒng)所受的合力，改變重力即可改變系統(tǒng)所受的合力，從而可探究加速度與合力的關系．解答：解：（1）將車內(nèi)的沙子轉移到桶中，就保證了M+m不變，即系統(tǒng)的總質量不變，研究對象是整個系統(tǒng)，a=，可見a﹣F圖象斜率的物理意義是，即系統(tǒng)的總質量倒數(shù)（小車、盒子及盒內(nèi)沙子、懸掛的桶以及桶內(nèi)沙子質量之和倒數(shù)）（2）因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg，當作合外力F是合理的．故答案為：（1）（2）合理點評：解決本題的關鍵知道該實驗研究的對象是系統(tǒng)，保證系統(tǒng)質量不變，改變合力，可探究加速度和合力的關系．保持合力不變，改變系統(tǒng)質量，可探究加速度與質量的關系．15.如圖甲為測量重力加速度的實驗裝置，C為數(shù)字毫秒表，A、B為兩個相同的光電門，C可以測量鐵球兩次擋光之間的時間間隔．開始時鐵球處于A門的上邊緣，當斷開電磁鐵的開關由靜止釋放鐵球時，A門開始計時，落到B門時停止計時，毫秒表顯示時間為鐵球通過A、B兩個光電門的時間間隔t，測量A、B間的距離x．現(xiàn)將光電門B緩慢移動到不同位置，測得多組x、t數(shù)值，畫出隨t變化的圖線為直線，如圖乙所示，直線的斜率為k，則由圖線可知，當?shù)刂亓铀俣却笮間=

；若某次測得小球經(jīng)過A、B門的時間間隔為t0，則可知鐵球經(jīng)過B門時的速度大小為

，此時兩光電門間的距離為

．參考答案：2k，2kt0，k．【考點】測定勻變速直線運動的加速度．【分析】根據(jù)位移時間公式得出A到B過程中位移時間的表達式，得出﹣t的表達式，結合圖線的斜率求出重力加速度的大小，再依據(jù)運動學公式，即可求解經(jīng)過B光電門的速度，及兩光電門的間距．【解答】解：小球做自由落體運動，出發(fā)點在A點，設小球在A點的速度為0，則小球從A到B的過程：x=gt2，則=gt，可知﹣t成一次函數(shù)，斜率k=，解得：g=2k．依據(jù)速度公式，則有：vB=gt0=2kt0；而兩光電門的間距d==k；故答案為：2k，2kt0，k．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，平行光滑導軌AB、CD傾斜放置，與水平面間的夾角為，間距為L導軌下端B、D間用電阻R=2r相連。一根質量為m、電阻為r的導體棒MN垂直放在導軌上，與導軌接觸良好，方向始終平行于水平地面。在導軌問的矩形區(qū)域EFGH內(nèi)存在長度也為L、垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻由靜止釋放導體棒MN，恰好t1在時刻進入磁場EFGH并做勻速直線運動。求：

(1)導體棒MN進入磁場前，電阻R兩端的電壓U;

(2)導體棒MN在磁場中勻速運動時的速度秒v;

(3)導體棒MN在磁場中勻速運動過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案：17.用一根長為l的絲線吊著一質量為m、帶電荷量為q的小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角．現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳碌笮〔蛔?，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g)，求：(1)勻強電場的電場強度的大??；(2)小球經(jīng)過最低點時絲線的拉力．參考答案：18.圖1－10為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質彈簧．投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上端放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去．設質量為m的魚餌到達管口C時，對管壁的作用力恰好為零．不計魚餌在運動過程中的機械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能．已知重力加速度為g.求：(1)質量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1；(2)彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep；(3)已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質量在m到m之間變化，且均能落到水面．持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？參考答案：(1)質量為m的魚餌到在管口C時做圓周運動的向心力完全由重力提供，則mg＝m

①由①式解得v1＝

②(2)彈簧的彈性勢能全部轉化為魚餌的機械能，由機械能守恒定律有Ep＝mg(1.5R＋R)＋mv

③由②③式解得Ep＝3mgR

④(3)不考慮因緩慢轉動裝置對魚餌速度大小的影響，