2023-2024學(xué)年山東省臨沂市第十九中新高三下學(xué)期第五次調(diào)研考試物理試題含解析

2023-2024學(xué)年山東省臨沂市第十九中新高三下學(xué)期第五次調(diào)研考試物理試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖所示，不同金屬的逸出功如下表所示：

銫

鈣

鎂

鈹

鈦

金

逸出功W/eV

1.9

2.7

3.7

3.9

4.1

4.8

大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射的所有光子中，能夠使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)的光子有幾種A．2B．3C．4D．52、如圖所示，某中學(xué)航天興趣小組的同學(xué)將靜置在地面上的質(zhì)量為（含水）的自制“水火箭”釋放升空，在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為的水以相對(duì)地面為的速度豎直向下噴出。已知重力加速度為，空氣阻力不計(jì)，下列說法正確的是（）A．火箭的推力來源于火箭外的空氣對(duì)它的反作用力B．水噴出的過程中，火箭和水機(jī)械能守恒C．火箭獲得的最大速度為D．火箭上升的最大高度為3、關(guān)于近代物理學(xué)，下列說法正確的是A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有波動(dòng)性B．—群氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，最多能輻射6種不同頻率的光子C．盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)原子核由質(zhì)子和中子組成D．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天后一定剩下1個(gè)氡原子核4、假設(shè)某宇航員在地球上可以舉起m1=50kg的物體，他在某星球表面上可以舉起m2=100kg的物體，若該星球半徑為地球半徑的4倍，則（）A．地球和該星球質(zhì)量之比為B．地球和該星球第一宇宙速度之比為C．地球和該星球瓦解的角速度之比為D．地球和該星球近地衛(wèi)星的向心加速度之比為5、軌道平面與赤道平面夾角為90°的人造地球衛(wèi)星被稱為極地軌道衛(wèi)星。它運(yùn)行時(shí)能到達(dá)南北極區(qū)的上空，需要在全球范圍內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)和應(yīng)用的氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等都采用這種軌道。如圖所示，若某顆極地軌道衛(wèi)星從北緯45°的正上方按圖示方向首次運(yùn)行到南緯45°的正上方用時(shí)45分鐘，則（）A．該衛(wèi)星發(fā)射速度一定小于7.9km/sB．該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比為1∶4C．該衛(wèi)星加速度與同步衛(wèi)星加速度之比為2∶1D．該衛(wèi)星的機(jī)械能一定小于同步衛(wèi)星的機(jī)械能6、我國(guó)相繼成功發(fā)射的“實(shí)踐衛(wèi)星二十號(hào)”和“通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星五號(hào)”都屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，它們均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則兩顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行的（）A．線速度等于第－宇宙速度 B．動(dòng)能一定相等C．向心力大小一定相等 D．向心加速度大小一定相等二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長(zhǎng)為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m。電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中正確的是（）A．若增大入射光的頻率，金屬板的逸出功將大于WB．到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為－W＋eUC．若減小入射光的波長(zhǎng)一定會(huì)有光電子逸出D．入射光子的能量為8、用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電管陰極K與滑動(dòng)變阻器的中心抽頭c相連，光電管陽極與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連，初始時(shí)滑片P與抽頭c正對(duì)，電壓表的示數(shù)為0（電壓表0刻線在表盤中央）。在移動(dòng)滑片P的過程中，光電流，隨電壓表示數(shù)U變化的圖像如圖所示，已知入射光的光子能量為1.6eV。下列說法正確的是（）A．當(dāng)滑片P與c正對(duì)時(shí)，電路中無光電流B．當(dāng)U=－0.6V時(shí)，滑片P位于b、c之間C．陰極材料的逸出功為0.6eVD．當(dāng)U=0.8V時(shí)，到達(dá)陽極的光電子的最大動(dòng)能為1.4eV9、如圖（a）所示，位于、兩點(diǎn)處的兩波源相距，在、兩點(diǎn)間連線上有一點(diǎn)，。時(shí)，兩波源同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖象均如圖（b）所示，產(chǎn)生的兩列橫波沿連線相向傳播，波在間的均勻介質(zhì)中傳播的速度為。下列說法正確的是（）A．兩波源產(chǎn)生的橫波的波長(zhǎng)B．時(shí)，點(diǎn)處的波源產(chǎn)生的第一個(gè)波峰到達(dá)點(diǎn)C．點(diǎn)的振動(dòng)是減弱的D．在內(nèi)，點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為E.、兩點(diǎn)間（除、兩點(diǎn)外）振幅為的質(zhì)點(diǎn)有5個(gè)10、如圖所示，真空中xOy平面內(nèi)有一束寬度為d的帶正電粒子束沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，所有粒子為同種粒子，速度大小相等，在第一象限內(nèi)有一方向垂直xOy平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。所有帶電粒子通過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都會(huì)聚于x軸上的a點(diǎn)。下列說法中正確的是（）A．磁場(chǎng)方向一定是垂直xOy平面向外B．所有粒子通過磁場(chǎng)區(qū)的時(shí)間相同C．如果粒子速率v0=，能保證所有粒子都打在a點(diǎn)的最小磁場(chǎng)區(qū)域面積為D．如果粒子速率v0=，能保證所有粒子都打在a點(diǎn)的最小磁場(chǎng)區(qū)域面積為三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實(shí)驗(yàn)小組調(diào)試如圖1所示的裝置準(zhǔn)備研究加速度與受力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)小組懸掛砝碼及砝碼盤打出紙帶并測(cè)量小車的加速度：已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的率為。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖1所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中動(dòng)滑輪與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直②調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的領(lǐng)角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，其目的是___③掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度④改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③，求得小車在不同合力作用下的加速度⑤彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，則小車所受合外力為___（2）實(shí)驗(yàn)過程中，關(guān)于砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M的關(guān)系，下列說法正確的是__；A．M必須遠(yuǎn)大于mB．M必須遠(yuǎn)小于mC．可以不用遠(yuǎn)大于mD．M必須等于m（3）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖2所示，則由該紙帶可求得小車的加速度為___。12．（12分）為制作電子吊秤，物理小組找到一根拉力敏感電阻絲，拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生微小形變(宏觀上可認(rèn)為形狀不變)，它的電阻也隨之發(fā)生變化，其阻值R隨拉力F變化的圖象如圖(a)所示，小組按圖(b)所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊秤”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=1Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻Rg=50Ω；R1是可變電阻器，A、B兩接線柱等高且固定。現(xiàn)將這根拉力敏感電阻絲套上輕質(zhì)光滑絕緣環(huán)，將其兩端接在A、B兩接線柱上。通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，不計(jì)敏感電阻絲重力，具體步驟如下：步驟a：滑環(huán)下不吊重物時(shí)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使毫安表指針滿偏；步驟b：滑環(huán)下吊已知重力的重物G，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；步驟c：保持可變電阻R1接入電路電阻不變，讀出此時(shí)毫安表示數(shù)I；步驟d：換用不同已知重力的重物，掛在滑環(huán)上記錄每一個(gè)重力值對(duì)應(yīng)的電流值；步驟e：將電流表刻度盤改裝為重力刻度盤。(1)寫出敏感電阻絲上的拉力F與重物重力G的關(guān)系式F=__________；(2)若圖(a)中R0=100Ω，圖象斜率k=0.5Ω/N，測(cè)得θ=60°，毫安表指針半偏，則待測(cè)重物重力G=_________N；(3)改裝后的重力刻度盤，其零刻度線在電流表________________(填“零刻度”或“滿刻度”)處，刻度線_________填“均勻”或“不均勻”）。(4)若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺(tái)“吊秤”稱重前，進(jìn)行了步驟a操作，則測(cè)量結(jié)果______________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L=20m。用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0=2s拉至B處。（取g=10m/s2）（1）求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）該外力作用一段時(shí)間后撤去，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t。14．（16分）如圖所示，截面為直角三角形ABC的玻璃磚，，一束細(xì)激光自AB中點(diǎn)D垂直AB射入玻璃磚，光線第一次射到BC邊時(shí)，自BC邊折射射出的光線平行于AC。已知AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)，光在真空中傳播速度為c。求：(1)玻璃的折射率n；(2)光線自AB邊射入到第一次從BC邊射出經(jīng)歷的時(shí)間t。15．（12分）水平折疊式串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置,如圖是其主體原理側(cè)視圖．圖中為一級(jí)真空加速管,中部處有很高的正電勢(shì)，、兩端口均有電極接地(電勢(shì)為零)；、左邊為方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；為二級(jí)真空加速管,其中處有很低的負(fù)電勢(shì),、兩端口均有電極接地(電勢(shì)為零)．有一離子源持續(xù)不斷地向端口釋放質(zhì)量為m、電荷量為e的負(fù)一價(jià)離子,離子初速度為零,均勻分布在端口圓面上．離子從靜止開始加速到達(dá)處時(shí)可被設(shè)在該處的特殊裝置將其電子剝離,成為正二價(jià)離子(電子被剝離過程中離子速度大小不變)；這些正二價(jià)離子從端口垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，全部返回端口繼續(xù)加速到達(dá)處時(shí)可被設(shè)在該處的特殊裝置對(duì)其添加電子，成為負(fù)一價(jià)離子(電子添加過程中離子速度大小不變)，接著繼續(xù)加速獲得更高能量的離子．已知端口、端口、端口、端口直徑均為L(zhǎng),與相距為2L,不考慮離子運(yùn)動(dòng)過程中受到的重力,不考慮離子在剝離電子和添加電子過程中質(zhì)量的變化,，，求：(1)離子到達(dá)端口的速度大小v；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度度大小B；(3)在保證(2)問中的B不變的情況下,若端口有兩種質(zhì)量分別為、，電荷量均為e的的負(fù)一價(jià)離子,離子從靜止開始加速,求從端口射出時(shí)含有m1、m2混合離子束的截面積為多少．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

氫原子由量子數(shù)n=4的能級(jí)躍遷低能級(jí)時(shí)輻射光子的能量有6種；其中：E4-E1=-0.8+13.6eV=12.8eV；E4-E2=-0.8+3.40eV=2.6eV；E4-E3=-0.85+1.51eV=0.66eV；E3-E2=-1.51+3.40eV=1.89eV；E3-E1=-1.51+13.6eV=12.09eV；E2-E1=-3.40+13.6eV=10.2eV；金屬銫的逸出功為1.9eV，則能夠使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)的光子有4種，故選C.2、D【解析】

A．火箭的推力來源于向下噴出的水對(duì)它的反作用力，A錯(cuò)誤；B．水噴出的過程中，瓶?jī)?nèi)氣體做功，火箭及水的機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；C．在水噴出后的瞬間，火箭獲得的速度最大，由動(dòng)量守恒定律有解得C錯(cuò)誤；D．水噴出后，火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有解得D正確。故選D。3、B【解析】光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性，故A錯(cuò)誤；—群氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)，最多能輻射，即6種不同頻率的光子，故B正確；盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯(cuò)誤；半衰期只適用大量原子核，對(duì)極個(gè)別原子核沒有不適用，故D錯(cuò)誤．所以B正確，ACD錯(cuò)誤．4、C【解析】

AD．人的作用力是固定的，則由：F=m1g地=m2g星而近地衛(wèi)星的向心加速度和重力加速度近似相等；根據(jù)：則：AD錯(cuò)誤；B．第一宇宙速度解得：則：B錯(cuò)誤；C．星球的自轉(zhuǎn)角速度足夠快，地表的重力為0時(shí)星球瓦解，根據(jù)：得：C正確。故選C。5、B【解析】

A．根據(jù)第一宇宙速度的概念可知，該衛(wèi)星發(fā)射速度一定大于7.9km/s，故A錯(cuò)誤；

B．由題意可知，衛(wèi)星的周期萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比故B正確；C．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星加速度與同步衛(wèi)星加速度之比故C錯(cuò)誤；D．由于由于不知該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，無法比較其機(jī)械能大小，故D錯(cuò)誤。

故選AB。6、D【解析】

A．由于兩顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑一定大于地球半徑，由公式得由于第一宇宙速度即為半徑為地球半徑的衛(wèi)星的線速度，則這兩顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B．由于不清楚兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量，則無法比較兩顆衛(wèi)星的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；C．由于不清楚兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量，則無法比較兩顆衛(wèi)星的向心力，故C錯(cuò)誤；D．由于兩顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，則兩顆衛(wèi)星的軌道半徑一定相等，由公式得則加速度大小一定相等，故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BCD【解析】

A．金屬板的逸出功取決于金屬材料，與入射光的頻率無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的逸出最大動(dòng)能根據(jù)動(dòng)能定理則當(dāng)?shù)竭_(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為故B正確；C．若減小入射光的波長(zhǎng)，那么頻率增大，仍一定會(huì)有光電子逸出，故C正確；D．根據(jù)，而，則光子的能量為故D正確。故選BCD。8、BD【解析】

A．由題意可知，能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)滑片P與c正對(duì)時(shí)，光電管兩端無電壓，但此時(shí)光電子仍能從陰極到達(dá)陽極，則電路中有光電流，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，當(dāng)U=－0.6V時(shí)，光電流為0即為遏制電壓，即光電管兩端接反向電壓，則陰極電勢(shì)應(yīng)更高，滑片P位于b、c之間，故B正確；C．由光電效應(yīng)方程有，由圖可知，當(dāng)U=－0.6V時(shí)，光電流為0即為遏制電壓，則有聯(lián)立解得故C錯(cuò)誤；D．光電子逸出時(shí)的最大初動(dòng)能為當(dāng)U=0.8V時(shí)由動(dòng)能定理得得故D正確。故選BD。9、ABE【解析】

A．由圖可知波的周期為則兩橫波的波長(zhǎng)為所以A正確；B．由題可知?jiǎng)t波由M傳到P，所用時(shí)間為t為0.025s時(shí)，波源M已經(jīng)向右發(fā)出個(gè)周期的波，由圖象可知，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)，則點(diǎn)處的波源產(chǎn)生的第一個(gè)波峰到達(dá)點(diǎn)，所以B正確；C．由題意可知兩列波到達(dá)P點(diǎn)的波程差為是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，可知P點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，所以C錯(cuò)誤；D．波源M的波需要一個(gè)周期傳到P點(diǎn)，則0.035s波源M發(fā)出的波已經(jīng)傳到處時(shí)間為可知，P點(diǎn)振動(dòng)了，路程為所以D錯(cuò)誤；E．振幅為的質(zhì)點(diǎn)即為加強(qiáng)點(diǎn)，則n取0，，，對(duì)應(yīng)的位置有5個(gè)：MN的中點(diǎn)，距離M和N分別6m處，距離M和N分別3m處，所以E正確。故選ABE。10、ACD【解析】

A．由題意可知，正粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，都集中于一點(diǎn)，根據(jù)左手定則可有，磁場(chǎng)的方向垂直平面向外，故A正確；B．由洛倫茲力提供向心力，可得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間還與圓心角有關(guān)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角不同，因此粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不等，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)粒子速率時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為能保證所有粒子都打在點(diǎn)的最小磁場(chǎng)區(qū)域如圖最小磁場(chǎng)區(qū)域面積為故C正確；D．當(dāng)粒子速率時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為能保證所有粒子都打在點(diǎn)的最小磁場(chǎng)區(qū)域如圖最小磁場(chǎng)區(qū)域面積為故D正確；故選ACD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫