山東省德州市高三下學期開學摸底考試物理試題含解析

高三物理試題注意事項：1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應位置，認真核對條形碼上的姓名、考生號和座號，并將條形碼粘貼在指定位置。2.選擇題答案必須使用2B鉛筆正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。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.世界上首個第四代核能技術(shù)的釷基熔鹽堆在我國甘肅并網(wǎng)發(fā)電，該反應堆以放射性較低的為核燃料。已知的半衰期為24天，下列說法正確的是（）A.β衰變的電子來自于釷原子的核外電子B.通過物理方法或化學方法都不能改變的半衰期C.50個經(jīng)過48天后一定還剩余12.5個D.經(jīng)過6次α衰變和2次β衰變可變成【答案】B【解析】【詳解】A．β衰變的電子來自于中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子釋放的，A錯誤；B．半衰期由材料本身決定，與外界因素無關(guān)，B正確；C．半衰期的相關(guān)計算只適用于大量原子核，C錯誤；D．β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，變成的α衰變次數(shù)為，則β衰變次數(shù)為，D錯誤。故選B。2.2023年12月14日聊城、濟南、德州等地現(xiàn)強降雪天氣，部分地區(qū)積雪深度達18厘米，為行車安全帶來隱患。甲、乙兩車從同一地點沿相同方向由靜止開始做直線運動，它們運動的加速度隨時間變化圖像如圖所示。關(guān)于兩車的運動情況，下列說法正確的是（）A.在時，甲車恰好追上乙車B.在內(nèi)，甲車做勻加速直線運動，乙車做勻減速直線運動C.在時，甲車的速度為2m/s，乙車的速度為3m/sD.在內(nèi)，兩車間距逐漸增大，內(nèi)兩車間距逐漸減小【答案】C【解析】【詳解】AD．根據(jù)at圖像畫出相應vt圖像如圖由圖像可知乙車的速度一直大于甲車的速度，兩車間距離一直在增大。t=4s時，乙車圖像與時間軸圍成圖形的面積明顯大于甲車圖像與時間軸圍成圖形的面積，甲車不會在這時追上乙車。故AD錯誤；B．由vt圖像可知，在0~4s內(nèi)，甲車做勻加速直線運動，乙車做加速度減小的加速直線運動。故B錯誤；C．根據(jù)可知，at圖像中圖線所圍面積表示速度變化，因甲、乙由靜止開始運動，則2s時，故C正確。故選C。3.如圖所示，一束復色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成、兩束單色光。下列說法正確的是（）A.玻璃磚對光的折射率為B.光束、通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，光的相鄰條紋間距大C.光在玻璃中的傳播速度比光在玻璃中的傳播速度大D.光束、照射同一光電管，均可發(fā)生光電效應，光束產(chǎn)生的光電子動能一定大【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)光路圖及折射定律可知，玻璃磚對光的折射率為A錯誤；B．玻璃磚對b光的折射率大于玻璃磚對a光的折射率，則b光的頻率大于對a光的頻率，而b光的波長小于對a光的頻波長，根據(jù)可知，經(jīng)同一套雙縫干涉裝置發(fā)生干涉，a光干涉條紋間距比b光更寬，B正確；C．玻璃磚對b光的折射率大于玻璃磚對a光的折射率，根據(jù)可知，折射率越大，在同種介質(zhì)中傳播速度越小，則b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度小，C錯誤；D．由于光電管的截止頻率未知，無法判斷光束、照射時是否可發(fā)生光電效應，D錯誤；故選B。4.如圖所示，輕彈簧上端固定于點，下端連接質(zhì)量為的小球，給小球作用一方向與彈簧在同一豎直平面內(nèi)的外力，使小球處于靜止狀態(tài)，此時彈簧彈力和外力與豎直方向的夾角分別為和，且?，F(xiàn)保持大小不變，稍微減小角，再次平衡時，下列判斷正確的是（）A.減小，彈簧彈力減小B.減小，彈簧彈力增大C.增大，彈簧彈力減小D.增大，彈簧彈力增大【答案】A【解析】【詳解】對小球進行受力分析，在力F移動過程中，力F的大小不變，方向變化，作出小球的受力分析矢量動態(tài)圖，如圖所示可知。其彈簧彈力減小，角減小。故選A。5.2023年8月25日下午，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”取得重大科研進展，首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，標志著中國核聚變研究向“聚變點火”又邁出重要一步。環(huán)流器局部區(qū)域的磁場簡化示意圖，如圖所示，在內(nèi)邊界半徑為、外邊界半徑為的環(huán)形磁場區(qū)域內(nèi)，存在磁感應強度大小為，方向垂直于平面向內(nèi)的勻強磁場。在內(nèi)圓上有一粒子源，可在平面內(nèi)沿各個方向發(fā)射比荷相同的帶正電的粒子。粒子、分別沿徑向、內(nèi)圓切線向下進入磁場，二者均恰好不離開磁場外邊界。不計重力及二者之間的相互作用，則粒子、的速度大小之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】粒子在磁場中做勻速圓周運動，則有a粒子的運動軌跡如圖所示，設a粒子的速度為v1，運動半徑為r1，帶電荷量為q1，質(zhì)量為m1，由幾何關(guān)系可知解得由洛倫茲力提供向心力可得解得則有b粒子的運動軌跡如圖所示，設b粒子的速度為v2，運動半徑為r2，帶電荷量為q2，質(zhì)量為m2，由幾何關(guān)系可知由洛倫茲力提供向心力可得解得又有解得故選A。6.如圖甲所示，將帶電量為的帶電體固定在粗糙絕緣水平地面上的點（可視為點電荷，圖中未畫出），以點為坐標原點，向右為正方向建立直線坐標系。現(xiàn)將質(zhì)量為的帶電滑塊，從點由靜止釋放，滑塊向右運動，最終靜止于點，其速度隨位置的變化圖像如圖乙所示，滑塊經(jīng)過點時的速度最大。已知，且為的中點，滑塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為，靜電力常量為，重力加速度為，點電荷周圍的電勢（為點電荷的電荷量，為該點到點電荷的距離，以無窮遠處電勢為零）。下列判斷不正確的是（）A.滑塊帶正電B.滑塊的電荷量為C.滑塊經(jīng)過B點時的速率為D.點的位置坐標為【答案】D【解析】【詳解】A．滑塊從A點有靜止釋放，其向右運動，可知滑塊與帶電體之間的互相排斥，即兩者之間帶同種電荷，滑塊帶正電，故A項正確，不符合題；B．在B點滑塊受到的電場力為由于點電荷有由題意可知，在B點其速度最大，即在B點滑塊的合力為零，有解得故B項正確，不符合題意；C．由題意可知，滑塊在A點的電勢為在A點的電勢能為在B點的電勢為在B點的電勢能為由A到B由能量守恒，有解得故C項正確，不符合題意；D．在C點的電勢為在C點電勢能為從A到C由能量守恒，有解得（不合題意，舍）故D項錯誤，符合題意。故選D。7.中國計劃在2030年前實現(xiàn)載人登月，開展月球科學考察及相關(guān)技術(shù)試驗。根據(jù)“嫦娥”系列衛(wèi)星的發(fā)射，設想登月載人飛船的運行軌跡如圖所示。飛船發(fā)射后首先進入繞地球運行的圓形“停泊軌道”，在點加速進入橢圓“過渡軌道”，該軌道離地球表面最近距離為，飛船到達離點最遠距離為的點時，依靠飛船的反向助推器減速，被月球引力“俘獲”后，在距月球表面的圓形“繞月軌道”上飛行，擇機降落在月球表面。已知地球半徑為，月球半徑為，地球表面重力加速度為，月球表面的重力加速度為，飛船在“過渡軌道”運行時忽略月球引力影響。下列說法正確的是（）A.飛船在“停泊軌道”上的運行速度為B.飛船在“繞月軌道”上的運行速度為C.地球質(zhì)量與月球質(zhì)量之比為D.飛船從點運動到點的時間為【答案】C【解析】【詳解】A．飛船在“停泊軌道”上的運行時，萬有引力提供向心力，可得又聯(lián)立，解得故A錯誤；B．同理，飛船在“繞月軌道”上的運行，萬有引力提供向心力，可得又聯(lián)立，解得故B錯誤；C．根據(jù)前面選項分析可得地球質(zhì)量與月球質(zhì)量之比為故C正確；D．飛船在“停泊軌道”上的運行時，周期為由開普勒第三定律，可得飛船從點運動到點的時間為聯(lián)立，解得故D錯誤。故選C。8.如圖所示，理想變壓器原線圈串聯(lián)一個定值電阻后，接在電壓恒定的正弦式交流電源上，副線圈與定值電阻和滑動變阻器相連，點位于滑動變阻器中點右側(cè)，電流表和電壓表均為理想電表。將滑動變阻器的滑片從左端滑至點的過程中，下列說法正確的是（）A.電源的輸出功率先增大后減小B.理想變壓器副線圈的輸出功率先減小后增大C.電壓表示數(shù)先減小后增大，電流表示數(shù)先增大后減小D.若電壓表和電流表示數(shù)變化量分別為和，則保持不變【答案】D【解析】【詳解】AC．副線圈電路中總電阻為將滑動變阻器的滑片從左端滑至點的過程中，的電阻先增大后減小，所以總電阻先增大后減小。原線圈等效電阻為可知先增大后減小。由歐姆定律可知原線圈電流為則原線圈電流先減小后增大，原線圈電壓為可知電壓表示數(shù)先增大后減小。電源的輸出功率為可知電源的輸出功率先減小后增大。故AC錯誤；B．采用等效電源法，將與原副線圈等效為電源的內(nèi)阻，則可知是一個定值，理想變壓器副線圈的輸出功率與副線圈電路的總電阻有關(guān)，無法確定和的大小關(guān)系，所以理想變壓器副線圈的輸出功率的變化情況不明。故B錯誤；D．由閉合電路歐姆定律，可得可知即保持不變。故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，共16分。在每小題給出的四個選項中有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.圖甲為一列沿軸傳播的簡諧橫波在時的波形圖，其中質(zhì)點、的縱坐標均為。圖乙為平衡位置在處質(zhì)點的振動圖像，下列說法正確的是（）A.波沿軸正方向傳播B.從時刻開始，質(zhì)點比質(zhì)點先回到平衡位置C.質(zhì)點的平衡位置到坐標原點的距離為D.時，平衡位置在處的質(zhì)點到達波峰【答案】BC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，平衡位置在處質(zhì)點在時刻向y軸負方向運動，根據(jù)“上下坡法”，波沿軸負方向傳播，A錯誤；B．從時刻開始，質(zhì)點向y軸負方向運動，質(zhì)點向y軸正方向運動，則質(zhì)點比質(zhì)點先回到平衡位置，B正確；C．波動圖像方程為則y=1cm時質(zhì)點的平衡位置到坐標原點的距離為，C正確；D．周期為到過程中，平衡位置在處的質(zhì)點振動時間為則時，平衡位置在處的質(zhì)點到達波谷，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，長傳送帶與水平方向成角，順時針轉(zhuǎn)動的速度為2m/s。質(zhì)量為的小物塊在距傳送帶底端1m處，以1m/s的速度沿傳送帶向下運動，經(jīng)過一段時間小物塊離開傳送帶。已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取，不計空氣阻力，。小物塊在傳送帶上運動的過程，下列說法正確的是（）A.小物塊機械能的增加量為 B.小物塊機械能的增加量為C.小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱為 D.小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱為【答案】AC【解析】【詳解】小物塊向下運動時，加速度大小為方向沿傳送帶向上，設小物塊向下減速到速度為0時，還未從傳送帶離開，則小物塊向下減速運動的時間和位移分別為假設成立；此過程小物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移為此過程小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱為小物塊速度減為0后，反向向上做勻加速直線運動，設到達傳送帶頂端前已經(jīng)與傳送帶共速，則小物塊勻加速階段的時間和通過的位移分別為假設成立；此過程小物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移為此過程小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱為則小物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱為共速后小物塊與傳送帶相對靜止一起做勻速運動，則小物塊機械能的增加量為故選AC。11.如圖所示，一根勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧豎直放置，質(zhì)量均為的兩物體A、B（均可視為質(zhì)點）通過輕質(zhì)彈簧拴接，物體B置于水平地面上，整個裝置處于靜止狀態(tài)。在A的正上方距其高度處有一質(zhì)量也為的小球C，現(xiàn)將小球C由靜止釋放，C與A發(fā)生碰撞后立刻粘在一起，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略空氣阻力，取。下列說法正確的是（）A.C與A碰撞后瞬間C的速度大小為10m/sB.C與A碰撞時產(chǎn)生的內(nèi)能為50JC.C與A碰撞后彈簧的最大彈性勢能為50JD.要使碰后物體B能被拉離地面，h至少為80cm【答案】BD【解析】【詳解】A．設C與A碰前瞬間C的速度為，C與A碰后瞬間C、A的共同速度為，對C自由下落過程運用動能定理得解得C與A碰撞過程，對C與A組成的系統(tǒng)，取向下為正方向，由動量守恒定律得解得故A項錯誤；B．C與A碰撞時產(chǎn)生的內(nèi)能為故B項正確；C．C、A一起向下運動壓縮彈簧過程中，A、C動能的減少量C、A的重力勢能和動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，由系統(tǒng)的機械能守恒定律知，C與A碰撞后彈簧的最大彈性勢能大于A、C動能的減少量之和，即大于50J，故C項錯誤；D．開始時彈簧的壓縮量為碰后物體B剛被拉離地面時彈簧伸長量為可知碰后C、A將上升2x，彈簧彈性勢能不變，由系統(tǒng)的機械能守恒得聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得故D項正確。故選BD。12.如圖所示，足夠長的金屬導軌和固定放置，其中與、與相互平行，左右兩側(cè)導軌間距分別為和，所在平面與水平面夾角均為，導軌兩側(cè)空間均有垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小均為。質(zhì)量分別為2m、m的均勻金屬棒和，垂直放置在導軌上。運動過程中，兩金屬棒與導軌保持光滑接觸，始終垂直于導軌，電阻均為，導軌電阻不計，重力加速度大小為g。則（）A.若導體棒固定，則導體棒穩(wěn)定時的速度大小為B.若將導體棒和同時釋放，則二者同時達到最大速度C.若同時釋放兩導體棒，當下降高度為時達到最大速度，則此過程中導體棒產(chǎn)生的焦耳熱為D.若同時釋放兩導體棒，當下降高度為時，該過程中通過導體棒的電量為【答案】ABD【解析】【詳解】A．若導體棒固定，則導體棒穩(wěn)定時做勻速直線運動，導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為導體棒受安培力為由平衡條件可得解得A正確；B．若將導體棒和同時釋放，導體棒和所受安培力分別為可知由牛頓第二定律可得導體棒的加速度為導體棒的加速度為可知兩金屬棒的加速度大小相等，且同時釋放，運動時間相同，則在同一時刻兩金屬棒的速度大小相等，則有由電磁感應定律，可知回路中的感應電動勢大小為回路中的感應電流導體棒和在做勻速直線運動時速度最大，對導體棒，由平衡條件可得解得B正確；C．若同時釋放兩導體棒，當下降高度為時達到最大速度，在此過程中由能量守恒定律可得解得閉合回路產(chǎn)生的焦耳熱導體棒產(chǎn)生的焦耳熱為C錯誤；D．若同時釋放兩導體棒，當下降高度為時，該過程中通過導體棒的電量為D正確。故選ABD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.李鑫同學帶領他的實驗小組在實驗室進行“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗，其中部分器材如下：A.白熾燈B.凸透鏡C.雙縫片D.濾光片E.測量頭F.單縫片（1）請幫助實驗小組，按照合理順序?qū)⒁陨掀鞑陌惭b在光具座及遮光筒上（填字母）A、B、__________、E。（2）按正確順序安裝并正確操作，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)藍色濾光片后，從目鏡中可以觀察到干涉條紋。若想減少從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可（）A.將屏向遠離雙縫的方向移動B.使用間距更大的雙縫C.增大單縫和雙縫之間的距離D.將藍色濾光片換成紅色濾光片（3）該實驗小組用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋，在用測量頭測量第1條至第6條亮條紋之間的距離時，游標卡尺的示數(shù)分別如下圖所示?？汕蟮孟噜弮闪翖l紋間距__________mm?！敬鸢浮浚?）D、F、C（2）AD（3）0.9【解析】【小問1詳解】該實驗中光源（白熾燈）發(fā)出的光經(jīng)過透鏡（凸透鏡）的匯聚后進入濾光片后變成單色光，再進入單縫片后變成相干光，再經(jīng)過雙縫片，最后進入測量頭。所以器材安裝在光具座及遮光筒上的正確順序為A、B、D、F、C、E?！拘?詳解】若像減少觀察到的條紋數(shù)，即增大條紋間距，由公式可知，增大條紋間距可以增大雙縫到屏的距離l，或者換用波長更長的光以及使用間距更小的雙縫。故選AD。【小問3詳解】由題圖可知，第1條亮條紋到第6條亮條紋之間的距離為所以其條紋間距為14.某電學實驗興趣小組結(jié)合物理課本上的多用電表結(jié)構(gòu)示意圖及實驗室現(xiàn)有器材，設計了如圖所示的電路，整個電路裝置既可以當和的電流表使用，也可以當作兩個倍率的歐姆電表使用。他們使用到的器材有：電源（電動勢，內(nèi)阻忽略不計）定值電阻，電流表G（量程為，內(nèi)阻）滑動變阻器（最大阻值為）單刀雙擲開關(guān)、（1）按照多用電表的構(gòu)造和原理，接線柱端應該接__________表筆（選填“紅”或“黑”）；（2）當單刀雙擲開關(guān)撥到端可作為電流表使用，撥到1端時，此時裝置可作為__________（選填“1”或“10”）量程的電流表；電阻__________；（3）將單刀雙擲開關(guān)撥到A端可作為歐姆表使用，若撥到1端，此時作為歐姆擋倍率，則將撥到2端時的倍率為__________（選填“”或“”）?！敬鸢浮竣?紅②.10③.110④.【解析】【詳解】（1）[1]紅表筆與多用電表內(nèi)部電源負極連接，則D端接紅表筆。（2）[2][3]由題意，此時為量程較大的電流表，即10mA。根據(jù)得（3）[4]撥到1端，改裝后的電流表量程為10mA，將撥到2端時改裝后的電流表量程為1mA。電流表量程減小，歐姆表內(nèi)阻增大為10倍，則將撥到2端時的倍率為。15.某學校實驗小組設計了測量不規(guī)則礦石體積的氣壓體積測量儀。如圖所示為氣壓體積測量儀的原理圖，上端開口的氣壓筒A和上端封閉的測量筒B均為高，橫截面積的導熱氣缸，兩氣缸連接處的細管體積不計?，F(xiàn)把待測礦石置于測量筒B中，將質(zhì)量的活塞從氣壓筒A上方開口處放下，在兩氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體（不計活塞厚度和摩擦力），緩慢降低封閉氣體的溫度至，活塞穩(wěn)定后，活塞距氣壓筒A頂端。已知環(huán)境溫度為27℃，外界大氣壓強為，重力加速度。（1）求礦石的體積；（2）再把溫度從緩慢升高，將活塞推到氣壓筒A的頂端，求此時封閉氣體的溫度；若該過程封閉氣體內(nèi)能增加了，求封閉氣體從外界吸收的熱量?！敬鸢浮浚?）80cm3；（2）360K；29.6J【解析】【詳解】（1）活塞穩(wěn)定時封閉氣體的壓強令礦石體積為，由理想氣體狀態(tài)方程又，解得（2）緩慢升高溫度，將活塞推到氣壓筒的頂端，壓強不變，由蓋—呂薩克定律解得該過程外界對系統(tǒng)做的功由熱力學第一定律解得16.投石運動是中國最古老的投擲運動，是伴隨著中國先民的狩獵活動一起產(chǎn)生的一項古老體育項目。某同學自制投石機模型，如圖所示。在某次投石過程中，質(zhì)量為的石塊（可視為質(zhì)點）裝在長桿末端的籃子中，開始時籃子位于水平面并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)對長桿的另一側(cè)施加外力，當桿轉(zhuǎn)到與水平方向夾角為時立即停止轉(zhuǎn)動，石塊從A點沿垂直于桿方向以被拋出后，經(jīng)過點時的速度大小為，與水平方向之間的夾角仍為。已知連線與水平面間的夾角也為，石塊在運動過程中的空氣阻力忽略不計，重力加速度，求：（1）石塊被拋出后，經(jīng)多長時間離連線最遠；（2）兩點之間的距離?！敬鸢浮浚?）1s；（2）20m【解析】【詳解】（1）石塊在垂直于方向做勻變速直線運動，經(jīng)時間該方向速度減為零，此時離連線最遠，則有解得（2）取豎直向上為正方向，石塊在豎直方向上做豎直上拋運動，石塊由A點運動至點所用時間為，則解得在水平方向，石塊做勻速直線運動解得17.在如圖所示的三維空間中，的區(qū)域存在沿軸正方向的勻強電場，在的區(qū)域存在沿軸正方向的勻強磁場，磁感應強度大小為（未知），在的區(qū)域內(nèi)存在半圓柱體的空間區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)存在沿軸正方向的勻強磁場，磁感應強度大小也為，平面與平面平行，半圓柱體的半徑為，點為半圓柱體底面圓心。一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子，從點以初速度大小，方向沿著軸正方向射入勻強電場，經(jīng)過點后，再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后垂直平面進入半圓柱體區(qū)域，不計粒子的重力。求：（1）粒子經(jīng)過點時的速度大?。唬?）電場強度與磁感應強度的比值的大?。唬?）帶電粒子從半圓柱體射出時的位置坐標?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）帶電粒子在勻強磁場內(nèi)，沿軸方向做勻速直線運動，設粒子電場內(nèi)的運動時間為，則粒子在電場中的加速度為，則粒子在方向的速度為粒子經(jīng)過點時的速度大小為解得（2）勻強電場的場強為，由牛頓第二定律得