2022~2023学年山东省威海市高三(第二次)模拟考试物理试卷+答案解析(附后)

2022~2023学年山东省威海市高三（第二次）模拟考试物理
试卷
1. 铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变生成钡和氪，同时放出3个X 粒子，核反应方程是，其中铀核、中子、钡核和氪核的质量分别为m 1、m 2、m 3和m 4。

下列说法正确的是( )
A. X 是
B. X 的质量为
C. 铀核的结合能大于氪核的结合能
D. 铀核的比结合能大于氪核的比结合能2. 如图所示，一单摆在AB 之间做简谐运动，O 为平衡位置，下列说法正确的是( )
A. 摆线拉力的水平分量提供摆球的回复力
B. 从A 到B 的过程，摆线拉力的冲量为
零C. 任意半个周期内，合力的冲量一定为零
D. 任意半个周期内，合力做的功一定为零
3. 如图所示，A 、B 、C 、D 是真空中正四面体的四个顶点，E 点为AD 的中点。

在B 、C
两点分别固定和两个点电荷。

下列说法正确的是( )
A. D 点的电势比E 点的高
B. D 点的电场强度比E 点的大
C. A 、D 两点的电场强度相同
D. 同一负电荷在A 点的电势能比在E 点的电势能大
4.
如图所示，理想变压器接在电压为
的交变电源上，三个定值电阻、、的阻
值相等，调节滑动变阻器的滑片P ，使其阻值与定值电阻相等，此时两个理想电压表的示
数相同，下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈匝数比为1：2
B. 电压表的示数为
C.
变压器的输入功率为消耗功率的7倍 D. 向下移动滑片P，两电压表的示数都变大
5. 如图所示，密闭容器中一定质量理想气体的状态由A经B变化到C，再回到A，完成循环。

下列说法正确的是( )
A. ①过程气体对外做功同时放出热量
B. ③过程外界对气体做的功小于气体放出的热量
C. ①②过程吸收的总热量等于③过程放出的热量
D. ③过程单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少
6. 如图所示为“天问一号”在某阶段的运动示意图，“天问一号”在P点由椭圆轨道变轨到近火圆形轨道。

已知火星半径为R，椭圆轨道上的远火点Q离火星表面的最近距离为6R，火星表面的重力加速度为，忽略火星自转的影响。

“天问一号”在椭圆轨道上从P点运动
到Q点的时间为( )
A. B. C. D.
7. 某材料制成的半球体截面如图所示，球心为O，半径为R。

一红色细光束垂直入射，经半球体折射后通过D点，OD垂直于直径AB，光的入射点E到O的距离为，OD为
，光速为c，不考虑光的反射。

已知，下列说法正确的是( )
A. 半球体对红光的折射率为
B. 红光经过半球体的时间为
C. 若将红光换成紫光，出射光线与OD的交点在D点右侧
D. 若将光束向上平移，当时，红光恰好不能透过球体
8. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质光滑定滑轮的细线相连，A放在固定的倾角为的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平
地面上。

现用手控制住A，使细线恰好伸直，保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。

已知B、C的质量均为m，重力加速度为g。

松手后A由静止开始沿斜面下滑，当A速度最大时C恰好离开地面，则A下滑的最大速度为( )
A. B. C. D.
9. 如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。

用频率为的光照射光电管，此时微安表有示数。

调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为零，记下此时电压表的
示数。

用频率为的光照射光电管，重复中的步骤，记下电压表的示数。

已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，光电管阴极K材料的逸出功为W，下列说法正确的是
( )
A. 要使微安表的示数变为零，应将滑片P向右移动
B. 若，则
C.
D.
10. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和
处，振幅均为2cm。

时两波源同时起振，时两列波的图像如图所示。

下列说法正确的是( )
A. 两波源的起振方向相同
B. 时，处质点的位移为
C. 两波源之间不含波源有3个振动加强点
D. 波源起振后，经过18s，处的质点运动的路程为24cm
11. 如图所示，某同学进行远距离投篮练习，篮球出手的位置距地面的高度为，距篮框中心水平距离为10m，篮球被抛出时竖直向上的分速度大小为，经过时间t篮球
落入篮框。

已知篮框距地面的高度为，篮球飞行过程中未与篮板、篮框接触，忽略空气阻力，重力加速度g取。

下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 篮球落入篮框时速度与竖直方向夹角的正切值为
D. 篮球被抛出时速度与竖直方向夹角的正切值为
12. 如图所示，两足够长的水平光滑导轨置于竖直方向的匀强磁场中，左端分别连接一定值电阻和电容器，将两导体棒分别垂直放在两导轨上。

给甲图导体棒一水平向右的初速度v，乙图导体棒施加水平向右的恒定拉力F。

不计两棒电阻，两棒向右运动的过程中，下列说法
正确的是( )
A. 图甲中，导体棒速度的减小量与运动的时间成正比
B. 图甲中，导体棒速度的减小量与通过的距离成正比
C. 图乙中，电容器储存的电能与运动时间的平方成正比
D. 图乙中，导体棒速度的增加量与通过的距离成正比
13. 如图所示为某小组验证机械能守恒定律的实验装置。

将圆柱体重锤从A点由静止释放，当重锤沿竖直面做圆周运动经过装置E时，E能够同时记录此时重锤相对于最低点的高度h
和重锤遮挡光电门的时间t。

沿圆周改变装置E的位置，每次都将重锤从A点由静止释放，
获得多组数据。

已知重锤的质量，直径为d，重力加速度，取重锤运动的最低点为零势能点，回答下列问题：
重锤经过装置E时的瞬时速度大小可表示为_________用d、t表示
若两次实验记录的高度分别为、，时间分别为、，则验证重锤的机械能守恒的表达式为_________用题中已知量的符号表示；
以下是4次实验处理的数据，请补充完整第2次实验中的两个数值_________势能、_________机械能；
次数高度速度势能动能机械能
1
2
3
4
分析数据得出实验结论。

14. 某小组要测量图甲电路中的电流，需要在电路中串联电流表，如图乙所示，由于电流表存在内阻，从而引起电流测量误差。

为消除电表内阻的影响，该小组采用图丙所示的电路，由电源、滑动变阻器和电流表A组成补偿电路，调节滑动变阻器，使灵敏电流计G
的示数为零，电流表A的示数即图甲电路中的待测电流。

该小组想在图丙中添加一电压表，进一步测量电源E的电动势和内阻。

请你将电压表接入电路中的合适位置；_________
闭合开关和，调节滑动变阻器R和，使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表
和电压表的示数和；
改变滑动变阻器R和的阻值，重新使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数和；
电源的电动势_________，内阻_________用、、和表示；
不考虑偶然误差，电动势的测量值_________真实值，内阻的测量值_________真实值填“>”“<”或“=”。

15.
一个气缸固定在倾角的斜面上，内部横截面积，底端装有阀门A。

用质量的活塞B和不计质量的活塞C，封闭I、II两部分空气，初始时AB、BC之
间的距离均为。

向下压活塞C，使其缓慢移动，要保持B静止不动，需
通过阀门A向里充入空气，求所充入空气的质量与AB之间原有空气质量之比。

封闭的空气可视为理想气体，活塞与气缸间的摩擦忽略不计，且不漏气，整个过程温度不变，外界大气
压强，重力加速度。

16. 如图所示，光滑的水平地面上固定一倾角为的斜面，斜面顶端固定一光滑定滑轮。

轻绳跨过定滑轮连接A、B两小滑块，A、B分别静止于斜面和地面上，左侧轻绳平行于斜面，右侧轻绳竖直且长度为2m。

现给B一水平向右的初速度，当B向右运动时，A
的速度大小为，A、B的质量比为1：2，重力加速度取，，求：此时B的速度大小；
与斜面间的动摩擦因数。

17. 如图甲所示，平面直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第三、四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场。

一质量为m、电量为q的带电粒子，从y轴上的
沿x轴正方向射入第一象限，到达时速度大小为v，又经x轴上的M
点射入磁场，最后从x轴上的N点离开磁场，M、N关于O点对称。

求：
点的坐标；
粒子到达M点时的速度；
磁感应强度B的大小；
撤掉甲图中的电场和磁场，在一、二象限加上图乙所示的磁场，磁场关于y轴对称，一
簇粒子从N点以不同方向射入，速度方向与x轴正方向的夹角，所有粒子穿越
磁场后都汇聚于M，已知所有粒子在磁场中做圆周运动的半径均为r，求磁场边界的函数方程。

18. 如图所示，足够长的倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定有垂直于斜面的挡板P。

质量为的“L”形木板A被锁定在斜面上，木板下端距挡板P
的距离为。

质量为的小物块可视为质点被锁定在木板上端，A与B
间的动摩擦因数。

某时刻同时解除A和B的锁定，经时间，A与B发生第一次碰撞，在A与P发生第二次碰撞后瞬间立即对B施加沿A向上的恒力。

当B 速度最小时再一次锁定A。

已知A与P、A与B的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。

求：
与P发生第一次碰撞前瞬间B的速度大小；
从开始运动到A与B发生第一次碰撞的时间内，系统损失的机械能；
与P第二次碰撞时，B离挡板的距离；
从开始运动到离开A所用的时间。

答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
根据质量数守恒和电荷数守恒判断X；核裂变过程中会有质量亏损；原子核的结合能随核子数的增大而增大；比结合能越大，原子核越稳定；由此作答。

【解答】
A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知X是，故A错误;
B.因为核裂变过程中会有质量亏损，故X的质量小于，故B错误；
原子核的结合能随核子数的增大而增大，所以铀核的结合能大于氪核的结合能，故C正确；D.比结合能越大，原子核越稳定，所以铀核的比结合能小于氪核的比结合能，故D错误；
故选C。

2.【答案】D
【解析】A.重力沿轨迹切线方向的分力提供回复力，A错误；
B.冲量等于利于时间的乘积，摆线拉力的冲量不为零，B错误；
任意半个周期内，速度大小不变。

除最大位移处，速度方向一定改变，则动量改变，合力冲量不为零。

而动能不变，合力做功一定为零，C错误，D正确。

故选D。

3.【答案】C
【解析】A.因AD棱处在两等量异种电荷两线的垂直平分面上，则电势为零，即D点的电势等于E点的电势，选项A错误；
因D、E在同一等势面上，可知场强方向相同，但是由于E点距离B、C的中点较近，可知E点的电场强度比D点的大；同理A、D两点在同一等势面上，场强方向相同，且因为A、D两点到B、C的中点距离相等，可知A、D两点的电场强度相同，选项B错误，C正确；
D.因A、E两点电势相等，可知同一负电荷在A点的电势能与在E点的电势能相等，选项D错误。

故选C。

4.【答案】B
【解析】A.设此时电压表的示数为U，此时通过、、的的电流都为
通过的电流为
变压器原、副线圈匝数比，A错误；
B.
原线圈的输入电压
副线圈的输出电压
根据
可得，B正确；
C.变压器的输入功率
消耗功率
则，C错误；
D.向下移动滑片P，则副线圈电路的电阻增大，根据变压器原副线圈的规律可知，则原线圈电路的总电阻变大，原线圈电流变小，电压表的示数变小，因为原线圈电压增大，则副线圈电压也增大，又因为副线圈电流也变小，所以消耗的电压也变小，则电压表的示数变大，D错误。

故选B。

5.【答案】B
【解析】A.由图可知，①过程气体体积增大，对外做功。

气体温度保持不变，即内能不变，根据热力学第一定律
可知需要吸收热量。

故A错误；
B.同理，③过程气体热力学温度降低，即内能减小，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功小于气体放出的热量。

故B正确；
C.根据图线与横轴围成面积表示功可知，理想气体的状态由A经B变化到C，再回到A，完成循环，对外界做功。

同时气体内能不变，由热力学第一定律可知气体需要吸热，即①②过程吸收的总热量大于③过程放出的热量。

故C错误；
D.根据，可知③过程AC连线过原点，气体压强保持不变，根据知，气体分子对器壁的作用力不变，而从C到A温度降低，分子平均动能减小，所以单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数增大，故D错误。

故选B。

6.【答案】B
【解析】“天问一号”在近火轨道上运行时，由牛顿第二定律
又由黄金代换式
联立可得“天问一号”在近火轨道上运行的周期为
由题意可得椭圆轨道的半长轴
由开普勒第三定律，“天问一号”在椭圆轨道上运行的周期与近火轨道上的周期之比为
所以“天问一号”在椭圆轨道上从P点运动到Q点的时间为。

故选B。

7.【答案】B
【解析】A.由几何关系可知，入射角
由正弦定理
解得
可得折射率，选项A错误；
B.红光经过半球体的时间为，选项B正确；
C.若将红光换成紫光，折射率变大，折射角变大，则出射光线与OD的交点在D点左侧，选项C 错误；
D.红光的临界角
若将光束向上平移，当时，入射角
红光早已经发生全反射，不是恰好不能透过球体，选项D错误。

故选B。

8.【答案】A
【解析】对A、B整体，由平衡条件可得
F为此时弹簧的弹力，因此时C恰好离开地面，则有
联立解得
C恰好离开地面时，对C则有，解得
此时A、B有最大速度，且A、B速度大小相等。

开始时系统静止，弹簧被压缩，绳上无拉力，对B则有，解得
从释放A到C恰好离开地面的运动中，弹簧的弹性势能变化量是零，在此运动中A、B、C组成
的系统机械能守恒，由机械能守恒定律可得
解得。

故选A。

9.【答案】BC
【解析】A.根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向左端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零，故A错误；
B.设材料的逸出功为W，根据光电效应方程，若，则，故B正确；
据光电效应方程，
解得，
故C正确，D错误。

故选BC。

10.【答案】AD
【解析】A.由图可知，时两列波的波前振动方向相同均为沿y轴负方向，即两列波的起振方向相同。

故A正确；
B.由图可知，两列波的波长和周期分别为
可得
易知左侧波源的振动传播到处所需时间为
右侧波源的振动传播到处所需时间为
可知时，处质点的刚好振动
该质点的振动方程为，解得，故B错误；
C.根据前面选项分析可知，两列波为同步振动的，当路程差为波长整数倍时，出现振动加强点，满足
又
解得，，，，，，，，
，，
共计11个振动加强点，故C错误；
D.左侧波源的振动传播到处所需时间为
右侧波源的振动传播到处所需时间为
可知波源起振后，经过18s，处的质点在左侧波影响下振动的时间为
在左侧和右侧两列波共同影响下振动的时间为
运动的路程为，故D正确。

故选AD。

11.【答案】BCD
【解析】篮球抛出后做斜抛运动，可得
又
易知篮球从抛出到落入篮框的时间为
依题意，篮球从抛出到落入篮框水平方向做匀速直线运动，有
解得
设篮球被抛出时速度与竖直方向夹角为，则有
故A错误，BD正确；
C.设篮球落入篮框时速度与竖直方向夹角为，则
可得，故C正确。

故选BCD。

12.【答案】BC
【解析】图甲中，导体切割磁感线产生感应电动势，则有，
根据牛顿第二定律有
又
则
所以图甲中，导体棒速度的减小量与通过的距离成正比，故A错误，B正确；
图乙中，设极短时间内，导体棒速度变化量为，则导体棒的加速度为
导体棒产生的的电动势为
电容器增加的电荷量为
电容器储存的电能为
电流为
导体又受到安培力为
根据牛顿第二定律
解得
则，
所以图乙中，电容器储存的电能与运动时间的平方成正比，图乙中，导体棒速度的增加量与运动时间成正比，故C正确，D错误。

故选BC。

13.【答案】
【解析】重锤经过装置E时的瞬时速度大小可表示为；
重锤的机械能守恒的表达式为
即；
势能
机械能。

14.【答案】；；
；
； =
【解析】测量电源E的电动势和内阻，需用电压表测量甲图电路中的路端电压，所以电压表与滑动变阻器R并联，如图
由闭合电路欧姆定律
联立解得
图丙中，由于灵敏电流计G的示数为零，所以电压表所测电压即为电源E的路端电压；由题
意可得电流表所测电流即为干路电流，所以不考虑偶然误差，电源电动势的测量值等于其真实值，电源内阻的测量值也等于其真实值。

15.【答案】对II，由玻意耳定律可得
开始时对活塞B则有
移动后对活塞B则有
设充入空气体积为V，则有
则有充入空气的质量与AB之间原有空气质量之比
代入数据解得。

【解析】本题考查气体实验定律，关键是找出气体初未状态参量，判断出气体做何种变化，选择合适的气体实验定律列式求解即可。

16.【答案】设当B向右运动时，定滑轮与B之间的绳子与水平地面之间的夹角为，
则有
可知
将此刻B的速度进行分解，如图所示
可知
解得；
当B向右运动时，A沿斜面向上移动的距离
设A的质量为m，则A受到斜面的摩擦力大小为
A、B的质量比为1：2，则B的质量为2m，A的初速度为零，B的初速度为
根据动能定理有
解得。

【解析】本题主要是考查动能定理和速度的合成与分解，弄清楚两滑块的受力情况以及运动情况，根据动能定理结合速度的合成与分解进行分析是关键。

17.【答案】带电粒子在第一象限做类平抛运动，可得
依题意，从P点到Q点和从P点到M点的竖直方向位移关系为
解得
又
易知
可知M点的横轴坐标为
即M点坐标为；
到M点速度方向与x轴的夹角为，则
解得
设Q点竖直分速度为，则M点竖直分速度为，因为
同理
又
解得；
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，可得
又
解得；
当时，满足
解得
当时，满足。

【解析】本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，粒子在电场中做类平抛、在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，应用洛伦兹力提供向心力与几何知识即可解题。

18.【答案】刚解锁时AB相对静止，对AB整体根据牛顿第二定律
根据匀加速直线运动公式
解得；
与P相撞所用的时间
解得
B滑动后到撞A的时间
可得
木板与挡板第一次碰撞后，对A：
解得
对B：
解得
木板与挡板第一次碰撞后，A运动的位移
B 运动的位移
木板的长度
根据摩擦生热；
、B碰前的速度
A 、B碰时动量、能量守恒
解得，
AB碰后，对A：
对B：
根据
解得
这段时间B运动的位移
B 离挡板的距离；
木板与档板第二次碰撞时木块B的速度
对A：
解得
对B：
解得
B 减速到零所用时间为，则
解得
A经过这段时间后的速度
这段时间AB的位移
此时，AB间距离
B 离木板右端的距离
木板锁定后，对B：
解得
其中
解得
B从开始运动到离开A所用的时间
即。

【解析】本题是一道力学综合题，物体运动过程复杂，难道较大，根据题意分析清楚物体的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题。