2023届山东省淄博市部分学校高三下学期阶段性诊断考试（二模）
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．我国科研人员利用超高空间分辨率铀-铅定年技术，对“嫦娥五号”月球样品富铀矿物进行分析，确定月球直到20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀-铅定年技术依赖的其中一种衰变链为经m次衰变、n次衰变后形成稳定的，则在该衰变过程中（ ）
A．m＝8，n＝3 B．m＝7，n＝2 C．m＝7，n＝4 D．m＝8，n＝1
2．已经证实，质子是由上夸克和下夸克两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，e为电子所带电荷量的大小。如果质子是由三个夸克组成的，各个夸克之间的距离都相等且在同一圆周上。如图所示，下列四幅图中能正确表示出各夸克静电力的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，某同学将一轻质弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物块连接，物块置于水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为，弹簧与地面平行。改变物块在水平面上的位置，发现物块只能在A、B两点间保持静止，测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为、，物块的质量为m，当地重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该弹簧的劲度系数为（ ）
A． B． C． D．
4．电子显微镜的工作原理是用高电压对电子束加速，最后打在感光胶片上，观察显微图像。现用电子显微镜观测某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时观测线度设定为电子的德布罗意波长的n倍，其中。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，显微镜工作时的加速电压为U，则该显微镜的观测线度为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，t＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐波。下图中能够正确表示t＝0.8s时波形图的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图甲，O、P为光滑绝缘水平面上一条电场线上的两点，两点相距0.3m，电场线上各点的电势随距O点的距离x变化的关系如图乙所示。图中斜虚线为图线在点的切线，切线与x轴交于0.5m处。现将一质量、电荷量大小的小物块从O点静止释放，向P点运动，下列说法正确的是（ ）
A．该物块带负电
B．该物块在P点的电势能比在O点的电势能大
C．该物块运动到P点时，加速度大小为
D．该物块运动到P点时，速度大小为1m/s
7．如图所示是安置在水立方运动馆游泳池底部的照相机拍摄的一张运动员正在游泳的照片，照相机的镜头竖直向上，照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝12cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l＝11cm，若已知水的折射率为，运动员的实际手到脚的长度约为L＝2.2m，，则该游泳池的水深h约为（ ）
A．2.1m B．2.3m C．2.5m D．2.7m
8．2022年12月14日，神舟十四号顺利脱离天和核心舱空间站，安全返回地球。规定无穷远处引力势能为0，空间站到地心距离为r时其引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量，m为空间站质量。已知地球半径为R，空间站绕地球做匀速圆周运动时距地面的高度为h，若忽略地球的自转及空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．空间站在地球表面的引力势能为
B．空间站在离地面高度为h轨道运行的动能为
C．空间站在离地面高度为h轨道运行的机械能为
D．从地面发射到离地面高度为h轨道做圆周运动需要对空间站做的功为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布。下列说法正确的是（ ）
A．这位同学在缝屏上安装的是双缝
B．这位同学在缝屏上安装的是单缝
C．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小的双缝
D．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变小，应增大缝屏与光屏间的距离
10．如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿逆时针方向转动，传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接，圆弧轨道上的A点与圆心O等高，一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回圆弧轨道，返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．圆弧轨道的半径一定不大于
B．若减小传送带速度，则小物块一定无法到达A点
C．若增加传送带速度，则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点
D．不论传送带速度增加到多大，小物块都不可能到达高于A点的位置
11．高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220V，每个考场的正常用电功率P＝500W。当44个考场正常用电，下列说法正确的是（ ）
A．线框绕轴的转速为
B．输电线上损失的电压为400V
C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1：8
D．发电机的输出功率为28KW
12．如图所示，两根足够长且相互平行的光滑金属导轨固定在与水平面成角的绝缘斜面上，导轨间距为L，在导轨的右上端分别用单刀双掷开关接入阻值为R的电阻和电容为C的电容器（电容器不会被击穿）。质量为m、长为L、阻值不计的金属杆ab锁定于导轨上，与导轨垂直且接触良好，解除锁定后，ab由静止沿导轨下滑，并始终与底边cd平行，不计导轨的电阻和空气阻力，整个导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．当开关打到1同时解除锁定，则金属杆最大速度为
B．当开关打到1同时解除锁定，则金属杆所受安培力的功率最大值为
C．当开关打到2同时解除锁定，则金属杆做加速度为的匀加速直线运动
D．当开关打到2同时解除锁定，则在时间t内金属杆运动的位移为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某同学利用手机物理APP“声音振幅”功能测定物块与长木板间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分别用跨过定滑轮的细线与小球A、B相连，实验前分别测量出小球A、B底部到地面的高度、。实验时，打开手机软件，烧断一侧细线，记录下小球与地面两次碰撞声音振幅的时间图像（两小球落地后均不反弹），忽略空气阻力，重力加速度g取。（ ）
（1）由甲图可知，实验时应烧断物块______（填“左侧”或“右侧”）的细绳。
（2）烧断细线前，用刻度尺测量，可计算出A下落时间为______s。
（3）烧断细线后，手机传感器记录下声音振幅随时间变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应A、B两球的落地时刻，其差值为两球落地的时间差。则小球B下落的时间______s。（结果保留两位有效数字）
（4）烧断细线前，用刻度尺测量，计算得出小球B下落的加速度______，已知小球B的质量为m，物块质量为2m，则物块与木板间的动摩擦因数______。
14．（8分）某小组设计了图甲所示的实验电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。图中为开关，为单刀双掷开关，为待测稀盐水溶液液柱。
（1）实验时，闭合之前应将R的滑片P置于______（填“C”或“D”）端。
（2）实验时，闭合，置于位置1，改变滑动变阻器滑动触头P的位置，电流表示数有明显变化，电压表没有示数；再将置于位置2，情况相同。经检查，电路中所有元件完好，则导线a、b、c、d、e、f、g中出现断路故障的是______导线。
（3）修复故障后，用电流表内接法测量的阻值时应该将置于位置______（填“1”或“2”）。
（4）用电流表内、外接法得到的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示（不计由于通电导致的化学变化）。某次用电流表内接法测得的阻值为2800Ω，的横截面积为，长度为20cm，则其电阻率为______Ω·m，由图乙中对应曲线______（填“A”或“B”）可得此时溶液浓度约为______%。
15．（8分）啤酒加工过程中，将标准状况下V＝0.56L的气体通过密闭装置压入啤酒中，并将啤酒瓶严密封装，封装过程无气体泄漏。在该啤酒瓶中，下方为溶有的啤酒，上方为纯气体。在4℃，溶于啤酒中的的质量为，上方气体状态的质量为，压强为。当温度升高到某温度时，啤酒中溶解的的质量有所减少，变为，瓶中气体的压强上升到。已知：，啤酒的体积不因溶入而变化，且不考虑容器体积和啤酒体积随温度的变化。又知对同种气体，在体积不变的情况下与m成正比，的摩尔质量，标准状态下气体的摩尔体积，绝对零度为。求：
（1）在4℃时，酒瓶内上方气体状态的质量；
（2）升温后啤酒上方气体的摄氏温度t（结果保留三位有效数字）。
16．（8分）春秋末年，齐国著作《考工记：轮人》篇中记载：“轮人为盖”，“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而霤远。”意思是车盖中央高而四周低，形成一个斜面，泄水很快，而且水流的更远。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，伞底圆面水平。过支撑轴的截面图简化为如图乙所示的等腰三角形，底面半径恒定为r，底角为．取不同的值时，自车盖顶端A由静止下滑的水滴（可视为质点）沿斜面运动的时间不同。已知重力加速度为g，不计水滴与伞面间的摩擦力和空气阻力。
（1）倾角为多大时，水滴下滑时间最短，并求出最短时间；
（2）满足（1）问条件，在车盖底面下方的水平面内有一长为L＝r的水平横梁（可看成细杆），横梁位于支撑轴正前方，其俯视图如图丙所示，横梁的垂直平分线过支撑轴。现保持车辆静止，大量水滴沿车盖顶端由静止向各方向滑下，整个横梁恰好“被保护”不被淋湿。求水平面内横梁中点到支撑轴的距离d。
17．（14分）如图所示，倾角的直轨道AC与足够长的光滑圆弧轨道CD在C处相切且平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内。两个小滑块P、Q（都可视为质点）的质量分别为m和2m。滑块Q与轨道AC间的动摩擦因数，滑块P与轨道AC间摩擦力忽略不计。滑块Q静止于B点，滑块P自A点由静止释放，P向下滑动，在B点与Q相碰，AB的长度为L。碰后P、Q一起沿轨道向下运动，冲上圆弧轨道后返回，第一次回到轨道AC时，Q恰好能到达B点。已知P、Q每次相碰都会合在一起运动但两者并不粘连，取重力加速度为g，求：
（1）P、Q第一次碰撞后向下运动到C点的速度大小；
（2）BC的长度；
（3）滑块P在轨道AC上往复运动经过的总路程；
（4）滑块P与滑块Q在轨道AC上往复运动经过的总路程之差。
18．（16分）如图甲所示，某粒子从容器A正下方的小孔飘入与之间的加速电场中，其初速度可视为零，电场两极板之间的电压为U，经电场加速后通过小孔恰好沿圆弧通过静电分析器，为圆弧的圆心，、在同一水平线上，。从小孔离开后，由正方体右侧面中心位置处小孔（即图中坐标系原点）向左上方沿平面进入z轴水平的正方体空腔内。已知静电分析器内有均匀辐向分布的电场，粒子运动轨迹处电场强度大小恒定，圆弧半径和正方体边长均为L，粒子的质量为m，带电量为，重力不计。
（1）求粒子在圆弧运动轨迹处电场强度大小E；
（2）若在空腔内加平行于y轴且沿轴方向、电场强度大小为的匀强电场，求粒子从点进入空腔到打在空腔壁上的时间及打在空腔壁上的位置坐标；
（3）若空腔平行于y轴的边长变为足够大，其他方向边长不变，在空腔内加与y轴平行、磁感应强度随时间的周期性变化规律如图乙所示的磁场，其中，规定当磁场方向沿y轴正方向时磁感应强度为正，求粒子打在空腔壁上的位置坐标；
（4）若保持（3）问条件不变，平行于x轴的边长也变为足够大，平行于z轴的边长不变，在空腔内再加平行于y轴且沿轴方向、电场强度大小为的匀强电场，求粒子打在空腔壁上的速度大小。
物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1 2 3 4 5 6 7 8
C D A C B D A D
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9 10 11 12
BC AD AB BD
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）（1）左侧（1分） （2）0.3（1分） （3）2.5（1分） （4）0.2（1分） 0.47（2分）
14．（8分）（1）D（1分） （2）b（2分） （3）2（1分 （4）28（2分） A（1分） 0.02（1分）
15．(8分）解：（1）充入啤酒中气体的总质量为：①
4℃时瓶内上方气体质量为：②
由①②式得：
（2）由 ，得：③
4℃时对瓶内上方气体有：④
温度升高为时对瓶内上方气体有：⑤
其中：⑥
由③~⑥式得：，则
16．（8分）解：（1）水滴沿伞面下滑过程中有：
① ②
由①②得：
又，则当时水滴滑落伞面时间最短
解得：
（2）水滴沿伞面下落过程有：③
水滴离开伞后做斜下抛运动，且有：
水平和竖直两个分速度：④
竖直方向：⑤ 水平方向：⑥
由题意几何关系可知：⑦
由③~⑦式得：
17．（14分）解：（1）在P由A到B运动过程中有：①
在AB碰撞过程中有：②
又③
由③得：
则P、Q在BC上每次一起下滑过程中均做匀速直线运动，④
由①~④式得：
（2）P、Q在圆弧CD上运动时机械能守恒，故每次从圆弧上回到C点时速度大小与离开时相等对Q由C到B过程中有：
解得：
（3）P第一次从最低点上滑到速度为0过程中有：，解得：
P第二次加速下滑过程中有：
对P、Q第二次碰撞过程有：
PQ第二次从最低点上滑到速度为0过程中有：
⑤
⑥
解得：
P第三次加速下滑过程中有：
对P、Q第三次碰撞过程有：
P第三次从最低点上滑到速度为0过程中有：
解得：
……
归纳可知：（n＝1，2，3，…）
则 解得：
(4)由⑤⑥可知：
则
得：
18．解：(1)带电粒子在电场中加速过程有：①
在辐向电场中做匀速圆周运动过程有：②
由①②式得：
（2）分析可知粒子射入空腔时方向与轴成45°角，且粒子进入空腔后做类斜上抛运动，且有：③ ④
若粒子沿方向速度变为0，由得：
即粒子恰好到达空腔上表面，其间用时：⑤
沿轴方向有：⑥
由③~⑥式得：即粒子恰好从中点出射
粒子打在空腔上的时间为：
粒子打在空腔上的位置坐标为：
（3）粒子进入空腔磁场后由
得粒子在和时间内在磁场中运动的周期和半径的关系分别为：
粒子在时间内在磁场中运动的周期和半径分别为；
粒子运动轨迹在平面投影如图所示：
分析可知粒子打在腔壁上时：，
此过程粒子沿方向做匀速直线运动，运动时间为：
沿方向位移为：，解得：
综上分析，粒子打在腔壁时的位置坐标为
（4）分析可知此问中粒子运动轨迹在平面投影如图所示
粒子打在腔壁时位置坐标：，
沿轴方向的分速度：
运动时间：
此过程粒子沿y轴做匀变速直线运动，且有：
时刻沿y轴方向的分速度为：
此时打在腔壁时粒子速度大小为：
解得：
