2023届甘肃省金昌市永昌县第一高级中学高三（上）第一次模拟考试物理试题（含答案）

高三物理

考生注意：

1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4．本试卷主要命题范围：高考范围。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．研究光电效应的实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图所示．关于a、b、c三束单色光频率的大小关系，下列说法正确的是（    ）

A．        B．       C．       D．

2．宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念．加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化量方向相同．一质点从静止开始竖直向下做直线运动，选向下为正方向，其加速度随时间的变化关系如图所示．下列说法正确的是（    ）

A．时质点速度方向改变          B．时质点的急动度为

C．内质点处于超重状态       D．内的质点做减速运动

3．人类通过不断的探索，发现了适宜人类居住的星球，该宜居星球的密度与地球密度相同，半径为地球半径的2倍，假设地球表面重力加速度为，则该宜居星球表面重力加速度为（    ）

A．        B．       C．        D．

4．如图，水平射出的子弹射穿直立于水平地面上的A、B两靶，并留下两个弹孔a、b，设子弹穿过靶过程能量损失不计，某同学测出弹孔a、b距离地面高度分别是和，AB水平距离为，同时还在地面上找到着弹点c，测量c点与B靶水平距离为，不计空气阻力，重力加速度为g，根据上述测量结果该同学不可能得到物理量是（    ）

A．射击点的位置       B．子弹出膛速度      C．子弹射出的初动量    D．子弹着地时的速度

5．在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的直角三角形线框abc，，磁场方向垂直于线框平面，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示．则下列说法正确的是（    ）

A．导线bc受到的安培力大于导线ac所受的安培力

B．导线abc受到的安培力的合力大于导线ac受到的安培力

C．导线ab、ac所受安培力的大小之比为

D．导线abc受到的安培力的合力方向垂直于ac向上

6．如图所示，倾角为的斜面顶端连接一轻质弹簧，弹簧下端连接一小物块，在斜面上保持静止状态．已知小物块质量为m、与斜面间的动摩擦因数为，弹簧劲度系数为k．弹簧处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（    ）

A．弹簧可能处于压缩状态           B弹簧的最大形变量为

C．小物块所受的摩擦力不可能为零   D．斜面对小物块的作用力方向竖直向上，且大小等于

7．如图所示为某水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向远距离用户供电，总功率为P．用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为和，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），电压表和电流表均为理想电表．当可变用户电阻R增大时，下列说法正确的是（    ）

A．电流表示数将变大       B．电压表示数将变大

C．输电线路上损耗的功率为

D．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为

8．如图甲所示，水平地面上固定一竖直光滑杆，轻弹簧套在杆上且下端与杆下端固定，上端与一套在杆上的小物块接触但不拴接．将小物块向下压缩弹簧至离地高度处，由静止释放小物块，其上升过程中的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图像后一部分为直线．以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度，则（    ）

A．轻弹簧原长为           B．小物块的质量为

C．弹簧最大弹性势能为      D．滑块上升后，距地面的最大高度为

9．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ，其左端接一电阻R，金属杆ab垂直导轨放置．整个装置处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中．现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平恒力F，使其由静止开始运动，整个过程杆与导轨接触良好，金属杆与导轨电阻均不计．在运动过程中，金属杆的速度大小v、恒力F的功率P、金属杆与导轨形成的回路中的磁通量、产生的感应电动势E分别随时间变化的图像正确的是（    ）

A．   B．   C．   D．

10．真空中有四个相同的点电荷，所带电荷量均为q，固定在如图所示的四个顶点上，任意两电荷的连线长度都为L，静电力常量为k，若真空中点电荷周围电场中某点电势满足（r为电荷至该点距离），多个点电荷形成电场在同一点电势为各电荷在该点电势的代数和，下列说法正确的是（    ）

A不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上 B．每条棱中点的电场强度大小都为

C．任意两棱中点间的电势差都为零       D．a、b、c三点为侧面棱中点，则a、b、c所在的平面为等势面

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第11题~第14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15题~第16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共45分）

11．（6分）如图甲所示是用轻杆、小球和硬纸板等制作而成的一个简易加速度计，可以粗略测量运动物体的加速度．在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动．将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动．忽略摩擦及空气阻力．

为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：

（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为）打出的纸带测量当地的重力加速度．实验中得到一条较理想的纸带，如图乙所示．在纸带上取7个连续计时点．根据数据求出重力加速度大小为___________．（保留三位有效数字）

（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是___________。（填入所选物理量前的字母）

A．小球的质量m   B．轻杆的长度L    C．轻杆与竖直方向的夹角   D．小球的直径d

（3）物体运动的加速度a与上述所测物理量之间的关系式为___________。（用所测物理量的字母表示）

12．（9分）某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为，内阻约为．现有如下实验器材：

A．电压表（，内阻约为）    B．电流表A（）

C．定值电阻（）                  D．电阻箱（）

E．滑动变阻器（）         F．待测电池组       G．电键S、导线若干

（1）为完成实验需将电流表A改装成较大量程的电流表，A应与定值电阻___________联（填“串”或“并”），改装后电流表的量程为___________mA．

（2）为使测量尽可能准确，电阻箱与滑动变阻器应选___________（填“”或“”）

（3）根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在虚线框内将电路图补充完整（所选器材要标明符号）．

（4）按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出图像如图所示，若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势___________，内阻___________（用k、b表示，题中已知字母均为基本单位）．

13．（12分）如图所示，半径为的光滑四分之一圆弧固定轨道AB与粗糙的水平固定轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，O为圆心．现有质量为的物块P和质量为的物块Q（均可看成质点），物块Q静止于B点，物块P从A点由静止释放，两物块在B点发生碰撞，碰后物块P恰好能返回到圆弧轨道的D处．已知，物块Q与水平轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度g取．

求：

（1）碰撞后瞬间物块P对轨道压力的大小；

（2）碰撞后物块Q在水平轨道上滑行的最大距离．

14．（18分）如图所示，平面直角坐标系内，x轴上方有垂直坐标系平面向里、半径为R的圆形匀强磁场（大小未知），圆心为．x轴下方有一平行x轴的虚线MN，在其下方有磁感应强度方向垂直坐标系平面向外、大小为的矩形匀强磁场，磁场上边界与MN重合．在MN与x轴之间有平行与y轴、场强大小为的匀强电场（图中未画出），且MN与x轴相距（大小未知）．现有两相同带电粒子a、b以平行x轴的速度分别正对点、A点射入圆形磁场，经偏转后都经过坐标原点O进入x轴下方电场．已知粒子质量为m、电荷量大小为q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。

（1）求磁感应强度的大小；

（2）若电场沿y轴负方向，欲使带电粒子a不能到达MN，求的最小值；

（3）若电场沿y轴正方向，，欲使带电粒子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。

（二）选考题：共15分．在所给的选修3-3、选修3-4两个模块2道题中选一题作答．如果多答，则按所答的第一题计分。

15．[选修3-3]（15分）

（1）（5分）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是___________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．温度越高，布朗运动越显著

B．外界对物体做功，物体内能一定增加

C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

D．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

（2）（10分）如图所示，导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上，用横截面积为的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强．当环境温度为时，密闭气体的体积为．

①当环境温度缓慢升高到时，汽缸移动了多少距离？

②如果环境温度保持在，对汽缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时汽缸受到的水平作用力多大？

16．[选修3-4]15分）

（1）（5分）如图所示，为一简谐运动的振动图像，由图可得___________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．该简谐振动的振幅为        B．该简谐运动的表达式为

C．该质点在第时的位移为   D．该质点在前内的路程为   E．该简谐振动的周期为

（2）（10分）如图所示，半圆玻璃砖可绕过圆心的垂直轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始半圆玻璃砖的直径与光屏平行时，一束光对准圆心、垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上点留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动（）时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为，则：

①此时光束射出玻璃砖的折射角是多少度？

②该玻璃砖的折射率为多少？

高三物理参考答案、提示及评分细则

1．A由光电效应方程和动能定理可得，由图乙可知，c光的遏止电压最大，a、b光遏止电压相等，由于被照射阴极材料相同，所以逸出功相等，带入上式可得，A正确．

2．B前质点的加速度一直为正，而质点的初速度又为零，故前内速度方向一直为正，内的质点做加速度减小的加速运动，A、D错误；根据题意可知急动度是指加速度变化的快慢，由图像可知斜率表示急动度，时急动度是，B正确；根据图像可知，内质点做加速度增大的加速运动，且加速度方向向下，故质点处于失重状态，C错误．

3．D  ，半径为地球2倍，g也为2倍，选D．

4．C  设子弹射出到a孔时间为t，初速度，得解出和t，从而求出初始位置，子弹质量未知故无法求出初动量，故选C．

5．C  设ab边电阻为R，则ac电阻为，bc电阻为，由并联分流原理，abc中电流为I，则ac中电流为，则，，可见A错误；abc等效长度等于ac，但电流小于ac电流，则，B错误；由左手定则可判定方向垂于ac向下，D错误；，，，C正确．

6．B由于，故小物块若想静止在斜面上，弹簧必伸长，则A错误；当弹簧弹力大小等于，则此时物块所受摩擦力为零，则C错误；斜面对小物块的作用力与重力和弹力的合力等大反向，则D错误；当弹力最大，即，则由胡克定律可得最大形变量为，则B正确．

7．BD由闭合电路欧姆定律可知，当可变电阻R增大时，电流表示数会变小，从而原线圈中电流也会变小，原线圈电压将增大，副线圈电压也将增大，电压表示数将增大，A错误、B正确；设虚线框所圈部分的等效电阻为，由，结合和，联立可得，则上消耗的功率为，C错误、D正确．

8．CD以地面为零势能面，结合图像可得，则质量为，则B错误；当小物块离开弹簧后，机械能保持不变，则由图像可得，弹簧原长，则A错误；根据系统的机械能守恒可得，开始位置弹性势能最大，大小为，则C正确；离开弹簧后，上升到最高点全部转为重力势能，解得，则D正确．

9．BC由牛顿第二定律有，可见由于速度的增大，加速度逐渐减小，则金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到0，速度达到最大，则A错误；恒力F的功率，感应电动势，可见恒力F的功率及产生的感应电动势均与金属杆速度成正比，则图像规律应与速度相同，则B正确、D错误；由可知图像斜率表示感应电动势，则斜率应先增大，再保持不变，则C正确。

10．C根据对称性可知，每条棱中点的电势都相等，如果不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上，根据沿电场线方向电势降低可知电势不相同，A错误，C正确；如图，

根据几何知识得，A和B点的点电荷在a点的合场强为零，C和D点的，点电荷在a点的电场强度大小均为：，设和的夹角为，则，则，所以a点的场强大小为，据对称性可知每条棱中点的电场强度大小都为，B正确；a、b、c三点为侧面棱中点，则a、b、c的电势相等，但a、b、c所在的平面内不是所有点的电势都相等，故不是等势面，D错误．

11．（1）9.78（2分）      （2）C（2分）     （3）（2分）

解析：（1）由逐差法得

（2）假设小球由于加、减速发生了偏转，由牛顿第二定律可知，解得，可知为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角，C正确．

（3）由第（2）问分析可知，加速度与被测物理量之间的关系式为．

12．（1）并（1分）  6（1分）   （2）（1分）

（3）见解析（2分）   （4）（2分）（2分）

解析：（1）电流表改装成较大量程的电流表应并联一个小电阻分流．由题可知，定值电阻的阻值为电流表A内阻的一半，则电流表A的量程，即改装的新电流表的量程为．

（2）由于所给电压表量程太大，用电压表和电流表及滑动变阻器测量时误差较大，可用改装后的电流表与电阻箱来测量，故选电阻箱．

（3）由于所给电压表量程太大，可用改装后的电流表和电阻箱测量电源电动势和内阻，电路如图所示

（4）根据实验原理，，变形得：即：，由于图像是一直线，所以纵坐标为，由图像可知，斜率为．所以：。

13．解：（1）设物块P碰撞后瞬时速度为，则从碰撞后到返回到圆弧轨道的D处

由动能定理可知（2分）

解得（1分）

设物块P返回时在B点所受的支持力大小为，则有（1分）

解得（1分）

根据牛顿第三定律可知，碰撞后瞬间物块P对轨道压力大小为（1分）

（2）设物块P从A点运动到B点时速度大小为

由机械能守恒定律可得（1分）

解得（1分）

两物块在B点发生碰撞，由动量守恒可知（1分）

解得（1分）

根据动能定理有（1分）

解得（1分）

14．解：（1）a、b平行进入圆形磁场，均进过原点O，则根据“磁聚焦”可知，粒子做圆周运动的半径大小与磁场区域半径大小相等，即（1分）

又（1分）

解得（2分）

（2）带电粒子a从O点沿y轴负方向进入电场后做减速运动，则由动能定理可得

（2分）

解得（2分）

（3）若匀强电场沿y轴正方向，则粒子b从原点O沿x轴负向进入电场，做类平抛运动，设粒子b经电场加速度后的速度大小为v，在MN下方磁场做匀速圆周运动的轨道半径为，粒子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向夹角为，如图甲所示．（1分）

则有

解得

，则（2分）

在电场中

（1分）

在磁场中有

解得（2分）

如图乙所示，由几何关系可知，在矩形磁场中运动的圆心在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且方向与x轴正方向夹角为时，粒子能够到达x轴，距离原点O最远．（1分）

则最小矩形区域水平边长为（1分）

竖直边长为（1分）

则最小面积为（1分）

15．（1）ADE

解析：温度越高，布朗运动越显著，选项A正确；外界对物体做功，若散热，物体内能不一定增加，选项B错误；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大，选项C错误；温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项D正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．

（2）解：①气体等压变化（1分）

（1分）

汽缸移动的距离为（2分）

②从状态气体等容变化（1分）

（1分）

（1分）

所以（1分）

或从状态气体等温变化

（1分）

得（1分）

16．（1）BDE

解析：由图可知，振幅，周期，则有，则质点简谐运动的表达式为，选项A错误，选项B正确；当时，位移为，选项C错误；1个周期内，路程为，前是3个周期，则路程为，选项D正确；由图可得，该简谐振动的周期为，选项E正确．

（2）解：①玻璃砖转过角时，折射光路如图所示入射角（2分）

根据几何关系可得（1分）

解得（1分）

则折射角（1分）

②根据折射定律可得（3分）

可得（2分）