山西省2022-2023学年高三物理上学期第一次摸底考试试题（Word版附答案）

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 陶寺遗址是尧的都城，是最早的“中国”，在发掘中采用了碳十四测年技术等多项科技手段来判断陶寺文化的绝对年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A. 衰变方程中的X是中子

B. 需吸收能量才能发生衰变

C. 随着不断衰变，其半衰期会逐渐变长

D. 与X的质量之和小于的质量

【答案】D

【解析】

【详解】A．据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为，即电子，A错误；

B．发生的为衰变，自发进行，会放出能量，B错误；

C．的半衰期由原子核内部结构决定，与所处的物理、化学环境无关，不会变长，C错误；

D．由于衰变过程放出能量，发生质量亏损，可知与X的质量之和小于的质量，D正确。

故选D。

2. 如图所示为一同学从时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻（、、）的漫画图。假设时刻同学对箱子的推力为5N，时刻推力为10N，时刻推力为15N。下列说法正确的是（　　）

A. 箱子对地面的压力就是箱子的重力

B. 时刻箱子受到地面的摩擦力大于5N

C. 时刻箱子受到地面的摩擦力等于10N

D. 箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N

【答案】C

【解析】

【详解】A．箱子对桌面的压力属于弹力，不是箱子的重力，故A错误；

B．t1时刻，小孩没有推动箱子，则箱子所受的是静摩擦力，根据平衡条件可知，此时摩擦力大小与此时推力大小相等，为5N，故B错误；

C．t2时刻，小孩仍然没有推动箱子，则箱子所受的仍然是静摩擦力，根据平衡条件可知，此时摩擦力大小与此时推力大小相等，为10N，故C正确；

D．t3时刻推力为15N，此时箱子动了，但是由于不知道箱子的运动状态，则不能确定箱子与地面的滑动摩擦力是否等于15N，故D错误。

故选C。

3. 导热气缸内密封有一定质量的理想气体，环境温度不变，当气体的体积增大时（　　）

A. 气体分子热运动的剧烈程度降低，每个分子对器壁的平均撞击力变小

B. 气体分子单位时间内对器壁碰撞的次数减小，气体的压强减小

C. 单位体积内的气体分子数减小，每个分子的动能都不变

D. 气体内能不变，气体向外界释放热量

【答案】B

【解析】

【详解】A．理想气体温度不变，体积增大时压强减小，则气体分子热运动的剧烈程度不变，气体分子对器壁的平均撞击力变小，A错误；

B．由于温度不变，体积增大，所以气体分子单位时间内对器壁碰撞的次数减小，气体压强减小，B正确；

C．气体体积增大，单位体积内的气体分子数减小，分子平均动能不变，具体到某个分子的动能则无法确定，C错误；

D．气体温度不变，内能不变，体积增大，则对外做功，由热力学第一定律知气体此过程必然吸热，D错误。

故选B。

4. 2022年7月24日下午，长征五号B遥三运载火箭托举着问天实验舱一飞冲天，约13小时后，问天实验舱与核心舱组合体成功交会对接。若组合体绕行时受稀薄大气的阻力影响，离地球表面的高度会在418~421之间发生变化。当离地球表面的高度变小时，组合体的（　　）

A. 运行速度变大 B. 运行速度大于第一宇宙速度

C. 运行周期变大 D. 向心加速度变小

【答案】A

【解析】

【详解】A．由万有引力提供向心力得

解得

可知，高度变小，速度增大。故A正确；

B．近地环绕速度为等于第一宇宙速度，所以运行速度小于第一宇宙速度。故B错误；

C．由万有引力提供向心力得

解得

可知，高度减小，周期变小。故C错误；

D．由万有引力提供向心力得

解得

可知，高度减小，向心加速度增大。故D错误。

故选A。

5. 甲、乙两辆汽车沿同一平直公路行驶，两汽车的速度随时间变化如图所示，时两车第二次相遇，则两车第一次相遇的时刻为（　　）

A. 1s B. 2s C. 4s D. 6s

【答案】B

【解析】

【详解】由数学知识可知，两图线交点的横坐标为6s，因为速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，结合对称性可知，两汽车在t=2s和t=10s时刻的位移差相同，10s时两车第二次相遇，则两车第一次相遇的时刻为2s。

故选B。

6. 某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的挂钩处系一细线，细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处，手持弹簧测力计B水平向左拉，此时O点位置如图所示，之后手缓慢上移并保持O点位置始终不变。不计弹簧测力计所受的重力，两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程，则手上移过程中，弹簧测力计A、B的示数、的变化情况是（　　）

A. 一直减小，一直增大 B. 一直增大，一直减小

C. 一直增大，先增大后减小 D. 一直减小，先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】对结点O进行受力分析，如图所示

保持O点位置始终不变，即FA与竖直方向夹角不变，随着FB不断顺时针转动，可知一直减小，先减小后增大。

故选D。

7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示，A、B表示两个同心半圆金属板，两板间存在偏转电场，板A、B的电势分别为、。不同初动能的电子从偏转器左端的中央M进入，经过偏转电场后到达右端的探测板N的不同位置。其中初动能为的电子沿电势为的等势面C（图中虚线）做匀速圆周运动到达板N的正中间，而初动能为、的电子分别到达板N的左边缘和右边缘，忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是（　　）

A. 偏转电场是匀强电场 B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．电子（带负电）做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从B指向A，则电场不是匀强电场且B板电势高于A板电势，故AB错误；

C．相较于做匀速圆周运动电子，动能为Ek1的电子在做近心运动，动能为Ek2电子在做离心运动，可知

Ek1＜Ek2

故C正确；

D．根据电场线特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度，考虑到等势面间距相等，根据

U=Ed

可知

故D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

8. 2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　）

A. 两运动员的加速度大小相同

B. 两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零

C. 两运动员相互作用力做功之和一定等于零

D. 两运动员组成的系统动量守恒但机械能不守恒

【答案】BD

【解析】

【详解】A．两运动员交接棒的过程，他们之间的相互作用力大小相等、方向相反，根据可知不知二者的质量，则无法比较二者的加速度大小，选项A错误；

B．根据牛顿第三定律可知，两运动员之间的相互作用力大小相等，方向相反，且作用时间相等，根据可知两运动员相互作用力的冲量大小相等，方向相反，冲量之和一定为零，选项B正确；

C．两运动员相互作用时，相对地面的位移不一定相同，因此相互作用力的功之和不一定等于零，选项C错误；

D．两运动员组成的系统动量守恒，但“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员的过程中要消耗人体的化学能，转化为系统的机械能，则机械能不守恒，选项D正确。

故选BD。

9. 如图所示装置中，、杆垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，杆与轨道之间的摩擦力不计。原来、杆均静止，当杆做如下哪些运动时，杆将向左移动（  ）

A. 向右减速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动

【答案】AC

【解析】

【详解】杆向左移动，则杆受到的安培力水平向左，根据左手定则，杆上电流方向为从流向，根据楞次定律，线圈中磁场方向向下增强或是向上减弱，若线圈中磁场方向向下增强，则杆中电流方向为从流向，并且逐渐变大，所以杆向左加速运动，同理可得，若线圈中磁场方向向上减弱，杆向右减速运动，BD错误，AC正确。

故选AC。

10. 玻璃三棱镜的横截面为直角三角形ABC，，O点和D点分别为和边的中点，如图所示，现有两束同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，已知玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于，则下列说法正确的是（　　）

A. 两束折射光线的折射角相等

B. 两束光从O点入射的入射角之和等于90°

C. 若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与边成60°夹角可以射出

D. 若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与边成45°夹角可以射出

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由题意作出光路图，如图

由几何知识可知两束折射光线的折射角

故A正确；

B．由折射率

解得

所以两束光从O点入射的入射角之和

故B错误；

CD．由

可得

所以若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与边成45°夹角不可以射出，但成夹角可以射出，故C正确，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，弹簧原长为L，质量为m的小球从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放，小球与弹簧接触后立即与弹簧上端粘连，并在竖直方向上运动。一段时间后，小球静止在O点，此时，弹簧长度为，弹簧的弹性势能为，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的劲度系数为

B. 小球在运动过程中，球与弹簧组成的系统机械能守恒

C. 小球第一次下落过程中速度最大位置在O点

D.

【答案】AD

【解析】

【详解】A．球停止运动时，受力平衡，根据平衡关系和胡克定律得

解得

选项A正确；

B．分析得小球开始从高处下落，第一次经过最后的静止位置动能不为零，最后在该位置静止，说明运动过程中有阻力作用，故系统机械能不守恒，选项B错误；

C．由于在运动过程中有阻力作用，第一次下落过程中的平衡位置并不在最后的静止位置，故O点不是下落过程中速度最大处，选项C错误；

D．运动过程中第一次经过最后的静止位置，根据能量守恒有

则

选项D正确。

故选AD。

12. 如图所示，甲和他的冰车总质量，甲推着质量的小木箱一起以速度向右滑行。乙和他的冰车总质量也为，乙以同样大小的速度迎面而来。为了避免相撞，甲将小木箱以速度v沿冰面推出，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，则小木箱的速度v可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】设甲至少以速度将箱子推出，推出箱子后甲的速度为，乙接在箱子后的速度为，取向右方向为正方向。甲将箱子沿冰面推给乙的过程，甲和箱子组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得

乙把箱子抓住的过程，乙与箱子组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得

如果甲、乙不相撞，则有

联立解得

故选CD。

三、非选择题：本题共5小题，共52分。

13. 某实验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力的关系，将力传感器固定在小车上，细绳的一端固定在传感器上，传感器的示数就是拉力F的大小，用手机的连拍功能对小车进行照相。

（1）下列操作正确的是___________

A.调节滑轮的高度，使细线与长木板平行

B.在细绳下端挂上重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力

C.实验时，应先启动手机连拍照相，再放开小车

D.为尽可能减小实验误差，重物的质量应远小于小车的质量

（2）将拍摄的照片进行处理，从某一张照片起每隔四张照片选取一张，依次分别记为A、B、C、D、E，拼接后将得到的图像如图乙所示。已知手机连拍的频率为，则小车加速度的大小___________（计算结果保留三位有效数字）。

（3）该组同学根据实验数据作出小车图像为一条过原点的直线，且直线斜率为k，则小车的质量（包括传感器）为___________。

【答案】    ①. AC    ②. 2.40    ③.

【解析】

【详解】（1）[1] A．实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力沿长木板斜面方向，才能使细绳的拉力等于小车的合外力，故A正确；

B．实验前不挂重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B错误；

C．实验时，为了拍到更多小车运动中的照片，应先启动手机连拍照相，再放开小车，故C正确；

D．由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使重物的质量应远小于小车的质量，故D错误。

故选AC

（2）[2] 由手机连拍的频率为，每隔四张照片选取一张，可知图中照片时间间隔

取小车左端为参考点，则小车的位置为

，，，，

则小车加速度为

（3）[3]由可得

所以小车图像的直线斜率表示小车的质量（包括传感器）的倒数，即

所以小车的质量（包括传感器）为

14. 18650锂电池具有容量大、寿命长、安全性能高等优点，被广泛应用。某活动小组设计了图甲的电路测定一节标称为3.7V的锂电池的电动势和内阻。图中，精密电阻的阻值较小，电阻箱R的调节范围为0~99.99Ω，电压表V1，V2的量程分别为3V和1V，两电表的内阻均很大。实验进行了如下的操作，完成下列填空（计算结果保留两位小数）。

（1）电路连接完成后，将电阻箱的阻值R调到最大，闭合电键，再减小阻值R，读出两电压表V1，V2的示数、，反复调节电阻箱并记录多组实验数据。

（2）将（1）得到的数据描到图乙中并作出图像，则图甲中精密电阻的阻值___________Ω。

（3）将（1）得到的数据描到图丙中并作出图像，由图像可知该电源的电动势___________V，内阻___________Ω。内阻r的测量值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①     ②. 3.74V    ③.     ④. 不变

【解析】

【详解】解：（2）[1]电阻箱和电阻串联，根据串联电路的分压特点有

将图乙数据代入可得

（3）[2]根据闭合电路欧姆定律有

整理可得

可知图丙中图像与纵轴的交点表示E，所以

E=3.74V

[3]图像斜率表示-r，所以

[4]因为两电压表的内阻都很大，所以测的电压是准确的，电阻箱的电阻也是准确的，故内阻r的测量值与真实值不变。

15. 如图，两根足够长的平行金属导轨、倾斜放置，导轨所在平面与水平面间的夹角，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、有效电阻为R的金属棒从图示位置由静止释放，从某时刻起，两灯泡开始保持正常发光。已知金属棒运动过程中保持与两导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；

（2）灯泡正常发光时金属棒的运动速率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设小灯泡的额定电流为I0，有

由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，流经导体棒MN的电流

I=2I0

此时金属棒MN的重力沿着导轨向下的分力与安培力和摩擦力平衡，速度达到最大

联立解得

代入数据可得

（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由法拉第电磁感应定律

E=BLv

电路中的总电阻

R总=R，E=IR总=3RI0

解得速率为

16. 如图所示，倾角的滑道在最低点B与水平滑道通过一长度不计的弧道连接，一位雪橇运动员坐在雪橇上，时刻从A点由静止出发后，用双手接触冰面向后用力划拨冰面5次，8s时到达B点。雪橇及人过B点时速度的大小不变，方向变为水平，到达水平面后雪橇及人自由滑行125m后停止运动。已知雪橇和人的总质量为100kg，雪橇和人在整个滑道上滑行时所受冰面及空气的总阻力大小不变，方向与运动方向相反；人在段每次双手划拨冰面的时间为，且用力大小相同。取，，求：

（1）雪橇经过B点时的速度大小；

（2）运动员在斜面上双手划拨冰面时向后用力的大小。

【答案】（1）10m/s；（2）80N

【解析】

【详解】（1）从B到C由动能定理

解得

vB=10m/s

（2）从A到B根据动量定理

解得

F=80N

17. 如图所示，坐标系第Ⅰ、Ⅳ象限内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在电场强度的大小为E，方向沿y轴负方向的匀强电场。一带正电的离子从x轴上的P点处以初速度沿x轴正方向开始运动，离子第一次到达y轴时，速度方向与y轴负方向的夹角为30°。离子通过磁场后再次返回电场中又能回到P点。已知P点的坐标为，不计离子的重力。求：

（1）离子的比荷和离子第一次通过y轴时的位置坐标；

（2）离子两次通过y轴两点间的距离；

（3）磁场的磁感应强度的大小。

【答案】（1）；（0、）（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）粒子从P点开始在电场中做类平抛运动，则

解得

即离子第一次通过y轴时的位置坐标（0、）

（2）粒子出离磁场后，速度方向与y轴负向仍成30°角，速度大小仍为

到达P点时，则

解得

离子两次通过y轴的两点间的距离

（3）粒子在磁场中做圆周运动，半径满足

又

解得