2023届山西省高三上学期第一次模拟考试理综物理试题(含答案)

这是一份2023届山西省高三上学期第一次模拟考试理综物理试题(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、“拔火罐”时，用点燃的酒精棉球加热小玻璃罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。假设加热前小罐内的空气质量为、空气温度为室温，气压为标准大气压；加热后小罐内的空气温度为T。则当紧贴在皮肤上的罐最后冷却为室温时，其罐内空气的质量和压强大小分别约为( )
A.B.C.D.
2、摩托车的点火装置原理如图所示。转换器将直流电压转换为的正弦交流电压，并加在高压包（理想变压器）的原线圈上，当副线圈电压的瞬时值大于时，就会使火花塞产生电火花点燃汽油机工作。以下说法正确的是( )
A.高压包的副线圈匝数至少是原线圈匝数的1250倍
B.在电流变化的一个周期内，火花塞放电一次
C.仅升高高压包输入电流的频率，火花塞放电的频率会增大
D.仅升高高压包输入电流的频率，高压包的输出电压会增大
3、在研究简谐波的传播时，波源起振器位于O点，沿x轴正方向时的波形如图所示。则下列说法正确的是( )
A.该波的频率为，波速为
B.处的质点在时第一次到达波峰的位置
C.处的质点在时第一次到达的位置
D.处的质点在时第一次到达的位置
4、如图，小物块P置于倾角的光滑固定斜面上，轻质定滑轮固定在斜面顶端，Q和P用跨过定滑轮的不可伸长的轻绳相连，轻绳恰好和斜面平行。时将P由静止释放，此时Q的加速度大小为。时刻轻绳突然断裂，之后P能达到的最高点恰与Q被释放时的位置处于同一高度。取时P所在水平面为零势能面，此时Q的机械能为E。已知内Q未落地，不考虑空气阻力，下列说法正确的是( )
A.P、Q质量之比为B.时Q的机械能为
C.时P的重力势能为ED.时P重力的功率为
二、多选题
5、如图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、长方体玻璃砖和光屏，三个表面相互平行。一线光源紧贴玻璃砖表面以O为圆心沿移动，线光源发出的白光始终正对圆心O射入玻璃砖，经长方体玻璃砖后打在光屏上。P是上的一点，不考虑光在各个界面的反射，则光源( )
A.在P点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色与紫色光斑的间距将增大
B.在P点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的下方
C.在P点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动
D.从B移到C的过程中，光屏上红色光斑移动的平均速率比紫色光斑的大
6、借助木板从卡车上往地面卸货时，长木板A表面粗糙，一端放在卡车车厢的底板上，另一端置于水平地面上。将小货箱B从车厢底板推到木板上，用平行于A绳拉B，可使B沿A匀速下滑；若改用与A成一定的角度绳拉B，同样可使B沿A匀速下滑。已知A始终保持静止，则在两次B沿A下滑的过程中( )
A.第二次绳拉力的值可能小于第一次绳拉力的值
B.第二次B受到摩擦力的值小于第一次B受到摩擦力的值
C.第二次B对A作用力的值小于第一次B对A作用力的值
D.前、后两次B对A作用力的值大小不变
7、光滑绝缘平台处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m的矩形金属框右端开口，放在平台上。其边长为l，只有边有电阻且为R，、足够长。质量也为m的薄金属片置于金属框上，与金属框间的动摩擦因数为μ，接入金属框间的电阻也为R。现锁定（不能左、右运动），用小锤给金属框一瞬时水平向右的冲量I，发现金属框能平移的距离为x。则在这一过程中( )
A.中的感应电流方向由N到M
B.通过的电荷量为
C.中产生的焦耳热为
D.金属框运动的时间为
8、纸面内存在沿某方向的匀强电场，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径，从x轴上的a点开始沿逆时针方向作圆，是圆周上的8个等分点，如图（a）所示；测量圆上各点的电势φ与半径同x轴正方向的夹角θ，描绘的图象如图（b）所示，下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为
B.O点的电势为
C.两点的电势差为
D.从e到f，电势一直降低，从g到h，电势一直升高
三、实验题
9、在测量当地的重力加速度时，按图（a）所示将打点计时器固定在铁架台上，重物连上纸带，纸带穿过打点计时器后接通电源，释放纸带，打出的纸带如图（b）所示，图中1~9是依次标记的计时点。
已知计时器电源的频率为，实验时纸带的_______（选填“左”或“右”）端应和重物相连接，由数据可算出当地的重力加速度值为_______（保留两位有效数字）。当地的重力加速度值为，该测量值与当地的重力加速度的真实值相比_______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
10、取下无人机的一块电池，小李和同学们进行了这样的实验：
（1）图（a）中，E是无人机的电池，是他们从“热得快”中拆下的一段粗细均匀的电热丝。选择适当的电表量程后，他们发现大范围移动滑片P，电压表的示数变化却不明显。为解决这一问题，他们在讨论后将的定值电阻接入电路中，那么，选择图（b）中的电路_______（选填“甲”“乙”或“丙”）可解决这一问题；
（2）他们用改进后的电路进行了实验，同时记录电压表的示数U、电流表的示数I及对应的的长度x，部分实验数据如下：
（3）根据表格中的U、I数据，求出该无人机电池的电动势_______V，内阻_______Ω；（结果均保留2位小数）
（4）根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点绘出的图象_______；
（5）已知横截面积为，可求得材料的电阻率_______（结果保留1位有效数字）；
（6）测量的电阻率时，电流表内阻对电阻率的测量_______（选填“有”或“没有”）影响。
四、计算题
11、梦天实验舱成功发射后运行在距地球表面高度为h的圆轨道上，实验舱拥有一项特别“炫酷”的功能—在轨释放微小卫星。航天员把微小卫星装入释放机构，释放机构再像弹弓一样，在很短的时间内把微小卫星沿空间站前行方向弹射出去。若某个质量为m的微小卫星被弹射后恰能脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零。已知质量分别为的两个质点相距为r时，它们间的引力势能为（，引力势能为0）。地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。求：
（1）微小卫星与实验舱在轨运行时的速度；
（2）释放机构弹射微小卫星过程中做的功。
12、现代科技中常用电磁场分离和控制带电粒子的运动。如图所示，在平面内，第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场；第二象限内，在三角形区域之外存在垂直于纸面向外的匀强磁场，位于点的粒子源，能以不同速率、沿与x轴夹角的同一方向发射质量均为m、电荷量均为的粒子，其中速率为的粒子恰好从y轴上的点离开磁场，且通过电场后到达x轴上的点。不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
（1）磁感应强度的大小和电场强度的大小；
（2）速率为的粒子到达x轴上时的位置。
13、有一款推拉门，其三扇门板俯视如图所示，每扇门的宽度均为，质量均为，边缘凸起部位的宽度均为。门完全关闭时，1号门板的左侧以及3号门板的右侧分别与两侧的门框接触时，相邻门板的凸起部位也恰好接触。测试时，将三扇门板均推至最左端，然后用恒力F水平向右推3号门板，每次都经过相同的位移后撤去F，观察三扇门的运动情况。发现当恒力为时，3号门板恰好能运动到其左侧凸起与2号门板右侧的凸起接触处。设每扇门与轨道间的动摩擦因数均相同，门板凸起部位间的碰撞及门板与门框的碰撞均为完全非弹性碰撞（不粘连）。不考虑空气阻力，取。
（1）求每扇门与轨道间的动摩擦因数。
（2）若要实现三扇门恰好完全关闭，则恒力应是多大？
（3）若想让三扇门都到达最右侧门框处，则恒力至少是多大？
参考答案
1、答案：B
解析：以小玻璃罐的气体为研究对象，依题意，设小玻璃罐的体积为，加热后，小罐内的空气的体积变为V，则有
得
可得加热后罐内空气的质量为
加热后冷却至室温，有体积不变，故气体做等容变化，有
可得罐内空气的压强大小
故选B。
2、答案：C
解析：A.要使火花塞产生电火花点燃汽油机工作，根据理想变压器的变压规律
故A错误；
B.在电流变化的一个周期内，电压两次到达最大值，火花塞放电两次，故B错误；
C.根据变压器的原理，副线圈与原线圈中交流电的频率相同，故仅升高高压包输入电流的频率，火花塞放电的频率会增大，C正确；
D.副线圈的电压与原线圈的电压和匝数比有关，与原线圈的频率无关，故仅升高高压包输入电流的频率，高压包的输出电压不变，D错误。
故选C。
3、答案：D
解析：A.由图可知，0.01s波传播了半个波长，时间是半个周期，则
该波的频率为
波长为
波速为
故A错误；
B.波的传播也是波形的传播，0.01s时波峰在处，处的质点第一次到达波峰的位置的时间为
故B错误；
C.由图可知该波的起振方向是y轴正方向，波源的振动方程为
波传播到处的时间
处的质点从起振到达的位置
解得
处的质点第一次到达位置的时间
故C错误；
D.波传播到处的时间
处的质点从起振到第一次到达位置的时间
解得
处的质点第一次到达的位置的时间
故D正确。
故选D。
4、答案：C
解析：A.将P由静止释放，此时Q的加速度大小为，根据牛顿第二定律可知
解得
A错误；
BC.时刻P、Q的速度为
P、Q运动的位移大小为
绳子断后P沿斜面做减速运动，根据牛顿第二定律可知
解得
P还能沿斜面运动的时间为
P在时间内运动的位移为
即在时间为时P运动到最高点，设P、Q质量为m，根据题意取时P所在水平面为零势能面，此时Q的机械能为E可知
解得
在时P运动到与Q被释放时的位置处于同一高度，所以此时P的机械能为E，即重力势能为E，由于P，Q组成的系统机械能守恒，即此时Q的机械能等于零，B错误，C正确；
D.在时P上升到最高点，此后P以的加速度向下做初速度为零的匀加速运动，在时P的速度为
所以重力的功率
D错误。
故选C。
5、答案：AC
解析：AB.线光源发出的白光始终正对圆心O射入玻璃砖，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，在O点出射时，红光在上，紫光在下，经玻璃砖折射后出射光线和入射光线平行，光路如图
根据几何知识可知若将光屏稍向右平移，光屏上红色与紫色光斑的间距将增大，红色光斑在紫色光斑的上方，故A正确，B错误；
C.经玻璃砖折射后出射光线和入射光线平行，且出射光线向上平移，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动，故C正确；
D.从B移到C的过程中，从O点射出的红光偏转角最小，移动距离最小，光屏上红色光斑移动的距离比紫色光斑移动的距离小，则光屏上红色光斑移动的平均速率比紫色光斑的小，故D错误。
故选AC。
6、答案：BC
解析：A.设小货箱B的质量为m，长木板A与水平面的夹角为θ，第一次拉货箱时有
，
第二次拉货箱时，设绳与长木板的夹角为α，此时有
，
可得
即
A错误；
B.第一次B受到的摩擦力为
第二次B受到的摩擦力为
B正确；
CD.根据前面分析结合牛顿第三定律可知第一次B对A作用力的值为
第二次B对A作用力的值为
因为有，所以可得
C正确，D错误。
故选BC。
7、答案：BD
解析：A.由右手定则可知，中的感应电流方向由M到N，A错误；
B.由法拉第电磁感应知，整个过程电动势为
平均电流为
产生的感应电荷量为
B正确；
C.给金属框一瞬时水平向右的冲量I，由动量定理得
由能量守恒定理得
联立得系统产生的总焦耳热为
中产生的焦耳热为
C错误；
D.设金属框运动的时间为t，对金属框，由动量定理得
联立上式可得
D正确；
故选BD。
8、答案：ABC
解析：A.图（a）可知圆周上电势最高的点和电势最低的点所在的直径与x轴夹角为，且电势差的值为
由匀强电场的电场强度和电势差的关系，可得电场强度的大小
方向与x轴正方向夹角为，故A正确；
B.根据匀强电场电势分布特点，O点的电势
故B正确；
C.ae两点的电势差
故C正确；
D.根据选项A分析，可画出如图所示电场线
根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知从e到f，电势先降低再升高，从g到h，电势一直升高，故D错误。
故选ABC。
9、答案：右；9.6；偏小
解析：纸带上由左向右相邻两个实验点间距越来越小，则实验时纸带的右端应该和重物相连接。
相邻两个实验点间的时间间隔为
根据知
解得
此测量值与当地的重力加速度的真实值相比偏小，原因是由于空气阻力以及限位孔摩擦的存在。
10、答案：（1）乙
（3）3.95；0.20
（4）
（5）
（6）没有
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律有
即
可知电压表的示数变化不明显是由于电源的内阻较小引起的，所以需要加入一个等效电源内阻，故选图乙。
（3）根据闭合电路欧姆定律
可得
取表中一组数值代入有
解得
（4）图象如下：
（5）根据电阻定律可得
可知图线的斜率为，有
代入数值解得
（6）根据前面分析
可知为图象的纵截距，对电阻率的测量没有影响。
11、答案：（1）（2）
解析：（1）设地球的质量为M,空间站与微小卫星的速度大小为
解得
（2）微小卫星刚弹射出去时速度的大小为v
释放机构将微小卫星弹射出去的过程中做的功
解得
12、答案：（1），（2）
解析：依题意，可画出粒子在第一，二象限的运动轨迹如图所示
粒子在第二象限区域外做匀速圆周运动，在第一象限做类平抛运动。
（1），，可得
得
则，所以为等边三角形。设粒子做匀速圆周运动的半径为r，则有
得
根据
可得
粒子在电场中，有
联立求得
（2）若粒子的速度为，则粒子在磁场中运动半径为
由几何知识可得粒子垂直y轴飞入电场时的纵坐标为，有
联立求得
所以，粒子到达x轴上时的位置为。
13、答案：（1）0.01（2）（3）
解析：（1）设每扇门与轨道间的动摩擦因数为μ，根据动能定理
解得
（2）设3号门板和2号门板碰撞前速度的大小为，根据动能定理
设3号门板和2号门板碰撞后速度的大小为，根据动量守恒定律有
3号门板与2号门板碰撞后一起向右运动的过程中，根据动能定理
解得
（3）设3号门板和2号门板碰撞前速度的大小为，根据动能定理
设3号门板和2号门板碰撞后速度的大小为，根据动量守恒定律有
3号门板与2号门板碰撞后一起向右运动到与门框接触前的速度大小为，根据动能定理
设2号门板与1号门板碰撞后速度的大小为，根据动量守恒定律有
从2号门板与1号门板碰撞后到1号门板恰好停止过程中，根据动能定理
联立解得
实验次数
1
2
3
4
5
3.09
2.92
2.66
2.23
1.80
0.10
0.12
0.15
0.20
0.25
30.9
24.3
17.7
11.2
7.2
41.8
31.9
22.0
12.3
6.3