汉寿县第一中学2023届高三下学期第一次段考物理试卷(含答案)

这是一份汉寿县第一中学2023届高三下学期第一次段考物理试卷(含答案)，共19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．“曹冲称象”这个寓言故事家喻户晓，故事中生动的反映物理科学研究方法的重要性，以下物理现象研究中，和故事中研究方法相同的是( )
A.研究合力和分力之间的关系
B.研究向心力与半径和角速度的关系
C.研究力和运动的关系
D.研究平均速度和瞬时速度的关系
2．如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为( )
A.B.C.D.mg
3．如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是时的部分波形图，虚线是时的部分波形图，其他数据图中已标出，下列说法正确的是( )
A.这列波的波长是3m
B.这列波的周期可能是0.16s
C.在0.6s时，处的质点振动方向沿y轴正方向
D.这列波的波速可能是20m/s
4．2022年2月3日，远在400公里外的空间站的太空出差三人组，在空间站“变”出奥运五环（如图），希望冬奥会选手们取得好成绩为国争光，下列说法正确的是( )
A.该空间站始终与地球自转保持同步
B.奥运五环能悬浮在空中是因为处于完全失重状态，不受重力
C.若不对空间站及时补充能量，空间站的轨道半径将会越来越大，直至脱离地球引力束缚
D.空间站运行速度必定大于地球上任一点的自转线速度
5．如图所示，图（a）为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，图（b）为分子间作用力f和分子势能随分子间距离r变化的关系图线，图（c）是布朗运动实验得到的观测记录，图（d）是小草叶片上的一滴小露珠。下列说法正确的是( )
A.图（a）中，状态③所有分子的动能比状态①和②分子的动能都大
B.图（b）中，当分子间距离时，分子间的作用力，分子势能最小
C.图（c）中的图线反映了实验研究的某个分子的运动轨迹
D.图（d）所示小露珠，是由于水滴和植物叶面接触时的相互作用比水分子之间的相互作用强而形成的不浸润现象
6．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离处有一质量为的小物体，物体与盘面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，g取。当圆盘以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是( )
A.当圆盘转动的角速度时，小物体不会相对圆盘滑动
B.若小物体始终和圆盘一起做匀速圆周运动，转到最高点时所受摩擦力可能为零
C.若小物体恰好能和圆盘一起做匀速圆周运动，仅增大小物体质量，其他条件不变，则小物体会相对圆盘滑动
D.若小物体能和圆盘一起做匀速圆周运动，则小物体由最低点转到最高点的过程中，摩擦力对小物体做功的功率先增大后减小
二、多选题
7．我国在输电中使用的高压线，其输电电压现在已经可以超过1000kV。在如图所示的远距离输电线路中，已知小型发电厂的总输出功率为2.5万kW，线圈上的输电电压U为100kV，用户使用220V家庭电路，用户得到的功率为2.4万kW，两个变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.输电线上的电流为240A
B.输电线上的总电阻为16Ω
C.变压器的匝数比为
D.保持发电功率不变，将输电电压升到1000kV后，用户可得到的功率为24990 kW
8．下列说法正确的是( )
A.气体放出热量，其分子平均动能不一定减小
B.水的饱和汽压随温度升高而增大
C.液体汽化现象的原因是液体分子间存在斥力，分子相互排斥导致汽化现象的发生
D.任何物质的摩尔体积V、分子体积与阿伏加德罗常数之间的关系都可表示为
9．等离子体推进器的原理结构如图所示，首先由电子枪产生高速电子流，经过碰撞，电子将等离子体发生器内的惰性气体电离，形成等离子体，最后等离子体中的正离子经过静电加速层加速后高速飞出，从而对等离子推进器产生作用力。假设正离子的质量为m，电荷量为q，经电压为U的静电加速层加速后形成电流为I的离子束，忽略离子进入静电加速层的初速度，不计离子重力和离子间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A.离子推进器是将化学能转化为机械能的装置
B.离子由静电加速层喷出时的速度大小为
C.单位时间内，由静电加速层喷出的离子数为
D.离子推进器产生的推力大小为
10．如图所示，两等量负点电荷分别固定在x轴上的M、N两点，a、b、c、d为正方形的四个顶点，b、d位于x轴上，的中点和的中点重合，则下列说法正确的是( )
A.质子从a点由静止释放，静电力先做负功后做正功
B.电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先增大后减小
C.电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做负功后做正功
D.质子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放，质子的电势能可能保持不变
11．如图所示，间距为L的两条足够长的平行光滑金属导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，长度为L、质量为m、阻值为r的金属杆ab垂直导轨放置。在水平向右且与金属杆ab垂直的力F作用下，时刻从静止开始沿导轨做匀加速直线运动，加速度大小为a，导轨电阻不计，则下列说法正确的是( )
A.t时刻力F的大小为
B.0～t内通过电阻R的电量为
C.0～t内力F的冲量大小为
D.若t时刻撤去外力，则杆ab还能运动的距离为
三、实验题
12．为测量电梯运行的加速度，某实验小组制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在支架横梁上，当下端悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为C的位置，当悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为0的位置。现将的小球固定在弹簧下端，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。
（1）该小组先利用图乙装置测量当地的重力加速度，已知打点计时器打点频率为，打出纸带如丙图所示。测得C点的瞬时速度大小为________m/s，测得重力加速度大小为________。（结果均保留两位有效数字）
（2）该小组结合（1）中测得的数据，利用图甲装置测量电梯运行的加速度。指针指在刻度板上A点时电梯的加速度为________。指针指在刻度板上B点时电梯的加速度为________。（取竖直向上为正方向，结果均保留两位有效数字）
13．某同学要测量一未知电阻的阻值。
（1）先用多用电表粗测该电阻的阻值，选择开关旋转到欧姆挡的“”挡，将多用电表调节好，指针指在图甲中①的位置，然后将开关旋转到欧姆挡的______________（填“”或“”）挡位置，再调节好多用电表，指针指在图甲中②的位置，则粗测电阻的阻值约为____________Ω。
（2）为了精确测量该电阻的阻值，该同学从实验室选取的器材有：
A.电流计G，内阻，满偏电流
B.电流表A，内阻约为，量程为
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.干电池组
F.一个开关和导线若干
实验中要将电流G与电阻箱串联，改装成量程为的电压表，则电阻箱接入电路的电阻为___________Ω；要求尽可能地减少实验误差，请在图乙方框内画出实验电路图。
（3）根据电路图连接好实物后，调节滑动变阻器的滑片到合适的位置，闭合电路，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流计G的示数为，电流表A的示数为，则____________（用字母、、、表示）。
四、计算题
14．如图所示，直角三角形为棱镜的横截面，，，边长为L。一束单色光垂直边进入棱镜，恰好不能从边射出棱镜。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求此棱镜对该单色光的折射率n；
（2）现在让此单色光从边中点D垂直边进入棱镜，画出光路图，并求此单色光在棱镜中的传播时间。
15．如图所示，在平面直角坐标系平面内，x轴上方有垂直平面向外的匀强磁场，下方有沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的带负电粒子从电场中的A点沿x轴正方向以初速度射入电场，刚好能从坐标原点O处进入磁场，经过一段时间后仍能回到A点。已知A点坐标为，不计粒子重力。
（1）求粒子从坐标原点进入磁场时的速度大小；
（2）求电场强度大小E与磁感应强度大小B的比值。
16．如图所示，物块甲从木板乙的右端以速度向着长木板运动，长木板乙静止放在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在长木板的最左端。物块甲与长木板乙发生弹性正碰（时间极短）之后撤去甲，乙丙发生相对运动，整个过程物块丙始终在长木板乙上。已知物块甲、木板乙和物块丙质量分别为和，物块甲与地面之间的摩擦力等于零，长木板与地面间的动摩擦因数，物块丙与长木板间的动摩擦因数，物块丙与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，求：
（1）甲乙碰撞后的瞬间物块甲和长木板乙的速度大小；
（2）丙最终距离乙左端的长度。
参考答案
1．答案：A
解析：“曹冲称象”这个寓言故事反映的物理科学研究方法为等效法。
A.研究合力和分力之间的关系是用等效法，故A符合题意；
B.研究向心力与半径和角速度的关系用控制变量法，故B不符合题意；
C.研究力和运动的关系用理想实验法，故C不符合题意；
D.研究平均速度和瞬时速度的关系用极限法，故D不符合题意。
故选A。
2．答案：A
解析：由几何得，，对C点进行受力分析，如图
可得
对D点进行受力分析，如图
当F方向垂直于绳DB时，F最小，易得
故A正确。
故选A。
3．答案：B
解析：A、由图可知，波长为，A错误；
B.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是时的部分波形图，虚线是时的部分波形图，即
得
当时，周期为0.16s，B正确;
C.在0.6s时，处的质点振动方向由“上坡下行”知，方向沿y轴负方向，C错误；
D.波速为
当波的波速是20m/s，n无整数解，D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：A.将卫星运动近似看为匀速圆周运动，地球同步卫星距离地表高度约为36000公里，比空间站的轨道高度大，根据，解得可知，空间站的角速度大于地球同步卫星的角速度，即该空间站始终与地球自转不能保持同步，A错误；
B.将卫星运动近似看为匀速圆周运动，奥运五环能悬浮在空中是因为万有引力提供圆周运动的向心力，奥运五环处于完全失重状态，但是奥运五环仍然受到重力作用，B错误；
C.若不对空间站及时补充能量，空间站由于机械能的损耗，在轨道上的动能减小，即速度减小，万有引力随后将大于该轨道上运行所需要的向心力，则空间站将由高轨道向低轨道变轨，空间站的轨道半径将会越来越小，C错误；
D.将卫星运动近似看为匀速圆周运动，根据，解得，地球同步卫星距离地表高度约为36000公里，比空间站的轨道高度大，则空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度，根据可知，地球同步卫星的角速度与地球自转角速度相等，地球同步卫星的线速度大于地球上任一点的自转线速度，则空间站运行速度必定大于地球上任一点的自转线速度，D正确。
故选D。
5．答案：B
解析：A、分子速率的分布呈现“中间多，两头多”的规律，由图像得，状态③相对状态①和②，速率大的分子占比大，分子平均动能最大，但不是所有分子的动能都大，故A错误;
B、图①为分子作用力随分子间距离的变化，图②为分子势能随分子距离的变化，则由图像得，时，分子间的作用力，分子势能最小，故B正确;
C、图3得到的观测记录，是按等时间间隔依次记录的某颗粒位置的连线，而不是分子的运动轨迹，故C错误;
D、图(d)所示小露珠，是由于水滴和叶片间附着层分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，表现出的不浸润现象，故D错误。
故选:B。
6．答案：D
解析：A.当小物体恰好不相对圆盘滑动时，在最低点对小物体受力分析，由牛顿第二定律得，解得圆盘转动的最大角速度为，故A错误；
B.若在最高点受到的摩擦力为零，由牛顿第二定律得，解得，由于，所以转到最高点时所受摩擦力不可能为零，故B错误;
C.由A项中的分析可知，小物体是否相对圆盘滑动，与小物体的质量无关，故C错误;
D.小物体能和圆盘一起做匀速圆周运动，由动能定理可知，在任意一段时间内，重力做功与摩擦力做功之和等于0，所以小物体由最低点转到最高点的过程中，摩擦力做正功的功率等于重力做负功的功率。从最低点开始，小物体转过的角度为α时，摩擦力做功功率为，小物体由最低点转到最高点的过程中，α从0增加到180°，P先增大后减小，故D正确。
故选D。
7．答案：BD
解析：输电线上的电流为，故A错误；设输电线上的总电阻为，则有，解得，故B正确；变压器的副线圈电流为，变压器的匝数比为，故C错误；保持发电功率不变,将输电电压升到1000 kV后，则输电线上的电流为，输电线上损失功率为，则用户可得到的功率为，故D正确.
8．答案：AB
解析：A.若外界对气体做的功大于气体放出的热量，气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A正确;
B.水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度越高，饱和汽压越大，故B正确;
C.汽化是物质从液态变成气态的过程，汽化分为蒸发和沸腾两种情况，跟分子运动有关，不是分子间的相互排斥产生的，故C错误;
D.固体或液体的摩尔体积V，每个分子的体积和阿伏加德罗常数的关系可表示为，但对于气体此式不成立，故D错误。
故选AB。
9．答案：CD
解析：
10．答案：BD
解析：A、质子从a点由静止释放，质子带正电，受到负电荷的作用力为引力，质子从a点向x轴做加速运动，运动到x轴上时，速度最大，质子继续运动，受到的引力向上指向x轴，质子向下做减速运动，运动到c点时速度为零，则静电力先做正功后做负功，故A错误;
B、从a点沿直线到c点的过程，电势先降低后升高，则电子的电势能先增大后减小，故B正确;
C、若从MN两点分别向ab做垂线交点为PQ，则当电子从a到P点时，如图所示：
两电荷对电子均做负功；从Q点到b点，两电荷对电子均做正功；同理从b到c也是如此，故C错误；
D.在ac所在的垂直正方形的平面上，电场线均指向MN连线的中点，则质子从a点垂直正方形所在平面以某一合适的速度释放，质子可以以MN连线的中点做匀速圆周运动，此时质子的电势能保持不变，故D正确。
故选:BD。
11．答案：BD
解析：A.对金属杆分析由牛顿第二定律得

联立得

A项错误；
B.0～t内金属杆运动的位移为

由法拉第电磁感应得

平均电流为

则通过电阻R的电量为

B项正确；
C.0～t内由动量定理得

联立上式得力F的冲量大小为

C项错误；
D.撤去外力后由动量定理得

平均感应电流为

联立后得

则杆ab还能运动的距离为

D项正确。
故选BD。
12．答案：（1）1.2；9.8（2）；2.2
解析：
13．答案：（1）；180
（2）88；
（3）
解析：（1）指针指在图甲中①的位置，指针偏转角度太大，应选用欧姆挡的较小倍率“”挡，粗测的电阻值约为180Ω；
（2）要将电流计G改装成3V的电压表，应将电阻箱接入电路的电阻为；由于电压表内阻已知，电流表采用外接，由于滑动变阻器的阻值很小，因此采用分压电路；电路图如图所示：
（3）由题意可知，被测电阻。
14．答案：（1）
（2），
解析：（1）由题意知，若单色光垂直边射入棱镜后在面上发生全反射，由几何关系可知临界角，由
解得
（2）单色光垂直边从D点垂直射入棱镜，由几何知识可知，单色光在面上的入射角
即单色光在边上发生全反射，单色光在边上的入射角
发生全反射，最后反向光线传到边上时垂直边射出。单色光在棱镜中传播的光路图如图所示
根据几何知识可知
，，
根据
可知光在介质中的传播速度
光在棱镜中传播时间
解得
15．答案：（1）（2）
解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，沿x轴正方向有
沿y轴正方向有
联立以上两式解得
设粒子从O点进入磁场时的速度大小为v，则有
（2）在匀强电场中，沿y轴正方向有
解得
粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子从O点进入磁场时，速度方向与x轴正方向之间的夹角为α，则有
得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则有
由牛顿第二定律可知
联立以上各式解得
故
16．答案：（1）3m/s，12m/s（2）10.67m
解析：（1）物块甲与长木板乙发生弹性正碰，则有
，
解得
，
（2）碰后，甲向左做匀速直线运动，乙向左做减速运动，丙向左做加速运动，对乙有
解得
对丙分析有
解得
历时乙丙达到同速，则有
解得
，
此过程丙相对于乙向右运动，相对位移为
解得
之后丙以大小仍然为的加速度向左做匀减速运动，位移为
乙之后向左做匀减速运动，对乙有
解得
向左减速至0的位移
此过程丙相对乙向左运动，相对位移为
可知，丙最终距离乙左端的长度
解得