山西省太原市育英中学2023年高三第一次模拟考试物理试卷含解析

2023年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，P是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成a、b两束光线，则下列说法中正确的是（）A．a光频率小于b光频率B．在玻璃砖中传播的时间a光比b光长C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率D．若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°，P光线保持不变，则a、b两束光线也保持不变2、法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲.丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB//ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中.线圈中能产生感应电流的是（）A．甲图中线圈自由下落 B．乙图中线圈自由下落C．丙图中线圈绕AB匀速转动 D．丁图中线圈匀速向右移动3、如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（）A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量4、如图甲所示，物体在竖直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当t=1s时将F反向，大小仍不变，物体的图象如图乙所示，空气对物体的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体在1.25s内拉力F的平均功率为160WB．物体1.25s内阻力做功的平均功率为为16WC．空气对物体的阻力为6ND．物体的质量为4kg5、如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图象正确的是（）A． B．C． D．6、如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为（）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、在如图所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m，已知空间的简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是（）A．该简谐横波的传播周期为0.8sB．该简谐波的波长可能为48mC．该简谐波的波长一定等于9.6mD．该简谐横波的传播速度大小为12m/sE.0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cm8、一定质量的理想气体，其状态变化的图象如图所示，其中过程气体既不吸热、也不放热，过程气体体积不变。对此下列说法正确的是（）A．过程中，外界对气体做功B．过程中，气体分子的平均动能不变C．过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多D．过程中，气体温度降低E.过程中，单位体积内的气体分子数减少9、如图所示，ac和bd是相距为L的两根的金属导轨，放在同一水平面内。MN是质量为m，电阻为R的金属杆，垂直导轨放置，c和d端接电阻R1=2R，MN杆与cd平行，距离为2L，若0－2t0时间内在导轨平面内加上如图所示变化的匀强磁场，已知t=0时刻导体棒静止，磁感强度竖直向下为正方向，那么以下说法正确的是（）A．感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向B．回路中电流大小始终为C．导体棒受到的摩擦力方向先向左后向右D．导体棒受到的摩擦力大小不变10、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（）A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为C．处的位置电场强度不为0D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学在实验室利用图甲所示的装置探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。图中长木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M。(1)为减小实验误差，打点计时器应选用________________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。(2)该同学回到教室处理数据时才发现做实验时忘记了平衡摩擦力，也没有记下小吊盘和盘中物块的质量之和。图乙为实验中所得的滑块的加速度a与滑块（含滑块上的砝码）的质量的倒数的关系图象。取g=10m/s2，根据图象可求出小吊盘和盘中物块的质量之和约为________________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为________________。12．（12分）某实验兴趣小组用如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律并求出当地重力加速度。倾斜气垫导轨倾角为30°，导轨上端与水平桌面相接并安装有速度传感器可以直接测出小物块经过上端时的速度，气垫导轨和水平桌面上均有刻度值可读出长度。导轨下端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，测出不放小物块时弹簧上端与传感器之间的长度为L。气垫导轨开始工作后把质量为m的小物块轻放在弹簧上端，用外力向下缓慢推动小物块到不同位置后撤去外力，小物块从静止开始向上运动，经过一段时间后落在水平桌面上。（1）通过实验，该小组测出了多组不同的速度v和对应的落点到导轨上的长度x，画出了如图乙所示的图象，已知该图象为一过原点的直线、直线斜率为k，则通过该象可求出当地重力加速度g的值为_________，考虑到空气阻力，该小组测出的值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（2）通过事先对轻弹簧的测定，、研究得出弹簧的弹性势能与压缩量的关系为。若每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，为了验证小物块和轻弹簧系统的机械能守恒，该小组需要验证的表达式为__________________（用x、n、L表示）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：（1）金属杆的最大速度（2）达到最大速度后，某时刻若金属杆ab到导轨顶端MP的距离为h，为使ab棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？推导这种情况下B与t的关系式。14．（16分）2014年12月14日，北京飞行控制中心传来好消息，嫦娥三号探测器平稳落月。嫦娥三号接近月球表面过程可简化为三个阶段：一、距离月球表面一定的高度以v=1.7km/s的速度环绕运行，此时，打开七千五百牛顿变推力发动机减速，下降到距月球表面H＝100米高处时悬停，寻找合适落月点；二、找到落月点后继续下降，距月球表面h＝4m时速度再次减为0；三、此后，关闭所有发动机，使它做自由落体运动落到月球表面。已知嫦娥三号着陆时的质量为1200kg，月球表面重力加速度g'为1.6m/s2，月球半径为R，引力常量G，（计算保留2位有效数字）求：(1)月球的质量（用g'、R、G字母表示）(2)从悬停在100米处到落至月球表面，发动机对嫦娥三号做的功？(3)从v=1.7km/s到悬停，若用10分钟时间，设轨迹为直线，则减速过程的平均加速度为多大？若减速接近悬停点的最后一段，在垂直月面的方向下落，且加速度大小为上述减速过程的平均值，求此时发动机的平均推力为多大？15．（12分）如图所示，在直线MN和PQ之间有一匀强电场和一圆形匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，MN、PQ与磁场圆相切，CD是圆的一条直径，长为2r，匀强电场的方向与CD平行向右，其右边界线与圆相切于C点。一比荷为k的带电粒子（不计重力）从PQ上的A点垂直电场射入，初速度为v0，刚好能从C点沿与CD夹角为α的方向进入磁场，最终从D点离开磁场。求：(1)电场的电场强度E的大小；(2)磁场的磁感应强度B的大小。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B【解析】

AC．由图看出a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，折射率大则频率大，则a光的频率大，AC错误；B．根据公式可知a光的折射率较大，则在玻璃砖中，a光的速度小于b光的速度，则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长，B正确；D．旋转前，发生折射过程是由玻璃射向空气中，而旋转180°后，发生的折射过程是由空气射向玻璃，故光线会发生变化，D错误。故选B。2、D【解析】

AC．图甲、丙中，穿过铜线圈的磁通量始终为零，铜线圈中不会产生感应电流，故A、C均错误；B．图乙中，线圈自由下落，由于线圈离导线AB距离不变，所以穿过铜线圈的磁通量始终不变，铜线圈中不会产生感应电流，故B错误；D．图丁中，线圈匀速向右移动，穿过铜线圈的磁通量不断减小，铜线圈中会产生感应电流，故D正确。故选D。3、A【解析】

A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。故选A。4、B【解析】

A．在1.25s内，图像围成面积为5m，即总位移为5m，拉力第一阶段向上的位移为4m，则拉力做正功160J，第二阶段位移为1m，则拉力做负功40J，总共120J，平均功率96W，故A错误。CD．根据牛顿第二定律可得：F－（mg+f)=ma1F+mg+f=ma2，又由题图乙可知a1=2m/s2a2=6m/s2联立解得物体的质量m=2kg空气对物体的阻力为f=4NCD项错误。B．阻力全程做负功，共Wf=4×5=20J，所以平均功率为B正确。故选B。5、A【解析】

0～0.5T时间内，B减小，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，为正值；

由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为，不变，则E不变，感应电流i不变。由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向右，是正的。由F=BiL知bc段导线受到的安培力大小随B的减小而逐渐减小。

在0.5T-T时间内，B增大，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，为负值；

由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为，不变，则E不变，感应电流i不变。由图知：在0.5T-T时间内的是0～0.5T时间内的2倍，则在0.5T-T时间内的感应电动势E是0～0.5T时间内的2倍，感应电流也是2倍。在0.5T-T时间内，由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向左，是负的，且由F=BiL，知在0.5T-T时间内bc段导线受到的安培力随B的增大而增大，且是0～0.5T时间内的4倍，故BCD错误，A正确。

故选A。6、B【解析】

设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：△x=2π△r在△t时间内F做的功等于回路中电功△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有：△S=2πr∙△r而回路中的电阻R=R02πr，代入得，F∙2π△r=显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为：解得：A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】

A．由振动图像可知这列波的周期为T=0.8s，A正确；BCD．由于简谐波由M向N传播，则有，（n=0、1、2、3…）又因为8m<λ<10m，所以n=1时，λ=9.6m，则波速由可得v=12m/sB错误，CD正确；E．一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s为1.5个周期，则M点通过的路程为振幅的6倍，即60cm，E错误。故选ACD。8、ACE【解析】

A．过程，气体体积减小，则外界对气体做功。所以A正确；B．过程，由题意知该过程气体既不吸热、也不放热，由热力学第一定律知气体内能一定增加，则理想气体分子的平均动能一定增大。所以B错误；C．过程，气体体积不变而压强增大，体积不变则单位体积的气体分子数不变，压强增大则气体的温度一定升高，气体分子的热运动更加剧烈，分子在单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数增多。所以C正确；D．过程，由（常数）知气体温度升高。所以D错误；E．过程中，气体体积增大，则单位体积内的气体分子数减少。所以E正确。故选ACE。9、BC【解析】

AB．设导体棒始终静止不动，由图乙可知，图线斜率绝对值即为磁场变化率且恒定，由公式感应电动势恒定，回路中电流恒定不变，由于t=0时刻导体棒静止，由可知，此时的安培力最大，则导体棒始终静止不动，假设成立，由楞次定律可知，感应电流方向始终为顺时针方向，故A错误，B正确；C．由于感应电流方向不变，内磁场方向竖直向下，由左手定则可知，安培力方向水平向右，由于导体棒静止，则摩擦力方向水平向左，同理可知，时间内安培力方向水平向左，摩擦力方向水平向右，故C正确；D．由平衡可知，摩擦力大小始终与安培力大小相等，由于电流恒定，磁场变化，则安培力大小变化，摩擦力大小变化，故D错误。故选BC。10、AC【解析】

AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有则根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、电火花打点计时器0.020.2【解析】

(1)[1]电磁打点计时器纸带运动时，振针振动，计时器与纸带存在较大摩擦，而电火花打点计时器由火花放电，摩擦小，故选用电火花打点计时器误差小；(2)[2]根据牛顿第二定律，对滑块有变形后得图像斜率表示合外力则有由于小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M，则小吊盘和盘中物块的总重力近似等于合力，所以小吊盘和盘中物块的总质量为[3]乙图中纵截距则滑块与木板间的动摩擦因数为12、偏大【解析】

（1）[1][2]物块到达斜面顶端时的速度为v，则：物块离开斜面后做斜上抛运动，运动时间：水平位移：整理得：由v2-x图象可知图象斜率：所以重力加速度：考虑空气阻力影响，所测重力