山西省吕梁地区高三第一次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

山西省吕梁地区高三第一次模拟考试新高考物理试卷考生请注意：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、如图所示为某大桥，图中桥墩之间的四段距离均为110m。可视为质点的一辆汽车从a点由静止开始做加速度恒定的加速直线运动。已知该车通过bc段的时间为t，则通过ce段的时间为（）A． B． C． D．2、如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10︰1，原线圈两端连接正弦交流电源u=311sin314t(V)，副线圈接电阻R，同时接有理想电压表和理想电流表。下列判断正确的是（）A．电压表读数约为31.1VB．若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍C．若仅将R的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D．若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍3、在足够长的光滑绝缘水平台面上，存在有平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E。水平台面上放置两个静止的小球A和B（均可看作质点），两小球质量均为m，带正电的A球电荷量为Q，B球不带电，A、B连线与电场线平行。开始时两球相距L，在电场力作用下，A球开始运动（此时为计时零点，即t0），后与B球发生正碰，碰撞过程中A、B两球总动能无损失。若在各次碰撞过程中，A、B两球间均无电荷量转移，且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力，则（）A．第一次碰撞结束瞬间B球的速度大小为B．第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右运动了2LC．第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为D．相邻两次碰撞时间间隔总为24、某发电机通过理想变压器给定值电阻R提供正弦交流电，电路如图，理想交流电流表A，理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来n倍，则A．R消耗的功率变为nPB．电压表V的读数为nUC．电流表A的读数仍为ID．通过R的交变电流频率不变5、2018年11月中科院的等离子体研究所宣布我国的“人造太阳”装置的研究取得了突破性的进展，等离子体中心的温度已经可以达到1亿度。“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是，反应原料氘（）富存于海水中，氚（）可以用中子轰击锂核（）得到。关于中子轰击锂核（）产生一个氚（）核和一个新核，下列说法正确的是（）A．该核反应方程为：B．在中子轰击锂核（）的反应中，系统动量守恒，能量不守恒C．核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和6、小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t=0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则A．t=4.5s时，电梯处于失重状态B．在5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，绳索拉力的功率恰好为零二、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、一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（）A．质点A的速度向上B．质点B的动能最大C．B、D两质点的振动情况总是相反D．从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零E.从该时刻经过个周期，质点C将移动到质点B的位置8、如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a（a＜g）的匀加速运动，重力加速度为g，则下列说法不正确的是A．施加外力F大小恒为M（g＋a）B．A、B分离时，弹簧弹力恰好为零C．A、B分离时，A上升的距离为M(g-a)D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值9、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是2：1，AB两点之间始终加（V）的交变电压。R是输电线的电阻，L是标有“100V、100W”的白炽灯。M是标有“100V、200W”的电动机，其线圈电阻r=10。开关S断开时，电动机正常工作。下列说法正确的是（）A．输电线的电阻阻值B．电动机的输出功率为180WC．开关S闭合后，电动机的电功率减小D．开关S闭合后，白炽灯的功率为100W10、如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的v－t图像如图乙所示，其中OA段为直线段，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是（）A．小球在时刻所受弹簧的弹力等于mgB．小球在时刻的加速度大于C．小球从时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点D．小球从时刻到时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量三、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）现测定长金属丝的电阻率．①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______．②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号．电源（电动势，内阻约为）电流表（量程，内阻）电流表（量程，内阻约为）滑动变阻器（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______．从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．12．（12分）图甲为验证机械能守恒定律的实验装置，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球经过光电门B的挡光时间t，小铁球的直径为d，用作为球经过光电门时的速度，重力加速度为g。(1)用游标卡尺测得小铁球的直径d如图乙所示，则d＝________mm；(2)实验中还需要测量的物理量是________；A．A距地面的高度HB．A、B之间的高度hC．小铁球从A下落到B的时间tAB(3)要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示)；(4)某实验小组测得小球动能的增加量ΔEk总是稍大于重力势能的减少量ΔEp，原因可能是_______。(写出一个即可)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）如图甲，足够大平行板MN、PQ水平放置，MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0，电场方向与水平成30°角斜向左上方（图中未画出），电场强度大小E0=。有一质量为m、电量为q的带正电小球，在该电磁场中沿直线运动，并能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻，给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B，电场强度大小为E0，方向竖直向上；磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向外，重力加速度为g。（坐标系中t1=、t2=+、t3=+t4=+、t5=+……）(1)求小球刚进入平行板时的速度v0；(2)求t2时刻小球的速度v1的大小；(3)若小球经历加速后，运动轨迹能与PQ板相切，试分析平行板间距离d满足的条件。14．（16分）如图甲，匀强电场的电场强度为E，电场中沿电场线方向上两点A和B距离为d。（1）一个点电荷+q从A点移动到B点，请你用功的定义、电场力做功与电势差的关系证明；（2）若以B处为零势能位置，计算负点电荷-q，在A处具有的电势能EpA；（3）某一带正电的点电荷周围的电场线如图乙所示，其中一条电场线上的三点M、N、P，N是MP的中点。请你判断M、N两点间电势差UMN与N、P两点间电势差UNP是否相等，并阐述你的理由。15．（12分）如图所示，用折射率n=的玻璃做成内径为R、外径为R'=R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，且与中心对称轴OO′平行，不计多次反射。求球壳内部有光线射出的区域？（用与OO′所成夹角表示）

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、A【解析】

汽车从a点由静止开始做加速度恒定的加速直线运动，四段大小相同的位移所需要的时间之比为设通过ce段的时间为，则解得故A正确，BCD错误。故选A。2、B【解析】

根据u=220sin314t(V)可知，原线圈的电压有效值为，电压表的读数为变压器的输出电压的有效值，由得，电压表读数为，故A错误；若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，根据可知，U2增大到原来的2倍，由可知，电流表的读数增大到原来的2倍，故B正确；输入电压和匝数比不变，则输出电压不变，仅将R的阻值增加到原来的2倍，由可知，电流变为原来的一半，输入功率变为原来的一半，故C错误；若副线圈匝数增加到原来的2倍，则U2增加到原来的2倍，同时R的阻值也增加到原来的2倍，故输出功率变为原来的2倍，故D错误。3、A【解析】

A．碰前球A的加速度碰前A的速度为碰前B的速度为由于碰撞过程中A、B两球总动能无损失，动量也守恒，有则碰撞后A、B的速度分别为，即交换速度，故A正确；B．碰后B球向前匀速运动，A向前做匀加速运动，以后面球为参考系，前面球速度设为v，到再次相遇，时间和位移相等，根据可知，则位移为由弹性碰撞可知，第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为碰前A球的速度，即为故BC错误；D．由弹性碰撞可知，每次碰撞前后，两球的速度差为即每次都是后面球的速度增加2后追上前面球，而加速度是固定的，则每次相邻两次碰撞时间间隔总为故D错误。故选A。4、B【解析】

当发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的电动势有效值和频率都将发生变化。变压器的输入电压变化后，变压器的输出电压、副线圈的电流、R消耗的功率随之改变，原线圈的电流也会发生变化。原线圈中电流的频率变化，通过R的交变电流频率变化。【详解】B：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机线圈的角速度变为原来n倍，据可得，发电机产生交流电电动势的最大值变为原来n倍，原线圈两端电压变为原来n倍。据可得，副线圈两端电压变为原来n倍，电压表V的读数为nU。故B项正确。A：R消耗的功率，副线圈两端电压变为原来n倍，则R消耗的功率变为。故A项错误。C：流过R的电流，副线圈两端电压变为原来n倍，则流过R的电流变为原来的n倍；再据，原线圈中电流变为原来n倍，电流表A的读数为。故C项错误。D：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的频率变为原来的n倍，通过R的交变电流频率变为原来的n倍。故D项错误。5、C【解析】

A．中子轰击锂核，核反应方程式应为，A错误；B．核反应过程系统动量守恒，能量也守恒，B错误；C．粒子具有很强的电离本领，穿透能力较弱，C正确；D．核反应前后核子数相等，核反应中释放的核能源于核反应过程中的质量亏损，D错误。故选C。6、D【解析】

A．电梯在t=1时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a＞1．t=4.5s时，a＞1，电梯也处于超重状态。故A错误。

B．5～55s时间内，a=1，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误。

C．t=59.5s时，电梯减速向上运动，a＜1，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误。

D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，61s内a-t图象与坐标轴所围的面积为1，所以速度的变化量为1，而电梯的初速度为1，所以t=61s时，电梯速度恰好为1，根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零，故D正确。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、BCD【解析】

A．由波的平移法可知，在该时刻质点A正向下运动，故A错误；B．由图可得，在该时刻质点B在平衡位置，速度最大，动能最大，故B正确；C．B、D两质点相差半个波长，振动情况总相反，故C正确；D．从该时刻经过半个周期，质点D又处于平衡位置，加速度为零，故D正确．E．从该时刻经过1/4个周期，质点C将运动到自己的平衡位置，不会运动到B质点处，故E错误；故选BCD。8、ABD【解析】

题中弹簧弹力根据胡克定律列式求解，先对物体AB整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程；再对物体B受力分析，根据牛顿第二定律列方程；t1时刻是A与B分离的时刻，之间的弹力为零。【详解】A项：施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx解得：x=2Mg加外力F后到物体A、B分离前，对AB整体有F-2Mg+F又因F弹由于压缩量x减小，故F为变力，物体A、B分离时，此时A、B具有共同的v和a，且FAB对A有：F-Mg=Ma解得此时：F=M(g+a)，故A错误；B、D项：A、B分离后，B将做加速度减小的加速运动，当F弹C项：对B有：F弹-Mg=Ma，解得：F弹=M(g+a），此时弹簧的压缩量为x本题选不正确的，故应选：ABD。【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程分析。9、AC【解析】

A．开关S断开时，电动机正常工作，副线圈两端电压100V，副线圈电流根据变压器原理可知，原线圈两端电压200V，原线圈电流1A，在原线圈回路解得故A正确；B．电动机的输出功率为故B错误；CD．开关S闭合后，副线圈回路电流变大，则原线圈回路电流变大，电阻R上分压变大，则原线圈两端电压减小，根据变压器原理，副线圈两端电压减小，小于100V，则电动机的电功率减小，白炽灯的功率小于100W，故C正确D错误。故选AC。10、BC【解析】

A．小球在时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则有弹故A错误；B．在乙图中，关于点对称的点可知此时弹簧的弹力为，由对称性得由对称轴到对称点的弹簧的弹力再变化，故到达点时弹簧的弹力大于，所以弹力大于，根据牛顿第二定律可知弹解得故B正确；C．整个过程中，弹簧和小球组成的系统，机械能守恒，故从点释放，小球能到达原来的释放点，故C正确；D．小球从时刻到时刻的过程中，系统机械能守恒，则有重力势能的减小量与动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，所以重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。故选BC。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、（均可）相等【解析】

根据螺旋测微器的读数法则可知读数为因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过的电流为，电阻两端的电压为，因此电阻该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等12、5.4Bd2=2ght2金属球下落过程中阻力做功【解析】

(1)[1]由图可知：游标卡尺游尺为10分度，精确度为0.1mm，主尺刻度为5mm，游尺“4”与主尺刻度对齐，所以读数为5mm+0.1×4mm=5.4mm。(2)[2]AB．此题需要用到重力势能变化量，故需要测量AB之间的高度，不需要知道距离地面的高度，故A错误，B正确；C．因为要判定mgh与mv2关系，不需要知道小铁球从A下落到B的时间tAB，故C错误。故选B。(3)[3]利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故B点速度v=根据机械能守恒的表达式有mgh=mv2可得d2=2ght2故只要验证d2=2ght2即可。(4)[4]实验中发现动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△EP，可能的原因是金属球下落过程中阻力做功。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、(1)(2)(3)(n=1、2、3……)【解析】

(1)带正电的小球能在电磁场中沿直线运动，可知一定是匀速直线运动，受力平衡，因电场力F电=qE0=mg，方向沿左上方与水平成30°角，重力mg竖直向下,可知电场力与重力夹角为120°，其合力大小为mg，则满足qv0B0=mg解得(2)由几何关系可知，小球