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陕西省汉中市某校2022-2023学年高三上学期第一次质量检测物理试题（含答案）
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这是一份陕西省汉中市某校2022-2023学年高三上学期第一次质量检测物理试题（含答案），共8页。
2023届高三第一次质量检测考试 物理试卷
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
一、 选择题（4x10=40分，1-6题单选，7-10题多选。）
1．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，绕地球做匀速圆周运动（如图甲）。三位宇航员在空间站内进行了多项科学实验，并于2021年12月9日和2022年3月23日两次为广大青少年“太空授课”，其中一次演示了“浮力消失”实验（如图乙），下列相关说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A．神州十三号在地面的发射速度大于11.2km/s
B．完成对接后，组合体的环绕速度大于7.9km/s
C．实验时水中的乒乓球不会上浮，是因为浮力等于重力
D．对接后组合体的加速度大小等于对接前飞船的加速度大小
2．如图所示，某校高三体育专业生在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，设该同学做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，且绳子BO=AO，为简便计算，假设两绳间的夹角为θ＝60°，绳AO、BO所在平面与水平面间的夹角恒为γ=30°，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示为跳伞运动员在竖直下落过程中的v-t图像（取竖直向下为正方向）。下列关于跳伞运动员的位移y和重力势能Ep（选地面为零势能面）随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中，可能正确的是（ ）
4．戴森球是一种设想中的巨型人造结构，由弗里曼·戴森先生提出。这种球形结构环绕在恒星周围，捕获恒星的能量来用于文明的发展。假设在未来人类制造出了类似戴森球的戴森云（半径为太阳半径万分之一的圆盘状结构）用来捕获太阳的能量。已知其距离太阳中心的距离为太阳半径的两倍，则其获得的太阳辐射能占太阳总辐射能的（ ）
A．6.25×10-10 B．1×10-8
C．6.25×10-8 D．1×10-10
5．质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“ V”型槽B上，如图，α=60°，另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是( )
A．当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
B．当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
C．当M=6m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.75g
D．当M=5m时，A和B之间的恰好发生相对滑动
6．如图所示的装置，两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板，木板的重心与两圆柱等距，其中圆柱的半径，木板质量，木板与圆柱间的动摩擦因数，两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动。现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力F于木板上，使其以速度沿圆柱表面作匀速运动。下列说法中正确的是（ ）
A．不论多大，所需水平拉力恒为10N
B．越大，所需水平拉力也越大
C．若，则水平拉力F=3N
D．若，当木板移动距离1.5m，则拉力做功9J
7．一质量为0.5 kg的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力F，F随时间t变化的图线如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2，则( )
A．t＝1 s时物块的动能大小为2 J
B．t＝1.5 s时物块的动量大小为1 kg·m/s
C．t＝(6－2)s时物块的速度大小为0.5 m/s
D．在3～4 s的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小
8．如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，粒子重力以及粒子之间的相互作用忽略不计，所有粒子均能穿过磁场到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间，则（ ）
A．粒子到达y轴的位置一定各不相同
B．磁场区域半径R应满足
C．从x轴入射的粒子最先到达y轴
D．，其中角的弧度值
9．如图所示，一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平地面上保持静止后，再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C，物块C穿在竖直固定的细杆上，OA竖直，OC间距l=3m且水平，此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力．已知物块A、B、C质量均力2 kg．不计一切阻力和摩擦，g取10m/s2．现将物块C由静止释放，下滑h=4m时物块B刚好被提起，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为20 N/m
B．此过程中绳子对物块A做的功为60J
C．此时物块A速度的大小为
D．绳子对物块C做功的大小等于物块A动能的增加量
10．如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，且电阻，左侧倾角为，在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、电阻为r、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，第一次穿过efig磁场区域时速度变为。已知导轨和金属棒始终接触良好，倾斜部分轨道和水平部分平滑连接，则下列说法正确的有（ ）
A．导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中，电阻R1上产生的热量为
B．导体棒第一次通过水平区域磁场过程中通过导体棒的电荷量为
C． 虚线ef和gi之间的距离
D． 导体棒最终可能停在水平磁场ef处
二、实验题（每空2分，共14分）
11．某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小。如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，所以水流的横截面积会越来越小。水龙头在任意时间t内流出水的体积都为V，用游标卡尺在相距h的两处测出水流的横截面直径分别为和。
（1）某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为______；
（2）为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等一系列因素造成的影响，下列措施有效的是______；
A．水龙头出口越细越好
B．测量时应尽量靠近水龙头出口
C．测量同一横截面直径d时，应从多个角度测量再求平均值
D．h取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠
（3）试写出重力加速度表达式______。
12.如图所示为一简易欧姆表电路图，有×1和×10两个倍率挡．
（1）使用时，红表笔应插入__________孔（填A或B），如果选用×10挡，选择开关应拨向____________（填a或b），的定量关系为______________；
（2）若该欧姆表内电池使用已久（电动势减小，内阻增大），而短接调零时仍能实现指针指到零欧姆刻度处（指针指电流满刻度）．用该欧姆表测出的电阻值，与被测电阻的真实值相比，_______（填＞、＜或=）．
三、解答题（14+17+15=46分，13、14题必做；15、16题任选一道作答）
13.（14分）如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下．在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框， ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；
（3）若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。
14．（17分）传送带以的速度顺时针匀速转动，其与水平面夹角。质量为4kg的小物块B与物块C之间拴接一轻弹簧，B、C同时静止释放，且此时弹簧恰好处于原长，B、C与传送带间的动摩擦因数均为0.75，如图甲所示。质量为2kg的小物块A在与物块B距离0.6m处，以的初速度沿传送带向下运动，A与传送带间动摩擦因数也为0.75，传送带的上、下端均足够长，A、B碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失。以A、B碰撞时为0时刻，B、C物块运动的图像如图乙所示，规定沿传送带向下为正方向，其中第四象限图线在0到时间内与坐标轴围成的面积大小为，第一象限图线在0到时间内与坐标轴围成的面积大小为，重力加速度。求：
（1）物块A、B碰撞后A、B的速度大小；
（2）、的大小。
15.（1）（5分）一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程，如图所示，在这三个过程中 ( )
A．绝热过程不做功
B．a、b、c、d中d的温度最高
C．等压过程内能减小
D．等温过程要吸热
E、绝热过程内能增加
(2)（10分）一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直放置在0°C环境中，用质量分别为6kg、3kg横截面分别为20cm2、10cm2的活塞封闭了一定质量的理想气体，两活塞用轻杆连接。开始时气体的体积为2.0×10－3 m3。保持环境温度不变，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细砂，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半；然后缓慢加热，使气体温度变为136.5°C(大气压强为1.0×105 Pa, ，气缸模型如图)。求：
Ⅰ．气缸内气体最终的体积；
Ⅱ．所加细沙的质量。
16. (1)（5分）两振动情况相同的波源S1、S2的振动频率f=680Hz，在同一均匀介质中的传播速度v=340m/s。介质中一点P到波源S1的距离为0.3m，两列波在P点引起的振动总是加强的，则P点到波源S2的距离为____________________m；若两波源振动情况始终相反，相遇时______(选填“能”或“不能”)形成干涉图样。
(2)（10分）如图所示，某透明介质的截面为直角三角形MNP，∠P=30°，MN=d，在截面所在的平面内，一束单色光从MN边的中点O垂直MN射入棱镜，恰好没有光线从NP边射出。已知光在真空中的速度为c。求：
Ⅰ．该介质的折射率n；
Ⅱ．该光束从射入该介质到射出介质经历的时间t。
2023届高三第一次质量检测考试 物理参考答案
1.【答案】D
A．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星摆脱地球引力束缚至少具有的速度，故神舟十三号在地面的发射速度应小于11.2km/s，A错误；
B． 对于组合体，万有引力提供向心力， 由
可解得v1=7.9km/s
可知7.9km/s是第一宇宙速度，也是卫星最大的环绕速度，
因为组合体的轨道半径大于地球半径，故组合体的环绕速度小于7.9km/s，B错误；
C．实验时水中的乒乓球不会上浮，是因为宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，C错误；
D．对接后组合体的轨道半径等于对接前的飞船轨道半径，由可得
故对接后组合体的加速度大小等于对接前飞船的加速度大小。D正确
2.A
设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力
方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为，如图所示：
由平衡条件得
联立解得
代入数据得
故选A。
3.【答案】D
【详解】A．根据v-t图像可知在开始的一段时间内，运动员速度逐渐增大，当达到最大值后突然开始逐渐减小，且在一段时间内减小的变化率比增大时的变化率大，最后速度减至某一值后运动员做匀速直线运动。y-t图像的斜率表示速度，A项中图线表示运动员速度先逐渐增大，达到最大值后不断减小，但减小时的变化率和增大时的变化率几乎相同，且在图线末端斜率在趋于零，即速度趋于零，显然与v-t图像不符，故A不可能正确；
BC．设运动员开始时的重力势能为Ep0，则所以图像应是斜率为负且存在纵截距的直线。在开始的一段时间内，运动员速度不断增大，y随t的变化率增大，则Ep随t的变化率不断增大，当运动员速度达到最大值后，y随t的变化率逐渐减小，则Ep随t的变化率不断减小，最后运动员做匀速直线运动，y随t的变化率不变且不为零，则Ep随t的变化率不变且不为零，故BC不可能正确；
D．根据v-t图像容易判断运动员下落时一定受到阻力作用，否则运动员将始终做自由落体运动，其v-t图像斜率将不变。根据功能关系可知运动员克服阻力做功等于其机械能的减少量，在开始的一段时间内，运动员加速度方向竖直向下，且逐渐减小，根据牛顿第二定律可知运动员所受阻力逐渐增大但小于重力，E随y的变化率逐渐增大，当运动员速度达到最大时，加速度方向突变为竖直向上，即阻力突然增至至比重力还大，之后阻力逐渐减小，最后减小至与重力大小相等，所以在阻力突变后，E随y的变化率应大于运动员加速运动时的变化率，最后E随y的变化率恒定。综上所述可知D可能正确。故选D。
4.【答案】A
【分析】本题考察球面辐射问题，需要学生自己构建模型，在具体情境中考察学生对物理本质的理解以及推理能力。
【解析】设太阳的半径为R，则戴森云的半径为r=10-4R。
戴森云的面积为S1=πr2
以太阳为球心，2R为半径的球面面积为S2=4πR2
戴森云获得的辐射能与太阳总辐射能之比为η=S1/S2=6.25×10-10
5.B
【解析】
D.当A和B之间的恰好发生相对滑动时，对A受力分析如图
根据牛顿运动定律有：解得
B与C为绳子连接体，具有共同的运动情况，此时对于B和C有：
所以，即
解得选项D错误；
C.当，A和B将发生相对滑动，选项C错误；
A. 当，A和B保持相对静止。若A和B保持相对静止，则有
解得
所以当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项A错误；
B. 当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项B正确。
故选B。
6．D
【详解】AC．木板与两个圆柱表面的摩擦力相等，大小为
当，圆柱表面的点转动的线速度大小为
木板的速度，则木板相对于圆柱表面的点运动的合速度大小为
由几何关系可知木板所受的滑动摩擦力与拉力的夹角为；木板在垂直于轴线方向受到两轴的滑动摩擦力的分力大小相等方向相反，所以在垂直于轴线方向上受到的滑动摩擦力为零；在平行于轴线方向上，木板受到的滑动摩擦力
木板做匀速直线运动，由平衡条件得故A错误，C错误；
B．圆柱转动的角速度越大，则圆柱表面上的点的线速度越大，木板与圆柱表面的摩擦力沿垂直于轴线方向的分力越大，沿圆柱轴线方向的分力越小，所以匀速拉动木板的拉力越小，故B错误；
D．（改编）
7. 解析 根据动量定理可得(F－μmg)t＝mv1－0，t＝1 s时物块的速度大小为v1＝2m/s，即动能为Ek1=1J,选项A错误； t＝1.5 s时物块的动量大小为p1.5＝Ft1.5－μmgt1.5＝(2×1＋1×0.5－0.2×0.5×10×1.5) kg·m/s＝1 kg·m/s，选项B正确； 设t时刻物块的速度为零，由图象知在2～4 s内力与时间的关系为F＝(0.5t－2)N，根据F－t图象与t轴所围的面积表示冲量大小可得IF＝2×1＋1×1＋·(t－2)，由动量定理得IF－μmgt＝0，联立解得t＝(6－2) s，故C错误；因为t＝(6－2) s在2～3 s内，所以在3～4 s的时间内，物块静止，随着F的减小，物块受到的摩擦力逐渐减小，故D正确。
8.答案 BD
解析：粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其它粒子在磁场中发生偏转，
A、由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，故A错误；
B、以沿x轴射入的粒子为例，,则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域，所以要求，所有粒子才能穿过磁场到达y轴，故B正确；
C、从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y轴，而y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，故C错误；
D、从x轴入射的粒子运动时间为,的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，；所以；其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有：，则有：故D正确。
综上：答案为BD
9.AC
【详解】A．初始时弹簧处于压缩状态，弹力等于A的重力．B刚好被提起时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于B的重力．由几何关系得，弹簧共伸长了2m．物块B刚好被提起时弹簧的的形变量为：
解得弹簧的劲度系数为：故A正确．
BC．物块C沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向，当物块B刚好被提起时：
B的速度为零，弹簧由压缩变为伸长，形变量不变，储存的弹性势能始末两个状态相等，由整个系统动能定理得：解得：所以C正确．
对于A物体，由动能定理得：解得：故B错误．
D．对C由动能定理得：
解得绳子对C做的功为：
物块A动能的增加量:
所以绳子对物块C做功的大小不等于物块A动能的增加量．故D错误．
10．BC
A．设此过程整个装置产生的热量为Q，R1上产生的热量为Q1，根据能量守恒得
因为电阻，所以通过导体棒的电流是R1、R1的2倍，根据焦耳定律可知导体棒产生的热量是R1、R1产生热量的4倍，所以选项A错误；
B．设ef和gi之间的距离为x，穿过磁场过程流过导体棒的q1，根据动量定理可得
又
所以选项B正确；
C．根据欧姆定律有
又
联立解得。选项C正确；
D．设导体棒在ef和gi之间的磁场区经过的总路程为s，通过导体棒的电荷量为q2，根据动量定理得
又，解得，故导体棒最终停在水平磁场的正中间，选项D错误。
故选BC。
11. 10.4 CD
【解析】
(1)[1]用游标卡尺测量水流的横截面直径，其读数为
(2)[2]A．水龙头出口不是越细越好，水流太细测量水流的横截面直径时误差越大，水流太细还容易发成离散的水珠，故A错误；
BD．测量d1时，不需要靠近水龙头出口，但h取值要大一些，这样可以减少实验误差，故B错误D正确；
C．为了减少偶然误差，从多个角度测量同一截面直径d，再求平均值，故C正确。
故选CD。
(3)[3] 时间t内流过的水体积V不变，则水流经过d1处时解得
同理水流经过d2处时，速度
根据运动学公式可知解得重力加速度
12． A b
试题分析，根据倍率的变化，可知欧姆表内阻发生变化，根据电流的变化可知接入部分；根据闭合电路的欧姆定律分析实验误差．
（1）当多用电表红表笔与电源的负极相边，黑表笔与电源的正极相连，故红表笔应插入A孔；如果选用×1挡，此时多用电表内阻为，此时干路电流较大，开关接a.欧姆调零时，；如果选用×10挡，此时多用电表内阻变为 ，此时干路电流较小，开关接b.欧姆调零时，；二式联立可得
（2）设电流表满偏电流Ig，欧姆调零时：，则 当电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，R内变小，用欧姆表测电阻时： ．由此可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了．
13.（1）0.5T（2）0.75C（3）0.12J
【参考答案】
（1）由F-t图像可知，当线框全部进入磁场后，F=0.2N线框的加速度=2m/s2 (1分)
t=0时刻线框所受的安培力且F=0.3N （1分）
由牛顿第二定律：(1分)
解得:B=0.5T (1分)
（2）线框进入磁场过程通过截面电量 （1分）
由法拉第电磁感应定律得：(1分)
由闭合电路欧姆定律得：（1分）
解得电量 (1分)
由匀变速直线运动得：=0.75m (1分)
代入上式，解得 (2分)
（3）线框进入磁场过程，由能量守恒定律：, (2分)
解得： (1分)
14.答案：（1）-2m/s，4m/s；（2），
【详解】
（1）根据牛顿第二定律有
所以碰撞前B、C静止，A匀速向下运动，A与B发生弹性碰撞，由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可得
联立解得
，
（2）碰后A反向运动，B以4m/s开始压缩弹簧，C的加速度沿斜面向下，所以C的图像在第一象限，B的的图像在第四象限，B、C系统因为重力沿斜面向下分力等于滑动摩擦力，所以B、C系统动量守恒，时刻弹簧压缩到最短，此时有，
可得物块C的质量为
时刻B、C速度相等，由动量守恒定律可得
解得
则
由图像的面积可知，
时刻弹簧恢复原长，设此时B、C速度分别为、，则有
，
解得
所以时刻由图像的面积可知
15（1）【答案】BCE
【解析】由p－V图象知ab是等压过程，ac是等温过程，ad是绝热过程。P-V图象中面积表示气体做功，由图象知Wab0，由热一律ΔU=Q+W知对外放热，因此选项D错误。绝热过程外界对气体做功，W>0,Q=0，内能增加，所以E正确.故本题选BCE。
（2）【解析】（1）由题意知，设B活塞质量为m,横截面积为s
状态一：2mg+p02s+mg+p1s=p0s+p12s 解得：P1=1.9×105pa
V1=2.0×10-3m 3，T1=273K
状态二：P2=？，V2=1.0×10-3m 3，T2=273K
状态三：P3=P2，V3=？，T3=409.5K
气体先发生等温变化，则有：P1 V1= P2V2，代入数据解得：P2=3.8×105Pa，
气体后发生等压变化，则有：，代入数据解得：V3=1.5×10-3m 3
（2）设所加细沙质量为m0
2mg+p02s+mg+p2s+m0g=p0s+p22s解得m0=19kg
16（1）【解答】 波源 S1 、 S2 的振动频率 f=680Hz ，在同一均匀介质中的传播速度 v=340m/s ，那么此波的波长 λ=vf=340680m=0.5m 。
两列波在 P 点引起的振动总是加强的，一点 P 到波源 S1 的距离为 0.3m ，则 P 点到波源 S2 的距离为 0.3m+0.5n(n=0,1,2,3…) ，
虽两波源振动情况始终相反，当两者的频率相等，因此相遇时，能形成干涉图样，
故答案为： 0.3m+0.5n(n=0,1,2,3…) ；能。
(2)【答案】解：Ⅰ.由题意可知，光线恰好在PN边发生全反射，入射角等于临界角，则临界角C=60∘
n=1sinC=233
II.根据几何关系得OD=ONtan60∘=32d
DE=d2cos30∘=33d
单色光传播的距离s=OD+DE=536d
根据n=cv
代入数据解得v=32c
t=sv=5d3c。
2023届高三第一次质量检测考试 物理试卷
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
一、 选择题（4x10=40分，1-6题单选，7-10题多选。）
1．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，绕地球做匀速圆周运动（如图甲）。三位宇航员在空间站内进行了多项科学实验，并于2021年12月9日和2022年3月23日两次为广大青少年“太空授课”，其中一次演示了“浮力消失”实验（如图乙），下列相关说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A．神州十三号在地面的发射速度大于11.2km/s
B．完成对接后，组合体的环绕速度大于7.9km/s
C．实验时水中的乒乓球不会上浮，是因为浮力等于重力
D．对接后组合体的加速度大小等于对接前飞船的加速度大小
2．如图所示，某校高三体育专业生在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，设该同学做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，且绳子BO=AO，为简便计算，假设两绳间的夹角为θ＝60°，绳AO、BO所在平面与水平面间的夹角恒为γ=30°，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示为跳伞运动员在竖直下落过程中的v-t图像（取竖直向下为正方向）。下列关于跳伞运动员的位移y和重力势能Ep（选地面为零势能面）随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中，可能正确的是（ ）
4．戴森球是一种设想中的巨型人造结构，由弗里曼·戴森先生提出。这种球形结构环绕在恒星周围，捕获恒星的能量来用于文明的发展。假设在未来人类制造出了类似戴森球的戴森云（半径为太阳半径万分之一的圆盘状结构）用来捕获太阳的能量。已知其距离太阳中心的距离为太阳半径的两倍，则其获得的太阳辐射能占太阳总辐射能的（ ）
A．6.25×10-10 B．1×10-8
C．6.25×10-8 D．1×10-10
5．质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“ V”型槽B上，如图，α=60°，另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是( )
A．当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
B．当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5g
C．当M=6m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.75g
D．当M=5m时，A和B之间的恰好发生相对滑动
6．如图所示的装置，两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板，木板的重心与两圆柱等距，其中圆柱的半径，木板质量，木板与圆柱间的动摩擦因数，两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动。现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力F于木板上，使其以速度沿圆柱表面作匀速运动。下列说法中正确的是（ ）
A．不论多大，所需水平拉力恒为10N
B．越大，所需水平拉力也越大
C．若，则水平拉力F=3N
D．若，当木板移动距离1.5m，则拉力做功9J
7．一质量为0.5 kg的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力F，F随时间t变化的图线如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2，则( )
A．t＝1 s时物块的动能大小为2 J
B．t＝1.5 s时物块的动量大小为1 kg·m/s
C．t＝(6－2)s时物块的速度大小为0.5 m/s
D．在3～4 s的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小
8．如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，粒子重力以及粒子之间的相互作用忽略不计，所有粒子均能穿过磁场到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间，则（ ）
A．粒子到达y轴的位置一定各不相同
B．磁场区域半径R应满足
C．从x轴入射的粒子最先到达y轴
D．，其中角的弧度值
9．如图所示，一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平地面上保持静止后，再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C，物块C穿在竖直固定的细杆上，OA竖直，OC间距l=3m且水平，此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力．已知物块A、B、C质量均力2 kg．不计一切阻力和摩擦，g取10m/s2．现将物块C由静止释放，下滑h=4m时物块B刚好被提起，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为20 N/m
B．此过程中绳子对物块A做的功为60J
C．此时物块A速度的大小为
D．绳子对物块C做功的大小等于物块A动能的增加量
10．如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，且电阻，左侧倾角为，在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、电阻为r、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，第一次穿过efig磁场区域时速度变为。已知导轨和金属棒始终接触良好，倾斜部分轨道和水平部分平滑连接，则下列说法正确的有（ ）
A．导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中，电阻R1上产生的热量为
B．导体棒第一次通过水平区域磁场过程中通过导体棒的电荷量为
C． 虚线ef和gi之间的距离
D． 导体棒最终可能停在水平磁场ef处
二、实验题（每空2分，共14分）
11．某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小。如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，所以水流的横截面积会越来越小。水龙头在任意时间t内流出水的体积都为V，用游标卡尺在相距h的两处测出水流的横截面直径分别为和。
（1）某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为______；
（2）为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等一系列因素造成的影响，下列措施有效的是______；
A．水龙头出口越细越好
B．测量时应尽量靠近水龙头出口
C．测量同一横截面直径d时，应从多个角度测量再求平均值
D．h取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠
（3）试写出重力加速度表达式______。
12.如图所示为一简易欧姆表电路图，有×1和×10两个倍率挡．
（1）使用时，红表笔应插入__________孔（填A或B），如果选用×10挡，选择开关应拨向____________（填a或b），的定量关系为______________；
（2）若该欧姆表内电池使用已久（电动势减小，内阻增大），而短接调零时仍能实现指针指到零欧姆刻度处（指针指电流满刻度）．用该欧姆表测出的电阻值，与被测电阻的真实值相比，_______（填＞、＜或=）．
三、解答题（14+17+15=46分，13、14题必做；15、16题任选一道作答）
13.（14分）如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下．在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框， ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；
（3）若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。
14．（17分）传送带以的速度顺时针匀速转动，其与水平面夹角。质量为4kg的小物块B与物块C之间拴接一轻弹簧，B、C同时静止释放，且此时弹簧恰好处于原长，B、C与传送带间的动摩擦因数均为0.75，如图甲所示。质量为2kg的小物块A在与物块B距离0.6m处，以的初速度沿传送带向下运动，A与传送带间动摩擦因数也为0.75，传送带的上、下端均足够长，A、B碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失。以A、B碰撞时为0时刻，B、C物块运动的图像如图乙所示，规定沿传送带向下为正方向，其中第四象限图线在0到时间内与坐标轴围成的面积大小为，第一象限图线在0到时间内与坐标轴围成的面积大小为，重力加速度。求：
（1）物块A、B碰撞后A、B的速度大小；
（2）、的大小。
15.（1）（5分）一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程，如图所示，在这三个过程中 ( )
A．绝热过程不做功
B．a、b、c、d中d的温度最高
C．等压过程内能减小
D．等温过程要吸热
E、绝热过程内能增加
(2)（10分）一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直放置在0°C环境中，用质量分别为6kg、3kg横截面分别为20cm2、10cm2的活塞封闭了一定质量的理想气体，两活塞用轻杆连接。开始时气体的体积为2.0×10－3 m3。保持环境温度不变，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细砂，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半；然后缓慢加热，使气体温度变为136.5°C(大气压强为1.0×105 Pa, ，气缸模型如图)。求：
Ⅰ．气缸内气体最终的体积；
Ⅱ．所加细沙的质量。
16. (1)（5分）两振动情况相同的波源S1、S2的振动频率f=680Hz，在同一均匀介质中的传播速度v=340m/s。介质中一点P到波源S1的距离为0.3m，两列波在P点引起的振动总是加强的，则P点到波源S2的距离为____________________m；若两波源振动情况始终相反，相遇时______(选填“能”或“不能”)形成干涉图样。
(2)（10分）如图所示，某透明介质的截面为直角三角形MNP，∠P=30°，MN=d，在截面所在的平面内，一束单色光从MN边的中点O垂直MN射入棱镜，恰好没有光线从NP边射出。已知光在真空中的速度为c。求：
Ⅰ．该介质的折射率n；
Ⅱ．该光束从射入该介质到射出介质经历的时间t。
2023届高三第一次质量检测考试 物理参考答案
1.【答案】D
A．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星摆脱地球引力束缚至少具有的速度，故神舟十三号在地面的发射速度应小于11.2km/s，A错误；
B． 对于组合体，万有引力提供向心力， 由
可解得v1=7.9km/s
可知7.9km/s是第一宇宙速度，也是卫星最大的环绕速度，
因为组合体的轨道半径大于地球半径，故组合体的环绕速度小于7.9km/s，B错误；
C．实验时水中的乒乓球不会上浮，是因为宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，C错误；
D．对接后组合体的轨道半径等于对接前的飞船轨道半径，由可得
故对接后组合体的加速度大小等于对接前飞船的加速度大小。D正确
2.A
设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力
方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为，如图所示：
由平衡条件得
联立解得
代入数据得
故选A。
3.【答案】D
【详解】A．根据v-t图像可知在开始的一段时间内，运动员速度逐渐增大，当达到最大值后突然开始逐渐减小，且在一段时间内减小的变化率比增大时的变化率大，最后速度减至某一值后运动员做匀速直线运动。y-t图像的斜率表示速度，A项中图线表示运动员速度先逐渐增大，达到最大值后不断减小，但减小时的变化率和增大时的变化率几乎相同，且在图线末端斜率在趋于零，即速度趋于零，显然与v-t图像不符，故A不可能正确；
BC．设运动员开始时的重力势能为Ep0，则所以图像应是斜率为负且存在纵截距的直线。在开始的一段时间内，运动员速度不断增大，y随t的变化率增大，则Ep随t的变化率不断增大，当运动员速度达到最大值后，y随t的变化率逐渐减小，则Ep随t的变化率不断减小，最后运动员做匀速直线运动，y随t的变化率不变且不为零，则Ep随t的变化率不变且不为零，故BC不可能正确；
D．根据v-t图像容易判断运动员下落时一定受到阻力作用，否则运动员将始终做自由落体运动，其v-t图像斜率将不变。根据功能关系可知运动员克服阻力做功等于其机械能的减少量，在开始的一段时间内，运动员加速度方向竖直向下，且逐渐减小，根据牛顿第二定律可知运动员所受阻力逐渐增大但小于重力，E随y的变化率逐渐增大，当运动员速度达到最大时，加速度方向突变为竖直向上，即阻力突然增至至比重力还大，之后阻力逐渐减小，最后减小至与重力大小相等，所以在阻力突变后，E随y的变化率应大于运动员加速运动时的变化率，最后E随y的变化率恒定。综上所述可知D可能正确。故选D。
4.【答案】A
【分析】本题考察球面辐射问题，需要学生自己构建模型，在具体情境中考察学生对物理本质的理解以及推理能力。
【解析】设太阳的半径为R，则戴森云的半径为r=10-4R。
戴森云的面积为S1=πr2
以太阳为球心，2R为半径的球面面积为S2=4πR2
戴森云获得的辐射能与太阳总辐射能之比为η=S1/S2=6.25×10-10
5.B
【解析】
D.当A和B之间的恰好发生相对滑动时，对A受力分析如图
根据牛顿运动定律有：解得
B与C为绳子连接体，具有共同的运动情况，此时对于B和C有：
所以，即
解得选项D错误；
C.当，A和B将发生相对滑动，选项C错误；
A. 当，A和B保持相对静止。若A和B保持相对静止，则有
解得
所以当M= m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项A错误；
B. 当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项B正确。
故选B。
6．D
【详解】AC．木板与两个圆柱表面的摩擦力相等，大小为
当，圆柱表面的点转动的线速度大小为
木板的速度，则木板相对于圆柱表面的点运动的合速度大小为
由几何关系可知木板所受的滑动摩擦力与拉力的夹角为；木板在垂直于轴线方向受到两轴的滑动摩擦力的分力大小相等方向相反，所以在垂直于轴线方向上受到的滑动摩擦力为零；在平行于轴线方向上，木板受到的滑动摩擦力
木板做匀速直线运动，由平衡条件得故A错误，C错误；
B．圆柱转动的角速度越大，则圆柱表面上的点的线速度越大，木板与圆柱表面的摩擦力沿垂直于轴线方向的分力越大，沿圆柱轴线方向的分力越小，所以匀速拉动木板的拉力越小，故B错误；
D．（改编）
7. 解析 根据动量定理可得(F－μmg)t＝mv1－0，t＝1 s时物块的速度大小为v1＝2m/s，即动能为Ek1=1J,选项A错误； t＝1.5 s时物块的动量大小为p1.5＝Ft1.5－μmgt1.5＝(2×1＋1×0.5－0.2×0.5×10×1.5) kg·m/s＝1 kg·m/s，选项B正确； 设t时刻物块的速度为零，由图象知在2～4 s内力与时间的关系为F＝(0.5t－2)N，根据F－t图象与t轴所围的面积表示冲量大小可得IF＝2×1＋1×1＋·(t－2)，由动量定理得IF－μmgt＝0，联立解得t＝(6－2) s，故C错误；因为t＝(6－2) s在2～3 s内，所以在3～4 s的时间内，物块静止，随着F的减小，物块受到的摩擦力逐渐减小，故D正确。
8.答案 BD
解析：粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其它粒子在磁场中发生偏转，
A、由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，故A错误；
B、以沿x轴射入的粒子为例，,则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域，所以要求，所有粒子才能穿过磁场到达y轴，故B正确；
C、从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y轴，而y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，故C错误；
D、从x轴入射的粒子运动时间为,的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，；所以；其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有：，则有：故D正确。
综上：答案为BD
9.AC
【详解】A．初始时弹簧处于压缩状态，弹力等于A的重力．B刚好被提起时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于B的重力．由几何关系得，弹簧共伸长了2m．物块B刚好被提起时弹簧的的形变量为：
解得弹簧的劲度系数为：故A正确．
BC．物块C沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向，当物块B刚好被提起时：
B的速度为零，弹簧由压缩变为伸长，形变量不变，储存的弹性势能始末两个状态相等，由整个系统动能定理得：解得：所以C正确．
对于A物体，由动能定理得：解得：故B错误．
D．对C由动能定理得：
解得绳子对C做的功为：
物块A动能的增加量:
所以绳子对物块C做功的大小不等于物块A动能的增加量．故D错误．
10．BC
A．设此过程整个装置产生的热量为Q，R1上产生的热量为Q1，根据能量守恒得
因为电阻，所以通过导体棒的电流是R1、R1的2倍，根据焦耳定律可知导体棒产生的热量是R1、R1产生热量的4倍，所以选项A错误；
B．设ef和gi之间的距离为x，穿过磁场过程流过导体棒的q1，根据动量定理可得
又
所以选项B正确；
C．根据欧姆定律有
又
联立解得。选项C正确；
D．设导体棒在ef和gi之间的磁场区经过的总路程为s，通过导体棒的电荷量为q2，根据动量定理得
又，解得，故导体棒最终停在水平磁场的正中间，选项D错误。
故选BC。
11. 10.4 CD
【解析】
(1)[1]用游标卡尺测量水流的横截面直径，其读数为
(2)[2]A．水龙头出口不是越细越好，水流太细测量水流的横截面直径时误差越大，水流太细还容易发成离散的水珠，故A错误；
BD．测量d1时，不需要靠近水龙头出口，但h取值要大一些，这样可以减少实验误差，故B错误D正确；
C．为了减少偶然误差，从多个角度测量同一截面直径d，再求平均值，故C正确。
故选CD。
(3)[3] 时间t内流过的水体积V不变，则水流经过d1处时解得
同理水流经过d2处时，速度
根据运动学公式可知解得重力加速度
12． A b
试题分析，根据倍率的变化，可知欧姆表内阻发生变化，根据电流的变化可知接入部分；根据闭合电路的欧姆定律分析实验误差．
（1）当多用电表红表笔与电源的负极相边，黑表笔与电源的正极相连，故红表笔应插入A孔；如果选用×1挡，此时多用电表内阻为，此时干路电流较大，开关接a.欧姆调零时，；如果选用×10挡，此时多用电表内阻变为 ，此时干路电流较小，开关接b.欧姆调零时，；二式联立可得
（2）设电流表满偏电流Ig，欧姆调零时：，则 当电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，R内变小，用欧姆表测电阻时： ．由此可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了．
13.（1）0.5T（2）0.75C（3）0.12J
【参考答案】
（1）由F-t图像可知，当线框全部进入磁场后，F=0.2N线框的加速度=2m/s2 (1分)
t=0时刻线框所受的安培力且F=0.3N （1分）
由牛顿第二定律：(1分)
解得:B=0.5T (1分)
（2）线框进入磁场过程通过截面电量 （1分）
由法拉第电磁感应定律得：(1分)
由闭合电路欧姆定律得：（1分）
解得电量 (1分)
由匀变速直线运动得：=0.75m (1分)
代入上式，解得 (2分)
（3）线框进入磁场过程，由能量守恒定律：, (2分)
解得： (1分)
14.答案：（1）-2m/s，4m/s；（2），
【详解】
（1）根据牛顿第二定律有
所以碰撞前B、C静止，A匀速向下运动，A与B发生弹性碰撞，由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可得
联立解得
，
（2）碰后A反向运动，B以4m/s开始压缩弹簧，C的加速度沿斜面向下，所以C的图像在第一象限，B的的图像在第四象限，B、C系统因为重力沿斜面向下分力等于滑动摩擦力，所以B、C系统动量守恒，时刻弹簧压缩到最短，此时有，
可得物块C的质量为
时刻B、C速度相等，由动量守恒定律可得
解得
则
由图像的面积可知，
时刻弹簧恢复原长，设此时B、C速度分别为、，则有
，
解得
所以时刻由图像的面积可知
15（1）【答案】BCE
【解析】由p－V图象知ab是等压过程，ac是等温过程，ad是绝热过程。P-V图象中面积表示气体做功，由图象知Wab
（2）【解析】（1）由题意知，设B活塞质量为m,横截面积为s
状态一：2mg+p02s+mg+p1s=p0s+p12s 解得：P1=1.9×105pa
V1=2.0×10-3m 3，T1=273K
状态二：P2=？，V2=1.0×10-3m 3，T2=273K
状态三：P3=P2，V3=？，T3=409.5K
气体先发生等温变化，则有：P1 V1= P2V2，代入数据解得：P2=3.8×105Pa，
气体后发生等压变化，则有：，代入数据解得：V3=1.5×10-3m 3
（2）设所加细沙质量为m0
2mg+p02s+mg+p2s+m0g=p0s+p22s解得m0=19kg
16（1）【解答】 波源 S1 、 S2 的振动频率 f=680Hz ，在同一均匀介质中的传播速度 v=340m/s ，那么此波的波长 λ=vf=340680m=0.5m 。
两列波在 P 点引起的振动总是加强的，一点 P 到波源 S1 的距离为 0.3m ，则 P 点到波源 S2 的距离为 0.3m+0.5n(n=0,1,2,3…) ，
虽两波源振动情况始终相反，当两者的频率相等，因此相遇时，能形成干涉图样，
故答案为： 0.3m+0.5n(n=0,1,2,3…) ；能。
(2)【答案】解：Ⅰ.由题意可知，光线恰好在PN边发生全反射，入射角等于临界角，则临界角C=60∘
n=1sinC=233
II.根据几何关系得OD=ONtan60∘=32d
DE=d2cos30∘=33d
单色光传播的距离s=OD+DE=536d
根据n=cv
代入数据解得v=32c
t=sv=5d3c。
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