2023届山西省大同市、晋中市高三上学期第一次联合模拟考试理综物理试题(含答案)

这是一份2023届山西省大同市、晋中市高三上学期第一次联合模拟考试理综物理试题(含答案)，共17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、2022年的诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽及奥地利物理学家安东·蔡林格，以奖励他们在量子纠缠、验证违反贝尔不等式及量子信息科学方面所作出的杰出贡献。量子化与我们的生活密不可分，下面关于量子化的概念，符合物理学史实且说法正确的是( )
A.普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍
B.爱因斯坦指出光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，光在传播过程中表现为粒子性
C.玻尔认为氢原子中的电子轨道是量子化的，但原子的能量不是量子化的
D.富兰克林油滴实验，证明电荷是量子化的
2、水面上有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，图甲是该简谐横波在时的部分波形图，图乙是这列波上处的质点从时刻开始振动的图象。下列说法正确的( )
A.波源的起振方向向上
B.该列波的波速为
C.在水面上处扔一片树叶，经该树叶漂移到处
D.该波遇到的小孔时，不能发生明显的衍射现象
3、如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图象如图乙所示。取A点为坐标原点，且规定，方向为正方向建立x轴，作出了所在直线的电场强度大小E、电势φ、粒子的电势能，随位移x的变化的图象、图象、图象，其中可能正确的是( )
A.B.
C.D.
4、如图所示，空间有水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。一不可伸长的绝缘、柔软细线左端固定于M点，中间N点拴着一长度为d的垂直纸面的轻质直导线，右端跨过O处的光滑定滑轮后悬挂一质量为m的重物，系统处于静止状态。此时处于同一水平线上，且。当导线中通有垂直纸面向里的恒定电流时，重物m上升L高度，系统恰好再次达到平衡，已知重力加速度为g，则导线中通入的电流大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
5、2022年11月12日12时10分，天舟五号成功对接于空间站天和核心舱后向端口，2小时的快速交会对接创造世界纪录。如图所示为天舟五号与天和核心舱对接过程示意图，已知天和核心舱的运行轨道2距地面高度为h（约为），地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，天舟五号对接前在轨道1上运动，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是( )
A.天舟五号需要在轨道1上的P点加速实现与天和核心舱对接
B.地球的平均密度可表示为
C.天和核心舱轨道处的重力加速度大小为
D.天和核心舱的运行速度大小介于和之间
6、一质量为m的儿童从滑梯顶端以某一初速度开始下滑，如图所示，若老师不进行干预，他将恰好沿滑梯匀速下滑，已知滑梯质量为M，则( )
A.当老师对其施加平行于滑梯向上的拉力时，他将沿滑梯向下做减速运动，此时地面对滑梯的支持力大小等于
B.当老师对其施加平行于滑梯向上的拉力时，他将沿滑梯向下做减速运动，此时地面对滑梯的支持力小于
C.当老师对其施加与滑梯成一定角度斜向上拉力作用时，他将沿滑梯向下做减速运动，此时滑梯将受到地面向前的静摩擦力
D.当老师对其施加与滑梯成一定角度斜向上拉力作用时，他将沿滑梯向下做减速运动，此时地面对滑梯无摩擦力作用
7、安装适当软件后，利用智能手机的磁传感器能测量由磁感应强度发生变化而产生的感应电动势。已知某区域水平地面下深处埋有一根与地表面平行的足够长的直线电缆，电缆中通有正弦交变电流。将智能手机的屏幕水平放置测量时，测得地面上两处感应电动势为零，b处感应电动势不为零。经测量，恰好位于边长为的等边三角形的三个顶角上，地磁场影响可忽略，则( )
A.直线电缆中的电流方向平行于方向
B.b处感应电动势瞬时值大小可以不变
C.手机在b处竖直向上移动时，电动势可能增大
D.当手机屏幕与水平地面成时，在b处测得感应电动势也为零
8、空间有水平向右的匀强电场（未画出），一带电小球质量为m，经过运动轨迹上的两点时，速度大小均为v，如图所示。已知小球在A点时的速度方向水平向右且与连线的夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.小球受到的电场力大小为
B.小球在B点时的速度方向与连线的夹角也为θ
C.小球从A运动到B的过程中，小球电势能变化量最大值为
D.小球从A点运动到B点的过程中速度最小值为
三、实验题
9、某同学利用研究抛体运动的实验装置测量重力加速度，如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做抛体运动时不同时刻的位置，并多次拍照求重力加速度的平均值。
回答下列问题：
（1）在木板上铺好坐标纸，某次实验过程中获得小球连续三个时刻的位置如图乙所示，若频闪照相机的频率为，从坐标纸上对比得到，则当地的重力加速度______（计算结果保留至小数点后两位）。
（2）多次拍照后，按照第（1）问中的方法，分别计算重力加速度，然后取其平均值以减小实验误差。该方法在进行实验时小球是否需要从斜槽的同一位置释放？答：______（选填“需要”或“不需要”）；该方法能否消除阻力对测量误差的影响？答：______（选填“能”或“不能”）。
（3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一影响因素分析，重力加速度的测量值______（选填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。
10、现有一根由新材料制成的粗细均匀的金属丝，为测量其电阻率，实验小组设计了如下实验，已知该金属丝的电阻约为。
（1）用螺旋测微器测出其直径如图甲所示，该读数为_____；用游标卡尺测出其长度如图乙所示，该读数为_____。
（2）测量该金属丝的电阻，备选器材如下：
量程为、内阻的电流表
量程为、内阻的电流表
量程为、内阻约为的电压表V
定值电阻
定值电阻
最大阻值为、最大允许电流为的滑动变阻器
最大阻值为、最大允许电流为的滑动变阻器
电动势、内阻很小的直流电源
开关S一个，导线若干
（3）滑动变阻器选择______（填写代号）。
（4）请在虚线框中画出测量金属丝电阻的实验电路图，要求标出所用器材的代号______。
（5）若金属丝电阻用表示，直径用D表示，长度用L表示，则金属丝的电阻率为______。
四、计算题
11、一定质量的理想气体经历了的过程，其状态变化的图象如图所示，各个状态参量已在图中标出，已知气体在状态变化过程中的最低温度为，则：
（1）气体在状态变化过程中的最高温度为多大？
（2）经历的全过程，气体需要吸热还是放热？热量为多少？
12、如图所示，足够长的水平面与足够长的水平传送带平滑连接，传送带做逆时针转动，速度，物块B静止放在传送带的最左端，物块A以的速度与B发生弹性碰撞，各接触面间的动摩擦因数均为，A的质量为，B的质量为，A和B两物体均可看作质点，g取，求：
（1）B物体在传送带上的运动时间；
（2）最终A、B两物体的距离。
13、人工核反应是利用加速器加速带电粒子与物质进行相互作用，产生多种带电的和不带电的次级粒子的过程。如图所示，加速器的核心装置由三部分组成，其中B、D两端接地，中间的为电荷交换室，有很高的电势。加速器的前端安装有离子发生装置A，即粒子源；输出端安装有用于发生核反应的反应靶。离子发生装置产生质量为m的负一价离子，由静止开始在加速管中加速到达高压端，进入电荷交换室电子被剥离，变成n价的正离子，但速度和质量不发生改变，然后进入另一加速管中继续加速，以获得足够的速度，与反应靶进行核反应。已知电子的带电荷量为e，不计所有粒子的重力及电场、磁场的边缘效应。
（1）求离子到达交换室C时的速度大小；
（2）求离子在加速器中出射时的动量大小；
（3）核反应生成的各种次级粒子经过束流纯化装置挑选出具有相同速度的某一种目标次级粒子，由O点垂直射入一矩形区域内，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，双平行轨道间距为L，装有计时装置的荧光屏可以沿轨道平行移动。移动，使荧光屏上的N点闪光，此时记录的粒子运动时间为t；继续移动，当间距为时，次级粒子在磁场中的运动时间为。求该次级粒子射入磁场的方向（与的夹角）、速度大小及其比荷。
参考答案
1、答案：A
解析：A.普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍，A正确；
B.光在传播过程中表现为波动性，B错误；
C.玻尔认为氢原子中的电子轨道、能量都是量子化的，C错误；
D.密立根油滴实验，证明电荷是量子化的，D错误。
故选A。
2、答案：B
解析：A.质点起振动方向与波源起振方向相同，由题图乙可知，处质点的起振方向向下，则波源起振方向向下，A错误；
B.由题图甲可知，该波的波长为8m，时，距离的质点为处的质点，即处的质点即将振动，根据题意经过，波向前传播
则
B正确；
C.机械波传播的是振动这种形式，振动质点并不随波迁移，C错误；
D.孔的尺寸为，比波长小，由发生明显衍射条件可知，能发生明显的衍射现象，D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：AB.根据图象可知，粒子的加速度在逐渐减小，粒子所受电场力在逐渐减小，电场强度E随位移x在逐渐减小，AB错误；
C.粒子带负电，电场力方向从A指向B，电场强度方向从B指向A，故从A到B电势逐渐升高，由于电场强度逐渐减小，故图象的斜率逐渐减小，C正确；
D.从A到B电势能逐渐减小，但由于电场力减小，图象的斜率逐渐减小，D错误。
故选C。
4、答案：B
解析：导线通有电流后，因受到安培力下降至点，则
如图所示
设和与竖直方向的夹角都为θ，则
根据对称性，和对导线的作用力都为，有
可得
故选B。
5、答案：AC
解析：A.天舟五号需要在轨道1上的P点加速，使得天舟五号做离心运动，实现与天和核心舱对接，故A正确；
B.在近地圆轨道，根据万有引力等于重力有
可得
则地球的平均密度可表示为
故B错误；
C.天和核心舱轨道处的重力加速度等于其向心加速度，则有
解得
故C正确；
D.核心舱的运行速度小于第一宇宙速度，即小于，故D错误。
故选AC。
6、答案：AD
解析：根据题意，设滑梯倾角为θ，儿童恰好沿滑梯匀速下滑，则有
解得
AB.当老师对其施加平行于滑梯向上的拉力时，他将沿滑梯向下做减速运动，滑梯对儿童的弹力和摩擦力都不变，因此滑梯对儿童的作用力竖直向上，大小为，对于滑梯受本身的重力与儿童竖直向下的压力，由平衡条件可得，此时地面对滑梯的支持力大小等于，故A正确，B错误；
CD.当老师对其施加与滑梯成一定角度斜向上拉力作用时，他将沿滑梯向下做减速运动，滑梯对儿童的弹力和摩擦力都减小相同的倍数，滑梯对儿童的作用力仍然竖直向上，但大小小于，则对于滑梯受本身的重力与儿童竖直向下的压力小于，由平衡条件可得，地面对滑梯无摩擦力作用，故C错误，D正确。
故选AD。
7、答案：AD
解析：A.地面上两处感应电动势为零，直线电缆中的电流方向平行于方向，A正确；
B.电缆中通有正弦交变电流，b处磁通量的变化率一定变化，感应电动势瞬时值大小一定变化，B错误；
C.手机在b处竖直向上移动时，磁通量的变化率一定变小，电动势一定减小，C错误；
D.当手机平面和导线产生的磁感线相切时，手机中的感应电动势为零，设手机屏幕与水平地面的夹角为θ，如图
则有
解得
D正确。
故选AD。
8、答案：ABD
解析：A.设长为L，小球在点速度大小相等，所以小球重力做的正功与电场力做的负功大小相等，即
得
A正确；
B.小球在点速度大小相等，由动能定理可知，合力F未做功，所以F与连线垂直，小球在两点沿方向的分速度相等，所以小球在B点时的速度方向与连线的夹角也为θ，B正确；
C.小球从A运动到B的过程中，水平速度没有减为0，故小球电势能变化量最大值小于，C错误；
D.当沿合力F方向的分速度减小为0时，小球只有沿方向的分速度，故小球从A点运动到B点的过程中速度最小值为，D正确。
故选ABD。
9、答案：（1）9.60（2）不需要；不能（3）没有影响
解析：（1）由，
得
（2）本实验要测量重力加速度，应该取不同的抛体运动，小球从斜槽上释放的位置没必要固定。多次测量取其平均值是减小偶然误差，不会减少系统误差，不能消除阻力对误差的影响。
（3）若斜槽末端切线不水平，小球仍然在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，对重力加速度的测量没有影响。
10、答案：（1）1.850；4.250
（2）
（3）
（4）
解析：（1）根据题意，由图甲可知，螺旋测微器的读数为
由图乙可知，游标卡尺的读数为
（3）所供选择的滑动变阻器的阻值都小于待测电阻，因此滑动变阻器选择分压式接法，若用最大阻值为的滑动变阻器时，考虑到回路内的最小电流约为
超过了滑动变阻器最大允许电流，不能使用，若用最大阻值为的滑动变阻器时，考虑到回路内的最小电流约为
没有超过滑动变阻器最大允许电流，滑动变阻器选择。
（4）电源电动势为，待测电阻阻值约为，所以估测出流过待测电阻的最大电流约为，可以用量程为的电流表并联电阻进行改装，可并联阻值为的定值电阻，将量程扩大为，故电流表选择，定值电阻选择。电路图如图所示
（5）根据公式，解得
11、答案：（1）（2）吸热，
解析：（1）根据题意可知，从的过程，设状态对应的温度分别为，结合图中的状态参量，根据理想气体状态方程，有
解得
因为温度增大，温度降低，温度先增大后减小，且由图象中温度越高，等温线离原点越远可知，过程的最高温度小于，所以最低温度
最高温度为
（2）根据题意可知，图中图线所围三角形的面积为气体对外界所做的功为
全过程气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，吸收的热量
即
12、答案：（1）；（2）
解析：（1）A和B发生弹性碰撞满足
，
解得
，
B物体在传送带上向右速度减为0后反向加速到，此过程中B的加速度大小为
时间
位移
此后B在传送带上匀速运动的时间
则B物体在传送带上的运动时间
（2）A物体在水平面上运动的距离满足
B物体在水平面上运动的距离满足
最终A、B两物体的距离
解得
13、答案：（1）（2）（3），，
解析：（1）根据动能定理得
可得
（2）设离子的出射速度为，应用动能定理，有
又
解得
（3）设次级粒子的入射速度为，与方向的夹角为θ，由题中已知条件，粒子运动时间为t时，打在N点，而间距为时，粒子在磁场中的运动时间变长为，说明次级粒子再次打在荧光屏上的位置必在N点左侧，且其轨迹必与磁场的右边界相切，且相切位置恰好为第一次打在N点的位置，由此作出其运动图象如图所示
由图中的几何关系可知
，
联立解得
所以
，
所以粒子的运动时间
而
联立得粒子的速度
根据洛伦兹力提供向心力有
得
得粒子的比荷