2022_2023学年湖南省邵阳市高三（上）第一次联考物理试卷（含解析）

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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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2022~2023学年湖南省邵阳市高三（上）第一次联考物理试卷
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1. 关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是( )
A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 玻尔理论指出氢原子能级是分立的，并测出了氨原子光谱
C. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
2. 如图，为抛物线的顶点，、为抛物线上两点，点的切线水平。从、两点分别以初速度、水平抛出两小球，同时击中点，不计空气阻力，则两球( )
A. 必须同时抛出 B. 初速度与相等
C. 击中点时速度相同 D. 击中点时重力的瞬时功率相等
3. 静电植绒技术，于多年前在中国首先起步。现代静电植绒于上世纪、年代在德国首先研制出并使用。如图为植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，绒毛呈垂直状加速飞到需要植绒的物体表面上。不计重力和空气阻力，下列判断正确的是( )
A. 带电极板带负电
B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能不断增大
C. 若增大容器与带电极板之间的距离，绒毛到达需要植绒的物体表面时速率增大
D. 质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大
4. 利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机( )
A. 时刻速度最大
B. 时刻开始减速上升，时间内所受的支持力逐渐减小
C. 时刻开始减速上升，时间内所受的支持力先减小后增大
D. 时间内，手机的运动方向一直不变，时刻速度为
5. 特高压直流输电是国家重点工程。如图所示，高压输电线上用“正方形间隔棒”支撑导线、、、其目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线、、、水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，的几何中心为点，点到导线的距离远小于导线的长度，忽略地磁场，当四根长直导线通有等大、同向的电流时，则( )
A. 点的磁感应强度不为零
B. 点的磁感应强度沿连线方向
C. 对的安培力比对的安培力小
D. 所受安培力的方向为从指向
6. 如图所示，有一个长为的线光源，其表面可以朝各个方向发光，现将封装在一个半球形透明介质的底部，中点与球心重合。半球形介质的折射率为，为使发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径至少为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
7. 两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的点，用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球，小球静止在细线与竖直方向夹角为的位置。现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢旋转一个小角度，两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行，如图中虚线所示。则( )
A. 两板间匀强电场的场强将变小
B. 细线对小球的拉力将变大
C. 小球静止时细线与竖直方向夹角将变小
D. 小球静止时细线与竖直方向夹角将变大
8. 建造一条能通向太空的电梯如图甲所示，是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人们极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的倍，密度是其，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。当航天员乘坐“太空电梯”时，图乙中为航天员到地心的距离，为地球半径，图像中的图线表示地球引力对航天员产生的加速度大小与的关系，图线表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系，关于相对地面静止在不同高度的航天员，下列说法正确的是( )
A. 随着增大，航天员受到电梯舱的弹力减小
B. 航天员在处的线速度等于第一宇宙速度
C. 图中为地球同步卫星的轨道半径
D. 电梯舱在处的站点时，航天员处于完全失重状态
9. 如图所示，水平面上点的左侧光滑，点的右侧粗糙。有个质量均为的完全相同的小滑块可视为质点，用轻质的细杆相连，相邻小滑块间的距离为，滑块恰好位于点左侧，滑块、依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力作用于滑块上，经观察发现，在第个小滑块过点进入粗糙地带后再到第个小滑块过点进入粗糙地带前这一过程中，小滑块做匀速直线运动，已知重力加速度为，则下列判断中正确的是( )
A. 滑块匀速运动时，各段轻杆上的弹力大小相等
B. 滑块匀速运动的速度是
C. 第个小滑块完全进入粗糙地带到第个小滑块进入粗糙地带前这一过程中，个小滑块的加速度大小为
D. 最终第个滑块刚能到达点而第个滑块不可能到达点
10. 图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框车厢与金属框绝缘与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨和，导轨间有竖直垂直纸面方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的边长、总电阻，实验车与线框的总质量，磁场，磁场运动速度。已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力，则( )
A. 实验车的最大速率
B. 实验车的最大速率
C. 实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界在单位时间内需提供的总能量为
D. 当实验车速度为时，金属框受到水平向右的磁场力
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间存在定量关系，为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图所示装置测量。具体操作如下：在柱状玻璃容器中注入某透明液体，将小球在液面处由静止释放，当小球运动到刻度线处开始计时，每下落记录一次时间，得到多组下落高度与时间的数据，作出图像如图中实线所示。
由图像可知，从计时开始小球近似做______运动。
已知液体密度，小球体积、质量，结合图像可得______浮力不能忽略，取重力加速度。
若再用一个体积相同、密度较大的球，重复上述实验，所得图像也是一条直线，则该直线可能是图中的______虚线。
12. 某兴趣小组用金属铂电阻制作量程的电阻温度计。已知金属铂电阻与温度的关系是：，其中，温度系数。
设计电路：
该小组设计的电阻温度计测量电路如图所示，准备了如下实验器材：
干电池节，内阻，毫安表，滑动变阻器，滑动变阻器，开关一只，导线若干。
滑动变阻器应选_________选填“”或“”。
在毫安表刻度盘上标注温度刻度值
温度调零即确定刻度
根据电路图连接好实物，断开开关，为保证电路安全应先将滑动变阻器的滑片拨至如图所示的端。将金属铂电阻放入冰水混合物中，闭合开关，调节滑动变阻器阻值使毫安表满偏，则刻度即对应刻度，并保持滑动变阻器滑片位置不动。
确定刻度
通过理论计算出每一电流刻度所对应的温度值，并标注在刻度盘上。毫安表半偏位置对应的温度是_________。该温度计刻度线是__________选填“均匀”或“不均匀”的。
实际检验
将金属铂电阻放入其它已知温度的物体中，待指针稳定后，检验指针所指温度与实际温度在误差允许范围内是否一致。
实际测量
测量前完成中的温度调零操作，将金属铂电阻放入某未知温度的物体中，待指针稳定后读数，测出该物体的温度。
误差分析
若干电池使用时间较长，其电动势会减小，内阻变大。用该温度计按照中的测量方法进行测量能够完成温度调零，则测量结果_________选填“偏大”“不变”或“偏小”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 年月日，神舟十三号载人飞船返回舱着陆成功，三名航天员圆满完成了为期六个月的航天飞行任务，此次飞行任务中航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服是一套非常复杂的生命保障系统，简单的物理模型可以理解为：舱外航天服内密封了一定质量的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。出舱前，航天员身着航天服，先从核心舱进入节点舱，此时航天服密闭气体的体积为，压强为，温度为；然后封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。
节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，假设温度不变，求此时航天服内气体压强；
打开舱门后，航天员安全出舱，由于外界温度极低，航天服自动控制系统启动，系统能通过加热和充气或者放气等调节方式来保证密闭航天服内气体压强为，温度为，体积为，求调节后航天服内的气体质量与原有气体质量之比。
14. 如图所示，在处有平行于轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度沿轴正方向运动，粒子从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到点，已知粒子的质量为，电荷量大小为，不计粒子重力，求：
电场强度的大小和带电粒子运动到点的速度；
磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到点的时间。
15. 小车静止在光滑的水平面上，距离小车的右侧处有一固定光滑的斜面和光滑平台组成的装置，斜面底端与小车等高，平台点与斜面平滑连接，不影响滑块经过时运动的速率。平台上点固定一竖直的弹性挡板，滑块静止于点，间距离为，间距离为。当滑块以的速度滑上小车，运动到小车右端时恰好与之共速小车未碰到平台。当滑块经斜面进入平台时，始终受到水平向右的恒力作用，当滑块在该区域内向左运动时受到同样的恒力作用，向右运动则合力为零。已知滑块、及小车的质量相等，即，斜面高，、间的动摩擦因数，，滑块、均可看成质点，且、之间以及与挡板之间的碰撞为弹性碰撞。
为保证小车与平台碰撞时、能共速，至少多长；
当滑块经斜面进入平台后，若不能在滑块匀速运动过程中追上滑块发生第二次碰撞，则需要满足的条件；
若满足问的值，求、从第一次碰撞开始到第二次碰撞经历的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.为了解释黑体辐射的实验规律，普朗克提出了能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确；
B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，但波尔并没有测出氨原子光谱，B错误；
C.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，后来经过实验发现了质子，并预言了中子的存在，中子最终由查德威克发现，C错误；
D.衍射是波的属性，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】B.已知为抛物线顶点，则以为原点建立直角坐标系，
则设为
则两平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有
联立解得
平抛在水平方向为匀速直线运动，有，
联立可得
整理可得，故B正确；
A.因，则可得，故球先抛出才能同时击中点，故错误；
C.因，但竖直方向有，故两分速度合成后可知击中点的速度不同，故C错误；
D.两球在点重力瞬时功率为，即击中点时重力的瞬时功率不相等，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.绒毛带负电加速度向下运动，所以电场力向下，电场强度向上，带电极板带正电，A错误；
B.绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电场力向下做正功，电势能不断减小，B错误；
C.根据，解得
若增大容器与带电极板之间的距离，若电势差不变，绒毛到达需要植绒的物体表面时速率不变，C错误；
D.根据，质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大，D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】A.时刻手机加速度最大，但时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，则时刻的速度不是最大，选项A错误；
．时刻之后，手机的加速度反向，开始减速上升，此时手机向上的速度最大；手机在时间内，向上的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得
故支持力逐渐减小，手机在时间内，向下的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得
可知支持力继续减小，可知时间内所受的支持力逐渐减小，选项B正确，C错误；
D.由以上分析可知，时刻手机向上的速度达到最大；时间内，手机先向上加速后向上减速，因图像的“面积”等于速度的变化量，可知加速过程速度变化量大于减速过程速度的变化量，则手机的运动方向一直不变，选项D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】根据安培定则以及对称性，和在点处的磁感应强度为零，和在点处的磁感应强度为零，所以点处的磁感应强度为零，故AB错误；
C.越靠近通电直导线，磁感应强度越强，所以导线在处产生的磁感应强度大于在处的磁感应强度，所以对的安培力大于对的安培力，故C错误；
D.因“同向电流相互吸引”，则当四根长直导线通有等大、同向的电流时，则均受到、、的吸引力，且、对的吸引力的合力也从指向，则受到的安培力的方向从指向，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】如图所示
在半球面上任选一点，根据几何关系可知，若此时线状光源点发出的光能够射出点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出点，所以只要点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，在中，根据正弦定理有
解得
当时，有最大值
为使光线一定能从点射出，根据全反射应有
所以
故选C。
7.【答案】
【解析】A.缓慢旋转过程中两轴心之间的距离保持不变，转动时两平行板的垂直距离变小，设转动的角度为，两轴心的距离为，两极板间的电势差为，则转动后的电场强度为
根据匀强电场的场强与电势差和板间距离关系得两板间匀强电场的场强将变大，A错误；
未转动前，绳子拉力、电场力与小球的重力关系，
当转动角度为，小球依然受重力、电场力和拉力，再次沿水平方向和竖直方向正交分解，根据平衡条件得
则电场力水平方向分力不变，即细线水平方向分力不变，竖直方向分力变大，可画出受力分析图如图所示
可知小球静止时细线与竖直方向夹角将变小，细线的拉力增大，BC正确，D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】A.若电梯舱对航天员的弹力表现为支持力时
解得
角速度不变，随着增大，航天员受到电梯舱的弹力减小；
若电梯舱对航天员的弹力表现为拉力时
解得
角速度不变，随着增大，航天员受到电梯舱的弹力增大；A错误；
B.航天员在处的线速度等于地球表面的线速度，根据，该速度小于地球同步卫星的线速度，又因为 ，解得
地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，所以航天员在处的线速度小于第一宇宙速度，B错误；
C.图像中的图线表示地球引力对航天员产生的加速度大小与的关系，该加速度等于地球卫星做匀速圆周运动的加速度，图线表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系，该加速度等于地球同步卫星的加速度，因为，所以图中为地球同步卫星的轨道半径，C正确；
D.电梯舱在处的站点时，航天员的加速度等于地球同步卫星的加速度，电梯舱对航天员的弹力等于零，航天员只受到万有引力，所以航天员处于完全失重状态，D正确。
故选CD。
9.【答案】
【解析】A.滑块匀速运动时，在点左侧的滑块因为处于光滑地段，则杆上的弹力为零；在点右侧的滑块处于粗糙的地段，则每个滑块受滑动摩擦力作用，则各段轻杆上的弹力大小不相等，选项A错误；
B.设每个滑块进入粗糙区受的阻力为，因为在第个小滑块过点进入粗糙地带后到第个小滑块过点进入粗糙地带前这一过程中，小滑块做匀速直线运动，则从第一个滑块从点向右运动的过程中，由动能定理
匀速运动时满足
解得，选项B正确；
C.第个小滑块完全进入粗糙地带到第个小滑块进入粗糙地带前这一过程中，根据牛顿第二定律
解得，选项C正确；
D.假设第个滑块能到达点，则
可得
表达式不成立，则第个滑块不可能到达点；
事实上当第个滑块刚能到达点时，有
解得
即第个滑块恰能到达点，选项D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】试验车的速度最大时满足
解得实验车的最大速率，选项A错误，B正确；
C.克服阻力的功率为
当实验车以速度匀速运动时金属框中感应电流
金属框中的热功率为
外界在单位时间内需提供的总能量为，选项C正确；
D.当实验车速度为时，根据楞次定律“来拒去留”可知，金属框受到水平向右的磁场力，大小为
选项D正确。
故选BCD。
11.【答案】匀速直线
【解析】解：图像的斜率表示速度，由图可知，图像近似为倾斜的直线，故小球近似做匀速直线运动。
图像的斜率等于速度大小，则
对小球，由平衡条件可得：，其中
解得：
体积相同、密度较大的球，则球的质量较大，由可知，球匀速运动的速度较大，图像的斜率较大，故该直线可能是图中的虚线。
故答案为：匀速直线；；。
图像的斜率表示速度，斜率近似不变，小球近似做匀速直线运动；
对小球受力分析，由平衡条件求解；
由平衡条件，已知小球的质量变大，解得速度大小的变化，由图像的斜率变化求解。
本题考查探究“流体的阻力跟物体相对于流体的速度关系”的实验，较基础。涉及到图像识别，浮力的计算，共点力平衡问题。
12.【答案】 ；
；不均匀；
偏大
【解析】为了保证毫安表的安全，根据闭合电路欧姆定律，电路的最小总电阻为
故滑动变阻器应选；
由题意，刻度即对应刻度，可知此时金属铂电阻的阻值为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得滑动变阻器接入电路的阻值为
设毫安表半偏位置对应的温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
结合
联立解得
假设毫安表示数为时，对应的温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
可知与非线性关系，故该温度计刻度线是不均匀的；
若干电池使用时间较长，其电动势会减小，内阻变大，设电动势变为，内阻变为，能够完成温度调零时，根据闭合电路欧姆定律可得
当进行测量时，假设毫安表电流为，此时对应温度刻度为，根据闭合电路欧姆定律可得
假设实际温度为，根据闭合电路欧姆定律可得
联立可得
由于
可得
即实际温度小于测量温度，故测量结果偏大。
13.【答案】由于航天服内气体发生等温变化，由玻意耳定律有
带入数值解得；
打开舱门后，以航天服内气体为研究对象，假设这部分气体发生等压变化，由盖吕萨克定律有
由于，
代入数值解得
由于剩余气体在这个压强下体积为
又有剩余气体与原气体之间质量和体积成正比，则有。

【解析】根据题意可分析航天服内气体发生等温变化，根据玻意耳定律列方程求解；
打开舱门后，可将航天服内气体看成等压变化，根据盖吕萨克定律可求得气体体积，质量之比可根据体积之比求得。
14.【答案】作出粒子运动轨迹，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有，，
解得电场强度的大小
粒子在点时，沿轴正方向的速度
粒子在点的速度
方向与轴正方向成角；
粒子在磁场中做匀速圆周运动则有
解得
由几何关系可知
解得
粒子做匀速圆周运动的时间，则有，
粒子从开始运动到回到点的时间。

【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，由平抛规律能求出离开电场时的速度及方向；
画出带电粒子从点回到点的轨迹图，由几何关系求出带电粒子的半径和偏转角，从而由于牛顿第二定律和运动学公式求出磁感应强度大小和总时间。
15.【答案】设、获得共同速度为，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
若、共速时刚好运动到斜面底端，对应用动能定理得
代入数据解得
则保证运动到斜面底端前、能够共速，应满足的条件是；
滑块冲上斜面，到斜面顶端时速度为由动能定理
解得
上到高台后受力为，开始做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律可知
解得
设与碰前的速度为，有
与发生弹性碰撞，由动量守恒定律可知
由机械能守恒定律可知
联立解得，
A、第一次碰后，合力为零，沿斜面做匀速直线运动，运动到点所用时间为
碰后的加速度不变，运动到点所用时间为
由题意得：，解得
与同向运动不能相撞，此时有；
当时，与反向相撞即先与挡板碰撞，然后与发生第二次碰撞根据题意，与挡板碰后速率仍为，设向左运动时加速度大小为，则
解得
设与挡板碰撞后向左运动到与第二次碰撞的时间为，则
解得
反向减速至零的时间
因为，故所求合理，则。

【解析】根据动量守恒求的共同速度，再由能量守恒定律求出小车至少的长度；
根据动能定理可得到达斜面顶端的速度，再由动力学规律求碰撞前的速度，再根据弹性碰撞的规律分别碰撞后的速度，由运动学规律和题设要求，得到满足的条件；
根据第问的碰撞的速度，由运动学规律求出追上碰撞的时间，再结合实际进行检验。
本题主要考查了动量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律，在板块模型和碰撞的应用，解题的关键点是找准物理过程，结合牛顿第二定律，运动学规律完成解答，难度较大。
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