福建省莆田一中2023届高三1月份统一考试（物理试题文）试卷

福建省莆田一中2023届高三1月份统一考试（物理试题文）试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功2、如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()A．F不变，FN增大 B．F减小，FN不变C．F不变，FN减小 D．F增大，FN减小3、如图所示，由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变，与移动前相比（）A．杆AO对P的弹力减小 B．杆BO对Q的弹力减小C．P、Q之间的库仑力减小 D．杆AO对P的摩擦力增大4、在平直公路上行驶的甲车和乙车，它们沿同一方向运动的图像如图所示。已知时刻乙车在甲车前方处，下列说法正确的是（）A．时，甲、乙两车相遇B．内，甲、乙两车位移相等C．甲、乙两车之间的最小距离为D．相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m5、如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为，两质点的平衡位置相距。当运动到上方最大位移处时，的运动情况是（）A．运动到上方最大位移处B．运动到下方最大位移处C．运动到平衡位置，且速度方向下D．运动到平衡位置，且速度方向上6、如图所示，高h=1m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m／s．g取10m／s1．在此过程中，下列说法正确的是（）A．物体的动能减少了8J B．物体的重力势能增加了10JC．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能减少了11J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、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上．一质量为m＝0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点．不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力，g取10m/s2，则下列说法正确的是A．小球刚接触弹簧时加速度最大B．该弹簧的劲度系数为20.0N/mC．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒D．小球自由落体运动下落的高度1.25m8、如图所示，两根弯折的平行的金属轨道AOB和A′O′B′固定在水平地面上，与水平地面夹角都为θ，AO=OB=A′O′=O′B′=L，OO′与AO垂直，两虚线位置离顶部OO′等距离，虚线下方的导轨都处于匀强磁场中，左侧磁场磁感应强度为B1，垂直于导轨平面向上，右侧磁场B2（大小、方向未知）平行于导轨平面，两根金属导体杆a和b质量都为m，与轨道的摩擦系数都为μ，将它们同时从顶部无初速释放，能同步到达水平地面且刚到达水平地面速度均为v，除金属杆外，其余电阻不计，重力加速度为g，则下列判断正确的是（）A．匀强磁场B2的方向一定是平行导轨向上 B．两个匀强磁场大小关系为：B1=μB2C．整个过程摩擦产生的热量为Q1=2μmgLcosθ D．整个过程产生的焦耳热Q2=mgLsinθ﹣μmgLcosθ﹣mv29、图1是一列沿轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，波速为。图2是处质点的振动图象，下列说法正确的是（）A．此列波沿轴负方向传播B．处质点在时的位移为C．处质点在时的速度方向沿轴正向D．处的质点在时加速度沿轴负方向E.处质点在内路程为10、如图所示，有两列沿z轴方向传播的横波，振幅均为5cm，其中实线波甲向右传播且周期为0.5s、虚线波乙向左传播，t=0时刻的波形如图所示。则下列说法正确的是（）A．乙波传播的频率大小为1HzB．甲乙两列波的速度之2：3C．两列波相遇时，能形成稳定的干涉现象D．t=0时，x=4cm处的质点沿y轴的负方向振动E.t=0.25s时，x=6cm处的质点处在平衡位置三、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）如图甲所示为测量木块和木板间滑动摩擦因数μ的实验装置图，足够长的木板置于水平地面上，小木块放置在长木板上，并与拉力传感器相连，拉力传感器可沿圆弧轨道滑动。长木板在外界作用下向左移动，得到拉力传感器的示数F与细绳和水平方向的夹角θ间的关系图线如图乙所示（g取10m/s2）。（答案保留两位有效数字）(1)木块和木板间的滑动摩擦因数μ=________________；(2)木块的质量m=__________kg。12．（12分）某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k，拆开发现其内部简易结构如图(a)所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E，两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为P0＝5kg。科技小组设计了下列操作：A．在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数P1，并测出此时弹簧的长度l1；B．用游标卡尺测出齿轮D的直径d；C．托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度l0；D．根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k；E．在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P2，并测出此时弹簧的长度l2；F．再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P3，并测出此时弹簧的长度l3；G．数出齿轮的齿数n；H．数出齿条的齿数N并测出齿条的长度l。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即a方案：采用BD步骤。①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图(b)所示，并查资料得知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则弹簧的劲度系数k＝________。(结果保留三位有效数字)(2)请你根据科技小组提供的操作，设计b方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。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）在车辆碰撞实验中，质量为4m的大车与质量为m的小车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v和2v，碰撞后小车沿反方向运动，大车运动的方向不变，并且大车经过时间t停止运动。已知碰撞过程的时间很短，碰撞后两车都处于制动状态，两车与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。求：(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。(2)碰撞过程中小车受到的冲量大小。14．（16分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻的波动图象如图甲所示，其中处于x=12m处的质点c的振动图象如图乙所示。求：①质点a的运动状态传到质点d所用的时间；②从t=0时刻开始，5.5s内质点b运动的路程和t=5.5s时质点b的位移。15．（12分）如图所示，水平轨道AB和CD分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直光滑圆形轨道与CD相切于点E，一轻质弹簧原长，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的小物块P由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与小物块P接触但不连接。弹簧原长小于光滑轨道AB的长度，轨道靠近B处放置一质量为的小物块Q。传送带长，沿顺时针方向以速率匀速转动，轨道CE长为。物块与传送及轨道CE之间的动摩擦因数均为。现用小物块P将弹簧压缩至长度为，然后释放，P与Q弹性碰撞后立即拿走物块P，Q恰好可以到达与光滑圆形轨道圆心等高的F点，取。（1）求P与Q碰撞后Q的速度；（2）求光滑圆形轨道的半径R。

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、C【解析】

A．A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增加，过原点直线表示等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；B．C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；C．气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律：△U2=-Q2，气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有：△U=△U1+△U2=Q1-W1-Q2=0即Q1=W1+Q2＞Q2所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；D．气体做功，A→B过程中体积变化等于C→A过程中体积变化，但图像与原点连接的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。故选C。2、B【解析】

小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图由图可知△OAB∽△GFA即：，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，ACD错误B正确。3、D【解析】

A．对两个小球作为整体分析可知，整体在竖直方向只受重力和AO的支持力，故杆AO对小球P的弹力不变，故A错误；BC．对Q受力如图小球P向左移后，两个小球P、Q间的库仑力方向向图中虚线处变化，则由力的合成和平衡条件可知杆BO对小球Q的弹力变大，两小球P、Q之间的库仑力变大，故B、C错误；D．对两个小球作为整体受力分析，在水平方向则有杆BO对小球Q的弹力等于杆AO对小球P的摩擦力，所以可得杆AO对小球P的摩擦力变大，故D正确；故选D。4、B【解析】

AD．0时刻，乙车在甲车前处，前内乙车的速度大于甲车的速度，所以两车的距离逐渐变大，在时刻速度相等，距离最远，图线和时间轴围成的面积为位移AD错误；B．图线和时间轴围成的面积为位移，前内，根据几何关系可知甲乙两车的图线和时间轴围成的面积相等，所以二者位移相等，B正确；C．甲车速度大于乙车速度，二者最终可以相遇，最小距离为0m，C错误。故选B。5、C【解析】

两质点相距0.35m，而波长为0.20m，故质点Q的振动和位于质点P右方0.15m处的质点A振动步调一致，波向右传播，所以质点P比质点A提前振动了，所以当运动到上方最大位移处时，A位于平衡位置向下振动，即Q运动到平衡位置，且速度方向下，故C正确ABD错误。故选C。6、D【解析】A项，物体由静止开始下滑，末速度为4m/s，动能变化量，物体的动能增加了8J，故A项错误．B项，设地面为零势能面，在顶端物体的重力势能为，此过程中，物体的重力势能减小了10J，故B项错误．C、D项，机械能包括势能和动能，,所以物体的机械能减少了11J，故C错误；D正确；故选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、BD【解析】

AB．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力．所以可得：kΔx＝mg解得：k＝N/m＝20N/m弹簧的最大缩短量为Δx最大＝0.61m，所以F最大＝20N/m×0.61m＝12.2N弹力最大时的加速度a＝＝＝51m/s2小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2，所以压缩到最短时加速度最大，故A错误，B正确；C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故C错误；D．根据自由落体运动算得小球自由落体运动下落的高度D正确．故选BD。8、ABD【解析】

A.由题意可知，两导体棒运动过程相同，说明受力情况相同，对a分析可知，a切割磁感线产生感应电动势，从而产生沿导轨平面向上的安培力，故a棒受合外力小于mgsinθ﹣μmgcosθ；对b棒分析可知，b棒的受合外力也一定小于mgsinθ﹣μmgcosθ，由于磁场平行于斜面，安培力垂直于斜面，因此只能是增大摩擦力来减小合外力，因此安培力应垂直斜面向下，由流过b棒的电流方向，根据左手定则可知，匀强磁场B2的方向一定是平行导轨向上，故A正确；B.根据A的分析可知，a棒受到的安培力与b棒受到的安培力产生摩擦力应相等，即B1IL=μB2IL；解得B1=μB2，故B正确；C.由以上分析可知，b棒受到的摩擦力大于μmgcosθ，因此整个过程摩擦产生的热量Q12μmgLcosθ，故C错误；D.因b增加的摩擦力做功与a中克服安培力所做的功相等，故b中因安培力而增加的热量与焦耳热相同，设产生焦耳热为Q2，则根据能量守恒定律可知：2mgLsinθ﹣2μmgLcosθ﹣2Q2=2mv2解得整个过程产生的焦耳热：Q2=mgLsinθ﹣μmgLcosθ﹣mv2故D正确。故选ABD。9、BCE【解析】

A．根据图2的振动图象可知，处的质点在t=0时振动方向沿轴正向，所以利用图1由同侧法知该波沿轴正方向传播，故A错误；B．图1可知该简谐横波的波长为4m，则圆频率设处质点的振动方程为t=0时刻结合t=0时刻振动的方向向上，可知，则处质点的振动方程为处质点与处质点的平衡位置相距半个波长，则处质点的振动方程为代入方程得位移为，故B正确；C．处质点在时的速度方向和时的速度方向相同，由同侧法可知速度方向沿轴正向，故C正确；D．处的质点在时速度方向沿轴负向，则经过四分之一周期即时，质点的位移为负，加速度指向平衡位置，沿轴正方向，故D错误；E．处质点在在时速度方向沿轴负向，根据振动方程知此时位移大小为，时位移大小为，所以内路程故E正确。故选BCE。10、ADE【解析】

B．由于两列波在同一介质中传播，因此两列波传播速度大小相同，故B错误；A．由图可知，甲波的波长λ1=4cm，乙波的波长λ2=8cm，由v=λf可知，甲波和乙波的频率之比为2∶1，又甲波的频率为2Hz，所以乙波的频率为1Hz，故A正确；C．由于两列波的频率不相等，因此两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故C错误；D．由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，两列波在平衡位置为x=4cm处的质点引起的振动都是向下的，根据叠加原理可知该质点的振动方向沿y轴的负方向，故D正确；E．从t=0时刻起再经过0.25s，甲波在平衡位置为x=6cm处的位移为零，乙波在平衡位置为x=6cm处的位移也为零，根据叠加原理可知该质点处在平衡位置，故E正确。故选ADE。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、0.581.0【解析】

(1)[1]木块受四个力作用，重力mg、支持力FN、拉力F、滑动摩擦力Ff，竖直方向有mg=FN+Fsinθ水平方向有Ff=Fcosθ由于Ff=μFN联立得μmg=F(μsinθ+cosθ)变式为设整理得μmg=Fsin(θ+α)当θ+α=时，F有最小值，由乙图知，θ=时F有最小值，则α=所以得μ==0.58(2)[2]把摩擦因数代入μmg=F(μsinθ+cosθ)得F=由乙图知，当θ=时F=10N，解得mg=10N所以m=1.0kg12、7.96×102N/mCAEFD【解析】

(1)[1]①弹簧的伸长量与齿条下降的距离相等，而齿条下降的距离与齿轮转过的角度对应的弧长相等，齿轮转动一周对应的弧长即为齿轮周长，即托盘中物品质量为P0＝5kg时弹簧的伸长量：Δx＝πd因此只要测出齿轮的直径d即可计算其周长，然后由胡克定律得：2kΔx＝P0g解得k＝；[2]②游标卡尺读数为0.980cm，代入：k＝得k＝7.9