2023届第一次高中结业水平测试物理试题
一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每空4分，共48分)
1．下列关于光的本性的说法中正确的是（ ）
A．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
2．物体由静止开始运动，它所受到的合外力F方向不变，大小随时间的变化规律如图所示，则在t0这段时间里（）
A．物体做匀加速运动
B．物体的加速度变小
C．物体的加速度不变
D．无法判断
3．等量异种点电荷的电场线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A处和C处的电场强度可能相同
B．A处的电势比B处高
C．电子在C处由静止释放，可沿电场线运动到D处
D．电子在B处的电势能比在D处大
4．共享单车是提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式，也是一种新型环保共享经济．共享单车的出现为我们的生活出行带来了极大的便利，而且越来越普及，但是也出现了很多不文明的行为，其中有一种就是有家长将自己的孩子放在单车车篮内（如图），极易发生事故．我们以矿泉水为例研究这个问题，若将一箱矿泉水放在车篮内，下列说法正确的是
A．自行车加速前进时，车对矿泉水的作用力向前
B．自行车匀速前进时，矿泉水受到的合力竖直向上
C．自行车突然刹车时，矿泉水会向前倾是因为受到车篮对矿泉水向前的推力
D．自行车突然刹车时，矿泉水离开车篮掉下的过程中，矿泉水受到重力和空气阻力的作用
5．如图所示，由均匀导线绕成的直角扇形导线框OMN绕O点在竖直面内从匀强磁场边界逆时针匀速转动，周期为T，磁场的方向垂直于纸面向里，线框电阻为R，线框在进入磁场过程中回路的电流强度大小为I，则（ ）
A．线框在进入磁场过程中回路产生的电流方向为顺时针
B．线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小相等
C．线框转动一周过程中产生的热量为I2RT
D．线框转动一周过程中回路的等效电流大小为
6．如题图所示是某线圈转动产生的正弦式交变电压的波形图，由图可确定（ ）
A．该交流电的周期是1 s
B．t＝1 s时，穿过线圈平面的磁通量变化率最大
C．电压的有效值是311 V
D．电压瞬时值的表达式为u＝220 sin πt （V）
7．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，这时电容器的电荷量为Q，P是电容器内一点，电容器的上极板与大地相连，下列说法正确的是( )
A．若将电容器的上极板左移一点，则两板间场强减小
B．若将电容器的下极板上移一点，则P点的电势升高
C．若将电容器的下极板上移一点，则两板间电势差增大
D．若将电容器的下极板上移一点，则两板间电势差减小
8．如图所示，质量为m，长为L的金属棒两端用等长的轻质细线水平悬挂，静止于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。已知棒中通过的电流大小为I，两悬线与竖直方向夹角，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）。
A．金属棒中的电流由N流向M
B．匀强磁场的磁感应强度
C．若仅改变磁场的方向，其他条件不变，则磁感应强度B的最小值为
D．若仅改变磁场的方向，其他条件不变，则磁感应强度B的值可能为
9．2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星发射成功，这是我国航天史上的另一重要成果。“嫦娥二号”发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h =100km的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥二号绕月球运行的周期为
B．由题目条件可知月球的平均密度为
C．嫦娥二号在轨道上绕行的线速度为
D．嫦娥二号轨道处的加速度为
10．甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移－时间图象如图所示，则下列说法正确的是( )
A．t1时刻两车相距最远
B．t1时刻乙车追上甲车
C．t1时刻两车的乙车速度大于甲车速度
D．0到t1时间内，乙车的平均速度大于甲车的平均速度
11．如图所示，质量分别为和的两滑块A、B，用轻质细绳通过光滑定滑轮相连，当A放在光滑的水平桌面上时，A、B运动的加速度大小为，细绳中的张力为当A、B位置对调，A、B运动的加速度大小为，细绳中张力为，则
A． B．：：
C． D．
12．如图所示，夹角θ＝30°的光滑三角杆水平固定悬放（两杆构成的面水平），两杆上分别穿有质量均为2kg的小球A、B，两球由一根轻绳连接。现在用沿着OB杆的力将小球B缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F＝10N，g取10m/s2，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是（ ）
A．此时绳子与OA杆垂直，绳子张力大小为20N
B．小球B受到杆的弹力大小为
C．OA杆对小球A的弹力方向与轻绳共线
D．小球A受到OA杆的弹力大小为N
二、实验题(共16分)
13．在“用研究机械能守恒定律”实验中，实验装置如图所示。
(1)实验用“摆锤”而不是“摆球”，原因是：___________；
(2)陈同学的实验数据中，点机械能数值明显大于点，可能是因为摆锤释放器的位置比点______（选填“高”或“低”），或光电门传感器的位置比点___________（选填“高”或“低”）；
(3)张同学实验时，摆锤释放器固定的位置不在点，他根据自己测量的数据，在方格纸上绘制了重力势能（）、动能（）、机械能（）随摆锤距离点的高度（）的变化图像。他的实验结果_____验证机械能守恒定律（选填“能”或“不能”）。通过图像可以算出摆锤静止释放的位置离点的高度为______。
14．在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中：
（1）实验室有如下器材：
A．干电池节
B．滑动变阻器（010Ω）
C．滑动变阻器（0200Ω）
D．电压表（0~3V~15V）
E．电流表（0~0.6A~3A）
F．开关、导线若干
其中滑动变阻器应选______；
（2）为了减小实验误差，请在虚线框内画出该实验合理的电路图______。图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整。要求变阻器的滑片滑至最右端时，其使用电阻值最大______；
（3）闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的______检查电路故障；
A．电阻“×1”挡
B．电流电流250mA挡
C．直流电压2.5V挡
D．直流电压10V挡
（4）某同学记录的实验数据如下表，试根据这些数据在图中画出U-I图象______，根据图象得到被测电池的电动势E______V，内电阻r______Ω（保留三位有效数字）。
1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.10 0.19 0.25 0.31 0.41 0.49
电压U/V 1.42 1.40 1.35 1.32 1.26 1.24
（5）造成本实验系统误差的主要原因是______。
三、解答题(共36分)
15．如图所示，在高1.25m的水平桌面上，一质量为2.0kg的物块在10N的水平拉力作用下，在A处由静止开始向桌面边缘B运动，2s末撤去水平拉力。物块运动到桌面B端后飞出落在水平地面上。已知物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.3，AB之间的距离为6m，不计空气阻力，g=10m/s2。求：
(1)撤去水平拉力前物块加速度的大小；
(2)物块离开桌面边缘B点时速度的大小；
(3)物块落地点距桌面边缘B点的水平距离。
16．轻质弹簧一端固定，另一端与放置于水平桌面上的小物块（可视为质点）相连接．弹簧处于原长时物块位于O点．现将小物块向右拉至A点后由静止释放，小物块将沿水平桌面运动．已知弹簧劲度系数为k，小物块质量为m，OA间距离为L，弹簧弹性势能的表达式为 ，式中x为弹簧形变量的大小．
(1)若小物块与水平桌面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力． 求①小物块第一次经过O点时的速度大小；
②小物块向左运动过程中距离O点的最远距离以及最终静止时的位置．
(2)在我们的生活中常常用到弹簧，有的弹簧很“硬”，有的弹簧很“软”，弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的．请你自行选择实验器材设计一个测量弹簧劲度系数的实验，简要说明实验方案及实验原理．
17．在如图甲所示的xOy平面内，y轴右侧空间有分布均匀、随时间变化的电场和磁场，其变化规律分别如图乙、丙所示，以y轴正方向为电场强度的正方向，电场强度大小为E0、2E0、3E0、……；垂直xOy平面向外为磁场的正方向。t=0时刻，质量为m、电荷量为q的负粒子，以初速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入，不计粒子的重力。已知磁感应强度大小，求该粒子在：
（1）t0时刻的速度大小；
（2）2t0时刻的位置坐标；
（3）nt0（n=1，2，3，…）时刻的动能。
1．C
【详解】AB．光具有波粒二象性，不能把光看成宏观概念上的波，故AB错误；
C．干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故C正确；
D．频率低、波长长的光，波动性特征显著，频率高、波长短的光，粒子性特征显著，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】由图看出，合外力F减小，则由牛顿第二定律得知加速度a减小，加速度与速度同向，运动速度越来越大，物体做加速度减小的加速运动，故B正确，ACD也错误．
点睛：根据牛顿第二定律分析物体的加速度如何变化，确定物体的运动性质，并分析物体的运动情况．
3．D
【详解】A．电场线的疏密程度反映了场强的大小，根据图可知A处的场强比B处大，B处的场强比C处大，故A处的场强一定比C处大，A错误；
B．根据沿着电场线的方向电势降低，可知电势B处高A处低，B错误；
C．C处到D处的电场线为曲线，电场线的切线方向是电子在电场中受到的电场力的反方向，而不是速度方向，电子若想沿电场线运动，那么必须电场线为直线，且电子的速度方向与电场线始终在一条直线上，C错误；
D．由B处和C处电势相等，C处电势低于D处，可知B处的电势比D处低，而电子带负电，故电子在B处的电势能比在D处大，D正确。
故选D。
4．D
【分析】平衡力的条件是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上;惯性是指任何物体都有保持原来运动状态不变的性质．会根据惯性知识判断物体的运动情况，同时要知道惯性大小只与物体的质量有关;变速的原因是加速度改变运动状态，而合外力产生加速度.
【详解】A、自行车加速时车内的矿泉水瓶也加速，则合外力水平向右，受力分析可知瓶受到重力和车对瓶的作用力斜向右前方；故A错误.
B、自行车匀速时车内的矿泉水瓶也匀速，则合外力为零；故B错误.
C、自行车突然刹车时矿泉水会向前倾是想继续保持原来的速度运动状态，是惯性的体现而不是受到向前的力；故C错误.
D、自行车突然刹车时矿泉水离开车篮后不再受车的作用力，而在空中受到重力和空气阻力的作用；D正确.
故选D.
【点睛】本题考查了基本方法受力分析，基本规律有平衡条件、牛顿第一定律与惯性、牛顿第二定律.
5．C
【详解】A．线框在进入磁场过程中，磁通量向里增加，由楞次定律判断知回路产生的电流方向为逆时针，故A错误；
B．线框在进入磁场时，ON段电压是外电压的一部分；线框在离开磁场时，ON段电压是外电压，而两个过程外电压相等，所以线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小不等，故B错误；
C．线框转动一周过程中产生的热量为
故C正确；
D．设线框转动一周过程中回路的等效电流大小为I′，则
Q=I′2RT
解得
故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A、由图可知，该交流电周期性变化一次所用时间为2s，A错误；
B、t=1s时，电压最大，此时感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律，磁通量的瞬时变化率最大，B正确；
C、电压的有效值，C错误；
D、由图象可知，t=0时刻，发电机的线圈是从最大值面（与中性面垂直的平面）开始转动的，故电压的瞬时值表达式（V），D错误．
7．D
【详解】A、平行板电容器充电后与电源断开后，电容器的电量不变，电容器上板左移，正对面积减小，电容C减小，由U= Q/C分析可知U增大，板间场强E= U/d，d不变，则E增大．故A错误；
BCD、将电容器的下板上移一点，板间距离减小，电容C增大，由U= Q/C分析得知：Q不变，两板间电势差减小．又由E= U/d=4πkQ/S，可知板间场强不变，则P与上板的电势差不变，上板电势为零，则P点电势不变．故BC错误，D正确．
8．D
【详解】A.由左手定则得金属棒中的电流由M流向N。故A错误。
B.由平衡条件得
解得
故B错误；
CD.若仅改变磁场的方向，其他条件不变，棒的受力情况如下
可知当安培力与拉力垂直时，安培力最小，即磁感应强度最小。则
解得
则磁感应强度范围为
故C错误，D正确。
故选D。
9．ABD
【详解】A.“嫦娥二号”距月面h的圆形工作轨道上做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力为
得
在月球表面的物体受到的重力等于万有引力为
得
所以有
A正确；
B．在月球表面的物体受到的重力等于万有引力有
得
根据密度的定义有
B正确；
C．“嫦娥二号”距月面h的圆形工作轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力为
得
C错误；
D．根据万有引力提供向心力为
得
D正确。
故选ABD。
10．BC
【详解】AB.两车在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，经过时间t1位移又相等，说明在t1时刻乙车刚好从后面追上甲车，故A错误，B正确．
C.根据图象的斜率等于速度，斜率绝对值越大速度越大，则知，t1时刻乙车的速度比甲车的速度大，故C正确；
D.0到t1时间内，甲乙两车位移相等，根据平均速度等于位移除以时间可知，0到t1时间内，乙车的平均速度等于甲车的平均速度，故D错误．
11．AD
【详解】开始时加速度大小为，绳子拉力为，由牛顿第二定律得：对A有，对B有，联立解得，；
互换后加速度大小为绳子拉力为，由牛顿第二定律得：对B有，对A有，联立解得：，，则有；；；故A、D正确，B、C错误；
故选AD．
12．AD
【详解】光滑三角杆水平固定悬放，两球受力立体图如下
AB．此时绳子与OA杆垂直，对B小球水平方向受力分析如图所示
由平衡可得
解得
故A正确；
B．由受力分析图可得，小球B受到杆的弹力与小球B的重力和绳垂直OB方向的分力的合力等大反向，则小球B受到杆的弹力大小为
N
故B错误。
C．由受力分析可知：小球A受重力、绳子拉力、杆对A的作用力，由三力平衡条件可知，OA杆对小球A的弹力与绳的拉力和A的重力的合力等大反向，故OA杆对小球A的弹力方向与轻绳不共线，故C错误；
D．由平行四边形可知，GA与T的合力大小为
N
OA杆对小球A的弹力与绳的拉力和A的重力的合力等大反向,故小球A受到OA杆的弹力大小为N，故D正确。
故选AD。
13． 不利于找小球在下降过程中的位置 高 低 能 0.225
【详解】(1)[1]由于小球有直径，所以不利于找小球在下降过程中的位置。
(2)[2]若摆锤释放的位置高于A点，会导致C点的速度测量值偏大，即点机械能数值明显大于点；
[3]若光电门放置的位置低于C点，则测得的速度是C点下方的速度，测量值偏大，即点机械能数值明显大于点；
(3)[4]由于在摆锤下降过程中速度越来越大，即动能越来越大，所以图线③为动能随h变化图像，重力做正功，下降过程中重力势能减小，故图线②为重力势能随h变化图像，所以图线①为机械能随h变化图像，该图线为一条平行于x轴的直线，即恒定不变，故机械能恒定不变，所以能验证机械能守恒。
[5]根据图线③可知当
时，重力势能为
而静止下落位置时的重力势能为
所以有
解得
所以摆锤静止释放的位置离点的高度为
14． B C 1.48 0.520 电压表的电阻
【详解】（1）[1]测量一节干电池的电动势和内阻，滑动变阻器起改变电流作用，为了使电流变化范围较大，且便于操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选B。
（2）[2]由于电源内阻很小，故电流表采用外接法（相对电源）电路图如图所示
[3]变阻器的滑片滑至最右端时，其使用电阻值最大，滑动变阻器下端应接左侧，电路图如图所示
（3）[4]闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，说明电流表所在支路存在某处断路，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的直流电压挡进行检查电路故障，一节干电池的电动势约为1.5V，故应选择直流电压2.5V挡进行检查电路故障；
故选C。
（4）[5]根据表中数据在图中画出U-I图象如图所示：
[6]U-I图象的纵截距表示电源的电动势，则由图可得
E=1.48V
[7]图象的斜率代表内阻，有
（5）[8]本实验系统误差产生的原因是电压表的电阻，实验中将电压表和电源部分看作等效电源，所测内阻为电压表内阻和电池内阻的并联电阻，故所测内阻小于电池的真实内阻。
15．(1)2m/s2；(2)2m/s；(3)1m
【详解】(1)根据牛顿第二定律得：
(2)根据位移时间公式得，2s内的位移为
2s末的速度为
v=at=2×2m/s=4m/s
撤去拉力后的加速度为
a′=μg=3m/s2
则匀减速运动的位移为
x′=s－x=(6－4)m=2m
根据得
=2m/s
(3)根据h=得
t=
则物块落地点距桌面边缘B点的水平距离为
x″=vBt=2×0.5m=1m
16．(1) 0.2L(2) 将弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂质量不同的物体，稳定后测量弹簧伸长量及弹簧所受拉力，根据胡克定律可得到弹簧的劲度系数．
【分析】设小物块第一次经过O点时的速度为v，根据功能关系求解速度；设小物块向左运动得最远处在O点左侧的B点，小物块由A运动到B的过程中，由功能关系求出最远距离，再分析B位置受到的弹力与最大静摩擦力的关系，从而判断物块能否静止在B点，若不能静止，再根据功能关系求解即可；将弹簧悬挂，弹簧下端挂质量不同的物体，稳定后测量弹簧伸长量以及弹簧所受的拉力，再根据胡克定律得到弹簧的劲度系数；
【详解】解：(1)①设小物块第一次经过O点时的速度为v，根据功能关系得：
解得：
②设小物块向左运动得最远处在O点左侧的B点,BO之间的距离为xB，小物块由A运动到B的过程中，由功能关系得：
解得：
此时弹簧弹力为：
小物块与地面的最大静摩擦力为：
因此小物块不能停在B点，将继续向右运动，设小物块能静止在O点右侧得C点，C与O的距离为xC，小物块由B点运动到C点的过程中，根据功能关系得：
解得：，则小物块到达B点后向右运动，再次经过O点，最终静止在O点右侧0.2L处．
(2) 方案一：将弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂质量不同的物体，稳定后测量弹簧伸长量及弹簧所受拉力，根据胡克定律可得到弹簧的劲度系数．
方案二：将弹簧竖直放置，在弹簧上放置质量不同的物体，稳定后测量弹簧压缩量及弹簧所受压力，根据胡克定律可得到弹簧的劲度系数．
方案三：将弹簧一端固定在水平气垫导轨上，另一端与小滑块相连接，使小滑块在气垫导轨上沿水平方向上做简谐运动，测出小滑块加速度，根据简谐运动特点及牛顿运动定律可得到弹簧的劲度系数．
17．（1）；（2），；（3）当n为偶数时（n=2，4，6……）；当n为奇数时（n=1，3，5……）
【详解】（1）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿y轴负方向的速度为
，
根据
解得
（2）粒子在时间内在电场运动，则水平位移为
竖直位移有
粒子在时间内是在磁场内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
周期
由题意可得，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系，可知水平位移为
竖直位移为
则2t0时刻的位置坐标为
，
（3）由于粒子每次经过磁场时初末速度相同，每次经过电场，在y轴负方向不断加速，经k次电场时，
（k=1，2，3……）
当n为偶数时n=2k
（n=2，4，6……）
当n为奇数时n=2k-1
（n=1，3，5……）
时刻的动能为
当n为偶数时
（n=2，4，6……）
当n为奇数时
（n=1，3，5……）
