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太原师院附中师苑中学2022～2023学年高三第一次月考
物理试题（理）
一、单项选择题（本题包含10小题，每小题3分，共30分）
1. 分析下列所描述的四个物理现象：①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声；②夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝；③水塘中的水波能绕过障碍物继续传播；④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音。这些现象分别是波的（ ）
A 多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
B. 干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
C. 多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
D. 多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
【答案】C
【解析】
【详解】①听到迎面而来的尖锐汽笛声，即汽车靠近时感觉音调升高，这是多普勒效应造成的； ②夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝，是因为声音在云层之间来回反射造成的； ③水塘中的水波能绕过障碍物继续传播，这是水波的衍射现象； ④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，出现加强区和减弱区，这是干涉现象，故C正确，ABD错误。
故选C。
2. 如图所示弹簧振子在A、B之间做简谐运动，平衡位置为O，振子的振动周期为T。从振子处于B点开始计时，向右为正方向，能正确反映振子位移x与时间t、回复力F与时间t、加速度a与时间t、弹簧振子的机械能E与时间t变化关系的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．从振子处于B点开始计时，向右为正方向，计时起点时，位移为正向最大，故A错误；
B．从振子处于B点开始计时，向右为正方向，计时起点时，回复力为负向最大，故B错误；
C．从振子处于B点开始计时，向右为正方向，计时起点时，加速度为负向最大，故C正确；
D．弹簧振子的机械能守恒，故D错误。
故选C。
3. 为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为2.5m，一辆固有频率为2Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（ ）
A. 当汽车以8m/s的速度行驶时，其振动频率为2Hz
B. 汽车速度越大，颠簸就越厉害
C. 当汽车以5m/s的速度行驶时颠簸最厉害
D. 当汽车以5m/s的速度行驶时最不颠簸
【答案】C
【解析】
【详解】A．当汽车以的速度行驶时，汽车的频率为
故A错误；
BCD．当汽车以的速度行驶时，驱动力的周期为
所以频率等于
当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大，显然此时驱动力的频率和汽车的固有频率相同，所以此时汽车颠簸最厉害，故C正确，BD错误。
故选C。
4. 如图所示，单摆摆球为带正电的玻璃球，摆长为L且不导电，悬挂于O点。已知摆球平衡位置C处于磁场边界内并十分接近磁场边界，此磁场的方向与单摆摆动平面垂直。在摆角小于5°的情况下，摆球沿着AB弧来回摆动，下列说法正确的是（ ）
A. 单摆的振动周期仍为
B. 单摆向左或向右摆过C点时摆线的张力一样大
C. 在A点和B点，摆线的张力不一样大
D. 图中A点和B点处于同一水平面上
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于洛伦兹力与绳子拉力在一条直线上，不影响等效的重力加速度，则周期不改变，单摆的振动周期仍为
故A正确；
B．根据题意可知，小球的机械能守恒，小球向左和向右经过C点时速率相等，则向心力相同，但由于洛伦兹力方向相反，由牛顿第二定律可知，过C点时线的拉力大小不等，故B错误；
C．小球在A、B点时速度均为零，向心力均为零，细线的拉力大小都等于重力沿细线方向的分力，所以拉力大小相等，故C错误；
D．根据题意可知，带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以A、B处于同一水平线上，故D正确。
故选D。
5. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的（ ）是
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 图乙可能为Q点的振动图像
C. t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动
D. 该波的波速为80m/s
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．因为t=0时刻质点P沿y轴负方向运动，则波沿x轴正方向传播，选项A错误；
B．因为t=0时刻质点Q向上振动，对比振动图像可知，图乙不是Q点的振动图像，选项B错误；
C．t=0.10s=0.5T时，波向右传播半个波长的距离，则此时质点P到达x轴下方与t=0位置对称的位置，则此时质点P沿y轴正方向运动，选项C正确；
D．该波的波速为
选项D错误。
故选C。
6. 两波源分别位于坐标原点和处，时刻两波源开始起振，时的波形图如图所示，此时平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置位于处，质点N的平衡位置位于处，则（ ）
A. 时两列波相遇
B. 开始计时10s后质点M通过的路程为2.4m
C. 时质点M的振动方向沿y轴负方向
D. 时质点N的振动方向沿y轴负方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知两列波的波长均为
周期
则波速为
如图波相遇，再运动的时间
所以两列波相遇时
则两列波在7s时相遇，故A错误；
B．开始计时后波传播到M点的时间
两列波同时传播到M点，M点振幅为
由
所以开始计时10s后质点M通过的路程为
故B正确；
C．M点起振方向是y轴负方向，时质点M振动的时间
所以时质点M在平衡位置，振动方向沿y轴正方向，故C错误；
D．左边的波传播的N点的时间
右边的波传播到N点的时间
此后两列波在N点振动减弱，合振幅为0，所以时质点N不振动，一直静止，故D错误。
故选B。
7. 一般材料的折射率都为正值（），现已有针对某些电磁波设计制造的人工材料，其折射率可以为负值（），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射率为负值）。有一种新型材料的折射率，从空气中一个点光源发射的光线射向这种材料的第一界面发生折射的大致光路图是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题知该材料的折射率
则折射线与入射线位于法线的同一侧，且入射角i与折射角r相等，符合条件的只有C。
故选C。
8. 图示为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为，真空中光速为c，AB代表端面。一束单色光从玻璃丝的AB端面以入射角θ入射，若光能传播到另一端面，则入射角需要满足条件（ ）
A. 入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
B. 入射角θ<45°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
C. 入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
D. 入射角θ<90°，若θ=45°光在光导纤维中传播时间为
【答案】C
【解析】
【详解】光路图如下所示
设以图中入射角如何时刚好能在光导纤维内壁发生全反射，则由折射定律
解得
所以入射角必须满足
当入射角为45°时，即时，解得
所以，则光在光导纤维中传播时间为
而光在光导纤维中传播的速度为
解得
故选C。
9. 无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境，自动控制车辆安全行驶。无人驾驶有很多优点，如从发现紧急情况到车开始减速，无人驾驶汽车只需要0.2s，比有人驾驶汽车快了1s。若无人驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下的运动距离为24m。汽车减速过程视为匀减速直线运动，其加速度大小为10m/s2。同样条件下，有人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为（ ）
A. 38m B. 40m C. 42m D. 44m
【答案】D
【解析】
【详解】从发现紧急情况到车开始减速，无人驾驶汽车的位移为
x1 = vt1
无人驾驶汽车开始减速到停止，则
v2 = 2ax2
又
x1＋x2 = 24m
代入数据解得，汽车匀速运动的速度
v = 20m/s
无人驾驶汽车比有人驾驶汽车的反应时间快了1s，则有人驾驶的反应时间为t2 = 1.2s，则有
x3 = vt2 = 24m
有人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为
x = x2＋x3 = 44m
故选D。
10. a、b两质点运动的位移—时间图像如图所示，b质点的加速度大小始终为0.1m/s2，a图线是一条直线，两图线相切于坐标为（5s，-2.7m）的点，则（ ）
A. b质点的初速度是1.1m/s
B. 图中x0应为1.55m
C. a做直线运动，b做曲线运动
D. t=5s时，a、b两质点的速度均为-0.54m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据位移—时间图像的斜率表示速度，则5s末两质点的速度均为
设b质点的初速度为v0，由图可知b的斜率绝对值越来越小，所以b质点做匀减速直线运动，加速度，则有
解得
v0＝−1.1m/s
故AD错误；
B．根据
而
得
故B正确；
C．a做匀速直线运动，b做匀减速直线运动，故C错误。
故选B。
二、多项选择题（本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错或不答的得0分）
11. 下列关于光的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象
B. 图乙中，激光切割主要利用了激光的能量高的特性
C. 图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样
D. 图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故A错误；
B．激光切割是利用了激光的亮度高，能量的集中性，故B正确；
C．DNA双螺旋结构的发现利用了光的衍射图样，故C正确；
D．戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象，故D错误。
故选BC
12. 一个质点在平衡位置O点附近做机械振动。若从O点开始计时，经过5s质点第一次经过M点（如图所示）；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需要的时间是（ ）
A. 6s B. 8s C. 20s D. 22s
【答案】AD
【解析】
【详解】若振子开始运动的方向先向左，再向M点运动，运动路线如图1所示
质点从O到a再b的时间为
得到振动的周期为
T=8s
振子第三次通过M点需要经过的时间为
t=T-2s=8s-2s=6s
若振子开始运动的方向向右直接向M点运动，如图2
振子第三次通过M点需要经过的时间为
t=T-2s=24s-2s=22s
故选AD。
13. 如图所示，手持软长绳的一端O点，在竖直平面内连续向上、向下抖动软绳（可视为简谐运动），带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。时O点由平衡位置开始振动，至t1时刻恰好完成次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后未画出），已知，则（ ）
A. 时O点起振方向向上 B. 波的传播速度为
C. t1时刻Q点的加速度最大 D. t1时刻P点刚好完成一次全振动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．至t1时刻恰好完成次全振动，传播了 ，Q点之后未画出部分等于半个波长，波前的振动方向向下，所以O点的起振方向向下，A错误；
B．波的周期为
波长为
解得
波速为
解得
B正确；
C． t1时刻Q点的加速度等于零；
D．t1时刻P点距离波前恰好等于一个波长，所以刚好完成一次全振动，D正确。
故选BD。
14. 某校一课外活动小组自制了一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过6s到达离地面60m处燃料恰好用完，下列说法正确的是（不计空气阻力，g取10m/s2）（ ）
A. 火箭上升离地面的最大高度为80m
B. 燃料恰好用完后火箭还能继续上升的时间为3s
C. 火箭从发射到返回发射点的时间为12s
D. 火箭落地速度为30m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】B．根据
得匀加速上升加速度
到达离地面60m处速度
燃料用完后火箭做竖直上抛运动，则还能继续上升的时间为
故B错误；
A．火箭上升离地面的最大高度为
故A正确；
C．火箭从最高点落到地面时间
则火箭从发射到返回发射点的时间
故C正确；
D．火箭落地速度为
故D错误。
故选AC。
15. 图示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，从左到右依次放置①光源、②红色滤光片、③_________、④___________、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（ ）
A. ③、④分别是双缝、单缝
B. 减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离
C. 若把此装置置于某液体中测量某单色光的波长，测得结果要比在真空中测得该光的波长长
D. 若双缝的间距为d，④与光屏的间距为l，用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则该红光的波长
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在双缝干涉测光的波长实验中，应先使光源变为一个线光源，再变为频率相等的两个线光源，因此③和④两个元件分别是单缝和双缝，且顺序不能调换，故A错误；
B．根据
可知，减小双缝之间的距离d，可以增大相邻暗条纹间的距离，故B正确；
C．假若把此装置置于某种液体中，由于液体的折射率大于1，而光在两种情况下频率不变，根据
所以结果将比在真空中测得光的波长短，故C错误；
D．用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则相邻亮条纹为
则
故D正确。
故选BD。
三、实验题（本题包含2小题，共16分）
16. 某同学利用图所示装置研究小车的匀变速直线运动。
（1）实验中，必要的措施是_______。
A．平衡小车与长木板间的摩擦力
B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量
D．细线必须与长木板平行
（2）他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。s1=3.59cm，s2=4.42cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm。则打点计时器在打C点时小车的速度vc=_______m/s，小车的加速度a=_______m/s2（要求充分利用测量的数据，结果均保留两位有效数字）
（3）如果当时交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_______（填“偏大“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. BD##DB ②. 0.48 ③. 0.80 ④. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]A．此实验只需小车做匀变速直线运动，得到匀变速直线运动的纸带，摩擦力的存在不会影响实验，所以不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，故A错误；
B．使用打点计时器的实验都需要先接通电源再释放小车，故B正确；
C．此实验只需小车做匀变速直线运动，只要拉得动就可以，不需要小车的质量远大于钩码的质量，故C错误；
D．调节滑轮使细线必须与长木板平行，才能使小车匀变速运动，故D正确。
故选BD。
（2）[2][3]每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为
C点的瞬时速度等于BD间的平均速度
根据逐差法可知，物体的加速度
（3）[4]如果当时交变电流的频率是f=49Hz，则该同学用来计算的仍为50Hz，即计算所用的周期比实际的周期更小，由[3]可知，加速度的计算值与实际值相比偏大，即测量值与实际值相比偏大。
17. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。
（1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下：
①将单摆上端固定在铁架台上。
②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L。
③记录小球完成n次全振动所用的总时间t。
④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。
根据图2所示，测得的摆长L=________cm；
重力加速度测量值表达式g=_________（用L、n、t表示）。
（2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像，如图3所示。由图可知重力加速度g=___________（用图中字母表示）。
（3）关于本实验，下列说法正确的是________（选填选项前的字母）。
A．需要用天平称出小球的质量
B．测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量
C．摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好
【答案】 ①. 98.50 ②. ③. ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]刻度尺的最小分度值为1mm，所以读数为98.50cm。
（1）[2]测量单摆的周期为
而单摆的理论周期为
两者联立可得
（2）[3]对单摆的周期公式进行变形可得
根据图中斜率值，可得
解得
（3）[4]A．本实验通过单摆的周期来测量当地的重力加速度，不需要摆球的质量，故A错误；
B．测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量，可以更精确地测量出悬点到球心的距离，故B正确；
C．单摆只有在摆角小于或等于5°时才能看作是简谐运动，故C错误。
故选B。
四、计算题（本题包含4小题，共39分）
18. 如图为一列简谐横波的波形图，实线是某时刻的波形图，虚线是经过1s后的波形图，已知波的周期T>0.5s。
（1）若波沿x轴负方向传播，求该列波1s传播的距离；
（2）若波沿x轴正方向传播，求波速。
【答案】（1）或；（2）或
【解析】
详解】（1）若波沿x轴负方向传播，由图可知
周期关系为
而T>0.5s，所以只能取
或
所以当时，
波传播的距离
同理可知当时，波传播的距离
（2）若波沿轴正方向传播，周期关系则有
结合，有
或
根据
当时，波速为
当时，波速为
19. 一半圆柱玻璃砖的截面如图所示，为其圆心。平行单色光在纸面内垂直射入到玻璃砖。其中入射点为和（关于点对称）的两条光线穿过玻璃砖后，它们的出射光线交于点，且两条出射光线的夹角，已知圆的半径为，，光在真空中传播速度为。
（1）求该玻璃砖的折射率；
（2）求从点入射的光线在玻璃砖内传播的时间；
（3）若只有图中宽度为区域内的入射光线能穿过玻璃砖射出，求宽度。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）如图所示
由几何关系可得
可得
则有
根据折射定律可得该玻璃砖的折射率为
（2）从点入射的光线在玻璃砖内传播的速度为
从点入射的光线从点出射时，在玻璃砖内传播的时间为
从点入射的光线在点发生反射的光路如图所示
在玻璃砖内传播的时间为
（3）设光线在玻璃砖内发生全反射的临界角为，如图所示
根据临界角公式可得
由几何关系可得
20. 北京冬奥会之后，老百姓对冰雪项目有了更多的认识，也更积极的参与到该项运动中来。某一山坡滑道可视为斜面，一滑雪者沿山坡滑道从静止开始匀加速自由下滑，加速度为1m/s2，下滑18m后又进入水平滑道（从山坡滑道进入水平滑道时速度大小不变）。设水平滑道足够长，滑雪板与水平滑道之间的动摩擦因数为，取g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）滑雪者运动过程的最大速度；
（2）滑雪者从开始下滑到最终停止运动所用的时间；
（3）滑雪者从开始下滑到最终停止运动的路程。
【答案】（1）6m/s；（2）9.6s；（3）28.8m
【解析】
【详解】（1）沿山坡滑道下滑时，由速度位移公式
可得
（2）沿山坡滑道下滑时
进入水平滑道后
解得
运动时间
故从开始至最终停止运动所用的时间
（3）在水平滑道上减速运动的距离
滑雪者从开始下滑到最终停止运动的路程
21. 2020年初，我国突然爆发了新冠肺炎疫情。疫情防控工作期间，全国高速公路免费通行，车辆可以不停车通过收费站，但要求车辆通过收费站窗口前x0=10m区间范围内的速度不超过v0=6m/s，否则按照违章进行处罚。现小轿车甲在金华高速收费站前平直公路上以v甲=16m/s的速度匀速行驶，当甲车司机看到正前方收费站后，立即开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车。求：
(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章？
(2)若甲车以v0=6m/s恰过收费站窗口时，甲车司机发现正前方s=8m处的乙车以v乙=2m/s匀速行驶，为避免两车相撞，甲车立即刹车匀减速行驶，甲车的加速度最小值为多少？
【答案】(1)；(2)1m/s2
【解析】
【详解】(1)对甲车，速度由16m/s减至6m/s过程中的位移
解得
因此刹车位置离收费站窗口距离为
(2)设甲刹车后经时间t，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得
甲车的位移是
乙车的位移是
为避免两车相撞，则需要满足
联立解得
所以甲车的加速度最小值为1m/s2。
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