安徽省亳州市普通高中2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题 Word版含解析.docx

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亳州市普通高中2023-2024学年度第一学期高三期末质量检测物理试卷考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。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，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.如图所示为河南郑州到安徽合肥的手机导航路线图，下列说法正确的是（　　）A.图中“明天凌晨4：10到达”，“4：10”是时刻B.图中“5小时39分”是时刻C.图中推荐方案“567公里”距离最短，“567公里”是位移大小D.研究汽车高速上超越大货车时，可将汽车看成质点【答案】A【解析】【详解】A．图中“明天凌晨4：10到达”，“4：10”是时刻，选项A正确；B．图中“5小时39分”是时间间隔，选项B错误；C．图中推荐方案“567公里”距离最短，“567公里”是路程，选项C错误； D．研究汽车在高速上超越大货车时，汽车的大小不能忽略不计，不可将汽车看成质点，选项D错误。故选A。2.如图所示是自然界的一颗“磁星”，“磁星”（Magnetar）是中子星的一种，拥有极强的磁场，通过磁场的衰减，使之能源源不绝地释放出以X射线及γ射线为主的高能量电磁辐射，下列说法正确的是（　　）A.X射线是高速电子流B.X射线的波长小于γ射线的波长C.X射线可以消毒D.γ射线可以摧毁病变的细胞【答案】D【解析】【详解】A．β射线是高速电子流，X射线不是高速电子流，选项A错误；B．X射线的频率小于γ射线的频率，X射线的波长大于γ射线的波长，选项B错误；C．紫外线具有波长短、频率高、能量大的特点可以进行消毒，X射线可以用来进行透视以诊断病情，故C错误；D．γ射线穿透能力较强，可以摧毁病变的细胞，选项D正确。故选D。3.北京时间2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。若返回舱进入大气层后先加速下落，在距离地面一定高度时打开降落伞，如图所示，返回舱减速，经过一段时间后返回舱匀速下落，下落到离地面很近时启动反推发动机，最终使返回舱安全软着陆。下列说法正确的是（　　）A.返回舱进入大气层后加速下落时，返回舱的机械能增加B.打开降落伞返回舱减速过程，返回舱处于超重状态C.返回舱匀速下落过程，返回舱的机械能不变D.启动反推发动机后返回舱的动能将增大【答案】B 【解析】【详解】A．返回舱进入大气层后加速下落时，空气阻力做负功，则返回舱的机械能减小，选项A错误；B．打开降落伞返回舱减速过程，加速度向上，则返回舱处于超重状态，选项B正确；C．返回舱匀速下落过程，返回舱的动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项C错误；D．启动反推发动机后返回舱做减速运动，则动能减小，选项D错误。故选B。4.如图所示，一个倾斜的铁板可以绕O点转动，铁板上吸附一个质量为m的强磁铁，当铁板从竖直线左侧θ角位置缓慢转到右侧θ角位置的过程中，磁铁相对于铁板始终静止。已知θ=30°，下列说法正确的是（　　）A.铁板对磁铁的摩擦力逐渐变大B.铁板对磁铁的弹力先变小后变大C.铁板对磁铁的弹力逐渐变小D.铁板对磁铁的摩擦力与弹力的合力先变小后变大【答案】C【解析】【详解】A．摩擦力为静摩擦力，等于重力的下滑分力，因此在转动的过程中，摩擦力先增大后减小，A错误；BC．弹力，重力在垂直铁板方向的分力，铁板对磁铁的吸引力合力为零，在开始旋转θ角的过程中，重力在垂直铁板方向的分力逐渐减小，铁板对磁铁的弹力逐渐减小；在后来旋转θ角的过程中，重力在垂直铁板方向的分力逐渐增大，但分力的方向背离铁板，造成铁板对磁铁的弹力继续减小，因此在整个过程中，铁板对磁铁的弹力一直减小，B错误，C正确；D．磁铁受重力，铁板的吸引力，铁板对磁铁的摩擦力和弹力四个力的作用。铁板对磁铁的摩擦力与弹力的合力跟磁铁所受重力与铁板的吸引力的合力等大反向，磁铁所受铁板的吸引力大小不变始终垂直铁板指向铁板，在转动的过程中，吸引力与重力的夹角逐渐增大，合力逐渐减小，因此铁板对磁铁的摩擦力与弹力的合力逐渐减小，D错误。故选C。5.在x轴上x1=0和x2=14m处各有一个波源在t=0时刻开始振动，形成的波分别沿x 轴正方向和负方向传播。t=0.4s时形成如图所示的波形，其余数据图中已标出，下列说法正确的是（　　）A.这两列波波速大小均为0.1m/sB.当两列波都传播到x=7m处的质点后，x=7m处质点的振幅为5cmC.从t=0到t=1.2s，x=6m处的质点振动的路程为24cmD.t=1.2s时，x=6m处质点的位移大小为5cm【答案】C【解析】【详解】A．由题意可知，两列波的周期均为，由图可知，两列波的波长均为，则这两列波的波速大小均为故A错误；B．由图可知，当此时处于处波谷传到处时，处于处的波峰刚好传到处，则当两列波都传播到处的质点后，该质点为振动减弱点，该质点的振幅为故B错误；C．左侧波从传到处所用时间为右侧波从传到处所用时间为则内，左侧波在处的质点引起振动通过的路程为由图可知，左右两侧波的波峰同时传到处，则在处的质点为振动加强点，从左右两侧波在处的质点引起振动通过的路程为 则从到，处的质点振动的路程为故C正确；D．在时，左侧波刚传到处，则时，左侧波的振动使处的质点位于平衡位置；在时，左侧波刚传到处，右侧波刚传到处，则时，右侧波的振动使处的质点位于平衡位置；故时处质点的位移大小为0，故D错误。故选C。6.如图所示的电路中，R2是光敏电阻（阻值随光照强度增加而减小），R1、R3是定值电阻，C1是电容器，电源的电动势为E，内阻为r，且R1=r。当开关S闭合后，光照强度增加时，下列说法正确的是（　　）A.电容器C1的电荷量增加B.电源的输出功率一定增加C.光敏电阻R2的功率一定减小D.电源的效率一定增加【答案】B【解析】【详解】A．当光照强度增加时，电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中总电流增大，电源内电压增大，由可知，路端电压减小，由部分电路欧姆定律可知，电容器C1的两端电压减小，根据可知，电容器C1的电荷量减小，故A错误；B．电源的输出功率为 当时，输出功率最大，由于R1=r，所以外电路的总电阻大于电源内阻，随着减小，电路中总电阻减小，电源的输出功率一定增加，故B正确；C．光敏电阻R2的功率为化简可得由题意可得，电路中的最大电流为所以光照强度增加时，光敏电阻R2的功率可能先增大再减小，或者可能一直减小，故C错误；D．电源的效率为因为电阻减小，所以电源的效率一定减小，故D错误。故选B。7.如图所示，某同学用智能手机的频闪功能拍摄一滑块在足够长斜面上的运动情况，频闪时间间隔为T=0.1s，滑块从斜面底端开始向上运动，用频闪照相记录下滑块依次经过斜面上的1、2、3、4、5点，且知3点为滑块运动的最高点。测得各段的实际距离x34=0.0125m、x42=0.0250m、x25=0.0125m、x51=0.1000m，已知滑块在运动过程中所受的摩擦阻力大小不变，斜面倾角，重力加速度g取10m/s2。以下说法正确的是（　　）A.滑块经过2点时的速度大小是0.60m/sB.滑块向上运动时的加速度大小是3.0m/s2 C.滑块向下运动时的加速度大小是1.0m/s2D.滑块所受摩擦阻力与重力大小之比是1：4【答案】D【解析】【详解】A．由匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于其相邻两点间的平均速度，故滑块经过2点时的速度大小是故A错误；B．由逐差法可知，滑块向上运动时的加速度大小是故B错误；C．由逐差法可知，滑块向下运动时的加速度大小是故C错误；D．设斜面的倾角为，物块向上运动时，由牛顿第二定律物块向下运动时，由牛顿第二定律其中联立解得，滑块所受摩擦阻力与重力大小之比是故D正确。故选D。8.如图所示，光滑绝缘轨道ABC由半圆轨道AB和水平直轨道BC组成，A、B连线竖直。半圆轨道的圆心为O、半径为R，空间有如图所示的匀强电场，场强大小为，方向与水平面夹角为θ=30°，重力加速度为g。在水平直轨道上距B点L处静止释放一质量为m、电量为q的带正电小滑块，下列说法正确的是（　　） A.无论L取何值，小滑块都能运动到A点B.小滑块在半圆轨道上运动时始终处于超重状态C.若，轨道对滑块的弹力最大值等于4mgD.若，轨道对滑块的弹力最大值等于3mg【答案】C【解析】【详解】A．假设小滑块刚好可以到达A点，则根据动能定理解得故A错误；B．对小滑块受力分析，如图合外力与水平方向夹角为，则小滑块运动到A点时小滑块减速运动，故在A点时小滑块处于失重状态，故B错误；CD．合外力与水平方向夹角为，则OD与水平方向夹角为的D点为等效最低点，如图 若，时，根据动能定理则此时，轨道对小滑块的支持力为解得故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.中国载人登月初步方案公布，计划在2030年前实现登月开展科学探索。若宇航员在月球表面将一小球竖直上抛，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的平均速度与时间即图像如图所示（图中a、b均为已知量）。忽略月球的自转，月球可视为半径为R的匀质球体，引力常量为G，则下列分析正确的是（　　）A.小球竖直上抛初速度为2aB.小球上升的最大高度为C.月球的质量为D.月球的第一宇宙速度为【答案】BC【解析】 【详解】根据可得A．利用图像纵轴的截距可知，竖直上抛的初速度为a，A错误；B．利用图像的斜率可知可知月球表面的重力加速度小球上升的最大高度为B正确；C．根据可知月球的质量C正确；D．根据可得月球的第一宇宙速度D错误。故选BC。10.如图所示，斜面的倾角θ=45°，∠C=90°，AC=0.8m，从斜面顶端A点垂直斜面AB以初速度v0 抛出一个小球（可以看成质点）。当小球与斜面碰撞时，碰后垂直斜面方向的速度反向大小不变，沿斜面方向的速度不变，重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力的影响。若小球能击中B点，初速度v0可能为（　　）A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s【答案】AB【解析】【详解】垂直斜面方向每次到达斜面所用时间为沿斜面方向，加速度为设小球第n次到达斜面后到达B点，则以上各式联立，解得（n=1，2，3…）当时，；当时，。故选AB。三、非选择题：本题共5小题，共58分。11.某物理社团的同学探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转动半径r和转动角速度之间的关系。 （1）该同学先用如图1所示的向心力演示器探究F与的关系。在两小球质量和转动半径相等时，标尺上的等分格显示出两个小球A、B所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断，与皮带连接的两个变速塔轮转动的角速度之比为___________，两个变速塔轮对应的半径之比为___________（均填选项序号）。A.1：2B.2：1C.1：4D.4：1（2）为了更精确探究F与的关系，该社团的同学又设计了如图2所示接有两个力传感器的向心力实验器来进行探究实验。水平直杆的左端用力传感器1通过细线悬挂一质量为m的小球，竖直转轴上与小球等高处固定另一个力传感器2，用细线把小球与力传感器2连接，使细线刚好伸直且水平。水平杆右端固定一个宽度为d的遮光条，并用游标卡尺测出其宽度如图3所示，则遮光条的宽度为d=___________mm，遮光条到竖直转轴的距离为D。某次匀速旋转过程中遮光条经过光电门，系统自动记录其挡光时间为△t，力传感器1的示数为F1，力传感器2的示数为F2，则角速度=___________（用题中的字母表示）。逐渐增大，力传感器1的示数为F1将___________（填“变大”“不变”或“变小”），同时获得多组F2、△t的数据，以F2为纵坐标，以___________（填“”“”“”或“”）为横坐标，在坐标纸中描点作图可得到一条过原点的直线，可证明F与成正比。【答案】①.A②.B③.4.35④.⑤.不变⑥.【解析】【详解】（1）[1]根据 小球质量与旋转半径相同，因此角速度之比为1:2。故选A。[2]两个塔伦由一根皮带连接，塔伦边缘的线速度相等，根据可知两个变速塔轮对应的半径之比为2:1。故选B。（2）[3]遮光条的宽度[4]遮光条通过光电门的速度因此角速度[5]小球在竖直方向上受力平衡，因此力传感器1的示数F1等于小球的重量，无论角速度如何变化，F1不变。[6]F2为小球做圆周运动的向心力，因此以F2为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描点作图可得到一条过原点的直线，可证明F与成正比。12.现在很多学校都有直饮水机，就是自来水通过净水机净化后可以直接饮用。某物理兴趣小组的同学通过查阅资料后发现，一般地区生活饮用水电阻率不低于1000Ω·cm，该同学设计一个实验通过测电阻率检验学校的直饮水是否合格。步骤如下：（1）该同学在实验室找到一个透明塑料长方体容器，用刻度尺（如图1）测出容器内部长为L=___________cm。在容器内加入一定量的饮用水，用游标卡尺（如图2）的___________（填“A”“B”或“C”）部测出容器内部的宽d，用游标卡尺的___________（填“A”“B”或“C”）部测出饮用水的深度h。 （2）然后在容器内部两端插入与容器等宽且不计电阻和厚度的金属板作为两个电极，用欧姆表粗测饮用水的电阻大约是4000Ω。为了更准确地测量其阻值，有以下器材供选用：A.电压表（0~12V，内阻约12kΩ）B电压表（0~3V，内阻约3kΩ）C.电流表（0~3mA，内阻为3Ω）D.电流表（0~0.6A，内阻为1Ω）E.滑动变阻器（0~10Ω，1A）F.滑动变阻器（0~200Ω，1A）G.学生电源（直流电源，电动势为15V，内阻不计）、开关、导线若干（3）为了更准确测量其阻值电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________（均填器材前面的字母序号）。（4）把虚线框内的实验电路图补充完整。___________（5）若已测得容器内部的长L、宽d、饮用水的深度h，某次实验时电压表示数为U、电流表示数为I，电流表内阻为RA，则饮用水的电阻率ρ=___________（用题中字母表示）。（6）若代入数据计算得到饮用水的电阻率大于1000Ω·cm，则学校的饮用水___________（填“合格”或“不合格”）。【答案】①.4.00（±0.01）②.B③.C④.A⑤.C⑥.E⑦. ⑧.（或）⑨.合格【解析】【详解】（1）[1]用刻度尺测出容器内部长为L=4.00cm。[2][3]在容器内加入一定量的饮用水，用游标卡尺的B部测出容器内部的宽d，用游标卡尺的C部测出饮用水的深度h。（3）[4][5][6]电源电压为15V，则为了更准确测量其阻值电压表应选用A；电路中的最大电流电流表应选用C；滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的E。（4）[7]待测电阻的阻值远大于电流表的内阻，则应该采用电流表内接；滑动变阻器接成分压电路，则实验电路图如图；（5）[8]由电阻定律和欧姆定律可知解得饮用水的电阻率或者（6）[9]若代入数据计算得到饮用水的电阻率大于1000Ω·cm，则学校的饮用水合格。13.小明同学准备乘公交车去上学，当他距公交车站还有L=1km时刚好有一辆匀速行驶的公交车以速度v0=36km/h从他身边经过，小明立即从静止开始以加速度a1=2m/s2加速向公交车站跑去，他的速度达到v1=4m/s后开始匀速直线运动。公交车进站时以加速度a2=2m/s2做匀减速直线运动，然后在站台停留时间t0=2min。（1）小明跑到公交车站需要多长时间？ （2）通过计算判断小明能否赶上这辆公交车？【答案】（1）251s；（2）不能【解析】【详解】（1）小明加速的时间加速的位移为匀速直线运动的时间小明跑到公交车站的时间（2）公交车进站减速到0需要的时间减速的位移匀速的时间由于小明不能赶上这辆公交车。14.如图所示，在光滑绝缘水平面上方，O′O两侧有大小相等方向相反的匀强电场，电场强度大小均为E，在电场中的A、B位置同时由静止释放带电的绝缘球。A、B两位置到O的距离均为d，A位置小球1的电荷量为+3q、质量为3m、B位置小球2的电荷量为+q、质量为m。小球的直径与d 相比可以忽略，匀强电场对小球的电场力远大于两个小球之间的库仑力，两小球间的碰撞为弹性碰撞且碰撞前后小球各自的带电量不变。求：（1）两小球第一次碰撞前瞬间各自的速度大小；（2）两小球第一次碰撞后瞬间各自的速度。【答案】（1），；（2），【解析】【详解】（1）由于水平面光滑，分析小球受力，由牛顿第二定律得两个小球的加速度大小相等根据位移公式得两个小球到的时间相等；由运动学公式得两个小球到的速度大小相等，代入得小球1速度方向向右，小球2速度方向向左；（2）规定向右为正方向，设碰后小球1的速度为，小球2的速度为，两小球发生的是弹性碰撞，由动量守恒得有机械能守恒得联立得碰后小球1的速度小球2的速度 方向向右。15.如图所示，光滑水平面BC上放有质量为m、长度为L的长木板，在竖直面内坐标的第三象限有固定的光滑圆弧轨道OA，半径为R，O为坐标原点，A与长板右端接触且等高。在x≥-R的空间有如图所示的匀强电场，场强，与x轴正方向的夹角θ=45°，重力加速度为g。从第一象限的点P（6R，6R）抛出一个质量为m、电量为q的带正电小滑块（可以看成质点），小滑块刚好从O点沿y轴负方向进入圆弧轨道，已知小滑块和长木板间的动摩擦因数为μ。求：（1）小滑块在P点的速度大小；（2）小滑块在圆弧轨道A点对轨道的压力大小；（3）小滑块与长木板之间因摩擦产生的热量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）分析小滑块在电场中的受力可知，小滑块在第一象限水平方向有向右的加速度竖直方向合外力为0，设小滑块在点水平方向的分速度大小为，竖直方向的分速度大小为，小滑块刚好从点沿轴负方向进入圆弧轨道说明水平方向的速度刚好减为0。由水平方向的分运动可得竖直方向的分运动可得 联立得，小滑块在点的速度大小（2）设小滑块在点的速度为，轨道对小滑块的支持力为，从到A根据动能定理得代入得根据向心力公式得根据牛顿第三定律得小滑块在圆弧轨道点对轨道的压力（3）假设小滑块没有从长木板左端滑下，根据动量守恒得由能量守恒定律，产生的热量若，即因摩擦产生的热量若，即小滑块将从长木板上滑下，小滑块与长木板之间因摩擦产生的热量