安徽省名校聯(lián)盟2023-2024學年高三上學期實驗班12月大聯(lián)考（二模）物理試題

高三物理注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡簽字筆書寫，字體工整、筆跡清晰。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：共10小題，共42分。第1~8題，每小題4分，在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求；第9~10題，每小題5分，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.某同學正在進行一項體育運動，他站在一個力傳感器上進行下蹲和站起的動作。在動作過程中力傳感器的示數(shù)隨時間的變化情況如圖所示。已知重力加速度，則該同學在此過程中加速度的最大值約為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由圖可知該同學的重力為500N，質(zhì)量為50kg，F(xiàn)的最小值約為200N，最大值約為700N，則當F有最小值時加速度有最大值，根據(jù)牛頓第二定律有解得故選A。2.如圖所示，三角形ABC的三個頂點固定三個帶電量相等的點電荷，B、C兩處電荷帶正電，A處電荷帶負電。O為BC邊的中點，a、b為BC邊中垂線上關于O點對稱的兩點，e、f為BC連線上關于O點對稱的兩點，a處電場強度為0。下列說法正確的是（）A.b點的電場強度為0B.b點電場強度的方向指向O點C.O點電勢高于b點De點電場強度與f點電場強度相同【答案】C【解析】【詳解】AB．由題意，a處電場強度為0，則根據(jù)點電荷產(chǎn)生電場的疊加法則可知，A點的點電荷在a處產(chǎn)生的場強沿著aO指向O點，B、C兩點處的點電荷產(chǎn)生的合場強與A點的點電荷在a處產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反，而根據(jù)點電荷產(chǎn)生場強的計算公式可知，A點的點電荷在b點產(chǎn)生的場強大于在a處產(chǎn)生的場強，且方向沿著bA指向A點，而根據(jù)對稱性可知，B、C兩點處的點電荷在b點產(chǎn)生的合場強與在a處產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反，即合場強方向沿著bA指向A點，因此可知，b點電場強度大小一定不為零，且方向指向A點，故AB錯誤C．離正電荷越近電勢越高，離負電荷越近電勢越低，O點離正電荷更近，而b點離負電荷更近，且在Ob連線上電場方向由O指向b，沿電場方向電勢降低，故O點電勢高于b點，故C正確；D．根據(jù)電場強度的疊加法則可知，e點場強與f點場強大小相等，方向不同，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，某同學設計了如下實驗裝置研究向心力，輕質(zhì)套筒A和質(zhì)量為1kg的小球B通過長度為L的輕桿及鉸鏈連接，套筒A套在豎直桿OP上與原長為L的輕質(zhì)彈簧連接，小球B可以沿水平槽滑動，讓系統(tǒng)以某一角速度繞OP勻速轉動，球B對水平槽恰好無壓力，此時輕桿與豎直方向夾角。已知彈簧的勁度系數(shù)為100N/m，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計一切摩擦，，則系統(tǒng)轉動的角速度為（）A.2rad/s B.2.5rad/s C.4rad/s D.5rad/s【答案】D【解析】【詳解】B球對槽恰好無壓力時，此時彈簧的壓縮量為，對B分析有根據(jù)牛頓第二定律有解得故選D。4.兩玩具車甲、乙在時刻位置如圖1所示，速度隨時間的變化圖像如圖2所示。已知4s時兩車恰好不相撞，5s時乙車停止運動，且此時甲車超前乙車2.5m。兩車均可視為質(zhì)點，則乙車出發(fā)的位置為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】如圖所示已知4s時兩車恰好不相撞，則4s時兩車在同一位置，內(nèi)兩車間距為的面積，即2.5m；內(nèi)兩車間距為的面積。根據(jù)和相似可得，的面積為的面積的16倍，即所以乙車的初始位置為故選D。5.2023年10月1日，有網(wǎng)友發(fā)視頻稱在鹽官觀潮景區(qū)，錢塘江潮水沖上景區(qū)占鰲塔東側海塘，沖倒護欄。已知水的密度，若水正對沖擊護欄時水的速度為20m/s，沖擊護欄后水的速度忽略不計，可估算潮水對護欄沖擊的水壓約為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設護欄的橫截面積為S，當水流撞擊到護欄上時，，則壓強代入數(shù)據(jù)得故選A。6.如圖所示，一質(zhì)量為M的半球面放在粗糙的水平面上，球心為O，輕繩一端固定在天花板上、另一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），小球放在半球面上，小球靜止時輕繩與豎直方向的夾角為45°，小球與半球球心O連線與豎直方向成30°角，此時半球面靜止。已知半球面與水平面的接觸面粗糙，其余摩擦不計，重力加速度為g，則半球面與水平面的摩擦力大小為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】以水平方向為x軸，豎直方向為y軸，建立坐標系，以小球為研究對象，受力分析如圖所示，設當半球面靜止時繩子的拉力大小為F，半球面對小球的支持力大小為，根據(jù)共點力的平衡條件有聯(lián)立解得再將小球和半球面看成一個整體，由整體受力平衡易知，半球面與水平面的摩擦力聯(lián)立解得故選C。7.如圖所示，三塊平行放置的金屬薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分別位于O、M、P點。B板與電源正極相連，A、C兩板與電源負極相連。閉合電鍵，從O點由靜止釋放一電子，電子恰好能運動到P點（不計電子的重力影響）?，F(xiàn)將C板向右平移到點，下列說法正確的是（）A.若閉合電鍵后，再從O點由靜止釋放電子，電子將運動到P點返回B.若閉合電鍵后，再從O點由靜止釋放電子，電子將運動到點返回C.若斷開電鍵后，再從O點由靜止釋放電子，電子將運動到P和點之間返回D.若斷開電鍵后，再從O點由靜止釋放電子，電子將穿過點【答案】B【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意可知電子從O到M電場力做正功，從M到P電場力做負功或從M到電場力做負功，電子在板間運動的過程，由動能定理可知將C板向右平移到點，若電鍵處于閉合狀態(tài)，上式仍然成立，電子將運動到點返回，故A錯誤，B正確；CD．斷開電鍵后，根據(jù)，，聯(lián)立解得可知板間的電場強度與板間距離無關，而斷開電鍵后可認為極板間電荷量不變，則電場強度不變，根據(jù)動能定理可知因此若斷開電鍵后再從O點由靜止釋放電子，電子仍將運動到P點，故CD錯誤。故選B。8.2023年9月5日傍晚5點30分左右，一顆命名為“合肥高新一號”的衛(wèi)星，從海上發(fā)射基地飛向太空，成為中國低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的一部分。假設此衛(wèi)星在赤道平面內(nèi)繞地球做圓周運動，離地面高度等于地球半徑R，運行方向與地球自轉方向相同。已知地球自轉周期為，地球兩極處重力加速度為g，萬有引力常量用G表示。下列說法正確的是（）A.地球的平均密度為B.衛(wèi)星做圓周運動的周期為C.赤道表面的重力加速度為D.若赤道上有一衛(wèi)星測控站，忽略衛(wèi)星信號傳輸時間，衛(wèi)星與測控站能連續(xù)通信的最長時間為【答案】D【解析】【詳解】A．中周期T為貼近地面運行衛(wèi)星的周期，而非地球自轉周期為，故A錯誤；B．設地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星A的質(zhì)量為m，根據(jù)萬有引力提供向心力，有解得故B錯誤；C．兩極處有赤道處有解得故C錯誤；D．如圖所示，衛(wèi)星的通訊信號視為沿直線傳播，由于地球遮擋，使衛(wèi)星A和地面測控站B不能一直保持直接通訊，設無遮擋時間為t，則它們轉過的角度之差最多為時就不能通訊，解得故D正確。故選D。9.如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，、、為阻值相同的定值電阻，為滑動變阻器，電表均為理想電表?，F(xiàn)將的滑片向右滑動，電壓表V1、V2的示數(shù)改變量的絕對值分別為、，電流表A的示數(shù)改變量的絕對值為，下列說法正確的是（）A.電流表A的示數(shù)變大 B.C.變大 D.不變【答案】BD【解析】【詳解】A．變阻器滑片向右滑動，接入回路中的變阻器電阻變大，電路總電阻變大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，干路電流減小，而電流表接在干路，則電流表示數(shù)減小，故A錯誤；BCD．設，可知與并聯(lián)，則其等效電阻而由此可知其比值大小不變，而由于電源內(nèi)阻不計，則根據(jù)電路圖可得則可知大小不變，由此也可得故BD正確，C錯誤。故選BD。10.在一座高樓的頂層，工程師們正在安裝一個新型的安全裝置，來檢測大樓內(nèi)部的振動情況，以便及時采取措施防止可能的安全隱患。如圖為該安全裝置的簡化模型，豎直放置的輕質(zhì)彈簧下端固定在地面上，上端與物塊甲連接，初始時物塊甲靜止于A點?，F(xiàn)有質(zhì)量為m的物塊乙從距物塊甲上方h處由靜止釋放，乙與甲相碰后立即一起向下運動但不粘連，此時甲，乙兩物塊的總動能為，向下運動到B點時總動能達到最大為，繼續(xù)向下運動到達最低點C（未標出），之后在彈起過程中將乙拋離甲。整個過程中彈簧始終處于豎直狀態(tài)，且在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.物塊甲的質(zhì)量為mB.彈起過程中，物塊甲和物塊乙一起運動到A點時分離C.A、B兩點間距離與B、C兩點間距離之比為D.彈簧彈性勢能最大值為7mgh【答案】AC【解析】【詳解】A．物塊乙自由下落h，設碰撞前乙的速度為，對物塊乙由機械能守恒有而根據(jù)題意，設碰后物塊甲和物塊乙的共同速度為v，碰后甲、乙的總動能為物塊甲和物塊乙碰撞，碰撞過程中動量守恒，根據(jù)動量守恒定律有聯(lián)立解得故A正確；B．物塊甲與物塊乙分離時速度、加速度均相等，相互作用的彈力為零，此時刻物塊乙只受重力，加速度豎直向下等于g，因此分離時物塊甲的加速度也等于g，合力為mg，即此時彈簧處于原長狀態(tài)，即物塊甲與物塊乙在彈簧恢復原長時分離，故B錯誤；C．設彈簧勁度系數(shù)為k，甲、乙兩個物塊的質(zhì)量均為m，設B、A兩點間距離為，C、B兩點間距離為，在A點彈簧形變量在B點彈簧形變量則可得從A到B，根據(jù)動能定理可得解得在C點彈簧的形變量從B到C，根據(jù)動能定理可得解得可知故C正確；D．物塊甲和物塊乙在最低點C時彈性勢能最大，又初始時彈簧的壓縮量為初始時彈簧的彈性勢能從物塊甲和物塊乙在A點碰后到運動至最低點C，由機械能守恒定律有解得故D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共58分。解答應寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟。11.某學習小組想要驗證牛頓第二定律不僅適用于直線運動，對曲線運動同樣適用。他們制作了如圖1所示的裝置，將拉力傳感器固定在天花板上，不可伸長的細線一端連在拉力傳感器上的O點，另一端系住一個鋼球，并在O點的正下方適當?shù)奈恢霉潭ㄒ粋€光電門。將鋼球拉至細線與豎直方向成一定角度處無初速度釋放，記下拉力傳感器顯示的最大示數(shù)F和鋼球通過光電門時的擋光時間t。已知當?shù)刂亓铀俣葹間。（1）用游標卡尺測量鋼球的直徑d，如圖2所示，讀數(shù)為______mm；（2）除題中測量的物理量外，還需測量細線的長度L和______；（3）若以上測量物理量在誤差允許的范圍內(nèi)滿足關系式______（用題中所給的物理量和所測物理量的符號表示），則可驗證牛頓第二定律不僅適用于直線運動，對曲線運動同樣適用。【答案】①.5.4②.鋼球質(zhì)量m③.【解析】【詳解】（1）[1]游標卡尺的精度為0.1mm，主尺讀數(shù)為5mm，游標尺讀數(shù)為，則鋼球的直徑（2）（3）[2][3]若要驗證在圓周運動中牛頓第二定律也成立，即需要驗證其中即成立，所以還需測量鋼球質(zhì)量。12.某實驗小組要測量一段粗細均勻的金屬絲的電阻率。（1）用螺旋測微器測待測金屬絲直徑如圖甲所示，可知該金屬絲的直徑______mm。（2）用多用電表粗測金屬絲阻值。當用電阻“”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大，應換用倍率為______（填“”或“”）擋，在進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為______。（3）為了更精確地測量金屬絲的電阻率，實驗室提供了下列器材：A．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻較小可忽略）B．保護電阻C．電源（輸出電壓恒為U）D．開關S、導線若干①實驗小組設計的測量電路如圖丙所示，調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置，測出接入電路中金屬絲的長度L，閉合開關，記錄電流表A的讀數(shù)I。②改變接線夾位置，重復①的步驟，測出多組L與I的值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，作出如圖丁所示的圖線，橫軸表示金屬絲長度L（單位：m），則縱軸應用______（填“I/A”或“”）表示；若縱軸截距為b，斜率為k，可得______，金屬絲的電阻率______（用題中給出的已知物理量U、b、k、d等表示）。③關于本實驗的誤差，下列說法正確的是______（填選項字母）。A．電表讀數(shù)時為減小誤差應多估讀幾位B．用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差C．若考慮電流表內(nèi)阻的影響，電阻率的測量值大于真實值【答案】①.0.720②.③.11.0④.⑤.bU⑥.⑦.B【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（2）[2][3]當用電阻“”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大，表明電阻過小，為了減小讀數(shù)的偶然誤差，換用“”擋，則指針靜止時位置的讀數(shù)為（3）[4][5][6]根據(jù)歐姆定律有根據(jù)電阻定律有解得則縱軸應用來表示。根據(jù)圖像有，解得，③[7]A．電表讀數(shù)時應該根據(jù)量程確定精度，由出現(xiàn)不精確的位次選擇估讀的位次，因此電表讀數(shù)時多估讀幾位并不能減小誤差，A錯誤；B．圖像法處理實驗數(shù)據(jù)時，能夠盡量利用到更多的數(shù)據(jù)，減小實驗產(chǎn)生的偶然誤差，即用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差，B正確；C．根據(jù)上述分析過程電阻率是根據(jù)圖線的斜率求解的，令斜率為k，即可見電阻率的測量值與是否考慮電流表的內(nèi)阻無關，C錯誤。故選B。13.為了確保汽車每次能安全順利地通過一段陡峭的上坡路，小明通過觀察汽車在上坡時的加速度情況對其進行分析。已知汽車總質(zhì)量，汽車發(fā)動機的額定功率，坡面與水平面夾角為，汽車在坡面受到的阻力恒為車重的0.4倍，坡面足夠長。某次該汽車以加速度啟動沿坡向上做勻加速直線運動，當功率達到額定功率后保持功率不變直到汽車獲得最大速度時，汽車總位移為。重力加速度，，求：（1）汽車保持勻加速直線運動的最長時間；（2）汽車從開始啟動到速度達到最大值所用的時間（結果保留整數(shù)）?！敬鸢浮浚?）8s；（2）9s【解析】【詳解】（1）設汽車的牽引力為，根據(jù)牛頓第二定律可得解得能夠勻加速的最大速度為故能夠保持勻加速直線運動的最長時間為（2）勻加速的位移為故保持恒定功率加速階段的位移為由解得汽車最大速度為根據(jù)動能定理可得解得故總時間為14.如圖，一小車靜止于光滑水平面上，小車由兩部分組成，左側傾角的粗糙斜面通過一小段圓?。▓D中未畫出）和右側半徑為的四分之一光滑圓周平滑連接，小車整體質(zhì)量，剛開始靠在豎直墻壁上，一質(zhì)量為的滑塊（可視為質(zhì)點）從斜面上與圓心等高的位置以一定的初速度沿斜面滑下，第一次恰可以沿圓周上升到圓周最高點。已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.125，重力加速度，，求：（1）滑塊沿斜面滑下的初速度；（2）滑塊第一次返回斜面上升的最大高度；（3）經(jīng)足夠長的時間，滑塊與小車組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）經(jīng)受力分析可知，滑塊剛開始從斜面上滑下時小車不動，當滑塊滑到斜面底端時，設其速度為，以后的運動過程中滑塊和小車系統(tǒng)水平方向動量守恒，滑塊在光滑圓周上運動的過程中二者組成的系統(tǒng)機械能守恒，從滑塊滑到斜面底端到光滑圓周最高點過程中，設最高點時滑塊速度為，有聯(lián)立解得滑塊在斜面上運動過程，由牛頓第二定律得解得由運動學公式得解得（2）滑塊滑到斜面底端開始到滑塊第一次返回斜面到達最高點時，滑塊和小車系統(tǒng)水平方向動量守恒，則有聯(lián)立解得（3）經(jīng)足夠長時間，滑塊最終會相對靜止在最低點，