安徽省合肥市六校2023-2024学年高三上学期期中联考物理试题含答案.pdf

试卷第 1 页，共 4 页 合肥六校联考?2023-2024?学年第一学期期中联考 高三年级物理试卷（考试时间：75?分钟 满分?100?分）一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分；其中 1-6 题为单选，7-10 题为多选。1下列关于原子物理知识说法正确的是（）A甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量 B乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为2351419219256360UBaKr2 nC丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同。D核反应方程82823436SeKr2x中，x是质子 2 一个可以看成质点的物体在水平面上运动，建立平面坐标系，记录物体在 0 s、1 s、2 s、3 s、4 s、5 s 时的位置坐标分别为（0，0）、（1，2）、（2，1）、（3，1）、（2，4）、（5，3），依次连接各坐标位置，下列说法正确的是（）A各点之间的连线为物体的运动轨迹 B第 4 s 和第 5 s 的路程相等 C第 4 s 和第 5 s 的位移相等 D前 2 s 内的位移小于最后 2 s 内的位移 3如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为 O 点，人所拉绳子与 OA 的夹角为，拉水桶的绳子与 OA的夹角为。人拉绳沿水平地面向左运动，把井中质量为 m的水桶缓慢提上来，人的质量为 M，重力加速度大小为 g，在此过程中，以下说法不正确的是（）A 始终等于 B吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大 C地面对人的摩擦力逐渐变大 D地面对人的支持力逐渐变大 4 跳板跳水是我国的奥运强项，从运动员离开跳板开始计时，其vt图像如下图所示，图中仅0 t2段为直线，不计空气阻力，则由图可知（）A0 t1段运动员做加速运动B0 t2段运动员的加速度保持不变Ct3时刻运动员刚好接触到水面Dt3 t4段运动员的加速度逐渐增大#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 2 页，共 4 页 5 所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D、E两点满足15ADBEAB，且 E、M、N 在同一竖直线上。第一次在 M 点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点 P，同时落到 A点；第二次在 N点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点 P，同时落到 D点。乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置到桌面的高度:MNhh为（）A916 B35 C1225 D925 62023 年 7 月 10 日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为 381323 号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为 20.11 度，轨道半长轴为 3.18 天文单位（日地距离为天文单位），远日点到太阳中心距离为 4.86 天文单位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（）A“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要 2.15 年 B“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要 3.18 年 C“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为214.86 D“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为14.86 7如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”-“5”挡速度增大，R 是倒车挡，某型号轿车发动机的额定功率为 60kW，在水平路面，上行驶的最大速度可达 180km/h，假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（）A以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“1”挡 B该车在水平路面上行驶时所受阻力大小为 900N C以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为 1200N D改变输出功率，以 54km/h 的速度在同一水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为 35kW 8如图所示为打气筒模型图，在给自行车打气的过程时，首先迅速压下打气筒活塞，当打气筒内气体压强大于某个值时筒内阀门打开，气体开始进入自行车车胎内，反复操作。完成打气过程，设筒内气体在进入车胎前质量不变，气体可以看成理想气体，下列有关筒内气体在进入车胎前的说法中正确的是（）A迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体温度升高 B迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体内能不变 C压下打气筒活塞过程中筒内气体压强增大 D压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体分子间一直表现为斥力，并且越来越大 9 如图甲所示，在公元1267 1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物 M。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量 m=50kg 的可视为质点的石块装在长 L=10m 的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面的夹角30，松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。测得石块落地点与 O点#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 3 页，共 4 页 的水平距离 s=30m，忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，210m/sg，下列说法正确的是（）A石块水平抛出时的初速度为10 3m/s B重物 M 重力势能的减少量等于石块 m机械能的增加量 C石块从 A 到最高点的过程中，石袋对石块做功 15000J D石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为 500N 10如图甲所示，倾角为 30 的光滑、固定斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为m 的物块 P（可视为质点）从斜面上的 O点由静止释放，P 的加速度大小随到 O 点的距离 x 变化的图像如图乙所示，图乙中各坐标值均为已知，3x为物块 P 到 O点的最大距离。地球视为半径为 R的均质球体，忽略地球的自转，引力常量为 G。下列说法正确的是（）A1xx时，物块 P 速度最大 B弹簧的最大弹性势能为03ma x C地球的平均密度为032aGR D物块 P 的最大动能为01212maxx 二、实验题：本题共 2 小题，每空 3 分，共 21 分。11用图甲装置研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力的关系”，实验步骤如下：细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上，将小车放在长板的 P 位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数0F；撤去细绳，让小车从 P位置由静止开始下滑，设小车受到的合外力为 F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的xt图像，并求出小车的加速度 a；改变长板的倾角，重复步骤可得多组 F、a 数据：完成下列相关实验内容：（1）在步骤中，0F F（选填“=”“”或“”）；（2）本实验 （选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；（3）某段时间内小车的xt图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为 2m/s（计算结果保留两位小数）；12用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 4 页，共 4 页（1）关于本实验下列说法不正确的是 （填字母代号）。A为降低空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物 B为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能手拖重物，然后由静止释放（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中 O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为 50Hz 的交变电流。用分度值为 1mm 的刻度尺测得10.57cmOA，17.00cmOB，24.97cmOC，在计数点 A 和 B、B和 C之间还各有一个点，重锤的质量为 1.00kg，g取29.8m/s。根据以上数据算出：当打点计时器打到 B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J；此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。（结果均保留三位有效数字）（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为 F。已知小球质量为 m，当地重力加速度为 g。在误差允许范围内，当满足关系式 F=时，可验证机械能守恒。三、计算题：本题共 3 小题，共 39 分。13（12 分）如图所示，A、B 两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知两物体的质量 mA=4kg，mB=6kg。从 t=0 开始，推力 FA和拉力 FB分别作用于 A、B 上，FA、FB随时间的变化规律为A(82)(N)Ft，B(22)(N)Ft。则：（1）t=1s 时，物体 A 对物体 B 作用力的大小；（2）从 t=0 开始，A、B 两个物体分离的时间；（3）8s 时 B 物体的速度。14（12 分）一宇航员在半径为 R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为 l的轻绳一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在 O 点，当小球绕 O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为 v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为 G，求：(1)该行星表面的重力加速度；(2)该行星的第一宇宙速度；(3)该行星的平均密度。15（15 分）一根 L=1.5m 的滑轨 AB固定在竖直平面内，滑轨上表面光滑、下表面粗糙，且与竖直方向夹角=37，如图所示。t=0 时一个套在滑轨上 m=1.2kg 的小球在 F=16N 的水平向左的恒力作用下从滑轨顶端 A 点由静止开始下滑。t=0.4s 时，将恒力 F 改为水平向右，此后一直保持不变。小球与滑轨下表面的动摩擦因数=0.75，g 取 10m/s2，不计空气阻力，sin37=0.6，cos37=0.8.（1）求 00.4s 内小球加速度的大小；（2）求小球滑至 B 点时的速度，以及滑轨对小球的弹力大小；（3）小球从 B 点滑出后，在重力和 F的共同作用下，又经过 0.3s 后掉落至水平地面，计算小球到达地面时的动能。#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 1 页，共 4 页 合肥六校联考 2023-2024 学年第一学期期中联考 高三年级物理答案 1【答案】C 2【答案】D 3.【答案】B 4.【答案】B 5.【答案】C 6.【答案】C 7.【答案】AC 8.【答案】AC 9.【答案】AC 10.【答案】BCD 11.【答案】=不需要 2.10 12.【答案】C 1.67 1.62 3Fmg 13【答案】（1）2N；（2）2s；（3）14m/s【详解】（1）A、B 分离前，对 A、B 整体 AB10NFF 又 ABAB1FFmma 解得 211m/sa（2 分）1st 时，B4NF，对 B 物体 ABBB1FFm a 求得物体 A 对物体 B 作用力 AB2NF（2 分）（2）当 A、B 分离时，AB0NF，有 BB16NFm a（2 分）B22Ft 求得 2st（2 分）（3）当 A、B 分离时 B2m/svat 8s 时，可得 B18NF 由 BB2Fm a 解得 22s3m/a（2 分）#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 2 页，共 4 页 可画出 B 的at图像如图所示 由图像围成的面积表示速度变化量v，可得2s8s，12m/sv，所以 8s 时 B 的速度 BB14m/svvv （2 分）15一宇航员在半径为 R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为 l的轻绳一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在 O 点，当小球绕 O 点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为 v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为 G，求：(1)该行星表面的重力加速度；(2)该行星的第一宇宙速度；(3)该行星的平均密度。【答案】(1)20vgl；(2)0Rvvl；(3)2034vGlR【详解】(1)小球通过最高点时 20vmgml（2 分）解得 20vgl（2 分）(2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为 m0的卫星，有 200vm gmR（2 分）解得第一宇宙速度为 0Rvvl（2 分）(3)对行星表面质量为 m1的物体，有 112MmGm gR 解得行星质量 220R vMGl（2 分）故行星的密度 MV#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 3 页，共 4 页 343VR 解得 2034vGlR（2 分）12一根 L=1.5m 的滑轨 AB 固定在竖直平面内，滑轨上表面光滑、下表面粗糙，且与竖直方向夹角=37，如图所示。t=0 时一个套在滑轨上 m=1.2kg 的小球在 F=16N 的水平向左的恒力作用下从滑轨顶端 A 点由静止开始下滑。t=0.4s 时，将恒力 F 改为水平向右，此后一直保持不变。小球与滑轨下表面的动摩擦因数=0.75，g 取 10m/s2，不计空气阻力，sin37=0.6，cos37=0.8.（1）求 00.4s 内小球加速度的大小；（2）求小球滑至 B 点时的速度，以及滑轨对小球的弹力大小；（3）小球从 B 点滑出后，在重力和 F 的共同作用下，又经过 0.3s 后掉落至水平地面，计算小球到达地面时的动能。【答案】（1）12.5m/s2；（2）5m/s，20N；（3）30J【详解】（1）00.4s 内对小球受力分析如图所示，根据 sin53cos53Fmg 杆对小球的弹力 N 垂直于滑轨向下即小球和滑轨的下表面接触，故小球会受摩擦力。于是有 cos37sin37FmgN（2 分）sin37cos37FmgNma（2 分）可解得 212.5m/sa（1 分）（2）0.4s 小球沿杆下滑的位移为 2111m2xatL t=0.4s 时，小球的速度大小为 v1，有 15m/svat（1 分）t=0.4s 以后，F 改为水平向右，小球受力分析如图所示，滑轨对小球的弹力 N 垂直于滑轨向上，即小球和滑轨的下表面接触，故小球不受摩擦力。cos37sin37NFmg 可解得 20NN（2 分）因为 sin37cos37Fmg 故小球将在滑轨上做匀速直线运动。#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#试卷第 4 页，共 4 页 小球滑至 B 点时的速度 215m/svv（2 分）（3）由运动的独立性可知，小球滑出轨道后竖直方向和水平方向分别做匀变速直线运动 竖直方向 02cos374m/syvv 07m/syyvvgt（2 分）水平方向 02sin373m/sxvv 240m/s3xFam 031m/sxxxvva t（2 分）故落地时的动能 2212kxyEm vv 解得 30JkE（1 分）#QQABQYQQogAIABAAAAgCQwEACkMQkBCCCKoGQAAAoAABwRFABAA=#