安徽省名校联盟2023-2024学年高三上学期实验班12月大联考试题物理含解析.pdf

高三物理高三物理满分：满分：100 分分 考试时间：考试时间：75 分钟注意事项：分钟注意事项：1答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。3请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：共保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：共 10 小题，共小题，共 42 分。第分。第 18 题，每小题题，每小题 4 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；第分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；第 910 题，每小题题，每小题 5 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，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1某同学正在进行一项体育运动，他站在一个力传感器上进行下蹲和站起的动作。在动作过程中力传感器的示数随时间的变化情况如图所示。已知重力加速度210m/sg，则该同学在此过程中加速度的最大值约为（）A26m/sB25m/sC24m/sD23m/s2如图所示，三角形 ABC 的三个顶点固定三个带电量相等的点电荷，B、C 两处电荷带正电，A 处电荷带负电。O 为 BC 边的中点，a、b 为 BC 边中垂线上关于 O 点对称的两点，e、f 为 BC 连线上关于 O 点对称的两点，a 处电场强度为 0。下列说法正确的是（）Ab 点的电场强度为 0Bb 点电场强度的方向指向 O 点安徽省名校联盟2023-2024学年高三上学期实验班12月大联考试题物理含解析C0 点电势高于 b 点De 点电场强度与 f 点电场强度相同3如图所示，某同学设计了如下实验装置研究向心力，轻质套筒 A 和质量为 1kg 的小球 B 通过长度为 L 的轻杆及铰链连接，套筒 A 套在竖直杆 OP 上与原长为 L 的轻质弹簧连接，小球 B 可以沿水平槽滑动，让系统以某一角速度绕 OP 匀速转动，球 B 对水平槽恰好无压力，此时轻杆与竖直方向夹角37。已知弹簧的劲度系数为 100N/m，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，sin370.6，则系统转动的角速度为（）A2rad/sB2.5rad/sC4rad/sD5rad/s4两玩具车甲、乙在0t 时刻位置如图 1 所示，速度随时间的变化图像如图 2 所示。已知 4s 时两车恰好不相撞，5s 时乙车停止运动，且此时甲车超前乙车 2.5m。两车均可视为质点，则乙车出发的位置0 x为（）图 1图 2A10mB20mC30mD40m52023 年 10 月 1 日，有网友发视频称在盐官观潮景区，钱塘江潮水冲上景区占鳌塔东侧海塘，冲倒护栏。已知水的密度331.0 10 kg/m，若水正对冲击护栏时水的速度为 20m/s，冲击护栏后水的速度忽略不计，可估算潮水对护栏冲击的水压约为（）A54 10 PaB52 10 PaC61 10 PaD64 10 Pa6如图所示，一质量为 M 的半球面放在粗糙的水平面上，球心为 O，轻绳一端固定在天花板上、另一端系一质量为 m 的小球（可视为质点），小球放在半球面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为 45，小球与半球球心 O 连线与竖直方向成 30角，此时半球面静止。已知半球面与水平面的接触面粗糙，其余摩擦不计，重力加速度为 g，则半球面与水平面的摩擦力大小为（）A622mgB612mgC312mgD322mg7如图所示，三块平行放置的金属薄板 A、B、C 中央各有一小孔，小孔分别位于 O、M、P 点。B 板与电源正极相连，A、C 两板与电源负极相连。闭合电键，从 O 点由静止释放一电子，电子恰好能运动到 P 点（不计电子的重力影响）。现将 C 板向右平移到P点，下列说法正确的是（）A若闭合电键后，再从 O 点由静止释放电子，电子将运动到 P 点返回B若闭合电键后，再从 O 点由静止释放电子，电子将运动到P点返回C若断开电键后，再从 O 点由静止释放电子，电子将运动到 P 和P点之间返回D若断开电键后，再从 O 点由静止释放电子，电子将穿过P点82023 年 9 月 5 日傍晚 5 点 30 分左右，一颗命名为“合肥高新一号”的卫星，从海上发射基地飞向太空，成为中国低轨卫星物联网的一部分。假设此卫星在赤道平面内绕地球做圆周运动，离地面高度等于地球半径R，运行方向与地球自转方向相同。已知地球自转周期为0T，地球两极处重力加速度为 g，万有引力常量用 G表示。下列说法正确的是（）A地球的平均密度为203GTB卫星做圆周运动的周期为22RgC赤道表面的重力加速度为2202gRTD若赤道上有一卫星测控站，忽略卫星信号传输时间，卫星与测控站能连续通信的最长时间为0024234RTgRTg9如图所示，电源电动势为 E，内阻不计，1R、2R、4R为阻值相同的定值电阻，3R为滑动变阻器，电表均为理想电表。现将3R的滑片向右滑动，电压表V1、V2的示数改变量的绝对值分别为1U、2U，电流表A的示数改变量的绝对值为I，下列说法正确的是（）A电流表A 的示数变大B12UU C1UI变大D2UI不变10在一座高楼的顶层，工程师们正在安装一个新型的安全装置，来检测大楼内部的振动情况，以便及时采取措施防止可能的安全隐患。如图为该安全装置的简化模型，竖直放置的轻质弹簧下端固定在地面上，上端与物块甲连接，初始时物块甲静止于 A 点。现有质量为 m 的物块乙从距物块甲上方 h 处由静止释放，乙与甲相碰后立即一起向下运动但不粘连，此时甲，乙两物块的总动能为2mgh，向下运动到 B 点时总动能达到最大为23mgh，继续向下运动到达最低点 C（未标出），之后在弹起过程中将乙抛离甲。整个过程中弹簧始终处于竖直状态，且在弹性限度内，重力加速度为 g。下列说法正确的是（）A物块甲的质量为 mB弹起过程中，物块甲和物块乙一起运动到 A 点时分离CA、B 两点间距离与 B、C 两点间距离之比为1:2D弹簧弹性势能的最大值为 7mgh二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 58 分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。11（6 分）某学习小组想要验证牛顿第二定律Fma合不仅适用于直线运动，对曲线运动同样适用。他们制作了如图 1所示的装置，将拉力传感器固定在天花板上，不可伸长的细线一端连在拉力传感器上的 O 点，另一端系住一个钢球，并在 O 点的正下方适当的位置固定一个光电门。将钢球拉至细线与竖直方向成一定角度处无初速度释放，记下拉力传感器显示的最大示数 F 和钢球通过光电门时的挡光时间 t。已知当地重力加速度为 g。图 1 图 2图甲 图乙（1）用游标卡尺测量钢球的直径 d，如图 2 所示，读数为d _mm；（2）除题中测量的物理量外，还需测量细线的长度 L 和_；（3）若以上测量物理量在误差允许的范围内满足关系式_（用题中所给的物理量和所测物理量的符号表示），则可验证牛顿第二定律不仅适用于直线运动，对曲线运动同样适用。12（10 分）某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。（1）用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径d _mm。（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“10”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为_（填“1”或“100”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为_。（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：A电流表 A（量程 0.6A，内阻较小可忽略）B保护电阻0RC电源（输出电压恒为 U）D开关 S、导线若干实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度 L，闭合开关，记录电流表 A 的读数 I。图丙 图丁改变接线夹位置，重复的步骤，测出多组 L 与 I 的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度 L（单位：m），则纵轴应用_（填“I/A”或“11/AI”）表示；若纵轴截距为 b，斜率为k，可得0R _，金属丝的电阻率_（用题中给出的已知物理量 U、b、k、d 等表示）。关于本实验的误差，下列说法正确的是_（填选项字母）。A电表读数时为减小误差应多估读几位B用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差C若考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值13（10 分）为了确保汽车每次能安全顺利地通过一段陡峭的上坡路，小明通过观察汽车在上坡时的加速度情况对其进行分析。已知汽车总质量1500kgm，汽车发动机的额定功率132kWP，坡面与水平面夹角为37，汽车在坡面受到的阻力恒为车重的 0.4 倍，坡面足够长。某次该汽车以加速度21m/sa 启动沿坡向上做匀加速直线运动，当功率达到额定功率后保持功率不变直到汽车获得最大速度时，汽车总位移为40ms。重力加速度210m/sg，sin370.6，求：（1）汽车保持匀加速直线运动的最长时间；（2）汽车从开始启动到速度达到最大值所用的时间（结果保留整数）。14（14 分）如图，一小车静止于光滑水平面上，小车由两部分组成，左侧倾角37的粗糙斜面通过一小段圆弧（图中未画出）和右侧半径为0.3mR 的四分之一光滑圆周平滑连接，小车整体质量4kgM，刚开始靠在竖直墙壁上，一质量为2kgm 的滑块（可视为质点）从斜面上与圆心等高的位置以一定的初速度沿斜面滑下，第一次恰可以沿圆周上升到圆周最高点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为 0.125，重力加速度210m/sg，sin370.6，求：（1）滑块沿斜面滑下的初速度0v；（2）滑块第一次返回斜面上升的最大高度；（3）经足够长的时间，滑块与小车组成的系统因摩擦产生的热量。15（18 分）如图甲，竖直面内有一小球发射装置，左侧有光滑绝缘圆弧形轨道 ABC，A 与圆心 O 等高，C 处于坐标原点，y 轴左侧有一水平向右的匀强电场（图中未画出），电场强度的大小3110 V/mE。现将带正电绝缘小球从 A点由静止释放进入轨道，一段时间后小球从 C 点离开并进入 y 轴右侧，y 轴右侧与直线 DF（平行于 y 轴）中间范围内有周期性变化的水平方向电场，规定向右为正方向，交变电场周期1.6sT，变化规律如图乙。已知圆弧形轨道半径5m3R，小球质量0.3kgm，电荷量34 10 Cq，53BOC，重力加速度210m/sg，sin530.8，不计空气阻力的影响及带电小球产生的电场。求：图甲 图乙（1）小球在 C 点时的速度；（2）若小球在0t 时刻经过 C 点，在32tT时刻到达电场边界 DF，且速度方向恰与直线 DF 平行，2E的大小及直线 DF 到 y 轴的距离；（3）基于（2）中直线 DF 到 y 轴的距离，小球在不同时刻进入交变电场再次经过 x 轴时的坐标范围。高三物理参考答案高三物理参考答案1【答案】A【解析】由图可知该同学的重力为 500N，质量为 50kg，F 的最小值约为 200N，根据牛顿第二定律有minmaxmgFam，解得2max6m/sa，选项 A 正确。2【答案】C【解析】根据电场的矢量叠加原理可知 b 点电场强度的方向应指向 A 点，选项 A、B 错误；在 Ob 连线上电场方向由 O 指向 b，沿电场方向电势降低，故 O 点电势高于 b 点，选项 C 正确；e 点场强与 f 点场强大小相等，方向不同，D 错误。3【答案】D【解析】B 球对槽恰好无压力时，此时弹簧的压缩量为cos37LL，则对 B 分析有cos37k LLmg，根据牛顿第二定律可得：2tansinmgmL，解得5rad/s，选项 D 正确。4【答案】D【解析】如图所示，由题意：4s 时两车在同一位置，4s-5s 内两车间距为BCD的面积，即 2.5m；0-4s 内两车间距为OAB的面积根据BCD和OAB相似可得，OAB的面积为BCD的面积的 16 倍，即 40m；所以乙车的初始位置040mx。5【答案】A【解析】设护栏的横截面积为 S，当水流撞击到护栏上时，0Ftmv，FPS，mSvt，则压强2Pv，代入数据得54 10 PaP，选项 A 正确。6【答案】C【解析】以水平方向为 x 轴，竖直方向为 y 轴，建立坐标系，以小球为研究对象，受力分析如图所示，设当半球面静止时绳子的拉力大小为 F，半球面对小球的支持力大小为NF，根据共点力的平衡条件有Ncos45sin30FF，Nsin45cos30FFmg，联立解得622mgF，再将小球和半球面看成一个整体，由整体受力平衡易知，半球面与水平面的摩擦力sin45fFF，联立解得312fmgF，选项 C 正确。7【答案】B【解析】电子在板间运动的过程，由动能定理可知0UqUq，若电键处于闭合状态，上式仍然成立，电子将运动到P点返回，选项 B 正确；断开电键后，根据qUC，4SCkd，UEd，可知板间的电场强度与板间距离无关，根据动能定理可知0EqdEqd，若断开电键后再从 O 点由静止释放电子，电子仍将运动到 P 点，选项 C、D 错误。8【答案】D【解析】23GT中周期 T 为贴近地面运行卫星的周期，而非地球自转周期为0T，A 错误；设地球质量为 M，卫星 A 的质量为 m，根据万有引力提供向心力，有22222MmGmRTR，002Mmm gGR，解得24RTg，B 错误；两极处：002Mmm gGR，赤道处：20002204Mmm gGmRRT，2204gRT，C 错误；如图所示，卫星的通讯信号视为沿直线传播，由于地球遮挡，使卫星 A 和地面测控站 B 不能一直保持直接通讯，设无遮挡时间为 t，则它们转过的角度之差最多为2时就不能通讯，cos2RR，0222ttTT，解得0024234RTgtRTg，D 正确。9【答案】BD【解析】变阻器滑片向右滑动，电阻变大，电路总电阻变大，干路电流减小，电流表示数减小，选项 A 错误；设124RRRR，12URI，大小不变，2URI，大小不变，可知12UU，选项B、D 正确，C 错误。10【答案】AC【解析】物块乙自由下落 h，设碰撞前乙的速度为0v，对物块乙2012mghmv，碰后甲、乙的总动能为2122mghmm v甲，碰后物块甲和物块乙的共同速度为 v，物块甲和物块乙碰撞，根据动量守恒，0mvmm v甲，解得mm甲，选项 A 正确；物块甲与物块乙分离时速度、加速度均相等，相互作用的弹力为零，此时刻物块乙只受重力，加速度竖直向下等于 g，因此分离时物块甲的加速度也等于 g，合力为 mg，此时弹簧处于原长状态，即物块甲与物块乙在弹簧恢复原长时分离，选项 B 错误；设弹簧劲度系数为 k，甲、乙两个物块的质量均为 m，设 B、A 两点间距离为1l，C、B 两点间距离为2l，在 A 点弹簧形变量0mgxk，在 B 点弹簧形变量：12mgxk，110mglxxk，从 A 到 B，根据动能定理可得011122232kxkxmghmghmgll，解得13hl，在 C 点弹簧的形变量212xxl，从 B 到 C，根据动能定理可得212222023kxkxmghmgll，解得223hl，可知12:1:2ll，选项 C 正确；物块甲和物块乙在最低点 C 时弹性势能最大，又初始时弹簧的压缩量为013hxl，初始时弹簧的弹性势能0p0026AkxmghEx，从物块甲和物块乙在 A 点碰后到运动至最低点 C，由机械能守恒定律212p01222mmghmg llEkx，解得p83mEmgh，选项 D 错误。11（6 分）【答案】（1）5.4（2 分）（2）钢球质量 m（2 分）（3）2222dFmgmtLd或222dFmgmdtL（2 分）【解析】（1）游标卡尺的精度为 0.1mm，主尺读数为 5mm，游标尺读数为4 0.1mm，则钢球的直径5mm4 0.1mm5.4mmd ；若要验证在圆周运动中牛顿第二定律Fma合也成立，即需要验证222dFmgmdtL成立，所以还需测量钢球质量。12（10 分）【答案】（1）0.720（0.7190.722）（1 分）（2）1（1 分）11（1 分）（3）11/AI（1 分）bU（2 分）24d kU（2 分）B（2 分）【解析】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为0.50.01 22.0mm0.720mm；（2）当用电阻“10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“1”挡，则指针静止时位置的读数为11 111 ；（3）根据欧姆定律有0 xUIRR，根据电阻定律有22xLRd，解得0214RLIUdU，根据图像有，0RbU，24kUd，解得0RbU，24d kU；电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估读几位并不能减小误差，A 错误；图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差，B 正确；根据上述分析过程，0A214RRLIUdU，电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为 k，即24kUd，可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，C 错误。13（10 分）【解析】（1）由受力分析可得，汽车的牵引力0.4sinFmgmgma能够匀加速的最大速度为18m/sPvF故能够保持匀加速直线运动的最长时间为118svta（2）匀加速的位移为211132m2xat 故保持恒定功率加速阶段的位移为218mxsx由m0.4sinmgmgvP 可求得汽车最大速度m8.8m/sv 运用动能定理可得2222m1110.4sin22Ptxmgmgmvmv解得20.99st 故总时间129sttt14（14 分）【解析】（1）经受力分析可知，滑块刚开始从斜面上滑下时小车不动，当滑块滑到斜面底端时，设其速度为1v，以后的运动过程中滑块和小车系统水平方向动量守恒，滑块在光滑圆周上运动的过程中二者组成的系统机械能守恒，从滑块滑到斜面底端到光滑圆周最高点过程中，设最高点时滑块速度为2v，12mvMm v 22121122mvmM vmgR 解得13m/sv，21m/sv 滑块在斜面上的运动过程，由牛二得：sincosmgmgma解得25m/sa 22102sinRvva 解得02m/sv（2）滑块滑到斜面底端开始到滑块第一次返回斜面到达最高点时，滑块和小车系统水平方向动量守恒，则有：13mvMm v 221311cos22sinhmvmM vmgmgh 解得9m35h（3）经足够长时间，滑块最终会相对静止在最低点由动量和能量守恒定律可知：14mvMm v22041122mvmgRmM vE 7JE 15（18 分）（1）小球在 y 轴左侧221FmgqE解得5NF，方向与水平方向成 53向下根据动能定理，小球 A 到 C 运动过程211cos3702FRmv 10m/sv，方向为与水平方向成 53（2）小球到达直线 DF 时速度方向恰与 DF 平行，即水平速度恰减到 0，根据电场的周期性cos5302xTva 解得27.5m/sxa 2xqEam，解得2562.5V/mE 23cos532Dvxa 解得7.2mDx（3）小球在 y 轴右侧竖直方向做竖直上抛运动，小球再次经过 x 轴的运动时间相同sin5321.6svtg，恰经过一个周期0t 时刻进入电场，小球在一个周期内水平方向先减速运动再加速此过程小球水平方向平均速度最小，离 C 点最近31cos5304.8m2xvT 3Dxx，小球在电场内经过 x 轴2Tt 时刻进入电场，小球在一个周期内水平方向先加速运动11cos53cos53222xTTxvva 17.2mx 1Dxx，恰加速运动至 DF 所在直线小球出电场后做匀速运动2cos5322xTTxva29.6mx man1216.8mxxx此过程小球水平方向平均速度最大，离 C 点最远