安徽省淮北市2024届高三物理上学期第一次质量检测试题含解析

淮北市2024届高三第一次质量检测物理试题卷注意事项：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡的指定位置。3．选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的答策标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。4．答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。必须在题号所指示的答题区城作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。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.随着人类航天技术的不断发展，太空中的航天器数量也越来越多，如果不及时进行回收，废弃的航天器就会变为无动力的太空垃圾，“漂浮”在太空轨道中，占据着有限的空间资源。假设太空垃圾围绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.太空垃圾相对地面是静止的 B.离地面越高的太空垃圾运行周期越大C.部分太空垃圾的运行速度大于 D.太空垃圾一定会和同轨道的航天器相撞【答案】B【解析】【详解】AB．由万有引力提供向心力解得可知离地面越高的太空垃圾运行周期越大，只有某一高度的太空垃圾与地球自转的周期相同，相对地面是静止的，故A错误，B正确；C．由万有引力提供向心力解得太空垃圾的轨道半径都大于地球的半径，所以太空垃圾运行的速度都小于，故C错误；D．由可知同一轨道的太空垃圾和航天器的线速度的大小相等，不会相撞，故D错误。故选B。2.如图所示，A、B两小球带等量异种电荷，电荷量为q，A球被一根绝缘轻绳系于O点，B球固定在绝缘轻杆上，两球稳定时位于同一高度，轻绳与竖直方向夹角为。已知两球质量均为m，重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法正确的是（）A.A、B两球距离B.OA绳拉力大小为C.B球对轻杆的作用力大小为D.若B球电荷量变为原来的2倍，稳定后，A、B间库仑力大小变为原来的2倍【答案】C【解析】【详解】AB．对A球分析，受重力mg、绳的拉力T和库仑力F，由平衡条件得解得，，故AB错误；C．对B球分析，受重力mg、库仑力F和轻杆的作用力N，由平衡条件得根据牛顿第三定律可知B球对轻杆的作用力大小为2mg，故C正确；D．若B球电荷量变为原来的2倍，稳定后，A球会绕O点转动使得轻绳与竖直方向夹角变大，A、B间距离变小，A、B间库仑力大小会大于原来的2倍，故D错误。故选C。3.车辆超载严重影响行车安全，己知一辆执勤的警车停在公路边，交警发现从旁边驶过的货车严重超载，决定发动汽车追赶，从货车经过警车开始计时，两车的图像如图所示，则（）A.警车的加速度大小为 B.时警车能追上货车C.追赶过程中两车的最大距离是 D.追上货车时警车的位移是【答案】B【解析】【详解】A．根据图像的斜率可得，警车的加速度大小为故A错误；BD．警车加速到最高速度的时间为所以警车在时的位移为而货车在时的位移为可知，说明在时警车恰好能追上货车，故B正确，D错误；C．在警车速度小于货车时，两车距离变大，在警车速度大于货车后，两车距离变小，所以在警车速度等于货车速度时，两车距离最大，即两车距离最大，则追赶过程中两车的最大距离是故C错误。故选B。4.质量为的物体静止在水平面上，时受到水平拉力F的作用开始运动，图像如图所示，时物体刚好停止运动。物体与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，则（）A. B.时物体的速度最大C.物体最大动能为 D.时物体的动量为【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，内水平拉力的冲量为内，根据动量定理可得解得物体与地面之间的动摩擦因数为故A错误；BC．物体受到的滑动摩擦力大小为由图像可知，当时，水平拉力大小为，此时拉力等于摩擦力，物体的加速度为0，速度达到最大，动能达到最大；内，根据动量定理可得其中解得最大速度为则最大动能为故BC错误；D．内，根据动量定理可得其中解得时物体的动量为故D正确。故选D。5.如图所示，两平行金属板A、B水平放置，两板间距。电源电动势，内阻不计，定值电阻，滑动变阻器最大阻值为。闭合开关S1、S2，调节滑片，待电路稳定后，将一带电的小球以初速度从两板中心轴线水平射入板间，小球恰能匀速通过两板。已知小球的电荷量，质量为，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A.小球匀速通过极板时，A、B间的场强为5V/mB.小球匀速通过极板时，滑片P处于中间位置C.开关S1、S2保持闭合，将滑片P下移，小球可能撞击A板D.断开开关S2，滑片位置不变，将B板下移少许，小球仍能匀速穿过极板【答案】D【解析】【详解】A．小球匀速通过极板时，对小球分析，则有可得，A、B间的场强为故A错误；B．小球匀速通过极板时，A、B间电势差为则根据串联电路电压之比等于电阻之比有解得则小球匀速通过极板时，滑片P不在中间位置，故B错误；C．开关S1、S2保持闭合，将滑片P下移，则接入电路的阻值变小，分得的电压变小，A、B间的电势差变小，则根据可知，A、B间的场强变小，电场力小于重力，小球向下偏转，则小球不可能撞击A板，故C错误；D．断开开关S2，A、B上的电荷量Q不变，根据可知，将B板下移少许，d改变不会改变A、B间的场强，所以小球仍能匀速穿过极板，故D正确。故选D。6.如图所示，在竖直墙壁上固定水平轻杆OB，B为铰链装置，OA为轻质细绳且与水平方向夹角，小球质量为m，通过轻绳系于O点，初始时整个装置处于静止状态，现保证O点位置不变，逐渐减小绳OA的长度，使绳的上端由A点缓慢移动至C点。已知重力加速度为g，不计所有摩擦，则下列说法正确的是（）A.初始时OA绳的拉力大小为 B.移动过程中OA绳的拉力大小逐渐增大C.移动过程中OB杆的弹力逐渐减小 D.最终OA绳的拉力大小减小至0【答案】D【解析】【详解】A．初始时整个装置处于静止状态，则根据平衡条件，竖直方向上可得解得故A错误；BD．根据平衡条件，竖直方向上可得则绳的上端由A点缓慢移动至C点，增大，则增大，则减小直到为0，故B错误，D正确；C．根据平衡条件，水平方向上可得绳的上端由A点缓慢移动至C点，增大，则增大，增大，故C错误。故选D。7.如图所示，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，球面的半径为r，平面aecf与平面bedf垂直，分别在b、d两点放上等量同种点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是（）A.a、c、e、f四点电势不同B.a、c、e、f四点电场强度相同C.电子沿直线a→O→c运动过程中，电势能先减少后增加D.若在球心O处放一电荷量为的负电荷，可使a点的场强为【答案】C【解析】【详解】A．a、e、c、f四点在同一等势面上，电势相同，故A错误；B．等量同种点电荷中垂线上，关于O点对称的点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；C．电子沿直线a→O→c运动过程中，静电力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故C正确；D．b、d到a点得距离为则在球心O处放一电荷量为的负电荷，可使a点的场强为故D错误。故选C。8.如图甲所示，长为、间距为d的平行金属板水平放置，O点有一粒子源，能持续水平向右发射初速度为、电荷量为、质量为m的粒子。在两板间存在如图乙所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力，以下判断正确的是（）A.能从板间射出的粒子的动能均相同B.粒子在电场中运动的最短时间为C.时刻进入的粒子，从点的下方射出D.时刻进入的粒子，从点的上方射出【答案】A【解析】【详解】B．由图可知场强则粒子在电场中的加速度则粒子在电场中运动的最短时间满足解得故B错误；A．能从板间射出的粒子在板间运动的时间均为则任意时刻射入的粒子射出电场时沿电场方向的速度均为0，可知射出电场时的动能均为，故A正确；C．时刻进入的粒子，在沿电场方向的运动是：先向下加速，后向下减速速度到零；然后向上加速，再向上减速速度到零…..如此反复，则最后从O′点射出时沿电场方向的位移为零，则粒子将从O′点射出，故C错误；D．时刻进入的粒子，在沿电场方向的运动是：先向下加速，后向下减速速度到零；然后向上加速，再向上减速速度到零…..如此反复，则最后从O′点射出时有沿电场方向向下的位移，则粒子将从O′点下方射出，故D错误。故选A。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2分，有选错的得0分）9.如图甲所示，在x轴上有O、A、B、C、D五点，坐标分别为，静电场的电场强度方向与x轴平行，电势随x的分布如图乙所示。，一质量为m、电荷量为的粒子，以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A.沿x轴从B点到D点的电场强度逐渐减小B.若粒子能运动到A点，粒子初速度至少为C.若粒子能运动到C点，粒子在C点的速度为D.若粒子能运动到D点，粒子经过C点速度一定大于OA段的平均速度【答案】BD【解析】【详解】A．图像的斜率的绝对值表示电场强度的大小，由图乙可知沿x轴从B点到D点的电场强度不变，A错误；B．若粒子能运动到A点，由动能定理得解得粒子初速度至少为B正确；C．由图像乙可知：C点电势为若粒子能运动到C点，由动能定理得解得粒子在C点的速度为C错误；D．若粒子能运动到D点，粒子从O到A做减速直线运动，A到B做匀速运动，B到D做匀加速直线运动，由于O点与D点等势，根据动能定理可知，粒子到达D点速度与O点速度相同，故粒子在OA段的平均速度与在BD段的平均速度相同，C是BD段的中点，中间位置的速度大于平均速度，即粒子经过C点的速度一定大于OA段的平均速度，D正确。故选BD。10.如图甲所示，一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上。物块B向A运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，碰撞过程中A、B的图像如图乙所示。A、B分离后先后滑上粗糙斜面，斜面与水平面平滑连接。己知从到时间内，物块A运动的距离为，A、B与斜面间动摩擦因数均为0.75，斜面倾角为（），重力加速度g取，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。则从A、B碰撞到最终静止的过程（）A.摩擦力对A、B做的总功为 B.弹簧压缩量的最大值为C.B的加速度始终小于A的加速度 D.最终A的机械能比B的机械能多【答案】BD【解析】【详解】A．时B的速度为当弹簧被压缩最短时，弹簧弹性势能最大，此时A、B速度相等，即时刻，根据动量守恒定律得根据能量守恒，摩擦力对A、B做的总功为故A错误；B．B接触弹簧后，压缩弹簧的过程中，A、B动量守恒对方程两边同时乘以时间，有0-t0之间，根据位移等于速度在时间上的累积，可得将代入得弹簧压缩量的最大值为故B正确；C．若A在斜面上运动的过程中，B也滑上斜面，此时A、B的加速度均为故C错误；D．分离时A的速度B的速度A、B在斜面上运动时，重力沿斜面上的分力与滑动摩擦力相等，所以当两物块速度减到0时，会保持静止状态。A上滑的距离B上滑的距离最终A的机械能比B的机械能多故D正确。故选BD。三、非选择题（本题共5小题，共58分。考生根据要求作答）11.建筑工地上的沙堆引起了几位同学的注意，他们发现这些沙子堆成倾角几乎相等的圆锥体，通过讨论，他们猜想沙堆的形成可能与沙粒之间的动摩擦因数有关。他们决定通过实验测定沙粒间的动摩擦因数。同学们找到一些干沙子用来模拟沙堆，在实验室中记录了测量数据，H为圆锥的高度，L为圆锥底部直径。H/cm8101214212835L/cm404040406080100（1）根据表格中的数据可以得出干沙子的动摩擦因数_________。（2）现将总体积为的这种沙子在平整的水平场地上自然堆放，试估算沙堆的最小占地面积________m2。已知：圆锥的体积公式，π取3，。（结果保留三位有效数字）（3）潮湿的沙子表面湿度较大，与接触面吸附性较强，相同体积的沙堆，_________（选填“干”或“湿”）沙子占地面积较小。【答案】①.0.7②.3.78##3.79##3.80##3.81③.湿【解析】【详解】（1）[1]时，底部圆直径未见变化，沙堆的倾角不断增加，反映了漏下的沙子在表面上堆积而没有整体下滑，说明倾角过小，处于表面层的沙子满足的关系；阶段，底部圆直径与沙堆高度成正比，说明沙堆倾角保持不变，漏下的沙子沿着表面向下滑动，表面层的沙子满足，颗粒间动摩擦因数μ基本不变，沙堆倾角将维持在最大角；考虑恰好不滑动的临界情况，表面沙石受重力、支持力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有根据几何关系有联立解得（2）[2]出现最小面积时，最大静摩擦力等于重力的下滑分力，即解得动摩擦因数结合几何关系，有体积联立解得（3）[3]潮湿的沙子表面湿度较大，与接触面吸附性较强，则静摩擦力大，可知潮湿的沙子倾角较大，根据相同体积的沙堆，由于潮湿的沙子倾角较大，则潮湿的沙子高度高，则其占地面积小。12.一物理兴趣小组测定某电动自行车电池的电动势E和内阻r，由于电流表和电压表均非理想电表，实验小组决定先测量电流表A1的内阻。（1）按照如图甲所示的电路图连接好电路，请完善测量步骤：a．先将滑动变阻器的滑片调至最左端，把单刀双掷开关S2掷于“b”，再闭合开关S1，此后调节滑动变阻器的滑片使两表均有适当的示数（此时电流表A1、A2示数分别记为、）；b．保持滑动变阻器的滑片位置不变，把S2掷于“a”，调节电阻箱使_________；c．读出电阻箱的示数为，此即电流表A1的内阻。（2）测得电流表A1内阻后，为减小误差应该选择的实验电路是图中的_________（选填“乙”或“丙”）；（3）按所选电路连接线路进行实验，得到多组电压U和电流I的值，并作出图线如图丁所示，可知电池的电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果均保留一位小数）（4）本实验中用非理想的电流表和电压表测得的电动势和内阻_________（填“有”或“无”）系统误差。【答案】①.使电流表A2示数为I2②.丙③.11.7④.2.6⑤.无【解析】【详解】（1）[1]为了测量电流表A1的内阻，采用替代法，保持滑动变阻器的滑片位置不变，把S2掷于“a”，调节电阻箱使电流表A2示数为I2，则电阻箱的示数即可反映电流表A1的内阻；（2）[2]测得电流表A1内阻后，采用图丙的电路时，电流表A1的分压电压可以定量算出来，所以为减小误差应该选择的实验电路是图中的丙；（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律则，（4）[5]由于明确电流表内阻，则测量结果没有误差。13.城市轻轨具有运量大、速度快、污染小、能耗少、安全性高等优点。某工程师为科学合理利用能量、节约能源，在保证车辆和乘客安全的前提下，设计了如图所示的轻轨车站，与站台连接的轨道都有一个小坡度。列车进站时要上坡，出站时要下坡。如果列车在途中轨道进站前的速度为，上坡前切断电源，到达站台的速度不超过。重力加速度g取。（1）不考虑上坡时受到的阻力，站台的高度比途中轨道至少高多少？（2）一列质量轻轨列车出站后以恒定功率沿水平轨道行驶，在10s内速度由增加到后匀速运动，已知列车受到的阻力恒为，则列车在这段时间内行驶的路程为多少？【答案】（1）2m；（2）88m【解析】【详解】（1）已知：列车在途中轨道进站前的速度为列车达到站台的最大速度为选途中轨道是重力势能的参考平面，由机械能守恒定律有解得所以站台的高度比途中轨道至少高2m；（2）由列车最后做匀速直线运动，可得，列车受力平衡，即牵引力等于阻力，则以上各式联立，解得列车开始加速前的速度为列车加速过程，由能量守恒可得代入数据，解得14.如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管AB固定在竖直平面内，圆管的圆心为O，D点为圆管的最低点，A、B两点在同一水平线上，过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点。在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场，虚线AB的下方存在水平向左、范围足够大的匀强电场，电场强度大小与AB上方电场强度大小相等。圆心O正上方的P点有一质量为m、电荷量为q（）、可视为质点的绝缘小球。现将该小球无初速释放，经过一段时间，小球刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动。已知圆管的半径，圆管的管径忽略不计，，，重力加速度为g。求：（1）电场强度的大小；（2）小球对圆管的最大压力；（3）小球体从管口离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点（图中未标出N点），则N点距管口A多远。【答案】（1）；（2），方向与CD成指向左下；（3）【解析】【详解】（1）如图所示，小球释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小球从B点沿切线方向进入，则有解得电场强度的大小为（2）小球从P点到B点的过程，根据动能定理可得解得小球在圆管内运动时，受到的重力和电场力的合力如图所示所以小球图中M点时，对圆管压力最大，根据动能定理可得解得由牛顿第二定律可得解得由牛顿第三定律可知，小球对圆管的最大压力大小为，方向与CD成指向左下。（3）小球从B到A过程，根据动能定理可得解得从A到N过程，竖直方向有水平方向有联立解得15.某装置的竖直截面如图所示，该装置由固定在地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角的直轨道EF、水平轨道FG和