安徽省江淮十校高三上学期第一次联考物理试题

江淮十校2022届高三第一次联考物理试题考生注意：1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分。2、考生作答时，请将答案答在答题卡上。第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第II卷请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.以下有关一些物理学家的贡献，不正确的是（）A.库仑发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并利用扭秤实验测出了静电力常量k的值B.开普勒最早提出行星运动规律C.伽利略最早提出速度、加速度的概念D.密立根最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场【答案】AD【解析】【详解】A．法国物理学家库仑利用扭称实验发现了电荷之间的相互作用—库仑定律，但他并没有测出静电常量k的值，故A错误，符合题意；B．开普勒最早提出行星运动规律，故B正确，不符合题意；C．伽利略最早提出速度、加速度的概念，故C正确，不符合题意；D．物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线形象表示电场，故D错误，符合题意。故选AD。2.羽毛球是人们非常喜爱的一种运动，目前，运动员在比赛中打出的羽毛球最高速度可达426km/h，是速度最快的球类运动。我国著名羽毛球运动员傅海峰在一次训练中将约10km/h飞来的羽毛球以约360km/h的速度反向击回，球拍与球接触的时间约为，羽毛球的质量约为5g，则此次击球过程中球拍对球的作用力大小约为（）A.5N B.50N C.100N D.200N【答案】B【解析】【详解】取初速度方向为正，由动量定理可得其中，，，，代入数据解得故选B。3.如图所示，摩天轮是一种大型转轮状的游乐观光设施，挂在轮边缘的是供游客搭乘的座舱，因座舱能自由调整，游客可以一直保持竖直坐姿，尽情欣赏城市美景。假设某一游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（）A.在与圆心等高的位置时，游客的重力小于座椅对他的作用力B.游客所受的合外力为零C.摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变D.摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变【答案】A【解析】【详解】A．在与圆心等高位置时，游客受重力和座椅对他的作用力，合力指向圆心，所以重力小于座椅对游客的作用力，故A正确；B．游客做匀速圆周运动，故所受的合外力不为零，故B错误；C．摩天轮转动过程中，游客的动能不变，重力势能变化，所以机械能不守恒，故C错误；D．摩天轮转动过程中，游客瞬时速度大小不变，但方向不断变化，所以重力的瞬时功率变化，故D错误。故选A。4.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和3m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B、B与木板间的动摩擦因数均为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为θ时，物块A、B刚好要滑动，则tanθ的值为（）A. B.1 C. D.2【答案】A【解析】【详解】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好要滑动，对A物块受力分析如图沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知可得故选A。5.如图所示，是某工厂运送产品的足够长水平传送带，传送带顺时针转动，速度v=2m/s，产品与传送带间的动摩擦因数µ=0.2。工人每隔1s将一个产品轻放到传送带左端（各产品完全相同，质量均为1kg，重力加速度g=10m/s2），下列说法中正确的是（）A.相邻的两个产品均与传送带相对静止时的距离为1mB.传送带每运送一个产品多消耗的电能为2JC.传送带正常运送产品时多消耗电功率为4WD.每个产品与传送带间由于摩擦产生的热量为4J【答案】C【解析】【详解】A．产品先做匀加速直线运动，有可得匀加速时间为则相邻的两个产品均与传送带相对静止时的距离为故A错误；D．每个产品与传送带间由于摩擦产生的热量为故D错误；B．传送带每运送一个产品多消耗的电能为故B错误；C．传送带正常运送产品时多消耗的电功率为故C正确。故选C。6.如图所示，小球由斜坡底端A点正上方高H处的B点以水平速度v1向右抛出，恰好垂直撞到斜面上。若将抛出点移到B点正上方高2H处的C点，以水平速度v2向右抛出，也恰好垂直撞在斜坡上，不计空气阻力，则v1:v2等于（）A.1:2 B.1:C.1:3 D.1:【答案】D【解析】【详解】因为都是垂直撞在斜面上，则末速度方向相同，则有联立可得故ABC错误，D正确。故选D。7.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的正电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q>0）的固定点电荷。已知b点处的场强为E=（k为静电力常量），方向由b指向a，则d点处场强的大小为（）A.E= B.E=C.E= D.E=【答案】B【解析】【详解】依题意，b点的合场强为E=可知圆盘在b点的场强为由对称性可知圆盘在b点的场强大小和在d点大小相等方向相反，再根据电场叠加原理，可得出d点的场强为故选B。8.重力不计，初速度可忽略的带电粒子X和Y，经电压为U的电场加速后，从F点（F为磁场左边界AB的中点）垂直AB和磁场方向进入足够长的边界平行的匀强磁场区域，如图所示。已知X在磁场中转过90°后从磁场上边界射出，Y在磁场中转过53°后也从磁场上边界射出（sin53°=0.8）。则X和Y在电场和磁场中运动时，下列说法不正确的是（）A.在电场中的加速度大小之比为5∶2B.比荷之比为2∶5C.在磁场中运动的速度大小之比为5∶2D.刚离开磁场区域时的动能之比为1∶4【答案】ABD【解析】【详解】A．带电粒子X和Y，经电压为U的电场加速过程中，由动能定理得在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力，有联立解得依题意，根据粒子在磁场中运动轨迹，如图由几何关系得解得因此比荷之比为带电粒子在电场中加速过程，根据牛顿第二定律有可知加速度之比与比荷成正比，因此在电场中的加速度大小之比为25:4，故A错误；B．由A项知，比荷之比为25:4，故B错误；C．在磁场中运动的速度与电场加速后速度相同，根据可得可知速度大小之比为5:2，故C正确；D．洛伦兹力不做功，刚离开磁场区域时的动能与进入磁场时相等，根据可知动能之比与电荷量成正比，但两粒子电荷量未知，故动能之比无法求解，故D错误；本题选错误选项，故选ABD。9.如图所示，一带负电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子P和Q先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力，以无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）A.P带负电荷，Q带正电荷B.P在b点的动能小于它在a点的动能C.Q在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功D.Q在d点的电势能大于P在a点的电势能【答案】BD【解析】【详解】A．由轨迹可知P受到的是吸引力，Q受到的是排斥力，故P带正电，Q带负电，故A错误；B．负电荷形成的电场，b点电势高于a点，正电荷P在a点电势能小于b点电势能，根据能量守恒可知P在b点的动能小于它在a点的动能，故B正确；C．Q从c到d电场力做正功，故C错误；D．P在a点电势能为负，Q在d点电势能为正，故D正确。故选BD。10.在北京上空某处放置一根长为L的直导线电流元，导线中通有恒定电流I，地磁场在该处的磁感应强度为B，若不考虑磁偏角的影响，那么地磁场对该导线的作用力大小及方向可能是（）A.0 B.BIL，向西 C.BIL，指向地心 D.BIL，向北【答案】AB【解析】【详解】北京的地磁场斜向下，有向下和向北的分量，若电流I与B平行，则安培力F=0，若电流I垂直于B，则安培力大小为F=BIL，此时电流和磁场垂直，安培力的方向为北上或者南下方向。安培力大小在之间都可能，当电流由南指向北时，安培力向西。故AB。11.在足够长的光滑斜面底端，有一质量为m的小滑块可视为质点，受平行斜面向上的恒力F作用，由静止开始沿斜面向上运动，经过一段时间t，位移为x。此时撤去恒力，滑块经相同的时间t恰返回至斜面底端，取沿斜面向上的方向为坐标轴x的正方向，斜面底端为坐标原点，滑块运动的位移时间图像如图所示，图中曲线对应抛物线，已知滑块始终在斜面上运动，则（）A.位移最大值xm为B.撤去F时滑块的速度为C.恒力F对滑块做的功为D.滑块返回至斜面底端的动能为【答案】ABD【解析】【详解】A．设存在恒力F时的加速度大小为a1撤去F后加速度大小为a2，根据匀变速直线运动规律,上升过程有.撤去F瞬间速度撒去F后有解得撤去F后，滑块继续向上运动,则A正确；B．根据解得B正确；CD．撤去F后滑块到达最高点的时间故与最大距离对应的时间故滑块滑到底端时的速度又因为整个过程中，重力做功为零，由动能定理可得C错误，D正确。故选ABD。12.一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连着质量为m的小球（可视为质点）。现用手托住小球使弹簧恰好处于原长，然后由静止释放小球，小球下落过程中的加速度a与弹簧长度的关系如图所示，g为重力加速度，不计空气阻力。则（）A.当弹簧的长度为L1时，小球的速度为0B.小球下落到最低点时弹簧弹力为mgC.小球的最大动能为D.弹簧最大弹性势能为【答案】CD【解析】【详解】A．当弹簧的长度为时，小球的加速度为0，速度不为0，故A错误；B．设小球下落到最低点时弹簧形变量为，则动能定理可得所以最低点时弹簧弹力为故B错误；C．小球的加速度为0时，速度最大，由释放到弹簧长度为时合外力的平均值为，由动能定理可得小球的最大动能为故C正确；D．由对称性可知，弹簧最大形变量为，根据能量守恒可知弹簧最大的弹性势能为故D正确。故选CD。第II卷（非选择题共52分）二、实验题（本题共2小题，共12分）13.用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。（1）若某次实验，求得小车的加速度为a，则此时砂和砂桶的加速度为____________。（2）若弹簧测力计的读数为F，则F_________mg（mg为砂和桶的总重力）（填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）某同学用打点计时器打出的一段纸带如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有2个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是___________m/s2。（结果保留三位有效数字）（4）实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹，那么加速度的测量值比实际值____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）2a（2）小于（3）1.08（4）偏大【解析】小问1详解】由图可知，相等时间内，沙桶的位移是小车位移的2倍，根据可知，沙桶的加速度是小车加速度的2倍，则此时沙和沙桶的加速度为2a；【小问2详解】由于沙桶的加速度方向向下，根据牛顿第二定律有故F小于mg。【小问3详解】由于相邻计数点间还有2个点没有画出来，计数点间的时间间隔由逐差法得加速度大小为【小问4详解】实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹，实际打点周期变大，则t的真实值比测量偏大，根据可知，测量值比真实值偏大。14.在“用DIS（数字化信息系统实验的简称）测电源的电动势和内阻”的实验中（1）将待测蓄电池滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻（阻值未知）、电键及若干导线连接成电路如图a所示。图中有一处连线错误，错误的连线是____________（选填：“AC”、“DE”或“GI”），应将该段导线的____________端改接到____________端（选填：“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“C”、“H”或“I”）。（2）实验得到的UI关系如图b中的直线I所示，则蓄电池的电动势为____________V，内电阻阻值为____________Ω。（结果均保留两位有效数字）（3）为了测量定值电阻的阻值，应将图a中AC导线的C端连接到D点，所得到的UI关系如图（b）中的直线II所示，则定值电阻的阻值为____________Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）①.DE②.E③.F（2）①.3.8②.2.0（3）3.0或2.9【解析】【小问1详解】[1][2][3]闭合开关时，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，故应将导线DE的E端改接在F端【小问2详解】[1][2]根据图像的意义可知，电源的电动势为纵截距，即其斜率为内阻的大小，即【小问3详解】此时可以把电源的内阻和定值电阻作为总内阻来处理，即有解得三、计算题（本题共4小题，共40分，解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）15.2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。设想某一天一位宇航员到达火星后进行如下实验：如图所示，将支架水平固定在火星表面上，摆轴末端用细绳连接一质量为m的小球。拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度，让它在竖直平面内做完整的圆周运动。在最低点a和最高点b，细绳拉力大小分别为Ta、Tb，阻力不计。已知火星的半径为R，万有引力常量为G。求：（1）火星表面重力加速度的大小g；（2）火星的质量M。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设绳长为，在a点时在b点时由机械能守恒定律可得联立解得【小问2详解】由题可知解得16.如图所示，水平面上一轻弹簧左端固定，右端与一质量mB=2kg的物体B连接。开始时物体B静止在O点，此时弹簧为原长，O点左侧光滑，右侧粗糙。另一质量mA=1kg的物体A在O点右侧距O点s=1.625m处以v0=3.5m/s的速度向左运动并与B发生碰撞，碰后A、B立即一起向左运动，A、B与O点右侧水平面的动摩擦因数均为µ=0.1，物块A、B均看成质点，重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）A、B碰后瞬间速度多大；（2）A停止时与O点的距离。【答案】（1），（2）05m【解析】小问1详解】设A与B碰撞前速度为，由动能定理有解得由动量守恒得解得【小问2详解】碰撞后AB再次返回到O点时速度大小仍为1m/s，此时AB分离，分离后A向右运动的位移为x，由动能定理有解得即A停止时距O点的距离为0.5m。17.如图所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。（1）求小滑块运动到C点时的速度大小vc；（2）若已知m=0.2kg，E=2000N/C，q=0.001C，重力加速度g=10m/s2，且D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时速度大小为10m/s，小滑块运动到P点时速度大小为10m/