安徽省阜阳市2023-2024学年高三上学期教学质量统测物理试题 含解析

阜阳市2023—2024学年度高三教学质量统测试卷物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题（本题共8题，每题仅有一个正确答案，每题4分，总计32分）1.下列关于电磁场、电磁波的说法中正确的是（）A.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场B.电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同C.人们利用电磁波传递信息或者能量D.电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在【答案】C【解析】【详解】A．变化的电场周围一定存在磁场，变化的磁场周围一定存在电场，选项A错误；B．电磁波在不同介质中的传播速度大小不相同，选项B错误；C．人们利用电磁波传递信息或者能量，选项C正确；D．电磁场是真正存在的物质，选项D错误。故选C。2.如图，S为波源，时刻S开始向上振动，振动的频率为5Hz，形成的简谐波向右传播，波在传播的过程中经过P、Q两点。已知，（P、Q间距小于一个波长）。当P点处于波峰时，Q点位于波谷，下列说法中正确的是（）A.该波的波长为1mB.该波的波速为4m/sC.Q点开始振动时，P所走的路程为0.5mD.当P点处于平衡位置且向下振动时，Q点向下振动【答案】A【解析】【详解】A．根据题意有由于P、Q间距小于一个波长，且当P点处于波峰时，Q点位于波谷，则有解得故A正确；B．波源振动的频率为5Hz，则周期为则波速为故B错误；C．波传播到P、Q两点的时间分别为，则Q点开始振动时，P所振动的时间可知，P所走的路程为振幅的两倍，由于振幅不确定，则路程也不确定，故C错误；D．结合上述可知，P、Q间距为半个波长，当P处于平衡位置时，Q也处于平衡位置，根据同侧法可知，当P点处于平衡位置且向下振动时，Q点向上振动，故D错误。故选A。3.中学阶段一般不考虑滑轮质量，但实际上其质量对研究的问题有影响。如图，滑轮用固定杆竖直吊在天花板上．质量为m。轻质细线缠绕在滑轮边缘，下方拴一质量为的物体，细线与滑轮间不打滑，滑轮与中心转轴无摩擦。物体释放后，带动滑轮转动。请用所学知识和思想方法判断细线拉力的表达式可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据牛顿运动定律和转动定律列方程，对物体有对滑轮有由运动学关系有联立解得将a代入物体牛顿运动定律方程解得故选C。4.华为在手机卫星通讯领域取得技术性突破，Mate60Pro成为首款支持卫星通话的大众智能手机。该手机卫星通话是依托中国自主研发的“天通一号”系列卫星，天通一号卫星是地球同步轨道卫星，距地面高度约36000km，已经发射了三颗，分别为01星、02星、03星。已知地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度，下列说法正确的是（）A.“天通一号”01星“发射速度大于第二宇宙速度B.“天通一号”01星、02星、03星所受地球的万有引力相同C.“天通一号”01里、02星、03星线速度大小约为4.1km/sD.“天通一号”卫星和赤道上物体的向心加速度大小之比约为6.6【答案】D【解析】【详解】A.第二宇宙速度为卫星挣脱地球引力，进入环绕太阳运行的轨道的最小发射速度，而“天通一号”01星还是地球的一个卫星，所以“天通一号”01星“发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；B.由万有引力公式可见由于“天通一号”01星、02星、03星的质量不一定相同，所以它们所受地球的万有引力不一定相同，故B错误；C.由公式其中得故C错误。D.由公式得“天通一号”卫星为赤道上物体的向心加速度为其中所以“天通一号”卫星和赤道上物体的向心加速度大小之比约为6.6，故D正确。故选D。5.如图，两个半径分别为R和5R的圆弧槽在A点平滑连接，固定在竖直面内，圆心、与A点在同一竖直线上。一可视为质点的小球从弧形槽最高点由静止释放，到达A点时速度为v，小球的质量为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。对小球的运动，下列说法正确的是（）A.小球一直沿圆弧槽运动 B.小球滑至A点时对槽的压力大小为2mgC.小球落地时速度大小为 D.小球落地时速度方向竖直向下【答案】C【解析】【详解】AD.当小滑块滑离弧形槽时，与弧形槽的压力为零，设小滑块滑离弧形槽时的速度为，小滑块、点连线与的夹角为，根据牛顿第二定律有根据动能定理可得可见小球不能一直沿圆弧槽运动，离开圆弧槽后小球做斜下抛运动，所以小球落地时速度方向不是竖直向下，故AD错误；B.由牛顿第二定律，小球滑至A点时，槽对小球的支持力大小为得由牛顿第三定律知小球滑至A点时对槽的压力大小为3mg，故B错误；C.设小球落地时速度大小为,由机械能守恒有得故C正确。故选C。6.如图，在光滑绝缘的水平面上，有边长为L的正方形ABCD，O为正方形的中心。在A、B两点分别固定两个正点电荷，电荷量均为。在C点由静止释放一个带负电的小球，小球电荷量的绝对值为。选无穷远电势为零，点电荷周围的电势（Q为场源电荷所带电荷量，r为电场中某点到场源电荷的距离）。下列说法中正确的是（）A.小球在O点的电势能为B.C点的电场强度大小为C.小球从C点运动到O点的过程中，速度先增大后减小D.若小球运动过程中电荷量逐渐减小，则小球到达不了D点【答案】B【解析】【详解】A．两正电荷在O点的电势为小球在O点的电势能为故A错误；B．C点的电场强度大小为故B正确；C．小球从C点运动到O点的过程中，电场力一直做正功，则速度先一直增加，故C错误；D．若小球在运动过程中电荷量逐渐减小，则小球在CO段电场力做的正功大于在OD段电场力做的负功，则小球可以越过D点，故D错误。故选B。7.某同学家中用的是如图所示的洗衣机，在某次使用洗衣机时，衣服兜中的弹珠贴着滚筒壁，恰好以一定初速度沿切线方向水平掉入桶内，若将弹珠的运动简化如下：弹珠可视为质点且运动过程始终未与简壁分离，筒壁静止且可视为光滑的竖直圆柱面。下列说法正确的是（）A.弹珠与筒壁之间的弹力大小不变B.弹珠的初速度越大，落到滚筒底部的时间越短C.弹珠沿筒壁转一圈所用的时间在不断减小D.圆筒半径越大，弹珠落到滚筒底部的速度越大【答案】A【解析】【详解】A．水平方向弹珠做圆周运动，设弹珠的初速度为，滚筒的半径为，滚筒的高度为，弹珠与筒壁之间的弹力大小为故弹珠与筒壁之间的弹力大小不变，故A正确；B．竖直方向弹珠做自由落体运动，则弹珠落到滚筒底部的时间为可知弹珠落到滚筒底部的时间与弹珠的初速度无关，故B错误；C．弹珠沿筒壁转一圈所用的时间故弹珠沿筒壁转一圈所用的时间不变，故C错误；D．弹珠落到滚筒底部的速度为可知弹珠落到滚筒底部的速度与圆筒半径无关，故D错误。故选A。8.如图为边长为L的某种透明材料的立方体示意图，立方体中心处有一个红色的点光源。已知该材料对红光的折射率为，只考虑光的第一次折射情况，则该立方体表面上有红光射出的区域面积为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，由公式得则由几何关系可得，光从立方体一侧射出的区域半径为面积为则该立方体表面上有红光射出的区域面积为故选C。二、多项选择题（本题共2题，每题有多个正确选项，全部选对得5分，选不全得3分，不选、错选得0分）9.如图，空间中存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，长为L的金属棒一端固定在竖直转轴O上，O点是两固定圆环形金属轨道的中心，金属棒与金属轨道接触良好，接触点分别为P、Q，。金属棒随着转轴以角速度顺时针匀速转动，在大圆环的M点和小圆环的N点之间接两个电阻、，、。不计电路中的其他电阻和摩擦。金属棒转动一周的过程中，下列说法正确的是（）A.O点电势高于Q点电势 B.电阻两端的电势差为C.通过电阻的电荷量为 D.电阻上产生的焦耳热为【答案】AC【解析】【详解】A．根据右手定则可知，O点电势高于Q点电势，故A正确；B．PQ段导体棒转动产生的感应电动势为则电阻两端的电势差为，故B错误；C．通过电阻的电荷量为故C正确；D．电阻上产生的焦耳热为故D错误。故选AC。10.如图甲，质量为m足够长浅色木板B静置于光滑水平面上，B的左端固定一弹性挡板。可视为质点、质量也为m的煤块A静置于B上，A、B间的动摩擦因数。给B施加一水平向右的恒力F，当A与挡板碰撞时撤去F。从开始施加力到最终A、B稳定时，木板B上的划痕长度x与恒力F大小之间的关系如图乙，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（）A.煤块A的质量为1kgB.时，A经过2s与B碰撞C.时，A、B恰好相对滑动D.时，A、B最终一起匀速运动【答案】AD【解析】【详解】A．根据图乙可知，当恒力F在0~4N之间时，A、B始终保持相对静止，划痕长度为0，可知，当恒力大小为4N时，两者之间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力，则有，解得故A正确；C．根据上述可知，当时，A、B恰好相对滑动，而时，A、B已经发生了相对滑动，故C错误；B．根据图乙可知，当恒力F在4~8N之间时，A、B发生了相对滑动，但划痕长度始终为1m，表明有恒力作用时，A相对B向左运动的相对位移大于撤去恒力后A相对于B向右运动的相对位移，当恒力等于8N时A相对B向左运动的相对位移大小等于撤去恒力后A相对于B向右运动的相对位移，当恒力大于8N时A相对B向左运动的相对位移大于撤去恒力后A相对于B向右运动的相对位移，可知，在时，根据牛顿第二定律有，解得，根据图乙可知，发生碰撞的相对位移大小为1m，则有解得故B错误；D．结合上述可知，时，A先相对于B向左运动，此过程两者均向右做匀加速直线运动，碰撞后A相对于B向右运动，此过程，A向右做减速运动，B向右做加速运动，当两者速度相等时，以相同速度向右做匀速直线运动，即时，A、B最终一起匀速运动，故D正确。故选AD。三、实验填空题（本题共两小题，11题每空2分，共6分；12题每空3分，共9分，总计15分）11.同学们在学习摩擦力一节时，看到课本所给的数据：“木—木”的动摩擦因数为0.3，于是设计了以下实验对该数据进行科学论证：（1）如图甲，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，将质量为M的木块放在长木板上，通过与木板平行的轻绳连接沙桶。增加沙桶中沙的质量，直到轻推木块，打点计时器在连接木块的纸带上打出的点迹分布均匀。若此时沙桶及沙的总质量为m、不计滑轮摩擦和空气阻力，则动摩擦因数______（用M、m表示）。（2）由于没有天平，同学们又继续进行了以下操作：①取下沙桶；②将木板不带滑轮的一端垫高，直到木块能做匀速直线运动；③重新挂上沙桶、接通电源、稳定后释放木块，得到如图乙所示纸带。（3）已知电源频率为50Hz，根据纸带数据，可求得木块运动的加速度______（结果保留2位有效数字）。（4）若当地的重力加速度为，则计算得______（结果保留2位有效数字）。【答案】①.②.2.4③.0.32【解析】【详解】（1）[1]连接木块的纸带上打出的点迹分布均匀，表明木块在做匀速直线运动，根据平衡条件有解得（3）[2]电源频率为50Hz，则打点周期为根据逐差法可知，加速度为（4）[3]对沙桶、沙与木块整体分析有结合上述有解得12.2015年，中国科学院院士江风益教授研发出了第三代硅衬底LED技术。为了描绘LED灯的伏安特性曲线，同学们设计了图a的电路，调节滑动变阻器，测得LED灯的电压与电流的部分数据如下表：组别物理量12345678U/V02.004006.008.0010.0012.0014.00I/mA04.511.521.534.060.0095.0150.0（1）根据表中数据在图b中描点，请你拟合连线绘制出LED灯的伏安特性曲线。（）（2）厂家为这个型号LED灯设计了一款移动叠层电池（，内阻），LED灯与电源连接后的实际功率为______W（保留两位有效数字）。（3）同学们又找到若干白炽灯，通过对比研究得出14W白炽灯正常工作时的发光效果与该LED灯光效果相同，按照每天使用3h，一年内一只LED灯比一只白炽灯节省的电能约为______J（保留一位有效数字）。【答案】①.②.1.3##1.4##1.5##1.6③.【解析】【详解】（1）[1]绘制出LED灯的伏安特性曲线如图；（2）[2]因，内阻，则当LED灯接在电源两端时，则U=E-Ir=20-625I将该图像画在LED灯的U-I图像上，交点为电路的工作点，由图可知U=12.8V，I=115mA，则LED灯与电源连接后的实际功率为P=IU=12.8×0.115W=1.5W（3）[3]一年内一只LED灯比一只白炽灯节省的电能约为：W=(14-1.5)×3×3600×365J=5×107J四、计算论述题（本题共3小题，13题12．分，14题14分，15题17分）13.一辆质量为15t的货车在公路上行驶，当行驶到一个较长下坡时（每下行1km高度下降120m），司机发现货车的刹车系统失灵。货车在斜坡上以36km/h的初速度加速向下滑行，幸好滑行了1km时司机将车子开上了一个缓冲坡（用砂石铺于表面的一个斜上坡，如图所示，在缓冲坡上每上行10m升高3m），在缓冲坡向上滑行了40m后停止。已知货车在较长下坡时受到的阻力是车重的，取重力加速度g为：．求：（1）车子下坡滑行1km所用的时间；（2）车子在缓冲坡上运动时受到的阻力。【答案】（1）；（2），负号表示阻力方向与车子运动方向相反【解析】【详解】（1）货车下坡滑行做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有其中解得再由解得（2）货车在缓冲坡上做匀减速直线运动，汽车的加速度设为，刚冲上缓冲坡时的速度为，有解得根据牛顿第二定律，有解得负号表示阻力方向与车子运动方向相反。14.阿斯顿设计了质谱仪，并用质谱仪发现了氖-20和氖-22，证实了同位素的存在。其中一种质谐仪的工作原理如图所示，大量的两种氖离子从容器A正下方的小孔飘入电势差为U的加速电场（不考虑离子进入电场的初速度），然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片D上不同位置。根据打到照相底片的位置，测出直径，就可以计算粒子的比荷。已知氖-20离子的质量为20m．电荷量为；氖-22离子的质量为22m，电荷量为，不计