安徽省合肥市普通高中2024-2025学年高三上学期期末模拟训练(一)物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1安徽省2024~2025学年高三上学期期末模拟训练（一）物理试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分．第Ⅰ卷（选择题共42分）一、单选题：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，只有一个选项正确。1．如图为某种哺乳动物的下颌骨，假如肌肉提供的力和与水平方向夹角都为，食物作用于下颌骨的力为F，F沿竖直方向。若下颌骨仅在这三个力作用下处于平衡状态，下列关系式正确的是()A． B．C． D．2．电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是()A．QU的单位和ΦI的单位不同B．在国际单位制中，图中所定义的M的单位是欧姆C．可以用来描述物体的导电性质D．根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式3．2024年11月中旬，“天舟八号”货运飞船由“长征七号”遥九运载火箭发射入轨。“天舟八号”除了承担了向空间站运送货物的运输使命，还肩负着一次“特殊”的科学任务——把我国科研人员根据月壤样品所研究出来的月壤砖送到月球上，这样人们就能够在月球上如愿建立属于地球人的月球基地。“天舟八号”多次变轨简化示意图如图所示。从近地轨道1的P点变轨到椭圆轨道2，在远地点Q再次变轨转移到330千米的圆轨道3，在距天宫一号目标飞行器后下方约52千米处，飞船采用快速交会对接模式对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口。对“天舟八号”此次变轨及对接过程，下列说法中正确的是()A．“天舟八号”在近地轨道1的速度大于轨道2在P点的速度B．“天舟八号”在椭圆轨道2上任何一点的速度一定小于7.9km/sC．“天舟八号”需在轨道3再次加速才能到达天宫一号所在轨道与之对接D．“天舟八号”在轨道3稳定运行时，经过Q点的加速度小于轨道2上经过Q点的加速度4．如图所示，三小球a、b、c的质量都是m，都放于光滑的水平面上，小球b、c与轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0冲向小球b，碰后与小球b粘在一起运动。在整个运动过程中，下列说法不正确的是()A．三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒B．三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒C．当小球b、c速度相等时，弹簧弹性势能最大D．当弹簧第一次恢复原长时，小球c的动能一定最大，小球b的动能一定不为零5．如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心点电势为，上表面中心点电势为。下列说法正确的是()A．一个小立方体在点产生的电势为B．下层一个小立方体在点产生的电势为C．现撤去下层一个小立方体，则点电势为D．现撤去下层一个小立方体，则点电势为6．如图所示，匀强磁场的方向（未画出）与xOy坐标平面平行，圆环的该导线放置在xOy坐标平面内，两端点ab连线与x轴平行，导线受到的安培力为F。若将该导线拉直且与x轴平行，并保持通电的电流不变，则圆环受到的安培力大小为()A．F B． C． D．7．带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有()A．甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出B．乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大C．丙图中，直线加速器使用直流电，且电压越大，粒子获得的能量越高D．丁图中，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U减小8．如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为l的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l，．从时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是()A．B．C．D．二、多选题：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，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．滑雪场一段平直坡道倾角为，质量为的滑雪者收起滑雪杖由静止开始自由下滑，下滑的加速度恒为（为重力加速度），滑雪者沿坡道下滑过程中，竖直方向下降的高度为。对于下滑过程，下列说法正确的是()A．合外力做的功为 B．动能增加C．克服摩擦力做的功为 D．机械能损失10．传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以v0=8m/s的速度顺时针匀速转动，工人将质量m=200kg的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为F=2000N，经过t0=2s关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则()A．经过时间t=2s时，工料的速度大小为v=6m/sB．传送带的长度LAB=31.25mC．工料在传送带上产生的热量为12750JD．工料上升过程中，机械能先减小后增加第Ⅱ卷（非选择题共58分）三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求做答（第11～12题为实验题或填空题，13～15题为计算题)。11．(6分)某同学利用图甲的装置研究平抛运动规律。(1)实验中，下列说法正确的是________。A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端可以不水平C．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放D．实验前不需要用重垂线检查方格纸上的竖线是否竖直(2)另一同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔一定时间发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙（图中不包括小球刚离开轨道的影像）。图中每个方格的边长为2.45cm，当地重力加速度的大小为9.8m/s2，完成下列填空：小球运动到位置c时，其速度水平分量的大小为m/s，竖直分量的大小为m/s（保留2位有效数字）。12．(10分)某同学要测量一电源的电动势和内阻，电源的电动势约为5V。有下列器材：毫安表A（量程为，内阻未知），电阻箱（均为），开关、导线若干。为完成实验，该同学设计了如图甲所示电路，进行了如下操作：（1）先测量毫安表内阻。连接好电路后，只闭合，调整使毫安表满偏；再闭合，调整，使毫安表半偏，此时示数为，则该毫安表内阻为；（2）为将毫安表A改装成量程为的电流表，应将的阻值调整为；（3）保持（2）问中阻值不变，调节的阻值，读出电阻箱的阻值和改装后电流表的示数，记录多组数据，在图像中画出其变化关系，如图乙所示；（4）根据图乙，可得所测电源的电动势为，所测电源内阻为。该内阻测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。13．(12分)如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为m、3m的小球a和b，用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h，两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，a球与定滑轮间距足够大，不会相碰，释放a球后：(1)b球落地前的加速度大小；(2)b球落地时的速度大小；(3)a球能到达的最大高度。14．(14分)如图所示，滑板的上表面由水平部分AB和半径为的四分之一圆弧BC组成，滑板静止于水平地面上，滑块P（可视为质点）置于滑板上的A点。长为L的不可伸长细线一端固定于点、另一端系小球Q。现将细线拉直至水平位置，静止释放小球，小球运动到最低点时恰好与滑块P发生弹性正碰。小球Q、滑块P及滑板的质量均为m，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求：(1)小球Q与滑块P碰撞前瞬间，细线对小球拉力的大小；(2)小球Q与滑块P碰撞后瞬间，滑块P速度的大小；(3)滑块P从C点飞出时的速度。15．(16分)芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图所示，一群沿竖直方向均匀分布的正离子，初速度不计，竖直宽度范围为0~2R，其经水平匀强电场加速后，均平行进入右侧圆形匀强磁场（大小和方向均未知），所有正离子均能从O孔进入下方控制区。其中从A点进入的离子，恰好以速度v，经过时间t从圆形磁场最低点O孔射入下方控制区，射入控制区时速度方向与水平方向成60°角。MN与PQ之间为两无限长极板构成的控制区，极板间距为L，MN与圆形磁场相切于O点，正离子的质量均为m，电量均为q。不计离子间相互作用及离子重力。(1)求加速电场的电压U；(2)求匀强磁场的方向及大小、圆形磁场的半径R；(3)若在控制区加上垂直于纸面向外磁场，其磁感应强度大小沿竖直方向按的规律均匀变化，y为该点到MN边的距离，k为已知的常数且，则要使所有离子均不打到PQ板上，MN边所在位置的磁感应强度至少为多少？——★参考答案★——一、单选题：1．【答案】D【详析】由共点力平衡条件可知，下颌骨在三个力的作用下平衡，这三个力一定是共点力，三个力构成的矢量三角形如图则有：ABC错误，D正确。故选D。2．【答案】A【详析】A．单位制、法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律可知，则Φ的单位为V·s，由Q=It可知，Q的单位为A·s，则QU与ΦI的单位相同均为V·A·s，故A错误，符合题意；B．由题图可知，从单位角度分析有故B正确，不符合题意；C．由知，可以用来描述物体的导电性质，故C正确，不符合题意；D．由电感的定义以及法拉第电磁感应定律解得：故D正确，不符合题意。故选A。3．【答案】C【详析】AB．“天舟八号”在近地轨道1需要加速才能变轨到轨道2，故“天舟八号”在近地轨道1的速度小于轨道2在P点的速度，“天舟八号”在近地轨道的线速度为7.9km/s，故“天舟八号”在椭圆轨道2上经过P点的速度大于7.9km/s，故AB错误；C．“天舟八号”需在轨道3再次加速才能到达天宫一号所在轨道与之对接，故C正确；D．“天舟八号”在轨道3稳定运行时，根据万有引力提供向心力有可知，经过Q点的加速度等于轨道2上经过Q点的加速度，故D错误。故选C。4．【答案】B【详析】AB．在整个运动过程中，系统的合外力为零，系统的动量守恒，小球a与b碰撞后粘在一起，动能减小，机械能减小。故B错误，与题意相符；A正确，与题意不符；C．a与b碰撞后，弹簧被压缩，弹簧对b产生向左的弹力，对c产生向右的弹力，a、b做减速运动，c做加速运动，当c的速度大于a、b的速度后，弹簧压缩量减小，则当小球b、c速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大。故C正确，与题意不符；D．当弹簧恢复原长时，小球c的加速度减为零，此时小球c的速度最大，动能一定最大，根据动量守恒和机械能守恒分析可知，设a、b粘在一起速度为v，当弹簧再次恢复原长时a、b与c的速度分别为v1和v2，则：，解得：，则小球b的动能一定不为零。故D正确，与题意不符。本题选错误的，故选B。5．【答案】D【详析】A．由于电势为标量，由题意可知每个小立方体在点的电势相等为：故A错误；B．上层四个小立方体在点的电势和为：下方四个小立方体在点的电势和为：下层一个小立方体在点产生的电势为：，故B错误；C．现撤去下层一个小立方体，则点电势为：故C错误；D．撤去下层一个小立方体，则点电势：故D正确。故选D。6．【答案】B【详析】设圆环半径为r，根据安培力的计算公式可得：若将该导线拉直，则所以，故选B。7．【答案】A【详析】A．带电粒子从P射入时，电场力与洛伦兹力相互平衡解得：粒子做匀速直线运动从Q射出；若带正电的粒子从Q射入，电场力和洛伦兹力均向下，粒子向下偏转，若带负电的粒子从Q射入，电场力和洛伦兹力均向上，粒子向上偏转，故A正确；B．带电粒子在磁场中运动的周期为：与半径大小无关，故B错误；C．直线加速器应使用交流电，故C错误；D．当a、b两表面间的电压U稳定时，根据平衡条件可知，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U增大，故D错误。故选A。8．【答案】B【详析】由楞次定律可知，在时间内感应电流方向沿逆时针方向，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，所以感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小；在时间内感应电流方向沿顺时针，只有ad边切割磁感线，有效切割长度不变，则感应电动势不变，故感应电流大小不变；在时间内感应电流方向沿顺时针，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，则感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小。故选B。二、多选题：9．【答案】AC【详析】A．下滑的加速度恒为，则合外力做的功为：故A正确；B．根据动能定理有：结合上述解得：，故B错误；C．下滑的加速度恒为，根据牛顿第二定律有解得：则克服摩擦力做功，故C正确；D．根据功能关系可知，机械能损失量大小等于克服摩擦力做的功，即机械能损失，故D错误。故选C。10．【答案】BC【详析】A．工料放上传送带后，对工料受力分析，如图所示由牛顿第二定律得：又解得：工料向上加速运动，经时间与传送带共速，则有此后摩擦力突变为沿传送带向下，由牛顿第二定律得：解得：方向沿传送带向上。再经的时间关闭发动机，此时工料的速度为：故A错误；B．关闭发动机后，由于工料的速度大于传送带的速度，摩擦力方向仍沿传送带向下，由牛顿第二定律得：解得：方向沿传送带向下。工料在时间内通过的位移为：工料在时间内的位移为：关闭发动机后，工料向上做减速运动，经时间工料与传送带共速，则该时间内工料的位移为：工料与传送带再次共速后，工料所受的摩擦力沿传送带向上，则由牛顿第二定律得解得：方向沿传送带向下。此后工料一直减速到0刚好运动到最高点，工料经时间速度减为零，则有该时间内工料的位移为：则传送带的A、B两端间的距离为：故B正确；C．根据前面选项分析可知，工料在传送带上经历了四个阶段，第一阶段：静止开始的加速度大小为时间为的匀加速直线运动，有第二阶段：初速度为，加速度大小为时间为的匀加速直线运动，有第三阶段：初速度为，加速度大小为时间为的匀减速直线运动，有第四阶段：初速度为，加速度大小为时间为的匀减速直线运动，有综上所述，工料在传送带上产生的热量为：，故C正确；D．由前面分析可知工料上升过程中，第一阶段摩擦力做正功，第二、三阶段做负功，第四阶段做正功，根据可得机械能先增加之后减小最后又增加。故D错误。故选BC。三、非选择题：11．(6分)【答案】(1)C(2)0.981.2【详析】（1）AC.斜槽不必光滑，只要每次从斜槽上同一位置由静止释放，到达斜槽末端时的速度就相等，C正确，A错误；B.斜槽轨道末端必须保持水平，小球才能做平抛运动，落地时间才会相同，B错误；D.实验前要用重锤线检查方格纸上的竖线是否竖直，D错误；故选C。（2）[1]竖直方向，根据可得：小球运动到位置c时，其速度水平分量的大小为：[2]竖直分量的大小为：12．(10分)【答案】24.50.54.86.71大于【详析】（1）[1]闭合前毫安表满偏，闭合后，与毫安表并联，毫安表半偏时流过毫安表与流过的电流相等，由并联电路特点可知，毫安表内阻等于的阻值，因此该毫安表内阻（2）[2]改装后电流表量程为，改装后电流表量程是毫安表量程0~6mA的50倍，电阻箱分流294mA，是流过毫安表电流