安徽省池州市东至县2021届高三上学期物理12月大联考试卷

试卷更新日期：2021-01-27 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 2020年10月6日，图片中三位科学家因为他们对宇宙中最奇特现象之一——黑洞的研究，而共享今年的诺贝尔物理学奖。许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是（）

A、伽利略的理想斜面实验的意义是证明了力不是维持物体运动的原因 B、开普勒发现了行星运动的规律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证 D、笛卡尔通过斜面实验直接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

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2. 甲、乙两辆车（均视为质点）沿平直公路同向行驶，如图所示是两车在某段时间内的 $v — t$ 图象，则关于两车运动状况的描述，下列判断正确的是（）

A、乙车在第6s末改变运动方向 B、甲、乙两车在第6s末相距36m C、甲、乙两车在第12s末相遇 D、若开始时乙车在前，则两车可能相遇两次

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3. 如图所示，用两根等长的轻质细绝缘线M、N把带电小球甲悬挂在水平天花板上，两线之间的夹角为 $θ = 60 °$ 。小球甲电荷量为 $q = 2.0 \times 10^{- 6} C$ ，质量为 $m = 0.1 kg$ ，其正下方 $l = 0.3 m$ 处固定有一带等量同种电荷的小球乙。小球甲、乙均可视为点电荷，静电力常量 $k = 9 \times 10^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则细线N的拉力大小为（）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{5} N$ B、 $\frac{3 \sqrt{2}}{5} N$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{10} N$ D、 $\frac{3 \sqrt{3}}{10} N$

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4. 2020年国庆节后，“天问一号”将通过深空机动脱离地球轨道，向火星轨道靠拢，这是我国首次火星探测任务的重要关键节点。已知火星的质量约为地球质量的 $\frac{1}{10}$ ，半径约为地球半径的 $\frac{1}{2}$ ，则火星探测器绕火星做匀速圆周运动的最小周期与近地卫星做匀速圆周运动周期之比为（）

A、 $\sqrt{10}$ B、 $\frac{\sqrt{5}}{2}$ C、 $\sqrt{5}$ D、 $\frac{\sqrt{10}}{2}$

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5. 如图所示，倾角为 $θ$ 的斜面A放在粗糙水平面上，当质量为m的滑块B以速度v沿斜面匀速下滑时，在滑块上突然加上平行于斜面向下的恒力F，且 $F = m g$ ，物体继续沿斜面滑动距离L到达斜面底端，重力加速度大小为g。则（）

A、滑块到达斜面底端时的速度大小为 $\sqrt{2 g L}$ B、斜面A受到地面的摩擦力为 $F \cos θ$ C、如果将恒力F方向改为竖直向下，滑块受到的合力为零 D、如果将恒力F方向改为竖直向下，滑块将加速下滑

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6. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM与光滑绝缘水平面MN平滑连接，斜面OM长度 $L = 4.0$ m，倾角 $θ = 37 °$ ，斜面和水平面所在空间存在着平行于斜面向上的匀强电场。现有质量为 $m = 1$ kg，带电量为 $q = 2.0 \times 10^{- 3} C$ 的带正电的小滑块（可视为质点）从O点以 $v = 3$ m/s的速度沿斜面匀速下滑。（重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ），则电场强度的大小E和滑块在水平面MN运动的最大位移x分别为（）

A、 $E = 3.0 \times 10^{3}$ N/C； $x = 0.9375$ m B、 $E = 3.0 \times 10^{3}$ N/C； $x = 0.4375$ m C、 $E = 6.0 \times 10^{3}$ N/C； $x = 0.9375$ m D、 $E = 6.0 \times 10^{3}$ N/C； $x = 0.4375$ m

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7. 如图甲所示，可视为质点的一物块置于粗糙水平桌面上的A点，BC为斜面，A点与斜面顶端B点的距离为x。每次用水平拉力F ，将物块由A点从静止开始拉动，当物块运动到B点时撤去拉力F，可获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程s，作出如图乙所示的图像。若物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角 $θ = 45 °$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则A、B间的距离为（）

A、0.85m B、0.65m C、0.45m D、0.25m

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8. 如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点）。小球与圆盘圆心O的距离为5cm。现使圆盘绕过圆心O的水平轴以大小为10rad/s的角速度匀速转动，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则（）

A、小球随圆盘做匀速圆周运动受到的合力不变 B、当小球运动到O点正下方时圆盘对小球的作用力最小 C、在圆盘转动过程中，圆盘对小球的作用力与竖直方向的最大夹角为 $30 °$ D、当小球运动到与O点等高处时圆盘对小球的作用力最大

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二、多选题

9. 如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，极板面积为S，电容器带电量为Q。电容器之间有一带正电的油滴处于静止状态。在油滴质量不变的情况下，某时刻油滴的电荷量q开始减小，为使该油滴仍保持静止状态，可采取的措施为（）

A、给平行板电容器继续充电，增加电荷量Q B、让平行板电容器放电，减少电荷量Q C、使两极板相互靠近些，减小极板间的距离d D、将上极板水平右移一些，减小极板正对面积S

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10. 如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，电表为理想电表。闭合开关S，当电阻箱为2 $Ω$ 时，电压表读数为4V；当电阻箱为5 $Ω$ 时，电压表读数为5V。下列说法中正确的是（）

A、电源的电动势为12V B、电源的内阻为1 $Ω$ C、当电阻箱读数为2 $Ω$ 时，电源的输出功率最大 D、电源的输出功率最大值为9W

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11. 如图所示，光滑的水平轨道MN与竖直平面内固定的光滑半圆轨道PN在N处相切，P、N分别为半圆轨道的最高点和最低点，一个质量为 $m = 0.2$ kg的小滑块（可视为质点）从水平轨道上的M点以一定的初速度水平向右出发，沿水平直线轨道运动到N点后，进入半圆轨道，恰好能够通过半圆轨道的最高点P，小滑块从半圆轨道最高点P飞出后，恰好落在水平面上M点。已知M、N间的距离 $L = 4$ m，不计空气阻力，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则（）

A、小滑块飞出半圆轨道时的速度大小为5m/s B、半圆轨道的半径为2m C、小滑块初速度大小为12m/s D、小滑块过半圆轨道的N点时，对轨道的压力大小为12N

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12. 2020年9月22日傍晚，兰州市部分地区出现了短时冰雹，气象部门提前提醒市民应多关注天气预报，及时予以防范。如图所示为冰雹从高空由静止下落过程中速度随时间变化的图像。冰雹所受的空气阻力可认为与物体速度大小成正比关系，图中作出了 $t = 0.5$ s时刻的切线，冰雹的质量为0.5kg，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则（）

A、冰雹在 $t = 0.5$ s时刻的加速度大小为 ${4m/s}^{2}$ B、冰雹所受的空气阻力与速度大小的正比系数为 $\frac{3}{4}$ kg/s C、冰雹最终达到最大速度的大小为6m/s D、冰雹从静止下落到 $t = 0.5$ s过程中空气阻力的冲量大小为0.5N·s

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三、实验题

13. 如图甲所示的是利用气垫导轨“验证系统机械能守恒定律”的实验装置，滑块放在水平的气垫导轨上，滑块释放时遮光条与光电门间的距离为x（ $x < h$ ）。滑块质量为M，重物质量为m。

(1)、利用游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，遮光条的宽度 $d =$ cm。

(2)、若遮光条经过光电门所用的时间为 $Δ t$ ，遮光条的宽度为d，则滑块经过光电门时系统增加的动能 $Δ E_{k} =$ ，已知当地的重力加速度为g，系统减小的重力势能 $Δ E_{p} =$ （表达式用已知条件的字母表示）。

(3)、通过测得实验数据计算可知系统增加的动能 $Δ E_{k}$ 小于系统减小的重力势能 $Δ E_{p}$ ，若不计偶然误差这个因素，写出一条可能的原因：。

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14. 某实验小组做“测量一由新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率”实验。除待测金属丝外备选器材如下：
A．量程为5mA、内阻 $r_{1} = 50 Ω$ 的电流表

B．量程为0.6A、内阻 $r_{2} = 0.2 Ω$ 的电流表

C．量程为6V、内阻 $r_{3}$ 约为15 $k Ω$ 的电压表

D．最大阻值为15 $Ω$ 、最大允许电流为2A的滑动变阻器

E.定值电阻 $R_{1} = 5 Ω$ F.定值电阻 $R_{2} = 500 Ω$

G.电动势 $E = 6$ V、内阻很小的直流电源 H.开关一个，导线若干

I.多用表，螺旋测微器，刻度尺

(1)、先用多用表 $\times 10 Ω$ 挡粗测其电阻，如图甲所示，读数为 $Ω$ ，然后用螺旋测微器测其直径，则螺旋测微器的示数D=mm；

(2)、采用图丙所示电路尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用（填“A”或“B”），定值电阻应选用（填“E”或“F”）；

(3)、电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式 $R_{x} =$ ，若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式 $ρ =$ （表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）。

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四、解答题

15. 如图所示，质量为m的小木块甲以一定的初速度从O点沿粗糙的水平面向右运动，到P点时与质量为2m的静止的小木块乙相碰，与木块乙碰撞后，木块甲返回到0、P的中点停止，已知两小木块与水平面之间的动摩擦因数均为μ， $O P = L$ ，木块甲在O点的初动能为 $E_{k} = 5.5 μ mgL$ ，重力加速度大小为g。求：

(1)、木块甲从O点运动到P点与木块乙碰撞前的时间（可用根式表示）；

(2)、木块乙停止的位置距离P点的距离。

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16. 如图所示，在直角坐标系 $x O y$ 中有a、b、c 、d四点，已知 $0 a = L$ ， $0 b = O d = 2 L$ ， $0 c = 2 \sqrt{2} L$ 。在第一象限中，边界0M和x轴之间有场强为E₂的匀强电场，方向与边界0M平行；边界0M和y轴之间有磁感应强度为B的匀强磁场，方向与纸面垂直（边界OM和x轴之间的夹角 $θ = 45 °$ ）。第二象限中，有方向沿x轴正向的匀强电场E₁。现有一电荷量为 $+ q$ 、质量为m的带电粒子（不计重力），由a点以 $v_{0}$ 的初速度（方向沿y轴正向）射入电场，经b点进入磁场做部分匀速圆周运动后在c点垂直OM进入电场E₂ ，最后经过d点。（ $E_{1}$ 、 $E_{2}$ 均为未知量）求：

(1)、粒子在b点的速度大小；

(2)、电场强度 $E_{2}$ 的大小。

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17. 如图甲所示，一足够长的粗糙的水平传送带在电机的带动下以恒定的速度 $v = 4$ m/s沿顺时针方向运动，质量 $m_{A} = 1$ kg的小铁块A和质量 $m_{B} = 2$ kg的长木板B叠放在一起，A位于B的右端，在 $t = 0$ 时将A、B轻放到传送带上，最终A恰好没有滑离B，A、B在0~1s的速度—时间图像如图乙所示，重力加速度g取 $m / s^{2}$ 。求：

(1)、A、B间的动摩擦因数和B与传送带间的动摩擦因数；

(2)、长木板B的长度；

(3)、传送带克服长木板B与传送带间的摩擦力做的功。

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