安徽省皖江名校联盟2022-2023学年高三上学期物理12月第四次联考试卷

试卷更新日期：2022-12-29 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 一款儿童棒球发球机向上发射棒球供初学者练习。假设发球机（高度不计）在地面上以初速度 $v_{0}$ 竖直向上发射一棒球（可视为质点），棒球途经A点时速度方向向上、速度大小为v，不计空气阻力，取地面为重力势能的零势能面。当棒球的发射速度变为 $2 v_{0}$ 时，以下说法正确的是（　　）

A、棒球上升的最大高度变为原来的2倍 B、棒球在最高点的机械能变为原来的2倍 C、棒球上升过程的时间变为原来的2倍 D、棒球经过A点的速度大小变为2v

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2. 如图所示，质量为10kg的物体A通过轻绳绕过定滑轮被站在水平地面上质量为50kg的人竖直拉住，当人拉动物体A，使物体A向上做初速度为0、加速度为 $2 {m/s}^{2}$ 的匀加速直线运动，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ，不计一切摩擦和阻力，此时地面对人的支持力为（　　）

A、380N B、404N C、520N D、480N

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3. 在俄乌战争中，俄罗斯大量使用了“卡－52武装直升机”。假设在某次执行任务时，“卡－52直升机”悬停在水平地面O点正上方320m处。悬停中直升机沿图中水平虚线方向，发射一枚无动力炸弹，炸弹离开飞机时的速度为30m/s，此后飞机水平转过90°，仍在悬停状态向正前方发射另一枚无动力炸弹，炸弹离开飞机时的速度为40m/s，g取 $10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力，则两枚炸弹落地点的距离为（　　）

A、400m B、560m C、420m D、480m

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4. 2022年10月31日，“梦天实验舱”发射任务取得圆满成功！中国空间空间站将形成三舱“T”字型基本构型。假定空间站在距地面450km高度处做理想的匀速圆周运动，某时刻“北斗”系统中的中轨道卫星A与空间站相距最近如图所示，该中轨道卫星A距地面高度为 $2.1 \times 10^{7} m$ ，地球半径为 $6.4 \times 10^{6} m$ ，卫星A和空间站的运行轨道在同一平面内且运行方向相同，则从图示位置往后开始计数（不包括图示位置），在卫星A运行一周时间内，空间站与A相距最近的次数为（　　）

A、7次 B、8次 C、9次 D、14次

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5. 如图所示，真空中平行板电容器带有绝缘手柄的A板接地，闭合电键给电容器充电后断开电键。电容器中的C点固定放置一带负电的点电荷q，q不影响电容器的电场分布。下列说法正确的是（　　）

A、若通过手柄把A板向上平移一小段距离，则q所受的电场力变大 B、若通过手柄把A板向左平移一小段距离，则q所受电场力变小 C、若紧靠B板插入一块有机玻璃板，则q的电势能变小 D、若紧靠B板插入一块等大的铁板，则q的电势能不变

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6. 如图所示，在水平地面上有一质量为M、倾角为 $θ$ 的斜面，斜面上表面光滑。质量为m的小滑块自斜面顶端滑下，斜面始终保持静止，若 $θ$ 可变 $(0 < θ < 90 °)$ ，当 $θ$ 取某数值时，地面所受摩擦力最大，此时地面对斜面支持力大小为（　　）

A、 $M g + \frac{1}{2} m g$ B、 $M g + \frac{\sqrt{2}}{2} m g$ C、 $M g + \frac{\sqrt{3}}{2} m g$ D、 $M g + \frac{\sqrt{3}}{3} m g$

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二、多选题

7. 如图所示，A型框架由两个相互垂直的光滑杆组成，两个可视为质点、质量相等的小球套在光滑杆上，两小球用长度为0.2m、不可伸长的轻质细绳相连。两个小球随框架一起绕其竖直对称轴 $O O^{'}$ 以一定的角速度匀速转动。已知轻绳水平且能承受的最大拉力为小球重力的10倍，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、随着角速度 $ω$ 的增大，杆对小球的支持力逐渐增大 B、轻绳刚好断裂时框架转动的角速度为30rad/s C、若在绳子未断裂情形下角速度增加一倍，则绳子拉力变为原来的2倍 D、在角速度增加过程中轻绳突然断裂，仍继续加大角速度，小球将沿杆向下运动

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8. 如图所示，在足够长光滑绝缘水平面的上方，存在着方向水平向右、场强大小为 $E_{1}$ 的匀强电场。一带正电小物块（可视为质点）从水平面上A点由静止释放，经时间t到达B点，小物块速度大小为v。此时水平面上方突然撤去原来电场，改加方向水平向左、场强大小为 $E_{2}$ 的匀强电场，小物块又经时间2t恰好返回A点。下列说法正确的是（　　）

A、小物块返回A点时速度大小为 $\frac{3}{2} v$ B、小物块返回A点时速度大小为2v C、电场强度的大小关系是 $E_{2} = \frac{5}{4} E_{1}$ D、电场强度的大小关系是 $E_{2} = \frac{4}{3} E_{1}$

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9. 如图所示，真空中x轴上x＝0处固定一个点电荷 $Q_{1}$ ，带电量 $q_{1} = 4.0 \times 10^{- 6} C$ ，在x＝6cm处固定另一个点电荷 $Q_{2}$ ，带电量 $q_{2} = - 1.0 \times 10^{- 6} C$ 。现在x轴上x＝20cm处静止释放一带电微粒（重力不计），则在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A、若释放一电子，则电子经过x＝18cm位置时速度可能在增加 B、若释放一电子，则电子经过x＝18cm位置时速度可能在减小 C、若释放一正电子，则正电子的速度先增加后减小 D、若释放一正电子，则正电子的电势能一直减小

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三、实验题

10. 某实验小组用如图甲所示的装置来验证牛顿第二运动定律，一个右端带有小定滑轮的长木板固定在水平桌面上，小车放置在长木板上，实验中调节定滑轮使得连接小车的轻细绳平行于水平桌面，小车右端固定有窄遮光条，桌子上固定两个光电门1和2。

(1)、用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝cm。

(2)、已知小车的质量大约为一个钩码的质量的4倍，因此本实验中（开始右边有4个钩码）小车开始运动后绳子的拉力（填写“能”或“不能”）近似等于右边所挂钩码的总重力。

(3)、如果该同学在细绳上连接一个力的传感器，有了力的传感器，是否还需要平衡摩擦力？（填“需要”或“不需要”）。

(4)、该同学在细绳连有力传感器的条件下，按要求组装并正确调整好实验装置，现把小车放在第一个光电门处，从静止开始释放，记录小车经过两个光电门的时间t，同时记录传感器的示数F。保持两个光电门间的距离不变，改变右边钩码个数，重复试验，记录多组F和t。若以F为横轴，以为纵轴所得图像为过原点的直线，则达到实验目的。

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11. 某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、200g的钩码若干，质量为2kg的滑块、打点计时器、刻度尺，已知当地重力加速度为 $g = 9.8 {m/s}^{2}$ 。实验操作步骤如下：

(1)、如甲图安装器材，保持桌面、长木板水平，轻细绳下端悬挂5个钩码，调整装置，使细绳水平。

接通打点计时器电源，交流电频率为50Hz，再释放滑块，得到一条纸带如乙图，将纸带上打出的第一个点标记为0计数点，再依次取计数点1、2、3、4、5、6，每两个计数点之间有4个点未画出，测出各点到0点之间的距离如乙图，单位为cm。

从0点到5点系统（以桌面上滑块和悬挂的钩码为系统，下同）的重力势能的减少量为J。（计算结果均保留小数点后两位，下同）

(2)、从纸带数据可计算出经过5点的瞬时速度 $v_{5} =$ m/s。

(3)、从0点到5点系统动能的增加量为J，系统机械能的减少量为J。

(4)、若物块与木板之间的动摩擦因数为0.24，则从0点到5点物块克服木板的摩擦力做的功为J。

(5)、从上述结果可得出的实验结论是。

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四、解答题

12. 如图所示，在水平地面上有一质量为3kg、足够长的长方体木板A，在木板的右端有一质量为1kg、可视为质点的物块B。某时刻给A一个水平向右的瞬时冲量，同时给B一个水平向左的瞬时冲量，它们获得瞬时速度大小分别为12m/s和8m/s。已知木板与地面的动摩擦因数为0.2，B与A之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、两个物体相对滑动时各自的加速度；

(2)、从开始运动到两个物体都静止时所用的总时间。

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13. 如图所示，光滑绝缘水平面与一竖直平面内、半径为R的光滑绝缘半圆轨道相切于A点，O点为圆心，OB为水平半径，在OB线以下（包括OB）存在水平向右的匀强电场，场强大小 $E = \frac{m g}{q}$ 。一个质量为m、带电量为 $q (q > 0)$ 、可视为质点的带正电小球自水平面上C点由静止释放，已知AC的距离为0.9R，重力加速度为g。

(1)、求小球经过B点时对轨道的压力大小；

(2)、请计算说明小球能否到达轨道最高点D，如果能到达，求在最高点小球对D点压力大小；如果不能到达，求脱离点到OB的距离。

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14. 如图甲所示，A、B是真空中的两块面积很大的竖直平行金属板，加上周期为T的交变电压后，在两板间产生了交变的匀强电场。已知A板接地，B板的电势 $φ_{B}$ 变化规律如图乙所示（坐标轴上数据为已知量）。图中O点有一个粒子源，O点距A、B板的距离均为L。粒子源不断地产生带负电的微粒，微粒从静止出发在电场力作用下运动。假设微粒一旦碰到金属板，它就附着在金属板上不再运动，且电量同时消失，不影响A、B板的电压。已知在0~T时间内，每个时刻产生的微粒数均相等，且微粒比荷 $\frac{q}{m} = \frac{256 L^{2}}{5 φ_{0} T^{2}}$ ，不计微粒的重力和微粒之间的相互作用力。求：

(1)、t＝0时刻产生的微粒到达B板的时间（结果用T表示）；

(2)、 $0 ~ \frac{T}{2}$ 时间内产生的微粒能到达B板的粒子占一周期产生的粒子数的百分比。（可能用到的数据 $\sqrt{13} = 3.61$ 、 $\sqrt{14} = 3.74$ 、 $\sqrt{15} = 3.87$ ）（计算结果保留二位有效数字）

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