安徽省中学2023-2024学年高三上学期质量评估物理试题试卷

试卷更新日期：2024-01-12 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下述正确的是

A、分子力先增大后减小 B、分子力先做正功，后做负功 C、分子势能一直增大 D、分子势能先增大后减小

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2. 我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。已知引力常量为G，由以上数据可以求得（　　）

A、火星的质量 B、火星探测器的质量 C、火星的第一宇宙速度 D、火星的密度

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3. 已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（　　）

A、1 B、2 C、3 D、4

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4. 如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法正确的是（）

A、A，C两个点的电场强度方向相反 B、O点电场强度等于零 C、将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做正功 D、O点的电势低于A点的电势

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5. 如图，质量为m=2kg的物体在θ=30°的固定斜个面上恰能沿斜面匀速下滑。现对该物体施加水平向左的推力F使其沿斜面匀速上滑，g=10m/s² ，则推力F的大小为（）

A、 $\frac{20 \sqrt{3}}{3} N$ B、 $\frac{40 \sqrt{3}}{3} N$ C、 $20 \sqrt{3} N$ D、 $\frac{80 \sqrt{3}}{3} N$

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6. 如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为 $ω$ ，引力常量为G，则（）

A、卫星b加速一段时间后就可能追上卫星c B、卫星b和c的机械能相等 C、到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t= $\frac{2 π}{\sqrt{\frac{G M}{r^{3}}} - ω}$ D、卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R₀、热敏电阻R_t（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是（　　）

A、变压器线圈输出交流电的频率为100 Hz B、电压表的示数为11 $\sqrt{2}$ V C、R_t处温度减小到一定值时，报警器P将发出警报声 D、报警器报警时，变压器的输入功率比报警前大

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8. 一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（）

A、质点A的速度向上 B、质点B的动能最大 C、B、D两质点的振动情况总是相反 D、从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零 E、从该时刻经过 $\frac{1}{4}$ 个周期，质点C将移动到质点B的位置

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9. 如图，理想变压器原.副线圈匝数比n₁ ： n₂=3： 1，灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，但额定电压不同，当输入端接上 $u = 45 \sqrt{2} s i n 100 π t$ (V)的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图中两电流表均为理想电流表，且电流表A₂的示数为2A，则（）

A、电流表A₁的示数为12A B、灯泡L的额定功率为20W C、灯泡A的额定电压为5V D、将副线圈上的灯泡A撤去，灯泡L不能正常发光

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10. 如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E= $\frac{2 m g}{q}$ ，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ₀现使圆环以初速度v₀向下运动，经时间t₀ ，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）

A、环经过 $\frac{t_{0}}{2}$ 时间刚好到达最低点 B、环的最大加速度为a_m=g+ $\frac{μ_{0} q v_{0} B}{m}$ C、环在t₀时间内损失的机械能为 $\frac{1}{2}$ m( $v_{0}^{2}$ - $\frac{m^{2} g^{2}}{μ^{2} q^{2} B^{2}}$ ) D、环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等

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三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11. 如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：

(1)、如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =mm．

(2)、小球经过光电门B时的速度表达式为．

(3)、多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：时，可判断小球下落过程中机械能守恒．

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12. 某实验小组测定一电流表的内阻 $R_{A}$ ，实验室提供如下器材：
A．待测电流表（量程为 $0 ~ 10 m A$ ，内阻 $R_{A}$ 约 $10 Ω$ ）；
B．电阻箱 $R_{0}$ （最大阻值为 $99.9 Ω$ ）；
C．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值 $1200 Ω$ ，额定电流 $0.5 A$ ）；
D．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值 $120 Ω$ ，额定电流 $1.5 A$ ）；
E.电源（电动势约 $10 V$ ，内阻不计）；
F.开关两个，导线若干。
设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：
①根据实验设计的电路图连接好电路，正确调节滑动变阻器 $R$ ；
②先闭合 $S_{1}$ ，使 $S_{2}$ 保持断开状态，调节滑动变阻器 $R$ 滑片 $P$ 的位置，使得待测电流表示数达到满偏电流 $I_{0}$ 。
③保持滑动变阻器 $R$ 滑片 $P$ 的位置不动，闭合 $S_{2}$ ，并多次调节变阻箱 $R_{0}$ ，记下电流表的示数 $I$ 和对应的电阻箱的阻值 $R_{0}$ 。
④以 $\frac{1}{I}$ 为纵坐标， $\frac{1}{R_{0}}$ 为横坐标作出了 $\frac{1}{I} - \frac{1}{R_{0}}$ 图线，如图乙所示；
⑤根据图线的相关数据求解电流表的内阻 $R_{A}$ ；回答下列问题：

(1)、实验中应选择滑动变阻器（填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”），实验前，先将滑动变阻器滑片 $P$ 移到（填“ $a$ ”或“ $b$ ”）端；

(2)、在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变，则 $\frac{1}{I}$ 与 $\frac{1}{R_{0}}$ 的关系式为（用题中所给出物理量的字母表示），根据图象中的数据求出电流表的内阻 $R_{A} =$ （结果保留两位有效数字）；

(3)、用这种方法测量出的电流表内阻比电流表内阻的真实值（填“偏大”“相等”或“偏小”）。

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四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13. 如图所示， $x$ 轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v₀的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了 $\frac{π}{4}$ ，不计粒子的重力，回答下面问题。

(1)、求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；

(2)、若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？

(3)、粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？

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14. 如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t₀=2s拉至B处。（取g=10m/s²）

(1)、求物体与地面间的动摩擦因数μ；

(2)、该外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。

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15. 一半径为R的玻璃板球，O点是半球的球心，虚线OO´表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为 $\sqrt{2}$ ，现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线，已知 $s i n 1 5^{∘} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$ ），求：

(1)、从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

(2)、距光轴 $\frac{R}{2}$ 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。

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