安徽省合肥市普通高中六校联盟2023-2024学年高三上学期期末联考物理试卷

试卷更新日期：2024-02-02 类型：期末考试

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一、选择题：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，只有一项符合题目要求。

1. 关于下列四幅图理解正确的是（）

A、甲图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J B、乙图中等离子体进入上、下极板之间后上极板A带正电 C、丙图中通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越大 D、丁图中回旋加速器带电粒子的最大动能与加速电压的大小有关

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2. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（）

A、“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年 B、“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 C、“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 $\frac{1}{4.8 6^{2}}$ D、“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 $\frac{1}{4.86}$

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3. 中国是目前世界上高速铁路运行里程最长的国家，如今高铁已经成为人们主要的跨城出行工具，如图，高铁进站的过程可近似为匀减速直线运动，高铁车头依次经过A、B、C三个位置，已知AB=BC，测得AB段的平均速度为 $30 m / s$ ， BC段平均速度为 $20 m / s$ 。根据这些信息下列说法正确的是：（）

A、可以确定高铁运动的加速度 B、可求出高铁车头在 $A B$ 段和 $B C$ 段运动的时间 C、可求出高铁车头经过 $A B$ 段和 $B C$ 段的时间之比 D、求不出高铁车头经过A、B、C三个位置的速度

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4. 如图所示，中国空军进行飞行表演，飞机在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，经观测发现飞机做圆周运动的周期为T，若飞机的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A、飞机受到重力、向心力和空气对其的作用力 B、空气对飞机作用力的方向竖直向上 C、飞机做圆周运动的向心力大小为 $m {(\frac{2 π R}{T})}^{2}$ D、空气对飞机作用力的大小为 $m \sqrt{g^{2} + {(\frac{4 π^{2}}{T^{2}} R)}^{2}}$

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5. 如图所示，一质量为 $M$ 的楔形木块静止在水平地面上，它的顶角为 $90^{o}$ ，两底角分别为 $α$ 和 $β$ ；已知楔形木块的两个斜面是光滑的，与地面之间的接触面是粗糙的。现将两个质量均为 $m$ 的小木块轻轻放在两个斜面上，让 $a$ 、 $b$ 同时由静止开始运动。在两个木块共同下滑的过程中，楔形木块对水平地面的摩擦力大小及压力的大小分别为（）

A、 $m g (s i n α - s i n β)$ ， $M g + m g (s i n α + s i n β)$ B、 $0$ ， $M g + m g (c o s α + c o s β)$ C、 $0$ ， $M g + m g$ D、 $m g (s i n β - s i n α)$ ， $M g + m g$

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6. 清晨，环卫工人劳作的身影成为城市一道靓丽的风景。静止在城市道路旁的绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从喷嘴射出到落地经历的时间为t，水流落地点和喷嘴的连线与水平地面间的夹角为θ（ $θ < \frac{π}{2}$ ），忽略空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是（）

A、水流落地时位移大小为 $\frac{g t^{2}}{2 \cos θ}$ B、空中水柱的体积为 $\frac{s g t^{3}}{\tan θ}$ C、水流射出喷嘴的速度大小为 $\frac{g t}{2 \tan θ}$ D、水流落地时的速度大小为2gtcosθ

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7. 在x轴上A、B两点分别放置两电荷 $q_{1}^{}$ 和 $q_{2}^{}$ ， C为两电荷中垂线上一点，且 $A O = B O = C O$ ，在x轴上的电场强度与 $x$ 的图线如图所示，规定场强沿x轴正方向为正，则（）

A、两电荷为等量异种电荷 B、 $O$ 点电势等于0 C、从 $C$ 到 $O$ 电势增加 D、电子从 $C$ 到 $O$ 运动过程中电势能增大

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8. 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V₁、V₂、V₃示数变化量的绝对值分别为ΔU₁、ΔU₂、ΔU₃ ，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法错误的是（）

A、电流表A的示数增大 B、电压表V₂的示数增大 C、ΔU₃与ΔI的比值大于r D、ΔU₃大于ΔU₂

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二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。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. 如图所示，质量为 $M$ 的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固定在挡板上，质量为 $m$ 的小物块从木板最右端以速度 $v_{0}$ 滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。已知物块与木板之间的动摩擦因数为 $μ$ ，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则下列说法正确的是（）

A、木板先加速再减速，最终做匀速运动 B、整个过程中弹簧弹性势能的最大值为 $\frac{M m v_{0}^{2}}{4 (M + m)}$ C、整个过程中合力对小物块的冲量大小为 $\frac{M m v_{0}}{M + m}$ D、弹簧压缩到最短时，小物块到木板最右端的距离为 $\frac{M {v_{0}}^{2}}{2 μ (M + m) g}$

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10. 某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度 $ω$ 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A、线圈转动的角速度为 $4 ω$ B、灯泡两端电压有效值为 $3 \sqrt{2} n B L^{2} ω$ C、若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 $\frac{4 \sqrt{2} n B L^{2} ω}{3}$ D、若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮

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三、实验题：本题共2小题，共16分，第11题4分，第12题12分。

11. 某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，使用如图甲所示的原理图，其中A为固定橡皮条的图钉， $O A$ 为橡皮条， $O B$ 和 $O C$ 为细绳，O为橡皮条与细绳的结点，在白纸上根据实验结果画出的示意图如图乙所示。

(1)、本实验采用的科学方法是（填“控制变量法”、“等效替代法”或“极限法”）。

(2)、图乙中，一定与橡皮条在一条直线上的力是（填“F”或“ $F^{'}$ ”），图乙四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是（填“ $F_{1}$ ”、“ $F_{2}$ ”、“F”或“ $F^{'}$ ”）。

(3)、某次测量时弹簧测力计的示数如图丙所示，其示数为N。

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12. 一段粗细均匀、中空的圆柱形导体，其横截面及中空部分横截面均为圆形，如图（a）所示。某同学想测量中空部分的直径的大小，但由于直径太小无法直接精准测量，他设计了如下实验进行间接测量。
该同学进行了如下实验步骤：

(1)、用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图（b）所示.则直径D的测量值为mm。然后又用游标卡尺测得该元件的长度L。

(2)、用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值：该同学选择“×100”挡位，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量，应该选择挡位（选填“ $\times 1 k$ ”或“ $\times 10$ ”），并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如图（c）所示，测量值为 $Ω$ 。

(3)、设计了如图（d）所示的电路精确测量这段导体两端面之间的电阻值，除待测导体件 $R_{x}$ 外，实验室还提供了下列器材：
A.电流表 $A_{1}$ （量程为20mA，内阻 $r = 25 Ω$ ）
B.电流表 $A_{2}$ （量程为50mA.内阻未知）
C.滑动变阻器 $R_{P} (0 ~ 10 Ω)$
D.定值电阻 $R_{1} = 200 Ω$
E.定值电阻 $R_{2} = 20 Ω$
F.电源（电动势 $E = 4.5 V$ ，内阻可以忽略）
G.开关S、导线若干
根据以上器材和粗测导体电阻值的情况可知，电路中定值电阻应选择（填器材前面的字母代号）；为了减小误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 的值，作出 $I_{2} - I_{1}$ 关系图像如图（e）所示。若读出图线上某点对应的x、y的坐标值分别为a和b，则可知这段导体两端面间电阻的测量值
$R_{x} =$ （用图像中数据和题设给出的物理量符号表示）

(4)、该同学查出这段导体材料的电阻率 $ρ$ ，则中空部分的直径大小测量值为（用图像中数据和题设给出的物理量符号表示）。

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四、计算题：本大题共3小题，共42分。

13. 战士拉车胎进行100m赛跑训练体能。车胎的质量m=8.5kg，战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为θ=37°，车胎与地面间的动摩擦因数μ=0.7。某次比赛中，一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑，跑出20m达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动)，然后以最大速度匀速跑到终点，共用时15s。重力加速度g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)、战士加速所用的时间t₁和达到的最大速度v；

(2)、战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F大小（结果保留2位小数）。

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14. 如图所示，距离为L的竖直虚线P与Q之间分布着竖直向下的匀强电场，A为虚线P上一点，C为虚线Q上一点，水平虚线CD与CF之间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，虚线CF与虚线Q之间的夹角 $θ = 30 °$ ，质量为m、电荷量为q的粒子从A点以水平初速度 $v_{0}$ 射出，恰好从C点射入磁场，速度与水平方向的夹角也为 $θ$ ，粒子重力可忽略不计。求：

(1)、粒子带何种电荷？电场强度大小；

(2)、粒子在磁场中运动的轨迹半径；

(3)、粒子在磁场中运动的时间。

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15. 如图所示，倾角为 $θ = 37 °$ 的斜面与圆心为O、半径 $R = 0.9 m$ 的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，且固定于竖直平面内。斜面上固定一平行于斜面的轻质弹簧，现沿斜面缓慢推动质量为 $m_{1} = 0.8 k g$ 的滑块a使其压缩弹簧至A处，将滑块a由静止释放，通过D点时轨道对滑块a的弹力为零。已知A、B之间的距离为 $L = 1.35 m$ ，滑块a与斜面间动摩擦因数 $μ = 0.25$ ， C为圆弧轨道的最低点，CE为圆弧轨道的直径，OD水平，滑块a可视为质点，忽略空气阻力，取 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ， $\sqrt{3} \approx 1.73$ 。

(1)、求滑块a在C点对轨道压力的大小。

(2)、求滑块a整个运动过程中系统因摩擦而产生的热量。

(3)、若仅将滑块a换为质量为 $m_{2} = 0.05 k g$ 的滑块b，滑块b由A点弹出后立即撤去弹簧，求滑块b第一次落在斜面上的位置至B点的距离（结果保留2位有效数字）。

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