2022-2023学年安徽省九师联盟高三下学期开学考试理综物理试题

九师联盟高三下开学考试

1. 如图甲所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K受光照时能够发射出光电子，滑动变阻器可调节K、A之间的电压，分别用a、b、c光照射阴极K时，形成的光电流I（G表示数）与电压U（V表示数）的关系如图乙所示，则关于a、b、c光的频率νa、νb、νc，下列关系式正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设遏止电压为，由动能定理

可知，对于同一种金属不变，遏止电压与入射光的频率有关。对于一定频率的光，无论光的强弱如何，截止电压都是一样的，故a、c是同种颜色的光。b的遏止电压最大，故b光的频率最大。

故选C。

2. 如图所示，在倾角为θ=37°的斜面上，固定一宽L=0.5m的光滑平行金属导轨，在导轨上端接入电动势E=6V、内阻r=1Ω的电源和阻值为R=2Ω的定值电阻，质量m=1kg的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，现要保持金属棒在导轨上静止，需在空间施加匀强磁场的磁感应强度的最小值及磁场方向分别为（　　）

A. 10T，水平向右 B. 10T，竖直向下

C. 6T，垂直导轨平面向下 D. 6T，垂直导轨平面向上

【答案】D

【解析】

【详解】由安培定律分析可知，当磁感应强度最小时，导轨受到的安培力也最小，且磁场垂直导轨受到的安培力及电流所在的平面。故对导轨进行受力分析可知，当导轨受到的安培力也最小时，导轨的受力如下所示。由于导轨处于平衡状态，故此时安培力大小为

根据电路连接方式及欧姆定律可知，此时电路中的电流大小为

根据安培定则可知，当磁场强度最小时，磁场垂直导轨平面向上，故根据安培定律有

联立可得

故选D。

【点睛】根据安培定则及受力情况判断安培力与磁感应强度之间的关系，再选择恰当的公式进行解答即可。

3. 在半径为R的X星球探测过程中，某宇航员乘飞船来到该星球，宇航员在该星球表面让一个小球从离地（远小于R）高度由静止释放做自由落体运动，小球落到该星球表面时的速度与该星球的第一宇宙速度之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】自由落体运动过程，可得

则

该星球的第一宇宙速度，根据

联立可得

所以

故选B

4. 海洋馆中一潜水员把一质量为m的小球以初速度从手中竖直抛出，从抛出开始计时，时刻小球返回手中，小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变，小球的速度随时间变化的关系图像如图所示，重力加速度大小为g，则小球在水中竖直下落过程中的加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据小球的速度随时间变化的关系图像分析知，第一阶段加速度大，大小为，第二阶段加速度小，故小球先竖直向上做匀减速直线运动，再竖直向下做匀加速直线运动，从抛出开始计时，时刻小球返回手中

解得

故球在水中竖直下落过程中的加速度大小

根据牛顿第二定律，先竖直向上做匀减速直线运动

再竖直向下做匀加速直线运动

联立解得，小球在水中竖直下落过程中的加速度大小为

故选B

5. 如图甲所示，足够长的斜面体固定在水平面上，A、B两个物块叠放在一起放在斜面上O点由静止释放，物块在向下运动过程中，物块B与斜面间的动摩擦因数μ与物块运动的距离x关系如图乙所示，运动过程中，物块A、B始终保持相对静止，则A、B一起向下运动到速度为零的过程中，关于B对A的摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 一直增大 B. 先减小后增大 C. 先沿斜面向下后沿斜面向上 D. 先沿斜面向上后沿斜面向下

【答案】A

【解析】

【详解】设A物块的质量为m，A、B两个物块的总质量为M，对整体分析，由静止释放，一起向下运动到速度为零，先加速直线运动再减速直线运动，合力先沿斜面向下后沿斜面向上，根据牛顿第二定律，先加速直线运动

再减速直线运动

摩擦力始终沿斜面向上，距离x一直增大，动摩擦因数μ一直增大，故加速度先减小后增大，对A物块分析，设B与A之间的摩擦力大小为，同理，根据牛顿第二定律，先加速直线运动

再减速直线运动

B对A的摩擦力始终沿斜面向上，加速度先减小后增大，故于B对A的摩擦力一直增大。

故A正确。

故选A。

6. 如图所示，将质量相同的a、b、c三个小球从水平地面上的A点用相同的速率、以不同的方向斜向上抛出，三个小球在空中的运动轨迹分别为1、2、3，三个小球在空中运动过程中的动量变化量分别为Δp1、Δp2、Δp3，落地时重力的瞬时功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. 三个球动量变化量相同 B. 三个球落地时重力的瞬时功率相等

C. Δp1最大，Δp3最小 D. P1最大，P3最小

【答案】CD

【解析】

【详解】AC．斜上抛运动可以看成是两个对称的平抛运动，所以

由图可知

所以

根据动量定理有

所以

故A错误，C正确；

BD．三个球落地时重力的瞬时功率为

所以

故B错误，D正确。

故选CD。

7. 如图所示，在磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中，有一匝数为N=25匝的矩形金属线框，绕垂直磁场的轴O O ʹ以角速度匀速转动，线框电阻为R=100Ω，面积为S=0.2m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只额定电压均为4V的灯泡L1和L2，开关S断开时，灯泡L1正常发光，理想电流表示数为0.02A，忽略温度对小灯泡阻值的影响，则下列说法正确的是（　　）

A. 原、副线圈的匝数比为12:1

B. 灯泡L1的额定功率为0.96W

C. 若开关S闭合，灯泡L1将变暗

D. 若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为

【答案】ABC

【解析】

【详解】D．线圈转动过程中，产生的感应电动势的最大值为

所以从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为

故D错误；

AB．线框转动过程中产生的电动势的有效值为

开关S断开时，灯泡L1正常发光，理想电流表示数为0.02A，此时变压器原线圈两端的电压为

根据原副线圈电压与匝数的关系可得

灯泡L1的额定功率为

故AB正确；

C．若开关S闭合，并联电阻变小，回路中电流变大，线框内电压变大，所以原副线圈两端的电压变小，灯泡L1将变暗，故C正确。

故选ABC。

8. 如图所示，在水平面内存在半径为R圆，在圆内存在垂直于水平面竖直向下的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，位于圆心处的粒子源S沿水平面向各个方向发射速率相同、电荷量为q、质量为m的带正电荷的粒子，不计粒子所受的重力及相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A. 若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的半径为

B. 若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的时间为

C. 若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的半径为

D. 若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．若粒子的发射速度大小为， 由可知则粒子在磁场中运动的半径为，A正确；

B．若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的半径为，根据几何关系可知粒子在磁场中运动转过的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为

B错误；

CD．若粒子的发射速度大小为，则粒子在磁场中运动的半径为，根据几何关系可知粒子在磁场中运动转过的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为

C错误，D正确

故选AD。

9. 如图甲所示，利用此装置验证动能定理，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，遮光条固定在小车上，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦均不计。

实验主要步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度___________mm；

（2）①测量小车、传感器及遮光条总质量M，测量两光电门间的距离L；

②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数为F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间分别为t A和t B；

（3）小车通过光电门B时的速度大小为___________；（用字母d、t B表示）

（4）利用该装置验证动能定理的表达式为______________________。（用字母F、L、M、d、tA、tB表示）

【答案】    ①. 0.680    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为

（3）[2]由于通过光电门的时间极短，可以利用通过光电门的平均速度表示瞬时速度，小车通过光电门A、B时的速度分别为

（4）[3]以小车为研究对象，小车通过光电门A、B时，合力做功为

小车通过光电门A、B时动能的变化量为

则验证动能定理的表达式为

10. 某实验小组要测量一个量程为0~0.6A的电流表的内阻。

（1）小组成员用多用电表的欧姆挡粗测电流表的内阻，选择开关拨到欧姆表倍率“×1”挡，欧姆调零后，将黑表笔接触电流表的___________（填“正”或“负”）接线柱，红表笔接触另一个接线柱，欧姆表刻度盘指针指示如图甲所示，则测得电流表内阻为___________Ω。

（2）为了精确测量电流表内阻，可多测量几组数据，小组成员设计了电路并连接成了如图乙所示实物路，该电路连接存在的一个问题，请在连接有问题的导线上打“×”，并用笔画线将电路连接正确_________。

（3）闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移到最___________（填“左”或“右”）端，闭合电键后，移动滑动变阻器，当电压表示数为U时，电流表示数为I，定值电阻的阻值为R0。为了减小实验误差，实验测得多组电压表和电流表的值U、I，作U-I图像，求得图像的斜率为k，则电流表的内阻为RA=___________。（用k、R0表示）

【答案】    ①. 正    ②. 13.0    ③.     ④. 左    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]黑表笔接的是多用电表的欧姆挡的电源正极，所以将黑表笔接触电流表的正接线柱；

[2]欧姆表刻度盘指针指示如图甲所示，则测得电流表内阻为

（2）[3]为了精确测量电流表内阻，可多测量几组数据，小组成员设计了电路并连接成了如图乙所示实物路，该电路连接存在的一个问题，请在连接有问题的导线上打“×”，并用笔画线将电路连接正确，如图所示

（3）[4]闭合电键前，为保护电表，应将滑动变阻器的滑片移到最左端；

[5]根据欧姆定律

可知U-I图像的斜率为

解得

11. 图所示为放置在真空中的某种材料做成的透明球体，O为球心，半径为R，距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光，OB为半径，且OB和OA垂直，从A点发出射向B点的光线a恰好在B点发生全反射，已知光在真空中的光速为c，求：

（1）透明球体的折射率n；

（2）光线a从发出到B点的时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题可知，该透明球体的临界角为，则有

解得

（2）由折射率的速度表达式可得

解得透明球体中的光速为

所以光线a从发出到B点的时间

12. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球用长为L的绝缘细线连接，细线的另一端固定在O点，将小球拉至A点，此时细线与水平方向的夹角θ=30°，给小球一沿垂直于OA方向斜向右下方的初速度，小球第二次经过P点时细线断开，此后小球运动到Q点时，速度水平向右，已知O、P连线与水平方向的夹角也为θ=30°，P、Q连线与水平方向的夹角为α=37°，不计空气阻力，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）细线断开时小球的速度大小；

（2）匀强电场的电场强度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设细线断开时小球的速度大小为，从离开A点到第二次到达P点，由动能定理得

解得

（2）将细线断开时小球的速度分解到水平方向和竖直方向的速度分别为、，小球从P点运动的Q点水平分位移和竖直分位移大小分别为，。如图所示

则

小球从P点运动的Q点，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动。Q点速度水平向右，可知竖直方向分速度为零。设从P点运动的Q点的时间为，则

又

得

小球从P点运动的Q点，水平方向的加速度

又

解得

13. 如图所示，半径为R的光滑圆轨道固定在竖直面内，小球b静止在轨道最低点B处，质量为m的小球a在轨道上与圆心O等高的A点由静止释放，小球a、b在最低点发生弹性碰撞，小球a、b均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，求：

（1）小球a从A点运动到B点，合外力对小球a的冲量大小；

（2）要使a、b第一次碰撞后，小球b能到达圆弧轨道的最高点C，则小球b的质量应满足的条件；

（3）若两球恰好在B点发生第二次碰撞，则第二次碰撞后小球b的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）0

【解析】

【详解】（1）设小球a运动到最低点时的速度为v0，由机械能守恒，得

解得

由动量定理得，合外力对小球a冲量大小

（2）设弹性碰撞后，a、b两球的速度分别为v1、v2，，设b球质量为，则

解得

设b球运动到轨道的最高点时速度为v，则有

小球b由最低点运动最高点的过程中机械能守恒，则

①

若第一次撞击后，都向右运动，则

②

若第一次撞击后，b球向右运动，a球反弹，则

③

由①②③解得

即

（3）若两球恰好在B点发生第二次碰撞，由第一碰撞

解得

可知两球交换速度，两球质量相等。第一碰撞后小球a为零。第二次发生弹性碰撞，两球仍然交换速度。第二次碰撞后小球b的速度大小为0。