2024安徽省高三上学期百校大联考物理试题含解析

2023～2024学年第一届安徽百校大联考

高三物理

满分：100分 考试时间：75分钟

注意事项：

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区．

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰．

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效．

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑．

5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀．

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 截至2023年6月，阜阳西关机场T2航站楼建筑面积已达30283平方米，跑道长2800米、宽45米。一架A320飞机在西关机场的跑道上沿直线加速滑行后以的速度平稳起飞。关于该飞机的起飞过程，下列说法正确的是（    ）

A. 该飞机的位移为2800米

B. 该飞机一定做匀加速直线运动

C. 该飞机起飞前的滑行时间可能为

D. 该飞机在起飞前空气对其作用力始终不大于其总重力

【答案】C

【解析】

【详解】A．该飞机的位移可能小于2800米，故A错误；

B．该飞机可能做匀加速直线运动，可能做非匀加速直线运动，故B错误；

C．若飞机做匀加速直线运动，且位移为2800米，则有

解得

故C正确；

D．该飞机在起飞前竖直方向空气对其作用力始终不大于其总重力，故D错误。

故选C。

2. 阿根廷著名球星里奥·梅西转会加盟迈阿密国际后，带领球队一路逆袭，最终夺得联盟杯冠军，激励了广大球迷。如图所示，在某一场比赛中，梅西主罚任意球绕过“人墙”打入球门死角，守门员“望球莫及”。关于足球在飞行过程中的受力和运动，下列说法正确的是（    ）

A. 脚对足球产生弹力是因为足球发生了形变

B. 研究踢任意球技巧时可以把足球视为质点

C. 合外力的方向与速度方向在一条直线上

D. 合外力指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线

【答案】D

【解析】

【详解】A．脚对足球产生弹力是因为脚发生了形变而产生的，A错误；

B．研究踢任意球技巧时踢球的角度对结果有影响，不可以把足球视为质点，B错误；

C．由于足球做曲线运动，故合外力的方向与速度方向不在一条直线上，C错误；

D．由曲线运动规律可知，合外力指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线，D正确。

故选D。

3. 一次社团活动中，某一小组准备测量小铁块与木板间动摩擦因数．如图，他们把木板一端垫高，使其与水平面成，然后自上而下在木板上依次标记O、A、B、C四个点，该小组用刻度尺测出A、B和B、C间的距离分别为和，然后让小铁块（可视为质点）从O点由静止释放，该小组用光电计时器测出小铁块从A到B和从B到C的时间分别为和．已知重力加速度，，．关于该小组的实验，下列说法正确的是（    ）

A. 小铁块下滑的加速度大小为

B. 小铁块与木板间的动摩擦因数为0.5

C. 小铁块经过B点速度大小为

D. 小铁块从O点到A点所用时间为

【答案】B

【解析】

【详解】小铁块从A到B的过程中中间时刻的速度为

小铁块从B到C的过程中中间时刻的速度为

根据加速度定义式得

解得

A错误；

由牛顿第二定律得

根据A项中求得的加速度解得

B正确；

由速度时间关系式得

C错误；

从O到B的时间为

小铁块从O点到A点所用时间为

D错误。

故选B。

4. 甲、乙两玩具汽车（均可视为质点）在时刻、从同一地点沿同一方向做匀加速直线运动，以出发点为坐标原点，它们在运动过程中的（速度-位置）图像如图所示（虚线与对应的坐标轴垂直），下列说法正确的是（　　）

A. 甲车的加速度大小为 B. 乙车的加速度大小为

C. 甲、乙两车在处相遇 D. 甲、乙两车在时相遇

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由匀变速直线运动规律得

结合图像解得

，

，

A正确，B错误；

CD．由匀变速直线运动的位移时间关系得

甲、乙相遇时有

解得

CD错误；

故选A。

5. 如图所示，一倾角为的斜面静止放在水平地面上，一质量为m的木块恰能沿斜面匀速下滑．用沿斜面向上的力推木块，使之能匀速上滑．已知重力加速度为g，以上两种过程中斜面始终保持静止，下列说法正确的是（    ）

A. 推力大小为

B. 以上两种过程中，地面与斜面间均无摩擦力

C. 和木块匀速下滑相比，匀速上滑时地面支持力减小了

D. 和木块匀速下滑相比，匀速上滑时地面对斜面作用力减小了

【答案】C

【解析】

【详解】A．木块恰能沿斜面匀速下滑时,根据平衡条件有

用沿斜面向上的力推木块，使之能匀速上滑时，根据平衡条件有

解得

故A错误；

BC．木块匀速下滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知

，

木块匀速上滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知

，

则有

故B错误，C正确；

D．木块匀速下滑时，则有

木块匀速上滑时，地面对斜面的作用力为

则有

故D错误。

故选C。

6. 水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器，如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于正三角形内接圆半径，三角形各边均有压力传感器和倾角传感器，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角以及所受压力通过显示屏显示出来，图中此时边恰好处于水平状态，将其以A为轴在竖直平面内逆时针缓慢转动，在边倾角传感器示数从0增大到的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 边压力传感器示数一直增大

B. 边压力传感器示数先增大后减小

C. 边压力传感器示数一直增大

D. 时，边与边压力传感器示数之比为

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．对正三角形内部的小球受力分析，如图所示

缓慢转动过程中，AC、AB边对球的弹力NAC，NBC的方向总是垂直相应的边，两力夹角保持不变，BC边与球始终无弹力，由几何关系可知，随着角度θ从0°到90°增大过程中，角α与角θ之和保持不变，且

所以角β也保持不变

由平衡条件和正弦定理得

所以球对AC边的压力

代入数据，解得

球对AB边的压力

代入数据，解得

从0增大到的过程中，一直增大，先增大后减小，故边压力传感器示数先增大后减小，边压力传感器示数一直增大，ABC错误；

D．时，边与边压力传感器示数之比为

故选D。

7. 某生态园内的旅游观光小火车由一节车头和三节车厢组成，车头与车厢及各车厢间的连接杆与轨道平行，现该小火车从A站沿水平直线行驶至B站，为研究方便，设每节车厢（包含乘客）的质量为m，车头（包含驾驶员）的质量为，已知车头和每节车厢所受的阻力均为其重力的n倍，重力加速度为g．关于小火车从A站行驶至B站的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 小火车上的乘客受到座椅的作用力始终竖直向上

B. 第二节车厢和第三节车厢连接处的弹力为零时，小火车的牵引力大小为

C. 小火车以大小为的加速度减速时，第一节车厢对车头产生大小为、方向向后的作用力

D. 在小火车以恒定的牵引力加速前进的过程中，第三节车厢脱离，则与脱离前相比较，脱离后第一节车厢和第二节车厢间连接处的作用力将变小

【答案】D

【解析】

【详解】A．设小火车从左向右运动，当小火车匀速行驶时，乘客受到座椅的作用力竖直向上，当小火车加速行驶时，乘客受到座椅的作用力斜向右上，当小火车减速行驶时，乘客受到座椅的作用力斜向左下。故A错误；

B．应用整体法和隔离法可得

解得

故B错误；

C．依题意，小火车依靠自身阻力减速的加速度为

即减速过程，牵引力向后，设第一节车厢对车头的作用力为，由整体法和隔离法可得

解得

负号表示的方向向前。故C错误；

D．第三节车厢脱离前，由整体法和隔离法，有

第三节车厢脱离后，由整体法和隔离法，有

解得

可知与脱离前相比较，脱离后第一节车厢和第二节车厢间连接处的作用力将变小。故D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

8. 如图所示，甲、乙两名同学在水平的沙地上做研究性学习，每人各拿一个小球向不同方向水平抛出，观察小球的运动情况。一次活动中，甲同学把A球从离地高为处以速度大小为水平抛出，同时乙同学把B球从A球的正上方离地高为处以速度大小为水平抛出，两球初速度的方向成。忽略空气阻力，已知小球落地后立即静止，重力加速度，下列说法正确的是（    ）

A. A球落地之前，两球的高度差不断增大

B. A球落地之前，两球的距离不变

C. A球刚落地时，两球的距离为

D. B球刚落地时，两球的距离为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．A球落地之前，A、B球抛出后在竖直方向上做自由落体运动，高度差不变，为

故A错误；

B．A球落地之前，A、B球抛出后在水平方向上做匀速直线运动，水平距离越来越大，竖直距离不变，故两球的距离变大，故B错误；

C．根据动力学公式

可得A、B球在空中运动的时间为

，

A球刚落地时，A、B球的水平位移分别为

A球刚落地时，两球的距离为

故C正确；

D．B球刚落地时，B球的水平位移为

B球刚落地时，两球的距离为

故D正确。

故选CD。

9. 如图甲所示，A、B是倾角的倾斜传送带的两个端点，一个下表面带墨汁的物块（可视为质点），以的初速度自A点沿传送带向下运动。物块运动过程的图像如图乙所示，已知重力加速度，传送带足够长。下列说法正确的是（    ）

A. 传送带的速度大小为、沿顺时针方向转动

B. 物块与传送带间的动摩擦因数为

C. 物块在传送带上留下的痕迹长度为

D. 物块在时回到A点

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图像可知物块最终会与传送带一起运动，速度为，故传送带的速度为，沿逆时针运动，故A错误；

B．由图像可知，物块下滑的加速度为

下滑过程中由牛顿第二定律可得

解得

故B正确；

D．物块前4s位移为

4s~6s物块位移为

故物块前6s位移为

物块不会在时回到A点，故D错误；

C．由图像可得0~4s小物块一直相对于传送带向下运动

物块前4s位移为

传送带前4s位移为

两者之间的相对位移为

可知物块在传送带留下的痕迹为16m，故C正确。

故选BC。

【点睛】本题考查动能定理以及牛顿第二定律的综合应用。

10. “娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，如图甲所示，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿势，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受向上风力的大小。已知风洞中的物体所受风力大小与受风面积成正比、与风速大小的平方成正比。现用一可遥控调整姿势的机器人代替表演者来研究其在风洞中的受力和运动情况。为了简化研究，我们把该机器人看作一棱长分别为a、、，质量分布均匀的长方体。风速为时，调节机器人在风洞中的姿势，当棱长为a和的面垂直于风向放置时，刚好可以飘浮在风洞中任何位置。某次实验，机器人漂浮在风洞正中间位置，如图乙所示，某时刻关闭吹风装置，机器人下落后再次打开吹风装置。已知风洞的高度为h，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A. 为使机器人不落地，再次打开吹风装置后的风速至少为

B. 若将机器人调整为棱长为、的面垂直于风向放置，要使机器人漂浮，风速需调整为

C. 若改变机器人姿势，风速为时，机器人在风洞中的向下的最大加速度为

D. 若改变机器人姿势，要使机器人能在风洞中漂浮，风速的最大值为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．当棱长为a和的面垂直于风向放置时，刚好可以飘浮在风洞中任何位置，由平衡条件可得

关闭吹风装置，机器人下落时的速度为

再次打开吹风装置的风速至少为，机器人减速至0恰好到达风洞底部，可得

联立解得

A错误；

B．若将机器人调整为棱长为、的面垂直于风向放置，要使机器人漂浮，需满足

联立解得，风速需调整为

B错误；

C．风速为时，要使机器人向下的加速度最大，则风力应最小，应将机器人调整为棱长为、的面垂直于风向放置，据牛顿第二定律可得

联立解得，机器人在风洞中的向下的最大加速度为

C正确；

D．若改变机器人姿势，要使机器人能风洞中漂浮，风速最大时，横截面积应最小，故满足

联立解得

D正确。

故选CD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分．解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。

11. 某研究性学习小组在“探究力的合成规律”的实验过程中，将白纸固定在水平放置的木板上，把橡皮条的一端固定在板上A点，另一端拴上两个轻绳套，如图甲所示。

（1）该小组同学根据甲图在查找该实验相关资料时记录部分实验步骤，如下：

A．用两只弹簧秤分别钩住绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，让结点到达某一位置O，此时需记录O点的位置、两弹簧秤示数和两绳套方向；

B．用一只弹簧秤钩住绳套把橡皮条拉长，使结点到达同一点O，记下弹簧秤的示数和方向。

小组同学发现资料一中实验步骤为A、B；资料二中实验步骤为B、A。小组同学通过认真思考及反复实际操作，发现在一些特殊的情况下资料一的操作步骤会使实验无法顺利进行下去，请同学们试猜出这种特殊情况：__________。

（2）小组同学经过讨论，得出另一个方案：如图乙所示，在圆形桌子透明桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动．第一次实验中，步骤如下：

Ⅰ．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮高度，使得三根轻绳绷紧后平行于桌面，并使结点O静止；

Ⅱ．在白纸上描下O点的位置和三根轻绳的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；

Ⅲ．以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；

Ⅳ．检验对角线的长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。

①下列说法正确的是______。

A．实验中，若桌面不水平会影响实验的结论

B．作三个拉力图示的时候可以采用各自不同的标度

C．若将轻绳更换成橡皮条进行实验不会影响实验结果

D．改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点必须与第一次实验中白纸上描下的O点重合

②请同学们帮小组同学思考这个方案中会带来系统误差的地方：__________（回答一条即可）。

【答案】    ①. 两个弹簧秤的合力超过一个弹簧秤量程    ②. C    ③. 滑轮存在摩擦、每个钩码的质量并不完全相同

【解析】

【详解】（1）[1]特殊情况为：先用两只弹簧秤钩住绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长时，若两弹簧秤拉力较大，且夹角较小时，再用一只弹簧秤钩住细绳把橡皮条拉长，使结点到达同一点时，此时弹簧秤已超量程。

（2）[2] A．实验中，若桌面不水平，三根轻绳的拉力大小、三根轻绳间的夹角不会改变，故桌面不水平不会影响实验的结论，故A错误；

B．实验通过平行四边形定则做出合力，故作三个拉力图示的时候可以采用的标度应相同，故B错误；

C．若将轻绳更换成橡皮条进行实验，效果相同，不会影响实验结果，故C正确；

D．改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点不必与第一次实验中白纸上描下的O点重合，故D错误。

故选C。

（3）[3]这个方案中会带来系统误差：滑轮存在摩擦、每个钩码的质量并不完全相同。

12. phyphox（手机物理工坊）是一个开源的物理实验应用程序，旨在通过智能手机将物理实验带到教室、家庭或户外，可以让用户记录各种常见的物理量，如加速度、力、角速度、声音、光线等。某同学在手机上安装该软件后，设计实验测量氢气球所受的浮力以及运动中氢气球所受阻力大小与运动速率的关系，所做的实验步骤如下：

Ⅰ．测出手机和氢气球的总质量，重力加速度g取；

Ⅱ．如图1，该同学用细线将手机悬吊在氢气球的下方，由静止释放，氢气球将在空中向上运动，记录氢气球上升过程中多个位置的加速度a和速率v数据，如下表：

（1）根据表中的测量数据，在图2中描出各个位置的数据点，并做出相应图像________。

（2）从图像可以确定氢气球运动所受阻力大小f与__________（填“v”“”、“”或“”）成正比。

（3）根据描出的图像可得氢气球所受的浮力大小为__________N（结果保留三位有效数字）。

（4）由图像计算出图线斜率大小为，阻力大小f与上升速率v的关系式为__________（用题中测得的物理量符号表示）。

【答案】    ①.     ②. v    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1] 在图2中描出各个位置的数据点，并做出相应图像如图所示

（2）[2] 由图可知，随着速度增大，气球的加速度越来越小，这是因为速度增大，气球所受的空气阻力也变大，从而使加速度变小；由牛顿第二定律可得

由图可知，加速度a与v为一次函数，结合上述分析可知，气球所受阻力f与v成正比。

（3）[3] 由图像结合上述分析可得

根据图中数据可得

解得

（4）[4] 由上述分析得

 即

13. 沪陕高速于2012年全线贯通，最高限速为、全长1490公里。2022年5月沪陕高速合六叶段（合肥到六安）进行改建项目，在此路段车辆最高限速降为。一辆小汽车在进入合六叶段前正以最高速度沿平直公路匀速行驶，为安全通过改建路段车辆需要刹车，已知该型号汽车刹车时可认为加速度保持不变，且最大加速度为。

（1）了实现到达合六叶段安全行驶，司机至少提前多长时间刹车；

（2）为了提醒司机前方路段有交通管制，在进入合六叶段前处竖有限速指示牌。司机在指示牌前方时才看清指示牌，此时小汽车正以最高速度行驶，已知该司机反应时间为。为了使小汽车到达合六叶段时不超速，求刹车过程中汽车加速度的最小值。（计算结果均保留到小数点后一位）

【答案】（1）；（2）

【解析】

详解】（1）由题意可知，设

汽车以最大的加速度减速，用时最短为，则刹车过程中，由运动学公式

代入数据可得，提前刹车时间为

（2）当汽车到达合六叶段恰好到最高限速，设刹车时的加速度为，所以司机在反应时间内的位移为

刹车过程，有

其中

代入数据可得

所以，刹车过程中汽车加速度的最小值为。

14. 如图所示，两个相同小物块A、B（可视为质点）静止放在粗糙水平面上，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，两根等长轻杆一端分别通过光滑铰链连接在A、B上，另一端通过光滑铰链连接在O处，两杆之间的夹角为。现对O施加一个竖直向上的拉力F，已知物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若A、B的重力大小均为G，动摩擦因数为，要使两物块发生滑动，F应满足什么条件？

（2）若，对O施加一个竖直向下的压力F，无论F多大均不能使A、B与水平面发生相对滑动，则物块与水平面间的动摩擦因数应满足什么条件？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）把力F的作用效果分解，对A受力分析，如图

则

可得

若A刚好要相对滑动，水平方向

竖直方向

又

解得

要使两物块发生滑动，F应满足

（2）把力F效果分解，对A受力分析，如图

则

要使A不发生相对滑动，对A，水平方向

竖直方向

又

解得

当时

所以无论F多大均不能使A、B与水平面发生相对滑动，则物块与水平面间的动摩擦因数应满足

15. 如图所示，一块厚度可忽略不计、质量为的长木板静止在水平地面上，木板右端的地面上有一个宽度很小的坑。一质量为m的小物块（可视为质点）静止放置在木板上，小物块到木板左端的距离和小物块到坑的距离均为d，小物块与木板间的动摩擦因数为，小物块与地面间、木板与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。现对木板施加一个水平向右的恒定拉力F，使木板由静止开始运动，假设坑对木板的运动不会产生影响，已知小物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若小物块和木板保持相对静止，则拉力F应满足什么条件？

（2）若小物块在运动过程中不会掉入坑中，则拉力F应满足什么条件？

【答案】（1）；（2）或

【解析】

【详解】（1）若要拉动长木板，则拉力F应满足

当小物块与长木板保持相对静止时，对小物块有

对小物块和长木板整体有

可得

综上所述，若小物块和长木板保持相对静止，则拉力F应满足的条件为

（2）当拉力为时，经时间t长木板的左端刚好越过坑，此时小物块恰好掉下，对小物块由牛顿第二定律和运动学公式得

，

对长木板由牛顿第二定律和运动学公式得

联立可得

当拉力为时，经时间小物块从木板上掉下，又经时间运动到坑的左边，速度恰好为零，则对长木板有

小物块掉下后，在地面上减速时，有

在时间内，由运动学公式

对小物块在和时间内，由运动学公式

其中

联立可得

综上所述，若小物块在运动过程中不会掉入坑中，则拉力F应满足的条件为