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2023届安徽省黄山市屯溪中学高三上学期一模理综物理试题（解析版）
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这是一份2023届安徽省黄山市屯溪中学高三上学期一模理综物理试题（解析版），共30页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
黄山市屯溪中学2023届高中毕业班第一次质量检测
理科综合能力测试卷-物理部分
一、选择题
1. 2022年11月31日，“神十五”成功对接空间站组合体，“胜利会师”两个航天员乘组。我国空间站在地球近地轨道运行，轨道参数为倾角：41.3度、近地点距地面高度：、远地点距地面高度：，地球半径约为，以下判断错误的是（ ）
A. 空间站近地点速度大于远地点速度
B. 空间站上的航天员完全失重是因为不受地球引力作用
C. 空间站运行速度小于第一宇宙速度
D. 从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小
2. 两个轻核结合成质量较大的核称为核聚变，一个氘核和一个氚核的聚变方程为，已知几种常见原子核质量：氘、氚、氦、质子、中子，，光速，以下说法正确的是（ ）
A. X粒子带正电
B. 一次上述聚变反应亏损质量为
C. 一次上述聚变反应放出能量约为
D. 氘核的比结合能大于氦核的比结合能
3. 如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为，下滑初速度未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度，，，则（ ）
A. 斜面长
B. B球初速度
C. 相遇前，A、B两球始终在同一高度
D. 相遇前两小球最远相距
4. 如图所示，倾角的固定斜面上质量为m的物块和质量为M的光滑球如图放置，已知球体半径R为物块厚度h的2倍，两者均处于平衡状态，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A. 球对斜面压力大小为
B. 物块对斜面压力大小为
C. 物块与斜面之间动摩擦因数可能等于
D. 适当减小物块厚度且两物体仍能静止，物块对球的支持力将减小
5. 如图所示，一条直线上有四个点，距离，距离L，距离L，A处固定一个电荷量为的正点电荷，B处固定一个电荷量为的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为，D为圆上一点且与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（ ）
A. 试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点
B. 试探电荷在C点所受电场力为0
C. 将正试探电荷从D点移到中点，电势能减小
D. D点场强大小为
6. 一列简谐波时刻波形如图甲所示，平衡位置为的质点振动图像如图乙所示，且该质点时刻刚开始振动，则（ ）
A. 该简谐波传播方向为x轴负方向
B. 平衡位置为的质点向x轴负方向运动，速度为
C. 平衡位置为的质点振动方程为
D. 从到的时间间隔内平衡位置为的质点位移为，路程为
7. 如图所示，先后两次用恒力拉动粗糙水平面上的质量为的同一物体，已知第一次拉力方向水平，物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，重力加速度，以下判断正确的是（ ）
A. 物体与水平面的动摩擦因数为0.5
B.
C. 若两次由静止拉动物体位移相同，则拉力做功相同
D. 运动过程中做的功等于物块增加的机械能
8. 如图所示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面夹角为，上端用阻值为R的电阻连接，下端断开，以上轨道平面无磁场，以下存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。两根一样的导体棒AB、CD质量均为m，电阻为R，用绝缘轻杆连接。将两导体棒从上方导轨处由静止释放，经过t时间CD边进入磁场，CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，再经过t时间AB边进入磁场，运动过程中AB、CD始终与轨道接触良好且垂直于轨道，导电轨道的电阻忽略不计，重力加速度为g，则（ ）
A. AB边刚进入磁场的瞬间，流经AB的电流方向和电势差的正负均发生变化
B. 导轨宽度为
C. 第二个t时间内CD杆产生热量为
D. AB棒进入磁场后，导体棒先做加速度减小的变速运动，最终匀速运动
二、非选择题
9. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。
（1）实验中还需要测量的量有____________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到O点的距离
（2）该同学要验证动量守恒定律表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。
10. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
088
0.93
0.680
0544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
11. 如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取。求：
（1）当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
（2）给气体加热过程中，气体增加的内能。
12. 如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
13. 如图所示，倾角、长的传送带上端与固定在竖直平面内半径的光滑圆弧轨道相切于c点，半径竖直；传送带下端与光滑水平面间用一极小段光滑的圆弧平滑连接。可视成质点的质量分别为，的物块A、B之间夹着一根仅与物块B栓连、被压缩且锁定的轻短弹簧，它们静止在光滑的水平轨道上。已知传送带以逆时针匀速传动，物块A与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速，，。
（1）若解除弹簧锁定后，要使物块A恰能通过圆弧轨道最高点，求开始时弹簧弹性势能大小；
（2）若开始时弹簧弹性势能，求解除弹簧锁定后，物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热；
（3）在（2）问的基础上，求物块A在光滑水平面上运动的最终速度大小。
黄山市2023届高中毕业班第一次质量检测
理科综合能力测试卷-物理部分
一、选择题
1. 2022年11月31日，“神十五”成功对接空间站组合体，“胜利会师”两个航天员乘组。我国空间站在地球近地轨道运行，轨道参数为倾角：41.3度、近地点距地面高度：、远地点距地面高度：，地球半径约为，以下判断错误的是（ ）
A. 空间站近地点速度大于远地点速度
B. 空间站上的航天员完全失重是因为不受地球引力作用
C. 空间站运行速度小于第一宇宙速度
D. 从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小
【答案】B
【解析】
详解】A．根据开普勒第二定律推理可知，空间站近地点速度大于远地点速度，故A正确；
B．空间站上的航天员完全失重是因为地球给航天员的万有引力全部提供宇航员圆周运动所需的向心力，故B错误；
C．第一宇宙速度是绕地卫星的最大环绕速度，空间站运行速度小于第一宇宙速度，故C正确；
D．根据
可知，从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小，故D正确。
本题要选错误选项，故选B。
2. 两个轻核结合成质量较大的核称为核聚变，一个氘核和一个氚核的聚变方程为，已知几种常见原子核质量：氘、氚、氦、质子、中子，，光速，以下说法正确的是（ ）
A. X粒子带正电
B. 一次上述聚变反应亏损质量为
C. 一次上述聚变反应放出能量约为
D. 氘核的比结合能大于氦核的比结合能
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒，可知X的质量数与电荷数分别为
2+3-4=1，1+1-2=0
可知，X为中子，X不带电，A错误；
B．一次上述聚变反应亏损质量为
Δm=2.01410u+3.01605u-4.00260u-1.00867u=0.01888u
B错误；
C．根据上述可知，一次上述聚变反应放出能量约为
解得
C正确；
D．聚变过程释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定，由于比结合能越大，原子核越稳定，可知，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，D错误。
故选C。
3. 如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为，下滑初速度未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度，，，则（ ）
A. 斜面长
B. B球初速度
C. 相遇前，A、B两球始终在同一高度
D. 相遇前两小球最远相距
【答案】D
【解析】
【详解】A．令斜面长为L，对小球A有
，
解得
，
A错误；
B．对球体B进行分析有
小球B向下做匀加速直线运动
解得
B错误；
C．经历时间t1，A球体的竖直分位移
经历时间t1，B球体的竖直分位移
则有
作出该函数的图像如图所示
根据二次函数的特征，可知，在内有
既有
即相遇前，A、B两球不在同一高度，C错误；
D．根据上述可知，两球体在时相遇，在时两球体相距最远，由于A球体在垂直于斜面方向做双向匀变速直线运动，则
D正确
故选D。
4. 如图所示，倾角的固定斜面上质量为m的物块和质量为M的光滑球如图放置，已知球体半径R为物块厚度h的2倍，两者均处于平衡状态，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A. 球对斜面压力大小为
B. 物块对斜面压力大小为
C. 物块与斜面之间的动摩擦因数可能等于
D. 适当减小物块厚度且两物体仍能静止，物块对球的支持力将减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据几何条件分析可知，物块对球的支持力F物与斜面间夹角为30°，对小球受力分析，其示意图如下
根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知，球对斜面压力大小为，故A正确；
B．对物块和球构成的整体受力分析，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知，物块对斜面压力大小为，故B错误；
C．两者均处于平衡状态，故有
联立解得
故C错误；
D．适当减小物块厚度时，物块对球的支持力F物与斜面间夹角增大，设为θ，根据平衡条件有
解得
可知随θ增大而增大，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，一条直线上有四个点，距离，距离L，距离L，A处固定一个电荷量为的正点电荷，B处固定一个电荷量为的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为，D为圆上一点且与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（ ）
A. 试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点
B. 试探电荷在C点所受电场力为0
C. 将正试探电荷从D点移到中点，电势能减小
D. D点场强大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，可知圆上各点在同一等势面，由于电场线与等势面垂直，则正试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点，故A错误；
B．试探电荷在C点所受电场力为
故B错误；
C．D点与C点在同一等势面，由D点移到中点相当于由C点移到中点，正试探电荷在连线上受到的电场力向右，则在C点移到中点过程中，电场力做负功，电势能增加，故C错误；
D．连接AD，CD，OD，由几何关系有，，则A处和B处在D点产生的电场场强分别为和
，
将正交分解如图所示
由矢量合成可知D点产生的场强大小为
故D正确。
故选D。
6. 一列简谐波时刻波形如图甲所示，平衡位置为的质点振动图像如图乙所示，且该质点时刻刚开始振动，则（ ）
A. 该简谐波传播方向为x轴负方向
B. 平衡位置为的质点向x轴负方向运动，速度为
C. 平衡位置为的质点振动方程为
D. 从到的时间间隔内平衡位置为的质点位移为，路程为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，时刻0.2m处质点向下振动，根据平移法可知，该简谐波传播方向为x轴负方向，故A正确；
B．质点并不随波迁移，故B错误；
C．波速
0.2m处质点在时刻刚开始振动，此时的质点还未开始振动，波需要1s传到处，所以的质点振动方程为
故C错误；
D．波传到的位置时间
从到的时间间隔内振动了3s，周期是4s，所以此时质点位移为，路程为
故D错误。
故选A。
7. 如图所示，先后两次用恒力拉动粗糙水平面上质量为的同一物体，已知第一次拉力方向水平，物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，重力加速度，以下判断正确的是（ ）
A. 物体与水平面的动摩擦因数为0.5
B.
C. 若两次由静止拉动物体位移相同，则拉力做功相同
D. 运动过程中做的功等于物块增加的机械能
【答案】AB
【解析】
【详解】A．物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，有
由牛顿第二定律可得
解得
B．第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，有
解得
则
F2
C．若两次由静止拉动物体位移相同，由于F2
故选AB。
8. 如图所示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面夹角为，上端用阻值为R的电阻连接，下端断开，以上轨道平面无磁场，以下存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。两根一样的导体棒AB、CD质量均为m，电阻为R，用绝缘轻杆连接。将两导体棒从上方导轨处由静止释放，经过t时间CD边进入磁场，CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，再经过t时间AB边进入磁场，运动过程中AB、CD始终与轨道接触良好且垂直于轨道，导电轨道的电阻忽略不计，重力加速度为g，则（ ）
A. AB边刚进入磁场的瞬间，流经AB的电流方向和电势差的正负均发生变化
B. 导轨宽度
C. 第二个t时间内CD杆产生热量为
D. AB棒进入磁场后，导体棒先做加速度减小的变速运动，最终匀速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．CD棒进入磁场后，根据右手定则可知，感应电流方向为从，则AB棒电流方向为，当AB边刚进入磁场的瞬间，此时还是CD棒切割磁感线产生感应电流，故感应电流方向不变，且电势差也没有发生变化，故A错误；
B．经过t时间CD边进入磁场，则此时CD的速度为
CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，则安培力等于重力的分力，即
解得
故B正确；
C．第二个t时间内，CD杆做匀速直线运动，则此过程中CD杆产生热量为
故C正确；
D．AB棒进入磁场后，磁通量不在变化，无感应电流的产生，则在重力的作用下，导体棒做匀加速直线运动，故D错误。
故选BC。
二、非选择题
9. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。
（1）实验中还需要测量的量有____________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到O点的距离
（2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。
【答案】 ①. A ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量，故应分别测出一枚五角硬币和一元硬币的质量、。故A正确；
BD．验证碰撞过程动量守恒，需要测出硬币在O点以后滑行的位移，可以不测量五角硬币和一元硬币的直径，发射槽口到O点的距离也不需要测量，故BD错误；
C．由于五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，所以硬币与木板间的动摩擦因数不需要测量，故C错误；
故选A。
（2）[2]硬币在桌面上均做加速度相同匀减速运动，根据速度-位移关系可知。其中
则
由动量守恒定律可知
只需验证
成立，即可明确动量守恒。
[3]如果该碰撞为弹性碰撞，则
解得
10. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
0.88
0.93
0.680
0.544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. ②. ③. 0.0465 ④. 0.82 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]水果电池内阻较大，相对而言电流表的内阻可以忽略不记，故实物图连接如图所示
（2）[2]根据题意，电路图如图所示
[3]由题意及表中数据可得，根据欧姆定理可知，电阻箱两端的电压为
（3）[4][5]由题意及上述分析可得
结合图形可得，图线与纵轴的交点为电池电动势，图线的斜率大小为电池内阻，即
11. 如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取。求：
（1）当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
（2）给气体加热的过程中，气体增加的内能。
【答案】（1）400K；（2）260J
【解析】
【详解】（1）气缸内封闭的气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
代入数据可得
（2）开始时封闭气体的压强为
外界对气体做功为
根据热力学第一定律可知气体增加的内能为
12. 如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
【答案】（1），；（2）；（3）（-6d，6d）
【解析】
【详解】（1）粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点，则粒子运动半径为d，有
可得
洛伦兹力对粒子不做功，由动能定理可得
则
（2）粒子在磁场和电场中的运动如图所示：
粒子在磁场中运动的周期为
粒子第一次在磁场中运动的时间为
在电场中的加速度为
粒子第一次在电场中来回的时间为
粒子第二次在磁场中运动的时间为
粒子第二次在电场中作抛体运动，有
解得
，
粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间
（3）由第（2）问可知第四次穿过边界线的位置坐标（-6d，6d）。
13. 如图所示，倾角、长的传送带上端与固定在竖直平面内半径的光滑圆弧轨道相切于c点，半径竖直；传送带下端与光滑水平面间用一极小段光滑的圆弧平滑连接。可视成质点的质量分别为，的物块A、B之间夹着一根仅与物块B栓连、被压缩且锁定的轻短弹簧，它们静止在光滑的水平轨道上。已知传送带以逆时针匀速传动，物块A与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速，，。
（1）若解除弹簧锁定后，要使物块A恰能通过圆弧轨道最高点，求开始时弹簧弹性势能大小；
（2）若开始时弹簧弹性势能，求解除弹簧锁定后，物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热；
（3）在（2）问的基础上，求物块A在光滑水平面上运动的最终速度大小。
【答案】（1）61.5J；（2）24J；（3）0.8m/s；
【解析】
【详解】（1）对A在d点
在A弹开到d运动过程
弹开过程对A、B有
，
解得弹簧弹性势能大小
（2）若开始时弹簧弹性势能，弹开过程仍然满足动量守恒和能量守恒，解得弹开速度
，
滑上传送带时
减速位移
减速时间
解得
相对位移
反向加速
达到共速
，
相对位移
之后
相对位移
所以物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热
（3）到达水平面速度
所以会追上B，有
，
解得
黄山市屯溪中学2023届高中毕业班第一次质量检测
理科综合能力测试卷-物理部分
一、选择题
1. 2022年11月31日，“神十五”成功对接空间站组合体，“胜利会师”两个航天员乘组。我国空间站在地球近地轨道运行，轨道参数为倾角：41.3度、近地点距地面高度：、远地点距地面高度：，地球半径约为，以下判断错误的是（ ）
A. 空间站近地点速度大于远地点速度
B. 空间站上的航天员完全失重是因为不受地球引力作用
C. 空间站运行速度小于第一宇宙速度
D. 从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小
2. 两个轻核结合成质量较大的核称为核聚变，一个氘核和一个氚核的聚变方程为，已知几种常见原子核质量：氘、氚、氦、质子、中子，，光速，以下说法正确的是（ ）
A. X粒子带正电
B. 一次上述聚变反应亏损质量为
C. 一次上述聚变反应放出能量约为
D. 氘核的比结合能大于氦核的比结合能
3. 如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为，下滑初速度未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度，，，则（ ）
A. 斜面长
B. B球初速度
C. 相遇前，A、B两球始终在同一高度
D. 相遇前两小球最远相距
4. 如图所示，倾角的固定斜面上质量为m的物块和质量为M的光滑球如图放置，已知球体半径R为物块厚度h的2倍，两者均处于平衡状态，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A. 球对斜面压力大小为
B. 物块对斜面压力大小为
C. 物块与斜面之间动摩擦因数可能等于
D. 适当减小物块厚度且两物体仍能静止，物块对球的支持力将减小
5. 如图所示，一条直线上有四个点，距离，距离L，距离L，A处固定一个电荷量为的正点电荷，B处固定一个电荷量为的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为，D为圆上一点且与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（ ）
A. 试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点
B. 试探电荷在C点所受电场力为0
C. 将正试探电荷从D点移到中点，电势能减小
D. D点场强大小为
6. 一列简谐波时刻波形如图甲所示，平衡位置为的质点振动图像如图乙所示，且该质点时刻刚开始振动，则（ ）
A. 该简谐波传播方向为x轴负方向
B. 平衡位置为的质点向x轴负方向运动，速度为
C. 平衡位置为的质点振动方程为
D. 从到的时间间隔内平衡位置为的质点位移为，路程为
7. 如图所示，先后两次用恒力拉动粗糙水平面上的质量为的同一物体，已知第一次拉力方向水平，物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，重力加速度，以下判断正确的是（ ）
A. 物体与水平面的动摩擦因数为0.5
B.
C. 若两次由静止拉动物体位移相同，则拉力做功相同
D. 运动过程中做的功等于物块增加的机械能
8. 如图所示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面夹角为，上端用阻值为R的电阻连接，下端断开，以上轨道平面无磁场，以下存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。两根一样的导体棒AB、CD质量均为m，电阻为R，用绝缘轻杆连接。将两导体棒从上方导轨处由静止释放，经过t时间CD边进入磁场，CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，再经过t时间AB边进入磁场，运动过程中AB、CD始终与轨道接触良好且垂直于轨道，导电轨道的电阻忽略不计，重力加速度为g，则（ ）
A. AB边刚进入磁场的瞬间，流经AB的电流方向和电势差的正负均发生变化
B. 导轨宽度为
C. 第二个t时间内CD杆产生热量为
D. AB棒进入磁场后，导体棒先做加速度减小的变速运动，最终匀速运动
二、非选择题
9. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。
（1）实验中还需要测量的量有____________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到O点的距离
（2）该同学要验证动量守恒定律表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。
10. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
088
0.93
0.680
0544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
11. 如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取。求：
（1）当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
（2）给气体加热过程中，气体增加的内能。
12. 如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
13. 如图所示，倾角、长的传送带上端与固定在竖直平面内半径的光滑圆弧轨道相切于c点，半径竖直；传送带下端与光滑水平面间用一极小段光滑的圆弧平滑连接。可视成质点的质量分别为，的物块A、B之间夹着一根仅与物块B栓连、被压缩且锁定的轻短弹簧，它们静止在光滑的水平轨道上。已知传送带以逆时针匀速传动，物块A与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速，，。
（1）若解除弹簧锁定后，要使物块A恰能通过圆弧轨道最高点，求开始时弹簧弹性势能大小；
（2）若开始时弹簧弹性势能，求解除弹簧锁定后，物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热；
（3）在（2）问的基础上，求物块A在光滑水平面上运动的最终速度大小。
黄山市2023届高中毕业班第一次质量检测
理科综合能力测试卷-物理部分
一、选择题
1. 2022年11月31日，“神十五”成功对接空间站组合体，“胜利会师”两个航天员乘组。我国空间站在地球近地轨道运行，轨道参数为倾角：41.3度、近地点距地面高度：、远地点距地面高度：，地球半径约为，以下判断错误的是（ ）
A. 空间站近地点速度大于远地点速度
B. 空间站上的航天员完全失重是因为不受地球引力作用
C. 空间站运行速度小于第一宇宙速度
D. 从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小
【答案】B
【解析】
详解】A．根据开普勒第二定律推理可知，空间站近地点速度大于远地点速度，故A正确；
B．空间站上的航天员完全失重是因为地球给航天员的万有引力全部提供宇航员圆周运动所需的向心力，故B错误；
C．第一宇宙速度是绕地卫星的最大环绕速度，空间站运行速度小于第一宇宙速度，故C正确；
D．根据
可知，从近地点到远地点空间站的加速度大小逐渐减小，故D正确。
本题要选错误选项，故选B。
2. 两个轻核结合成质量较大的核称为核聚变，一个氘核和一个氚核的聚变方程为，已知几种常见原子核质量：氘、氚、氦、质子、中子，，光速，以下说法正确的是（ ）
A. X粒子带正电
B. 一次上述聚变反应亏损质量为
C. 一次上述聚变反应放出能量约为
D. 氘核的比结合能大于氦核的比结合能
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒，可知X的质量数与电荷数分别为
2+3-4=1，1+1-2=0
可知，X为中子，X不带电，A错误；
B．一次上述聚变反应亏损质量为
Δm=2.01410u+3.01605u-4.00260u-1.00867u=0.01888u
B错误；
C．根据上述可知，一次上述聚变反应放出能量约为
解得
C正确；
D．聚变过程释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定，由于比结合能越大，原子核越稳定，可知，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，D错误。
故选C。
3. 如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为，下滑初速度未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度，，，则（ ）
A. 斜面长
B. B球初速度
C. 相遇前，A、B两球始终在同一高度
D. 相遇前两小球最远相距
【答案】D
【解析】
【详解】A．令斜面长为L，对小球A有
，
解得
，
A错误；
B．对球体B进行分析有
小球B向下做匀加速直线运动
解得
B错误；
C．经历时间t1，A球体的竖直分位移
经历时间t1，B球体的竖直分位移
则有
作出该函数的图像如图所示
根据二次函数的特征，可知，在内有
既有
即相遇前，A、B两球不在同一高度，C错误；
D．根据上述可知，两球体在时相遇，在时两球体相距最远，由于A球体在垂直于斜面方向做双向匀变速直线运动，则
D正确
故选D。
4. 如图所示，倾角的固定斜面上质量为m的物块和质量为M的光滑球如图放置，已知球体半径R为物块厚度h的2倍，两者均处于平衡状态，重力加速度为g，则以下判断正确的是（ ）
A. 球对斜面压力大小为
B. 物块对斜面压力大小为
C. 物块与斜面之间的动摩擦因数可能等于
D. 适当减小物块厚度且两物体仍能静止，物块对球的支持力将减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据几何条件分析可知，物块对球的支持力F物与斜面间夹角为30°，对小球受力分析，其示意图如下
根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知，球对斜面压力大小为，故A正确；
B．对物块和球构成的整体受力分析，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知，物块对斜面压力大小为，故B错误；
C．两者均处于平衡状态，故有
联立解得
故C错误；
D．适当减小物块厚度时，物块对球的支持力F物与斜面间夹角增大，设为θ，根据平衡条件有
解得
可知随θ增大而增大，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，一条直线上有四个点，距离，距离L，距离L，A处固定一个电荷量为的正点电荷，B处固定一个电荷量为的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为，D为圆上一点且与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（ ）
A. 试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点
B. 试探电荷在C点所受电场力为0
C. 将正试探电荷从D点移到中点，电势能减小
D. D点场强大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，可知圆上各点在同一等势面，由于电场线与等势面垂直，则正试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点，故A错误；
B．试探电荷在C点所受电场力为
故B错误；
C．D点与C点在同一等势面，由D点移到中点相当于由C点移到中点，正试探电荷在连线上受到的电场力向右，则在C点移到中点过程中，电场力做负功，电势能增加，故C错误；
D．连接AD，CD，OD，由几何关系有，，则A处和B处在D点产生的电场场强分别为和
，
将正交分解如图所示
由矢量合成可知D点产生的场强大小为
故D正确。
故选D。
6. 一列简谐波时刻波形如图甲所示，平衡位置为的质点振动图像如图乙所示，且该质点时刻刚开始振动，则（ ）
A. 该简谐波传播方向为x轴负方向
B. 平衡位置为的质点向x轴负方向运动，速度为
C. 平衡位置为的质点振动方程为
D. 从到的时间间隔内平衡位置为的质点位移为，路程为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，时刻0.2m处质点向下振动，根据平移法可知，该简谐波传播方向为x轴负方向，故A正确；
B．质点并不随波迁移，故B错误；
C．波速
0.2m处质点在时刻刚开始振动，此时的质点还未开始振动，波需要1s传到处，所以的质点振动方程为
故C错误；
D．波传到的位置时间
从到的时间间隔内振动了3s，周期是4s，所以此时质点位移为，路程为
故D错误。
故选A。
7. 如图所示，先后两次用恒力拉动粗糙水平面上质量为的同一物体，已知第一次拉力方向水平，物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，重力加速度，以下判断正确的是（ ）
A. 物体与水平面的动摩擦因数为0.5
B.
C. 若两次由静止拉动物体位移相同，则拉力做功相同
D. 运动过程中做的功等于物块增加的机械能
【答案】AB
【解析】
【详解】A．物体由静止开始运动后第二秒位移比第一秒位移多，有
由牛顿第二定律可得
解得
B．第二次力斜向上与水平方向成，拉动物体以与第一次相同的加速度由静止开始运动，有
解得
则
F2
C．若两次由静止拉动物体位移相同，由于F2
故选AB。
8. 如图所示，足够长的光滑倾斜导电轨道与水平面夹角为，上端用阻值为R的电阻连接，下端断开，以上轨道平面无磁场，以下存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。两根一样的导体棒AB、CD质量均为m，电阻为R，用绝缘轻杆连接。将两导体棒从上方导轨处由静止释放，经过t时间CD边进入磁场，CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，再经过t时间AB边进入磁场，运动过程中AB、CD始终与轨道接触良好且垂直于轨道，导电轨道的电阻忽略不计，重力加速度为g，则（ ）
A. AB边刚进入磁场的瞬间，流经AB的电流方向和电势差的正负均发生变化
B. 导轨宽度
C. 第二个t时间内CD杆产生热量为
D. AB棒进入磁场后，导体棒先做加速度减小的变速运动，最终匀速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．CD棒进入磁场后，根据右手定则可知，感应电流方向为从，则AB棒电流方向为，当AB边刚进入磁场的瞬间，此时还是CD棒切割磁感线产生感应电流，故感应电流方向不变，且电势差也没有发生变化，故A错误；
B．经过t时间CD边进入磁场，则此时CD的速度为
CD边刚进入磁场时的瞬时加速度为零，则安培力等于重力的分力，即
解得
故B正确；
C．第二个t时间内，CD杆做匀速直线运动，则此过程中CD杆产生热量为
故C正确；
D．AB棒进入磁场后，磁通量不在变化，无感应电流的产生，则在重力的作用下，导体棒做匀加速直线运动，故D错误。
故选BC。
二、非选择题
9. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。
（1）实验中还需要测量的量有____________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到O点的距离
（2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。
【答案】 ①. A ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量，故应分别测出一枚五角硬币和一元硬币的质量、。故A正确；
BD．验证碰撞过程动量守恒，需要测出硬币在O点以后滑行的位移，可以不测量五角硬币和一元硬币的直径，发射槽口到O点的距离也不需要测量，故BD错误；
C．由于五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，所以硬币与木板间的动摩擦因数不需要测量，故C错误；
故选A。
（2）[2]硬币在桌面上均做加速度相同匀减速运动，根据速度-位移关系可知。其中
则
由动量守恒定律可知
只需验证
成立，即可明确动量守恒。
[3]如果该碰撞为弹性碰撞，则
解得
10. 某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
0.88
0.93
0.680
0.544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. ②. ③. 0.0465 ④. 0.82 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]水果电池内阻较大，相对而言电流表的内阻可以忽略不记，故实物图连接如图所示
（2）[2]根据题意，电路图如图所示
[3]由题意及表中数据可得，根据欧姆定理可知，电阻箱两端的电压为
（3）[4][5]由题意及上述分析可得
结合图形可得，图线与纵轴的交点为电池电动势，图线的斜率大小为电池内阻，即
11. 如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取。求：
（1）当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
（2）给气体加热的过程中，气体增加的内能。
【答案】（1）400K；（2）260J
【解析】
【详解】（1）气缸内封闭的气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
代入数据可得
（2）开始时封闭气体的压强为
外界对气体做功为
根据热力学第一定律可知气体增加的内能为
12. 如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
【答案】（1），；（2）；（3）（-6d，6d）
【解析】
【详解】（1）粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点，则粒子运动半径为d，有
可得
洛伦兹力对粒子不做功，由动能定理可得
则
（2）粒子在磁场和电场中的运动如图所示：
粒子在磁场中运动的周期为
粒子第一次在磁场中运动的时间为
在电场中的加速度为
粒子第一次在电场中来回的时间为
粒子第二次在磁场中运动的时间为
粒子第二次在电场中作抛体运动，有
解得
，
粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间
（3）由第（2）问可知第四次穿过边界线的位置坐标（-6d，6d）。
13. 如图所示，倾角、长的传送带上端与固定在竖直平面内半径的光滑圆弧轨道相切于c点，半径竖直；传送带下端与光滑水平面间用一极小段光滑的圆弧平滑连接。可视成质点的质量分别为，的物块A、B之间夹着一根仅与物块B栓连、被压缩且锁定的轻短弹簧，它们静止在光滑的水平轨道上。已知传送带以逆时针匀速传动，物块A与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速，，。
（1）若解除弹簧锁定后，要使物块A恰能通过圆弧轨道最高点，求开始时弹簧弹性势能大小；
（2）若开始时弹簧弹性势能，求解除弹簧锁定后，物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热；
（3）在（2）问的基础上，求物块A在光滑水平面上运动的最终速度大小。
【答案】（1）61.5J；（2）24J；（3）0.8m/s；
【解析】
【详解】（1）对A在d点
在A弹开到d运动过程
弹开过程对A、B有
，
解得弹簧弹性势能大小
（2）若开始时弹簧弹性势能，弹开过程仍然满足动量守恒和能量守恒，解得弹开速度
，
滑上传送带时
减速位移
减速时间
解得
相对位移
反向加速
达到共速
，
相对位移
之后
相对位移
所以物块A在传送带上运动过程中产生的摩擦热
（3）到达水平面速度
所以会追上B，有
，
解得
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