安徽省滁州市2023届高三物理上学期一模试题（Word版附解析）

2023届安徽省滁州市高三上学期一模理综物理试题

一、非选择题

1. 某质点做直线运动的位置x与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（　　）

A. 前4秒内，质点先加速运动再匀速运动 B. 前内质点的位移是2m

C. 第内质点的位移是 D. 前内质点的平均速度为

【答案】B

【解析】

【详解】A．前4秒内，质点先匀速运动再匀速运动，A错误；

B．前内质点的位移是2m，B正确；

C．第内质点的位移是0，C错误；

D．前内质点的平均速度为

D错误。

故选B。

2. 如图所示，光滑半圆环竖直固定放置，最高点B处有一光滑小滑轮，质量为m的小球A穿在环上。现用细绳一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A由图示位置缓慢向上移动，圆环对A的弹力为FN，则（   ）

A. 力F逐渐变大 B. 弹力FN逐渐变小

C. 弹力FN大小不变 D. 弹力FN的方向先背离圆心O后指向圆心O

【答案】C

【解析】

【详解】根据平衡条件知mg与FN的合力与T等大反向共线，作出mg与FN的合力，如图所示

由三角形相似得

由图可知T与F大小相等，根据图中的几何关系知，A缓慢向上移动时

BO = OA = R

不变，AB减小，联立解得

FN= mg

FN的方向始终背离圆心，而F大小变小。

故选C。

3. 如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，在圆心O处固定一个正点电荷。质量为m的带负电小球，从斜面上的A点由静止释放，小球能到达圆弧最高点D，重力加速度为g。则小球（　　）

A. 到达D点时速度可能为零 B. 到达D点时的速度可能等于

C. 从C点沿圆轨道到D点过程机械能守恒 D. 在A、D两点机械能相等

【答案】C

【解析】

【详解】AB．小球恰好能从D点飞出根据牛顿第二定律可知

小球通过D点的速度一定大于，AB错误；

C．点电荷的等势面为球面，小球从C点沿圆轨道到D点过程中只有重力做功，小球的机械能守恒，C正确；

D．小球从点到过程，电场力做正功，小球的机械能变大，即小球在点的机械能大于在点的机械能，D错误。

故选C。

4. 粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，两根导线中通有相同的电流，电流方向竖直向上。水平面上一带正电滑块静止于两导线连线的中垂线上，俯视图如图所示，某时刻给滑块一初速度，滑块沿中垂线向连线中点运动，滑块始终未脱离水平面。则在运动过程中（　　）

A. 滑块一定做曲线运动 B. 滑块可能做匀速直线运动

C. 滑块的加速度一直增大 D. 滑块的速度一直减小

【答案】D

【解析】

【详解】根据安培定则，知两导线连线上的垂直平分线上，上方的磁场方向水平向左，而下方的磁场方向水平向右，根据左手定则，可知，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向外或向里，滑块所受的支持力减小或增大，则滑块所受的摩擦力也随之变小或变大，根据牛顿第二定律可知滑块的加速度也会变大或者变小，滑块所受的滑动摩擦力与速度反向，滑块一定做减速直线运动。

故选D

5. 水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀机床工作时，垂直射向钢板的圆柱形水流的横截面直径为d，水流穿过钢板后速度方向不变，大小变为原来的一半。已知水的流量（单位时间流出水的体积）为Q，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】以水为研究对象，根据动量定理可知

可得

又

，

代入可得

故选A。

6. 某航天器的发射过程可简化为两个阶段，如图所示，先由椭圆轨道1运动后调整至圆轨道2，然后以大小为v的速度在轨道2上稳定运行。轨道上A、B、C三点与地球中心在同一直线上，A、C两点分别为轨道1的远地点与近地点，且。则（　　）

A. 航天器在轨道1上C点的速度小于其在轨道2上B点的速度

B. 航天器在轨道2上的机械能等于其在轨道1上的机械能

C. 航天器在轨道1上A点的加速度等于

D. 航天器在轨道2上运行的周期与在轨道1上运行的周期之比为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．卫星在点所在圆轨道变轨到轨道1需要加速离心，所以航天器在轨道1上C点的速度大于点所在圆轨道的速度，根据

可得

可知点所在圆轨道的速度大于轨道2的速度，可知航天器在轨道1上C点的速度大于其在轨道2上B点的速度，A错误；

B．卫星由轨道1加速变为轨道2，则卫星在轨道2上的机械能大于轨道1上的机械能，故B错误；

C．由题意可得，轨道2半径为

轨道2上经过A点加速度等于轨道1上经过A点的加速度，又卫星在轨道2上A点速度为，轨道2上经过A点的加速度等于，则在轨道1上经过A点的加速度等于，故C正确；

D．轨道1的半长轴为

轨道2的半径为，由开普勒第三定律可得

轨道2与轨道1上运动的周期之比

D正确。

故选CD。

7. 如图甲所示，物块A、B中间用一根轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长，物块A的质量为。时对物块A施加水平向右的恒力F，时撒去，在内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，则（　　）

A. 时物块A的速度为 B. 时弹簧弹力为

C. 物块B的质量为 D. F大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．若物体A的加速度从1.0均匀减小到0.6，图像的面积为

而A的初速度为零，可知1s时的速度为0.8m/s，但实际是物体a的图像的面积偏小，即速度变化量小于0.8m/s，则时A的速度大小小于0.8m/s，故A错误；

BCD．恒力F拉动a的瞬间，由图像A的加速度为，有

1s时两者的加速度相等，对A、B由牛顿第二定律有

解得

故BD正确，C错误；

故选BD。

8. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车，由三段轨道平滑连接而成。AB段是倾角为的斜面，BC段水平，CD段是半径为的竖直圆弧，A、D两点等高，小车的总质量为。一质量为的小物块，从A点以的初速度沿斜面向下运动，当其首次经过BC段的最左端时，速度大小为。已知AB段粗糙，BC段、CD段均光滑，重力加速度取，，则（　　）

A. 小物块最终相对于小车静止在B点 B. 小物块首次经过BC段的最左端时，小车的速度大小为

C. 小物块会从D点离开小车 D. 小车向左位移最大时小物块的速度大于

【答案】AD

【解析】

【详解】A．只要小物块在B点速度不为零，小物块就会冲上斜面，并下滑。由能量守恒定律，小物块最终相对于小车静止在B点。A正确；

B．设小车质量为，小物块质量为。设水平向右为正方向，小物块首次经过BC段的最左端时速度，小车和小物块水平方向动量守恒

解得

小物块首次经过BC段的最左端时，小车的速度大小为。B错误；

C．设小物块在CD段上升最大高度（相对BC）为，此时小物块和小车速度相同，设为。由水平方向动量守恒，得

由机械能守恒定律

解得

小物块不会从D点离开小车。C错误；

D．小车向左位移最大时，小车的速度为零，小物块此时在CD段，设小物块的速度为， 速度方向与水平方向的夹角为，由水平方向动量守恒得

因为

得

D正确。

故选AD。

二、非选择题

9. 某同学用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。实验时，该同学进行了如下操作：

（1）第一步：带挡光片的钩码A与钩码B用轻绳连接跨放在定滑轮上，处于静止状态，它们的质量均为M。测得挡光片中心到光电门中心的竖直距离为h；

第二步：在B的下端挂上质量为m的钩码C，由静止释放，光电门记录挡光片挡光的时间为；

第三步：测出挡光片的宽度d，计算出挡光片经过光电门时的速度为___________。

（2）如果钩码A、B、C组成系统机械能守恒，各物理量应满足的关系式为___________。（用题中所给物理量表示，重力加速度为g）。

（3）验证实验结束后，该同学想：如果钩码A、B、C组成的系统机械能守恒，不断增大钩码C的质量m，钩码B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？请你帮该同学写出它们之间的关系式： ___________（用M、m和重力加速度g表示）。

【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]挡光片经过光电门的时间极短，用经过光电门的瞬时速度代替挡光片经过光电门时的瞬时速度

（2）[2]则系统重力势能的减小量

系统动能的增加量为

若系统机械能守恒，则有

（3）[3]根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为，则系统加速度为

10. 某同学要将一只有30格刻度的毫安表改装成量程为的电流表。

（1）该同学设计了如图所示的电路测量毫安表的量程和内阻。实验采用输出电压为的电源，内阻很小可忽略不计。实验时先将电阻箱的阻值调至最大，接入电路，调节电阻箱，当电阻箱的阻值调为时，毫安表恰好能够偏转10格的刻度；当电阻箱的阻值调为时，毫安表刚好能偏转20格的刻度。据此可得该毫安表的量程为___________，内阻___________。

（2）将此毫安表改装成量程为的电流表，则需在毫安表两端___________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为___________的电阻。（结果保留三位有效数字）

【答案】    ①. 15    ②. 500    ③. 并联    ④. 2.51

【解析】

【详解】（1）[1][2]设毫安表每10格表示电流大小为，则当电阻箱的阻值为时，由欧姆定律可得

当电阻箱的阻值为时，则有

两式联立并代入数据可解得

故该毫安表的量程

（2）[3][4]要将量程为15mA的毫安表改成量程为电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设其电阻为，则有

代入数据可解得

11. 如图所示，倾角的斜面与水平面在P点平滑相接。A、B为两完全相同的物块，它们与斜面及水平面的动摩擦因数均为。现将A从距离P点处由静止释放，同时从P点给B一个沿斜面向上的初速度。A、B相遇时发生弹性正碰，重力加速度g取，，求：

（1）A物块释放后多长时间，A、B两物块发生碰撞；

（2）A、B最后停止时相距多远？

【答案】（1）1s；（2）0.4m

【解析】

【详解】（1）设A、B的质量为m，A释放后经过t时间，B速度减为0，对A分析根据牛顿第二定律

对B分析根据牛顿第二定律

则速度为

代入数值解得

此时A的位移大小

B的位移大小

AB间相向运动了

刚好相遇。

（2）AB相碰前速度关系有

碰撞时根据动量守恒和机械能守恒

，

解得

从碰撞后到停止运动，对A分析有

对B分析有

A、B最后停止时相距

12. 如图所示，、为地面上方的两条水平线，间距为。它们之间有一垂直于纸面的水平匀强磁场，磁感应强度为B。竖直平面内有一矩形线框abcd，质量为m，电阻为R，ab边长为，bc边长为L。现将线框从距磁场区域上边界L处以水平抛出。当cd边已进入磁场，ab边还未进入磁场的某一时刻，线框开始匀速。线框运动过程中cd边始终与磁场边界平行。不计空气阻力，重力加速度为g。

求：

（1）cd边刚进入磁场时的加速度大小；

（2）cd边刚穿出磁场区域下边界时线框的速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】线框在磁场中的电磁感应过程与水平速度无关，cd边刚进入磁场时，线框的竖直速度为，电路中电动势

线框中电流

cd边所受的安培力

对线框

得

（2）线框匀速时竖直速度为，电路中电动势

线框中电流

cd边所受的安培力

对线框

此后线框在竖直方向继续做竖直下抛运动，直到cd边刚穿出磁场区域下边界。

此时，线框的竖直速度大小为

cd边刚穿出磁场区域下边界时线框的速度大小为

联立解得

13. 如图甲所示，直角坐标系中，第二象限内有沿x轴正方向的匀强电场，场强，第一、四象限内有垂直坐标平面的交变磁场。一个比荷的带正电的粒子，从x轴上的处，以的速度沿y轴正方向射入第二象限，从y轴上的C处进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为时刻，磁场方向垂直纸面向外为正方向，磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，不计重力。求：

（1）粒子经过C处速度；

（2）粒子在磁场中运动时，经过x轴的位置坐标。

【答案】（1），速度方向与水平方向为60°；（2）、、

【解析】

【详解】（1）带电粒子在第二象限的电场中从A点到C点做类平抛运动水平方向

得

竖直方向，粒子做匀速运动，C点的速度大小

速度方向与水平方向为

得

（2）从C点进入磁场后，在洛伦兹力作用下

得

由图乙可知，粒子每运动半个圆周则偏转方向相反，由分析可得粒子轨迹如图所示

C点到x轴的斜边长度

D点在x轴的横坐标为

由粒子得运动轨迹结合几何关系得，粒子在磁场中经过x轴共三处，D点及前后的两点由对称性可知，那两点距离D点都为

过粒子x轴共三处，第三次经过x轴后，粒子运动轨迹一直位于x轴下方位置坐标分别是、、。