安徽省合肥市六校联盟2023-2024学年高三物理上学期期中联考试题（Word版附解析）

合肥六校联考2023-2024学年第一学期期中联考高三年级物理试卷（考试时间：75分钟满分100分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分；其中1-6题为单选，7-10题为多选。1.下列关于原子物理知识说法正确的是（　　）A.甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量B.乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为C.丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同。D.核反应方程中，是质子【答案】C【解析】【详解】A．甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收能量，故A错误；B．铀核裂变的核反应方程式为故B错误；C．根据爱因斯坦的光电效应方程可知，该图线的斜率表示普朗克常量，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同，故C正确；D．由质量数守恒和电荷数守恒可知，的质量数为0，电荷数为，则为电子，故D错误。故选C。 2.一个可以看成质点的物体在水平面上运动，建立平面坐标系，记录物体在0s、1s、2s、3s、4s、5s时的位置坐标分别为（0，0）、（1，2）、（2，1）、（3，1）、（2，4）、（5，3），依次连接各坐标位置，下列说法正确的是（）A.各点之间的连线为物体的运动轨迹B.第4s和第5s的路程相等C.第4s和第5s的位移相等D.前2s内的位移小于最后2s内的位移【答案】D【解析】【详解】AB．物体只是在每秒位置，但在每秒内怎样运动未知，各点之间连线不一定为物体的运动轨迹，故AB错误；C．第4s内的位移为第5s内的位移为第4s和第5s的位移大小相等，方向不同，故C错误；D．前2s内的位移最后2s内的位移则 故D正确。故选D。3.如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法不正确的是（　　）A.α始终等于βB.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大C.地面对人的摩擦力逐渐变大D.地面对人的支持力逐渐变大【答案】B【解析】【详解】A．因为滑轮两边绳子的拉力始终相等，可知OA的方向始终在两绳子夹角的平分线上，即α始终等于β，选项A正确，不符合题意；B．滑轮两边绳子上的拉力始终等于小桶的重力，大小不变，随着人拉绳沿水平面向左运动，则两边绳子的夹角变大，合力减小，即吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小，选项B错误，符合题意；CD．地面对人的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，即由于随着人向左运动，则绳子与水平面的夹角θ减小，则地面对人的摩擦力逐渐变大；地面对人的支持力则θ减小时，FN变大，选项CD正确，不符合题意；故选B。4.跳板跳水是我国的奥运强项，从运动员离开跳板开始计时，其图像如下图所示，图中仅段为直线，不计空气阻力，则由图可知（　　） A.段运动员做加速运动B.段运动员的加速度保持不变C.时刻运动员刚好接触到水面D.段运动员的加速度逐渐增大【答案】B【解析】【详解】A．由题图可知，段运动员向上做匀减速运动，选项A错误；B．根据图像斜率表示加速度结合题意可知段运动员的加速度保持不变，选项B正确；C．由题意可知段运动员的加速度为重力加速度；时刻后运动员刚好接触水面；时刻运动员速度达到最大，运动员受到合力为零，故C错误；D．根据图像斜率表示加速度可知段运动员的加速度先增大后减小，故D错误。故选B。5.所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D、E两点满足，且E、M、N在同一竖直线上。第一次在M点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点P，同时落到A点；第二次在N点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点P，同时落到D点。乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置到桌面的高度为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设CP高为H，M点距离台面的高度为hM，N点距离台面的高度为hN，取M关于CP的对称点 Q，由几何关系可知，Q的高度与M的高度相等，且Q点位于D点上方，如图所示，由于结合题意可得DC＝CE＝AB因此乒乓球从P运动到A做平抛运动，平抛运动水平方向为匀速直线运动，因此根据平抛运动规律可知即P到Q的竖直运动的距离为P到A的，所以有解得根据题意，对第二次平抛运动的水平位移乒乓球从N运动到D做平抛运动，平抛运动水平方向为匀速直线运动，因此同理可得 解得代入数据解得故选C。6.2023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【答案】C【解析】【详解】AB．根据开普勒第三定律有 解得故AB错误；CD．根据牛顿第二定律可得解得可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为故C正确，D错误。故选C。7.如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1”—“5”挡速度增大，R是倒车挡，某型号轿车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶的最大速度可达180km/h，假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车（　　）A.以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“1”挡B.该车在水平路面上行驶时所受阻力大小为900NC.以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为1200ND.改变输出功率，以54km/h的速度在同一水平路面上匀速行驶时，发动机的输出功率为35kW【答案】AC【解析】【详解】A．由功率的公式有 当车的功率不变时，其速度越小，其牵引力越大，所以当以最大牵引力爬坡时，变速杆应推至“1”档，故A项正确；BC．当车的牵引力等于车所受的阻力时，其达到最大速度，有解得故B错误，C正确；D．车匀速行驶，所以此时牵引力等于阻力，即根据功率公式有解得故D项错误。故选AC。8.如图所示为打气筒模型图，在给自行车打气的过程时，首先迅速压下打气筒活塞，当打气筒内气体压强大于某个值时筒内阀门打开，气体开始进入自行车车胎内，反复操作。完成打气过程，设筒内气体在进入车胎前质量不变，气体可以看成理想气体，下列有关筒内气体在进入车胎前的说法中正确的是（　　）A.迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体温度升高B.迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体内能不变C.压下打气筒活塞过程中筒内气体压强增大D.压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体分子间一直表现为斥力，并且越来越大【答案】AC 【解析】【详解】AB．迅速压下打气筒活塞过程中，外界对气体做功，时间短，来不及发生热交换，气体的内能增加，筒内气体温度升高，故A正确，B错误；C．压下打气筒活塞过程中筒内气体体积减小且温度升高，则气体压强增大，故C正确；D．压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体压强越来越大，故D错误。故选AC。9.如图甲所示，在公元年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物M。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m=50kg的可视为质点的石块装在长L=10m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面的夹角，松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。测得石块落地点与O点的水平距离s=30m，忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，，下列说法正确的是（　　）A.石块水平抛出时的初速度为B.重物M重力势能的减少量等于石块m机械能的增加量C.石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功15000JD.石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为500N【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．石块平抛运动的高度根据得 故石块水平抛出时的初速度故A正确；B．转动过程中，重物的动能也在增加，因此重物重力势能的减少量不等于石块机械能的增加量，故B错误；C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功等于石块机械能的增量，则有故C正确；D．石块圆周运动至最高点时，有可得故D错误。故选AC。10.如图甲所示，倾角为30°的光滑、固定斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为m的物块P（可视为质点）从斜面上的O点由静止释放，P的加速度大小随到O点的距离x变化的图像如图乙所示，图乙中各坐标值均为已知，为物块P到O点的最大距离。地球视为半径为R的均质球体，忽略地球的自转，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）A.时，物块P速度最大 B.弹簧的最大弹性势能为C.地球的平均密度为D.物块P的最大动能为【答案】BCD【解析】【详解】A．在物块沿斜面向下运动的过程中，对物块P进行分析可知，物块先向下做匀加速直线运动，与弹簧接触后，先向下做加速度减小的加速运动，当加速度减小为0时，速度达到最大值，之后在向下做加速度方向变为向上的变减速直线运动，可知时，物块P速度最大，故A错误；B．物块P没有接触弹簧前，对物块分析有由于为物块P到O点的最大距离，即在时，物块的速度为0，根据能量守恒定律可知，弹簧的最大弹性势能为解得故B正确；C．对于地面上的物体，万有引力近似等于重力，则有地球的平均密度为结合上述解得故C正确；D．根据上述可知，时，物块P速度最大，动能最大，根据动能定理有 根据胡克定律可知，弹簧弹力与形变量成正比，利用弹力的平均值可以得到由于在时，加速度为0，则有解得故D正确。故选BCD。二、实验题：本题共2小题，每空3分，共21分。11.利用图甲装置，研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度；③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、的数据。完成下列相关实验内容：（1）在步骤①②中，_______F（选填“=”“>”或“<”）；（2）本次实验_______（选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；（3）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为________（计算结果保留两位小数）。【答案】①.=②.不需要③.2.10【解析】 【详解】（1）[1]①中小车匀速下滑时，由平衡条件得②中小车加速下滑时，由受力分析可得联立可得（2）[2]由（1）分析可知，小车加速下滑过程的合外力已通过①中小车匀速下滑时拉力传感器的示数读出，所以不需要再平衡摩擦力；（3）[3]图乙中标出的三个位置坐标反映了小车连续相等时间内的位移，根据匀变速直线运动的推论得解得12.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。（1）关于本实验下列说法正确的是___________（填字母代号）。A．为降低空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物B．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上C．为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源D．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能手拖重物，然后由静止释放 （2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50Hz的交变电流。用分度值为1mm的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg，取。根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了___________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了___________J。（结果均保留三位有效数字）（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示示数为F。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式___________时，可验证机械能守恒。【答案】①.ABD##ADB##BAD##BDA##DAB##DBA②.1.67③.1.62④.【解析】【详解】（1）[1]A．为降低空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物，A正确；B．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上，B正确；C．为在纸带上打下尽量多的点，应先接通打点计时器电源再释放重物，C错误；D．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能手拖重物，然后由静止释放，D正确。故选ABD。（2）[2]当打点计时器打到B点时重锤的重力势能减少量为 [3]打下B点时重锤的瞬时速度可表示为该过程重锤的动能增加量为（3）[4]在最低点，由牛第二定律可得小球摆到最低点的过程，据机械能守恒定律可得联立解得若满足上述关系，可验证机械能守恒。三、计算题：本题共3小题，共39分。13.如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知两物体的质量mA=4kg，mB=6kg。从t=0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为，。则：（1）t=1s时，物体A对物体B作用力的大小；（2）从t=0开始，A、B两个物体分离的时间；（3）8s时B物体的速度。【答案】（1）2N；（2）2s；（3）14m/s【解析】【详解】（1）A、B分离前，对A、B整体又解得 时，，对B物体求得物体A对物体B作用力（2）当A、B分离时，，有求得（3）当A、B分离时8s时，可得由解得可画出B的图像如图所示由图像围成的面积表示速度变化量，可得，，所以8s时B的速度 14.一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求：(1)该行星表面重力加速度；(2)该行星的第一宇宙速度；(3)该行星的平均密度。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)小球通过最高点时解得(2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有解得第一宇宙速度为(3)对行星表面质量为m1的物体，有解得行星质量 故行星的密度解得15.一根L=1.5m的滑轨AB固定在竖直平面内，滑轨上表面光滑、下表面粗糙，且与竖直方向夹角θ=37°，如图所示。t=0时一个套在滑轨上m=1.2kg的小球在F=16N的水平向左的恒力作用下从滑轨顶端A点由静止开始下滑。t=0.4s时，将恒力F改为水平向右，此后一直保持不变。小球与滑轨下表面的动摩擦因数μ=0.75，g取10m/s2，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8.（1）求0~0.4s内小球加速度的大小；（2）求小球滑至B点时速度，以及滑轨对小球的弹力大小；（3）小球从B点滑出后，在重力和F的共同作用下，又经过0.3s后掉落至水平地面，计算小球到达地面时的动能。【答案】（1）12.5m/s2；（2）5m/s，20N；（3）30J【解析】详解】（1）0~0.4s内对小球受力分析如图所示，根据杆对小球的弹力N垂直于滑轨向下即小球和滑轨的下表面接触，故小球会受摩擦力。于是有 可解得（2）0.4s小球沿杆下滑的位移为解法一：t=0.4s时，小球的速度大小为v1，有t=0.4s以后，F改为水平向右，小球受力分析如图所示，滑轨对小球的弹力N垂直于滑轨向上，即小球和滑轨的下表面接触，故小球不受摩擦力。可解得因为故小球将在滑轨上做匀速直线运动。小球滑至B点时的速度解法二：t=0.4s时，小球的速度大小为v1，有将F与mg合成，合力方向恰好垂直于滑轨故小球匀速下滑，有小球滑至B点时的速度 （3）解法一：小球滑出轨道后，由于消失，的大小方向恒定不变，故小球做初速度为v2的类平抛运动，在垂直于v2的方向上可得由动能定理，可得联立可解得解法二：由运动的独立性可知，小球滑出轨道后竖直方向和水平方向分别做匀变速直线运动竖直方向水平方向故落地时的动能解得