安徽省皖江名校2022届高三物理12月联考试题含解析

安徽省皖江名校2022届高三物理12月联考试题（含解析）本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第I卷第1至第3页，第Ⅱ卷第3至第6页。全卷满分100分，考试时间100分钟。考生注意事项：1．答题前，考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号。2．答第I卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。3．答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。4．考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。第I卷（选择题共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第l～6题中只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.）1．如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开始做直线运动的v-t图象。图中t1=t2。，则在0-t2的运动过程中，下列说法正确的是A．在tl时刻，甲的位移是乙的位移的1.5倍B．甲的加速度大小是乙的加速度大小的1.5倍C．在t2时刻，甲与乙相遇D．在到达t2时刻之前，乙一直在甲的前面2．如图所示，一车内用轻绳悬挂着A、B两球，车向右做匀加速直线运动时，两段轻绳与竖直方向的夹角分别为a、，且a=，则A.A球的质量一定等于B球的质量B．A球的质量一定大于B球的质量C．A球的质量一定小于B球的质量D．A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量3．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，弹簧处于原长状态，若在其上端轻放一质量为m的物体甲(物体与弹簧不连接，重力加速度为g)，当甲下降高度为h时，其速度恰好变为零。若在轻弹簧上端轻放一质量为2m的物体乙，当乙下降高度为h时，下列说法正确的是A.乙速度也恰好为零B．乙下降到^过程中乙的机械能先增大后减小C．乙下降到^过程中乙与弹簧、地球所组成的系统总势能一直增大D．乙速度大小为4．如图所示，三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上，处于静止状态，每个圆木的质量为m，截面的半径为R，三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1=120°，若在地面上的两个圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g，则11A．圆木间的弹力为mgB．每个圆木对地面的压力为mgC．地面上的每个圆木受到地面的作用力为mgD．地面与圆木间的动摩擦因数为5．人类在不断地探索宇宙的奥秘，经过长时间的观测，科学家在太空中发现了一颗未知天体，在其周围有很多的卫星环绕该天体运行，其中有一颗卫星M在天体的表面环绕该天体运行。卫星M与该天体其他卫星相比较，下列说法中正确的是A．卫星M的环绕周期最大B．卫星M的轨道平面一定与该未知天体的赤道平面重合C．卫星M所受的万有引力最大D．卫星M的运行速度最大6．如图所示，A、B两球用两段不可伸长的细线连接于悬点0，两段细绳的长度之比为1:2，现让两球同时从悬点O附近以一定的初速度分别向左、向右水平抛出，至连接两球的细绳伸直所用时间之比为1：，若两球的初速度之比为k，则k值应满足的条件是A．B．C．k=D．注意：第7～l0题为多项选择题。7．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如右图历示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O'分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r甲：r乙=3：1，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O'的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是A.滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为B．滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为aA：aB=2：9C．转速增加后滑块B先发生滑动D．转速增加后两滑块一起发生滑动8．如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体，已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若C物体的质量为9kg，则关于C物体的状态下列说法正确的是A.当A的质量取值合适，C物体有可能处于平衡状态B．无论A物体的质量是多大，C物体不可能平衡C．当A的质量足够大时，C物体不可能向上加速运动D．当A的质量取值合适，C物体可以向上加速也可以向下加速运动119．一质量为M=l.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过（不计子弹穿过物块的时间），如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示，已知传送带的速度保持不变，g取l0m／s2。在这一个过程中下列判断正确的是A.传送带速度大小2m／s，方向向左B．物块与传送带间的动摩擦因数为0.2C．传送带对物块做的功为-6JD．物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能为4J10.完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车（与汽车质量相等）以相同的速度在平直公路上以速度v匀速齐头并迸，汽车与拖车的质量均为m，某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，经过一段时间后甲车的速度变为2v，乙车的速度变为1.5v，若路面对汽车的阻力恒为车重的0.1倍，取g=10m/s2，则此时A.甲乙两车在这段时间内的位移之比为4:3B．甲车的功率增大到原来的4倍C．甲乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为12：11D．甲乙两车在这段时间内牵引力做功之比为3:2第Ⅱ卷（非选择题共60分）考生注意事项：请用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。二、实验题（15分）11.（6分）为验证“动能定理”，某同学在实验室设计实验装置如图a，木板倾斜构成斜面，斜面B处装有图b所示的光电门。(1)如图c，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d=cm；(2)装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，则物块通过B处时的速度为（用字母d、t表示）；(3)测得A、B两处的高度差为H、水平距离L;已知物块与斜面的动摩擦因数为u，当地的重力加速度为g，为了完成实验，需要验证的表达式为____。（用题中所给物理量符号表示）1112.（9分）一兴趣小组探究加速度与力、质量的关系。实验装置如图甲所示，拉力传感器用来记录小车受到拉力的大小。(1)为了使传感器记录的力等于小车所受的合外力，应先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点；(2)本实验中（填“需要”或“不需要”）砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量；(3)该兴趣小组根据拉力传感器和打点计时器所测数据在坐标系中作出的a-F图象如图乙所示。则图象不通过原点的原因是____；(4)由图象求出小车和传感器的总质量为____kg。三、计算题（本题共4小题，共计45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13．（8分）某物理兴趣小组利用课余时间自制火箭模型，在一次实验中，火箭模型点火后经过2s后到达离地面最远的24m处，若认为火箭模型的上升过程为垂直地面向上做匀减速直线运动，空气阻力大小不变，取g=l0m／s2，求：(1)火箭模型所受的空气阻力与重力的比值；(2)火箭模型从发射到落回地面过程的总时间。（结果可保留根式或三位有效数字）14．(10分)我国火星探测器计划于2022年前后由长征五号运载火箭在海南发射场发射人轨，直接送入地火转移轨道。假设探测器到了火星附近，贴近火星表面做匀速圆周运动，现测出探测器运动的周期为T以及运行速率为v，不计周围其他天体的影响，万有引力常量为G。(1)求火星的质量；(2)设某星球的质量为M，一个质量为m的物体在离该星球球心r处具有的引力势能公式为（取物体离该星球无穷远处势能为零）。若一颗质量为m'的卫星绕火星做半径为r1的匀速圆周运动，后来因为需要卫星的轨道半径变为r2，且r1：r211=1：2，求该卫星变轨前后在轨道上正常运行时的机械能之比。15.(12分)如图所示，光滑的AB杆上套一轻质弹簧，弹簧一端与杆下端连接于固定的转轴，另一端与套在杆上质量为m的小球连接。已知AB杆足够长，弹簧的原长为l0，劲度系数为k，OO'为过B点的竖直线，杆与水平面间的夹角始终为。已知弹簧的弹性势能公式为其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。(1)若杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置由静止释放，求小球速度最大时弹簧的弹性势能；(2)当球随杆一起绕OO'匀速转动时，转动角速度不同弹簧的长度就会不同，已知球随杆一起以足够大的角速度转动，且在稳定的情形下弹簧处于伸长状态，小球在水平面内做匀速圆周运动。求此时弹簧伸长量。16.（15分）如图所示，长L-4m水平传送带以vo=6m／s的速度顺时针匀速转动，左侧有一半径为R1=0.8m的光滑圆弧，圆弧底部与皮带在同一水平线上，右侧有一半径为R2=0．8m的半圆光滑细管，圆管上端口下部正好紧邻皮带且与皮带在同一水平线上，光滑水平地面上紧靠管口有一长度为L1=9m、质量为M=6kg的木板，木板上端正好与管口底部在同一水平线上，木板的左方有一足够长的台阶，其高度正好与木板相同，木板左侧与台阶距离为L2=lm，当木板与台阶碰撞时立即被粘住速度变为零。现将一质量为m=2kg的物块从光滑圆弧的顶部A由静止释放，已知皮带与物块间的动摩擦因数为u1=0.2，物块与木板间的动摩擦因数u2=0.3，物块与台阶表面的动摩擦因数也为u2=0.3，g=l0m／s2，物块可视为质点，圆管粗细不计，试求：11(1)物块刚滑人圆管顶部C处的速度大小；(2)物块滑到圆管底部D处对底部的压力；(3)判断物块最终停在何处。2022届皖江名校联盟高三联考物理参考答案1.C【解析】由图可知，在t1时刻，乙的速度为，此时甲的位移为，乙的位移为，A项错误；甲的加速度大小为，乙的加速度为，由，B项错误；由于在t2时刻，甲、乙的位移相等，即此时乙刚好追上甲，因此C项正确，D项错误。2.D【解析】对AB整体研究有，，对B研究有，因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量，均有α=θ，因此D项正确。3.D【解析】物体甲下降h时，根据机械能守恒有，物体乙下降h时，根据机械能守恒有，联立解得，A错误，选项D正确；物体乙下降到h过程中物体乙的机械能不断减小，B错误；由简谐运动的对称性可知甲平衡位置正好是弹簧压缩h/2，故乙物体下降h时应速度最大，故系统总势能一直减小，C错误。4.B【解析】对A研究，根据力的平衡可知，由于∠O1=1200,B、C对A的支持力均等于mg，A项错误；整体研究可知，每个圆木对地面的压力为，B项正确；对B研究，地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B摩擦力的合力，大于，C项错误；地面对B的摩擦力等于，即，得，D项错误。115.D【解析】卫星M在未知天体表面运行时，其轨道半径与近似等于未知天体的半径，由开普勒第三定律可知，轨道半径越小，环绕周期也越小，则A错误；卫星M可以在过地心的任何平面内绕未知天体的球心做圆周运动，卫星M不一定在赤道平面内，B错误；由于卫星M的质量与其他卫星的质量关系未知，因此无法确定万有引力大小关系，C错误；由于，可知卫星M的半径最小，线速度最大，D正确。6.A【解析】设连接A球的绳长为L，以速度vA水平抛出，，，，得，同理得，因此有，A项正确。7.ABC【解析】假设轮盘乙的半径为r，由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有，则可求，所以滑块相对轮盘滑动前，A，B的角速度之比为1:3，A正确；滑块相对盘开始滑动前，根据得A，B的向心加速度之比为，B正确；据题意可得物块的最大静摩擦力分别为，，最大静摩擦力之比为；转动中所受的静摩擦力之比为，综上分析可得滑块B先达到最大静摩擦力，先开始滑动，C正确、D错误。8.AD【解析】首先取AB连接体为研究对象，当A的质量远远小于B的质量，则B以接近重力加速度做向下的加速运动，B处于失重状态，细绳的最小拉力接近为零；当A的质量远远大于B的质量时，则B以接近重力加速度向上做加速运动，B处于超重状态，细绳的最大拉力接近B的重力的两倍，故此时细绳拉C的最大拉力为B的重力的4倍，故当A的质量取值合适，C的质量在大于零小于12kg之间都有可能处于平衡，A正确，B错误；当细绳对C拉力小于C的重力时C产生向下的加速度，当细绳对C的拉力大于C的重力时C产生向上的加速度，故C错误、D正确。9.AC【解析】从v-t图象看出，物块被击穿后，先向左减速到v=2.0 m/s，以后随传送带一起做匀速运动，所以传送带的速度方向向左，其速度2.0 m/s，A正确；由v-t图象可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为a=2/3m/s2，由牛顿第二定律得，滑动摩擦力Ff=μMg=Ma，物块与传送带间的动摩擦因数   μ=0.067，B错误；传送带对物块做的功由动能定理可得，C正确；由v-t图象可得，物块相对传送带发生的位移为s=3m，所以物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能为Q=fs=μMgs=2J，故D错误。10.CD【解析】汽车拖着拖车时做匀速运动，受力平衡，拖车脱离后，对甲车，因为保持牵引力不变，有，，联立解得，，，对乙车，因为保持功率不变，故有11，解得：，故有，A错误；甲车的功率与速度成正比，故B错误；汽车克服阻力做功为，故，C正确；而牵引力做功之比，D正确。11.（6分）（1）0.51（2）（3）【解析】（1）游标卡尺读数，先看游标零刻度所对位置，读取整刻度为5mm，找到游标和主尺对其的刻度，对其的是游标上的1刻度线，由于是10分度的游标卡尺，所以度数为；（2）挡光条的宽度非常小，通过光电门的时间非常短，可以用平均速度代替瞬时速度，所以；（3）根据动能定理，合外力的功等于动能变化量，整个过程中有重力和摩擦力做功，则，所以需要验证的表达式为：。12.（9分）（1）间隔均匀（2分）（2）不需要（2分）（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够（2分）（4）1（3分）【解析】(1)平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀；(2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力，因此不需要保证砂和桶的质量远小于小车和传感器的总质量；(3)图象与横轴交点为，说明施加外力在之内小车和传感器没有加速度，说明实验前漏掉的操作是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足；(4)由牛顿运动定律知，即图象斜率为，由图知斜率，则小车和传感器的总质量为。13.（8分）解：（1）设火箭做匀减速运动的加速度大小为a，由运动学公式可得：（1分）解得：(1分)由牛顿第二运动定律可得：（1分）11故（1分）（2）落回地面的过程中由牛顿第二运动定律：(1分)解得：（1分）由运动学公式：（1分）解得：（1分）故运动的总时间为：（1分）14.（10分）解：（1）由T＝(1分)可得火星半径约R＝(1分)由＝m(1分)可得火星的质量M＝(1分)（2）由(1分)可得动能为：(1分)引力势能：EP=﹣(1分)故物体的机械能为：(1分)可见：(1分)故卫星变轨前后在轨道上正常运行时的机械能之比：(1分)15.(12分)解：（1）当小球速度最大时，有：（2分）解得弹簧的压缩量为：（1分）故（2分）（2）设弹簧伸长量为△l2，在水平方向上有：11（3分）竖直方向上有：（3分）解得：（1分）16.（15分）解：（1）物块下滑到B点时的速度为，由机械能守恒可得：（1分）因为，故物块滑上皮带后加速运动，若一直加速由动能定理（1分）解得：，故一直加速正确，即滑块以滑入管口.（1分）（2）由C点到D点由机械能守恒定律可得：（1分）在D处由牛顿第二运动定律可得：（1分）解得：（1分）由牛顿第三运动定律可得：（1分）（3）物块滑上木板后最终共速为，由牛顿第二运动定律：；（1分）由运动学公式可得：（1分）可得共速速度，水平向左（1分）此过程物块运动的位移为，木板运动的位移为，由动能定理（1分）（1分）解得：，（1分）11由于,但两者共速需要木板运动.因此物块与木板不能共速.当木板被粘住后，木块继续滑行设滑上台阶运动后停止由动能定理：（1分）解得：，即离台阶右侧E点为处停下.（1分）11