庐江县五校2022-2023学年高三上学期1月期末联考 物理卷
一 、选择题(本题共 10 道小题，共 40 分． 1-6 题只有一项符合要求，7- 10 题有多项符合 题目要求 。全选对的得 4 分， 选对但不全对的得 2 分， 有选错的得 0 分)
1． 目前， 我国 ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网， 大大缩短了车辆通过收费 站的时间．如图所示为甲、乙两辆车以相同速度开始减速，并通过某收费站的 v-t 图像．根 据图像， 下列描述正确的是( )
A． 甲车进入的是人工收费通道， 乙车进入的是 ETC 通道
B． 甲 、 乙两车从相同速度开始减速到恢复至原速度的时间差为 12 s
C． 甲车进入通道的加速度大小为 5 m/s2， 乙车进入通道的加速度大小为 2.5 m/s2
D． 甲车进入 ETC 通道， 当速度减至 5 m/s 后， 再以此速度匀速行驶 5 m 即可完成交费
2． 如图所示， 水平放置的绝缘圆柱体两底面圆心 P 、Q 处分别放置两个带有等量异种 电荷的小球 (可视为点电荷) 。O 为 P 、Q 连线的中点，A 、C 是底面上的两点， B 、D 是过 O 点横截面上的两点， 且 A 、B 、C 位于同一直线上 。下列说法正确的是 ( )
A ．A 、C 两点的电场强度相同
B． B 、D 两点的电场强度相同
C． B 点的电场强度大于 O 点的电场强度
(
D
将正试探电荷从
B
点沿直线移动至
O
点，
电场力做正功
)．
3． 如图所示， 绝缘底座上固定一 电荷量为 8×10－6C 的带负电小球 A ，其正上方 O 用轻 细弹簧悬挂一质量 m＝0.06kg 、 电荷量大小为 2×10－6C 的小球 B， 弹簧的劲度系数k＝ 5N/m， 原长 L0＝0.3m 。现小球 B 恰能以 A 球为圆心在水平面内做顺时针方向 (从上往 下看) 的匀速圆周运动， 此时弹簧与竖直方向的夹角9＝ 53° 。 已知静电力常量k＝
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9.0×109N ·m2/C2， sin53°＝0.8， cos53°＝0.6 ，g＝ 10m/s2， 两小球都视为点电荷 。则下列
说法不正确的是 ( )
A． B 匀速圆周运动的半径为 0.4m
B． 小球 B 所受向心力为 1.7N
C． 在图示位置若突然在 B 球所在范围内加上水平向左的匀强电场的瞬间， B 球做离心 运动
(
．
动
)D 在图示位置若突然在 B 球所在范围内加上竖直向下的匀强磁场的瞬间，B 做向心运
4． 我国“北斗二代”计划发射 35 颗卫星， 形成全球性的定位导航系统 。其中的 5 颗卫星 是相对地面静止的高轨道卫星以下简称“静卫”，其他的有 27 颗中轨道卫星以下简称“中 卫”轨道高度距地面为静止轨道高度的倍， 下列说法正确的是 ( )
A． “中卫”的线速度介于 7.9km/s 和 11.2km/s 之间
B． “静卫”的轨道必须是在赤道上空
C． 如果质量相同， “静卫”与“中卫”的动能之比为 3:5
D． “静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期
5． 在 x 轴的坐标原点固定一 电荷量绝对值为q 的点电荷，在 x = 8x0 处固定另一点电荷，
两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度 E 与该点位置的关系如图所示。选
取 x 轴正方向为电场强度的正方向， 无限远处电势为零， 则下列说法正确的是 ( )
A． x = 3x0 处的电场强度大于 x = 5x0 处电场强度
B． x = 3x0 处的电势高于 x = 5x0 处的电势
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C． 在 x = 8x0 处点电荷的电荷量的绝对值为3q
D． 电子沿 x 轴从 x = x0 移动到 x = 5x0 过程中电势能先增加后减少
6． 对静止在水平地面上的物体施加一竖直向上的恒力F ， 物体上升 4.8m 时撤去力 F ， 物体的机械能 E 随距离地面高度 h 的变化关系如图所示， 已知物体所受阻力大小恒定， 重力加速度g 取10m/s2， 以地面为参考平面 。则 ( )
A． 物体的质量为 0.4kg
B． 物体所受阻力的大小为 4N
C． 力 F 的最大功率为 96W
D． 物体回到地面前瞬间的速度大小为 4m/s
7 ．如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连 。开始时开关闭合对电容器充电， 再断开开关，使平行板两极板间距减小到原来的一半。若开关断开前、后各有一重力不 计的带电粒子， 由静止从下极板 (附近) 运动到上极板， 则下列说法正确的是 ( )
A． 开关断开前 、后平行板电容器电容之比为 2 :1
B． 开关断开前 、后平行板间的电压之比为 2 :1
C． 开关断开前 、后带电粒子到达上极板时的速度之比为1:1
D． 开关断开前 、后带电粒子运动到上极板所用时间之比为 :1
8． 甲乙两质点在同一直线上运动， 从 t=0 时刻起同时出发， 甲做匀加速直线运动， x-t 图像如图甲所示 。 乙做匀减速直线运动， 整个运动过程的 x~v2 图像如图乙所示， 下列 说法正确的是 ( )
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A． t=0 时刻， 甲的速度 2m/s
B． 甲的加速度大小 4m/s2
C． 经过 s， 甲追上乙
D． 经过 2.5s， 甲追上乙
9． 如图所示， 足够长的水平传送带以 v0 = 2m/s 的速度沿逆时针方向匀速转动， 在传送
带的左端连接有一光滑的弧形轨道，轨道的下端水平且与传送带在同一水平面上，滑块 与传送带间的动摩擦因数为 p = 0.4 。现将一质量为 m = 1kg 的滑块 (可视为质点) 从弧
形轨道上高为 h = 0.8m 的地方由静止释放， 重力加速度大小取 g = 10m/s2 ， 则 ( )
A． 滑块刚滑上传送带左端时的速度大小为 4m/s
B． 滑块在传送带上向右滑行的最远距离为 2.5m
C． 滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端所用的时间为 2.25s
D． 滑块从开始滑上传送带到第一次回到传送带最左端的过程中， 传动系统对传送带多 做的功为 12J
10． 如图所示， A 、B 为平行板电容器的两个金属极板， C 为静电计， 开始时闭合开关 S，静电计张开一定角度。不考虑静电计引起的电荷量变化，则下列说法正确的是 ( )
A． 保持开关 S 闭合， 将两极板间距减小， 板间场强减小
B． 保持开关 S 闭合， 将 R 的滑片向左移动， 静电计指针张开角度不变
C． 断开开关 S 后， 紧贴下极板插入金属板， 静电计指针张开角度减小
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D． 断开开关 S 后， 将两极板间距增大， 板间电压增大
二 、实验题 (本大题共 2 小题， 共 13 分 。 )
11． 利用图 ( a ) 所示的装置验证动量守恒定律 。在图 ( a ) 中， 气垫导轨上有 A、B 两 个滑块， 滑块 A 右侧带有一弹簧片， 左侧与穿过打点计时器的纸带相连； 滑块 B 左侧 也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器 (未完全画出) 可以记录遮光片通过 光电门的时间。
实验测得滑块 A 质量 m1 =0.3kg ， 滑块 B 质量 m2 =0. 1kg ， 遮光片宽度 d =1.00cm ； 打 点计时器所用的交流电的频率为 f =50Hz 。将光电门固定在滑块 B 的右侧， 启动打点 计时器， 给滑块 A 一 向右的初速度， 使它与 B 相碰； 碰后光电计时器显示的时间为
Δt =3.30x103 s ， 碰撞前后打出的纸带如图 (b) 所示。
( 1) 碰撞后 A 的动量为___________ kg .m / s ；
( 2) 撞后 A 、B 组成的系统总动量为___________ kg .m / s ； (以上结果均保留两位小数)
( 3) 在误差允许范围内 A 、B 组成的系统动量是否守恒？___________ (填“是”或“否”)
12．某实验探究小组为了测量电流表G1 内阻 r1，设计的电路如图甲所示，实验中供选择 的仪器如下：
待测电流表G1 ( 0 ~ 5mA， 内阻约 300Ω)
电流表G2 ( 0 ~ 10mA， 内阻约 100Ω)
定值电阻R1 ( 300Ω)
定值电阻 R2 ( 10Ω)
滑动变阻器 R3 ( 0 ~ 1000Ω) 滑动变阻器R4 ( 0 ~ 20Ω)
电键 S 及导线若干
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干电池 ( 1． 5V)
( 1) 定值电阻应选__________， 滑动变阻器应选__________；
( 2) 对照电路图用笔画线代替导线连接如图乙所示实物图______；
( 3) 主要的实验步骤如下：
A． 按图甲所示电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最____ (填“左” 、“右”) 端；
B． 闭合电键 S， 移动滑动触头至某一位置， 记录G1 和G2 的读数I1 和 I2 ；
C． 重复步骤 B， 多次移动滑动触头， 测量多组数据；
D． 以 I2 为纵坐标， I1 为横坐标， 作出相应图线， 如图丙所示；
( 4) 根据 I2 －I1 图线的斜率 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 r1 =________
(用 k 和 R1 表示) 。
三 、计算题 (本大题共 4 小题， 共 47 分 。解答应写出必要的文字说明 、方程式和重要 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) 如图为某室内模拟滑雪机， 机器的前后两个传动轴由电动机提供动力并带 动雪毯持续向上运动，使滑雪者获得真实的滑雪体验。已知坡道长 L=8m，倾角为θ=37°， 雪毯以速度 v0=8m/s 向上做匀速直线运动， 一质量 m=60kg (含装备) 的滑雪者从坡道 顶端由静止滑下， 滑雪者未做任何助力动作， 滑雪板与雪毯间的动摩擦因数μ=0.25， 重 力加速度 g= 10m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8.不计空气阻力， 在滑雪者滑到坡道底端的 过程中， 求：
( 1) 滑雪者所受合力的冲量 I；
( 2) 与空载相比电动机多消耗的电能 E。
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14. ( 12 分) 如图所示， 质量M = 10kg 、上表面光滑的木板在 F = 20N 的水平拉力作用 下， 以 v0 = 5m/s 的速度沿水平地面向右匀速运动 。现将一质量 m = 4kg 的铁块无初速度 地放上木板的最右端， 木板的长度 L = 10m ， 取 g = 10m/s2 。求：
( 1) 木板与地面间的动摩擦因数 p；
( 2) 铁块放上后， 木板运动的加速度 a ；
( 3) 铁块滑离木板时， 木板的速率 v 。
15． ( 13 分) 某研究小组用如图甲所示的装置来研究滑块 (可视为质点) 的运动。ABCD 为固定轨道，AB 部分是倾角θ=60°的粗糙斜面， BC 部分是圆心角θ=60°的光滑圆轨道， CD 部分是光滑水平面，AB 和 CD 分别与圆轨道部分相切于 B 点和 C 点， 圆轨道的 C 端下面装有一压力传感器 。水平面上有一端固定在 D 处的轻弹簧， 另一端自由伸长时 恰好在 C 点。该小组成员让滑块从斜面上不同位置由静止下滑，并记录滑块起始位置离 B 点的高度 h，滑块每次刚到达 C 点时压力传感器的示数 F 与 h 的关系图象如图乙所示， 已知滑块与斜面间的动摩擦因数 p= ， 重力加速度 g 取 10 m/s2 。求：
( 1) 质量为 m 的滑块， 由静止沿 AB 斜面下滑过程中克服摩擦力所做的功 Wf (用题中 所给的物理量表示)；
( 2) 滑块的质量 m 和圆轨道的半径 R；
( 3) 已知弹簧的劲度系数 k=30N/m，在其弹性限度范围内其压缩量不能超过 0.3 m ，求 h 的最大值 hm。
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16． ( 14 分) 如图所示，质量 m = 5kg 的滑块可视为质点，与水平桌面 AD 间的动摩擦因 数 p = 0.4 ； 有半径 R = 0.8m 的缺口圆轨道竖直固定， 圆弧轨道光滑， 半径 ON 竖直， OP 与竖直方向成b= 45。角， OM 水平，DP 之间高度差也为 R 。滑块在与水平方向成 9 = 37。角斜向右上方的恒定拉力 F 作用下，以 a = 1.2m/s2 的加速度沿水平桌面 AD 做匀 变速直线运动； 到达桌面最右端 D 时撤去拉力 F， 滑块恰好经 P 点无碰撞进入圆轨道。 取重力加速度 g = 10m/s2 ， sin 37。= 0.6 ， cos 37。= 0.8 。
( 1) 求拉力 F 的大小；
( 2) 滑块在 P 点时速度大小；
( 3) 求滑块在 M 点时轨道受到的弹力 (可用根号表示) 。
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答案第 1页， 共 1页参考答案：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B D B D C BD BC ACD BCD
11． 0.29 （2分） 0.59 （2分） 是（2分）
【详解】（1）[1]碰撞后A的速度
动量为
（2）[2]碰撞后B的速度
动量为
撞后A、B组成的系统总动量为
（3）[3]碰撞前A的速度
动量为
则在误差允许范围内A、B组成的系统动量守恒。
12． （1分） R4 （1分） （2分） 左 （1分） （2分）
【详解】(1)[1]由于待测电流表的量程等于电流表量程的一半，所以应将阻值与待测电流表内阻相等的定值电阻并联进行改装，所以选择定值电阻；
[2]改装后的电流表量程与电流表的量程相等，以便于测量，滑动变阻器应选择较小的便于测量，所以选择滑动变阻器；
(2)[3]实物图如图所示
(3) A．[4]滑动变阻器采用分压接法，所以闭合开关前，应使得两电表示数为零，所以处于最左端；
(4)[5]由电路图可知
图像斜率
可得
13．（1）；（2）1920J。
【详解】（1）在滑雪者滑到坡道底端的过程中
解得…………………………………………………………………2分
到达底端速度
滑雪者所受合力的冲量…………………………………………………………………2分
（2）滑雪者滑行时间 …………………………………………………………2分
与空载相比电动机多消耗的电能等于克服摩擦力做功
……………………………………………………………2分
14.（1）；（2），方向与运动方向相反；（3）3m/s
【详解】（1）开始时木板做匀速运动，有
…………………………………………………………………2分
代入相关数据得
…………………………………………………………………1分
（2）以木板的运动方向为正方向，在木板上放一个铁块后，对木板受力分析有
…………………………………………………………………2分
其中
……………………………………………………………2分
代入解得
…………………………………………………………………1分
负号表示木板的加速度方向与运动方向相反。 ……………………………………1分
（3）由于木板的上表面光滑，故铁块放上木板后保持静止，铁块离开木板时，木板的位移为，则
…………………………………………………………………2分
求得
…………………………………………………………………1分
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小滑块沿AB面下滑的摩擦力
…………………………………………………………………1分
小滑块沿AB面下滑克服摩擦力做功
…………………………………………………………………1分
联立解得
…………………………………………………………………1分
（2）设小滑块每次刚到达C点时的速度大小为，由静止下滑到C，根据动能定理得
……………………………………………………………2分
在C点由牛顿第二定律得
……………………………………………………………………………2分
联立得
由图乙可得
解得
……………………………………………………………………………1分
……………………………………………………………………………1分
（3）设小滑块在C点时的最大速度为vm，在弹簧弹性限度范围内其最大压缩量x=0.3m，弹力大小的平均值
……………………………………………………………………………1分
在压缩弹簧过程中弹簧弹力做功
小滑块由静止运动到使弹簧压缩量为0.3 m，根据动能定理有
……………………………………2分
联立解得
………………………………………………………………………1分
16．（1）；（2）；（3），方向水平向右
【详解】（1）滑块沿水平桌面AD间做匀加速直线运动，由滑块受力情况可知，在水平方向
…………………………………………………………………2分
在竖直方向
…………………………………………………………………2分
又有
联立解得
…………………………………………………………………………………1分
（2）由题意可知，在P处则有
………………………………………………………………………………1分
滑块从D到P处做平抛运动，竖直方向则有
…………………………………………………………………………………1分
…………………………………………………1分
联立解得
…………………………………………………………………1分
（3）从P到M过程，对滑块由动能定理可得
…………………………………………………………2分
在M处，由牛顿第二定律可得
……………………………………………………………………………1分
解得
…………………………………………………………………1分
由牛顿第三定律可知，在M点时轨道受到的弹力大小为，方向水平向右。…………………………………………………………………………………………1分
