安徽省合肥市肥东县综合高中2022-2023学年高三下学期开学考试物理试题（Word版含答案）

肥东县综合高中2022-2023学年高三下学期开学考试
物理
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 甲、乙两个质点同时沿同一直线运动，甲的初速度大小是乙的倍，其速度时间图象如图所示，下列说法正确的是( )
A. 在时刻，甲乙的运动方向相同
B. 在时间内，乙的加速度先增大后减小
C. 若甲乙从同一位置出发，则时刻它们相距最远
D. 若甲乙从同一位置出发，则时刻它们相距最远
2. 如下图所示，直杆弯折成固定在竖直面内，段竖直，段水平，绕过光滑滑轮的不可伸长的细线两端、分别固定在、上，质量为的小球吊在滑轮下，静止时，段细线与竖直方向的夹角，不计滑轮及细线的重力，重力加速度为，则( )
A. 细线上的拉力大小为
B. 仅将端缓慢沿杆向上移，细线上拉力不变
C. 仅将端缓慢沿杆向左移，细线上拉力增大
D. 仅将端缓慢沿杆向下移，在滑轮到达端前，段细线有可能变水平
3. 如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球不计两带电小球之间的电场影响，小球从紧靠左极板处由静止开始释放，小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中( )
A. 它们的运动时间的关系为
B. 它们的电荷量之比为：：
C. 它们的动能增量之比为：：
D. 它们的电势能减少量之比为：：
4. 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，为小电珠．为滑动变阻器，电源电动势为，内阻为现将开关闭合，当滑动变阻器滑片向左移动时，下列结论正确是( )
A. 电流表示数变小，电压表示数变小 B. 小电珠变亮
C. 电容器上电荷量增大 D. 电源的总功率变大
5. 如图所示，质量为、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径长度为。现将质量为的小球从点正上方高处由静止释放，然后由点进入半圆形轨道后从点冲出，在空中上升的最大高度为不计空气阻力，则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为
D. 小球第二次能上升的最大高度满足
6. 在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上分布如图所示．下列说法正确的有( )
A. 和带有异种电荷 B. 处的电场强度为零
C. 负电荷从移到，电势能增大 D. 负电荷从移到，受到的电场力增大
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
7. 科学家预测在银河系里可能有一个“与地球相近似”的行星．这个行星存在孕育生命的可能性，若质量可视为均匀分布的球形“与地球相近似”的行星的密度为，半径为，自转周期为，万有引力常量为，则( )
A. 该“与地球相近似”的行星的同步卫星的运行速率为
B. 该“与地球相近似”的行星的同步卫星的轨道半径为
C. 该“与地球相近似”的行星表面重力加速度在两极的大小为
D. 该“与地球相近似”的行星的卫星在星球表面附近做圆周运动的速率为
8. 如图，真空中水平放置两块长度为的平行金属板、，两板间距为，两板间加上如图所示最大值为的周期性变化的电压在两板左侧中点处有一粒子源，自时刻开始连续释放初速度大小为，方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期 ，粒子质量为，不计粒子重力及相互间的作用力( )
A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为
B. 在时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时竖直偏移距离为
D. 在时刻进入的粒子刚好从金属板右侧边缘离开电场
9. 某质量的“双引擎”小汽车，当行驶速度时靠电动机输出动力；当行驶速度在范围内时靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保。若该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力随运动时间变化的图象如图所示，若小汽车行驶过程中所受阻力恒为已知汽车在时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第末。则在这内，下列判断正确的是( )
A. 汽车第一次切换动力引擎时刻
B. 电动机输出的最大功率为
C. 汽车的位移为
D. 汽油机工作期间牵引力做的功为
10. 如图所示，水平面内有一光滑金属导轨，边接电阻，其他电阻均不计，与夹角为，与垂直。将质量为的长直导体棒搁在导轨上，并与平行。棒与、交点、间的距离为，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为。在外力作用下，棒由处以初速度向右做直线运动，其速度的倒数随位移变化的关系如图所示，在棒运动到处的过程中( )
A. 导体棒做匀变速直线运动 B. 导体棒运动的时间为
C. 流过导体棒的电流不变 D. 外力做功为
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
11. （6分）某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
实验时为了保证滑块质量为受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，实验时除了要满足沙和沙桶的总质量远远小于滑块的质量之外，还需要做的是________
在上题的基础上，某同学用天平称量滑块的质量。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距和这两点的速度大小与。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为________________用题中的字母表示。
由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，那么，此试验中真正成立的等式为_________________仍用上述题中的字母表示。
12. （9分）某同学为了描绘标有“ ”的小灯泡的伏安特性曲线，准备了以下器材：
电流表量程，内阻约
电流表量程，内阻约
电压表量程，内阻约
电阻箱
滑动变阻器
滑动变阻器
电源瓦电动势为，内阻约
单刀单掷开关一个、单刀双掷开关两个
导线若干
该同学在选择实验器材时发现，实验室提供的电压表不合适，原因是___ ___．
为了能够顺利完成实验，该同学设计了如图甲所示的电路，先测量电流表的内阻，然后再研究小灯泡的伏安特性曲线．
根据图连接电路，器材中的滑动变阻器应选择______，闭合开关前，滑动变阻器的触头应在最左端．
闭合开关，将单刀双批开关接触点，接触点，调节滑动变阻器和电阻箱，使两电流表均有适当的读数，用、表示电流表、的示教，用表示电阻箱的示教，则电流表的内阻可表示为______用、和表示．
多次改变电阻箱的阻值，测出多组数据，测得电流表内阻的平均值为．
将单刀双掷开关接触点，接触点，调节电阻箱使其接入电路的电阻．
调节滑动变阻器，当示数为时，示数为，此时流过小灯泡的电流为______，小灯泡两端的电压为______
四、计算题（本大题共3小题，共41分）
13. （12分）如图所示，质量的物块静止于光滑水平轨道处，现用水平力作用于物块，物块运动时撤去，然后滑上以的速度顺时针匀速转动的倾斜传送带上水平轨道与倾斜传送带平滑连接。已知传送带与物块间动摩擦因数为，传送带倾角，长，取求：
物块从开始运动至传送带顶端的时间；
传送带因传送物体多消耗的电能。
14. （13分）如图所示，在竖直平面内，是一倾角为的光滑绝缘直轨道，是半径的光滑圆弧轨道，与相切于点，点切线水平，点左上方空间存在着竖直向上的匀强电场，场强大小，是与水平方向夹角为的界面，在下方存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度大小也是，磁感应强度大小，质量的带负电滑块从斜面顶端由静止开始滑下。已知，斜面上、两点间高度差，滑块带电量，重力加速度，，求：
滑块滑到斜面底端点时的速度大小；
滑块滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
滑块离开点后第次经过界面时离点的距离结果保留位有效数字。
（16分）如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处于、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场图示虚线中。在磁场中离左边界处垂直于水平导轨放置导体棒，在倾斜导轨高处垂直于导轨放置导体棒，将导体棒由静止释放，结果发现导体棒以的速度从磁场右边界离开。已知导体棒、的质量均为，阻值均为，棒的长度均等于导轨间距，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好取，忽略磁场边界效应。求：
安培力对导体棒做的功；
导体棒刚出磁场时，导体棒的速度大小及两棒之间的距离；
整个过程中，安培力对导体棒做的功．
答案和解析
1. 【解析】A、在时刻，甲的速度为正，乙的速度为负，则知甲乙的运动方向相反，故A错误．
B、速度时间图线的斜率表示加速度，则知在时间内，乙的加速度一直减小，故B错误．
、甲一直沿正向运动，乙先沿负向运动，后沿正向运动，两者都沿正向运动时，若甲乙从同一位置出发，时刻前，甲的速度较大，两者间距增大，时刻后，乙的速度较大，两者间距减小，故时刻它们相距最远．故C错误，D正确．故选：。
2. 【解析】A.根据力的平衡，设细线上的拉力为，则，
解得，故A错误；
B.仅将端缓慢沿杆向上移，设线长为，根据几何关系可知，细线与竖直方向的夹角不变，因此拉力大小不变，故B正确；
C.仅将端缓慢沿杆向左移，细线与竖直方向的夹角变小，因此拉力减小，故C错误；
D.仅将端缓慢沿杆向下移，在滑轮到达端前，由于滑轮两边细线与竖直方向的夹角总是相等，因此段细线始终不可能变成水平，故D错误。
3. 【解析】、两小球在竖直方向都做自由落体运动，竖直分位移相等，由，得到时间相等，故A错误；
B、两球的水平分运动都是初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律，有
根据位移时间关系公式，有
由两式解得
由于两球的水平分位移之比为：，故电量之比为：，故B错误；
C、根据动能定理，有
由于未知，故C错误；
D、电场力做功等于电势能的减小量，故
由选项分析可知，水平分位移之比为：，电量之比也为：，故电势能减小量之比为：，故D正确；故选：．
4. 【解析】、当滑动变阻器滑片向左移动时，其接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知总电流减小，路端电压增大所以电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠变暗．电容器的电压，减小，其它量不变，则增大，由可知电容器上电荷量增加，故C正确，AB错误；
D、由于电源的内电阻与外电路总电阻的关系不能确定，所以不能判断电源的输出功率怎样变化，故D错误。故选C。
5. 【解析】A、小球和小车组成的系统在竖直方向外力不平衡，所以系统竖直方向动量不守恒，但小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，故A错误；
B、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故B错误；
C、设小车向左运动的最大距离为，系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由量守恒定律得，即有，解得小车的位移为，故C错误；
D、小球第一次车中运动过程中，由动能定理得，为小球克服摩擦力做功大小，解得，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于，而小于，即，故D正确。
6. 【解析】A.由图可知：无穷远处电势为零，又有电势为正的地方，故存在正电荷；又有电势为负的地方，故也存在负电荷，所以和带有异种电荷，故A正确；
B.电场强度等于图中曲线斜率，处的斜率不为零，故电场强度不为零，故B错误；
C.负电荷从移到，电势增大，电势能减小，故C错误；
D.负电荷从移到，曲线斜率减小，即电场强度减小，所以，受到的电场力减小，故D错误。
7. 【解析】、根据匀速圆周运动线速度公式以及行星的同步卫星周期，知其运行速率为，是行星的同步卫星的轨道半径，并不是，故A错误；
B、行星对其同步卫星的万有引力提供向心力，设同步卫星轨道半径为，
则有：，且，解得：，故B错误；
C、由，，可解得：，故C正确；
D、星球表面附近圆周运动的速度为，故D正确；故选：。
8. 【解析】、粒子进入电场后，水平方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动的时间
则时刻进入电场的粒子，运动时间正好是交变电场的一个周期；粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度，故A正确；
B、在时刻进入的粒子离开电场时，竖直方向有，即
在时刻进入电场的粒子，离开电场时竖直偏移距离为，故B正确；
D、在时刻进入的粒子离开电场时，在竖直方向向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，再向上减速，由对称可知，粒子离开电场时竖直偏移距离为，故C错误。
D、在时刻进入的粒子，在竖直方向向先向上加速运动，然后向上减速运动，刚好从金属板右侧边缘离开电场。故D正确；故选：。
9. 【解析】A.开始阶段加速度，，解得：，故A正确；
B.时刻，电动机输出的功率，故B错误；
C.汽车前内的位移：，汽油机工作期间，功率：，解得时刻汽车的速度：，后内根据动能定理得：，解得：，前时间内汽车的位移，故C正确；
D.后内汽油机工作时牵引力的功，故D错误。故选：。
10. 【解析】由图线可知：，解得：得，所以导体棒做非匀变速直线运动，故A错误；
C. 感应电动势为：，感应电动势大小不变，感应电流为：大小不变，故C正确；
B. 根据法拉第电磁感应定律有：，解得： ，故B正确；
D.克服安培力做功等于回路产生的焦耳热为：，
根据动能动能定理有：；
解得：，故D错误。
11.平衡摩擦力
滑块受到的合力为，要使合力等于拉力，可以将长木板的一端适当垫高，使重力的下滑分力与摩擦力平衡，即可保证拉力等于合力，即；即需要平衡摩擦力．

本实验要验证动能定理，即合力对小车的做的功等于小车动能的增加量，根据动能定理，有：；
12.量程太大；
1
②
；
13.解：物块在水平面上运动时的加速度大小为：
根据位移与时间关系可得：
代入数据解得：
撤去拉力时的速度大小为：
滑上传送带后加速过程中的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
设达到传送带的速度时经过的时间为，有：，
代入数据解得：
此过程中的位移：，
代入数据解得：
则匀速过程有：
所以总时间；
物体在传送带时，相对位移
代入数据解得：
由能量守恒定律，得：
代入数据解得：。
答：物块从开始运动至传送带顶端的时间为；
传送带因传送物体多消耗的电能为。
14.解：对滑块，到过程有动能定理得，
，
对滑块，到过程有：
，
在点有：
设滑块离开点后第次经过界面上的点，由平抛运动规律得：
在点有：，
间距离，
设滑块离开点后第次经过界面上的点，因，
所以物块从到做匀速圆周运动，设点速度方向与水平方向夹角为，速度为，
，，，
由洛伦兹力提供向心力可得：，
所以间距离，
解得：
所以滑块离开点后第次经过界面时距离点的距离
答：滑块滑到斜面底端点时的速度大小为
滑块滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为
滑块离开点后第次经过界面时离点的距离为
15.解：导体棒在安培力的作用下由静止向右加速运动，
根据动能定理，安培力对导体做的功：；
导铁棒在倾斜部分运动时，由机械能守恒定律有：，
代入数据解得：，
导体棒进入磁场与导体棒通过磁场相互作用直到导体棒出磁场，
由动量守恒定律有：，
代入数据解得：，即导体棒出磁场时，两棒已获得共同速度，
此过程中，对导体棒运用动量定理有：，
电荷量：，
代入数据解得：，
两棒之间的距离为；
导体棒进入磁场与导体棒通过磁场相互作用后获得共同速度的过程中，
安培力对导体棒做的功：，
导体棒从磁场中出来时，导体棒与磁场右边界相距：，
此时对导体棒运用动量定理有：，
电荷量：，
代入数据解得：，
导体棒刚好停止在磁场右边界处，该过程中安培力对导体棒做的功：，
因此整个运动过程中安培力对于导体棒做的功为：；
答：安培力对导体棒做的功为。
导体棒刚出磁场时，的速度大小为，两棒之间的距离为。
导体棒的整个运动过程中，安培力对做的功为。