安徽省滁州市定远县民族中学2022-2023学年高三下学期开学考试物理试题（Word版含答案）

定远县民族中学2022-2023学年高三下学期开学考试
物理试题
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 如图所示，将两个相同的小球、以大小相同初速度从同一水平面分别竖直向上和斜向上抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 它们能上升到相同的高度 B. 它们上升到最高点所用的时间相同
C. 到最高点它们的速度都是零 D. 到最高点它们的加速度都是
2. “神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱在年月日成功对接，航天员顺利进入“天和”核心舱。载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，其简化示意图如图所示。先把飞船发射到近地圆形轨道Ⅰ，然后经过多次变轨使飞船不断逼近空间站轨道，当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨进入空间站轨道。Ⅱ、Ⅲ是绕地球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。、分别为椭圆轨道的远地点和近地点，下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅲ上，载人飞船在点的加速度比在点的加速度大
B. 载人飞船在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上运行的周期小
C. 载人飞船在轨道Ⅲ上经过点的速度大于在轨道Ⅳ上经过点的速度
D. 在轨道Ⅲ上，载人飞船在点的机械能比在点的机械能大
3. 如图，质量均为的两光滑小环和用轻绳连接，分别套在水平和竖直的固定直杆上．在绳上点施一水平力拉紧轻绳，使整个系统重新处于静止状态，随后使力缓慢增大，则在此过程中( )
A. 段绳中的张力始终大于，且逐渐增大
B. 杆对环的作用力始终大于，且逐渐增大
C. 段绳中的张力始终大于，且逐渐增大
D. 段绳与竖直方向的夹角逐渐增大
4. 如图所示，由绝缘硬细丝制作的半径为的半圆环固定在竖直平面内，环表面光滑。半径竖直，为环的最低点。将两个有孔的绝缘小球穿在环上，它们可自由地沿环滑动。现将其中的一个小球固定在环的最低点，并使其带上正电荷，电荷量为；将另一个小球带上电荷量为的电荷后，它静止于点，半径跟竖直方向的夹角为，且已知它的质量为。若要保证小球处于平衡，下列说法中正确的是( )
A. 仅使球质量增加到，间距离减小到原来的一半
B. 仅使球电荷量增加到，环对其弹力大小加倍
C. 仅使球电荷量增加到，间的库仑力大小增加到原来的两倍
D. 使球质量增加到、电荷量增加到，间距离将保持不变
5. 有两根长直导线、互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，点为两根导线连线的中点，、为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，则关于线段上两点的磁感应强度的说法中正确的是( )
A. 点和点的磁感应强度大小相等，方向相同
B. 点和点的磁感应强度大小不等，方向相同
C. 点和点的磁感应强度大小不等，方向相反
D. 点和点的磁感应强度大小相等，方向相反
6. 水平面上有质量相等的、两个物体，水平推力、分别作用在、上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的图象如图所示，图中则整个过程中( )
A. 的冲量等于的冲量
B. 的冲量大于的冲量
C. 摩擦力对物体的冲量等于摩擦力对物体的冲量
D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量
7. 如图，理想变压器的原线圈接入图所示的正弦交变电压，副线圈接个并联的彩色灯泡，每个灯泡的额定电压为、额定电流为。若灯泡都正常工作，下列说法不正确的是( )
A. 图中电压的有效值为 B. 图中交流电的频率为
C. 图中原线圈上的电流为 D. 图中原副线圈的匝数比为：
二、多选题（本大题共3小题，共12分。全部选对的4分，选对但不全对的得2 分，有选错的得0分。）
8. 如图所示，在正点电荷的电场中有、、、四点，、、为直角三角形的三个顶点，为的中点，、、、四点处的电势分别用、、、表示．已知，；点电荷在、、三点所在平面内，则( )
A. 点电荷一定在的连线上 B. 连接的线段一定在同一等势面上
C. 将正试探电荷从点搬运到点，电场力做负功 D. 大于
9. 如图甲所示，倾角为的固定斜面上有一物块处于静止状态，物块的质量为。现用沿斜面向下的恒力推物块，过一段时间撤去推力，物块沿斜面向下运动的图象如图乙所示，已知物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面足够长，重力加速度，，则下列判断正确的是( )
A. 物块静止时，斜面对物块的作用力大小为
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为
C. 推力的大小为
D. 若推力增大为原来的倍，则物块下滑的加速度小为
10. 半径分别为和的同心半圆粗糙导轨、固定在同一水平面内，一长为、电阻为、质量为且质量分布均匀的导体棒置于半圆轨道上面，的延长线通过导轨的圆心，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。在、之间接有一阻值为的电阻。导体棒在水平外力作用下，以角速度绕顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨间的动摩擦因数为，导轨电阻不计，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 导体棒两端的电压为
B. 电阻中的电流方向从到，大小为
C. 外力的功率大小为
D. 若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁场的磁感应强度增加，且变化得越来越慢
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
11. 如图所示为两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图。
实验中，安装好如图甲所示的实验装置，他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器。先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏从打出的点的先后顺序看，则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的甲比原先更加__________填“高”或“低”些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的计时点
平衡摩擦力后，已知小车的质量为，砝码盘连同砝码的总质量为，满足__________的条件下，两位同学可以认为砝码盘连同砝码的总重力近似等于小车的所受的合外力
接下来，先保持小车的质量不变，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；图乙为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了个计数点，相邻的两个计数点之间还有个点未标出，实验中使用的是频率的交变电流。根据纸带上的数据，可以算出小车的加速度__________。结果保留两位有效数字
然后，在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度与其质量的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量，得到小车的加速度与质量数据，描绘出图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是__________．
A.描绘与的关系图线 B.描绘与的关系图线
C.描绘与的关系图线 D.描绘与的关系图线
12. 某兴趣小组的同学为了测量某量程为电压表的内阻，设计了如图甲所示的电路。实验器材如下：
A.待测电压表量程，内阻约为几
B.滑动变阻器外阻值范围
C.电阻箱阻值范围
D.直流电源，电动势，内阻不计
E.开关一个，导线若干
实验电路已进行了部分连接，请按电路图在乙图中将其补充完整。
闭合开关前，最好将滑动变阻器的滑动头移到____端填“”或“”。
将电阻箱的电阻调到，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为。保持电路的其它部分不变，只调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为时，电阻箱示数如图丙所示，此时电阻箱接入电路的电阻为___，电压表的内阻为__ _。
四、计算题（本大题共4小题，共45分）
13. （9分）普通车辆过高速公路收费站时须在收费点停车缴费。目前逐步普及的通道如图则不需停车就自动完成缴费，节省了过站时间。已知收费点和收费通道的中点位于同一垂直于道路的直线上如图。两种缴费方式可简化为下列模型：普通车辆甲车，以的速度行驶到某一位置时开始刹车到达收费点刚好停止，花的时间缴费，然后再加速到；车辆乙车，以速度行驶到缴费通道入口前某一位置开始减速，到达通道入口位置时速度降到，然后匀速通过长的通道，到达通道出口处后再加速到，设所有车辆减速过程的加速度大小均为，加速过程的加速度均为，若将汽车看成质点，求：
甲车减速过程和加速过程的时间和位移；
乙车辆通过收费站因缴费而耽误的时间；
原先并排行驶的两辆车分别通过通道和普通收费通道后最终相距多远。
14. （11分）如图所示，在倾角为的光滑斜面底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧，轻弹簧的上端静止放一质量的滑块，且滑块与斜面顶端点相距。现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经点离开斜面，恰水平飞上顺时针始终匀速转动的传送带，已知传送带水平放置且足够长，传送带上端距点所在水平面高度为，滑块与传送带间的动摩擦因数取。
弹簧锁定时储存的弹性势能；
若传送带速度为，求滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能；
传送带右端竖直固定半径的光滑半圆轨道，且轨道下端恰好与传送带相切，为使滑块能沿半圆轨道运动而不脱离半圆轨道，求传送带速度应当满足的条件。
15. （12分）如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第四象限内有水平向左的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点未画出射出电场，再经过一段时间恰好从点未画出垂直于轴飞出，已知、之间的距离为。不计粒子重力求：
轴上点坐标；
匀强磁场的磁感应强度大小；
若粒子从轴负半轴某点沿方向射入第三象限，则第四象限的电场强度大小为多少？
16. （13分） 如图所示，光滑导轨、的水平部分处在方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，导轨右部分宽度为，左部分宽度为，将质量均为的金属棒和分别置于导轨上不同宽度处，且两棒均与轨道垂直。将棒置于距离水平导轨高度处时静止释放，棒沿轨道下滑后始终在左部分磁场中运动．两棒有电阻，导轨无电阻，左右水平部分均足够长，求：
棒滑至水平轨道瞬间的速度大小；
棒和棒最终的速度比值；
整个过程中系统产生的焦耳热。
答案和解析
1. 【解析】由于斜抛物体竖直分速度小球竖直上抛物体的速度；故斜抛物体的上升高度要小；故A错误；
B.抛出点高度相同、初速度相同，在竖直上抛的小球竖直分速度较大；故运动时间长，故B错误；
C.斜抛物体到达最高点时，水平速度不为零；而竖直上抛物体的速度为零；故C错误；
D.物体都做抛体运动，故加速度都为重力加速度，故D正确。故选D。
2. 【解析】A、根据万有引力定律有，离地球越远，万有引力越小，加速度越小，选项A正确
B、由开普勒第三定律可知，轨道半径越大，运行周期越大，选项B错误
C、载人飞船在轨道Ⅲ经过点时需加速做离心运动，才能进入轨道Ⅳ所以载人飞船在轨道Ⅲ经过点的速度小于在轨道Ⅳ经过点的速度，选项C错误
D、载人飞船在轨道Ⅲ上运行时机械能守恒，在点和点的机械能一样大，选项D错误。
3. 【解析】以两个小环整体为研究对象，对整体受力分析，整体受总重力、水平力、水平杆对环向上的支持力、竖直杆对环水平向左的支持力据平衡条件可得水平杆对环向上的支持力为：
竖直杆对环水平向左的支持力为：。
以为研究对象，对受力分析，受重力、水平杆对竖直向上的支持力、绳对的拉力，三力平衡，绳的拉力一定竖直向下，且有：
解得：。
故ABD错误。
C.以为研究对象，对球受力分析如图，设段绳与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得：
，。
力缓慢增大，段绳中的张力始终大于，且逐渐增大；段绳与竖直方向的夹角逐渐增大。故C正确。
4. 【解析】A、小球的受力如图所示，将支持力与库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反，根据三角形相似：，由此式可知，仅使球质量增加到，减为原来的一半，故A正确；
B、根据可知，仅使球电荷量增加到，大小不变，故B错误；
C、仅使球电荷量增加到，根据，电荷之间距离会增大，所以库仑力不是原来两倍，故C错误；
D、根据可得，使球质量增加到、电荷量增加到，间距离将减小，故D错误。
5. 【解析】根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，点和点的磁感应强度大小相等，点磁场向下，点磁场向上，方向相反，故D正确，ABC错误。故选D。
6. 【解析】C.由图可知，与平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。但的运动总时间小于的时间，根据可知，摩擦力对物体的冲量小于摩擦力对物体的冲量，故C错误；
根据动量定理，对整个过程研究得： ，，由图看出，，则有，即的冲量小于的冲量，故AB错误；
D.根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。故选D。
7. 【解析】、根据图得电压的最大值为，所以图中电压的有效值为：，故A正确；
B、图中交流电的周期为，则频率为：，故B正确；
C、图中副线圈电流为，根据变压器的输出功率等于输入功率可得：；则原线圈上的电流为：，故C错误；
D、图中原副线圈的匝数比为，故D正确．本题选择不正确的，故选：。
8. 【解析】点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在的中垂线和的中垂线的交点上，由几何关系可知，交点在的连线上，如图所示，故A正确；
B.，线段是、所在等势面圆的一个弦，故B错误；
C.在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从点搬运到点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；
D.在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故，故D正确。
9. 【解析】、物体静止时只受重力和斜面对物块的作用力，根据物块静止可得受力平衡，故斜面对物块的作用力大小等于重力，故大小为，故A错误；
B、由图乙可得：内加速度，后加速度为零；故分析物体受力可知，时撤去推力；
后加速度为零，故受力平衡，此时，物体受重力、斜面支持力和摩擦力作用，由受力平衡可得：，故物块与斜面间的动摩擦因数，故B错误；
C、内物体受重力、斜面支持力和摩擦力和推力作用，故由牛顿第二定律可得：，所以，，故C正确；
D、若推力增大为原来的倍，即，那么，物体受到的合外力为，故加速度大小为，故D正确；故选：。
10. 【解析】、导体棒在匀强磁场中切割磁感线产生感应电动势，
感应电流：，方向为顺时针，，由右手定则可知，电流：由流向，故A错误，B正确；
C、电功率公式：，
由能量守恒定律得：，
解得：，故C正确；
D、由右手定则可知，感应电流沿顺时针方向；若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，由楞次定律可知，可使竖直向下的磁场的磁感应强度减小，故D错误；故选：。
11.低；；；。
【解析】若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，所以第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加低，重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的点。
当盘及盘中砝码的总质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力。
小车的加速度大小为。
当小车的质量较小时，不满足砝码质量远小于小车质量，故计算整体的加速度可以避免误差，作图时应作出图像，故选A。
12.如图
；
；
，
【解析】根据原理图可得出实物图如图所示：
闭合开关前，为使测量部分起始电压较小，最好将滑动变阻器的滑动头移到端。
滑动变阻器阻值远小于电压表内阻，调节电阻箱时，电压表和电阻箱两端的电压不变，设为；则将电阻箱的电阻调到，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为，则有：，调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为时，电阻箱示数为，则有：，联立解得：。
故答案为：见上图；；，。
13.解：甲车减速过程：
加速过程
对乙车过站分三段：
减速过程： 经过位移
匀速过程： 经过位移
加速过程： 经过位移
共计用时，
正常行驶所需时间为
所以共耽搁
从甲车开始减速起，到恢复到，用时：
位移：
期间乙车因缴费用时：，
位移：
所以两车最终相距：

14.解：滑块离开斜面后，竖直方向由得：
所以滑块离开斜面时，有：，得：
对滑块，从开始到恰上斜面，机械能守恒，弹簧锁定时储存的弹性势能为：
解得：
滑块飞上传送带后，对滑块，由牛顿第二定律有：
，
得：；
由，得：
此过程中传送带的位移为：
物块的位移为：
所以两者相对位移为：
滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能为：
若滑块不能越过四分之一圆弧，对滑块，由机械能守恒定律得：
，
则有：
若滑块能到达圆弧最高点，在最高点，对滑块，由牛顿第二定律有：
，得：
从最低点到最高点，对滑块，由机械能守恒定律得：
，
得：
所以传送带运行速度应当满足的条件是：或
答：弹簧锁定时储存的弹性势能是；
若传送带速度为，滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能是．
传送带运行速度应当满足的条件是或．
15.解：已知粒子经过轴时恰好与轴成角射出电场，设粒子在电场中的运动时间为，竖直位移为，根据粒子做类平抛运动可得：，，， ，
解得，故点坐标为；
粒子在第一象限只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，那么，根据粒子恰好与轴成进入磁场，恰好垂直于轴离开磁场，由几何关系可得，
根据，，
解得；
设原点与点的距离为，则 ，
由于粒子从轴负半轴沿度方向射入第三象限，则，，
联立解得。
16.解：金属棒下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得：；
最终两金属棒做匀速直线运动，回路电流为零，两金属棒产生的感应电动势大小相等，设的速度为，的速度为，
感应电动势：，，
金属棒匀速运动时，
解得：：：；
设从进入水平轨道到两金属棒达到稳定状态需要的时间为，由动量定理得：
对：，
对：
解得：，，
对系统，由能量守恒定律得：
解得：。