安徽省重点中学2023-2024学年高三上期末物理模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60°，则C点到B点的距离为( )
A．R B． C． D．
2、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10：1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电阻，与电容器连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电表均为理想交流电表，开关S处于断电状态，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为0.05A
C．电阻上消耗的功率为2.5W
D．若闭合开关S，电容器会被击穿
3、某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称,则( )
A．x1处和－x1处场强方向相同 B．x1处和－x2处场强大小相等
C．某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等 D．某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能
4、如图所示，为某运动员(可视为质点)参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的v－t图象以他离开跳板时为计时起点，不计空气阻力。则下说法中正确的是（ ）
A．t3时刻达到最高点
B．t2时刻的位移最大
C．t1时刻的加速度为负
D．在t1~t2时间内重力做功WG小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf
5、在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（ ）
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法
6、如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块。物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零。从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的分子力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep=0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是______。
A．虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线
B．当分子间距离r
D．乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小
E.乙分子的运动范围为r4≥r≥r1
8、如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播，P与B相距40cm，B点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波I在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距50cm，C点的振动图像如图丙所示。在t=0时刻，两列波同时分别经过B、C两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在P点相遇，则以下说法正确的是（ ）
A．两列波的波长均为20cm
B．P点为减弱点，振幅是为10cm
C．4.5s时P点在平衡位置且向下振动
D．波遇到40cm的障碍物将发生明显衍射现象
E.P点为加强点，振幅为70cm
9、下列关于热力学定律的说法正确的是_______。
A．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等
B．外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加
C．可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，然后向房间自动释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热
D．低温系统可以向高温系统传递热量
E.无论科技如何进步与发展，绝对零度都不可以达到
10、如图所示，理想变压器的初、次级线圈的匝数之比为，在次级线圈中接有两个阻值均为50Ω的电阻，图甲中D为理想二极管。现在初级线圈输入如图乙所示的交流电压，那么开关K在断开和闭合的两种情况下，下列说法中正确的有（ ）
A．两种情况下R2两端的电压相同 B．两种情况下R2消耗的功率相同
C．两种情况下R1消耗的功率相同 D．两种情况下变压器的输入功率不同
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某一小型电风扇额定电压为5.0V，额定功率为2.5W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E（电动势为6.0V）
B．电压表V（量程为0～6V，内阻约为8kΩ）
C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；
E．滑动变阻器R1（最大阻值5k，额定电流100mA）
F．滑动变阻器R2（最大阻值25Ω，额定电流1A）
（1）为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_____滑动变阻器应选用_____（填所选仪器前的字母序号）。
（2）请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内（小电风扇的电路符号如图甲所示）_____。
（3）操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_____Ω，正常工作时的发热功率为_____W，机械功率为_____W
12．（12分）用如图甲所示装置，测定木块与长木板间的动摩擦因数。放在水平桌面上的长木板一端带有定滑轮，另一端固定有打点计时器，穿过打点计时器的纸带连接在木块上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬挂装有砝码的砝码盘，开始时木块靠近打点计时器。当地的重力加速度为。
（1）实验前，需要调节______的高度，使连接木块的细线与长木板平行。
（2）接通电源，释放纸带，图乙为打出的纸带上点迹清晰的一段，纸带上0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间均有四个计时点未标出，若打点计时器所接交流电的频率为，测出纸带上计数点0、2间的距离为，计数点4、6间的距离为，则打计数点5时，木块的速度大小为____，木块的加速度大小为____。
（3）若木块的质量为，悬挂的砝码和砝码盘的总质量为，则木块与长木板间的动摩擦因数为____。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示。在y≥0存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，坐标原点O处有一粒子源，可向x轴和x轴上方的各个方向均匀地不断发射速度大小均为v、质量为m、带电荷量为＋q的同种带电粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P（粒子一旦打在金属板 P上，其速度立即变为0）。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力：
(1)求磁感应强度B的大小；
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值；
(3)求打在薄金属板右侧面与左侧面的粒子数目之比。
14．（16分）如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以16m/s的速度沿水面匀速滑行，其水橇（滑板）与水面的夹角为θ。到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。跳台可看成倾角为θ的斜面，斜面长8.0m、顶端高出水面2.0m。已知运动员与水橇的总质量为90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为、与水间的摩擦不计。取g=10m/s2，不考虑空气阻力，求：
(1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小；
(2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。
15．（12分）如图所示，水平传送带与固定斜面平滑连接，质量为m＝1kg的小物体放在斜面上，斜面与水平方向的夹角为θ＝37°，若小物体受到一大小为F＝20N的沿斜面向上的拉力作用，可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B时，撤去拉力F且水平传送带立即从静止开始以加速度a0＝1m/s2沿逆时针方向做匀加速运动，当小物体的速度减为零时刚好滑到水平传送带的右端C处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为 ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB间距离L＝5m，导槽D可使小物体速度转为水平且无能量损失，g＝10m/s2。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
(1)小物体运动到B点的速度
(2)小物体从A点运动到C点的时间
(3)小物体从B点运动到C点的过程中，小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
由几何知识求解水平射程．根据平抛运动的速度与水平方向夹角的正切值得到初速度与小球通过D点时竖直分速度的关系，再由水平和竖直两个方向分位移公式列式，求出竖直方向上的位移，即可得到C点到B点的距离．
【详解】
设小球平抛运动的初速度为v0，将小球在D点的速度沿竖直方向和水平方向分解，则有
，
解得：
，
小球平抛运动的水平位移：
x＝Rsin 60°，x＝v0t，
解得：
，，
设平抛运动的竖直位移为y，
，
解得：
，
则
BC＝y－(R－Rcos 60°)=，
故D正确，ABC错误．
【点睛】
本题对平抛运动规律的直接的应用，根据几何关系分析得出平抛运动的水平位移的大小，并求CB间的距离是关键．
2、C
【解析】
A．开关断开时，副线圈为R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为100V，所以副线圈电压为10V，则电压表的读数是R2的电压为5V≈7.07V，故A错误；
B．由A的分析可知，副线圈电流为
所以原线圈电流为
故B错误；
C．电阻R1、R2上消耗的功率为
故C正确；
D．当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并=10Ω，所以并联部分的电压为
最大值为，所以电容器不会被击穿，故D错误。
故选C。
3、C
【解析】
AB．φ—x图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误；
CD．在x2处和-x2处电势相等，根据Ep=qφ知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D错误。
故选C。
4、D
【解析】
A．运动员起跳时的速度方向向上，可知，t1时刻达到最高点，故A错误。
B．在0-t2时间内，v-t图象为直线，加速度不变，所以在0-t2时间内人在空中，t1时刻达到最高点，t1-t2时间内下落，t2时刻开始进入水面，t3时刻达到水中最深处，t3时刻的位移最大，故B错误。
C．根据速度图象的斜率表示加速度，知t1时刻的加速度为正，故C错误。
D．在t1-t3时间内，根据动能定理知
即
所以在t1~t2时间内重力做功WG12小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf23，故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
在“油膜法估测分子的直径” 实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是理想模型法，故C项正确，ABD三项错误。
6、D
【解析】
物块接触弹簧后，在开始阶段，物块的重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得：
mg-kx=ma
得到
a与x是线性关系，当x增大时，a减小；
当弹力等于重力时，物块的合力为零，加速度a=0；
当弹力大于重力后，物块的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得
kx-mg=ma
得到
a与x是线性关系，当x增大时，a增大；
若物块接触弹簧时无初速度，根据简谐运动的对称性，可知物块运动到最低点时加速度大小等于g，方向竖直向上，当小球以一定的初速度压缩弹簧后，物块到达最低点时，弹簧的压缩增大，加速度增大，大于g；
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论不相符，选项B错误；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论相符，选项D正确；
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ACE
【解析】
A．因两分子间距在平衡距离r0时，分子力表现为零，此时分子势能最小，可知虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线，选项A正确；
B．当分子间距离r
D．乙分子从r4到r1的过程中，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误；
E．因乙分子在r4处分子势能和动能均为零，到达r1处时的分子势能又为零，由能量守恒定律可知，在r1处的动能也为零，可知乙分子的运动范围为r4≥r≥r1，选项E正确；
故选ACE.
8、ACE
【解析】
A．两列波的周期都是
计算波长
A正确；
BE．根据题意
而时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70cm，B错误，E正确；
C．波从C传到P的时间
波从B传到P的时间
在时刻，横波I与横波II两波叠加，P点经过平衡位置向下运动，在时刻，经过了两个周期，P点经过平衡位置向下运动，C正确；
D．因波长为20cm，则当波遇到40cm的障碍物将不会发生明显衍射现象，D错误。
故选ACE。
9、ADE
【解析】
A．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等，A正确；
B．外界做正功，有可能同时放热，内能的变化不确定，B错误；
C．根据热力学第二定律，题中所述的问题不可能实现，选项C错误；
D．低温系统向高温系统传递热量是可以实现的，前提是要引起其他变化，D正确；
E．绝对零度不可以达到，E正确．
故选ADE。
10、CD
【解析】
ABD．在开关K闭合时，此时电路中的总电阻为R总=25Ω。由图乙可知初级线圈的有效值为
次级线圈的电压为
R2两端的电压为U2=50V，R2消耗的功率为
电路中消耗的总电功率为
当开关K断开时，R2两端的有效值由
得
R2消耗的功率为
电路中消耗的总电功率为
故AB错误，D正确；
C．在两种情况下并不影响R1两端的电压，故R1消耗的功率是相同的，故C正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、（1）C； E； （2）实验电路图如图所示； （3）2.5Ω， 0.625， 1.875。
【解析】
（1）电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择C．电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择E。
（2）因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻大约 ，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。电路图如图所示。
（3）电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。根据欧姆定律得：
正常工作时电压为5V，根据图象知电流为0.5A，
则电风扇发热功率为：P＝I2R＝0.52×2.5W＝0.625W，
则机械功率P′＝UI﹣I2R＝2.5﹣0.625＝1.875W，
12、定滑轮
【解析】
（1）[1]调节定滑轮的高度使连接木块的细线与长木板平行。
（2）[2][3]根据时间中点速度等于某段时间的平均速度，则可求打计数点5时，木块的速度大小为
根据
得木块的加速度
（3）[4]由牛顿第二定律有
解得
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2) ；(3)
【解析】
（1）由左手定则可以判断带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动，沿方向射出的粒子恰好打在金属板的上方，如图a所示：
则：
联立得：
（2）粒子做匀速圆周运动的周期为T，根据圆周运动公式可知：
图b为带电粒子打在金属板左侧面的两个临界点，由图可知，圆心O与坐标原点和薄金属板下端构成正三角形，带电粒子速度方向和x轴正方向成角，由图b可知到达薄金属板左侧下端的粒子用时最短，即：
图c为打在右侧下端的临界点，圆心与坐标原点和薄金属板下端构成正三角形，带电粒子速度方向和x轴正方向成角，由图a、c可知到达金属板右侧下端的粒子用时最长，即：
则被板接收的粒子中最长和最短时间之差为：
（3）由图a和图c可知打在右侧面的粒子发射角为，打在左侧面的粒子发射角为，所以打在薄金属板右侧面与左侧面的粒子数目之比为：
14、 (1)60N；(2)14m/s
【解析】
(1)设沿水面匀速滑行时绳的拉力大小为，水对水橇支持力的大小为，则
，
由几何关系有
，
解得
(2)设运动员沿台面滑行时加速度大小为a，到达跳台顶端时速度的大小为，则
，
解得
v=14m/s
15、 (1)；(2)3s；(3)
【解析】
(1)小物体受到沿斜面向上的拉力作用时，对其进行受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
从到过程中由运动学公式可得
解得
(2)从到过程中由运动学公式可得
小物体在段，由牛顿第二定律可得
由运动学公式可得
小物体从到过程中的时间
总
联立解得
总
(3)小物体在段，小物体向右运动，传送带逆时针运动，对小物块
对传送带
小物体相对于传送带的位移
小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量
解得
