届安徽省合肥市高三上第一次教学质量检测物理试题含答案解析.docx

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届安徽省合肥市高三上第一次教学质量检测物理试题含答案解析

2022届安徽省合肥市高三（上）第一次教学质量检测物理试题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶，二者的位置x随时间t的变化关系如图所示。

则下列说法正确的是（　　）

A．t1时刻两车速度相同B．t1时刻甲车追上乙车

C．t1到t2时间内，两车速度可能相同D．t1到t2时间内，乙车的平均速率比甲车大

2．如图所示，在平直的公路上，一辆向左运动的货车装载着完全相同的圆柱形空油桶。

底层油桶平整排列在车厢底部，相互紧贴并固定，上层仅有一只摆放在A、B之间的C桶（未固定）。

A、B、C始终保持相对静止，油桶的质量均为m，重力加速度为g，不计油桶间摩擦。

则下列说法正确的是（　　）

A．C一定受到3个力

B．当货车匀速时，C对B的压力大小为

C．当货车减速时，A、C间的弹力大小可能为零

D．当货车加速时，B、C间的弹力大小可能为

3．某校秋季运动会分为竞技组和健身组，健身组设置了定点投篮项目。

如图甲所示，某选手正在进行定点投篮，篮球在空中划出了一道漂亮的弧线。

在篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系xOy，如图乙所示，篮球由A点投出，A、B、C、D是篮球运动轨迹上的四点，C为篮球运动的最高点，A、B、D三点的坐标已在图中标出，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。

则下列说法正确的是（　　）

A．篮球经过C点时速度大小为

B．篮球经过B点和D点的动量相同

C．篮球由A到B和由B到C过程，动量的变化量相同

D．篮球由B到C和由C到D过程，重力做功相同

4．如图所示，正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻及导线电阻忽略不计。

S闭合后，线框受到的安培力大小为F。

若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（　　）

A．

B．

C．

D．

5．如图所示，匀强磁场垂直分布于圆形区域内，P为圆边界上的一点。

大量速率相同的同种粒子从P点沿各个方向垂直磁场射入，粒子射出圆边界的位置在一段圆弧上。

当磁感应强度的大小为B1时，这段圆弧的弧长是圆周长的

；当磁感应强度的大小为B2时，相应的弧长变为圆周长的

。

不计粒子重力及粒子间的相互作用，则

为（　　）

A．

B．

C．

D．

6．如图所示，U型导体框固定在水平面内，一匀强磁场竖直向下穿过导体框，导体棒ab垂直放在框上，以初速度v0水平向右运动，运动距离为L时停在框上。

已知棒的质量为m，阻值为R，导体框的电阻不计。

则下列说法正确的是（　　）

A．棒中感应电流的方向由a到bB．棒上产生的焦耳热一定为

C．棒克服安培力所做的功可能小于

D．当棒速度为

时，运动距离一定为

7．如图所示，在匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一个质量为m、电荷量为q的带正电小球。

现使其在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动。

AB、CD分别为圆的水平和竖直直径。

已知电场方向斜向右上方且与水平方向夹角为45°（图中未画出），场强大小为

，重力加速度为g。

则下列说法正确的是（　　）

A．小球运动的最小速度为

B．小球运动到A点时的机械能最小

C．小球运动到B点时的动能最大D．小球从C运动到D的过程中合力做功不为零

二、多选题

8．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员送入太空。

航天员进驻天和核心舱，开启了为期半年的在轨驻留，将开展机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工作，进一步验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。

天和核心舱距离地面的高度约400km，绕地球的运动可近似为圆周运动，运动一周约1.5h。

已知万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2，地球半径约6400km。

根据以上信息可估算出（　　）

A．地球的质量B．核心舱的运行速度

C．核心舱所受地球的引力D．核心舱所处位置的重力加速度

9．下图所示的实验中，极板所带电荷量为Q，已知两极板正对面积为S、间距为d，平行板电容器的电容为C，静电计指针偏角为θ。

则下列判断正确的是（　　）

A．若保持S不变，仅增大d，则θ变小B．若保持S不变，仅增大d，则C变小

C．若保持d不变，仅减小S，则θ变大D．若保持d不变，仅减小S，则C变大

10．如图所示，一质量为m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽，放在光滑的水平面上，有一质量也为m的小球由槽顶端A静止释放，在其下滑至槽末端B的过程中，已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计。

则下列说法正确的是（     ）

A．若圆弧槽固定，小球的机械能守恒

B．若圆弧槽固定，小球滑至B点时对槽的压力大小为4mg

C．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒

D．圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为

三、实验题

11．某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验。

（1）在探究小车加速度a与其质量M的关系时，采用了图a所示的方案。

①保持盘中砝码不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M，利用打出的纸带测量出小车对应的加速度。

下列实验操作合理的是___________。

A．为了平衡阻力，把木板的一侧垫高，并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上

B．先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车

C．调节滑轮，使细线与木板平行

②图b为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出。

交变电源的频率为50Hz，小车的加速度a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）；

③下表为实验小组记录的6组实验数据，其中5组数据的对应点已经标在图c的坐标纸上，请用×标出余下的一组数据的对应点，并作出

图像________，由

图像可得出的实验结论：

_________。

0.29

1.16

0.25

0.29

0.86

0.34

0.29

0.61

0.48

0.29

0.41

0.71

0.29

0.36

0.81

0.29

0.31

0.93

（2）在探究小车加速度a与所受力F的关系时，设计了图d所示的方案。

其实验操作步骤如下：

a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；

c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出a-F图像。

①该实验方案___________（选填需要或不需要）满足条件M>>m；

②若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的a-F图像最接近下图中的___________。

A．

B．

C．

12．在测定金属丝的电阻率实验中，所用测量仪器均已校准。

待测金属丝接入电路部分的长度l约为50cm，其电阻Rx约为5Ω。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径D，其中某一次测量结果如图所示，其读数为___________mm。

（2）为了使金属丝两端电压调节范围较大，并使测量结果尽量准确，实验小组设计了如图所示的电路图，可供选择的器材如下：

电流表A1：

（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）

电流表A2：

（量程0~3A，内阻约0.1Ω）

电压表V1：

（量程0~3V，内阻约3kΩ）

电压表V2：

（量程0~15V，内阻约15kΩ）

滑动变阻器R1：

（0~5Ω，允许最大电流2.0A）

滑动变阻器R2：

（0~1kΩ，允许最大电流0.5A）

电源E：

（约3V，内阻不计）

单刀单掷开关S一个，导线若干；

①电流表应选___________，电压表应选___________，滑动变阻器应选___________；（均填写器材的字母代号）

②若某次测量中电压表示数为U，电流表示数为I，则所测金属丝的电阻率的表达式ρ=___________。

（用所测物理量的符号l、D、U、I表示）

四、解答题

13．ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。

下图为ETC通道的示意图，通道的长度为自识别区起点至自动栏杆的水平距离。

某汽车以18km/h的速度匀速驶入识别区，ETC天线识别车载电子标签用时0.3s，识别完成后发出滴的一声，司机发现自动栏杆没有拾起，于是紧急刹车。

已知司机的反应时间为0.5s，该ETC通道的长度为29m，要使汽车不撞杆，则刹车时汽车加速度至少为多大？

14．我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。

如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放人其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为1.1kg，与杆间的动摩擦因数为0.5。

当杆与水平方向夹角为37°时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，sin37°=0.6，g取10m/s2，求此时风力的大小。

15．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月在北京举办，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一、如图所示，跳台滑雪赛道由跳台、助滑道（可视为圆心为O的圆轨道）和着陆坡三部分组成，其中助滑道半径OA与竖直线OB夹角为60°。

若比赛中，质量m=60kg的运动员从跳台A点以初速度v0=2m/s滑下，到达B点后水平飞出，落在着陆坡上的P点。

已知A、B间高度h=30m，B、P间距离s=75m，着陆坡倾角α=37°，运动员受到的空气阻力不计，g取10m/s2，sin37°=0.6。

求：

（1）运动员从B到P运动的时间；

（2）运动员到达B点时对助滑道的压力；

（3）运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功。

16．如图甲所示，水平正对放置的金属板A、B相距为d，右端放置垂直于板的靶MN，在两板间加上如图乙所示的电压。

质量为m、电荷量为q的正粒子束由静止经电压U加速后，从A、B左侧的中点O沿平行于板的方向连续射入，粒子能全部打在靶MN上且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T，不计粒子重力及粒子间的相互作用。

求：

（1）粒子进入AB板间的速度；

（2）金属板长度；

（3）在距靶MN的中心O'点多远的范围内有粒子击中。

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

A．x-t图像的斜率表示速度，在t1时刻乙图像的斜率大于甲图像的斜率，所以乙车的速度大于甲车速度，故A错误；

B．甲的初位置在乙前方，t1时刻位置相同，则在t1时刻乙车追上甲车，故B错误；

C．根据图像可知，在t1时刻乙图像的斜率大于甲图像的斜率，在t2时刻乙图像的斜率小于甲图像的斜率，在t1到t2时间内的某时刻二者的斜率相同，此时两车速度相等，故C正确；

D．t1到t2时间内，乙车与甲车路程相等，所用时间相同，乙车的平均速率与甲车相同，故D错误；

故选C。

2．D

【解析】

【详解】

B．当货车匀速时，对C受力分析，根据平衡条件可知此时C受到自身重力，A、B对它的支持力的作用，如图所示

由几何知识结合正交分解法可得

联立求得

所以可知，C对B的压力大小为

，故B错误；

C．当货车向左减速时，根据牛顿第二定律可判断知，C受到合力的方向水平向右，若此时A、C间的弹力大小为零，由平行四边形定则可知C受到合力的方向不可能水平向右，故C错误；

D．当货车向左加速时的加速度为

时，根据牛顿第二定律可判断知，此时A对C恰好无支持力作用，只有B对C有支持力的作用，且满足

故D正确；

A．由以上选项分析可知，C不一定受三个力的作用，故A错误。

故选D。

3．C

【解析】

【详解】

A．依题意，可知篮球抛出后做斜抛运动，利用逆向思维，可知篮球从C点做平抛运动到A点时，设C点坐标为

，C点到B点时间为

，由图乙可得

联立求得

故A错误；

B．由图乙知B点和D点在同一水平线上，则可知篮球在两点处的速度大小相等，但方向不同，所以两点处的动量不相同，故B错误；

C．由图乙知篮球由A到B和由B到C过程水平方向上发生的位移相等，则所用时间相等，根据动量定律可得

所以动量的变化量相同，故C正确；

D．篮球由B到C，重力做负功；由C到D，重力做正功，二者不相同，故D错误。

故选C。

4．A

【解析】

【详解】

S闭合后，ab棒与其余各棒并联，设电源电动势为E，则两支路的电流大小均为

ab棒受到安培力的大小为

其余各棒在磁场中的等效长度也为L，受到的安培力大小为

线框受到的安培力大小

若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小

故选A。

5．B

【解析】

【详解】

当磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，即

，如图所示

所以粒子做圆周运动的半径

同理可得，当磁感应强度的大小为B2，相应的弧长变为圆周长的

时，有

联立解得

故选B。

6．C

【解析】

【详解】

A．由右手定则可知，棒中感应电流的方向由b到a，选项A错误；

BC．若导体棒与导轨之间有摩擦，则棒上产生的焦耳热小于

，棒克服安培力所做的功小于

，选项B错误，C正确；

D．若导体棒与导轨之间无摩擦，则由动量定理

其中

当棒速度为

时，由动量定理

其中

解得运动距离为

若导体棒与导轨之间有摩擦，则导体棒运动的距离不等于

，选项D错误；

故选C。

7．C

【解析】

【详解】

AC．由于电场方向斜向右上方且与水平方向夹角为45°，则电场力为

将电场力和重力合成，合力大小为mg，方向水平向右。

合力所在的直线与圆周的交点为速度最小值的点和最大值的点，即A点和B点。

在B点时速度最大，动能最大。

在A点，当绳上拉力为零时，速度最小，则电场力和重力的合力为圆周运动提供向心力

可得

故A错，C正确；

B．除重力和弹力外其他力做功等于系统机械能增加值。

如图所示

从E到F，电场力做正功，机械能增加。

从F到E，电场力做负功，机械能减小。

所以运动到E点时机械能最小。

故B错误；

D．由于绳上拉力不做功，电场力和重力的合力大小为mg，方向水平向右。

从C到B时，合力做功为

从B到D时，合力做功为

所以，从C运动到D的过程中合力做功为零。

故D错误。

故选C。

8．ABD

【解析】

【详解】

设地球质量为

，核心舱质量为

，核心舱离地球表面高度为

，地球半径为

，核心舱绕地球运动的周期为

。

ABD．依题意，根据核心舱所受地球的引力提供向心力，可得

可求得地球质量

核心舱的运行速度

核心舱所处位置的重力加速度

故ABD正确；

C．由于核心舱的质量未知，所以不能求出核心舱所受地球的引力大小，故C错误。

故选ABD。

9．BC

【解析】

【详解】

AB．根据电容的决定式

若保持S不变，仅增大d，电容C变小，极板间电荷量不变，再根据

可知U增大，所以θ变大，A错误、B正确；

CD．根据电容的决定式

若保持d不变，仅减小S，电容C变小，极板间电荷量不变，再根据

可知U增大，所以θ变大，C正确、D错误；

故选BC。

10．AD

【解析】

【详解】

A．若圆弧槽固定，小球的重力势能全部装换为小球的动能，则小球的机械能守恒，A正确；

B．若圆弧槽固定，小球滑至B点时的速度为

mgR=

mvB2

小球下滑的过程中做圆周运动有

解得

FN=3mg

B错误；

C．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统在水平方向动量守恒，C错误；

D．圆弧槽不固定的情形下，小球滑到B点时的速度为，取水平向右为正

-mv+mv=0

根据AB组成的系统机械能守恒有

解得圆弧槽不固定的情形下，小球滑到B点时的速度为

再结合选项B，可知圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为

，D正确。

故选AD。

11．    BC    0.48    

    力一定时，小车的加速度

与质量

成反比    不需要    A

【解析】

【详解】

（1）①[1]A．为了平衡阻力，把木板的一侧垫高，并不挂砝码盘，A错误；

B．先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车，B正确；

C．调节滑轮，使细线与木板平行，这样才能使细绳的拉力等于小车受到的合力，C正确；

故选AC。

②[2]相邻两个计数点间还有四个点未画出，则T=0.1s。

小车的加速度

③[3]作出

图像如图

[4]由

图像可得出的实验结论：

力一定时，小车的加速度

与质量

成反比。

（2）设木板倾角为θ，则挂上砝码盘和砝码时有

F+f=Mgsinθ

F=mg

取下砝码盘和砝码时有

Mgsinθ-f=Ma

整理得

mg=Ma

即使小车加速下滑的外力恰好等于砝码盘和砝码的总重力；

①[5]由以上分析可知，该实验方案不需要满足条件M>>m；

②[6]若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的a-F图像，因为

所应为一条过原点的直线。

故选A。

12．    0.600    

【解析】

【详解】

（1）[1]金属丝的直径为

（2）①[2][3]根据所给电源以及Rx的阻值可知Rx两端的最大电压约为3V，通过Rx的最大电流约为0.6A，为了使电表指针能够有适当的偏转幅度从而减小读数误差，电流表应选择A1，电压表应选择V1。

[4]由电路图可知滑动变阻器采用分压式接法，为了便于控制分压，应选择最大阻值较小的R1。

②[5]根据欧姆定律有

根据电阻定律有

联立解得

13．

【解析】

【详解】

汽车匀速行驶的速度

，设汽车做减速运动时的加速度大小为

时，汽车刚好不撞杆，则在识别车载电子标签和司机反应时间内，汽车行驶的距离为

在刹车过程中，汽车行驶的距离

为了不撞杆，需满足

把

，

，

，代入上式，解得

则要使汽车不撞杆，刹车时汽车加速度至少0.5m/s2。

14．22N或2N

【解析】

【详解】

若小球沿细杆匀速向上运动，垂直杆方向

沿杆方向

又

解得

若小球沿细杆匀速向下运动，垂直杆方向

沿杆方向

又

解得

15．

（1）

；

（2）

，方向竖直向下；（3）

【解析】

【详解】

（1）设运动员从B到P运动的时间为t，从B点飞出时的速度大小为vB，由平抛运动规律可得

联立并代入数据解得

（2）设助滑道的半径为R，根据几何关系有

设运动员到达

点时受到助滑道的支持力大小为FN，由牛顿第二定律可得

联立并代入数据解得

由牛顿第三定律可知运动员到达

点时对助滑道的压力大小为

方向竖直向下。

（3）设运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为W克f，由动能定理可得

代入数据解得

16．

（1）

；

（2）

；（3）在距靶

中心

点上方

至下方

的范围内有粒子击中。

【解析】

【详解】

（1）由动能定理可得

所以

（2）粒子沿着初速度方向做匀速直线运动，则金属板长度

即

（3）粒子在

时刻（

）进入

板，将打在靶

的最下方，

在前

时间内，粒子的加速度

粒子在竖直方向上向下的位移

在后

时间内，粒子加速度

粒子在竖直方向向下的位移

粒子在

点下方的最大位移为

粒子在

时刻（

）进入

板，将打在靶

的最上方，在前

时间内，粒子加速度

粒子向上位移

在后

时间内，粒子加速度

粒子向上位移

粒子在

点上方的最大位移

即在距靶

中心

点上方

至下方

的范围内有粒子击中。