2024~2025学年安徽省合肥市普通高中高三上学期期末模拟训练(二)物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年安徽省合肥市普通高中高三上学期期末模拟训练(二)物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分．
第Ⅰ卷（选择题 共42分）
一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1．如图所示，地球可看成是一个质量分布均匀的球体，地球上的物体均随地球自转做匀速圆周运动。已知石家庄的纬度约为，则位于赤道和石家庄的物体P、Q随地球自转的角速度、线速度之比分别为( )
A．，
B．，
C．，
D．，
2．电梯向上运行过程中，李华同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。下列说法中正确的是( )
A．从20.0 s到30.0 s，电梯的加速度先减小后增大
B．从30.0 s到40.0 s，电梯相对地面处于静止状态
C．从40.0 s到50.0 s，电梯处于失重状态
D．从20.0 s到50.0 s，电梯运行了约15层楼高
3．下列关于电和磁的情景的说法正确的是( )
A．图甲：两条异向通电长直导线相互吸引
B．图乙：在匀强磁场内运动的闭合线框中有感应电流产生
C．图丙：闭合线框中c点的电势高于b点的电势
D．图丁：电路通电稳定后断开开关S的瞬间，灯泡一定会闪一下再熄灭
4．如图甲所示，一物块（可视为质点）从倾角的足够长斜面上滑下，以物块的初始位置为坐标原点，沿斜面向下为x轴的正方向建立坐标系，物块运动的图像如图乙所示，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A．物块的加速度为2B．物块的初速度为零
C．前2s内物块的平均速度为5 D．物块与斜面间的动摩擦因数为
5．风对帆面的作用力垂直于帆面，它能分解成两个分力：垂直于航向的分力，会被很大的水的横向阻力平衡；沿着航向的分力，提供船向前的动力。下列船帆与风的方向组合能使船沿航向方向行驶的是( )
A．B．
C．D．
6．如图，边长均为a的立方体木块和空心立方体铁块，用长度也为a的细绳连接，悬浮在平静的大水池中，木块上表面和水面的距离为h=4a。当细绳某时刻突然断裂后，木块与铁块分别竖直向上、向下运动，当木块上表面刚浮出水面时，铁块恰好到达池底。已知木块的质量为m，铁块的质量为M=4m，不计水对物块的阻力，设水对物块的浮力不受物块运动的影响，则池深为( )
A．8aB．10a
C．12aD．15a
7．示波管的结构如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，两对偏转电极XX′、YY′相互垂直。如图乙所示，荧光屏上有xOy直角坐标系，坐标原点位于荧光屏的中心，x轴与电极XX′的金属板垂直，其正方向由X′指向X，y轴与电极YY′的金属板垂直，其正方向由Y′指向Y。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间的电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转，最终打在荧光屏上，产生一个亮斑。已知两对偏转电极极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d，加速电极间电压为U0，电子的电荷量为e，质量为m。忽略电子刚离开金属丝时的速度，不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响。下列各情形中，电子均能打到荧光屏上。问：若在偏转电极YY′之间加恒定电压U1（U1 > 0），而偏转电极XX′之间不加电压，已知电极YY′的右端与荧光屏之间的距离为L1。求电子打在荧光屏上的位置坐标( )
A． QUOTE B． QUOTE C． QUOTE D． QUOTE
8．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B的大小与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，沿MN和其中垂线建立直角坐标系xOy。规定磁场沿方向为正，则磁感应强度B随x、y变化的图线正确的是( )
A．B．
C．D．
二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．“双星系统”是指在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点做匀速圆周运动的两个孤立星球组成的系统。假设在太空中有星球A、B组成的双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，如图所示，两星球的间距为，公转周期为。为探索该双星系统，向星球B发射一颗人造卫星C，C绕B运行的周期为，轨道半径为，忽略C的引力对双星系统的影响，万有引力常量为。则以下说法正确的是( )
A．星球A、B的质量之和为
B．星球A做圆周运动的半径为
C．星球B做圆周运动的半径为
D．若A也有一颗周期为的卫星，则其轨道半径一定大于
10．半径相同的光滑小球A、B、C按图示放置，其中A、B球用长度为l的竖直轻杆连接，B、C球挨着，但不粘连。在受轻微扰动后轻杆开始向左倾斜，三个小球始终在同一竖直面内运动，A球着地后不反弹。已知小球C的最大速度为v，小球A、B、C的质量分别为3m、2m、m，重力加速度为g，则( )
A．B、C球分离时，A球的加速度竖直向下
B．A球落地前瞬间的速度大小为
C．从A球开始运动到落地前瞬间的过程中杆对A球始终做负功
D．从A球开始运动到落地前瞬间三小球组成的系统动量守恒
第Ⅱ卷（非选择题 共58分）
三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求做答（第11～12题为实验题或填空题，13～15题为计算题)。
11．(6分) 在“探究加速度与力的关系”的实验中，李华同学设计了如图甲所示的实验装置。在调节桌面水平后，利用力传感器来测量细线拉力。

(1)他在实验中得到一条纸带如图乙所示。打点计时器每隔0.02 s打一次点，O、A、B、C、D为5个计数点，相邻两个计数点间还有4个点未画出，则打下B点时小车的瞬时速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；
(2)在（1）的条件下，小车的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）；
(3)在利用图甲装置进行实验时， 补偿阻力（选填“需要”或“不需要”）。
12．(10分) 某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率。
A、电池（电动势E）
B、电流表G（满偏电流Ig = 2 mA，内阻Rg = 120 Ω）
C、滑动变阻器R1
D、定值电阻Ra
E、定制电阻Rb
F、开关一个、红黑表笔各一支，导线若干
(1)用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的 （正、负）接线柱
(2)先将开关S掷向 （a、b），欧姆表的倍率是“×10”倍率，将两表笔短接，调节滑动变阻器R1使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器的电流为40 mA，则定值电阻Ra + Rb = Ω。
(3)再将此欧姆表调至“×100”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4 V，通过计算可知，该电压表内阻为 Ω。
(4)若此欧姆表放置很久后，电源电动势减小、内阻增大，则用此欧姆表测量未知电阻的阻值时，测量值 （大于、小于、等于）真实值。
13．(10分) 如图所示为一顺时针匀速转动的水平传送带，工人将一质量为m的货物轻放在传送带左端A点，在传送带的带动下货物一直做匀加速直线运动，后从传送带的右端B点以速度水平飞出，最后落在离地高度的水平地面的C点。已知货物与传送带之间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度，货物可以看成质点。求
(1)货物在AB上运动的加速度大小a；
(2)货物从A运动到C所用的时间t；
(3)货物运动到C点时的速度大小v。
14．(14分) 平面直角坐标系中，第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从轴负半轴上的P点与轴正方向成120°垂直磁场射入第Ⅳ象限，经轴上的N点与轴正方向成120°角射入电场，最后从轴正半轴上的M点以垂直于y轴方向的速度射出电场，粒子从P点射入磁场的速度为，不计粒子重力，求：
(1)粒子从P点运动到M点的总时间t；
(2)匀强电场的场强大小E；
(3)若撤去第Ⅰ象限的匀强电场，加上一个磁感应强度也为B，方向也是垂直纸面向里的圆形磁场区域，同样使该粒子垂直于y轴方向从M点输出，求圆形磁场区域的最小半径。
15．(18分) 如图所示，光滑曲面末端水平，固定于水平面上。曲面右侧紧靠一足够长的木板C，木板上表面粗糙，与曲面末端等高，下表面光滑，木板右侧有一竖直墙壁P。物块A置于曲面距末端高h = 0.2 m处，物块B置于木板左端。已知物块A、B均可视为质点，质量均为6 kg，长木板C的质量为2 kg，B、C间的动摩擦因数μ = 0.1，取g = 10 m/s2。物块A由静止释放，与B发生弹性碰撞（不考虑物块A的后续运动），之后C与B第一次共速时恰好与墙壁P发生碰撞，碰后C被原速率弹回，所有碰撞时间均极短。求：
(1)物块A、B碰后瞬间，B的速度大小；
(2)木板C初始位置右端与墙壁P的距离；
(3)木板C从与墙壁P第4次碰撞前瞬间到木板C与物块B第5次共速瞬间的时间间隔；
(4)从木板C开始运动到停止运动的总路程。
【参考答案】
一、单选题：
1．【答案】B
【详解】物体P、Q随地球自转，则物体P、Q的角速度相等；根据
可得物体P、Q的线速度大小之比为：，故选B。
2．【答案】C
【详解】A．图像斜率等于加速度，由图像可知，从20.0 s到30.0 s，电梯加速度先增加后减小，选项A错误；
B．从30.0 s到40.0 s，电梯向上的速度为1m/s，此时相对地面处于运动状态，选项B错误；
C．从40.0 s到50.0 s，电梯向上减速，加速度向下，则处于失重状态，选项C正确；
D．从20.0 s到50.0 s，电梯位移约为：
运行高度小于15层楼高，选项D错误。
故选C。
3．【答案】C
【详解】A．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故A错误；
B．感应电流的产生条件是闭合回路中磁通量发生改变，线框磁通量未改变，无感应电流产生，故B错误；
C．由右手定则可知，c点的电势高于b点的电势，故C正确；
D．若电路稳定时，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流，断电自感时灯泡才会闪一下再熄灭，题中未说明，故D错误。故选C。
4．【答案】D
【详解】AB．由运动学公式
整理可得：
由图乙可知 ，
解得：
所以物块在斜面上做初速度为的匀加速直线运动，AB错误；
C．第2末的速度为：
那么前2s内的平均速度为：
C错误。
D．由牛顿第二定律得
解得：，D正确；故选D。
5．【答案】D
【详解】A．图中船帆受到风的作用力，如图所示
由于F2方向与航向相反，故A错误；
B．图中船帆受到风的作用力，如图所示
由于F2方向与航向相反，故B错误；
C．图中船帆受到风的作用力，如图所示
由于F2方向与航向相反，故C错误；
D．图中船帆受到风的作用力，如图所示
由于F2方向与航向相同，故D正确。故选D。
6．【答案】A
【详解】设铁块下降的高度为H，对于木块和铁块整体由平均动量守恒有：
化简得：
则池深为：，故选A。
7．【答案】C
【详解】因偏转电极XX′之间不加电压，即电子在x方向不发生偏转，故电子打在荧光屏上时的横坐标为0；因偏转电极YY′之间加恒定电压U1（U1 > 0），故电子在偏转电极YY′之间做类平抛运动，射出偏转电极YY′之间的电场区域后做匀速直线运动，最终打在y轴的正半轴，电子经加速电极加速过程，根据动能定理，有
在偏转电极YY′之间运动过程，有
，，，，
联立求得：
电子做类平抛运动过程中，射出电场时速度的反向延长线过沿射入电场时速度方向位移的中点，根据几何关系，有
求得：，故选C。
8．【答案】B
【详解】AB． 两通电导线在y轴的磁感应强度如图所示
因此可知合场强竖直向下，大小为：
越远离O点越小，因此B越小，B正确A错误。故选B。
CD ．由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向沿
方向，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向沿方向，由于规定磁场方向沿方向为正，此区间内的磁场等于两条直导线在各处形成的磁感应强度之和，故在MN区间内磁场方向为正，根据通电长直导线周围某点磁感应强度
知距离导线越远磁场越弱，又
可知在两根导线中间位置O点磁场最弱，但不为零；在导线M左侧M导线形成的磁场沿方向， N导线形成的磁场沿方向，因该区域离M导线较近，则合磁场方向沿方向，为负方向，且离M导线越远处磁场越弱；同理，在导线N右侧N导线形成的磁场沿方向，M导线形成的磁场沿方向，因该区域离N导线较近，则合磁场方向沿方向，为负方向，且离N导线越远处磁场越弱，故C错误，D 错误；
二、多选题：
9．【答案】BD
【详解】A．根据万有引力提供向心力：
其中
得两星球质量之和为：，故A错误；
BC．C围绕B做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有
解得：，
故B正确，C错误；
D．若A也有一颗周期为的卫星，则
解得：
由于
则
可知其轨道半径一定大于，故D正确；故选BD。
10．【答案】AB
【详解】A．B、C分离时，B、C间的弹力为0，且加速度相等，C的加速度为0，则B的加速度也为0，杆上的弹力为0，则A的加速度为g，方向竖直向下，故A正确；
D．A、B、C三球组成的系统在水平方向上所受合外力为0，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故D错误；
B．A球落地前瞬间，A、B水平方向速度相等，在水平方向有
又B球只有水平方向的速度，由机械能守恒有：
联立解得：，故B正确；
C．B、C分离前，杆中弹力沿杆向外，此时杆对B做正功，对A做负功，分离后，杆中弹力沿杆向内，对A做正功，故C错误。故选AB。
三、非选择题：
11．(6分) 【答案】(1)0.72 (2)2.4 (3)需要
【详解】（1）相邻计数点的时间间隔为
B点的瞬时速度为：
（2）小车的加速度为：
（3）需要补偿阻力。不挂重物的情况下，将长木板远离定滑轮的一端适当垫高，轻推小车，如打出纸带的点迹间距几乎相等即可说明阻力补偿到位。
12．(10分) 【答案】(1)负 (2) a 120 (3)1500 (4)大于
【详解】（1）欧姆表黑表笔接电源正极，红表笔接电源负极，可知红表笔应接电压表的负接线柱。
（2）[1]设欧姆表中值刻度为R中，则欧姆表为“×1”倍率时的欧姆内阻为：
欧姆表为“×10”倍率时的欧姆内阻为：
欧姆表为“×100”倍率时的欧姆内阻为：
欧姆表进行欧姆调零时，有
欧姆表倍率越高，欧姆表的内阻越大，可知电路的满偏电流越小；由电路图可知，当开关S合向a端，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“×10”挡。
[2]因此a挡的干路最大电流是b挡的干路最大电流的十倍，即b挡的电流最大值为4 mA，此时有
得：
（3）将开关S合向b端，欧姆表的倍率是“×100”挡，测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电路总电流为：
又
联立得：
（4）若此欧姆表放置很久后，电源电动势减小、内阻增大。而内阻增大可以通过欧姆调零补偿，电动势减小，由
可知测量电流减小，指针偏角偏小，所以电阻测量值大于真实值。
13．(10分) 【答案】(1) (2) (3)
【详解】（1）由牛顿第二定律得：
得：
（2）货物从A运动到B所用的时间
货物从B运动到C做平抛运动，货物从B运动到C所用的时间
货物从A运动到C所用的时间
（3）货物运动到C点时竖直方向的速度
货物运动到C点时的速度大小
14．(14分) 【答案】(1) (2) (3)
【详解】（1）根据牛顿第二定律可得：
可得粒子在磁场中运动的轨道半径
作出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系可知，粒子在磁场中转过的角度为150°，则运动的时间
又因为
从N到M运动的时间
则粒子从P点运动到M点的总时间
（2）在电场中竖直方向则有
解得：
（3）粒子在磁场中运动轨迹如图所示
由于运动轨迹的半径
由几何关系可知，圆形磁场区域的最小半径
15．(18分) 【答案】(1)2 m/s (2) (3) (4)
【详解】（1）对于A沿曲面下滑，由动能定理得：
A、B发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
，
联立解得：
（2）B、C相互作用至第1次共速过程中由动量守恒定律得：
解得：
对于C由牛顿第二定律有
解得：
C做匀加速直线运动，由运动学公式有
联立解得：
（3）C与挡板第n次（n > 1）碰撞前瞬间的速度大小和C与B第n次共速时的速度大小相同
从C与B第1次共速至第2次共速时过程由动量守恒有：
解得：
从C与B第2次共速至第3次共速的过程由动量守恒有
解得：
同理可知，C与B第4次共速时的速度大小
C与B第5次共速时的速度大小
从C与挡板第4次碰撞前瞬间到C与B第5次共速瞬间的过程由动量定理有
解得：
（4）木板C从开始运动到第2次与挡板碰撞前的路程为：
由（3）中分析可知第2次及以后的共速的速度大小
第2次碰撞到第3次碰撞期间木板C的路程
第3次碰撞到第4次碰撞期间木板C的路程
……