2022-2023学年安徽省合肥市第八中学高三上学期第二次考试物理试题（解析版）

理科综合能力测试

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14~18题有只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

1．如图所示，小明正在擦一块竖直放置的黑板，可吸附在黑板上的黑板擦质量，小明施加给黑板擦的黑板平面内的推力大小为，方向水平，黑板擦做匀速直线运动重力加速度g取，则关于黑板擦所受摩擦力的说法正确的是（       ）

A．摩擦力大小为5N B．摩擦力沿水平方向

C．黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比 D．黑板擦吸附在黑板上静止时不受摩擦力

2．如图所示，孔明灯在中国有非常悠久的历史，其“会飞”原因是，灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀，一部分空气从灯内排出，使孔明灯及内部气体的总重力变小，空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体（包括燃料、气袋）的质量为M，气袋体积恒为，重力加速度为g，大气密度，环境温度恒为，忽略燃料的质量变化，大气压强不变。是衡量孔明灯升空性能的参量，记，若气袋内气体温度最高不能超过，则为了使孔明灯顺利升空，k应满足（　　）

A． B． C． D．

3．如图1为小型交流发电机的示意图，两磁极N，S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场．线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示，下列结论正确的是（       ）

A．线圈从图1所示位置转过90°时是图2的计时起点

B．每经过图1所示位置1次，电流方向改变1次

C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是20 V

D．若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大

4．2022年9月30日12时44分，经过约1小时的天地协同，问天实验舱完成转位，空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型，等待梦天实验舱发射、交会对接后，还将转位形成空间站三舱“T”字构型组合体，如图所示。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A．地球的质量为 B．空间站的线速度大小为

C．地球的平均密度为 D．空间站的周期为

5．铁路部门在城际常规车次中实行交错停车模式，部分列车实行一站直达。假设两火车站之间还均匀分布了2个车站，列车的最高速度为324 km/h。若列车在进站和出站过程中做匀变速直线运动，加速度大小均为，其余行驶时间内保持最高速度匀速运动，列车在每个车站停车时间均为，则一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为（       ）

A．5 min B．6 min C．7 min D．8 min

6．如图所示，直角三角形斜劈固定在水平面上，，斜边长1.5m，P点将分成两部分，，。小物块与段的动摩擦因数为，与段的动摩擦因数为。若小物块从A点由静止释放，经过时间下滑到B点时速度刚好为零；若在B点给小物块一个初速度，经过时间上滑到A点时速度刚好为零。重力加速度g取，，则（       ）

A． B． C． D．

7．如图所示是滑雪道的示意图，可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后进入空中，在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力，下列能表示该过程运动员的机械能E和动能Ek随时间t或时间的二次方t2的变化图像是（       ）

A． B． C． D．

8．如图所示，等腰梯形abcd区域（包含边界）存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，边长，一质量为m、带电量为－q（q > 0）的粒子从a点沿着ad方向射入磁场中，粒子仅在洛伦兹力作用下运动，为使粒子不能经过bc边，粒子的速度可能为（  ）

A． B． C． D．

三、非选择题：共174分．

9．某实验小组设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验，如图所示，已知拉力传感器只能显示拉力的竖直分量大小。重力加速度为g。

（1）现有以下材质的小球：①乒乓球；②橡胶球；③小钢球。实验中应选用__________（填序号）；

（2）拉起质量为m的小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动，记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小球的初始释放位置，重复上述过程。为了得到一条直线，应该根据测量数据在直角坐标系中绘制__________（选填“”、“”、“”）关系图像；若小球摆动过程中机械能守恒，该直线斜率的理论值为__________；

（3）该实验系统误差的主要来源是__________（单选，填正确答案标号）。

A．小球摆动角度偏大

B．小球初始释放位置不同

C．小球摆动过程中有空气阻力

10．某探究小组用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表内阻很大，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。主要实验步骤如下：

a．先将置于位置1，闭合，多次改变电阻箱R的阻值，记下电压表的对应读数U，实验数据见下表。

b．根据表中数据，作出图线如图乙所示。

c．再将置于位置2，闭合，此时电压表读数为。

回答下列问题：

（1）根据图线得到电动势_____________V，内阻_____________。（结果保留小数点后两位）

（2）根据图线得到_____________．（结果保留三位有效数字）。

（3）由于电压表的分流作用，测得电池的电动势的测量值与真实值相比_____________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）；内阻的测量值与真实值相比_____________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。

（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此待测电阻接入此装置，测得电压表示数，仍根据原来描绘的图像得到该电阻的测量值，则的测量值与真实值相比_____________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。

11．如图所示为某玻璃砖的截面图，由四分之一圆和长方形组成，圆的半径为R，长方形边长为R，边长为，一束单色光从面上H点射入玻璃砖，折射光线经边的中点G反射后从边的某点射出，且出射光线平行于。已知，不考虑光在边的反射，光在真空中的传播速度为c。求玻璃砖对该单色光的折射率和该单色光在此玻璃砖中传播的时间。

12．如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，与左侧固定挡板的距离为l；质量为km的物块B以v0= 5m/s的初速度向左运动，B与A的距离s = 2.25m。A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1、μ2，A、B均可看作质点，有碰撞时间极短且没有机械能损失，g取10m/s2。

（1）若k = 4、μ2= 0.2，求B与A第一次碰撞后的A的速度大小；

（2）若k = 3、l = 1.75m、μ1= μ2= 0.2，求B与A从第一次碰撞到第二次碰撞间隔的时间；

（3）若、μ1= 0.5、μ2= 0.2，当l满足什么条件时，物块B和A会发生第二次碰撞？

13．如图所示，足够长的斜面与水平面的夹角为，空间中自上而下依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相邻两个磁场的间距均为，一边长、质量、电阻的正方形导线框放在斜面的顶端，导线框的下边距离磁场Ⅰ的上边界，导线框与斜面间的动摩擦因数。将导线框由静止释放，导线框匀速穿过每个磁场区域，导线框上、下边始终与斜面底边保持平行。重力加速度，求：

（1）磁场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁感应强度的大小；

（2）整个过程中导线框产生的焦耳热Q；

（3）导线框从静止释放到穿过磁场Ⅲ所经历的时间t。（保留三位有效数字，可能用到的根式换算：、、）

1．A

【详解】

ABC．摩擦力应该为推力和重力的合力，即

N

方向斜向左上方，为定值，但不与推力成正比，A正确，BC错误。

D．吸附静止时摩擦力向上，与重力平衡，D错误。

故选A。

2．C

【详解】

设刚好从地面浮起时气袋内的气体密度为，则升起时浮力等于孔明灯和内部气体的总重力，有

将气袋内的气体温度升高时，气体视为等圧変化，原来的气体温度升高时体积为V0，升高后体积为V1（有V0留在气袋内），根据质量相等则有

原来的气体温度升高后压强不变，体积从变为，由等压变化得

根据题意

联立解得

故选C。

3．D

【详解】

A．图2是从磁通量为零的位置开始计时的，则线圈从图1所示位置是图2的计时起点，选项A错误；

B．每经过中性面一次电流方向改变1次，即每经过与图1位置垂直的位置时电流方向改变1次，则选项B错误；

C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是

选项C错误；

D．根据

则

若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大，选项D正确。

故选D。

4．D

【详解】

AC．根据

可得

则地球的平均密度为

AC错误；

B．空间站绕地球运行，由万有引力提供向心力得

对地球表面的物体有

联立可得

B错误；

D．由牛顿第二定律有

得

故D正确。

故选D。

5．C

【详解】

由题可知，列车加速到速度最大所用的时间

列车进站加速与出站减速时的加速度相等，故

设一站直达列车匀速行驶用时为，“站站停”列车匀速行驶用时，根据题意可知

一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为

故选C。

6．ABC

【详解】

AB．根据动能定理可得

联立可得

故AB正确；

CD．小物块从A点由静止释放，经过AP段下滑的加速度大小为

物体由P点沿AP上滑过程加速度大小为

可知

由

可知

故C正确，D错误。

故选ABC。

7．AC

【详解】

AB．由于不计运动员经过N点的机械能损失及运动过程中的摩擦力和空气阻力，故整个过程中运动员的机被能守恒，A正确，B错误；

CD．在斜面MN上

解得

Ek-t2图线为过原点的倾斜直线，斜率为

在空中平抛运动过程中，设平抛时的初速度为v1，再经过t2时间，其下落高度为h

此过程由机械守恒定律得

解得

可见Ek-t2图线也是倾斜的直线，其斜率为

故在空中做平抛运动时Ek-t2图线的斜率比在斜面MN运动时的大，而在水平段NP上运动时运动员的动能保持不变，C正确，D错误。

故选AC。

8．AC

【分析】

找到临界条件，根据几何关系求解临界半径，在根据洛伦兹力提供向心力求解临界速度。

【详解】

为使粒子不能经过边，则粒子可以从ab边或cd边出磁场，其临界点为b、c，其几何关系如图所示

当粒子过b点时，起做圆周运动的圆心在O1点，根据几何关系可知

则为使粒子从ab边出磁场，其运动半径应小于r1，根据牛顿第二定律可知

解得

当粒子过c点时，起做圆周运动的圆心在O2点，根据几何关系可知

则为使粒子从cd边出磁场，其运动半径应大于r2，根据牛顿第二定律可知

解得

故选AC。

9．     ③          －2     C

【详解】

（1）[1]为了减小实验误差，应选择质量大体积小的小钢球；

（2）[2][3]设初始位置时，设细线与竖直方向夹角为θ，则

到最低点时细线拉力最大，则

联立可得

整理可得

即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为－2；

（3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小。

故选C。

10．     1.47##1.46##1.48     4.50##4.51##4.52##4.53##4.54##4.55##4.56##4.57##4.58##4.59##4.60     11.8##11.9##12.0     偏小     偏小     偏小

【详解】

（1）[1][2]由闭合电路欧姆定律可知

变形得

可知，图像与纵坐标的交点为

则电源的电动势为

根据图像的斜率可得

则有

（2）[3]将置于位置2，闭合，此时电压表读数为，则

利用图线读出

则

（3）[4][5]根据等效电源原理可知，将电压表内阻和定值电阻均等效为电源内阻，则由于电压表的分流作用，电池的电动势和内阻的测量值均比真实值小；

（4）[6]持续使用后，电源电动势降低、内阻变大，若该小组再次将此待测电阻接入此装置，测得电压表示数，则电压表示数U比之前小，变大，根据原来描绘的图像得到横坐标变大，则的测量值与真实值相比偏小。

11．，

【详解】

根据题意，单色光的光路图如图所示

根据几何关系在直角三角形中

所以

由几何关系可得

故

又因为

所以

因此

由题意可知

在三角形中

所以单色光在玻璃砖中的路程

由

可知光在玻璃砖中传播的速度

设单色光通过玻璃砖的时间为t，则

代入数据解得

12．（1）6.4m/s；（2）0.5s；（3）

【详解】

（1）假设B刚要与A发生碰撞时速度大小为v，由题意可知

μkmg = kma

解得

v = 4m/s

设第一次碰后B、A的速度分别为v1、v2，则有

kmv = kmv1＋mv2

联立解得

v2= 6.4m/s

（2）若

k = 3

则

v1= 2m/s，v2= 6m/s

第一次碰撞后，在摩擦力作用下，B向左做匀减速运动，A先向左做匀减速运动，与弹性挡板碰撞后再向右做匀减速运动，加速度大小均为

a = μg = 2m/s2

两滑块发生第二次碰撞，B通过的位移为x1，A第一段通过的位移为x2，第二段为x3，因为发生的是等速率反弹，设反弹速度为v′，则

v′ = v2－at2

第二段反弹的位移

t3＋t2= t

对于B而言

又因为

x1＋x2＋x3= 2l

解得

t = 0.5s或3.5s（舍去）

（3）若

，μ2= 0.2

则第一次碰后B、A的速度分别为

，

对A受力分析得

μ1mg = ma1

解得

a1= 5m/s2

对B受力分析得

μ2kmg = kma2

解得

a2= 2m/s2

此时可以看成A和B都做同方向的匀减速，开始相距距离为2l，则追上时满足

x1 ≥ 2l＋x2

且此时共速

即

联立解得

13．（1），，；（2）；（3）

【详解】

（1）从线框开始下落到刚进入磁场Ⅰ区域由动能定理

解得

导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动

由安培力公式

由法拉第电磁感应定律知电动势

由闭合电路欧姆定律

联立解得

线框在相邻两个磁场之间加速的距离均为

则线框由静止开始运动至刚进入第n个磁场时，由动能定理

线框在第n个磁场受到的安培力

线框在每个磁场区域中均作匀速直线运动，则

联立解得

则

（2）线框匀速穿过磁场区域，每穿过一次磁场区域，产生的焦耳热

整个过程中导线框产生的焦耳热

解得

（3）导线框在磁场以外做匀加速直线运动

穿过磁场Ⅰ的时间

穿过磁场Ⅱ的时间

穿过磁场Ⅲ的时间

导线框从静止释放到穿过磁场Ⅲ所经历的时间

联立解得