安徽省淮北市相山区师范大学附属实验中学2022-2023学年高三3月联考（物理试题理）试题

安徽省淮北市相山区师范大学附属实验中学2022-2023学年高三3月联考（物理试题理）试题

注意事项：

1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三点。下列判断正确的是（　　）

A．轨迹在一条电场线上 B．粒子带负电

C．场强EAEC D．粒子的电势能EPAEPC

2、如图所示，质量相等的物块放在粗糙的水平面上，两物块用水平轻绳连接且刚好拉直，物块a、b与地面间动摩擦因数相同，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现给物块a施加一水平向右的拉力F，缓慢增大F到物块a要滑动的过程中，下列说法正确的是

A．地面对物块a的摩擦力一直增大

B．地面对物块a的摩擦力与轻绳对物块a的拉力同步增大

C．物块a刚好要滑动时，物块b也刚好要滑动

D．物块b刚好要滑动时，轻绳拉力等于此时外力F的一半

3、如图甲所示，固定光滑斜面上有质量为的物体，在大小为12N，方向平行于斜面的拉力F的作用下做匀速直线运动，从位置处拉力F逐渐减小，力F随位移x的变化规律如图乙所示，当时拉力减为零，物体速度刚好为零，取，下列说法正确的是（　　）

A．斜面倾角为

B．整个上滑的过程中，物体的机械能增加27J

C．物体匀速运动时的速度大小为3m/s

D．物体在减速阶段所受合外力的冲量为

4、做竖直上抛运动的物体，在任意相同时间间隔内，速度的变化量(　　)

A．大小相同、方向相同 B．大小相同、方向不同

C．大小不同、方向不同 D．大小不同、方向相同

5、如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以v0的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为v v0的速度通过N点。已知重力加速度g，不计空气阻力。则下列说法正确的的是（　　）

A．可以判断出电场强度的方向水平向左

B．从M点到N点的过程中小球的机械能先增大后减小

C．从M到N的运动过程中小球的速度最小为

D．从M到N的运动过程中小球的速度最小为

6、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（   ）

A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能

B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

C．中轨道卫星的运行周期约为20h

D．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为

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，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（　　）

A． B． C． D．

8、下列说法正确的是       。

A．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束

B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动

C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离

D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

E.热量一定由高温物体向低温物体传递

9、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是（　　）

A．变压器线圈输出交流电的频率为100 Hz

B．电压表的示数为11V

C．Rt处温度减小到一定值时，报警器P将发出警报声

D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前大

10、如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子，这些粒子打到x轴上的P点。知OA＝OP＝L。则

A．粒子速度的最小值为

B．粒子速度的最小值为

C．粒子在磁场中运动的最长时间为

D．粒子在磁场中运动的最长时间为

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）在“验证机械能守恒定律”的实验中：

  A． B． C． D．

(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.

(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)

  (3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、 S3、 S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．

12．（12分）某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下:

A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）。

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。

C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记录数据。

D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为s.

E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D。

请回答下列各问题：

（1）若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。（忽略空气阻力）

（2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图2所示）d =_________mm。

（3）在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。（用题目所给字母表示）

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，封有一定质量理想气体的圆柱形气缸竖直放置，气缸的高度H=30cm，缸体内底面积S=200cm2，缸体质量M=10kg。弹簧下端固定在水平桌面上，上端连接活塞，当缸内量气体温度T0=280K时，缸内气体高h=20cm。现缓慢加热气体，使活塞最终恰好静止在缸口（未漏气），此过程中缸内气体吸收热量为Q=450J。已知大气压恒为p0=1×l05Pa，重力加速度g=10m/s2，不计活塞质量、厚度及活塞与缸壁的摩擦，且气缸底部及活塞表面始终保持水平。求：

（i）活塞最终静止在缸口时，缸内气体的温度；

（ii）加热过程中，缸内气体内能的增加量。

14．（16分）某品牌汽车轮胎充气后，温度为时，胎内气体的压强为。已知该轮胎在胎压小于或大于时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为。（下列计算结果均保留一位小数）

(1)求汽车安全工作环境的温度范围。（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）

(2)若该汽车在的环境中工作，为了使其胎压达到，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为的理想气体的体积。

15．（12分）一半球形玻璃砖，球心为O，OA和OB与竖直方向间的夹角均为30°。一束光线射向A点，折射光线恰好竖直向下射到C点，已知该玻璃砖折射率为。

(1)求射向A点的光线与竖直方向的夹角；

(2)从B点射入的光线折射后恰好过C点，求折射光线BC与虚线BO夹角的正弦值。

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、C

【解析】
A．因为电场线与等势线垂直，所以轨迹不可能在一条电场线上，故A错误；

B．电场线的方向大体上由C到A，粒子受到的力的方向大概指向左上方，与电场线方向大体相同，所以粒子应该带正电，故B错误；

C．AB之间的距离小于BC之间的距离，AB与BC之间的电势差相等，根据公式可知，场强EAEC，故C正确；

D．因为粒子带正电，A处的电势要比C处的电势低，根据公式，所以粒子的电势能EPA＜EPC，故D错误。

故选C。

2、D

【解析】
ABC.当摩擦力增大到最大静摩擦力之前，轻绳拉力为零，再增大F，摩擦力不再增大，此后a、b间的拉力从零开始增大，地面对b的摩擦力达到最大静摩擦力，此时物块b要开始滑动，故ABC错误；

D. 物块a、b的质量相同，与地面的动摩擦因数相同，因此b刚好要滑动时，对a由牛顿第二定律得：

对b由牛顿第二定律得：

联立解得：

故D正确。

3、C

【解析】
A．物体做匀速直线运动时，受力平衡，则

代入数值得

选项A错误；

C．图像与坐标轴所围的面积表示拉力做的功

重力做的功

由动能定理

解得

选项C正确；

B．机械能的增加量等于拉力做的功57J，B错误；

D．根据动量定理可得

选项D错误。

故选C。

4、A

【解析】

试题分析：根据速度的公式v=v0﹣gt可得，

在任意相同时间间隔内，速度的变化量为△v=﹣g△t，

即，速度变化的大小为g△t，方向与初速度的方向相反，所以A正确．

故选A．

5、D

【解析】
A．小球运动的过程中重力与电场力做功，设电场力做的功为W，则有

代入解得

说明MN为电场的等势面，可知电场的方向水平向右，故A错误；

B．水平方向小球受向右的电场力，所以小球先向左减速后向右加速，电场力先负功后正功，机械能先减小后增加，故B错误；

CD．设经过时间t1小球的速度最小，则竖直方向

水平方向

合速度

由数学知识可知，v的最小值为

故C错误，D正确。

故选D。

6、B

【解析】
A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有

可得

由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；

B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；

C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：

可得：

中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：

中轨道卫星的运行周期为：

故C错误；

D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：

可得：

中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：

故D错误。

故选B。

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、BC

【解析】
A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：

mv0=mv1+2mv2

由动能守恒得：

联立得： ①

1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：

2mg=  ②

A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：

③

联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾

2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：

④

联立①④得：v0=

可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽

由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．

故选BC

【点睛】

小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．

8、ACD

【解析】
A．失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故金属液体的气体气泡不能无限地膨胀，A正确；

B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，B错误；

C．由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，C正确；

D．由于分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力为引力，而分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力为斥力，所以分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，D正确；

E．热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，E错误。

故选ACD。

9、BD

【解析】
A．由题图乙可知

f＝＝50 Hz

而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误。

B．由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220 V，则副线圈两端电压有效值

U2＝U1＝22 V

设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有

解得

U＝＝11V

B项正确。

C．由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误。

D．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D正确。

故选BD。

10、AD

【解析】设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为R，则由牛顿运动定律有：qBv=m；  若粒子以最小的速度到达P点时，其轨迹一定是以AP为直径的圆（图中圆O1所示）

由几何关系知：sAP=l；R=l  ，则粒子的最小速度，选项A正确，B错误；粒子在磁场中的运动周期；设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为：；由图可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆O2所示，此时粒子的初速度方向竖直向上，由几何关系有：θ＝π；则粒子在磁场中运动的最长时间： ，则C错误，D正确；故选AD.

点睛：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，找出要研究的临界状态，由几何知识求出半径．定圆心角，求时间．

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、D    AEF           

【解析】
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，ABC错误．
（2）试验中除了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．还必须选取的实验器材是电火花打点计时器、刻度尺和重锤，故选AEF；

（3）打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp= mg(s2+s3)；

B点的瞬时速度 ，D点的瞬时速度；则动能的增加量△Ek＝．

12、mg    6.75    mgs=-   

【解析】
(1)[1]探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg；

(2)[2]根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度

d=6mm+ 15×0.05mm =6.75mm

(3)[3]遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为

v1=、v2=

故小车动能变化量为

△Ek=-

在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即

mgs =-

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、 (i) 420K；(ii) 240J。

【解析】
(i)加热过程为等压变化，设缸内气体的末态温度为T，初态温度为T0=280K

由盖-吕萨克定律有

代入数据解得

T=420K                  

(ii)设缸内气体的压强为p；

对气缸由平衡条件有

Mg+p0S=pS         

该过程气体对外做功

W=pS(H-h)          

则外界对气体做功为

W′=-W            

由热力学第一定律有

ΔU=W'+Q      

代入数据解得

ΔU=240J

14、 (1)；(2)

【解析】
(1)轮胎内的气体做等容变化，则有

即

解得

，

所以汽车安全工作环境的温度范围为；

(2)由理想气体状态方程可知

即

解得

15、 (1)30°；(2)

【解析】
(1)光路图如下图所示，根据折射定律有

解得

∠EAG=60°

即入射光线与竖直方向的夹角为30°。

(2)由几何关系得

CO=Rsin30°=0.5R

AB=2CO= R

根据正弦定理

得