[物理]安徽省天一大联考2024-2025学年高三上学期8月份联考试卷(解析版)

这是一份[物理]安徽省天一大联考2024-2025学年高三上学期8月份联考试卷(解析版)，共20页。

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 近日北京某公司利用镍-63衰变发出的射线照射一种半导体，使半导体产生电动势，从而制成了一种微型原子能电池，这种电池体积比一枚硬币还要小，电动势为3V，镍-63半衰期为100年，电池能够稳定发电50年。的衰变产物没有放射性，对环境友好，代表了未来原子能电池的发展方向。关衰变发出的射线，下面说法正确的是（ ）
A. 射线是质子流B. 射线是中子流C. 射线是电子流D. 射线是正电子流
【答案】C
【解析】镍转变为，根据质量数守恒和电荷数守恒，衰变方程为
因此是衰变，放出的射线是电子流。
故选C。
2. 2024年3月《自然》杂志发表文章，认为地球变暖导致北极附近格陵兰岛的冰融化成水，由于地球低纬度区自转线速度较大，融水自北向南扩散过程中会获得越来越大的自转速度，从而“拖累”地球，使得地球自转速度变慢。地球自转速度变慢会带来诸多影响，比如地球同步通讯卫星，在地球自转速度变慢后不再与地球自转同步，通讯就会受到影响，这种情况下就需要调整同步通讯卫星的轨道，使得卫星和地球重新同步，卫星轨道调整后和调整前相比较，下面说法正确的是（ ）
A. 调整后卫星的轨道半径增大了B. 调整后卫星的线速度增大了
C. 调整后卫星的角速度增大了D. 调整后卫星的向心加速度增大了
【答案】A
【解析】AB．对地球同步通讯卫星，由地球万有引力提供向心力可得
地球自转速度变慢，使得卫星和地球重新同步，可知调整后卫星轨道半径增大，调整后卫星的线速度减小， A正确，B 错误；
C．调整后卫星轨道半径增大，由卫星的周期
可知卫星周期增大，由可知，调整后卫星的角速度减小，C错误；
D．由牛顿第二定律可得
调整后卫星轨道半径增大，可知调整后卫星的向心加速度减小，D错误。
故选A。
3. 如图所示，光滑三角形框架竖直固定在水平地面上，，，在AC边和BC边上分别套上质量为和的两个小球，两个小球用不可伸长的细线连接。平衡时两小球分别静止在D和E处，此时，，，则两小球质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设平衡时细线上的拉力为F，分别对两小球受力分析，如图所示
由图可得
二式相除可得
所以
故选D。
4. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与纸面垂直，虚线表示匀强磁场的边界，一半径为r、圆心角为的扇形单匝线框圆心O在边界线上。当线框围绕圆心O在纸面内以角速度匀速转动时，线框中产生交变电动势的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设线框转动周期为T，而线框转动一周中只有进、出磁场过程才产生感应电动势，因此一周之内产生感应电动势的时间
此时感应电动势的大小为，根据有效值的定义有
所以感应电动势的有效值为
故选B。
5. 如图所示，平直轨道AB与竖直面内半径为R的光滑圆轨道相切于B点，C是圆轨道最高点。质量为m的遥控电动玩具小车以恒定功率P从A由静止运动2R的距离到达B点时关闭引擎，小车依靠惯性恰好能够经过C点。电动玩具小车从A到B所受阻力为其自重的0.25倍，重力加速度为g，小车可看做质点，则小车沿平直轨道AB运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】电动玩具小车恰好能通过最高点C，由牛顿第二定律则有
从B到C的过程中，根据动能定理有
解得
小车从A点运动到B点，根据动能定理有
解得
故选D。
6. 在桌面上铺上白纸，长方形玻璃砖ABCD放在白纸上，用铅笔画出玻璃砖的轮廓线，然后作出直线MN，让直线MN与玻璃砖的AB边平行。作玻璃砖AD边平行线与CD、AB分别交于O、。拿一只激光笔，让红色激光束从O点以某一入射角射到玻璃砖上，经过玻璃砖两次折射后红色激光束照射到直线MN上的P点，在其他条件不变的情况下，仅取走玻璃砖，红色激光束照射到直线MN上的Q点，是直线OQ与AB的交点，测得，，，则玻璃砖的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设
，，
设在O点时，光线入射角为、折射角为，根据折射定律有
由于玻璃砖使光线发生侧移，如图所示
则
，
所以三角形是等腰直角三角形
，
联立解得
故选A。
7. 如图是一列沿着x轴传播的机械波上某质点A的振动图像，在x轴上另有一质点B，A、B两点平衡位置之间的距离为4m，B点的振动“步调”始终与A点相反，下列说法正确的是（ ）
A. t=4s时A点向-y方向运动
B. t=2s时B点向-y方向运动
C. 这列波的波长不小于8m
D. 这列波的波速最大值为2m/s
【答案】D
【解析】A．由A质点的振动图像可看出，在4s时A质点在平衡位置向+y方向振动，故A错误；
B．在2s时A质点在平衡位置向-y振动，B与A相反，B质点向+y振动，故B错误；
C．A、B两个质点振动相反，可知两者间距离等于
时这列波的波长取最大值8m，故C错误；
D．由振动图像可看出该波的周期是4s，则波速
可见波速最大值是2m/s，故D正确。故选D。
8. 如图所示，天花板上的O点固定一力传感器，力传感器上系一长度为L的不可伸长的轻绳，绳子上拴一质量为m的小球A，质量也为m的小球B放在O点下方桌面上，两小球都可以看作质点。现将A拉开至某一角度释放，当小球A运动到最低点时和小球B发生完全非弹性碰撞。碰前瞬间力传感器的读数为F，重力加速度为g，则两球碰撞过程中损失的机械能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】碰前瞬间A球的速度为v，对A，由牛顿第二定律得
解得
A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得
解得
则碰撞过程中损失的机械能为
故选B。
二、多项选择题：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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，光滑桌面上方存在与纸面垂直的匀强磁场，虚线ab、cd是磁场的两条边界线，正方形导线框固定在小车上，磁场边界线之间的距离大于正方形线框的边长。某时刻给小车一个初速度，小车沿着桌面向右运动，从边界线ab进入磁场直到从cd边界线完全离开磁场。下列说法正确的是（ ）
A. 线框穿越边界线ab过程中感应电流方向为逆时针方向
B. 线框穿越边界线cd过程中线框做加速度增大的减速运动
C. 线框穿越边界线ab过程和穿越边界线cd过程产生的焦耳热相等
D. 线框穿越边界线ab过程和穿越边界线cd过程流过回路的电荷量相等
【答案】AD
【解析】A．线框进磁场的过程中，由楞次定律知电流方向为逆时针方向，故A正确；
B．线框出磁场的过程中
有
由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左，则v减小，线框做加速度减小的减速运动，故B错误；
C．由功能关系得线框产生的焦耳热
其中线框进出磁场时均做减速运动，故其进磁场时任意时刻的速度都大于其出磁场时的速度，所以线框进磁场时受到的安培力大于其出磁场时的力，进磁场时产生的焦耳热多，故C错误；
D．线框在进磁场和出磁场的两过程中通过导线横截面的电荷量
其中
联立有
由于在进磁场和出磁场的两过程中线框的位移均为L，则线框在进磁场和出磁场的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。
故选AD。
10. 在点电荷形成的电场中，以离点电荷无限远处电势为零，正电荷周围的电势为正值，负电荷周围的电势为负值。真空中一点电荷形成的电场中，某点的电势与点电荷的电量成正比，与该点到点电荷的距离成反比。真空中一条直线上A、B两点相距为d，在A、B两点分别固定甲、乙两个点电荷，已知A点右侧1.5d处的电场强度等于零，则直线上A点右侧电势为零的点与A点的距离可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】根据题意与A点相距1.5d处的电场强度为零，有
解得
根据题意，可写出电势φ的表达式为
设与A相距x1、x2处的电势为零，根据电势公式有
解得
，
故选AB。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 利用单摆、手机、直尺、游标卡尺可以测量当地的重力加速度。
（1）先用游标卡尺测出小球直径，将小球用摆线悬挂到铁架台上后，用直尺测得悬线长度为。
（2）利用手机秒表功能测量时间，具体做法是：把小球适当拉开一个角度，从静止释放，当小球经过最低点时开始计时，同时开始记录小球之后经过最低点次数，结果第60s末，小球恰好第60次经过最低点，则单摆的周期________s。
（3）重力加速度的测量值为________（保留3位有效数字）。
（4）造成实验误差的因素有多种，摆线长度l的测量误差就是其中之一，如果摆线长度l的测量值偏小，则重力加速度测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（2）2 （3） 9.86 （4）偏小
【解析】（2）[1]小球经过最低点60次是30个全振动，因此单摆的振动周期为
单摆摆长为悬点到球心间的距离，则摆长为
（3）[2]由单摆周期公式
得
（4）[3]如果摆线长度l的测量值偏小，根据
则重力加速度g的测量值偏小。
12. 利用如图1所示的电路，可以测量一节干电池的电动势E和内电阻r，是阻值为的定值电阻，R为带有鳄鱼夹的电阻丝。
（1）请把图2实验器材的实物连线图补充完整___________（ac部分接入电路）。
（2）用毫米刻度尺测得电阻丝的总长度（图2中a、b之间的距离）为，在开关断开的前提下，用多用表欧姆挡测量a、b之间的电阻：当选用“”倍率时，发现多用表指针偏角过大，这时应该换用________倍率（选填“”或“”），更换倍率后________（选填“需要”或“不需要”）重新欧姆调零。正确的测量结果如图3所示，则电阻丝的总电阻为________。
（3）闭合开关，测量电阻丝ac部分长度x以及对应的理想电流表读数I。调整触头c的位置，得多组x和I的数据。根据闭合电路的欧姆定律，经研究发现与x之间呈线性关系，请用E、r、、R、L、x表示这种线性关系：________。
（4）由于与x之间呈线性关系，以为纵坐标，x为横坐标，建立直角坐标系，根据实验记录的多组数据，作出的图像如图4所示，根据图像可知干电池的电动势，________V，内电阻________（均保留2位小数）。
【答案】（1） （2） 需要 3
（3）
（4）1.56 0.56
【解析】【小问1详解】
由实验电路可知，电流表应选用0.6A量程，需要把a和0.6A接线柱相连，如图所示。
【小问2详解】
[1]选用“”倍率时，发现多用表指针偏角过大，说明电阻值偏小，应换用低倍率“”。
[2]更换倍率后需要重新进行欧姆调零。
[3]由于不需要估读，欧姆表读数为，则电阻丝的总电阻为
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
变形得
【小问4详解】
[1]根据图像求得斜率
解得
[2]由图像在纵轴截距可得
解得
13. 如图所示，带有活塞的内壁光滑的汽缸开口向上竖直放置，内部密封一定质量的理想气体，汽缸口设有卡沿，活塞不能从汽缸上面脱出。汽缸底部到卡沿的距离为0.48m，缸内气温为330K时，活塞与缸底的距离为0.45m，活塞自重，面积为，厚度不计，大气压强。现缓慢升高缸内气体的温度至528K，已知升温过程中气体吸收热量为828J，求：
（1）气体升温过程中内能增加了多少；
（2）升温后缸内气体的压强。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
由题意可知，假设当活塞恰好与卡沿接触时缸内气体热力学温度为，此过程气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律有
解得
所以当缸内温度为528K时，活塞已到达卡沿处，活塞未接触卡沿时，发生等压变化，缸内气体压强
气体对活塞做功为
根据热力学第一定律，升温过程中气体增加的内能
【小问2详解】
根据查理定律可得
解得升温后的压强
14. 如图所示，光滑的水平地面上放一长木板，小物块放在长木板的最左端，小物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板质量是小物块质量的2倍。某时刻同时给小物块和木板一个大小均为v0方向相反的水平初速度，物块可视为质点，重力加速度为g，求：
（1）要保证小物块不从木板上掉下，木板的最小长度；
（2）在满足（1）的条件下，小物块到达木板最右端时木板的位移大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
设小物块质量为m，则木板质量为2m，设小物块和木板最终共速时速度为v，以向左为正方向，由动量守恒定律得
解得
设木板最短长度为L，全过程根据能量守恒定律有
解得
【小问2详解】
对小物块
解得
对木板
解得
设小物块的速度由v0到所需时间为t，根据速度公式得
则该过程木板的位移为
联立解得
15. 如图所示，电子枪对准空间长方体的ad边射出电子流，电子的质量为m、带电量大小为e，电子枪的加速电压U大小可以调整，长方体边长，，忽略电子离开灯丝时的初速度。
（1）时，在长方体空间内加上沿ba边向上、电场强度为E的匀强电场，电子经电场偏转后打到c点，求E的值；
（2）时，仅在长方体空间内加上沿ba边向上、磁感应强度为B的匀强磁场，所有射到a点的电子都能从边离开，求B的取值范围；
（3）撤去长方体内的磁场，调整加速电压并在长方体空间内沿方向加一恒定电场，使得粒子从a点到达的时间与（2）中粒子从a点到达的时间相等，求加速电压以及所加电场的电场强度大小。
【答案】（1）
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
仅加电场时粒子做类平抛运动，由类平抛规律可得
联立解得电场强度为
【小问2详解】
粒子经加速电场加速，有
可得
仅加磁场时粒子做匀速圆周运动，从点以出射的粒子对应所加磁场的最大值，有
由洛伦兹力提供向心力得
解得
从点以出射的粒子对应所加磁场的最小值，由几何关系有
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
所加匀强磁场的磁感应强度满足
因为
所以
【小问3详解】
带电粒子在磁场作用下到达点，轨迹所对应的圆心角为，粒子运动时间
调整加速电压后，设电子被加速后的速度为，沿ad边方向
解得
因为
所以
沿方向
解得电子加速度
因为
解得电场强度