安徽省皖东智校协作联盟2023_2024学年高三物理上学期10月联考模拟预测试题含解析

这是一份安徽省皖东智校协作联盟2023_2024学年高三物理上学期10月联考模拟预测试题含解析，共21页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 原子核的比结合能是原子核稳定程度的量度，原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 原子核的结合能越大，原子核就越稳定
B. 核的结合能约为14 MeV
C. 一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
D. 核中核子的比结合能比核中核子的比结合能小
【答案】C
【解析】
【详解】A．原子核的比结合能越大，原子核就越稳定。A错误；
B．核的结合能约为
B错误；
C．一个重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能。C正确；
D．原子核的比结合能曲线可知，核中核子的比结合能比核中核子的比结合能大。D错误。
故选C。
2. 某电梯在0~20s内速度随时间的变化情况如图所示。规定向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 5~15s内电梯向下做匀减速运动
B. 5~15s内电梯内物体的机械能始终增大
C. 0~5s内与5~15s内电梯的平均速度大小相等，方向相反
D. 15~20s内，电梯对其内物体支持力的冲量竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度-时间图像与坐标轴所围面积表示物体的位移，由图可知5~15s内位移为正，则电梯向上做匀减速运动，选项A错误；
B．5~15s内电梯内物体的加速度大小
说明物体受到向上的作用力，此力对物体始终做正功，机械能始终增大，选项B正确；
C．0~5s内的平均速度
5~15s内的平均速度
方向均为竖直向上，选项C错误；
D．15~20s内，电梯内物体的加速度大小
说明物体受到向上的支持力，则电梯对其内物体支持力的冲量竖直向上，选项D错误。
故选B。
3. 如图所示，质量相同都为m，但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上，质量为M倾角为的斜面体静置于粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑，其图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为，斜面体对地面的压力分别为，斜面体对地面的摩擦力分别为。下列判断正确的是（）
A
B. 且方向水平向右
C.
D. 且方向水平向左
【答案】D
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，可知，物块a匀加速下滑，物块b匀速下滑，物块c匀减速下滑，则对物块a有
解得
对物块b有
则有
对物块c有
则有
故有
故A错误；
B．对物块和斜面体整体进行分析，物块a和斜面体有沿斜面向下的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向下的加速度，处于失重状态，则有
斜面对地面的摩擦力与地面对斜面的摩擦力是一对相互作用力，对斜面分析有
根据图像有
解得
地面对斜面摩擦力方向向左，则斜面对地面的摩擦力向右，故B错误；
C．根据上述，物块b和斜面体处于平衡状态，则有
，
故C错误；
D．物块c和斜面体有沿斜面向上的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向上的加速度，处于超重状态，则有
斜面对地面的摩擦力与地面对斜面的摩擦力是一对相互作用力，对斜面分析有
根据图像有
解得
地面对斜面摩擦力方向向右，则斜面对地面的摩擦力向左，故D正确。
故选D。
4. 图像中，一定质量的理想气体经历过程又回到状态a，图像中的bc段与横轴平行，ca段与纵轴平行。下列说法正确的是（）
A. 由是等温变化过程
B. 由外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
C. 由气体从外界吸收的热量小于气体内能的增加量
D. 由气体内能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据理想气体状态方程，可得气体压强降低、体积增大，但是无法判断状态a和状态b的pV的大小关系，所以不能判断a到b温度的变化，故A错误；
B．气体由压强不变，体积变小，可得温度T降低，内能减少（），根据结合体积变小外界对气体做正功（），可得此时气体对外界放出热量（），且放出的热量大于外界对气体做的功，故B正确；
C．气体由气体体积不变，压强增大，所以温度升高，内能增大，根据可知，气体内能增加量等于从外界吸收的热量，故C错误；
D．由于气体在a状态的温度高于c，则可知气体从气体内能减小，故D错误。
故选B。
5. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图，电场方向平行于x轴，一质量为m、带电量为-q的粒子（不计重力），从O点（x=0）静止释放，仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动。下列说法不正确的是（ ）
A. 粒子O点和x2间做往复运动
B. 粒子从O运动到x2的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动
C. 粒子在x1处具有最大速度为
D. 粒子从O到x2的运动过程中，电势能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．O到x1，电势增高，-q做加速运动，x1到x2电势减小，-q做减速运动。由于O、x2两点电势相同，所以粒子在O点和x2间做往复运动。故A正确；
B．图线的斜率表示电场强度，由于粒子只受电场力，根据，可知粒子从O运动到x2的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动。故B正确；
C．粒子在x1处具有最大速度，则O到x1有
解得
故C正确；
D．粒子从O到x2的运动过程中，动能先增大后减小，则电势能先减小后增大。故D错误。
本题选错的，故选D。
6. 如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，A、B均可视为质点，A的左侧光滑，右侧粗糙，一个质量为M的物块B以速度向右运动，与A发生弹性正碰，碰后A向前滑行后停止。若仅把A的质量变为，其它条件不变，再次让B与A发生弹性碰撞，碰后A向前滑行后停止。已知，则（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A与B发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒，则
碰后A向前滑行，根据动能定理
解得
可得
解得
故选A。
7. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时，乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且PM长度等于MN的长度，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则（）
A. 甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
B. 乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度一半
C. 两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角的正切值为乙的3倍
D. 两黄豆相遇时甲的速度大小与乙的速度大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度都等于各自运动过程中水平方向的分速度，二者整个运动过程的水平位移和时间均相同，故水平分速度相等，则甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故A错误；
B．设，甲、乙两黄豆自射出后经时间t相遇，则有
对于乙黄豆，根据斜抛运动的对称性可知其从最高点（设为Q）到N的运动时间为，Q、N两点之间的水平距离为，竖直距离为
故B错误；
C．根据平抛运动规律的推论可知，甲黄豆到达N点时速度方向与水平方向的夹角的正切值为位移方向与水平方向的夹角的正切值的2倍，即
乙黄豆到达N点时速度方向与水平方向的夹角的正切值为相对于Q点的位移方向与水平方向的夹角的正切值的2倍，即
可得
故C错误；
D．根据B项分析，设甲、乙两黄豆在N点时的水平分速度大小均为，速度大小分别为，有
可得
故D正确。
故选D。
8. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈上接有灯泡和开关S，副线圈接有灯泡且灯泡和的额定电压均为，当S断开时两灯泡恰好均能正常发光，则（ ）
A. 电源电压有效值为B. S断开时，灯泡和的电流之比为
C. S闭合后，灯泡恰能正常发光D. S断开时，灯泡和的功率之比
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．两灯泡均恰能正常发光，则其两端电压均为额定电压，原、副线圈匝数比为，可知原线圈两端电压
则电源的电压
故A正确；
BD．根据公式
得
则S断开时，流过灯泡和的电流之比为，故、的功率之比为，故BD正确；
C．S闭合后，灯泡短路，变压器原线圈两端电压变为，则副线圈两端电压变为，则灯泡不能正常发光，故C错误。
故选ABD。
9. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，质点a为平衡位置在处的质点，质点b为平衡位置在处的质点，图乙为质点b的振动图像。下列说法正确的是（）
A. 该波沿x轴正方向转播B. 该波沿x轴负方向传播
C. 从到，质点a通过路程为D. 从到，质点a通过路程为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由题图乙可知，在时，质点b沿着y轴负方向运动，因此波沿x轴正方向传播，故A正确，B错误；
CD．由题图乙可知，质点做简谐运动的表达式为
则时a点离平衡位置的距离
时，波向右传播了，a点恰好运动到负的最大位移处，因此a质点通过的路程
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 图1的左侧平行金属板M、N间距为d，加有图2所示的交变电压，图1右侧为半径为R（）的圆形匀强磁场，磁感应强度为B垂直于纸面向内（图中未画出），AB为竖直方向直径。是M、N板间的中线并经过圆形磁场的圆心。不同时刻从O点沿中线射入初速度都为的不同粒子（不计粒子的重力），所有出射粒子都从A点离开磁场。则下列说法中正确的是（）
A. 粒子都带负电
B. 粒子在电场中运动时间都相同，且一定是电场周期T的整数倍
C. 所有粒子从电场中射出的位置相同
D. 粒子的比荷一定相等，都为
【答案】BD
【解析】
【详解】B．所有粒子都汇聚到A点，显然为磁聚焦，故所有粒子从电场中射出的速度都为，方向水平，在电场中运动时间一定为周期T的整数倍，故B正确；
AD．进入磁场向上偏转做圆周运动，故粒子带正电，由，解得轨道半径
粒子的比荷为
故A错误， D正确；
C．不同时刻进入电场的粒子竖直方向运动不同，所有射出电场的位置也会不一样，故C错误。
故选BD。
11. 如图所示，足够长的轻绳一端固定于O点，绕过轻质光滑的动滑轮和定滑轮，另一端与质量为的物块B相连，动滑轮下方悬挂质量为的物块A，将物块B置于倾角为的固定斜面的顶端。已知斜面长为，与物块B相连接的轻绳始终与斜面平行，物块B与斜面间的动摩擦因数，悬挂动滑轮的轻绳竖直，两滑轮间竖直距离足够长，空气阻力忽略不计，两物块均可视为质点，重力加速度g取。现由静止释放物块B至其运动到斜面底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A增加的机械能等于物块B减少的机械能
B. 物块A运动的加速度大小为
C. 物块B获得的最大动能为
D. 物块A增加的机械能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物块B运动过程中会产生摩擦热，A、B组成系统机械能不守恒，故A错误；
B．由题可知，同一时刻瞬时速度关系为
对A、B组成的系统，由动能定理有
解得
由
得
故B正确；
C．物块B的最大动能为
故C正确；
D．设此过程中物块A增加的机械能为，有
解得
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验仪器、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用游标卡尺和螺旋测微器测量，示数如图所示。则读数分别为______、______。
（2）实验原理。下图为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中______平衡摩擦力以及______要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。（选填“需要”、“不需要”）
（3）数据分析。某次实验，该组同学得到了如图所示的一条纸带，已知实验所用电源的频率为，每5个计时点取1个计数点。所有测量数据如图所示，则（计算结果都保留两位有效数字）
①打下C点时纸带的速度为______；
②纸带的加速度大小为______。
【答案】 ①. 31.4 ②. 2.150 ③. 需要 ④. 需要 ⑤. 0.84 ⑥. 1.7
【解析】
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
[2]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）[3]研究小车合外力时需排除小车所受摩擦力的影响，故需要平衡摩擦力；
[4]小车和钩码做匀加速直线运动，平衡摩擦力后，对小车有
对钩码有
解得轻绳拉力为
可知，当满足M远大于m时，拉力才近似等于。
（3）①[4]由于每5个计时点取1个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为
砝码和盘做匀变速运动，打下C点时纸带的速度等于在BD段的平均速度，则有
②[5]根据逐差法可得纸带运动的加速度为
13. 某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为，内阻约为。现有如下实验器材：
A．电压表V（，内阻约为）
B．电流表A（）
C．定值电阻（）
D．电阻箱（）
E．滑动变阻器（）
F．待测电池组
G．电键S、导线若干
（1）为完成实验除F、G外还需要哪些实验器材___________。
（2）根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在虚线框内将电路图补充完整（所选器材要标明符号）。（ ）
（3）按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出图像如图所示，若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势___________，内阻___________。（用k、b表示，题中已知字母均为基本单位）
（4）实验中电动势和内阻的测量值___________电动势和内阻的真实值。（选填大于、小于、等于）
【答案】 ①. BCD ②. ③. ④. ⑤. 等于
【解析】
【详解】（1）[1]由于所给电压表量程太大，可用电流表与电阻箱来测量。电流表量程，需要的最小总电阻约为，电阻箱阻值不足，所以需要把将电流表改装，故需要定值电阻、电流表与变阻箱，选择的器材为BCD；
（2）[2]
（3）[3][4]根据实验原理
整理得
即
由于图像是一直线，所以纵坐标为，由图像可知，斜率与截距分别为
解得
（4）[5]由以上计算过程可知测量值等于真实值。
14. 如图所示，两束相同的激光束同时射到三棱镜的A、B两点上，光线方向与三棱镜中心轴OO′平行，A、B两点距中心轴OO′均为d＝1cm。三棱镜的底边长为4d，底角θ＝30°，对激光的折射率为n＝。真空中的光速为c＝3×108 m/s ，不考虑光的反射。求：
（1）两束激光交点到棱镜底边的距离L；
（2）两束激光从进入棱镜到相交所用时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）两束激光的光路图如图所示
由折射定律有
解得
=60°
由几何关系知光线交点与底边的距离为
代入数据得
L=
（2）激光在三棱镜中的速度为
激光在棱镜中传播所用时间为
激光在棱镜外传播所用时间为
15. 如图甲所示，一足够长电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离，NQ两端连接阻值的定值电阻，导轨间有垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，导轨平面与水平面间的夹角。一质量、接入电路的阻值的金属棒垂直于导轨放置，用绝缘细线通过光滑的轻质定滑轮与质量的重物相连，细线与金属导轨平行。无初速度释放重物，测得金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示。，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）从到流过金属棒的电荷量q；
（3）从到定值电阻R上产生的热量Q。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由乙图知经过足够长的时间金属棒开始做匀速运动，其速度
此时金属棒感应电动势
回路电流
对重物由平衡条件有
对金属棒有
解得
（2）设金属棒速度为v时加速度为a，电流为i，对重物和金属棒系统由牛顿第二定律有
由电流定义和加速度定义从到进行积累可得
其中由乙图知
，
解得
（3）回路中电流
根据电流定义和速度定义从到进行积累可得
解得金属棒的位移
设回路在该过程产生的总热量为，对系统由能量守恒定律有
根据焦耳定律以及定值电阻与金属棒的串联关系知
16. 某科幻小说中，人类于3023年登陆上了某星球。登陆前，科学家已测得该星球的半径。宇航员登陆后，从距离地面高度为处由静止释放一小球，测得小球下落用时为。忽略星球的自转，不考虑星球大气阻力，将星球视为质量均匀分布的球体。
（1）求该星球的第一宇宙速度；
（2）甲同学查阅资料获知：质量均匀分布的球壳对其内部任意位置的质点引力都为零。他作了一个大胆的设想：从星球表面的A处竖直向下挖通一条穿过球心的光滑直线隧道，隧道贯穿星球，可以通向星球对面的出口B处，任何人只要从A处跳入隧道，都能穿越到星球的另一面。求甲同学跳入隧道后的最大速率v；
（3）乙同学查阅资料知道第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍。他设计了一种物体逃逸该星球的方法：分别从隧道入口A处和出口B处，同时由静止释放两个小球P和Q，P、Q的质量分别为和（），两球相遇后只需发生一次弹性正碰，小球Q就能逃逸该星球，求和应满足的关系。
【答案】（1）；（2）；（3）；
【解析】
【详解】（1）设星球表面的重力加速度为，小球自由落体运动
①
设星球质量为M，小球质量为m，忽略自转有
②
设贴近星球表面运行的卫星质量为，则
③
由①②③并代入数据得
（2）设甲同学的质量为，星球的密度为，当甲同学与球心距离为r时，受引力大小为
④
即
故甲同学在隧道中做简谐运动，在球心处速度最大。从A处到球心，由动能定理有
⑤
解得
（3）易知P、Q将在星球球心处相遇，二者发生碰撞前速率均为
取P碰前的运动方向正方向，设碰后P、Q的速度分别为和，则碰撞过程中动量守恒
⑥
机械能守恒
⑦
设碰后Q返回到B处的速度为，由动能定理有
⑧
欲逃逸需满足条件
⑨
联立⑥⑦⑧⑨得和应满足的关系为