2023届安徽省江淮十校高三下学期5月联考理综物理试题 Word版含解析

江淮十校2023届高三联考

理科综合能力测试

1. 2023年2月10日，在中国空间站全面建成后，航天员首次出舱活动取得圆满成功。已知空间站在距地球表面约的高空绕地球做匀速圆周运动，运行周期，地球半径约，下列说法正确的是（　　）

A. 空间站围绕地球做圆周运动的线速度略大于第一宇宙速度

B. 空间站距地面高度与同步卫星距地面高度之比约

C. 空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为

D. 空间站与地球同步卫星的线速度大小之比约为

【答案】C

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球飞行的最大速度也是发射卫星的最小速度，所以所有卫星的线速度应该都小于第一宇宙速度，A错误；

C．空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比

C正确；

B．同步卫星的周期设为T，则空间站的周期，根据开普勒第三定律

空间站距地球表面的距离与地球半径之比为1:16，空间站距地面高度与同步卫星距地面高度之比一定不是1:16，故B错误；

D．由万有引力提供向心力得

，

联立解得

D错误。

故选C。

2. 如图所示，一束复色光经半圆形玻璃砖分成a、b两束。下列说法正确的是（　　）

A. a光的频率比b光的频率小

B. 若b光能使某金属发生光电效应，a光不一定能使该金属发生光电效应

C. 通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光a比b的大

D. a光在玻璃中的传播时间比b光长

【答案】D

【解析】

【详解】A、由图知两束光的入射角相等，b的折射角小于a的折射角，根据折射定律可知玻璃砖对a光的折射率比对b光的大，由于折射率越大，光的频率越大，则a光的频率比b光的频率大，故A错误；

B、根据光电效应的发生条件可知若b光能使某金属发生光电效应，a光一定能使该金属发生光电效应，故B错误；

C、由于玻璃砖对b光的折射率小，故空气中b光的波长更大，根据

可知经同一套双缝干涉装置发生干涉，b光干涉条纹间距比a光更宽，故C错误。

D由于玻璃砖对b光的折射率小，根据

知在玻璃砖中b光的传播速度比a光的大，由于光程相等，则a光在玻璃中的传播时间比b光长，故D正确；

故选D。

3. 如图所示，在光滑水平面上有一固定挡板，一个小球放在水平面上靠挡板放置，一个长木板一端搭在球上，另一端着地，球、板均处于静止状态，则下列判断正确的是（　　）

A. 球共受五个力

B. 球可能只受三个力

C. 球对板的作用力垂直于板向上

D. 球对板的作用力竖直向上

【答案】D

【解析】

【详解】A B．球受重力、地面的支持力、长木板的压力和摩擦力，故A B错误；

CD．球对板的作用力，方向竖直向上，故C错误，D正确；

故选D。

4. 某同学用检流计和静电计研究LC振荡电路的规律，某时刻，静电计的指针角度在变大，流过检流计的电流向右，P、Q是电路中两点，则该时刻，下列说法错误的是（　　）

A. 若增大电容器两板距离，LC振荡频率减小

B. 电容器上极板带正电

C. 电流的变化率大小在增加

D. P点电势比Q点电势高

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据平行板电容器公式

增大电容器两板之间的距离，电容减小，根据

LC振荡频率增大，故A错误；

BCD．根据题意静电计的指针角度在变大，流过检流计的电流向右，知电容器在充电，则电容器上极板带正电，下极板带负电，P点电势比Q点电势高，振荡电流减小，且电流变化的越来越快，即电流变化率增加，故BCD正确。

本题选择错误选项，故选A。

5. 如图所示，在倾角为的斜面上A点以初速度水平抛出一个小球，小球恰好落在斜面上的B点，若小球在点抛出的初速度方向与斜面垂直，结果小球也恰好落在斜面上的B点，则此时小球抛出的初速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意，由平抛运动规律有

解得

则有

设小球与斜面垂直方向以抛出，则有

解得

故选C。

6. 如图所示，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源，原、副线圈分别接可变电阻R1、R2，理想电压表V1、V2的示数为U1、U2，理想电流表A1、A2的示数为I1、I2。下列说法错误的是（   ）

A. 保持P位置不变，R1增大、R2不变的情况下，I1减小，U1不变

B. 保持P位置不变，R1不变、R2增大的情况下，I2减小，U2减小

C. 保持P位置不变，R1不变，使时，R2消耗的功率达到最大

D. R1不变、R2减小的情况下，P向下移，R1消耗的功率减小

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．设原副线圈的匝数比为k，根据等效电阻原理，把变压器的原副线圈和负载R，整休看作一个等效电阻，其阻值

R′ = k2R2

设输入交流电的电压有效值为U，则

，保持P位置不变，R1增大、R2不变的情况下，则I1减小，等效电阻R'两端电压减小，则U1增大，AB错误，符合题意；

B．根据选项A可知，保持P位置不变，R1不变、R2增大的情况下，则I1减小，等效电阻R'两端电压减小，则U1增大，U2也增大，B错误，符合题意；

C．由电源输出功率的规律可知，当R′ = R1时，即

R1 = k2R2 = 4R2

R2消耗的功率有最大值，C正确，不符合题意；

D．R1不变、R2减小的情况下，P向下移，k减小。等效屯阻R′减小，I1增大，U1也增大，则R1消耗的功率增大，D错误，符合题意。

故选ABD。

7. 如图所示，水平边界1、2间有沿水平方向的匀强磁场，质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属线框ACDE在磁场正上方的某一高度处由静止释放，AC边进磁场与AC边出磁场时的速度相等。金属线框运动过程中，始终在垂直于磁场的竖直面内，AC边始终水平，磁场宽度为d，且d大于L，则下列判断正确的是（   ）

A. AC边进磁场时，竖直方向的安培力小于重力

B. AC边出磁场时，做减速运动

C. 线框穿过磁场产生的焦耳热大小为2mgd

D. 线框由静止释放的位置越高，则线框进磁场过程通过线框某一横截面的电荷量越多

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．第一次，AC边进磁场与AC边出磁场时的速度相等，表明AC边进磁场时做减速运动，线框进磁场过程和出磁场过程运动情况相同，因此第一次线框DE边进磁场和出磁场速度相同，内此线框进出磁场过程均先做减速运动，重力小于安培力，A错误，B正确；

C．线框从AC边刚进磁场到AC边刚出磁场过程，线框中产生的焦耳热

Q1= mgd

则线框穿过磁场产生焦耳热

Q = 2Q1= 2mgd

C正确；

D．线框进磁场过程通过线框某一横截面电荷量不变，与释放的高度无关，D错误。

故选BC。

8. 如图所示，半径为R的双层光滑管道位于竖直平面内，质量为m、带电量为＋q的小球位于管道最低点A，B是最高点，空间存在水平向左、场强大小的匀强电场，现在A点给小球一水平初速度v0，小球恰好能够做完整的圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ）

A. v0的大小为

B. 经过B点时小球受到管道外壁的压力大小为

C. 经过A点时小球受到管道外壁的支持力大小为

D. 若在A点给小球的水平初速度增大一倍，小球经过B点的速度也增大一倍

【答案】AC

【解析】

【详解】A．如图所示

小球在等效最低点P静止时，受重力、支持力和电场力三力平衡，根据平衡条件，有

mgtanθ = qE

结合

可知

θ = 45°

且重力和电场力的合力

小球恰好能够做完整的圆周运动，说明小球经过等效最高点Q时速度刚好为零，由Q到A根据动能定理，有

解得

A正确；

C．在A点根据向心力公式有

解得

C正确；

BD．由B到A根据动能定理，有

解得

在B点有

解得经过R点时小球受到管道内壁的支持力大小为

BD错误。

故选AC。

第Ⅱ卷（非选择题  共174分）

三、非选择题：共174分。

9. 某物理兴趣小组在一次探究活动中，想测量滑块和长木板之间动摩擦因数，实验装置示意图如图甲所示，光电门固定在水平直轨道上的O点，拉力传感器（图中未画出）固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将传感器与钩码相连。

①用刻度尺测出滑块释放点A到固定光电门的O点距离为L，用游标卡尺测量挡光片的宽度d；

②调整木板水平，调整轻滑轮使细线水平；

③让滑块从A点由静止释放，滑块在钩码的拉动下从静止开始运动，用数字毫秒计时器测出挡光片经过光电门所用的时间，读出拉力传感器的示数为F；

④换用不同质量的钩码多次重复步骤③测出多组数据；

⑤根据上述实验数据做出图像乙，根据图像求出动摩擦因数。

回答下列问题：

（1）根据上述步骤测出的物理量可知，滑块的加速度_________；

（2）根据数据做出图像如图乙，图中c已知，则滑块和长木板之间的动摩擦因数_______。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】（1）[1]根据运动学公式

，

解得加速度为

（2）[2]以滑块、力传感器以及挡光片整体为研究对象,根据牛顿第二定律得

代入加速度a化简得

让图像纵轴截距为b，则

，

解得

10. 某探究小组设计电路测量某种电池的电动势和电流表的内阻，该电池的内电阻很小可忽略。可供使用的器材如下：

A.待测电池（电动势约，内阻不计）

B.待测电流表A（，内阻待测）

C.电压表（，内阻）

D.电压表（，内阻）

E.定值电阻

F.定值电阻

G.滑动变阻器（）

H.滑动变阻器（）

I.开关一个，导线若干

该小组设计的实验电路如图甲所示：

（1）图中滑动变阻器应选用_________（填相应器材前的字母），电流表应接在_________（填“①”或“②”）。

（2）根据实验数据作图如图乙所示，图中纵坐标不从零开始，由乙图结合电路图可求得电动势_________V，电流表内阻______（均保留2位有效数字）。

（3）从系统误差的角度考虑，电动势的测量值与真实值相比_________（填“相等”“偏大”或“偏小”）。

【答案】    ①. G    ②. ②    ③.     ④. 0.80    ⑤. 相等

【解析】

【详解】（1）[1][2]从调节方便的角度考虑，图中滑动变阻器应选用，由于要测定电流表的内阻,电流表应接在②。

（2）[3][4]待测新干电池的电动势约为，所以电压表应选用C，电压表与定值电阻串联可扩大电压表的量程至。当电压表的示数为时，电压表与定值电阻串联后的电压

即将乙图中的纵坐标扩大倍后，得到电源的路端电压随干路电流变化的图像，由闭合电路欧姆定律可求得电动势

电流表内阻为

（3）[5]该实验不存在系统误差，电动势的测量值与真实值相等。

11. 压力锅（也称高压锅）是二种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。当锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把压力阀顶起来，这时水蒸气就从排气孔向外排出。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0= 1.0 × 105Pa。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，g取10m/s2。

（1）若T0= 293K，压力阀的质量为0.024kg，要使锅内温度达到393K，求排气孔的面积的最小值（保留一位有效数字）；

（2）高压锅内气体温度达到1.25T0后保持不变，打开出气孔稳定后，求高压锅内气体密度与打开前的比值。

【答案】（1）7 × 10-6m2；（2）

【解析】

【详解】（1）选锅内气体为研究对象，则有，初状态

T1= 293K，p1= 1.0 × 105Pa

末状态

T2= 393K

由查理定律得

代入数据有

p2= 1.34 × 105Pa

对限压阀受力分析可得

mg = p2S－p1S

联立解得

S = 7 × 10-6m2

（2）打开阀门前气体下强为p1′，体积为V1，气体密度ρ1，气体升温过程，由查理定律

,
 

、打开密封阀稳定后，气体压强等于大气压强为p0，气体密度为ρ2，此过程为等温变化，根据玻意耳定律可得
 

p1′V1= p0V2

ρ1V1= ρ2V2

解得

12. 如图所示，厚度相同的长木板B、D质量均为1kg，静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为，B的右端与D的左端相距。在B、D的左端分别静止有可视为质点的小物块A、C，其中A的质量，C的质量，A与B、D之间的动摩擦因数均为，C与D间无摩擦作用。现对A施加水平向右的恒力F＝52N，当B与D发生碰撞时，A与C刚好发生弹性碰撞，BD碰撞后粘在一起，已知A与C能在木板上发生第二次碰撞，所有碰撞时间均极短，重力加速度，求：

（1）木板B的长度；

（2）木板D的最小长度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设在施加水平向右的恒力瞬间，A、B加速度大小分别为、，则有

解得

设从施加水平向右的恒力到B、D相碰经过的时间为，则有

联立解得

（2）设B与D碰前瞬间的速度为，碰后瞬间B与D的共同速度为，则有

解得

设A与C相碰前瞬间速度为，碰后瞬间A、C速度分别为、，则有

解得

由于

则B、D碰撞后粘在一起，以共同速度

做匀速直线运动。又碰后B与D的共同速度

所以碰后A和C都相对B、D向右滑动。A做初速度为，加速度为的匀加速运动，C做速度为的匀速运动。设A与C从第一次碰撞到第二次碰撞经过的时间为，通过的距离为，B与D一起通过的距离为，则

解得

设D板的最小长度为，则

解得D板的最小长度

13. 如图甲所示，在直角坐标系中四个点为四边形的四个顶点，四边形（包括边界）中存在匀强磁场，在范围内磁场的磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示（图像中T为未知量），设垂直纸面向外为正方向；内的匀强磁场与内的磁场总是大小相等、方向相反。在ab边正上方、ad边左侧、bc边右侧、cd边正下方，分别存在着大小相等的匀强电场，其方向分别与四边形区域的边界垂直且指向正方形内部（未画出）。质量为m、电荷量为q带正电的粒子某一时刻射入磁场，已知粒子在电场内做直线运动，重力不计，忽略粒子运动对电、磁场的影响。

上述L、m、q、B为已知量。

（1）若时刻粒子从点沿方向以大小为v（未知）的速度射入磁场，且磁感应强度B与速度v之间满足，粒子刚好在时刻离开磁场，经过一段时间后，又第一次回到点a，求粒子在电场中运动的最短路程；

（2）若时刻粒子从点沿方向以大小为v（未知）的速度射入磁场，且磁感应强度B与速度v之间满足，粒子刚好在时刻离开磁场，经过一段时间后，又第一次回到点e，求粒子从出发到第一次回到点e的最短时间；

（3）粒子在内从点沿Ob方向以某一速度射入磁场，此后在平面内做周期性运动，若电场强度大小为E，粒子在电场中做直线运动，且每当磁场发生变化时粒子恰好从电场射入磁场，求粒子初速度的所有可能值及对应的磁场变化的周期T。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，周期为,运动轨迹如图所示

根据牛顿第二定律有

则轨道半径为

周期

粒子在电场中运动的最短路程为

（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，周期为,运动轨迹如图所示

根据牛顿第二定律有

则轨道半径为

周期

由题意可知粒子在磁场中运动时间

粒子在电场中运动的最短时间

粒子从出发到第一次回到点e的时间

联立解得

（3）粒子在xOy平面内的周期性运动，在磁场中运动的周期

一周期内，粒子在磁场中运动时间可能为

，其中

当时，轨迹分别如图甲乙所示

由以上分析可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径的可能值为

根据洛伦兹力提供向心力，则有

可得初速度的所有可能值为

一个周期内粒子在电场中运动的可能时间为

磁场变化的周期T的可能值为