2023届安徽省合肥市高三下学期考前适应性练习物理（三） Word版含解析.docx

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2023年安徽省合肥市高三考前适应性练习（三）物理试卷一、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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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.如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图像（直线与横轴的交点的横坐标为4.29，与纵轴的交点的纵坐标为0.5），如图乙所示是氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）A.根据该图像能求出普朗克常量B.该金属的逸出功为C.该金属的极限频率为D.用能级的氢原子跃迁到能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应【答案】A【解析】【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程得知该图线的斜率表示普朗克常量，故选项A正确；BC．根据爱因斯坦光电效应方程可知图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为，逸出功为故选项BC错误； D．用能级的氢原子跃迁到能级时所辐射的光子能量为所辐射的光照射该金属不能使该金属发生光电效应，故选项D错误。故选A。2.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为，匝数为500匝，面积为的矩形线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，不计线圈电阻，线圈通过电刷与一理想变压器原线圈还有一个定值电阻相连，变压器的原副线圈的匝数分别为，A为理想交流电流表，为两个完全相同的电灯泡，灯泡的额定电压为，则以下说法正确的是（　　）A.从图示位置开始计时，线框内产生的交变电流的电动势随时间的瞬时值表达式为B.当S断开后，电流表的示数比断开前大C.当S断开后，亮度变亮D.若灯泡正常发光，则理想变压器原副线圈的匝数比为【答案】C【解析】【详解】A．根据题意可知，感应电动势的最大值为从图示位置开始计时，线框内产生的交变电流的电动势随时间的瞬时值表达式为故A错误；BC．根据题意可知，线圈产生感应电动势的有效值为设变压器原线圈两端电压为，电流为，副线圈两端电压为，电流为，负载电阻的总阻值为 ，则有整理可得由于不变，S断开后，增大，则减小，电流表的示数比断开前小，则增大，增大，亮度变亮，故B错误，C正确；D．若灯泡正常发光，有则可知，理想变压器原副线圈的匝数比不可能为，故D错误。故选C。3.如图所示的平行板电容器竖直放置，两极板间的距离为d，极板高度，对该电容器充上一定的电量后，将一带电小球P从非常靠近左极板的上端A处由静止释放，小球沿图中虚线运动打到了右极板的中点，为使小球能够从下方穿过电容器，右极板向右至少移动的距离为（　　） A.dB.C.D.【答案】A【解析】【详解】由题意可知，小球所受的合力沿着虚线方向，根据可得可知右极板向右移动，极板间的电场强度不变，即合力方向不变，如图所示根据几何关系可知要使得小球能够从下方穿过电容器，根据解得故选A。4.篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，通过篮球对地冲击力大小判断篮球的性能.某同学让一篮球从高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间为，该篮球反弹时从离开地面至最高点所用时间为，篮球的质量，重力加速度取，不计空气阻力。则篮球对地面的平均作用力大小为（　　）A.B.C.D.【答案】B 【解析】【详解】根据自由落体运动位移—时间公式可得篮球下落的时间为根据自由落体运动速度—位移公式可得篮球下落到地面的速度为篮球离开地面上升过程可逆向看作自由落体运动，根据速度—时间公式，可得篮球离开地面时的速度为篮球和地面接触的时间为根据动量定理，取向上为正方向，可得代入数据解得故选B。5.科幻电影中提到的“洛希极限”即当一个天体自身的引力与第二个天体造成的潮汐力相等时的距离。当两个天体的距离少于洛希极限，天体就会倾向碎散，继而成为第二个天体的环。1992年苏梅克一列维9号彗星在经过木星时分裂成碎片，最终于1994年落在木星上就是如此。已知行星与卫星的洛希极限计算式为，其中k为常数，R为行星半径，，分别为行星和卫星密度。若已知行星半径R，卫星半径为，且表面重力加速度之比为，则其“洛希极限”为（　　）A.B.C.6kRD.【答案】A【解析】 【详解】利用星球表面处物体的重力等于万有引力得星球的密度为则则其“洛希极限”为故选A。6.如图所示，质量为的三根完全相同的导体棒垂直于纸面放置，其中、两导体棒放置在粗糙的水平面上，导体棒被竖立的轻质弹簧悬挂，三根导体棒中均通入垂直纸面向里、大小相等的恒定电流后，呈等边三角形排列，且保持稳定。重力加速度为，下列说法正确的是（　　）A.弹簧的弹力大于导体棒的重力B.弹簧的弹力小于导体棒的重力C.水平面对导体棒的摩擦力可能为零D.若在地面上对称地缓慢增大、导体棒间的距离，弹簧长度将减小【答案】AD【解析】【详解】AB．三根导体棒的电流方向相同，根据同向电流相吸，反向电流相斥可知，导体棒a和导体棒b对c导体棒都是吸引力，作用力的合力方向竖直向下，故弹簧的弹力大于c导体棒的重力，故A正确，B 错误；C．b、c导体棒对a导体棒的合力方向垂直bc向上，在水平方向的分力不为零，而a导体棒处于静止状态，根据受力平衡可知，水平面对a导体棒的摩擦力一定不为零，故C错误；D．  若对称地缓慢增大ab导体棒间距离，a导体棒和b导体棒对c导体棒的作用力都在减小，且二力的夹角增大，故二力的合力减小，则弹簧弹力减小，弹簧的伸长量减小，弹簧长度减小，故D正确。故选AD。7.世界上第一个想利用火箭飞行的人是明朝的士大夫万户。如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，竖直飞上天空，当自己运动到最高点时展开风筝平稳着陆。假设万户及所携设备：火箭（含燃料）、椅子、风筝等总质量为，点燃火箭后在极短的时间内，将质量为的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。上升阶段忽略空气阻力的影响，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　）A.燃气喷出后，万户上升过程中处于超重状态B.火箭的推力来源于燃气对它的反作用力C.喷出燃气后，万户及所携设备能上升的最大高度为D.在火箭喷气结束后的上升过程中，万户及所携设备机械能增大【答案】BC【解析】【详解】A．燃气喷出后，万户将减速上升，加速度方向向下，可知万户上升过程中处于失重状态，A错误；B．炽热的燃气向下喷出过程中，火箭对燃气的作用力与燃气对火箭的作用力是一对相互作用力，火箭的推力来源于燃气对它的反作用力，B正确；C．由于点燃火箭后，喷气过程在极短时间内完成，则内力远远大于外力，该过程动量近似守恒，则有上升阶段忽略空气阻力的影响，之后火箭做竖直上抛运动，则有 解得C正确；D．在火箭喷气结束后的上升过程中，由于上升阶段忽略空气阻力的影响，即只有重力做功，则万户及所携设备的机械能守恒，即机械能不变，D错误。故选BC。8.一个圆形金属框和三根相同的导体棒焊接成如图所示的形状，金属框的阻值忽略不计，导体棒的阻值均为r，长度均为R，且互成，以O为圆心、R为半径的扇形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，使金属框绕O点以角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是（　　）A.棒内的电流方向一直为从O指向AB.当棒在磁场中时，两点间的电势差为C.棒内的最大电流为D.每转一周，三根导体棒所产总热量为【答案】BD【解析】【详解】A．当OA在磁场区域切割磁感线时，由右手定则知OA中电流方向从O指向A，当其他两棒切割磁感线时，通过OA的电流方向从A指向O，A错误；BC．当棒在磁场中切割磁感线时，OA是电源，通过OA的电流达到最大，OB与OC是外电路的两个并联电阻，此时OA上的电动势为则 此时OA上电流为B正确，C错误；D．每根导体棒转过磁场区域时间内，闭合回路产生的焦耳热为则每转一周，三根导体棒所产总热量为D正确。故选BD。二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：9.如图甲所示的装置叫作阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示：（1）实验时，该同学进行了如下操作：①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态。测量出___________（选填“A的上表面”或“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h。 ②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为___________（已知重力加速度为g）。（3）引起该实验系统误差的原因有___________（写一条即可）。【答案】①.挡光片中心②.③.绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动中受到空气阻力【解析】【详解】（1）[1]遮光条经过光电门的平均速度代替物体经过光电门的瞬时速度，所以应测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。（2）[2]重物A经过光电门时的速度v=系统动能增加量系统重力势能的减小量为mgh，系统机械能守恒应满足的关系式为（3）[3]系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能是：绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动中受到空气阻力。10.某学习小组同学需要测量阻值约为的电阻。可供选择器材如下：A．电流表，量程，内阻；B．电流表，量程，内阻；C．电压表，量程，内阻；D．电压表，量程，内阻；E．保护电阻约；F．滑动变阻器R，总阻值，额定电流为；G．电池组，电动势，内阻很小；H．开关及导线若干。 实验要求测量多组数据，并尽可能提高实验结果的精确度。（1）根据实验要求，答题卡指定位置画出实验设计电路图_________；（2）电流表应选_________，电压表应选_________（填器材前面的字母序号）；（3）在某次测量中，电压表示数为U、电流表示数为I。写出的表达式为_________（用U、I及已知物理量的符号表示）。【答案】①.②.A③.D④.【解析】【详解】（2）[3]由于滑动变阻器总阻值，电源电动势，而额定电流只有，只接滑动变阻器会过载，则需串联保护电阻；为保证测量数据范围，采用分压式接法，则待测电阻两端电压变化范围约为，电压表应选用D。[2]由欧姆定律知，通过待测电阻的电流最大约为则电流表应选用A。（1）[1]由题电流表内阻已知，电压表内阻未知，则电表应采用内接法，结合以上分析电路图如图所示。 （3）[4]根据电路图由欧姆定律有11.如图甲所示，水平轨道的端与半径为的光滑半圆轨道相切，原长为的轻质弹簧水平放置，一端固定在点，另一端与质量为的物块P接触但不连接。用水平外力向左缓慢推动物块P，水平外力随弹簧形变量的关系如图乙，将弹簧压缩至形变量为，然后放开，P开始沿轨道运动，恰好到达D点，已知重力加速度大小为。求：（1）弹簧的劲度系数；（2）水平轨道的长度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意，由图可知，当时，物块P开始移动，则物块与水平轨道间的摩擦力为物块缓慢移动，则有可知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，则有（2）根据题意可知，恰好到达D点，由牛顿第二定律有从放开到最高点，设水平轨道的长度为，弹簧弹力做功为，由动能定理有其中 解得12.如图所示，在平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的圆形区域，圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。x轴下方有一圆弧与圆弧同心，圆弧和圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点O，两半圆弧间的电势差为U；x轴上方半圆形区域外存在着上边界为的垂直于纸面向里的足够大的匀强磁场，半圆形区域内无磁场。圆弧上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点O，并进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。（1）求粒子经电场加速后的速率；（2）若从a点进入磁场的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了，求从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子射出磁场时与x轴正向所成角度的余弦值；（3）若要求有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求所允许的磁感应强度的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得解得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为，从a点进入磁场的粒子速度转过，位移转过则有解得从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子，应与上边界相切，然后从下边界飞出，飞出时与x轴正向成角，如图1所示由几何关系得解得即粒子射出时与x轴正向所成角的余弦值为（或者为0.73）。（3）垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，如图2所示设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，满足磁感应强度有最大值，即r有最小值，又因为 当r有最小值时，取最小值，的最小值为O点到磁场上边界的距离，则有所以所允许的磁感应强度的最大值。（二）选考题：[物理—选修3-3]13.下列关于分子动理论说法正确的是（　　）A.用手和活塞在注射器中封堵住一定质量的理想气体，用力向外拉动活塞会明显感觉到反向阻力，这一现象反映气体分子间存在引力B.两分子从相距无穷远逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子力先变大后变小，再变大C.温度高的物体与温度低的物体相比，每个分子的动能都更大D.人在夏天吃冰棍时，冰在嘴里由的冰融化成水时，内能变大E.标况下氢气的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则一个氢气分子的体积满足【答案】BDE【解析】【详解】A．用手和活塞在注射器中封堵住一定质量理想气体，用力向外拉活塞，活塞明显感受到反向阻力，是由于大气压力的作用，不是气体分子间存在引力导致的，故A错误；B．两分子从相距无穷远逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子力先变大后变小，再变大，故B正确；C．温度高的物体与温度低的物体相比，温度高的物体中分子动能大的分子占比大，不是每一个分子动能都大，故C错误；D．人在夏天吃冰棍，冰在嘴里由的冰融化成水的过程中吸收热量，内能变大，故D正确；E．标况下氢气的摩尔体积，则一个氢气分子占据的空间为，但是一个氢气分子的体积小于，故E正确。故选BDE。14. 如图所示，容器壁厚度不计、导热性能良好的圆柱形容器，一端封闭、另一端开口，若将容器开口向下竖直缓慢插入到水中某一位置，容器能够漂浮在水面上；再将容器继续缓慢下压，可在水面下某位置保持悬浮状态。已知容器底面积为S、长为L、质量为m，大气压强为、水的密度为、重力加速度大小为g，整个过程中环境温度始终不变，求：（ⅰ）容器漂浮时水进入容器的长度x；（ⅱ）容器悬浮时容器内外水面的高度差h。【答案】（ⅰ）；（ⅱ）【解析】【详解】（1）设容器漂浮在水面上时，被封闭气体压强为，由平衡条件得对容器内封闭气体，由玻意耳定律得解得（2）设容器在水面下保持悬浮状态时封闭气柱长度为x1，由平衡条件得设容器在水面下保持悬浮状态时，被封闭气体压强为，则对容器内被封闭气体，由玻意耳定律得解得 【物理——选修3-4】15.一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有一个质点P，已知波源O与质点P的平衡位置相距1.2m，以波源由平衡位置开始振动为计时零点，质点P的振动图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）A.该列波的波长为4mB.该列波的波速大小为0.6m/sC.波源O的起振方向为沿y轴负方向D.波源O的动能在t=10s时最大E.t=5s时，质点P通过的路程是0.15m【答案】BDE【解析】【分析】详解】AB．根据题意可知，2s传到P，波速周期T=4s，故波长故A错误B正确；C．波源O的起振方向与P起振方向一致，为沿y轴正方向，故C错误；D．波源O的动能在t=10s时最大，因为10s时经过了2.5个周期，在平衡位置，故D正确；E．t=5s时，P振动了，质点P通过的路程是0.15m故E正确；故选BDE。 16.一条由透明材料制成的较长的纤维丝如图所示，其折射率为，紧贴它的一个端面有一个点光源A，另一个端面有一个接收器B，能接收到从纤维丝中折射出的光。真空中的光速为c。（1）求光在透明材料中传播的速率。（2）从光源A发出一个很短的光脉冲，传感器记录下接收器B接收到最早的光信号和最迟的光信号之间的时间差为t，求该纤维丝的长度L。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由公式，可得光在透明材料中的传播速率为（2）题意可知，最早的光信号需要的时间最迟的时间为恰能不折射出纤维丝的光信号，则有又有联立解得