安徽省合肥市2023届高三物理第一次质量检测（一模）试卷

安徽省合肥市2023届高三物理第一次质量检测（一模）试卷
一、单选题
1．（2023·合肥模拟）甲、乙两车由同一地点沿同一方向做直线运动，下图为两车的位移-时间图像（图像），甲车在0时刻的速度与乙车在时间内的速度相等，甲车在时刻的速度与乙车在时间内的速度相等，则下列说法正确的是（）
A．时刻，甲车在乙车的前面
B．时间内，时刻两车相距最远
C．时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D．时间内，甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
2．（2023·合肥模拟）图示为悬挂比较轻的洗刷用具的小吸盘，安装拆御都很方便，其原理是排开吸盘与墙壁间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在竖直墙壁上。则下列说法正确的是（）
A．吸盘与墙壁间有四对相互作用力
B．墙壁对吸盘的作用力沿水平方向
C．若大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大
D．大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力是一对平衡力
3．（2023·合肥模拟）正四面体，O为其顶点，底面水平，D为边的中点，如图所示。由O点水平抛出相同的甲、乙两小球，两小球分别落在A点和D点，空气阻力不计．则下列说法正确的是（）
A．甲球和乙球初动能之比为
B．甲球和乙球末动量大小之比为
C．甲球和乙球末动能之比为
D．甲球和乙球动量的变化量之比为
4．（2023·合肥模拟）2022年11月9日，某天文爱好者通过卫星过境的GoSatWatch（卫星追踪软件）获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息如图乙所示，这连续两次最佳观察时间内，空间站绕地球共转过16圈．已知地球半径为R，自转周期为24小时，同步卫星轨道半径为，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可估算天和空间站的轨道半径为（）
查看过境图
日期 亮度 过境类型
11月2日 0.4 可见
开始时间 开始方位 开始高度角
17：50：08 西北偏西
查看过境图
日期 亮度 过境类型
11月3日 3.2 可见
开始时间 开始方位 开始高度角
18：28：40 西南偏西
A． B． C． D．
5．（2023·合肥模拟）如图为人体细胞膜的模型图，它由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（生物学上称为膜电位）。实验小组研究了某小块均匀的细胞膜，该细胞膜可简化成厚度为d，膜内为匀强电场的模型。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则该过程中以下说法正确的是（）
A．膜内电势处处相等
B．钠离子的加速度越来越大
C．钠离子的电势能越来越小
D．若膜电位不变，当d越大时，钠离子通过双分子层的速度越大
6．（2023·合肥模拟）我国风洞技术世界领先。下图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（）
A．物块的速度一直减小到零
B．物块加速度先不变后减小
C．弹簧弹性势能先不变后增大
D．物块和弹簧组成的系统的机械能一直增大
7．（2023·合肥模拟）电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（）
A．乙图中阴影部分的面积
B．乙图中阴影部分的面积
C．由甲、乙两图可判断阻值
D．由甲、乙两图可判断阻值
二、多选题
8．（2023·合肥模拟）2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后，第6秒末的照片，现用毫米刻度尺对照片进行测量，刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动，且质量不变。已知火箭高为40.6米，起飞质量为250吨，重力加速度g取。则下列估算正确的是（）
A．火箭竖直升空的加速度大小为
B．火箭竖直升空的加速度大小为
C．火箭升空所受到的平均推力大小为
D．火箭升空所受到的平均推力大小为
9．（2023·合肥模拟）安装在我国空间站的霍尔推进器是用于维持空间站的运行轨道，其部分原理图如图。在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场B1，其磁感强度大小处处相等，同时加有垂直圆环平面的匀强磁场B2和匀强电场E（图中均未画出），B1与B2的磁感应强度大小相等。若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。已知电子电荷量为e，质量为m，则下列说法正确的是（）
A．E的方向垂直于环平面向外 B．E的大小为
C．的方向垂直环平面向里 D．的大小为
10．（2023·合肥模拟）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部．过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型．初速度为的线框沿斜面加速下滑s后，边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动．已知线框边长为l、匝数为n、总电阻为r，斜面与水平面的夹角为．过山车的总质量为m，所受摩擦阻力大小恒为f，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）
A．线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为顺时针方向
B．线框刚进入磁场时，感应电流的大小为
C．线框穿过磁场的过程中，通过其横截面的电荷量为零
D．线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
三、实验题
11．（2023·合肥模拟）下图为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置图，斜槽末端安装了光电门。小球从斜槽上的某处由静止释放，记录小球释放点与斜槽底端的高度H和通过光电门的时间t，测得小球的直径为d，重力加速度为g．改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量。
（1）斜槽末端是否必须要调水平　 　（选填“是”或“否”）；
（2）小球从斜槽上某处滑下的过程中，若机械能守恒，则应满足的关系式　 　（用d、t、H和g表示）；
（3）为了减小实验误差，应选择体积小密度大的小球，其原因是　 　（写出一条即可）．
12．（2023·合肥模拟）某实验小组要测量一节干电池的电动势E和内阻r．实验室仅能提供如下器材：
A．待测干电池
B．电流表：量程，内阻约为
C．电流表：量程，内阻为
D．滑动变阻器R：阻值范围，额定电流
E．电阻箱：阻值范围，额定电流
F．开关S、导线若干
（1）小组根据给定的器材设计了两种测量电路图，其中较为合理的电路图为　 　（选填“甲”或“乙”）；
（2）将电流表和电阻箱串联，改装成一个量程为的电压表，电阻箱的阻值应调到　 　；
（3）下表是小组在实验中记录的多组数据，其中第三组的没有记录，该数据如图丙表盘示数所示，请读出并记录在下表空格处；
测量次数 1 2 3 4 5 6
示数 0.12 0.20 0.36 0.38 0.50 0.57
示数 137 132 _ 114 110 105
（4）请根据该实验小组记录的数据，在图丁的直角坐标系上画出图象　 　；依据画出的图象可以得到电池的电动势　 　V，内电阻　 　．（结果均保留两位小数）
四、解答题
13．（2023·合肥模拟）物流公司用滑轨装运货物，如图所示．长、倾角为的倾斜滑轨与长的水平滑轨平滑连接，有一质量为的货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑。已知货物与两段滑轨间的动摩擦因数均为，，空气阻力不计，重力加速度g取。求：
（1）货物滑到倾斜滑轨末端的速度大小；
（2）货物从开始下滑经过，克服摩擦力所做的功为多少。
14．（2023·合肥模拟）如图所示，某校门口水平地面上有一质量为的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式缓慢移动石墩，此时两轻绳平行，重力加速度g取．求：
（1）若轻绳与水平面的夹角为，轻绳对石墩的总作用力大小；
（2）轻绳与水平面的夹角为多大时，轻绳对石墩的总作用力最小，并求出该值．
15．（2023·合肥模拟）如图所示，一绝缘细直杆固定在方向水平向左的匀强电场中，直杆与电场线成角，杆长为。一套在直杆上的带电小环，由杆端A以某一速度匀速下滑，小环离开杆后恰好通过杆端C正下方P点，C、P两点相距h。已知环的质量，环与杆间的动摩擦因数，，重力加速度g取。求：
（1）小环从杆端A运动到P点的时间；
（2）小环运动到杆端A正下方时的动能。
16．（2023·合肥模拟）如图所示，在平面直角坐标系内，x轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为。x轴上处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与x轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从O点进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q，不计粒子重力及粒子间相互作用。问：
（1）由S处最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为多少；
（2）由S处发射的速度最小的粒子，从发射到第二次经过O点的时间；
（3）若仅电场强度大小变为，最小速度的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为P点，最先发射的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为Q点，求间的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A． 时刻，两车位移相等，则甲车和乙车并列而行，A不符合题意；
B． 时间内甲车的速度大于乙车， 时刻两车速度相等，以后甲车速度小于乙车，则 时刻两车相距最远，B符合题意；
C． 时间内，两车的位移相等，则甲车的平均速度等于乙车的平均速度，C不符合题意；
D． 时间内，甲车的瞬时速度大于乙车的瞬时速度； 时间内，甲车的瞬时速度小于乙车的瞬时速度，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度，交点处两车相遇，通过平均速度的表达式进行分析判断。
2．【答案】D
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A．吸盘与墙壁间存在弹力和摩擦力两对相互作用，A不符合题意；
B．墙壁对吸盘的弹力沿水平方向且垂直墙面，对吸盘的摩擦力竖直向上，所以弹力和摩擦力的合力方向斜向上，即墙壁对吸盘的作用力斜向上，B不符合题意；
C．吸盘所受摩擦力与重力大小相等，方向相反，与大气压力无关，C不符合题意；
D．大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力大小相等，方向相反，是一对平衡力，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体，一对平衡力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。
3．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两球下落的竖直高度相同，则时间相同；设正四面体的边长为a，则落到A点的球的水平位移为
落到D点的球的水平位移为
根据
则甲球和乙球初速度之比为 ，则根据
可知初动能之比为 ，A不符合题意；
B．两球下落的竖直高度为
末速度
解得 ，
根据
可知甲球和乙球末动量大小之比为
球落地时动能之比
B不符合题意，C符合题意；
D．根据
可知，甲球和乙球动量的变化量之比为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】两小球抛出后做平抛运动，平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律以及运动的合成和动量的表达式得出甲球和乙球的初动能之比和动量之比。
4．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】由图乙的信息可知两次最佳观察时间约为24h，空间站一天时间绕地球16圈，则空间站运行周期
根据开普勒第三定律
解得天和空间站的轨道半径为
故答案为：B。
【分析】根据开普勒第三定律得出天和空间站的轨道半径。
5．【答案】C
【知识点】功能关系；动能
【解析】【解答】A．由题意可知，膜内为匀强电场的模型，即在膜内存在电势差，A不符合题意；
B．由题意可知，膜内为匀强电场的模型，则钠离子所受的电场力不变，由牛顿第二定律可知，钠离子的加速度不变，B不符合题意；
C．由题意可知，初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则电场力对钠离子做正功，其电势能减小，C符合题意；
D．该过程中由动能定理可知
若膜电位不变，钠离子通过双分子层的速度与d无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】匀强电场中有电势差，结合牛顿第二定律以及功能关系得出电势能的变化情况，结合动能定理得出钠离子通过双分子层的速度与 d的关系。
6．【答案】D
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB．从物块接触弹簧开始至到达最高点的过程中，对物块受力分析，沿斜面方向有
弹簧的压缩量x从0开始增大，物块先沿斜面加速，加速度向上且逐渐减小，当a减小到0时，速度加速到最大；然后加速度反向且逐渐增大，物体减速，直至减速到0，AB不符合题意；
C．由于弹簧的压缩量不断增大，所以弹性势能不断增大，C不符合题意；
D．由于风力对物块一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度的变化情况，弹簧压缩量逐渐增大时弹性势能不断增大，结合功能关系得出机械能的变化情况。
7．【答案】A
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】AB．图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，所以两者相等，A符合题意，B不符合题意；
CD．由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流，且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等，由
解得
CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】i-t图像阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，利用闭合欧姆定律得出。
8．【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】由图可知，照片中火箭尺寸与实际火箭尺寸的比例为
可得火箭在6s内上升的高度为
由匀变速直线运动规律得
解得
由牛顿第二定律得
解得平均推力大小为
故答案为：AD。
【分析】根据匀变速直线运动的位移与时间的关系以及牛顿第二定律得出平均推力大小。
9．【答案】B,C
【知识点】共点力的平衡；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AC．电子受到磁场B1的洛伦兹力始终垂直环平面向里，此洛伦兹力应与电子所受的电场力平衡，即电子所受的电场力方向垂直环平面向外，所以E的方向垂直于环平面向里，电子受到磁场B2的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，由左手定则可知，磁场B2的方向垂直环平面向里，A不符合题意，C符合题意；
BD．电子受到磁场B2的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，则有
解得
由于B1与B2的磁感应强度大小相等，根据电场力与电子受磁场B1的洛伦兹力平衡，则有
得
B符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据左手定则得出洛伦兹力的方向，结合洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式，根据共点力平衡得出电场强度的表达式。
10．【答案】A,B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．根据楞次定律，线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为顺时针方向，A符合题意；
B．线圈从开始运动到刚进入磁场则由动能定理
线框刚进入磁场时，感应电流的大小为
B符合题意；
C．线框穿过磁场的过程中，根据
因磁通量变化量为零，则通过其横截面的电荷量为零，C符合题意；
D． 边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动，则
线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为 D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据楞次定律得出感应电流的方向，线圈从开始运动到刚进入磁场则由动能定理和电流的定义式得出感应电流的表达式， 边出磁场区域时根据共点力平衡以及功能关系得出线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。
11．【答案】（1）是
（2）
（3）减小空气阻力的影响（或减小轨道摩擦力的影响，减小光电门测量小球速度的误差）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）利用斜槽末端的光电门测量小球的速度，不需要小球运动到斜槽末端时速度沿水平方向，所以斜槽末端可以不调水平。
（2）小球从静止释放到斜槽末端的过程中，减少的重力势能为
增加的动能为
若机械能守恒，则应满足的关系式
即
（3）选择体积小密度大的小球，可以减小空气阻力的影响，减小轨道摩擦力的影响，还可以减小光电门测量小球速度的误差。
【分析】（1）利用光电门测速度时斜槽末端是没必要调水平；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球的速度，通过重力势能和动能的表达式得出应满足的表达式；
（3）减小空气阻力的影响，减小轨道摩擦力的影响，减小光电门测量小球速度的误差。
12．【答案】（1）乙
（2）9000
（3）120
（4）；1.46；0.74
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）考虑到电流表A1的内阻对电源内阻的测量影响，则应采用图乙电路测量合理；
（2）将电流表 和电阻箱 串联，改装成一个量程为 的电压表，电阻箱 的阻值应调到
（3）由图可知，微安表读数为120μA；
（4）画出 图象如图
由电压表改装可知，微安表A2的300μA刻度对应电压3V，则由图可知，纵轴截距为1.46V，即电动势E=1.46V
内阻
【分析】（1）为减小A1的内阻对电源内阻的影响选择正确的电路图；
（2）根据闭合电路欧姆定律得出 电阻箱的阻值 ；
（3）根据微安表的读数原理进行读数；
（4）根据描点法得出I2-I1的图像，根据闭合电路欧姆定律得出电源的电动势和内阻。
13．【答案】（1）根据动能定理
解得
（2）在斜面上下滑时
解得
下滑到底端时的时间
在货车上运动的加速度
解得
则在货车上运动的时间
货物从开始下滑经过 时已经停止在水平面上，则整个过程由动能定理
克服摩擦力所做的功为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）货物运动的过程根据动能定理得出货物的速度；
（2） 在斜面上下滑时根据牛顿第二定律得出加速度的大小，利用匀变速 直线运动的位移与速度的关系得出下滑到低端的时间，在货车上根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的速度与时间的关系以及动能定理得出克服摩擦力做的功。
14．【答案】（1）对石墩受力分析可知
解得
（2）由
可得
则当θ=30°时F最小，最小值为750N。
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【分析】（1） 对石墩受力分析 ，根据共点力平衡得出轻绳对石墩的总作用力；
（2）根据受力分析图以及共点力平衡得出轻绳对石墩的总作用力的最小值。
15．【答案】（1）小环从A到C的过程中匀速下滑，对小环受力分析可得 ，
又因为
解得
小环从C到P的过程中，在水平方向有 ，
竖直方向有
解得 ， ，
则小环从A运动到P点的时间为
（2）小环从C到A正下方的过程中，在水平方向有 ，
竖直方向有
解得 ，
则小环运动到杆端A正下方时的动能为
【知识点】电场力做功；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 对小环受力分析 ，根据共点力平衡 以及滑动摩擦力得出F的大小，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移与时间的关系得出小环从杆端A运动到P点的时间； ；
（2） 小环从C到A正下方的过程中 ，根据匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与时间的关系和动能的表达式得出小环运动到杆端A正下方时的动能 。
16．【答案】（1）粒子在磁场中圆周运动的周期公式为
设粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为 ，则粒子在磁场中的运动时间为
所以 与 成正比。由几何知识可知，发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为 时， 角最小为 ，粒子发射时间最晚；发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为 时， 角最大为 ，粒子发射时间最早。所以最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为
（2）粒子在磁场中运动时，有
解得
可知发射速度越小的粒子，其圆周运动半径越小。由几何知识可得，粒子圆周运动半径最小为
则粒子最小速度为
速度最小的粒子在磁场中运动的时间为
粒子在电场中运动时有
粒子在电场中先减速，再反向加速返回O点，在电场中运动的时间为
所以粒子从发射到第二次经过O点的时间为
（3）最小速度的粒子，在磁场中偏转半个圆周，垂直x轴方向进入电场，然后在电场中做直线运动，先减速到0，然后再反向加速返回到x轴，返回到x轴时，位置会向左移动2r，此后不断重复相同的运动过程，所以从S处发射后第2023次经过x轴时的位置坐标为
由几何知识得，最先发射的粒子在磁场中圆周运动的半径为
则粒子速度为
电场强度大小变为 时，最先发射的粒子粒子经过x轴进入电场，然后再返回到x轴的过程中，在y轴方向有 ，
在x轴方向有
解得 ，
最先发射的粒子，先在磁场中偏转，然后进入电场做类平抛运动，并返回到x轴，返回到x轴时，位置会向左移动
此后不断重复相同的运动过程，所以最先发射的粒子从S处发射后第2023次经过x轴时的位置坐标为
则 间的距离为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系以及几何关系得出发射的时间差 ；
（2）根据洛伦兹力提供向心力得出粒子的速度，从而得出粒子的最小速度，结合粒子运动的时间和周期的关系以及牛顿第二定律得出加速度的表达式，利用匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 粒子从发射到第二次经过O点的时间 ；
（3）根据粒子速度的表达式以及牛顿第二定律和匀变速直线运动的位移与时间的关系得出 间的距离 。
安徽省合肥市2023届高三物理第一次质量检测（一模）试卷
一、单选题
1．（2023·合肥模拟）甲、乙两车由同一地点沿同一方向做直线运动，下图为两车的位移-时间图像（图像），甲车在0时刻的速度与乙车在时间内的速度相等，甲车在时刻的速度与乙车在时间内的速度相等，则下列说法正确的是（）
A．时刻，甲车在乙车的前面
B．时间内，时刻两车相距最远
C．时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D．时间内，甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A． 时刻，两车位移相等，则甲车和乙车并列而行，A不符合题意；
B． 时间内甲车的速度大于乙车， 时刻两车速度相等，以后甲车速度小于乙车，则 时刻两车相距最远，B符合题意；
C． 时间内，两车的位移相等，则甲车的平均速度等于乙车的平均速度，C不符合题意；
D． 时间内，甲车的瞬时速度大于乙车的瞬时速度； 时间内，甲车的瞬时速度小于乙车的瞬时速度，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度，交点处两车相遇，通过平均速度的表达式进行分析判断。
2．（2023·合肥模拟）图示为悬挂比较轻的洗刷用具的小吸盘，安装拆御都很方便，其原理是排开吸盘与墙壁间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在竖直墙壁上。则下列说法正确的是（）
A．吸盘与墙壁间有四对相互作用力
B．墙壁对吸盘的作用力沿水平方向
C．若大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大
D．大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A．吸盘与墙壁间存在弹力和摩擦力两对相互作用，A不符合题意；
B．墙壁对吸盘的弹力沿水平方向且垂直墙面，对吸盘的摩擦力竖直向上，所以弹力和摩擦力的合力方向斜向上，即墙壁对吸盘的作用力斜向上，B不符合题意；
C．吸盘所受摩擦力与重力大小相等，方向相反，与大气压力无关，C不符合题意；
D．大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力大小相等，方向相反，是一对平衡力，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体，一对平衡力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。
3．（2023·合肥模拟）正四面体，O为其顶点，底面水平，D为边的中点，如图所示。由O点水平抛出相同的甲、乙两小球，两小球分别落在A点和D点，空气阻力不计．则下列说法正确的是（）
A．甲球和乙球初动能之比为
B．甲球和乙球末动量大小之比为
C．甲球和乙球末动能之比为
D．甲球和乙球动量的变化量之比为
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两球下落的竖直高度相同，则时间相同；设正四面体的边长为a，则落到A点的球的水平位移为
落到D点的球的水平位移为
根据
则甲球和乙球初速度之比为 ，则根据
可知初动能之比为 ，A不符合题意；
B．两球下落的竖直高度为
末速度
解得 ，
根据
可知甲球和乙球末动量大小之比为
球落地时动能之比
B不符合题意，C符合题意；
D．根据
可知，甲球和乙球动量的变化量之比为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】两小球抛出后做平抛运动，平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律以及运动的合成和动量的表达式得出甲球和乙球的初动能之比和动量之比。
4．（2023·合肥模拟）2022年11月9日，某天文爱好者通过卫星过境的GoSatWatch（卫星追踪软件）获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息如图乙所示，这连续两次最佳观察时间内，空间站绕地球共转过16圈．已知地球半径为R，自转周期为24小时，同步卫星轨道半径为，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可估算天和空间站的轨道半径为（）
查看过境图
日期 亮度 过境类型
11月2日 0.4 可见
开始时间 开始方位 开始高度角
17：50：08 西北偏西
查看过境图
日期 亮度 过境类型
11月3日 3.2 可见
开始时间 开始方位 开始高度角
18：28：40 西南偏西
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】由图乙的信息可知两次最佳观察时间约为24h，空间站一天时间绕地球16圈，则空间站运行周期
根据开普勒第三定律
解得天和空间站的轨道半径为
故答案为：B。
【分析】根据开普勒第三定律得出天和空间站的轨道半径。
5．（2023·合肥模拟）如图为人体细胞膜的模型图，它由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（生物学上称为膜电位）。实验小组研究了某小块均匀的细胞膜，该细胞膜可简化成厚度为d，膜内为匀强电场的模型。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则该过程中以下说法正确的是（）
A．膜内电势处处相等
B．钠离子的加速度越来越大
C．钠离子的电势能越来越小
D．若膜电位不变，当d越大时，钠离子通过双分子层的速度越大
【答案】C
【知识点】功能关系；动能
【解析】【解答】A．由题意可知，膜内为匀强电场的模型，即在膜内存在电势差，A不符合题意；
B．由题意可知，膜内为匀强电场的模型，则钠离子所受的电场力不变，由牛顿第二定律可知，钠离子的加速度不变，B不符合题意；
C．由题意可知，初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层，则电场力对钠离子做正功，其电势能减小，C符合题意；
D．该过程中由动能定理可知
若膜电位不变，钠离子通过双分子层的速度与d无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】匀强电场中有电势差，结合牛顿第二定律以及功能关系得出电势能的变化情况，结合动能定理得出钠离子通过双分子层的速度与 d的关系。
6．（2023·合肥模拟）我国风洞技术世界领先。下图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（）
A．物块的速度一直减小到零
B．物块加速度先不变后减小
C．弹簧弹性势能先不变后增大
D．物块和弹簧组成的系统的机械能一直增大
【答案】D
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB．从物块接触弹簧开始至到达最高点的过程中，对物块受力分析，沿斜面方向有
弹簧的压缩量x从0开始增大，物块先沿斜面加速，加速度向上且逐渐减小，当a减小到0时，速度加速到最大；然后加速度反向且逐渐增大，物体减速，直至减速到0，AB不符合题意；
C．由于弹簧的压缩量不断增大，所以弹性势能不断增大，C不符合题意；
D．由于风力对物块一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度的变化情况，弹簧压缩量逐渐增大时弹性势能不断增大，结合功能关系得出机械能的变化情况。
7．（2023·合肥模拟）电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E，实验前电容器不带电．先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（）
A．乙图中阴影部分的面积
B．乙图中阴影部分的面积
C．由甲、乙两图可判断阻值
D．由甲、乙两图可判断阻值
【答案】A
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】AB．图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，所以两者相等，A符合题意，B不符合题意；
CD．由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流，且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等，由
解得
CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】i-t图像阴影面积代表充放电中电容器上的总电量，利用闭合欧姆定律得出。
二、多选题
8．（2023·合肥模拟）2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后，第6秒末的照片，现用毫米刻度尺对照片进行测量，刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动，且质量不变。已知火箭高为40.6米，起飞质量为250吨，重力加速度g取。则下列估算正确的是（）
A．火箭竖直升空的加速度大小为
B．火箭竖直升空的加速度大小为
C．火箭升空所受到的平均推力大小为
D．火箭升空所受到的平均推力大小为
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】由图可知，照片中火箭尺寸与实际火箭尺寸的比例为
可得火箭在6s内上升的高度为
由匀变速直线运动规律得
解得
由牛顿第二定律得
解得平均推力大小为
故答案为：AD。
【分析】根据匀变速直线运动的位移与时间的关系以及牛顿第二定律得出平均推力大小。
9．（2023·合肥模拟）安装在我国空间站的霍尔推进器是用于维持空间站的运行轨道，其部分原理图如图。在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场B1，其磁感强度大小处处相等，同时加有垂直圆环平面的匀强磁场B2和匀强电场E（图中均未画出），B1与B2的磁感应强度大小相等。若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。已知电子电荷量为e，质量为m，则下列说法正确的是（）
A．E的方向垂直于环平面向外 B．E的大小为
C．的方向垂直环平面向里 D．的大小为
【答案】B,C
【知识点】共点力的平衡；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AC．电子受到磁场B1的洛伦兹力始终垂直环平面向里，此洛伦兹力应与电子所受的电场力平衡，即电子所受的电场力方向垂直环平面向外，所以E的方向垂直于环平面向里，电子受到磁场B2的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，由左手定则可知，磁场B2的方向垂直环平面向里，A不符合题意，C符合题意；
BD．电子受到磁场B2的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，则有
解得
由于B1与B2的磁感应强度大小相等，根据电场力与电子受磁场B1的洛伦兹力平衡，则有
得
B符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据左手定则得出洛伦兹力的方向，结合洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式，根据共点力平衡得出电场强度的表达式。
10．（2023·合肥模拟）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部．过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型．初速度为的线框沿斜面加速下滑s后，边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动．已知线框边长为l、匝数为n、总电阻为r，斜面与水平面的夹角为．过山车的总质量为m，所受摩擦阻力大小恒为f，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）
A．线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为顺时针方向
B．线框刚进入磁场时，感应电流的大小为
C．线框穿过磁场的过程中，通过其横截面的电荷量为零
D．线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
【答案】A,B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．根据楞次定律，线框刚进入磁场时，从线框上方俯视，感应电流的方向为顺时针方向，A符合题意；
B．线圈从开始运动到刚进入磁场则由动能定理
线框刚进入磁场时，感应电流的大小为
B符合题意；
C．线框穿过磁场的过程中，根据
因磁通量变化量为零，则通过其横截面的电荷量为零，C符合题意；
D． 边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动，则
线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为 D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据楞次定律得出感应电流的方向，线圈从开始运动到刚进入磁场则由动能定理和电流的定义式得出感应电流的表达式， 边出磁场区域时根据共点力平衡以及功能关系得出线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。
三、实验题
11．（2023·合肥模拟）下图为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置图，斜槽末端安装了光电门。小球从斜槽上的某处由静止释放，记录小球释放点与斜槽底端的高度H和通过光电门的时间t，测得小球的直径为d，重力加速度为g．改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量。
（1）斜槽末端是否必须要调水平　 　（选填“是”或“否”）；
（2）小球从斜槽上某处滑下的过程中，若机械能守恒，则应满足的关系式　 　（用d、t、H和g表示）；
（3）为了减小实验误差，应选择体积小密度大的小球，其原因是　 　（写出一条即可）．
【答案】（1）是
（2）
（3）减小空气阻力的影响（或减小轨道摩擦力的影响，减小光电门测量小球速度的误差）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）利用斜槽末端的光电门测量小球的速度，不需要小球运动到斜槽末端时速度沿水平方向，所以斜槽末端可以不调水平。
（2）小球从静止释放到斜槽末端的过程中，减少的重力势能为
增加的动能为
若机械能守恒，则应满足的关系式
即
（3）选择体积小密度大的小球，可以减小空气阻力的影响，减小轨道摩擦力的影响，还可以减小光电门测量小球速度的误差。
【分析】（1）利用光电门测速度时斜槽末端是没必要调水平；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球的速度，通过重力势能和动能的表达式得出应满足的表达式；
（3）减小空气阻力的影响，减小轨道摩擦力的影响，减小光电门测量小球速度的误差。
12．（2023·合肥模拟）某实验小组要测量一节干电池的电动势E和内阻r．实验室仅能提供如下器材：
A．待测干电池
B．电流表：量程，内阻约为
C．电流表：量程，内阻为
D．滑动变阻器R：阻值范围，额定电流
E．电阻箱：阻值范围，额定电流
F．开关S、导线若干
（1）小组根据给定的器材设计了两种测量电路图，其中较为合理的电路图为　 　（选填“甲”或“乙”）；
（2）将电流表和电阻箱串联，改装成一个量程为的电压表，电阻箱的阻值应调到　 　；
（3）下表是小组在实验中记录的多组数据，其中第三组的没有记录，该数据如图丙表盘示数所示，请读出并记录在下表空格处；
测量次数 1 2 3 4 5 6
示数 0.12 0.20 0.36 0.38 0.50 0.57
示数 137 132 _ 114 110 105
（4）请根据该实验小组记录的数据，在图丁的直角坐标系上画出图象　 　；依据画出的图象可以得到电池的电动势　 　V，内电阻　 　．（结果均保留两位小数）
【答案】（1）乙
（2）9000
（3）120
（4）；1.46；0.74
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）考虑到电流表A1的内阻对电源内阻的测量影响，则应采用图乙电路测量合理；
（2）将电流表 和电阻箱 串联，改装成一个量程为 的电压表，电阻箱 的阻值应调到
（3）由图可知，微安表读数为120μA；
（4）画出 图象如图
由电压表改装可知，微安表A2的300μA刻度对应电压3V，则由图可知，纵轴截距为1.46V，即电动势E=1.46V
内阻
【分析】（1）为减小A1的内阻对电源内阻的影响选择正确的电路图；
（2）根据闭合电路欧姆定律得出 电阻箱的阻值 ；
（3）根据微安表的读数原理进行读数；
（4）根据描点法得出I2-I1的图像，根据闭合电路欧姆定律得出电源的电动势和内阻。
四、解答题
13．（2023·合肥模拟）物流公司用滑轨装运货物，如图所示．长、倾角为的倾斜滑轨与长的水平滑轨平滑连接，有一质量为的货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑。已知货物与两段滑轨间的动摩擦因数均为，，空气阻力不计，重力加速度g取。求：
（1）货物滑到倾斜滑轨末端的速度大小；
（2）货物从开始下滑经过，克服摩擦力所做的功为多少。
【答案】（1）根据动能定理
解得
（2）在斜面上下滑时
解得
下滑到底端时的时间
在货车上运动的加速度
解得
则在货车上运动的时间
货物从开始下滑经过 时已经停止在水平面上，则整个过程由动能定理
克服摩擦力所做的功为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）货物运动的过程根据动能定理得出货物的速度；
（2） 在斜面上下滑时根据牛顿第二定律得出加速度的大小，利用匀变速 直线运动的位移与速度的关系得出下滑到低端的时间，在货车上根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的速度与时间的关系以及动能定理得出克服摩擦力做的功。
14．（2023·合肥模拟）如图所示，某校门口水平地面上有一质量为的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式缓慢移动石墩，此时两轻绳平行，重力加速度g取．求：
（1）若轻绳与水平面的夹角为，轻绳对石墩的总作用力大小；
（2）轻绳与水平面的夹角为多大时，轻绳对石墩的总作用力最小，并求出该值．
【答案】（1）对石墩受力分析可知
解得
（2）由
可得
则当θ=30°时F最小，最小值为750N。
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【分析】（1） 对石墩受力分析 ，根据共点力平衡得出轻绳对石墩的总作用力；
（2）根据受力分析图以及共点力平衡得出轻绳对石墩的总作用力的最小值。
15．（2023·合肥模拟）如图所示，一绝缘细直杆固定在方向水平向左的匀强电场中，直杆与电场线成角，杆长为。一套在直杆上的带电小环，由杆端A以某一速度匀速下滑，小环离开杆后恰好通过杆端C正下方P点，C、P两点相距h。已知环的质量，环与杆间的动摩擦因数，，重力加速度g取。求：
（1）小环从杆端A运动到P点的时间；
（2）小环运动到杆端A正下方时的动能。
【答案】（1）小环从A到C的过程中匀速下滑，对小环受力分析可得 ，
又因为
解得
小环从C到P的过程中，在水平方向有 ，
竖直方向有
解得 ， ，
则小环从A运动到P点的时间为
（2）小环从C到A正下方的过程中，在水平方向有 ，
竖直方向有
解得 ，
则小环运动到杆端A正下方时的动能为
【知识点】电场力做功；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 对小环受力分析 ，根据共点力平衡 以及滑动摩擦力得出F的大小，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移与时间的关系得出小环从杆端A运动到P点的时间； ；
（2） 小环从C到A正下方的过程中 ，根据匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与时间的关系和动能的表达式得出小环运动到杆端A正下方时的动能 。
16．（2023·合肥模拟）如图所示，在平面直角坐标系内，x轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为。x轴上处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与x轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从O点进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q，不计粒子重力及粒子间相互作用。问：
（1）由S处最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为多少；
（2）由S处发射的速度最小的粒子，从发射到第二次经过O点的时间；
（3）若仅电场强度大小变为，最小速度的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为P点，最先发射的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为Q点，求间的距离。
【答案】（1）粒子在磁场中圆周运动的周期公式为
设粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为 ，则粒子在磁场中的运动时间为
所以 与 成正比。由几何知识可知，发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为 时， 角最小为 ，粒子发射时间最晚；发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为 时， 角最大为 ，粒子发射时间最早。所以最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为
（2）粒子在磁场中运动时，有
解得
可知发射速度越小的粒子，其圆周运动半径越小。由几何知识可得，粒子圆周运动半径最小为
则粒子最小速度为
速度最小的粒子在磁场中运动的时间为
粒子在电场中运动时有
粒子在电场中先减速，再反向加速返回O点，在电场中运动的时间为
所以粒子从发射到第二次经过O点的时间为
（3）最小速度的粒子，在磁场中偏转半个圆周，垂直x轴方向进入电场，然后在电场中做直线运动，先减速到0，然后再反向加速返回到x轴，返回到x轴时，位置会向左移动2r，此后不断重复相同的运动过程，所以从S处发射后第2023次经过x轴时的位置坐标为
由几何知识得，最先发射的粒子在磁场中圆周运动的半径为
则粒子速度为
电场强度大小变为 时，最先发射的粒子粒子经过x轴进入电场，然后再返回到x轴的过程中，在y轴方向有 ，
在x轴方向有
解得 ，
最先发射的粒子，先在磁场中偏转，然后进入电场做类平抛运动，并返回到x轴，返回到x轴时，位置会向左移动
此后不断重复相同的运动过程，所以最先发射的粒子从S处发射后第2023次经过x轴时的位置坐标为
则 间的距离为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系以及几何关系得出发射的时间差 ；
（2）根据洛伦兹力提供向心力得出粒子的速度，从而得出粒子的最小速度，结合粒子运动的时间和周期的关系以及牛顿第二定律得出加速度的表达式，利用匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 粒子从发射到第二次经过O点的时间 ；
（3）根据粒子速度的表达式以及牛顿第二定律和匀变速直线运动的位移与时间的关系得出 间的距离 。

安徽省合肥市2023届高三物理第一次质量检测（一模）试卷