安徽省2023-2024学年高三物理上学期第二次考试试题含解析

物理

注意事项

1、本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分，考试时间90分钟。

2、答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。

3、请将选择题答案填在题后的答题表中。非选择题用黑色签字笔答题。

一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1飞题只有一项符合题

目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错不得分。

1.木卫一是最靠近木星卫星，它是太阳系中地质活动非常活跃的天体。已知木卫一的平均半径约为地球

33

平均半径的1°,质量为地球质量的20°,则同一物体在木卫一表面受到的万有引力与在地球表面受到的万

有引力大小之比约为（）

111

A.—B.—C.—D.■

61218

【答案】A

【解析】

【详解】设木卫一的质量为半径为R1,地球的质量为半径为氏2,则有

G%m

耳上=»々2=工（”

GyM&20036

故选Ao

2.利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示。若用/光照射阴极4表面的某种金属，发生光电效应

时光电子的最大初动能为反；若用频率为A光频率3倍的6光照射该金属，发生光电效应时光电子的最大

初动能为3.4瓦。下列说法正确的是（）

A.若将图中的滑片尸向左移动少许，仍用/光照射该金属，则回路中可能不再有光电流产生

B.该金属材料的逸出功为0.4笈

C.该实验证明了光具有波动性

D.该金属材料的极限频率为8光频率的工

18

1

【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知，光电管间加的电压为正向电压，因此只要能发生光电效应，回路中就有电流产生,

故A错误；

B.分别用AB光照射阴极K,可知

hvA-W0=Ek

hvB-W0^3AEk

由于

唳=3VA

联立解得

叱=0.2/

故B错误;

C.该实验证明光具有粒子性，故C错误;

D.该金属的极限频率为

叱：：02Ek

%=

hh

8光频率为

3.6E.

VB=­T^

h

该金属材料的极限频率为8光频率的工，故D正确。

18

故选Do

3.如图所示，半径为左的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，力8为直径，环上均匀分布着电量为

。的正电荷，取走/处弧长为AL的小圆弧上的电荷，圆环上剩余电荷分布不变，关于圆心。点处电场强度

的方向和电势的变化，下列说法正确的是（）

A.电场强度方向指向4电势减小

2

B.电场强度方向指向4电势增大

C.电场强度方向指向6,电势减小

D.电场强度方向指向氏电势增大

【答案】A

【解析】

【详解】取走/处弧长为△£的小圆弧上的电荷之前，由对称性可知。处电场强度为零，取走/处弧长为AL

的小圆弧上的电荷之后，。处场强等于8处弧长为AL的小圆弧上的电荷在。处产生的场强，电场强度方向

指向取走一部分正电荷，圆环带的正电荷减小，则。处电势减小。

故选Ao

4.一列简谐横波沿x轴传播，Q0时刻的波形图如图1所示，质点尸的振动图像如图2所示，根据图像可

知下列说法正确的是()

A.该简谐横波沿x轴正向传播

B.该简谐横波的波速为片lm/s

C.质点尸的振动方程为y=20sin(g〃x)cm

D.质点产平衡位置的坐标为尸1.Om

【答案】D

【解析】

【详解】AB.由图1知，波长

4=1.2m

由图2知，质点的振动周期为

斐12s

则波速为

v=—=m/s=O.lm/s

T12

由图2知，"0s时刻，质点〃向上运动，根据图1可知，该波沿x轴负方向传播，故AB错误;

3

C.质点户简谐运动的表达式为

y=Asin(0力+。°)

由图像可知

A=20cm

2711山

a>=——=—7rrad/s

T6

则有

y=20sin(—^+^?)cm

60

当t=0时,尸20cm则

20cm=20sin+cm

解得

71

%=5

所以质点产的振动方程为

y=20costm(cm)

或

y=20cos|^^x(cm)

故C错误；

D.根据图1可知，仁0时刻质点户的位移尸10cm,代入

y=20cos|^^x(cm)

可知质点户平衡位置的坐标为

尸1.Om

故D正确。

故选Do

5.质量为1kg的物块静止在水平地面上，f=0时刻施加一水平力石尸随时间t变化的图线如图所示，已

知物块与地面间的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2,则

4

A.t=ls时物块的速度为lm/s

B./=2s时物块的动量大小为lkg-m/s

C./=2.5s时物块的速度为零0

D.整个过程拉力做的功为0.375J

【答案】C

【解析】

【详解】A.物块受到地面的最大静摩擦力

/max=〃〃Zg=lN

O~1S时间内，物块所受的拉力小于物块的最大静摩擦力，物块处于静止状态，可知/=1S时物块的速度为

零，A错误；

BC.Is—2s时间内，根据牛顿第二定律

F-iumg=max

可得

%=（，-1）m/s2

当，＞2s后，根据牛顿第二定律

-pimg=ma2

可得

2

a2=-lm/s

做出物块的。一，图像如图所示

八a/m/s2

T卜——

根据图像与，轴围成面积表示速度的变化量可知t=2s时物块的速度大小为

5

=—x1xIm/s=0.5m/s

2

此时物块的动量大小为

p=mv2=0.5kg•m/s

撤去F后物块速度减为零的时间

A/=-——=0.5s

a2

可知物块速度为零的时刻

Z1=2s+0.5s=2.5s

C正确，B错误；

D.根据"一，图像可知口一/图像为

|v/m/s

小人、

t/s

若物块在Is-2s时间内做匀加速运动，则位移为

x=—x0.5x1.5m=0.375m

2

整个过程

AEk=0

可知

叫=_叱

整个过程

Wp=jumgx=0.375J

由图可知，实际上物块的位移小于0.375m,则拉力所做的功小于Q375J,D错误。

故选Co

6.如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆底部，另一端与质量为0的滑块P连接，P穿在杆上,

一根轻绳跨过光滑定滑轮0将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量为也的与水平方向的夹角^=53°o

把滑块P从图中/点由静止释放，滑块刚好能运动到6点，且在6点时弹簧处于原长，如水平。已知

sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法正确的是（）

6

A.M>2m

B.从4到8的过程中，重物Q重力的功率一直增大

C.在8点时重物Q的速度为零

D.从/到彳的过程中，P与Q的机械能之和一直减小

【答案】C

【解析】

【详解】ABC.由于P、Q沿绳子方向速度相同，则有

vQ=vpsin3

则由题意可得，P滑块刚好能运动到8点，则此时P速度为零，则Q的速度也为零，由于从A到B的过程中，

重物Q初末速度为零，则速度先增后减，由？侬y可得重物Q重力的功率先增后减，设而长度为x,则由

能量守恒可得

Ep+Mg—》B。］=mgXBotan0

解得

帐2遍

故AB错误，C正确；

D.由于弹簧开始处于压缩状态，则在从4到8的过程中，弹簧一直对滑块P做正功，可得P与Q的机械能

之和一直增大，故D错误。

故选Co

7.如图所示，在屏幕腑的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为顶点与屏幕接触于C

点，底边45与屏幕府平行。激光a垂直于四边射向/C边的中点。，恰好发生全反射，光线最后照射在屏

幕就上的瓦点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）

7

A.光在透明介质中发生全反射的临界角为60。

B.该透明介质的折射率为走

3

C.光在透明介质中的传播速度为二二c

2

光从射入47面开始到射到£点的时间为(4

D.+百"

4c

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB.画出光路图如图所示

FE

在界面/c恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角

(^7=60°

则折射率

A正确，B错误；

C.又

c

n=一

v

则光在透明介质中的传播速度为

n2

C正确;

8

D.由几何关系可得

OE=2OF=-6--L

2

则

DE=OE-OD=-6--L

4

光从射入四面开始到射到£点的时间为

OC+OD।DE+而I

vc4c

D正确。

故选ACD„

8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比力：々=2：1,原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈中滑

动变阻器的最大阻值和定值电阻吊的阻值相等，电压表为理想交流电表。现将滑片从滑动变阻器最上端向

下滑动，则（）

A

A.定值电阻凡消耗的功率减小

B.电压表的示数变小

C.变压器的输入功率先增大后减小

D.当滑片处于滑动变阻器正中间时，滑动变阻器消耗的功率最大

【答案】BC

【解析】

【详解】A.设原线圈输入电流为/,根据

A_卫

可得副线圈电流为2/,副线圈两端电压为

UH2JR

9

根据

幺=21

U2%

解得

U3R

则交变电源的输出电压

WIR+4IR

可得

1=-^

R0+4R

将滑片从滑动变阻器最上端向下滑动，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电流增大，则定值电阻消耗的功

率

P^IR

增大，故A错误；

B.因定值电阻两端的电压增大，则原线圈两端的电压减小，由变压比公式可知，电压表示数变小，故B正

确；

CD.由

4RU2

P=UJ=

(%+4R)2

可知，当R=1时，变压器输入功率最大，即滑动变阻器消耗的功率最大，因而当滑片从最上端向下滑动

时，变压器输入功率先增大后减小，故C正确；D错误。

故选BCo

9.将一小球斜向上抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。

拍摄的照片编辑后如图所示。图中的"小球为抛出瞬间的影像，AB,6c之间被删去了3个影像，图中所标

出的两个线段的长度0和sz之比为3：5。己知46处影像处于同一高度，重力加速度g取lOm/s?,忽略

空气阻力，则（）

10

A.SFO.3m

B.小球抛出时的速度大小为巫m/s

2

C.小球抛出时速度方向与水平方向夹角的正切值为工

3

D.小球运动到。处时的速度大小为5m/s

【答案】AB

【解析】

【详解】频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，每相邻两个球之间被删去3个影像，故相邻两球的时间间隔为

t=4T=4x0.05s=0.2s

设抛出瞬间小球竖直方向的速度为匕0,根据竖直上抛运动位移公式有

19

X=3_5gf=0-2vv0-0.2m=0

19

%=jo⑵户务8⑵）=0.4vv0-0.8m

解得

vv0=lm/s,y2=-0.4m

设每相邻两球间的水平方向上位移为x,有

兀=匕0/=02匕0

则

M=x=vMt—0.2七0

22

*=次+%2=7（0.2vx0）+（0.4）m

两个线段的长度国和sz之比为3：5,则有

5i_______。・2匕0_______3

“7（0-2vxo）2+（O-4）2m5

解得

匕o=1.5m/s

则

M=0.3m

A正确；

11

B.小球抛出时的速度大小为

%=J匕+力。2

2

B正确;

C.小球抛出时速度方向与水平方向夹角的正切值为

2

tan0=—

3

C错误；

D.小球运动到C处时竖直方向的速度为

W—gx2/=-3m/s

则小球运动到C处时的速度大小为

________3

7.()2+Y=-75m/s

D错误。

故选AB。

10.如图所示，MN、20为水平放置的光滑平行金属长导轨，间距为£=lm,导轨电阻不计。导轨左侧接一额

定电压为5V、额定功率为5W的小灯泡，以户点为原点，沿户0建立x轴，在导轨间x〉0的区域存在垂直导

轨平面向下的磁场，磁感应强度大小随x坐标(单位：m)的分布规律为后2x(T)。长度为Glm、质量为

炉1kg、电阻为LIQ的金属棒在拉力尸的作用下沿着导轨向右运动，灯泡始终正常发光，金属棒运动中始

终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g取lOm/s?,则()

MN

XXXXXXX

B

X-今产XXXX

XXXXXXX

01234x/m

A.金属棒做匀减速直线运动

B.金属棒运动到广6m处的速度为lm/s

C.金属棒从下3m运动到A=6m用的时间为4.5s

D.金属棒从广3m运动到A=6m过程中拉力做功为26.625J

【答案】CD

【解析】

12

【详解】A.灯泡额定电压为5V、额定功率为5W,则电流

灯泡始终正常发光，则电流不变，导体棒产生的感应电动势恒为

斤〃+Ir=6V

又

E=BLv

庐2x(T)

可得金属棒的速度

v=—(m/s)

JC

金属棒向右运动过程，随着X增加，金属棒的速度■逐渐减小，金属棒做减速直线运动，但不是匀减速直

线运动，故A错误；

B.金属棒运动到广6m处的速度为

3

v.=—m/s=0.5m/s

16

故B错误；

C.金属棒所受的安培力大小

F^=BIL=2x(N)

可见安培力大小与位移成正比，则金属棒从下3nl运动到A=6m过程克服安培力做功

%安=”丁x(6-3)J=27J

则回路产生的焦耳热

Q=E〃=%=27J

解得此过程运动的时间

t=4.5s

故C正确；

D.金属棒运动到广3m时的速度

，，，

%=—3m/s=lm/s

23

则金属棒从x=3m运动到尸6m过程，由动能定理有

13

解得此过程拉力做功

值26.625J

故D正确。

故选CD。

二、实验题：共2小题，共15分。

11.某同学利用如图1所示的实验装置验证力的平行四边形定则。弹簧测力计B的吊环挂在竖直木板上的

固定点，下端用细线挂一重物C,弹簧测力计A的一端用细线系于。点，手持弹簧测力计A的另一端沿平行

木板方向拉结点0.分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录。点的位置和拉力

的方向。

(1)某次实验中，其中一个弹簧测力计的指针位置如图2所示，其读数为No

(2)在作图时，你认为(选填“图3”或“图4”)是合理的。

(3)如图1所示，保持结点。的位置及弹簧测力计B拉力的方向不变，使弹簧测力计A拉力的方向与竖直

方向夹角逐渐减小，则弹簧测力计A的读数,弹簧测力计B的读数o(选填“变

大”，，变小”，，先变小后变大”或“先变大后变小”)

【答案】①.4.30②.图3③.先变小后变大④.变小

【解析】

【详解】(1)[1]一个弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则指针位置读数为4.30N。

(2)[2]在作图时，无方向一定是竖直向下的，而两个分力的合力的理论值尸合与系有点偏差，则图3是合

理的。

(3)[3][4]保持结点。的位置及弹簧测力计B拉力的方向不变，即两个分力的合力不变，使弹簧测力计A

拉力的方向与竖直方向夹角逐渐减小，则弹簧测力计A的读数先变小后变大，弹簧测力计B的读数变小。

14

12.某同学利用如图1、2所示的电路测量一段电阻丝凡的阻值和待测电阻尼的阻值，可供选择的器材有:

电压表V（量程*=3V,内阻用=3.00kQ）

滑动变阻器用（最大阻值为20Q）

滑动变阻器％（最大阻值IkQ）

直流电源E（电动势为4V,内阻很小）

电流表A

开关、导线若干，量角器

待测电阻丝心待测电阻尼（兄〈兄）

实验步骤如下：

①按电路原理图连接好实物电路；

②闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片移到与图1中最左端所对应的位置；

③闭合开关S,调节滑动变阻器，使电压表的示数达到满偏值僚

④保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S?,记下电压表的示数小

⑤该同学接着又设计了如图2所示的电路来测量待测电阻兄，他将电阻丝绕成圆形，并开有小口，。为圆心,

用电阻不计的导线连接好电路，的固定，如可绕。点在电阻丝上滑动，且6端与电阻丝始终接触良好，开

始时顺时针转动8端到。处；

15

⑥将单刀双掷开关接于2,记下电流表的示数；

⑦将单刀双掷开关接于1,转动如，使得电流表的示数不变，用量角器测得/如的夹角，转化为弧度制为

0O

回答下列问题：

(1)图1中，滑动变阻器应选择o(填器材的代号)

(2)电阻丝的电阻凡=。(用已知量和测量量的字母表示)

(3)步骤②中将滑动变阻器的滑片移到与图1中左端所对应位置的目的是，步骤⑤中顺时针转

动滑动端6到C处的目的是o

(4)图2中待测电阻的阻值兄=(用已知量和测量量的字母表示)

【答案】①.R②.%二D七③.见解析④.见解析⑤.

UV2兀UV

【解析】

【详解】思路点拨

(1)[1]题图1的电路中，滑动变阻器为分压式接法，故应选择小电阻，即选择用。

(2)[2]保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关电阻丝凡和电压表的总电压几乎不变，故有

U—U-U

Rv&

解得

(3)[3]步骤②中滑动变阻器的滑片移到与题图1中左端所对应的位置目的是使得测量电路上的电压为0。

[4]步骤⑤中顺时针转动滑动端6到C位置目的是使得回路的电流最小。

(4)[5]题图2电路应用的是等效替代法，即

凡=且&=e(Um-S

XcLRv

27r

三、计算题：共4小题，共45分。答题时应写出必要的文字说明、重要的物理规律、完整的数字和单位；

只有结果而没有过程的不能得分。

13.如图所示，平行金属板a、6水平放置，a板带正电，6板带负电，板长为人,板间距离为d；平行金属

板c、d竖直放置，板中央有孔，c板带正电，d板带负电，c、d板间电压为一质量为卬、电荷量为g

带电粒子从6板左边缘以大小为匹的初速度进入a、6板间，初速度方向与6板的夹角为«=30°,粒子恰

能从c板的中央小孔水平进入c、d板间，不计粒子的重力，求：

(1)a、6板间的电压U；

16

(2)粒子从，板穿出时的速度。

【答案】。)。=坐；(2)丫2=\"说+冬&

4qv4m

【解析】

【详解】(1)粒子恰能从c板的中央小孔水平进入c、d板间，则出a、6板时带电粒子竖直方向速度为零,

故带电粒子从c板的中央小孔射出的速度为

%=%cos30=v0

由受力分析可知，带电粒子在a、6板间仅受竖直向下的电场力作用，电场力大小为

—华

带电粒子在a、6板间运动过程，根据动能定理可得

口d1212

-r—=—mvx--mv0

联合解得

U=^-

旬

(2)由(1)中分析可知，带电粒子在a、6板间受到的电场力竖直向下，因此带电粒子带正电，而c板带

正电，，板带负电，则带电粒子在c、d板间做加速运动，设粒子从，板穿出时的速度为%，根据动能定理

可得

qU[=gmvl-gmv：

解得

V4m

14.某科技小组制作的潜水器模型如图所示，高压储气瓶通过细管与水箱连接，水箱通过细管通向外界，

连接各部分的细管容积不计。水箱中有一厚度不计的轻活塞，在地面先将高压空气充入储气瓶中，并关闭

阀门，此时活塞在水箱的最右端。水箱装满水后，潜水器下潜，通过遥控器可以远程控制阀门和压缩机，

17

储气瓶和水箱内气体可通过阀门进行交换(使潜水器上下浮动)。当质量为〃的潜水器静止在水面下〃处，

活塞恰好处于水箱正中间，此时水箱内气体的质量为小已知水箱的容积为人水箱内气体的压强等于潜水

器所在处的压强，储气瓶和水箱内气体温度保持不变，储气瓶内的气体视为理想气体，水的密度为0,重

力加速度为g,大气压强为M。求：

(1)潜水器静止于水面下〃处时，水箱内气体的质量以；

(2)潜水器以最大加速度上浮，则在潜水器上浮到水面下与处时，水箱内气体的质量血。

活塞阀门

高压

储气瓶

p0+pgH.2(Pc+pgH)

【答案】(1)/=°「加;(2)〃％=°J?〃z

Po+PgHP0+pgH

【解析】

【详解】(1)潜水器静止在水面下〃处，质量为〃的气体压强为

P=Po+PgH

v

体积为一，潜水器静止于水面下〃处时，压强为

2

Pi=P0+Pg%

体积K,则有

V”

可得

vP^+pgHy

'2(Po+QgHJ

则

v

口=2

mK

可得水箱内气体的质量

m^Po+PgH1m

Po+PgH

18

(2)潜水器以最大加速度上浮，则在潜水器上浮到水面下瓦处时，气体压强为

P2=Ps+PgH]

体积为匕，则有

V

P-=P^2

m2_V

mV2

可得水箱内气体的质量

2(p+pgH)

—02

Po+PgH

15.在芯片制造过程中，离子的注入是其中一道重要的工序。如图所示，正方悻OPMN-CDGH近&为L,分别

沿OP、OC、ON为x、八z轴，建立图示坐标系。一质量为加、电荷量为。的带正电粒子，以大小为％的初

速度沿x轴正方向从。点入射，粒子重力不计，忽略场的边缘效应和粒子的相对论效应。

(1)若空间区域内只存在沿y轴正方向的匀强电场，粒子运动中恰好能经过〃点，求匀强电场的场强大小

E；

(2)若空间区域内只存在沿y轴负方向的匀强磁场，粒子运动中恰好能经过〃点，求匀强磁场的磁感应强

度大小B；

(3)若空间区域内同时存在沿着y轴负方向和z轴正方向的匀强磁场，粒子运动中恰好通过〃点，求沿了

轴负方向磁场的磁感应强度及和沿z轴正方向磁场的磁感应强度区的大小。

；(2)人牛⑶…号

qLqL

【解析】

【详解】(1)若空间区域内只存在沿y轴正方向的匀强电场，则粒子沿x轴方向做匀速运动，沿y轴正向

做匀加速运动，则

L—%%

19

L=J

2m

解得

E:2叫

qL

(2)若空间区域内只存在沿y轴负方向的匀强磁场，粒子做匀速圆周运动，恰好能经过〃点，半径为

r=L

则

2

qvB=m—

0r

解得匀强磁场的磁感应强度大小

B=^

qL

(3)若空间区域内同时存在沿着p轴负方向和z轴正方向的匀强磁场，粒子运动中恰好通过〃点，由对称

可知，瓦和Bz大小相等，粒子在合磁场中做匀速圆周运动，粒子运动半径为

V2L

r二----

2

则

2

qvB=m—

,Qr

可得

qL

而

B=41By=41Bz

可得

B=B

yzqL

16.如图所示，在竖直面内，一质量为0=0.1kg且可视为质点的小物块A静止于质量为血=0.1kg的长木板

B的最左端，物块A位于悬点。的正下方。用长度为£=0.45m的不可伸长的轻绳将质量为m=0.2kg的小球

悬挂在。点，水平拉直轻绳后，将小球由静止释放，小球下摆至最低点与小物块A发生弹性正碰。小物块A

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运动至长木板B最右端时刚好与B共速，共速后长木板B运动中与平台侧面GV相碰而静止，B的厚度和CN

高度相等。小物块A滑上水平平台切，并进入圆弧管道龙，圆弧管道应'与切在，点平滑连接，管道的内

径略大于小物块A的线度。已知切的长度为s=0.2m,庞的半径为庐0.4m,鳍在竖直直径上，跖的高度为

TFO.1m,切与用为同一高度的水平面，小物块A与长木板B、平台切之间的动摩擦因数均为