2023-2024学年安徽省中学高三上学期质量评估物理试题试卷
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下述正确的是
A．分子力先增大后减小 B．分子力先做正功，后做负功
C．分子势能一直增大 D．分子势能先增大后减小
2、我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。已知引力常量为G，由以上数据可以求得（ ）
A．火星的质量
B．火星探测器的质量
C．火星的第一宇宙速度
D．火星的密度
3、已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（ ）
A．1 B．2
C．3 D．4
4、如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法正确的是（ ）
A．A、C两个点的电场强度方向相反
B．O点电场强度等于零
C．将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做正功
D．O点的电势低于A点的电势
5、如图，质量为m=2kg的物体在=30°的固定斜个面上恰能沿斜面匀速下滑。现对该物体施加水平向左的推力F使其沿斜面匀速上滑，g=10m/s2，则推力F的大小为（ ）
A． B． C． D．
6、如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（ ）
A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星c
B．卫星b和c的机械能相等
C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=
D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是（ ）
A．变压器线圈输出交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为11V
C．Rt处温度减小到一定值时，报警器P将发出警报声
D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前大
8、一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（ ）
A．质点A的速度向上
B．质点B的动能最大
C．B、D两质点的振动情况总是相反
D．从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零
E.从该时刻经过个周期，质点C将移动到质点B的位置
9、如图，理想变压器原.副线圈匝数比n1 : n2=3: 1，灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，但额定电压不同，当输入端接上(V)的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图中两电流表均为理想电流表，且电流表A2的示数为2A，则（ ）
A．电流表A1的示数为12A
B．灯泡L的额定功率为20W
C．灯泡A的额定电压为5V
D．将副线圈上的灯泡A撤去，灯泡L不能正常发光
10、如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E=，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ0现使圆环以初速度v0向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．环经过时间刚好到达最低点
B．环的最大加速度为am=g+
C．环在t0时间内损失的机械能为m(-)
D．环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：
（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm．
（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
12．（12分）某实验小组测定一电流表的内阻，实验室提供如下器材：
A．待测电流表（量程为，内阻约）；
B．电阻箱（最大阻值为）；
C．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）；
D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）;
E.电源（电动势约，内阻不计）；
F.开关两个，导线若干。
设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：
①根据实验设计的电路图连接好电路，正确调节滑动变阻器；
②先闭合，使保持断开状态，调节滑动变阻器滑片的位置，使得待测电流表示数达到满偏电流。
③保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合，并多次调节变阻箱，记下电流表的示数和对应的电阻箱的阻值。
④以为纵坐标，为横坐标作出了图线，如图乙所示；
⑤根据图线的相关数据求解电流表的内阻；回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器_____（填“”或“”），实验前，先将滑动变阻器滑片移到____（填“”或“”）端；
(2)在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变，则与的关系式为______（用题中所给出物理量的字母表示），根据图象中的数据求出电流表的内阻_____（结果保留两位有效数字）；
(3)用这种方法测量出的电流表内阻比电流表内阻的真实值_____（填“偏大”“相等”或“偏小”）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了，不计粒子的重力，回答下面问题。
(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；
(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？
(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？
14．（16分）如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至B处。（取g=10m/s2）
（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）该外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。
15．（12分）一半径为R的玻璃板球，O点是半球的球心，虚线OO 表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为，现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线，已知），求：
(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
A．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力；当分子间距小于平衡间距时，分子力表现为斥力，分子引力先减小后增大，斥力增大，A错误；
B．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，B正确；
C．只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，C错误；
D．分子力先做正功后做负功；分子力做功等于分子势能的变化量；故分子势能先减小后增加，D错误。
故选B。
2、D
【解析】
AC．根据和可知，因缺少火星的半径，故无法求出火星的质量、火星的第一宇宙速度，选项AC均错误；
B．根据上式可知，火星探测器的质量m被约去，故无法求出其质量，B错误；
D．根据
可得
又
代入上式可知，火星的密度
故可求出火星的密度，D正确。
故选D。
3、D
【解析】
由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。
故选D。
4、D
【解析】
AB．利用点电荷场强的合成A、O、C三点的合场强均水平向右，AB错误；
C．在BD直线上场强方向垂直BD向右，则沿着BD移动正电荷电场力不做功，C错误；
D．沿着电场线方向电势降低，则O点的电势低于A点的电势，选项D正确.
故选D。
5、C
【解析】
无F时，恰能沿斜面下滑，有
mgsinθ=μmgcosθ
则有
有F时，沿下面匀速上滑，对物体进行受力分析如图所示
有
Fcosθ=mgsinθ+μ（mgcosθ+Fsinθ）
F（cosθ-μsinθ）=2mgsinθ
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
6、C
【解析】
A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；
B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；
C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：
所以卫星a的角速度
可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：
选项C正确；
D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A．由题图乙可知
f＝＝50 Hz
而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误。
B．由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220 V，则副线圈两端电压有效值
U2＝U1＝22 V
设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有
解得
U＝＝11V
B项正确。
C．由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误。
D．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D正确。
故选BD。
8、BCD
【解析】
A．由波的平移法可知，在该时刻质点A正向下运动，故A错误；
B．由图可得，在该时刻质点B在平衡位置，速度最大，动能最大，故B正确；
C．B、D两质点相差半个波长，振动情况总相反，故C正确；
D．从该时刻经过半个周期，质点D又处于平衡位置，加速度为零，故D正确．
E．从该时刻经过1/4个周期，质点C将运动到自己的平衡位置，不会运动到B质点处，故E错误；
故选BCD。
9、BD
【解析】
A．因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为
由变压规律可知原线圈中电流为
即电流表A1的示数为，故A错误；
BC．令副线圈两端电压为，则由变压规律可知原线圈两端电压为
令灯泡L两端电压为，则有
根据题意则有
联立可得
，
则灯泡A的额定电压为10V，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，则灯泡L和A的额定功率
故B正确，C错误；
D．将副线圈上的灯泡A撤去，则输出电流变小，根据理想变压器中电流与匝数成反比可知，输入电流变小，灯泡L不能正常发光，故D正确；
故选BD。
10、BC
【解析】
AB．由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为，方向始终竖直向上。假设竖直向下为正方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：
得：
负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据牛顿第二定律
解得：
环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时，
开始以速度v做匀速直线运动。
所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于;
整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：
则A错误,B正确；
C．由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能
C正确；
D．环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、7.25 d/t 或2gH0t02=d2
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度
；
(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量
若机械能守恒，有：
即
12、 偏小
【解析】
(1)[1]．电流表满偏时电路中的总电阻为
所以滑动变阻器的电阻不能小于，滑动变阻器选择；
[2]．实验前，先将滑动变阻器连入电路中的电阻调至最大，所以滑片应移到端。
(2)[3]．因为电流表满偏时在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变有
整理得
[4]．由图象得图线斜率
由表达式可得
其中，解得
(3)[5]．电流表内阻根据求得，闭合后，电路中的总电阻略有减小，所以干路电流稍微增大，即大于满偏电流，而用来计算内阻时仍用，所以测量值比真实值偏小。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)，方向竖直向下；(2)；(3)当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为
【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，粒子到达O点时速度方向偏转了，分解速度得
取竖直向下方向为正方向，根据动量定理，电场力的冲量
得
方向竖直向下。
(2)设粒子在电场中运动的时间为，水平方向上做匀速直线运动，则
粒子在磁场中运动速度为
粒子运动轨迹如图甲所示：
由几何关系知
两段轨迹半径相等，圆心角之和为2π，粒子运动的时间为一个周期
所以
(3)对图甲粒子做圆周运动的路程为圆周长
粒子运动轨迹还可以如图乙：
粒子做圆周运动的半径为
路程为
当粒子到达M处时是第三次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为
路程为
当粒子到达M处时是第四次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为
路程为
依次类推，当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为。
14、（1）0.5 （2）
【解析】(1) 物体做匀加速运动，则
所以
由牛顿第二定律得： 又
解得：
(2)有力作用时，加速度为，撤去力后则
、
联立解得：
15、 (1)；(2)。
【解析】
(1)当光线在球面发生全反射，即入射角为临界角C时，入射光线到光轴距离最大，由
解得
(2)由折射定律可得
由三角函数定义
由正弦定理
联立解得
距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离为。
