2023-2024学年安徽省合肥十一中高考物理一模试卷含解析

2023-2024学年安徽省合肥十一中高考物理一模试卷
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（）
A．1:2B．2:1C．2:3D．3:2
2、甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。

对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是
A．甲运动得比乙快
B．甲运动的位移比乙运动的位移小
C．乙先沿负方向运动后沿正方向运动
D．甲、乙两质点间的距离先增大后减小
3、如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。

则（）
A．轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关
B．轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关
C．轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关
D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变
4、2016年8月16日，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星的发射将使我国在国际上率先实现高速星地量子通信，初步构建量子通信网络。

“墨子号”卫星的质量为m(约640kg)，运行在高度为h(约500km)的极地
轨道上，假定该卫星的轨道是圆，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。

则关于运行在轨道上的该卫星，下列说法中正确的是（）
A．运行的速度大小为gR B．运行的向心加速度大小为g
C．运行的周期为2R h g
π+
D．运行的动能为
2
2()
mgR
R h
+
5、一物块在固定的粗糙斜面底端以初速度
v沿斜面向上运动，又返回底端。

能够描述物块速度v随时间t变化关系的图像是（）
A．B．
C．D．
6、如图，电动机以恒定功率将静止的物体向上提升，则在达到最大速度之前，下列说法正确的是（）
A．绳的拉力恒定
B．物体处于失重状态
C．绳对物体的拉力大于物体对绳的拉力
D．绳对物体的拉力大于物体的重力
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，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，
若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经过M 、Q 到N 的运动过程中( )
A ．从P 到M 所用的时间等于04
T B ．从Q 到N 阶段，机械能逐渐变大
C ．从P 到Q 阶段，速率逐渐变小
D ．从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 8、如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为r ）a b c d 、、、分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。

若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流I 与通电直导线上的电流在正方形中心O 处产生的感应磁场B 的大小关系为(0)I B k
k r
=>，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（ ）
A ．a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电电流为都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为32I k r
，方向水平向左 B ．a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为32I k r
，方向向左下方 C ．a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为5I k r
，方向向左下方 D ．a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为5I k
r
，方向向左上方 9、下列说法中正确的是（ ）
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
C．热量只能从高温物体传到低温物体
D．固体分子间同时存在着引力和斥力
E.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
10、如图，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨足够长，电阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向里。

金属杆ab垂直导轨放置，与导轨始终良好接触，金属杆具有一定的质量和电阻。

开始时，将开关S断开，让金属杆ab由静止开始自由下落，经过一段时间，再将开关S闭合，从闭合开关S开始计时，取竖直向下为正方向，则金属杆运动的动能E K、加速度a、所受到的安培力，及电流表的示数，随时间t变化的图象可能是
A．B．C．D．
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）小鹏用智能手机来研究物体做圆周运动时向心加速度和角速度、半径的关系。

如图甲，圆形水平桌面可通过电机带动绕其圆心O转动，转速可通过调速器调节，手机到圆心的距离也可以调节。

小鹏先将手机固定在桌面某一位置M处，通电后，手机随桌面转动，通过手机里的软件可以测出加速度和角速度，调节桌面的转速，可以记录不同时刻的加速度和角速度的值，并能生成如图乙所示的图象。

t 时，桌面的运动状态是______________（填字母编号）；
(1)由图乙可知，60.0s
A．静止B．匀速圆周运动C．速度增大的圆周运动D．速度减小的圆周运动
(2)仅由图乙可以得到的结论是：____________；
(3)若要研究加速度与半径的关系，应该保持_________不变，改变______，通过软件记录加速度的大小，此外，还需
要的测量仪器是：__________________。

12．（12分）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，教师提供了下列器材：
A ．待测的干电池
B ．电流传感器1
C ．电流传感器2
D ．滑动变阻器R （0～20 Ω，2 A ）
E ．定值电阻R 0（2000 Ω）
F ．开关和导线若干
某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。

(1)在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P 向右滑动，则电流传感器1的示数将________；（选填“变大”“不变”或“变小”）
(2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线（I A —I B 图象），其中I A 、I B 分别代表两传感器的示数，但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数。

请你根据分析，由图线计算被测电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝__________Ω；
(3)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比，E ________，r ________。

（选填“偏大”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，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O 位置．质量为m 的物块A （可视为质点）以初速度v 0从斜面的顶端P 点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A 又被弹簧弹回。

物块A 离开弹簧后，恰好回到P 点．已知OP 的距离为x 0，物块A 与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。

求：
（1）O 点和O ′点间的距离x 1；
（2）弹簧在最低点O ′处的弹性势能；
（3）设B 的质量为βm ，μ＝tanθ，v 0＝0sin gx θP 点处放置一个弹性挡板，将A 与另一个与A 材料相同的物块B （可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起，使两根弹簧仍压缩到O ′点位置，然后从静止释放，若A 离开B 后给A 外加恒力sin F mg θ=，沿斜面向上，若A 不会与B 发生碰撞，求β需满足的条件？
14．（16分）一客车以v =20m/s 的速度行驶，突然发现同车道的正前方x 0=60m 处有一货车正以v 0=8m/s 的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车时做匀减速运动的加速度大小a =2m/s 2，则：
（1）客车刹车开始后l5s 内滑行的距离是多少?
（2）客车静止前最后2s 内滑行的距离是多少?
（3）客车与货车间的最小距离为多少?
15．（12分）图甲为能进行图形翻转的“道威棱镜”示意图，其横截面OABC 是底角为45°的等腰梯形，高为a ，上底边长为a ，下底边长3a ，如图乙所示。

一细光束垂直于OC 边射入，恰好在OA 和BC 边上发生全反射，最后垂直于OC 边射出，已知真空中的光速为c 。

试求该光束在棱镜中的传播时间t 。

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、D
【解析】
由动量守恒定律得
112222
11m v m v m v m v ''-=- 解得
122211m v v m v v '+='
+
代入数据得 1232
m m = 故选D 。

2、B
【解析】
C.由图可知，甲、乙做的是同向运动， C 错误；
D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D 错误；
A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A 错误；
B.乙运动的位移比甲的位移大， B 正确。

3、C
【解析】
ABC ．以物体A 、B 及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得
121212()sin ()cos (m )F m m g m m g m a θμθ-+-+=+
解得
12
sin cos F a g g m m θμθ=--+ 再隔离对B 分析，根据牛顿第二定律得
222sin cos T m g g m a θμθ--=
解得
212
m F T m m =+ 则知绳子的拉力与斜面倾角θ无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量m 1和m 2有关，选项C 正确，AB 均错误；
D ．若改用F 沿斜面向下拉连接体，以物体A 、B 及轻绳整体为硏究对象，根据牛頓第二定律得
121212()sin ()cos (m )F m m g m m g m a θμθ'++-+=+
解得
12
sin cos F a g m m θμθ'=+-+
再隔离对A 分析，根据牛顿第二定律得
111sin cos T m g m g m a θμθ''+-=
解得
112
m F T m m '=+ 可知轻绳拉力的大小改变，选项D 错误。

故选C 。

4、D
【解析】
A ．对卫星，根据牛顿第二定律，有：
2
2()Mm v G m R h R h
++＝ 解得：
v = 在地面，重力等于万有引力，故：
2Mm mg G R
= 联立解得：
v = 故A 错误；
B ．向心加速度由万有引力产生，由于在h 高处，卫星的万有引力小于其在地面的重力，根据牛顿第二定律 F G a g M M
=＜＝ 故B 错误；
C ．对卫星，根据牛顿第二定律有：
()()2
224Mm
G m R h T R h π++＝ 在地面，重力等于万有引力故：
2Mm mg G R
= 联立解得：
2T =故C 错误；
D ．由选项A 的分析知v =，故卫星的动能 ()
2
2212K mgR E mv R h ==+ 故D 正确；
故选D 。

5、C
【解析】
根据牛顿第二定律：上滑过程：mgsinθ+μmgcosθ=ma 1，下滑过程：mgsinθ-μmgcosθ=ma 2，比较可知：
a 1＞a 2，
则物块上滑过程v -t 图象的斜率比下滑过程的大。

由速度-时间公式得：上滑过程有 v 0=a 1t 0，下滑过程有 v 0=a 2t 1，可得 ：
t 1＞t 0，
故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

6、D
【解析】
A ．功率恒定，根据
P Fv =
可知当v 从零逐渐增加，则拉力逐渐减小，故A 错误；
BD ．加速度向上，处于超重，物体对轻绳的拉力大于物体重力，故B 错误，D 正确；
C ．绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，可知两者等大反向，故C 错误。

故选
D 。

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、CD
【解析】
A ．海王星在PM 段的速度大小大于MQ 段的速度大小，则PM 段的时间小于MQ 段的时间，所以P 到M 所用的时间
小于04
T ，故A 错误； B ．从Q 到N 的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B 错误；
C ．从P 到Q 阶段，万有引力做负功，速率减小，故C 错误；
D ．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D 正确。

故选D 。

8、AD
【解析】
A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在O 点产生的磁感应方向分别为：a 导线产生的磁感应强度方向沿Oc 方向；b 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；c 导线产生的磁感应强度方向沿Oa ；d 导线产生的磁感应强度方向沿Oc ；根据平行四边形定则可知：a 和b 通电电流都为I ，c 和d 通电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
°°2cos 452cos 452I I I B k k r r r
=⨯⨯+⨯⨯=， 方向水平向左，故A 正确；
B.a 通电电流为2I ，b c d 、、通电电流都为I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
I B r
==， 方向向左下方，故B 错误；
C.a 和b c 、通电电流都为I ，d 通电电流为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
I B r
==， 方向向左下方，故C 错误；
D.a 通电电流为I ，b c d 、、通电电流都为2I 时，在O 点产生的磁感应强度大小为
5I B k r
==， 方向向左上方，D 正确。

故选：AD 。

9、BDE
【解析】
A ．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的具体表现，选项A 错误；
B ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，选项B 正确；
C ．热量能自发地从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项C 错误；
D ．固体分子间同时存在着引力和斥力，选项D 正确；
E ．温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故E 正确。

故选BDE 。

10、BC
【解析】
闭合开关时，金属棒受到向下的重力以及向上的安培力，若重力与安培力相等，即
mg =BIL =22B l v R
金属杆做匀速直线运动。

速度不变，则动能、安培力、感应电流都不变，加速度为零。

若安培力小于重力，则加速度的方向向下，做加速运动，加速运动的过程中，安培力增大，则加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动，则a －t 图象是斜率逐渐减小的曲线，因为
()2012
k E m v at =+ 所以E k －t 图象是一条斜率减小的曲线。

安培力为
22F B l v R
= F －t 图线先是一条斜率逐渐减小的曲线，之后恒定不变，因为
Blv I R
= 所以I －t 图象先是一条斜率逐渐减小的的曲线，当金属杆匀速时，电流恒定不变，但t =0时金属杆有速度，所以t =0时电流不等于零。

若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动。

安培力为
22B l v F R
= 所以F －t 图象是斜率逐渐减小的曲线，当匀速运动时，安培力不再减小，此时安培力等于重力，故AD 错误，BC 正确。

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、B 半径一定，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大 转速（或角速度） 手机到圆心的距离（或半径） 刻度尺
【解析】
(1)[1]由图乙可知，60.0s t =时，加速度大小不变，角速度大小也不变，所以此时桌面在做匀速圆周运动，所以B 正确，ACD 错误。

故选B 。

(2)[2]由图乙可以看出，加速度和角速度的变化曲线大致一样，所以可以得到的结论是：半径一定时，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大。

(3)[3][4]物体做圆周运动的加速度为
2224πa r n r ω==
若要研究加速度与半径的关系，应该保持转速（或角速度）不变，改变手机到圆心的距离（或半径）；
[5]所以还需要的测量仪器是刻度尺。

12、变小 3.0 2.0 偏小 偏小
【解析】
(1)[1]．滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P 向右滑动时 R 值减小，电路总电阻减小，总电流变大，电源内阻上电压变大，则路端电压减小，即电阻R 0上电压减小，电流减小，即电流传感器1的示数变小。

(2)[2][3]．由闭合电路欧姆定律可得
I 1R 0＝E －（I 1＋I 2）r
变形得
1200E r I I R r R r
=-++ 由数学知可知图象中的
0r k R r
=+ 0E b R r =
+ 由图可知
b ＝1.50
k ＝1×10－3
解得
E ＝3 .0V
r ＝2.0 Ω。

(3)[4][5]．本实验中传感器1与定值电阻串联充当电压表使用，由于电流传感器1的分流，使电流传感器2中电流测量
值小于真实值，而所测量并计算出的电压示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图象应以短流电流为轴向左下转动，如图所示，故图象与横坐标的交点减小，电动势测量值减小；图象的斜率变大，故内阻测量值小于真实值。

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）20104cos υx x μg θ=-；（2）22001tan 44p m υE m υθμ=+；（3）3113235
β≤< 【解析】
（1）从A 到O ′，由动能定理可得
()()2010101sin cos 02
mg x x θμmg x x θW m υ+-+-=-① 物块A 离开弹簧后回到P 点的过程，由动能定理得
()()0101sin cos 0W mg x x θμmg x x θ-+-+=②
解得
20104cos υx x μg θ
=- （2）将1x 带入②式可得，弹簧弹力做功为
22001tan 44m υW m υθμ
=+ 即弹簧的弹性势能为
22001tan 44p m υE W m υθμ
==+ （3）两物体分离的瞬间有A B a a =，两物体之间的弹力为0，由牛顿第二定律可得
sin cos A mg θμmg θma +=
sin cos 2B βmg θμβmg θT βma +-=
解得0T =，即弹簧恢复原长的瞬间，两物体分离。

设分离瞬间，两物体的速度为υ，由能量守恒可得
()()()211121sin 1cos 12
P E βmgx θμβmgx θβm υ=+++++
将tan μθ=，0υ=，20104cos υx x μg θ
=-带入解得
υ=由于tan μθ=，sin F mg θ=，故分离后两物体的加速大小分别为
sin cos sin A mg θμmg θF a g θm
+-'== sin cos 2sin B βmg θμβmg θa g θβm
+'== 由此可知，分离后两物体均做减速运动，且B 的加速度大于A ，故在A 物体上升阶段，两物体不会碰撞；B 速度减为0后，由于tan μθ=，故B 物体会保持静止状态，B 物体上升的位移为
2
4sin B υx g θ
= 若A 物体与挡板碰撞前速度就减为0，则此后A 物体保持静止状态，两物体一定不会碰撞；若A 物体能与挡板相碰，当物体A 与挡板碰撞后，继续以加速度sin g θ向下做减速运动， 直到速度减为0，保持静止；
A 物体速度减为0的总路程为
2
2sin A υx g θ
= 若A 物体不与挡板碰撞，则
2
02sin A υx x g θ
=≤ 解得
117
β≥ 若A 物体能与挡板碰撞，则两物体不相撞的条件为A 物体速度减为0时不与B 物体相撞，即
02A B x x x +≤且0A x x >
解得
1131723
β>≥ 由于0υ>，故
135
β< 综上所述，β的取值范围为
3113235
β≤< 14、（1）100m ；（2）4m ；（3）24m
【解析】
（1）客车从开始刹车到静止所需要的时间 010s 15s v t a
-==-＜ 故客车刹车后15s 内经过的位移
201100m 2
x v t at =-= （2）运用逆向思维，可认为客车由静止开始在t 1=2s 内做逆向的匀加速运动，故
21114m 2
x at == （3）设经时间t 2，客车速度与货车速度相等，则 20v at v -=
可得
t 2=6 s
则客车的位移为
222184m 2
x vt at =-=客 货车的位移为
02=48m x v t =货
经分析客车速度与货车速度相等时距离最小 min 0=24m x x x x =+-货客
15、 【解析】
恰好发生全反射
1sin n C
= 即 1
sin 45n ︒=
=所以速度为
2c v c n == 则时间为 3
a t v ==。