安徽省合肥市普通高中2024-2025学年高三上学期物理寒假作业(1)

2025届合肥市普通高中高三寒假作业(1) 物 理 试 题 本卷测试内容：必修第一册、必修第二册、必修第三册； 选择性必修第一册（动量守恒定律）、选择性必修第二册（安培力与洛伦兹力） 完成时间：75分钟 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分． 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。 1．一辆可视为质点的小车在平直公路上运动的速度时间关系图像如图所示，整个运动过程中加速度的大小始终为，下列说法正确的是( ) A．至时间内汽车速度的变化量为 B．汽车的最大速度为 C．至时间内汽车的位移为为 D．汽车停止运动的时刻为 2．如图所示，跳远可拆分为助跑、起跳、腾空、落地这四个过程，以下说法正确的是( ) A．助跑过程中，地面对人产生滑动摩擦力作用，使运动员加速向前运动 B．起跳时，运动员对地面的压力大于重力 C．腾空上升阶段，运动员处于超重状态 D．腾空到最高点，运动员的速度为0 3．安全问题是货车司机首要关注的问题，如图所示是货车司机在某一平直模拟公路上进行的“货车和挂车脱钩实验”。一货车后面连接着一挂车，在平直模拟公路上匀速直线行驶。已知平直模拟公路上各处粗糙程度相同。在某一瞬间货车和挂车突然脱钩，货车在脱钩前、后牵引力不变，则在挂车停止运动前，下列说法正确的是( ) A．货车和挂车组成的系统动量守恒 B．货车和挂车组成的系统机械能守恒 C．脱钩后货车做匀速直线运动 D．脱钩后，货车加速的加速度与挂车减速的加速度等大反向 4．如图甲所示，一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上，直梯下端放在粗糙的水平地面上。一位工人站上直梯，从侧面观察时，可画成如图乙所示的图形。工人和直梯始终处于静止状态，下列说法中正确的是( ) A．工人越重，直梯所受合力越大 B．墙壁对直梯的弹力方向垂直于直梯所在平面并且指向斜上方 C．地面对梯子的作用力不沿竖直方向 D．地面对直梯的摩擦力大于墙壁对直梯的弹力 5．如图，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地。一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A．带电油滴将竖直向上运动 B．带电油滴电势能将减小 C．P点的电势将升高 D．通过灵敏电流计有从b到a的电流 6．如图所示，距小滑轮O正下方l处的B点用绝缘底座固定一电荷量为+q的小球1，绝缘轻质弹性绳一端悬挂在光滑的定滑轮O正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球2连接，发现小球2恰好在A位置平衡，已知OA长为l，与竖直方向的夹角为60°。由于弹性绳的绝缘效果不是很好，小球2缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球2恰好在AB连线上的C位置。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．小球2带负电 B．弹性绳原长为 C．小球2在C位置时所带电荷量为 D．小球2在A位置时所带电荷量为 7．如图所示，在M、N两点垂直于纸面放置两根相互平行无限长直细导线，O点为M、N连线的中点，E、F关于M、N连线对称，E、G两点关于O点对称，两根导线中分别通有方向相同、大小相等的电流。已知无限长通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法正确的是( ) A．E、F两点的磁感应强度一定大小相等、方向相反 B．E、G两点的磁感应强度一定大小相等、方向相反 C．E、F两点的磁感应强度一定大小相等、方向相同 D．E、G两点的磁感应强度一定大小相等、方向相同 8．如图所示，光滑绝缘圆管竖直固定在水平匀强磁场中，一带正电小球从管口由缝静止开始下落，则下列描述圆管对小球的冲量I随下落时间t和下落高度h的关系图像中正确的是( ) A．B．C．D． 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．如图示，可视为质点的质量为m且电荷量为q的带正电小球，用一绝缘轻质细绳悬挂于O点，绳长为L。现加一水平向右足够大的匀强电场，电场强度大小为，小球初始位置在最低点，若给小球一个水平向右的初速度，使小球能够在竖直面内做圆周运动，忽略空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是( ) A．小球在运动过程的最小速度至少为 B．小球在运动过程的最大速度至少为 C．若将轻绳向左拉直至水平位置后由静止释放，小球到达最低点时的速度为 D．若将轻绳向左拉直至水平位置后由静止释放，小球到达最低点时的速度为 10．如图所示，光滑直杆与水平面成夹角固定放置，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端连接在天花板的点，另一端与圆环（视为质点）相连，圆环套在杆上。现将圆环从与点等高的点由静止释放，当圆环运动到点的正下方点时，圆环的动能正好等于此处的弹簧弹性势能。已知、两点间的距离为，重力加速度为，对劲度系数为的轻质弹簧，弹性势能与弹簧的形变量的关系式为，、，下列说法正确的是( ) A．圆环在点，动能为 B．圆环从运动到，圆环的机械能减小量为 C．圆环的质量为 D．圆环在点，加速度大小为 第Ⅱ卷（非选择题 共58分） 三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求做答（第11～12题为实验题或填空题，13～15题为计算题)。 11．(6分) 某物理兴趣小组在课本验证动量守恒的碰撞实验的基础上进行了进一步探索。他们寻找并选用了表面近似看作光滑的玻璃圆弧轨道，选用两个大小相等、质量不等的刚性小球1和2，且2m1=m2，实验时，他们先让小球1从光滑圆弧轨道上某一位置由静止释放，在轨道末端O点水平抛出，最后落在搭在轨道末端O点与地面间的固定斜面上，记下小球与斜面第一次碰撞留下的落点痕迹。再把被碰小球2放在玻璃轨道末端，让入射小球1从相同位置由静止释放，与被碰小球2碰撞后都落到斜面上，并记录两次的落点痕迹。P、M、N为从O点向下三个落点的位置（不考虑小球在斜面上的多次碰撞），斜面上O点与各落点的距离分别为LOP、LOM、LON。 (1)关于本实验，下列说法正确的是_____。 A．小球半径大小对实验结果没有影响 B．需要用量角器测量斜面倾斜角度 C．斜面倾角应适当大一些 (2)小组同学猜测两小球的碰撞应该为弹性碰撞，则能说明两球碰撞前后总动量守恒的关系式为 （用LOM、LOP、LON表示） (3)若考虑玻璃圆弧轨道的阻力影响，碰后的系统总动量 碰前的系统总动量（填“大于”、“小于”或“等于”）。 12．(10分) 测定一节干电池的电动势和内阻，电路如图甲所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻，调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制了图像如图乙所示。 (1)由图乙求得电池的电动势 V，内阻 Ω。（结果保留2位小数） (2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值 其真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)根据实验数据可绘出图像，如图丙所示。图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率 ，电表内阻对电阻率的测量 （选填“有”或“没有”）影响。 13．(12分) 如图所示，水平面上竖直固定一个粗糙圆弧轨道BC。圆弧轨道C端切线水平，长木板静止在光滑的水平面上，木板左端紧靠轨道右端且与轨道点等高但不粘连（长木板厚度不计）。从B的左上方A点以某一初速度水平抛出一质量m=2kg的物块（可视为质点），物块恰好能从B点沿切线方向无碰撞进入圆心角θ=53°的圆弧轨道BC，物块滑到圆弧轨道C点时速度大小为vC=4m/s，经圆弧轨道后滑上长木板。已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=1.2m、h=0.4m、R=1m，物块与长木板间的动摩擦因数。物块始终未滑出长木板，空气阻力不计，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： (1)物块被抛出时的初速度大小； (2)物块从B滑到C的过程中克服摩擦阻力做的功； (3)物块和长木板最终的速度； (4)在物块相对长木板运动的过程中，物块与长木板之间产生的内能。 14．(14分) 在倾角θ=37°的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体。物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25；现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动。拉力F=10N，方向平行斜面向上。经时间t=4.0s绳子突然断了，（已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取10m/s2）求： (1)绳断时物体的速度大小； (2)物体离出发点的最大距离； (3)绳子断后3s内物体的位移。 15．(16分) 如图所示的坐标平面，在的区域存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场，在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的粒子从轴上的点以初速度进入电场，速度方向与轴正方向成角，之后粒子从轴上的点进入第一象限。已知匀强磁场的磁感应强度大小，匀强电场的电场强度大小，，不计粒子的重力。 (1)求点与坐标原点的距离； (2)求粒子在第一象限中的运动时间； (3)在的区域另外施加一大小、方向沿轴正方向的匀强电场（图中未画出），其它条件不变，求此时粒子在的空间运动过程中，离轴的最短距离。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届合肥市普通高中高三寒假作业(1) 物理参考答案 本卷测试内容：必修第一册、必修第二册、必修第三册； 选择性必修第一册（动量守恒定律）、选择性必修第二册（安培力与洛伦兹力） 完成时间：75分钟 一、单选题： 1．【答案】C 【详解】A．时刻汽车的速度为 时刻汽车的速度为： 则速度变化量：，故A错误； 时刻汽车的速度达最大值： 故B错误； C．、时刻汽车的速度分别为： 至时间内汽车的位移为： 故C正确； D．设汽车停止运动的时刻为t，则有 结合 联立解得：，故D错误。故选C。 2．【答案】B 【详解】A．在助跑过程中，地面给人脚静摩擦力作用，使运动员加速向前运动，故A错误； B．在起跳时，运动员具有向上的加速度，地面对运动员的支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知运动员对地面的压力大于重力，故B正确； C．在腾空上升阶段，运动员只受重力作用，具有向下的加速度，运动员处于失重状态，故C错误； D．运动员腾空做斜抛运动，所以在腾空的最高点，竖直方向速度为零，但水平速度不为零，故D错误。 故选B。 3．【答案】A 【详解】A．由于脱钩前货车连接着挂车，在平直模拟公路上匀速直线行驶，货车和挂车组成的系统所受的合外力为零，货车牵引力大小与货车和挂车受到的摩擦力大小之和相等，方向相反。货车和挂车突然脱钩后到挂车停止运动前，由于货车牵引力大小不变，且脱钩后货车和挂车受到的摩擦力大小不变，因此脱钩后到挂车停止运动前货车和挂车组成的系统所受合外力依然为零，系统动量守恒，故A正确； CD．设货车的质量为M，挂车的质量为m，与公路的动摩擦因数为，设货车的牵引力为F，未脱钩之前，根据受力平衡可得： 脱钩后对货车，根据牛顿第二定律可得： 货车做匀加速直线运动，对于挂车根据牛顿第二定律可得： 挂车做匀减速直线运动，由于货车与挂车的质量大小未知，因此两车的加速度大小关系未知，故CD错误； B．由CD选项分析可知，脱钩后货车和挂车所受合外力大小相同，都为，货车所受合外力做正功，挂车所受合外力做负功。而货车做匀加速直线运动，挂车做匀减速直线运动，脱钩时二者速度大小相同，因此脱钩后相同时间内货车的位移大，货车所受合外力做的正功大于挂车所受合外力做的负功，根据动能定理可知货车和挂车组成的系统动能增加，机械能增加，故B错误。 故选A。 4．【答案】C 【详解】A．依题意，直梯处于静止状态，受力平衡，工人的轻重与否，不影响直梯的状态，其合力始终为零，故A错误； B．墙壁对直梯的弹力方向垂直于墙面水平向右，故B错误； CD．根据受力平衡可知，地面对直梯的摩擦力与墙壁对直梯的弹力等大反向，即地面对梯子的摩擦力方向水平向左，地面对梯子的支持力方向竖直向上，则地面对梯子的作用力方向斜向上偏左，故C正确；D错误。 故选C。 5．【答案】C 【详解】A．将下极板竖直向下缓慢移动时，板间距离d增大，电容器的电压U不变；由分析得知，板间场强减小，则油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直向下运动，故A错误； B．油滴向下运动，电场力对油滴做负功，则其电势能增大，故B错误； C．P点到上极板的距离不变，而E减小，由知，P点与上极板间电势差减小，且P点的电势小于零，则P点的电势升高，故C正确； D．电容器的电容减小，根据可知所带电量减小，故电容器放电，由电流计中由a到b的电流，故D错误。 故选C。 6．【答案】D 【详解】A．两个小球之间相互排斥，可知两小球带同种电荷，所以小球2也带正电，故A错误； B．小球2在A位置时，弹性绳的长度 小球2在C位置时，弹性绳的长度 设弹性绳的劲度系数为k′，则 T′ = k′（l1 − l0），T = k′（l2 − l0） 联立可得：l0 = 0.5l 故B错误。 C．小球2在C点时，受力分析如图，由几何关系可得 F = mgsin30° = 0.5mg， 根据库仑定律得： 联立可得： 故C错误； D．小球2在A位置时，受到的重力、库仑力和绳子的拉力，三个力之间的夹角互为120°，所以三个力的大小相等，即 T′ = F′ = mg 根据库仑定律得： 小球2在A位置时所带电荷量 。故D正确； 故选D。 7．【答案】B 【详解】设通电导线中电流方向垂直纸面向里，两条通电导线在E、F、G点产生的磁感应强度方向如图所示 E、F、G三点的磁感应强度大小相等，E、F两点的磁感应强度方向不相同，也不相反，E、G两点的磁感应强度方向相反。 故选B。 8．【答案】A 【详解】小球竖直方向只受重力，小球做自由落体运动，则有 ， 小球下落过程中在水平方向将受到洛伦兹力，根据水平方向受力平衡可知圆管对小球的弹力大小始终等于小球所受洛伦兹力，即有 由此可知圆管对小球的冲量 联立以上各式可得：， 则可知，小球的图像为过原点且开口向上的抛物线，图像为过原点的倾斜直线。故选A。 二、多选题： 9．【答案】BD 【详解】AB．依题意，小球受到的电场力为： 故小球受到的等效重力为： 设等效重力的方向与竖直方向夹角为，根据 解得： 小球运动到O点左上方与竖直方向夹角成30°位置时为运动过程中速度最小值，有 解得： 小球运动到O点右下方与竖直方向夹角成30°位置时为运动过程中速度最大值，由动能定理可得： 解得： 故A错误；B正确； CD．若将轻绳向左拉直至水平位置后由静止释放，设小球到达最低点时的速度为v，由动能定理 解得： 故C错误；D正确。 故选BD。 10．【答案】AC 【详解】A．由几何关系可得，点弹簧的伸长量 弹性势能为： 圆环的动能为： 故A正确； B．点弹簧的伸长量 弹性势能为： 圆环从到，弹簧弹性势能增加量 由能量守恒可得圆环的机械能减小量为： 故B错误； C．由能量守恒可得： 代入、解得： 故C正确； D．环在点时，弹簧的弹力 把弹簧对环的弹力与环的重力的合力 环在点的合力等于沿斜面向上的分力，则有 综合解得： 故D错误。故选AC。 三、非选择题： 11．(6分) 【答案】(1)C (2) (3)大于 【详解】（1）A. 小球半径大小必须要相等，否则两球不能发生对心碰撞，则对实验结果会有影响，选项A错误； B. 小球做平抛运动，则 落到斜面上时距离抛出点的距离 可知 则实验中可以用代替速度，不需要用量角器测量斜面倾斜角度，选项B错误； C. 根据 可知，斜面倾角应适当大一些，这样小球落在斜面上的位置会较远一些，选项C正确； 故选C。 （2）若碰撞过程动量守恒，则 若满足机械能守恒，则 其中 2m1=m2 可得 ， 可知碰后球1反弹，以后再次滑上凹槽后再滑回底端飞出，因，可知N点是球1碰前的落点，M点是球2碰后的落点，P点是球1碰后的落点，根据 带入 可得 （3）若考虑玻璃圆弧轨道的阻力影响，因小球1碰后滑上圆轨道再返回底端时要损失能量，则使得返回到达底端时速度偏小，则偏小，根据 可知碰后的系统总动量大于碰前的系统总动量。 12．(10分) 【答案】(1) 1.49 0.45 (2)小于 (3) 没有 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得： 可得： 可知图乙中图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值为： 解得内阻为： （2）根据图（a）可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的图像如图所示 由图像可知，电动势测量值小于真实值。 （3）[1]根据图（a）所示电路图可得： 可得图像的斜率为： 解得电阻丝的电阻率为： [2]考虑电表内阻，图像的斜率不变，对电阻率的测量没有影响。 13．(12分) 【答案】(1)3m/s (2)17J (3) (4) 【详解】（1）从A到B做平抛运动，则 物块被抛出时的初速度大小 （2）从B到C由动能定理 其中 解得： 物块从B滑到C的过程中克服摩擦阻力做的功17J； （3）对物块和木板由动量守恒定律 解得： （4）在物块相对长木板运动的过程中，物块与长木板之间产生的内能 14．(14分) 【答案】(1)8m/s (2)20m (3)0 【详解】（1）物体向上运动过程中，受重力mg，摩擦力Ff，拉力F，设加速度为a1，则有： 又 解得：a1=2.0m/s2 所以t=4.0s时物体速度为： （2）绳断前，物体距斜面底端 断绳后，设加速度为a2，由牛顿第二定律得： 解得：a2=8.0m/s2 物体做减速运动时间为： 减速运动位移为： 所以物体沿斜面向上运动的最大位移为：m （3）由上分析可知绳子断后1s速度减为零，接下来2s做反向加速，由牛顿第二定律得 解得：a3=2m/s2 运动的位移为： 方向向下。 绳子断后3s内物体的位移为： 15．(16分) 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）分析可知粒子在第二象限做斜抛运动，沿轴正方向做匀速直线运动分速度 则粒子在第二象限运动时间为：   沿轴正方向做匀变速直线运动，沿轴方向的分速度 加速度大小为：   则点与坐标原点的距离    联立以上解得： （2）题意可知粒子通过点时，y方向速度 联立以上，解得：   故M的速度为：   速度方向沿轴正方向（或与轴垂直），粒子进入第一象限后做匀速圆周运动，设圆周半径为，则有    几何关系可得： 设粒子在第一象限的运动轨迹对应的圆心角为，如图可求得：   即 又因为周期    故粒子在第一象限中的运动时间 （3）此时粒子进入电磁复合场后做滚轮线运动，用配速法将分解：设某一分速度使粒子受到的洛伦兹力与电场力平衡    代入题中数据，解得：   由左手定则可知方向与方向相同，令 解得：   所以粒子的运动可分解为沿轴的速度为的匀速直线运动和速度为的顺时针方向的匀速圆周运动，设圆周半径为，在区域轨迹如图中实线所示 洛伦兹力提供向心力有： 几何关系可知：   粒子在的空间运动过程中，离轴的最短距离    联立以上解得： 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$