湖北省荊州市沙市中學(xué)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期12月月考物理試題及答案

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命題人：黃小林 審題人：熊華
考試時(shí)間：2024年12月26日
一、單選題：本大題共6小題，共24分。
1.“判天地之美，析萬物之理”，學(xué)習(xí)物理不僅要掌握物理知識，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想方法。下面四幅課本插圖中包含的物理思想方法相同的是( )
A. 甲和乙B. 甲和丁C. 乙和丙D. 乙和丁
2.如圖所示，圍棋比賽時(shí)的評析棋盤是豎直的，棋盤上布有磁石，而每顆棋子都是一個(gè)小磁鐵，棋子靜止在豎直放置的磁性棋盤上，則下列說法正確的是( )
A. 棋子對棋盤的摩擦力和棋盤對棋子的摩擦力是平衡力
B. 棋子所受重力與棋子所受摩擦力是平衡力
C. 要使棋子不易滑下，一般使用相對光滑的材料作棋盤面
D. 棋子不會(huì)掉落是因?yàn)槠遄淤|(zhì)量小，重力可以忽略不計(jì)
3.蜻蜓在水中“點(diǎn)水”激起的波紋，俗稱“蜻蜓點(diǎn)水”，一只蜻蜓在平靜的水面上勻速飛行時(shí)，兩次點(diǎn)水后在水面上激起的波紋，俯視看其形狀如圖所示，由圖可分析出( )
A. 蜻蜓向左飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度小
B. 蜻蜓向右飛行，蜓飛行速度比水波傳播的速度大
C. 蜻蜓向右飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度小
D. 蜻蜓向左飛行，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度大
4.2024年11月04日凌晨，神舟十八號載人飛船成功返回地面，葉光富、李聰和李廣蘇三位航天員圓滿完成任務(wù)，從神舟十八號與空間站對接算起，航天組成員在軌共計(jì)192天.神舟飛船返回過程簡化如圖所示，橢圓軌道1為載人飛船返回時(shí)的運(yùn)行軌道，圓形軌道2為空間站運(yùn)行軌道，P為軌道切點(diǎn)，Q為軌道1近地點(diǎn)，離地高度不計(jì).已知軌道2的半徑為r，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，軌道1的周期為T，引力常量為G，下列分析或結(jié)論正確的是( )
A. 軌道1上P點(diǎn)加速度大于軌道2上P點(diǎn)加速度
B. 載人飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度為 gR2r
C. 載人飛船運(yùn)行周期和空間站運(yùn)行周期之比為(r+R2r)32
D. 地球質(zhì)量M=4π2r3GT2
5.霓的形成原理與彩虹大致相同，是太陽光經(jīng)過水珠的折射和反射形成的，簡化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，下列說法正確的是( )
A. 霓是經(jīng)過2次折射和1次全反射形成的現(xiàn)象
B. 光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰亮條紋間距大
C. b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大
D. 若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
6.如圖所示，在水平光滑絕緣桌面上有一等腰直角三角形單匝均勻金屬線框abc，直角邊長為L?？臻g存在豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場，有界磁場的寬度為2L。線框在水平拉力F作用下向右勻速穿過磁場區(qū)域，若圖示位置為t=0時(shí)刻，設(shè)逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右為拉力的正方向，則線框中的感應(yīng)電流i和拉力F隨時(shí)間t的關(guān)系圖像可能正確的是(時(shí)間單位為Lv，圖中曲線為拋物線)( )
A. B. C. D.
二、多選題：本大題共4小題，共16分。
7.如圖所示，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小鐵球，將球拉至與O點(diǎn)等高的位置，彈性繩剛好伸直，由靜止釋放小球，小球可運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)正下方P點(diǎn)(未畫出)，則小球運(yùn)動(dòng)過程中，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)小球大小，彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，下列判斷正確的是( )
A. 彈性繩對小球不做功
B. 小球重力勢能減少量大于動(dòng)能增加量
C. 小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，小球重力的瞬時(shí)功率不為零
D. 若讓小球緊靠O點(diǎn)由靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)到的最低點(diǎn)一定在P點(diǎn)下方
8.如圖所示，兩根通電導(dǎo)線P、Q沿垂直紙面的方向放置，導(dǎo)線P、Q中通有電流I1、I2，電流的方向未畫出。O點(diǎn)為兩導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，cP=PO=OQ=Qd，a、b兩點(diǎn)位于PQ連線段的中垂線上并關(guān)于O點(diǎn)對稱，且已知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直cd向下。已知直線電流產(chǎn)生的磁場在某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與該點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離成反比，則下列說法正確的是( )
A. P中的電流方向垂直紙面向外、Q中的電流方向垂直紙而向里
B. I1:I2=1:9
C. O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直cd向上
D. 若I1=I2，方向不變，則a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同
9.惠更斯發(fā)現(xiàn)“單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T與重力加速度的二次方根成反比”。為了通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論，某同學(xué)創(chuàng)設(shè)了“重力加速度”可以人為調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。如圖1所示，在水平地面上固定一傾角θ可調(diào)的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的O點(diǎn)，使擺線平行于斜面。拉開擺球至A點(diǎn)，靜止釋放后，擺球在ABC之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，擺角為α。擺球自然懸垂時(shí)，通過力傳感器(圖中未畫出)測得擺線的拉力為F1，擺球擺動(dòng)過程中，力傳感器測出擺線的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示，其中F2、F3、T0均已知。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。下列選項(xiàng)正確的是( )
A. 多次改變圖1中θ角的大小，即可獲得不同的等效重力加速度
B. 單擺n次全振動(dòng)的時(shí)間為nT0
C. 多次改變擺角α，只要得出T∝1 sinα就可以驗(yàn)證該結(jié)論成立
D. 在圖2的測量過程中，滿足F3=3F1?2F2的關(guān)系
10.如圖所示，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球用長為L、不可伸長的絕緣細(xì)線懸于O點(diǎn)，將小球向左拉至與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)，細(xì)線剛好伸直，已知電場強(qiáng)度大小E=mgq，g為重力加速度大小，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，將小球由靜止釋放，則下列判斷正確的是( )
A. 小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小為2 gL
B. 小球第一次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)的速度是小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度
C. 小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為 2( 2+1)gL
D. 小球最終運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，軌跡為半個(gè)圓周
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共20分。
11.（8分）一物理老師設(shè)計(jì)了一款研究向心力大小的實(shí)驗(yàn)裝置，其簡化示意圖如圖所示，裝置固定在水平桌面上，在可調(diào)速的電機(jī)上固定一個(gè)半圓形有機(jī)玻璃凹槽(表面光滑，可忽略摩擦的影響)，凹槽在電機(jī)的帶動(dòng)下能繞過凹槽圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旁邊豎直固定一標(biāo)尺，其上是可調(diào)高度的激光筆，激光筆發(fā)出水平方向的激光，初始時(shí)刻，凹槽與標(biāo)尺在同一平面內(nèi).實(shí)驗(yàn)步驟如下：
(1)將鋼球放入凹槽底部，上下移動(dòng)激光筆對準(zhǔn)凹槽圓心，此時(shí)激光筆所在位置讀數(shù)記為?0．
(2)接通電源，開啟電機(jī)調(diào)速開關(guān)，鋼球開始隨凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鋼球到達(dá)某一高度后隨凹槽做穩(wěn)定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，上下移動(dòng)激光筆，當(dāng)激光對準(zhǔn)鋼球球心位置時(shí)，記錄此時(shí)激光筆所在位置讀數(shù)為?1?1>?0，記?=?1??0．
(3)利用光電傳感器探測鋼球運(yùn)動(dòng)的周期.每當(dāng)激光筆發(fā)出的激光照在鋼球上時(shí)，光電傳感器便會(huì)接收信號計(jì)次，若第1次光電傳感器接收到信號時(shí)數(shù)字計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，并記錄為0次，達(dá)到n次時(shí)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，記錄總時(shí)間t，則鋼球運(yùn)動(dòng)的周期T= (用題中所給字母符號表示)．
(4)若適當(dāng)調(diào)大電機(jī)的轉(zhuǎn)速，則激光筆應(yīng) (填“上移”“不動(dòng)”或“下移”)．
(5)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將得到的多組T和?的數(shù)據(jù)記錄到表格中，并繪制 (填“??T2”或“??1T2”)圖像，根據(jù)圖像的斜率k可以進(jìn)一步求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭= (用題中所給字母符號表示)．
12.（12分）某實(shí)驗(yàn)小組利用已有器材進(jìn)行相關(guān)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，除開關(guān)、導(dǎo)線以外，一個(gè)電流計(jì)?、一個(gè)電阻箱Rp、定值電阻R0(阻值未知)、兩個(gè)定值電阻R(R=2.0Ω)和若干個(gè)規(guī)格相同的小燈泡．
(1)他們利用圖甲所示電路來測量R0的阻值，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱Rp，當(dāng)Rp=5.0Ω時(shí)靈敏電流計(jì)?的示數(shù)為零，則R0= Ω．
(2)通過圖乙測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，測得I和Rp多組數(shù)據(jù)，繪出1I?Rp的圖像，若圖像斜率為k，縱截距為b，則電源的電動(dòng)勢E= 和內(nèi)阻r= (結(jié)果用k、b、R0表示);若考慮電流表內(nèi)阻，則電源內(nèi)阻的測量值 真實(shí)值(填“大于”、“小于”或“等于”)．
(3)若測得電源的電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)將該電源與R=2.0Ω的定值電阻及兩個(gè)相同的燈泡構(gòu)成如圖丙所示的電路，燈泡的伏安特性曲線如圖丁所示，則每個(gè)燈泡的實(shí)際功率為 W(結(jié)果保留兩位小數(shù));此時(shí)電源的效率為 (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。
13.（10分）如圖所示，一粗細(xì)均勻的U型的玻璃管豎直放置，左側(cè)豎直管上端封閉，右側(cè)豎直管上端與大氣相通且足夠長，左側(cè)豎直管中封閉一段長為l1=48cm的空氣柱(可視為理想氣體)，氣體的溫度為T1=300K，水平管內(nèi)充滿水銀，右側(cè)豎直管中水銀柱長?1=24cm，如果從右側(cè)豎直管內(nèi)緩慢注入?=36cm水銀柱，注入的水銀與原來右側(cè)管內(nèi)水銀之間沒有空氣，注入過程中空氣柱的溫度保持不變，水銀柱長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃管的直徑，大氣壓強(qiáng)為p0=76cmHg。
(1)求穩(wěn)定后空氣柱的長度l2;
(2)如果要使空氣柱再恢復(fù)到原來的長度48cm，求需要將空氣柱的溫度變?yōu)槎嗌佟?br>14.（15分）如圖(a)所示，長L=1.4 m的木板靜止在足夠長的粗糙水平面上，木板的右端放置著質(zhì)量m=1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))?，F(xiàn)用不同的水平恒力F向右拉木板，得到滑塊和木板的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系圖像如圖(b)所示，重力加速度g=10 m/s2，求
(1)滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1；
(2)木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2以及木板的質(zhì)量M；
(3)若水平恒力F=27.8 N，滑塊從木板上滑落經(jīng)歷的時(shí)間t。
15.（15分）如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy中，在整個(gè)第Ⅱ象限內(nèi)有平行于x軸的勻強(qiáng)電場，方向沿x軸正方向，大小E=9mv0232qL，在整個(gè)第Ⅰ象限區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正電粒子，從x軸上的P(?L,0)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿y軸正方向進(jìn)入電場，通過電場后從y軸上的M點(diǎn)(與y軸夾角為θ)進(jìn)入第Ⅰ象限，又經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)剛好不進(jìn)入第Ⅳ象限，之后穿過y軸再次進(jìn)入電場，不計(jì)粒子的重力，已知sin37°=35，cs37°=45。
(1)求M點(diǎn)的縱坐標(biāo)yM;
(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)求整個(gè)過程中粒子從第Ⅱ象限進(jìn)入第Ⅰ象限經(jīng)過y軸的縱坐標(biāo)。