河南省南阳市新野县第一高级中学2023-2024学年高三上学期12月月考物理Word版含解析.docx

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2023-2024学年高三上学期12月考试题物理试卷一、单选题（共6小题，每题4分，共24分）1．关于能量子、黑体辐射及光的波粒二象性，下列说法正确的是（　　）A．一个能量子的能量大小且不可再分B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．是否产生光电效应与光的频率和光照强度均无关D．光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为2．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如下图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的倍，重力加速度g取10m/s2下列说法正确的是（　　）A．该汽车的质量为3000kgB．C．在前5s内，阻力对汽车所做的功为50kJD．在内，牵引力对汽车做功250kJ3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在x＝0处。P是x轴上坐标为x＝0.15m处的点，当波传到P点时记为0时刻，图为P的振动图像，已知该波的传播速度为0.6m/s，则下列说法正确的是（　　）A．波源起振方向为y轴正方向B．t＝0.1s时波源振动的速度最大 C．当P点运动1×10﹣1m的路程时，波源振动的速度最大D．P点与距波源5×10﹣2m处的质点运动方向总是一致4．新春佳节，大街小巷总会挂起象征喜庆的中国红灯笼。如图所示，由4根等长轻质细绳悬挂起3个质量相等的灯笼，绳两端的结点A、E等高，绳与竖直方向的夹角为，绳中张力大小为；绳与竖直方向的夹角为，绳中张力大小为，则（　　）  A．可能等于B．可能大于C．D．5．质量为m的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面高为，如图所示。选取桌面所在平面为零势能参考面，空气阻力不计，那么小球落地前的瞬间，机械能为（    ）A．B．C．D．6．升降机向上运动，其运动时速度随时间变化的图线如图所示，则电梯（　　）A．在0~2s内的加速度为2B．在2~6s内停止运动C．在6~10s内速度变化最快 D．在0~10s内的位移为42m二、多选题（共4小题，每题5分，共20分，全选对得5分，选对不全得3分，错选不选得0分）7．传送带有着广泛的应用，一长L＝10m的水平传动带顺时针匀速运行，如图1所示。现将一大小可忽略的物块自传送带的左端由静止释放，经t＝5.2s物块被送达传送带的右端，其速度—时间图像如图2所示，重力加速度g取10。则下列判断正确的是（　　）  A．传动带的运行速度大小为2m/sB．物块与传送带间的动摩擦因数为0.6C．物块相对传送带滑动而留下痕迹的长度为0.4mD．若增大传送带的运行速度，物块的传送时间最短可达1.5s8．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A和B，竖直放置，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L。由于微小的扰动，A球沿竖直光滑槽向下运动，B球沿水平光滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为θ时（图中未标出），关于两球速度vA与vB的关系，下列说法正确的是（　　）A．当时，A、B两球速度大小相等B．当时，A球速度的大小小于B球速度C．D．9．如图所示，AB是圆台的一条母线，C是圆台上底面圆心。一负的点电荷固定在圆台下底面圆心O处，以下说法正确的是（　　） A．A、B两点的电场强度可能相同B．A、B两点的电势可能相等C．B点电势可能高于A点电势D．把一带负电的物体由B点移到C点其电势能增大10．一列简谐横波沿x轴传播，如图所示是t=0时波形的一部分。已知波源的振动周期为8s，则（　　）A．该波沿x轴负方向传播B．该波的传播速度为3m/sC．再经过4s,质点P通过的路程为4mD．若t=0时刻，质点P第一次到达图示位置，再经过3s，x=29m处的质点开始振动三、实验题（共2小题，共16分）（6分）11．要测量滑块和长木板间的动摩擦因数，实验小组设计了如图甲所示装置，足够长的长木板倾斜固定，在长木板的底端附近固定一个光电门，滑块上装有遮光片，测得长木板的倾角为，重力加速度为g。实验步骤如下：  （1）先用游标卡尺测出遮光片宽度，示数如图乙所示，则遮光片宽度d＝mm；  （2）将滑块在长木板上某一位置由静止滑下，测出滑块释放时的位置到光电门的距离x ，记录滑块通过光电门时遮光片的挡光时间t；多次改变滑块释放的位置，测得多组x与t，根据测量的数据，为了能直观地反映t随x变化的关系，应作（填“t-x”、“-x”、“-x”或“-x”）图像，若图像的斜率为k，则测得动摩擦因数（用已知和测量的物理量符号表示）。（10分）12．某同学要测定一个圆柱体的电阻率，实验室有如下器材：A．电池组（7V，内阻r=1Ω）B．电流表（0~3A，内阻约0.0125Ω）C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）D．电压表（0~3V，内阻4kΩ）E.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）F.定值电阻，R=4kΩG.滑动变阻器R1，（0~20Ω，允许最大电流1A）H.滑动变阻器R2，（0~2000Ω，允许最大电流0.3A）I.开关、导线（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体阻值，根据如图所示的表盘，可读出被测电阻阻值为Ω；（2）在所给的器材中，电流表应选，滑动变阻器应选。（填写选项的字母代号）（3）根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图。（4）在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度L和直径d 如图，则用螺旋测微器测金属棒直径为mm。（5）该电阻丝的长度L，直径d；电压表和电流表读数分别为U、I，电阻率的表达式为（用题中的字母表示）四、解答题（共3小题，40分）（10分）13．如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，R1，R2为电阻箱，定值电阻R3=2Ω，电动机的额定电压UM=8V，额定电流为IM=1A，线圈的电阻rM=1Ω，开关S闭合后，调节R1、R2，当两电阻箱电阻均等于2Ω时，电动机恰好正常工作，求：（1）电动机正常工作时输出的机械功率；（2）若电动机被卡住停止转动，则通过电源的电流会增大多少（结果保留到小数点后两位）。（14分）14．如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。 （16分）15．如图所示，粗糙水平地面上固定一半径的光滑圆弧轨道ABCD，圆弧轨道与水平地面相切于A点，O为圆弧轨道的圆心，OA竖直，B、D两点与圆心O等高。在BD的上方、OA的右方存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场，一质量、电荷量的带负电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过P点时的动能为．已知滑块与地面间的动摩擦因数，，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小。（1）若，求滑块运动到A点时对圆弧轨道的压力大小；（2）若滑块能进入且不脱离（从D点离开不属于脱离）圆弧轨道，求的取值范围。 参考答案：1．B【详解】A．普朗克认为不可再分的最小能量子，其大小为，微观粒子的能量是分立的，选项A错误；B．黑体辐射的实验规律即温度升高，则其辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则B正确；CD．光电效应与光的频率有关，只有入射光的频率大于极限频率才发生光电效应，光子动量大小为，则C、D错误。故选B。2．D【详解】A．第5s时，汽车的功率达到额定功率，前5s由牛顿第二定律可知联立解得故A错误；B．汽车的最大速度故B错误；C．在前5s内，汽车做匀加速直线运动，由图像可知前5s的位移阻力对汽车所做的功为故C错误；D．在内，牵引力恒定，则牵引力做的功 联立解得在内，汽车功率恒定，则牵引力做的功在内，牵引力对汽车做功故D正确。故选D。3．C【详解】A．当波传到P点时P开始向下振动，波源起振方向为y轴负方向，故A错误；B．波长为波源与P点间的距离当时，P点位于平衡位置向上运动，结合波形知，当时，波源处于波峰，故B错误；C．由图可知振幅为则当该质点经过的路程为时，此时P点位于波谷，波源经过平衡位置，速度最大，故C正确；D．P点与距波源5×10﹣2m处的质点间的距离P点与距波源处的质点运动方向并不始终相同，故D错误。故选C。4．D【详解】由对称性可知绳和绳张力大小相等，大小为。对三个灯笼的整体分析可知 对结点B受力分析得综上解得AB．由可知AB错误；CD．由可知又得C错误，D正确。故选D。 5．A【详解】选取桌面所在平面为零势能参考面，初始时小球的重力势能为，此时动能为0，则机械能为，小球运动过程中机械能守恒，所以小球落地前的瞬间，机械能为。故选A。6．D【详解】A．v-t图线的斜率表示加速度，则在0~2s内的加速度为故A错误；B．在2~6s内升降机速度为6m/s，故B错误；C．6~10s内加速度为负号表示加速度向下，大小1.5m/s2小于0~2s内的加速度3m/s2，所以速度变化比0~2s内慢，故C错误；D．v-t图线与横轴所围的面积表示位移，由图像可得故D正确。故选D。7．AC【详解】A．根据图像可知，物块先加速达到传送带速度与其一起匀速，所以传动带的运行速度大小为2m/s，故A正确；B．根据题意，设加速时间为t，则解得所以加速阶段加速度 根据解得物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，故B错误；C．物块相对传送带滑动而留下痕迹的长度为故C正确；D．物体一直加速，时间最短解得故D错误。故选AC。8．AC【详解】当杆与竖直方向的夹角为θ时，根据运动的分解，如图所示沿杆方向两分速度大小相等，则即当时，可得 故选AC。9．BCD【详解】A．A、B两点的电场强度方向一定不同，故A错误；BC．根据若A、B两点到O的距离相等，则A、B两点的电势相等；A点与O的距离小于B点与O的距离，B点电势高于A点电势，故BC正确；D．B点电势高于C点电势，则把一带负电的物体由B点移到C点其电势能增大，故D正确。故选BCD。10．BC【详解】AB．由图可知，P点和N点平衡位置间距为；M点和N点平衡位置间距为，则解得波速但是根据题中信息不能确定波的传播方向，选项A错误，B正确；C．振幅A=2m因，则再经过4s,质点P通过的路程为2A=4m，选项C正确；D．若波向右传播，若t=0时刻，质点P第一次到达图示位置，则此时波传到了x=20m的位置，再经过3s，波向x轴正向传播s=v∆t=9m即x=29m处的质点开始振动；若波向左传播，则x=29m处的质点比P质点振动的早，即该质点早已振动，选项D错误。故选BC。11．1.70【详解】（1）[1]由游标卡尺的精度为0.05mm可知读数为 （2）[2][3]由牛顿第二定律可得由位移速度公式可得联立解得即因此为了能直观地反映t随x变化的关系，应作图像，可得斜率为解得12．15CG0.655【详解】（1）[1]欧姆表指针所指的位置为15，则被测电阻阻值为（2）[2][3]电路中最大电流为所以电流表选C；滑动变阻器采用分压式解法，故选G。（3）[4]电压表量程太小，因此和定值电阻串联改为大量程电压表，改后电压表的量程为 根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图（4）[5]螺旋测微器固定刻度的最小分度值为0.5mm，读数为0.5mm，可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为0.155mm，金属棒直径为（5）[6]根据电阻定律有根据欧姆定律有解得13．（1）7W；（2）1.08A【详解】（1）设两电阻箱的电阻均为R，电路中的总电流为Ⅰ，则，解得I=3.5A电动机工作时输出的机械功率（2）由（1）有若电动机被卡住，电路中的总电流 通过电源的电流会突然增加量为14．（1）10mg；（2）；（3）【详解】（1）当陀螺在轨道内侧最高点时，设轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg，最高点的速度为，受力分析可知：可得（2）设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg，最高点的速度为，受力分析可知：由题意可知，当时，陀螺通过最低点时的速度为最大值，可知（3）设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时，轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg。则： 可得固定支架对轨道的作用力为可得15．（1）20N；（2）或【详解】（1）设滑块到达A点时的速度大小为，根据动能定理并结合牛顿运动定律有由牛顿第三定律有解得（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为、大小的等效重力从而做圆周运动，其中若滑块恰好进入圆弧轨道，则有若滑块恰好到达与圆心等效等高点，由能量守恒定律得 解得设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v，则有解得综上所述的取值范围为或。