2023届青海师范大学附属实验中学高三上学期12月月考物理试卷 含解析 (2)

这是一份2023届青海师范大学附属实验中学高三上学期12月月考物理试卷 含解析 (2)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

高三物理
一、单选题：本题8小题，共24分。
1．有一种飞机在降落的时候，要打开尾部的减速伞辅助减速，如图所示。在飞机减速滑行过程中，减速伞对飞机拉力做功的情况是（ ）
A．始终做正功
B．始终做负功
C．先做负功后做正功
D．先做正功后做负功
2．1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为、，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
3．已知某车的质量为m，运动过程中，汽车所受的阻力大小恒定，若保持恒定功率P不变，汽车能达到的最大速度为v。若司机以2P的额定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为v时，汽车的加速度为a1，当速度为0.5v时，汽车的加速度为a2，则加速度的比值a1:a2为（ ）
A．1：1B．1：2C．1：3D．1：4
4．用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，下列四种情况中，绳的拉力最小的是（ ）
A．电梯匀速上升B．电梯匀速下降
C．电梯加速上升D．电梯加速下降
5．某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图像，如图所示（除2~10s时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知小车运动的过程中，2~14s时间段内小车的功率保持不变，在第14s末撤去动力而让小车自由滑行，小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。以下对小车的描述正确的是（ ）
A．小车所受的阻力大小为3N
B．小车匀速行驶阶段的功率为9W
C．小车在加速运动过程中位移的大小为40m
D．小车在前2s受到的合力大小大于阻力大小
6．某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳，两轻绳下端各系一质量为m的小球，两小球间用长为l的轻绳相连，轻绳不可伸长。当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时，小球A、B关于杆对称，关于绳上的弹力与绳上的弹力大小与角速度平方的关系图像，正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图所示，弯折杆ABCD的D端接一个小球，杆和球的总质量为m，—小环套在杆AB段上用绳吊着，恰好能一起以加速度a竖直向上做匀加速运动，杆AB段与水手方向的夹角为，则
A．杆对环的压力为mgsin+masin
B．环与杆的摩擦力为mgcs+macs
C．环对杆和球的作用力为mg+ ma
D．杆和球处于失重状态
8．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ）
A．负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
B．负点电荷由A运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快
C．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
D．当负点电荷分别处于m和m时，电场力的功率相等
二、多选题：本题4小题，共16分。
9．如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为、，A球固定，B球用长为L的绝缘丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d，若A球电荷量保持不变，B球缓慢漏电，不计两小球半径，则下列说法正确的是（ ）
A．丝线对B球的拉力逐渐变大
B．A球对B球的库仑力逐渐变小
C．当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的
D．当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的
10．如图所示，倾角为θ＝37°的足够长的平行金属导轨固定在水平面上，两导体棒ab、cd垂直于导轨放置，空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现给导体棒ab沿导轨平面向下的初速度v0使其沿导轨向下运动，已知两导体棒质量均为m，电阻相等，两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为μ＝0.75，导轨电阻忽略不计，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，从ab开始运动到两棒相对静止的整个运动过程中两导体棒始终与导轨保持良好的接触，下列说法正确的是( )
A．导体棒cd中产生的焦耳热为mv02
B．导体棒cd中产生的焦耳热为mv02
C．当导体棒cd的速度为v0时，导体棒ab的速度为v0
D．当导体棒ab的速度为v0时，导体棒cd的速度为v0
11．如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，今测得AB∶BC∶CD=5∶3∶1，由此可判断（不计空气阻力）（ ）
A．A、B、C处三个小球运动时间之比为1∶2∶3
B．A、B、C处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1∶1∶1
C．A、B、C处三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1
D．A、B、C处三个小球的运动轨迹可能在空中相交
12．如图所示，棱长为L的正方体的上、下底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为。已知通有电流为I的长直导线在距离d处产生的磁感应强度大小为。正方体中心磁感应强度的大小可能是（ ）
A．B．0C．D．
三、非选择题：60分
13．在研究平抛运动的实验中；
（1）为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用( )
A．空心小铁球 B．实心小铁球
C．实心小木球 D．以上三种小球都可以
（2）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( )
A．保证小球飞出时，初速度水平
B．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
（3）如图所示，某同学在做平抛运动的实验时，小球运动过程中先后经历了轨迹（轨迹未画出）上的a、b、c、d四个点；已知图中每个小方格的边长l=1.6cm，g取10m/s2.请你根据小方格纸上的信息，算完成下面的个问题：
①若已知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则小球运动过程中从a→b、b→c、c→d所经历的时间___________（选填“相同”或“不同”）。
②小球平抛运动的初速度=________m/s；
14．某学校物理兴趣小组通过实验探究功和动能变化的关系，装置如下图所示。
（1）将橡皮筋拉伸至点O，使小钢球在橡皮筋的作用下从静止弹出，小钢球离开水平桌面后平抛落至水平地面上，落点记为P，如下图所示，用刻度尺测量桌面到地面的高度为，抛出点到落地点的水平距离为，小钢球的质量为，取重力加速度为，则小钢球离开桌面边缘时的动能为______（用题中的字母表示）
（2）在钉子上分别套上条同样的橡皮筋，重复步骤（1），小钢球落点记为，其中，，。若本实验中合外力做功与动能变化近似相等，则小球抛出点到落地点的水平距离__________
（3）关于本实验，下列说法正确的是( )
A．需要使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致
B．需要使桌面尽量光滑
C．必须测量橡皮筋的伸长量
D．必须测量小钢球的直径
15．如图所示，质量为m的物体，沿半径为r的圆轨道自A点滑下，A与圆心O等高，滑至B点（B点在O点正下方）时的速度为v。已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ，求物体在B点所受的摩擦力。
16．一个阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1、电容为C的电容器连接成如图（a）所示回路。金属线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求：
（1）通过电阻R1的电流大小和方向；
（2）0～t1时间内通过电阻R1的电荷量q；
（3）t1时刻电容器所带电荷量Q。
17．如图所示，是某公园设计的一种游乐设施，所有轨道均光滑，AB面与水平面成一定夹角。一无动力小滑车质量为，沿斜面轨道由静止滑下，然后滑入第一个圆形轨道内侧，其轨道半径，不计过B点的能量损失，根据设计要求，在圆轨道最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小滑车对轨道的压力，并通过计算机显示出来。小滑车到达第一圆轨道最高点C处时刚好对轨道无压力，又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧，其轨道半径，然后从水平轨道上飞入水池内，水面离水平轨道的距离为。g取10 m/s2，小滑车在运动全过程中可视为质点。求：
（1）小滑车在第一圆形轨道最高点C处的速度的大小；
（2）在第二个圆形轨道的最高点D处小滑车对轨道压力FN的大小；
（3）若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E点处放一气垫（气垫厚度不计），要使小滑车既能安全通过圆轨道又能落到气垫之上，则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑？
18．有一款三轨推拉门，门框内部宽为。三扇门板俯视图如图甲所示，宽均为，质量均为，与轨道的摩擦系数均为。每扇门板边缘凸起部位厚度均为。门板凸起部位间的碰撞均为完全非弹性碰撞（不黏连），门板和门框的碰撞为弹性碰撞。刚开始，三扇门板静止在各自能到达的最左侧（如图乙），用恒力水平向右拉3号门板，经过位移后撤去，一段时间后3号门板左侧凸起部位与2号门板右侧凸起部位发生碰撞，碰撞后3号门板向右运动恰好到达门框最右侧（如图丙）。重力加速度。求：
（1）3号门板与2号门板碰撞后瞬间的速度大小；
（2）恒力的大小；
（3）若力大小可调，但每次作用过程中保持恒定且作用的位移均为，要保证2号门板不与1号门板发生碰撞，请写出3号门板经过的路程与之间的关系式。
参考答案：
1．B
减速伞对飞机的作用力与飞机运动方向相反，对飞机做负功。
故选B。
2．B
卫星绕地球运动，由开普勒第二定律知，近地点的速度大于远地点的速度，即
设卫星质量为m，若卫星以近地点时的半径做圆周运动，则万有引力提供向心力可得
解得
由于卫星在近地点做离心运动，则
即
故选B。
3．C
运动过程中，若保持额定功率P不变，当牵引力等于阻力时速度最大，根据P=fv得阻力
若司机以2P的恒定功率启动，当速度为v时，由牛顿第二定律得
同理
因此
故C正确，ABD错误。
故选C。
4．D
电梯匀速上升和匀速下降时
电梯加速上升时
解得
电梯加速下降时
解得
所以，电梯加速下降时绳的拉力最小。
故选D。
5．B
ABD．由速度－时间图像得小车匀加速运动时对应的加速度，小车在2s时的功率等于匀速运动时的功率，因此有
代入数据解得
前2s小车受到的合力大小
恰好等于阻力大小，故AD错误，B正确；
C．2~10s时间内小车的功率恒定，则由动能定理得
解得
匀加速阶段的位移
那么小车在加速阶段的总位移为
故C错误。
故选B。
6．B
在绳绷直前绳上弹力为零，绳上拉力大小为，设绳与竖直杆间的夹角为θ，有
得
当绳恰好绷直时，绳与竖直杆间的夹角为30°，有
得
当时，竖直方向有
得
水平方向有
解得
综上可知：先与角速度平方成正比，后保持不变；开始为零，当角速度平方增大到一定值后与角速度平方成一次增函数关系。
故选B。
7．C
AB．杆和球受重力、支持力、摩擦力三个力作用，沿BA和垂直BA方向建立直角坐标系，分解加速度，沿BA方向：
垂直BA方向：
得：
选项AB错误；
C．环对杆和球的作用力为支持力、摩擦力的合力，由牛顿第二定律可知：作用力方向一定竖直向上且
即
选项C正确；
D．杆和球具有向上的加速度，处于超重状态，选项D错误。
故选C。
8．A
AC．由于沿场强方向电势降低，所以AO段场强沿OA方向，OB段场强沿OB方向；
由图像可知，A到O斜率越来越小，电场强度越来越小，加速度越来越小。同理，OB段不变。则负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动，在OB段做匀减速运动；
由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度为v0，则电荷在AB间运动v-t图像如图
AO、OB段，由于位移相等，则图线与t轴围成的面积相等，显然AO段的时间小于OB段的时间。故A正确，C错误；
B．相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故B错误；
D．负点电荷分别处于m和m时，两段图像斜率绝对值相等，则场强大小相等，电荷所受电场力大小相等，但m处的电势大于m处的电势，说明O点到的电势差小于O点到的电势差，根据运动的可逆性都可看成O点向两处的减速运动
，
可知处的速度大，所以电场力的功率不相等，故D错误。
故选A。
9．BD
AB．根据题意，对B受力分析，受重力、丝线拉力和库仑力，如图所示
由相似三角形可得
根据库仑定律可知，由于B球缓慢漏电，则F减小，由于、、均不变，则d逐渐减小，FT不变，故A错误，B正确；
CD．根据AB分析可知，当AB间距离减为时，库仑力减小到原来的，根据可知，B球的电荷量减小为原来的，故C错误，D正确。
故选BD。
10．BD
AB．由摩擦因数可知
mgsin 37°＝μmgcs 37°
则两棒组成的系统沿轨道方向动量守恒，当最终稳定时
mv0＝2mv
解得
v＝0.5v0
则回路产生的焦耳热为
Q＝mv02－·2mv2＝mv02
则导体棒cd中产生的焦耳热为
Qcd＝Qab＝Q＝mv02
故A错误，B正确；
C．当导体棒cd的速度为v0时，则由动量守恒
mv0＝m·v0＋mvab
解得
vab＝v0
故C错误；
D．当导体棒ab的速度为v0时，则由动量守恒
mv0＝m·v0＋mvcd
解得
vcd＝v0
故D正确。
故选BD。
11．BC
A．由于沿斜面
AB∶BC∶CD=5∶3∶1
故三个小球竖直方向运动的位移之比为9∶4∶1，运动时间之比为3∶2∶1，故A错误；
B．斜面上平抛的小球落在斜面上时，速度与初速度之间的夹角α满足
tan α=2tan θ
与小球抛出时的初速度大小和位置无关，故B正确；
C．同时
tan α=
所以三个小球的初速度大小之比等于运动时间之比，为3∶2∶1，故C正确；
D．三个小球的运动轨迹（抛物线）在D点相交，不会在空中相交，故D错误。
故选BC。
12．BCD
以垂直面的四根导线为例，导线电流方向改变时对应的面中心合磁感应强度大小总共有三种，分别是和，若只考虑垂直某面的四根导线在该面中心产生的磁场，当面中心磁场沿方向、面中心磁场沿方向，大小均为时，二者夹角为120°，正方体中心处的磁感应强度大小为；当面中心磁场沿方向、中心磁场沿方向，大小均为时，二者夹角为60°，正方体中心处的磁感应强度大小；当面中心磁场方向沿方向，面中心磁场方向沿方向，大小均为时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小；当面中心磁场方向沿方向、大小为面中心磁场方向沿方向、大小为时，二者夹角为90°，正方体中心处的磁感应强度大小为。故正方体中心的磁感应强度大小可能为和。
故选BCD。
13． B A 相同 0.80
（1）[1]为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]实验时必须确保抛出速度方向是水平的，则A正确，BCD错误。
故选A。
（3）[3]a→b、b→c、c→d过程中水平向的位移相等，则用时相同。
[4]在研究平抛运动的实验中，为保证小球做平抛运动斜槽末端要水平，为保证每次运动轨迹相同要求小球从同一位置释放，小球竖直方向做自由落体运动，有
则
小球初速度为
代入数据得。
14． AB##BA
（1）[1]小钢球离开桌面后做平抛运动，则有
，
联立解得
小钢球离开桌面边缘时的动能为
（2）[2]由
，
解得
由题意本实验中合外力做功与动能变化近似相等
可得
则有
可得
（3）[3]本实验需要使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，需要使桌面尽量光滑，不需要测量橡皮筋的伸长量，不需要测量小钢球的直径。
故选AB。
15．
物体由A滑到B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动。物体在B点的受力情况如图所示
其中轨道弹力FN与重力G=mg的合力提供物体做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得
得
则滑动摩擦力为
16．（1），方向从b到a；（2） ；（3）
（1）由B－t图象可知，磁感应强度的变化率为
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律，感应电流为
联立解得
根据楞次定律可知通过R1的电流方向为从b到a。
（2）通过R1的电荷量
解得
（3）电容器两板间电压为
则电容器所带的电荷量为
17．（1）5 m/s；（2）333.3 N；（3）7.2 m
（1）在C点，根据牛顿第二定律
解得
（2）由C点到D点过程根据机械能守恒
在D点
所以
由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力FN为333.3 N。
（3）小滑车要能安全通过圆形轨道，在平台上速度至少为，根据机械能守恒有
小滑车要能落到气垫上，在平台上速度至少为，则
解得
所以只要
即可满足题意。解得
18．（1）；（2）；（3）见解析
（1）3号门板与2号门板碰撞后相对静止一起向右做匀减速直线运动，位移
解得
根据功能关系
解得
（2）3号门板与2号门板碰撞，根据动量守恒定律
解得
3号门板从开始运动到与2号门板碰撞，位移为
解得
根据动能定理
解得
（3）①若，3号门保持静止
②若3号门板还未与2号门板碰撞，即
解得
此时
③若3号门板与2号门板碰撞，但2号门板还未与1号门板碰撞
即
3号门板与2号门板碰撞前
3号门板与2号门板发生完全非弹性碰撞，动量守恒
3号门板与门框发生弹性碰撞，机械能不损失，因此碰撞后2、3号门板机械能全部转化为摩擦产热。
解得
由可得此时恒力的取值范围为
由几何关系可知，3号门板反弹后不会再次与2号门板碰撞。