山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题

这是一份山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题，共18页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必用直径0．5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0．5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修1，必修2，动量，电场，恒定电流，磁场。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求．每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1. 如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车在水平面上向右做匀加速运动时，杆对小球作用力的方向可能沿图中的（ ）
A. OA方向B. OB方向C. OC方向D. OD方向
【答案】C
【解析】
【详解】小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则球和小车具有相同的水平加速度，由牛顿第二定律可知，小球所受重力和杆对小球作用力的合力水平向右，杆对小球作用力方向只可能沿图中的OC方向。
故选C。
2. 两条通有相同电流的长直导线平行放置，将一矩形线框分别放置在1、2、3位置，2位置到两导线的距离相等，如图所示．则矩形线框在1、2、3位置的磁通量大小、、的大小关系正确的是（ ）更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据对称性可知
根据磁场的叠加，2位置通过线框的磁通量为0，则
故选C。
3. 一人乘坐电梯从高层下降到地面，电梯启动和制动过程加速度大小相等，电梯从启动开始到运动至地面过程中，人的速度大小为v，人受到电梯底板的支持力大小为F，其中v随x的变化图像中曲线为抛物线，两者大小随位移x或时间t的变化图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．电梯从高层运动到地面过程中，电梯启动和制动加速度大小相同，即电梯先向下做匀加速运动，再做匀速运动，最后做匀减速运动，匀加速阶段，根据
匀减速阶段，有
x和v是二次函数关系，是开口向左和向右的一段抛物线，选项A正确，B错误；
D．人第一阶段是失重，最后阶段为超重，D错误；
C．由于启动和制动的加速度大小相同，则第一阶段减小的支持力和最后阶段增加的支持力大小相同，C图像中支持力变化量不同，C错误。
故选A。
4. 两个点电荷的质量分别为m1、m2，带异种电荷，电荷量分别为Q1、Q2，相距为d，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对于质量m1，它们的库仑力提供其向心力， 即
对于质量m2，它们的库仑力提供其向心力，即
则它们总的动能为
故选B．
点晴：两异种点电荷能绕圆心各自做匀速圆周运动，其向心力是由它们间的库仑力提供，则可以求出它们的总动能．
5. 如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为θ，则
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】连接ac，根据几何关系得导线在磁场中受安培力的有效长度：
根据，得：
F与bc的夹角θ：
ABC.与计算不符，ABC错误；
D.与计算结果相符，D正确。
6. 若在未来的一次人类深空探测中，航天员乘飞船来到X星球，航天员在该星球上测得极地的重力加速度为，赤道上的重力加速度为，飞船在X星球表面近地绕行时的速度为v，则X星球的自转周期为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设X星球的半径为R，在极地有
在赤道有
飞船在X星球表面近地绕行时有
解得
故选A。
7. 如图所示，用长为L的细线悬挂于O点的小球处于静止状态，质量为m的子弹以速度水平射入小球，子弹穿过小球后的速度为，子弹穿过小球后瞬间细线上的张力是子弹射入小球前细线张力的2倍，子弹穿过小球时间极短，重力加速度为g，不考虑小球质量变化，则小球的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】子弹穿过小球过程中，子弹和小球水平方向动量守恒，设穿过瞬间小球的速度为v，则
根据牛顿第二定律
解得
故选C。
8. 如图所示，等腰直角三角形ABC中，，在A、B、C三个顶点分别固定电荷量为、、的点电荷，P为AB边的中点，F、Q、G三点将AC边四等分，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. F点和G点电场强度相同
B. F点和G点电势相等
C. 一正电荷在P点的电势能比在Q点的电势能小
D. 将一负电荷沿直线从F点移到G点，电势能先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在A，C两点电荷的组合场中，F，G的电场强度大小相等，方向相反，点B的点电荷在F，G产生的电场强度大小，方向不同，根据电场的叠加可知，F点和G点场强大小相等但方向不同，A错误；
B．在A，C两点电荷组合场中，F，G的电势相等，点B的点电荷在F，G的电势相等，根据电势的叠加可知，F点和G点电势相等，B正确；
C．根据电势叠加可知，P、Q两点在A、B两点电荷电场中电势为零，在C点电荷电场中P点电势比Q点电势高，因此，一正电荷在P点的电势能比在Q点的电势能大，C错误；
D．由B项可知， F与G两点电势相等，又由在AC的点电荷组合场中，G点电势比Q点电势低，在点电荷B场中，G点电势比Q点电势低，所以G点电势比Q点电势低，因此将一负电荷沿直线从F点移到G点，电势能先减小后增大，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，质量均为m的A、B两个可视为质点的小球，用长为L的轻杆和轻质铰链相连，固定在地面上的可视为质点的支架C和小球A也用长为L的轻杆和轻质铰链相连，开始时ABC构成正三角形，由静止释放A、B两球，A球的运动始终在竖直面内，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则（ ）

A. 释放瞬间，A球的加速度为0
B. B球速度最大时，A球的机械能最小
C. B球的速度最大时，A球的速度也最大
D. A球到达地面时的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．释放瞬间，连接A、B轻杆上作用力发生突变，小球A的合外力不为零，加速度不为零，故A错误；
B．杆对B球的作用力先是推力后是拉力，当推力减为零时，B球的速度最大，推力对A球做负功最多，此时小球A的机械能最小，故B正确；
C．杆对B球作用力为零的瞬间B球速度最大，A球刚要落地时速度最大，故C错误；
D．当A球到达地面时，B球的速度为零，根据机械能守恒有
解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，光滑水平面内固定着半径的三分之二光滑圆弧轨道ABC，空间有水平向右的匀强电场，电场强度，以圆心O为原点建立沿电场线方向的坐标轴x，其中A点和C点关于x轴对称，OA和OC均与x轴间夹角为，一带正电小球从x轴上M点垂直x轴方向以速度沿水平面方向抛出，小球恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，已知小球电荷量、质量，以下说法正确的是（ ）

A. 小球初速度大小为4m/s
B. M点坐标为
C. 小球对轨道最大压力为24N
D. 小球运动具有周期性
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小球先做类平抛运动，有
解得
，
故A错误；
B．根据几何关系可知M点坐标
故B错误；
C．小球到达B点时速度最大，小球对轨道压力最大，由动能定理，有
由牛顿第二定律，有
解得
故C正确；
D．小球达到C点时速度大小与在A点时相等，小球从C点离开轨道后做类斜上抛运动，恰好再经过M点并恢复初始状态，故小球运动具有周期性，故D正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共6小题，共60分．
11. 某同学要测量一未知电阻的阻值．
（1）用多用电表粗测电阻阻值．当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，接着将选择开关旋转了一个档位并进行欧姆调零后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为________．
（2）为了精确测量电阻的阻值，实验室提供了以下器材，
A．电流表（量程，内阻）
B．电流表（量程30mA，内阻）
C．滑动变阻器（，额定电流）
E．电阻箱R（阻值范围为）
F．电源（电动势，内阻约）
G．开关S、导线若干
该同学设计了如图乙所示的电路，要将电流表改装成量程为3V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻________，多次调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数和，某次的示数如图丙所示，此时电流________mA，，将测得的多组、作图像，得到图像的斜率为k，则被测电阻的大小________（用k，R，，表示）．
【答案】 ①. 120 ②. 29900 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]当用电阻“”挡时，发现指针向右偏转角度过大，说明指针所指的示数过小，应将选择开关调在“”挡，图甲读数为．
（2）[2]由欧姆定律可知
解得
[3] [4]电流表的示数为，根据欧姆定律
得到
根据题意
解得
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力关系”实验。当地的重力加速度为g，滑块和遮光条的总质量为M。

（1）为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，下列操作必要的是______（多选）。
A.平衡摩擦力 B.调节气垫导轨水平
C.调节牵引滑块的细线水平 D.使钩码质量远小于滑块质量
（2）先用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则______。
（3）按正确的操作，接通气源，将滑块由A点静止释放（A点到光电门的距离为x），记录钩码的质量及滑块通过光电门时遮光条遮光时间，改变悬挂钩码的质量进行多次实验，每次滑块均从A点由静止释放，实验测得多组钩码的质量m及对应的遮光条遮光时间t，作出图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，图像的斜率等于______，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理，只要验证表达式______成立即可。
【答案】 ①. BCD ②. 3.60 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]为了使滑块受到的合外力近似等于钩码的重力，应调节气垫导轨水平，调节牵引滑块的细线水平，使钩码质量远小于滑块质量，不需要平衡摩擦力。故选BCD。
（2）[2]该游标卡尺游标尺为20分度值，则其精度为，主尺读数为，游标尺读数为，所以。
（3）[3]由
得
则当图像的斜率等于，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比；
[4]若要用此实验过程验证滑块和钩码系统的动能定理，只要验证表达式
成立即可。
13. 如图甲所示，某工厂生产线传送工件，工件从左侧平台以速度滑上与平台等高的长木板小车，工件整个运动过程的图像如图乙所示．已知工件的质量，重力加速度g取，求：
（1）工件与长木板小车之间的动摩擦因数；
（2）长木板小车的质量M．
【答案】（1）0.3；（2）3kg
【解析】
【详解】（1）根据图像可知，0~1s内工件的加速度大小为
对工件有
解得
（2）对长木板小车由运动学公式可得
根据牛顿第二定律可知
解得
14. 如图所示，半径为R的圆处在匀强电场中，电场线与圆面平行，在圆周上A点以大小为v的速度将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子射入电场，结果粒子经过圆上B点时，速度大小为2v，若以大小为2v的速度从A点射入电场，粒子经过圆上C点时，速度大小为，B点是AC弧的中点，AC是圆的直径。不计粒子的重力，求：
（1）A、B间的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理，粒子从A到B电场力做功为
则A、B间的电场差为
（2）粒子从A到C电场力做功为
则A、C间的电势差为
由此可知，B、C两点等势，电场方向垂直于BC连线，如图所示
由几何关系可知，AB与BC垂直且相等，AB间距离为
则匀强电场的电场强度大小为
15. 如图所示，质量为3kg、长为的长木板B静止在水平面上，质量为1kg的物块A放在平台上，平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上，木板B的左端紧靠平台的右端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳向左拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A沿水平方向发生弹性碰撞，物块A与小球均可视为质点，不计空气阻力，物块A与平台、木板B之间的动摩擦因数均为，长木板与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度g取．求：
（1）小球与A碰撞前瞬间，细线拉力大小；
（2）小球与物块A碰撞过程中，物块对小球的冲量大小；
（3）要使物块不滑离木板B，开始时物块A离平台右端的距离最小为多少．
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球与物块A碰撞前瞬间的速度大小为，根据机械能守恒有
解得
小球在最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）设小球与A碰撞后瞬间，小球速度大小为、物块A速度大小为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
此过程，物块A对小球的冲量大小
（3）设开始时A离平台右端的距离至少为x，物块刚滑上长木板时的速度大小为，根据动能定理有
设长木板长为s，物块A滑上长木板后，物块的加速度大小为，长木板的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对物块A有
解得
对长木板，有
解得
根据题意
解得
，
16. 如图所示，在平面直角坐标系x轴上方有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴下方有与x轴正方向成角斜向右上方的匀强电场．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上点沿y轴负方向以一定初速度射出，粒子连续两次都经过x轴上Q点（未画出）进出电场，当粒子第二次经过Q点时，仅将磁场方向改成垂直坐标平面向里，则粒子第四次经过x轴时还是在Q点，粒子重力不计，求：
（1）粒子在P点射出的初速度的大小；
（2）匀强电场的电场强度E的大小；
（3）粒子从P点射出到第三次经过Q点运动的时间．

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知，粒子第一次经过Q点时，速度与电场方向相反，粒子在磁场中运动的轨迹如图甲所示．

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据几何关系有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
（2）磁场方向改变后，粒子在磁场中运动的轨迹如图乙所示。

粒子从M点进入电场，且速度与电场方向垂直，据几何关系有
粒子从M点到Q点在电场中做类平抛运动，设运动时间为t，则有
据牛顿第二定律
解得
（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中运动的总时间
粒子第一次在电场中运动的时间
粒子第二次在电场中运动的时间
故所求的总时间