安徽省“耀正优”2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份安徽省“耀正优”2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了答题前，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.本试卷满分100分，考试时间75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：新人教版必修第一册、第二册、第三册第九章至第十三章，选择性必修第一册第一章。
一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 小鸟停在单根高压输电线上会有被电击的风险
B. 复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上
C. 正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，其轨迹必定与电场线重合
D. 静电场中某点电场强度的方向，就是放在该点的点电荷所受电场力的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．小鸟两只脚之间的距离很小，所以小鸟两只脚之间的电压很小，小鸟不会有被电击的风险，A错误；
B．复印机是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电的利用，B正确；
C．正电荷仅受电场力的作用从静止开始运动，如果电场线是一条曲线，其受力沿切线方向，所以其轨迹与电场线不重合，若电场线为直线，正电荷仅受电场力从静止开始运动的话，轨迹为直线，C错误；
D．静电场中某点电场强度的方向，规定与放在该点的正电荷所受电场力的方向相同，D错误。
故选B。
2. 某校物理兴趣小组同学在校庆上，进行了无人机飞行表演，如图所示为无人机在竖直方向运动的图像，取竖直向上为正方向。关于无人机的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 2~4s内，无人机匀减速下降B. 3s末，无人机的加速度为4
C. 第4s内，无人机处于失重状态D. 无人机上升的最大高度为8m
【答案】C
【解析】
【详解】A．2~4s内，无人机先向上做匀减速运动后向下做匀加速运动，故A错误；
B．v−t图像斜率表示加速度，由图像可知，3s末无人机的加速度为
故B错误；
C．由图像可知，第4s内无人机向下做匀加速运动，加速度方向向下，无人机处于失重状态，故C正确；
D．根据v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，可知无人机上升的最大高度为
故D错误
故选C
3. 如图所示为电路上常用的熔断保险丝，当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断、及时切断电源，保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝，若将这段保险丝对折后绞成一根，则保险丝的电阻和熔断电流将变为（ ）

A. 和2AB. 和8AC. 和2AD. 和8A
【答案】B
【解析】
【详解】根据电阻定律有
可知对折后的电阻为
而两段的最大电流为4A的保险丝并联，故其允许的最大电流为
故选B。
4. 一轻质弹簧两端分别与甲和乙两球连接，静止在水平地面上，弹簧处于原长状态，如图所示。已知甲的质量比乙的质量大，两者与地面间的动摩擦因数相等。现增大甲和乙的距离，使弹簧伸长（在弹性限度内），然后同时由静止释放甲和乙，在它们加速相向运动的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 任一时刻甲的加速度比乙的加速度大
B. 任一时刻甲的速度比乙的速度大
C. 任一时刻甲的动量比乙的动量小
D. 弹簧弹性势能的减少量等于甲和乙的动能之和
【答案】C
【解析】
【详解】A．在甲、乙两球加速相向运动的过程中，弹力大于小球受到的摩擦力。对甲由牛顿第二定律有
解得
同理
又因为
则可得
故A错误；
B．根据
定性分析（此处虽不是初速度为零的匀变速直线运动，但任一时刻的加速度都满足，所以可以据此定性分析）可知
B错误；
C．对甲由动量定理有
同理
又因为
则
故C正确；
D．根据能量守恒定律可知，弹簧弹性势能的减少量等于甲、乙的动能与系统因摩擦产生的热量之和，故D错误。
故选C。
5. 2023年7月9日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将“卫星互联网技术试验卫星”发射升空，标志着6G技术的进一步发展，将给全球通信行业带来巨大的革新。如果“卫星互联网技术试验卫星”沿圆轨道运行，轨道距地面的高度为h，地球半径为R，地表重力加速度为g。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 周期为B. 角速度为
C. 向心加速度大小为D. 发射速度大于11.2
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．对于在地球表面的物体，由万有引力等于重力，有
对卫星有万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，即
联立解得
，，
故A正确，BC错误；
D．该卫星绕地球做圆周运动，故发射速度在第一宇宙速度到第二宇宙速度之间，满足
故D错误。
故选A。
6. 如图所示，A、B两物体放在圆台上，两物体与圆台面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A物体质量是B物体质量的一半，而A物体离转轴距离是B物体离转轴距离的2倍。当圆台旋转时，A、B相对圆台均未滑动，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B物体线速度大小之比为1∶1B. A、B物体的向心加速度大小之比为1∶2
C. A、B物体所受摩擦力大小之比为1∶2D. 当圆台的转速增加时，A物体先滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A．当圆台旋转时，A、B相对圆台均未滑动，故A、B物体的角速度相等，根据
可知A、B物体的线速度大小之比为2∶1，故A错误；
B．根据
可知，A、B物体的向心加速度大小之比为2∶1，故B错误；
C．A、B物体做圆周运动的向心力由摩擦力提供，则根据
可知，A、B所受摩擦力大小相等，故C错误；
D．A、B物体做圆周运动的向心力由摩擦力提供，则根据
可得临界角速度为
可知发生相对滑动时A的临界角速度较小，故当圆台的转速增加时，A物体先滑动，故D正确。
故选D。
7. 乒乓球被称为中国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目。如图所示为某同学训练的情境，若某次乒乓球从某一高度由静止下落，以竖直向下的速度碰撞乒兵球拍，同时使乒乓球拍的接球面保持水平且以2的速度水平移动，兵乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为，且反弹后的高度与下落高度相等。不计空气阻力，碰撞时间极短，且碰撞过程忽略乒乓球重力的影响，周围环境无风，则乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知，乒乓球与球拍碰撞后速度变大，而反弹后的高度与下落的高度相等，可知碰撞后乒乓球沿竖直方向的分速度大小为
沿水平方向的分速度大小为
设乒乓球的质量为m，乒乓球与球拍的碰撞时间为，取向上为正方向，竖直方向由动量定理有
解得
水平方向由动量定理有
解得
而
解得
故选A。
8. 某同学在研究性学习活动中自制了一台电子秤，其简化电路图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑片与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在滑动变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当所放物体质量为m时，电压表示数为。已知电源电动势为E，电源内阻忽略不计，定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的总电阻也为R，不计一切摩擦和其他阻力，下列说法正确的是（ ）

A. 该电子秤可称量物体的最大质量为6m
B. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的
C. 当称量物体的质量为2m时，电压示数为
D. 当电压示数为时，称量物体的质量为3m
【答案】D
【解析】
【详解】A．当电压表示数为时，设滑动变阻器接入电路的电阻为，有
解得
设滑动变阻器的总长为L，则弹簧被压缩，有
可得
故弹簧被压缩L时有
则
故A错误；
B．设滑动变阻器接入电路的电阻为，电压表读数为
而
x为滑片以上部分的长度，且
即
可知m与U并非线性关系，则该电子秤电压表各刻度对应的质量是不均匀的，故B错误；
C．当称量物体的质量为2m时，有
解得
则滑动变阻器接入电路的阻值为
电压表示数为
故C错误；
D．当电压表示数为时，有
解得
则弹簧被压缩，有
解得
故D正确。
故选D。
9. 如图所示，某校篮球比赛中，甲队员将球传给队友，出手时篮球离地高度为，速度大小为，乙队员原地竖直起跳拦截，起跳后手离地面的高度为，篮球越过乙队员时的速度沿水平方向，且恰好未被拦截，后队友在离地高度为处接球成功。已知篮球的质量为，重力加速度g取10，以地面为零势能面，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 篮球越过乙队员时的速度大小为8
B. 甲队员传球时，篮球与乙队员的水平距离为6m
C. 队友接球前瞬间，篮球的机械能为35.4J
D. 若仅增大出手时篮球与水平方向的角度，篮球经过乙队员处的高度可能低于
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由题意可知，篮球从抛出到最高点，竖直方向的位移大小为
由
解得篮球竖直方向分速度
则篮球从抛出到最高点的时间为
篮球越过乙队员时的速度大小即篮球水平方向的速度大小为
则甲队员传球时，球与乙队员的水平距离为
A正确、B错误；
C．篮球运动过程中机械能守恒，则队友接球前瞬间，篮球的机械能恒为
C错误；
D．若仅增大出手时篮球与水平方向的角度，在水平方向的分速度变小

运动到乙位置时时间边长，竖直分速度
可能向下为负也可能向上为正
因此高度为
所以高度可能低于可能低于乙第一次拦截的高度，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，存在三个完全相同的带正电的点电荷，其中两个点电荷分别固定在线段的两端点，以的中点O为圆心，为半径画半圆形的弧线。现让点电荷C从A点附近出发，沿半圆弧向Ｂ点移动，在移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. O点的电势一直处于变化中B. O点的场强一直处于变化中
C. C所受电场力先减小后增大D. C的电势能先减小后增大
【答案】BCD
【解析】
【分析】如图所示，由两个等量正点电荷形成的电场线、等势面的分布情况可知，将C沿半圆弧从A点移动到B点的过程中，C所受电场力先减小后增大；在移动的过程中，C所处位置的电势先降低后升高，由可知，C的电势能先减小后增大。
【详解】A．点电荷中某点的电势
由于在移动的过程中，O点到三个点电荷的距离保持不变，所以O点的电势保持不变，A错误；
B．A、B点电荷在O处产生的场强为零，故O点的合场强等于C在O点产生的场强，即
而在C移动的过程中，与O点的距离不变，则O点的的场强大小保持不变、方向变化，B正确；
C．C所处位置的场强如图所示，
由及平行四边形定则可知，C所处位置的场强大小为
其中
，，
由数学知识可知，在移动的过程中，C所处位置的先减小后增大，则C所受电场力先减小后增大，C正确；
D．同理可得C所处位置的电势为
数学知识可知，在C移动的过程中先减小后增大，而C的电势能
可知，C的电势能先减小后增大，D正确。
故选BCD。
二、非选择题（本题共5小题，共58分）
11. 如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。

（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度__________。
（2）实验主要步骤如下：
①测量小车、力传感器及遮光条的总质量为M，测量两光电门间的距离为L。
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录力传感器的示数为F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间分别为、及遮光条从A到B的时间为t。
（3）实验过程中__________（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。
（4）利用该装置验证动量定理的表达式为__________。（用字母M、d、、表示）
【答案】 ①. 0.60 ②. 不需要 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知遮光条的宽度为
（3）[2]实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要将重物的重力近似等于细线的拉力，故实验中不需要满足M远大于m。
（4）[3]小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车为研究对象，小车通过光电门A、B过程中，合力的冲量为
小车通过光电门A、B时动量的变化量为
则验证动量定理的表达式为
12. 学校实验室提供器材有：毫安表（量程10）、电阻箱（最大阻值为999.9Ω）、滑动变阻器（最大阻值为100Ω）、开关一个、红、黑表笔各一只、导线若干。
（1）某同学打算制作一简易的双倍率欧姆表，找到一节干电池（标称值为1.5V，内阻不计），但不确定其电动势是否与标称值一致，他设计了如图甲所示的电路来测量电池的电动势和毫安表内阻，并完成实物连接，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，当的阻值为75Ω时，电流表示数为8.0，当的阻值为250Ω时，电流表示数为4.0，则干电池的电动势为___________V（保留三位有效数字），毫安表的内阻为___________Ω。
（2）利用上述干电池设计的欧姆表电路图如图乙所示，操作步骤如下：
a、按照图乙所示电路完成实物连接，并将表笔连到对应位置；
b、断开开关S，将红、黑表笔短接，调节电阻箱的阻值，使电流表满偏，此时的阻值为__________Ω，对应欧姆表的“×10”倍率；
c、保持的阻值不变，闭合开关S，将红、黑表笔短接进行欧姆调零，电流表示数达到满偏,当滑动变阻器接入回路的阻值为__________Ω时（保留三位有效数字），此时对应欧姆表的“×1”倍率；
d、步骤c完成后，将红、黑表笔与待测电阻相连，电流表的示数为3.5，则待测电阻的阻值为________Ω。
【答案】 ① 1.40 ②. 100 ③. 40 ④. 15.6 ⑤. 26
【解析】
【详解】（1）[1][2]由闭合电路欧姆定律有
可知，当电阻箱阻值为75Ω和250Ω时，有
联立解得
，
（2）b、[3]将两表笔短接进行欧姆调零，有
解得
c、[4]闭合开关后对应欧姆表的“×1”倍率，则电流表满偏时回路总电阻对应欧姆表的内阻，由欧姆表的“×10”倍率计算可知，欧姆表内阻为14Ω，即
解得
d、[5]电流表示数为3.5，则根据串并联电流关系可知流过电源的电流为35，由闭合电路欧姆定律有
解得
13. 如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，初始状态时，质量为M=2kg、长度为L=1m的薄木板放在斜面上，且薄木板下端与斜面底端的距离s=1.92m，现将薄木板由静止释放，同时质量m=0.1kg的滑块（可视为质点）以速度v0=3m/s从木板上端沿斜面向下冲上薄木板。已知滑块与薄木板间的动摩擦因数µ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）通过计算判断滑块能否脱离薄木板；
（2）求薄木板从开始运动到下端到达斜面底端的时间。
【答案】（1）不脱离薄木板；（2）0.7s
【解析】
【详解】（1）开始运动时，滑块的加速度大小为
薄木板的加速度大小为
假设滑块不脱离薄木板，当两者达到共速时，有
解得
，
滑块下滑的位移大小为
薄木板下滑的位移大小为
两者相对位移大小为
假设成立，滑块不脱离薄木板；
（2）此后两者一起沿斜面向下运动，加速度大小为
当薄木板下端到达斜面底端时，有
解得
故从开始运动到薄木板下端到达斜面底端的时间为
14. 如图所示，两条相距2L的竖直平行直线和间的区域里有两个场强大小不等、方向相反的有界匀强电场，其中水平直线下方的匀强电场方向竖直向上，上方的匀强电场方向竖直向下。在电场左边界上宽为L的区域内连续分布着质量为m、电荷量为的不计重力的粒子，从某时刻起由M到Q间的带电粒子依次以相同的初速度沿水平方向垂直射入匀强电场。已知从Q点射入的粒子通过上的P点进入上方匀强电场，后从边上的F点水平射出，且F点到N点的距离为。求：
（1）不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间t；
（2）下方匀强电场的电场强度大小；
（3）能沿水平方向射出的粒子在的射入位置。
【答案】（1）；（2）；（3）（，2，3…）
【解析】
【详解】（1）从间水平射入电场的粒子在水平方向上都做匀速直线运动
故所有粒子在电场中的飞行时间均为
（2）设粒子从Q到P的时间为，P到F的时间为，到达P时的竖直速度大小为
在下方匀强电场中，根据牛顿第二定律，有
解得加速度大小为
同理，在上方匀强电场中，粒子的加速度大小为
根据类平抛规律，竖直方向上，由位移公式有
由速度公式有
由时间关系有
联立解得
（3）设粒子到M点的距离为y，在下方电场中运动时间为，在上方电场中运动时间为，若水平射入，水平射出，有
得
粒子可能经过n次循环到达边界，故
（，2，3，…）
解得
（，2，3，…）
竖直方向有
联立解得
（，2，3…）
【点睛】最终水平射出，意味着每次竖直方向速度从0变为0所占时间为原来时间的（，2，3，…），又匀加速运动中路程与时间的平方成正比，故（，2，3，…）。考生宜将常见物理量之间的联系熟稔于心，同时考生在日常的练习中，对于多过程的题目可多思考其中本质，去抓住一些不变量、相关量，这样常常可以简化问题，事半功倍。
15. 如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定在地面上，一劲度系数为k的轻弹簧套在杆上，下端与地面连接，上端连接带孔的质量为m的球A并处于静止状态，质量为2m的球B套在杆上，在球A上方某一高度处由静止释放，两球碰撞后粘在一起，当A、B一起上升到最高点时，A、B的加速度大小为。已知弹簧的弹性势能表达式为（x为弹簧的形变量），弹簧的形变总在弹性限度内，A、B两球均可视为质点，重力加速度为g。求：
（1）球B开始释放的位置到球A的高度；
（2）两球碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能；
（3）若将球B换成球C，仍从原高度由静止释放，A、C发生弹性碰撞，且碰撞后立即取走球C，此后球A上升的最大高度与A、B一起上升的最大高度相同，球C的质量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）开始时，球A受力平衡，可得弹簧压缩量
当A、B一起上升到最高点时，设弹簧的伸长量为，根据牛顿第二定律有
解得
设开始时A、B球之间的高度为h，根据机械能守恒定律有
设A、B碰撞后瞬间，A、B的共同速度大小为v，根据动量守恒有
从碰后一瞬间到上升到最高点，根据能量守恒有
联立解得
（2）碰撞后，两球运动到最低点时弹簧的弹性势能最大，设两球向下运动的距离为，从碰撞后瞬间至两球到最低点，由机械能守恒定律有
解得
则弹簧具有的最大弹性势能为
（3）设球C的质量为M，根据动量守恒有
根据动能守恒有
联立解得
根据题意有
解得