2023-2024学年河北省秦皇岛市青龙满族自治县青龙部分学校高三上学期12月月考 物理试题（含解析）

这是一份2023-2024学年河北省秦皇岛市青龙满族自治县青龙部分学校高三上学期12月月考 物理试题（含解析），共16页。试卷主要包含了选选题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、选选题（本大题共11小题，共46分。其中1-7题只有一个选项符合题意，每小题4分，8-10题有多个选项符合题意，全选对的给6分，选对选不全给3分，有错选的不给分。）
1．下列运动中的物体不能视为质点的是
A．研究地球绕太阳公转时的地球
B．研究从上海开往北京的运行时间的列车
C．研究乒乓球的飞行轨迹时的乒乓球
D．研究乒乓球的弧旋情况的乒乓球
2．汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O'点，B也为后盖上一点。后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中（ ）
A．A点相对O'点做圆周运动
B．A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等
C．A点相对于O点转动的周期小于B点相对于O点转动的周期
D．A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度
3．如图所示，a图表示振荡电路某时刻的情况，b图表示电流变化过程，时上板带正电荷，以下说法正确的是（ ）
A．此时电容器中的电场能正在减小
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的磁场能正在减小
D．电感线圈中的电流正在减小
4．如图所示，a、b两小球分别从半径大小为R的半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面斜边长是其竖直高度的2倍，a、b均可视为质点，结果a、b两球同时分别落在半圆轨道和斜面上，则小球从抛出到落到斜面上所用时间为(重力加速度为g，不计空气阻力)（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，在X轴上关于O点对称的F、G两点有等量异种电荷Q和，一正方形ABCD与XOY在同一平面内，其中心在O点，则下列判断正确的是
A．O点电场强度为零
B．A、C两点电场强度相等
C．B、D两点电势相等
D．若将点电荷从A点移向C，电势能减小
6．某均匀介质上有两波源A、B，间距3.6m，在外力作用下，A、B两波源持续周期性上下同频振动，振幅分别为4cm和2cm，在t=0时刻观察到AB连线内的波形如图，测得A波波长0.4m，在t=3.0s时两波相遇，则（ ）
A．波源A和B起振方向相同
B．波在该介质中的传播速度为1m/s
C．A、B连线内（不包括A、B）共有17个振动加强点
D．当t=5.0s时，A、B连线中心质点O经过的总路程为0.44m
7．如图所示，a、b两个小球穿在一根与水平面成θ=30°角的光滑固定杆上，并用一细绳跨过光滑定滑轮相连。当两球静止时，Oa绳与杆的夹角也为θ，Ob绳沿竖直方向。现沿杆缓慢向上拉动b球，至Ob与杆垂直后释放，下列分析正确的是（ ）
A．a球质量是b球的2倍
B．绳拉力对球做功的功率
C．b球返回至初位置时，两球的重力势能变化
D．运动中两球的最大动能
8．地球绕太阳公转的轨迹为椭圆，地球由近日点向远日点运动过程中（ ）
A．地球运动的速度逐渐增大B．地球运动的速度逐渐减小
C．地球运动的加速度逐渐增大D．地球运动的加速度逐渐减小
9．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值R为2Ω的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（ ）
A．Uab:Ucd=10:1
B．负载电阻的电流为
C．电流表的读数为
D．变压器的输入功率为121W
10．如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．在t＝0时刻，位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力．已知平行于ad方向向下发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0
B．粒子的比荷为
C．粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大
D．初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长
二、实验题（本大题共2个小题，共18分）
11．如图所示为某同学进行探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置，数字化信息系统能直接获取到小车加速度的大小，滑轮的摩擦力很小，可忽略不计。
（1）使用该装置进行实验，下列说法正确的是 。
A．实验时，力传感器的示数等于沙桶和沙子所受的总重力
B．实验时，力传感器的示数等于小车所受拉力的一半
C．实验时，保持桌面水平，得到的图像可能是图2中的丙（图2中甲、乙、丙三条线为平行直线）
D．实验时，增大沙桶里的沙子质量，小车获得的加速度可以大于重力加速度
E．实验中沙桶（含沙）的质量不一定远小于小车的质量
（2）实验过程中，该同学在遗漏了平衡小车与桌面之间的摩擦力这一步骤的情况下，测量得到了如图3所示的图像（为小车及砝码的中质量），在纵轴上的截距为，重力加速度为，则小车与木板间的动摩擦因数 。
12．测金属丝的电阻率实验。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图（a）。其示数为 ；
（2）实验电路如图（b），请用笔画线代替导线，完成图（c）的实物连线 ；
（3）开启电源，合上开关，记录的长度和电流表的示数；移动线夹改变的长度，测得多组和值，做出的图线，求得图线斜率为；
（4）若稳压电源输出电压为，金属丝的横截面积为，则该金属丝的电阻率 （用、、表示）；
（5）电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果 影响（选填“有”、“无”）。
三．计算题（本大题共3个小题共36分）
13．（10分）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为，E、F分别为边AB、AC的中点，
(1)完成光路图并求该棱镜的折射率；
(2)分析说明光在F点是否发生全反射。
14．（11分）如图所示，上表面光滑，长度为 3m 、质量 M=10kg 的木板，在 F=50 N 的水平拉力 作用下，以 v0 =5m / s的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为 m  3kg 的小铁块（可视为质点）无初速地放在木板最右端，当木板运动了 L  1m 时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端，以后木板每运动1m 就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块．（ g  10m / s2 ）求：
（1）木板与地面间的动摩擦因数；
（2）刚放第三个小铁块时木板的速度；
（3）从放第三个小铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离．
15．（15分）如图所示，在倾角的斜面上，固定着足够长的金属轨道，轨道宽度L=1.5m，轨道所在区域内有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T，导轨下端连接一个电阻。有一导体棒MN质量、长度、总电阻为，与轨道良好接触，用细线系于导体棒的中点，通过斜面顶端的光滑滑轮与重物相连，重物质量M=2kg，现使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒向上运动位移x=2m时，系统开始处于稳定状态，不计摩擦，g取10m/s2，导体棒始终与轨道垂直，整个过程重物始终未落地，试求：
（1）整个过程中，导体棒单位时间（1s）在导轨内扫过的最大面积；
（2）导体棒从静止开始到稳定状态时，电阻R产生的热量；
（3）导体棒从静止开始到稳定状态时所用的时间。
参考答案：
1．D
【详解】A、研究地球绕太阳公转时的地球，地球能看成质点，因为地球的大小相对于轨道半径可以忽略，可以看成质点，故A不符合题意；
B、计算火车从北京开往上海的运行时间，列车的长度可以忽略，可以看成质点，故B不符合题意．
C、研究乒乓球的飞行轨迹时的乒乓球，乒乓球的大小可以忽略不计，可以看作质点，故C不符合题意；
D、研究乒乓球的弧旋情况的乒乓球时，若看成质点就没有转动了，即不能看成质点，故D符合题意．
2．D
【详解】A．A点绕O点转动，相对O点做圆周运动，相对O′点不是圆周运动，选项A错误；
BC．A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等，周期也相等，根据v=ωr可知，A点与B点相对于O点转动的线速度大小不相等，选项BC错误；
D．根据a=ω2r可知，A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度，选项D正确。
故选D。
3．A
【详解】AB．由题意可知上极板带正电，电流顺时针方向，可知电容器在放电，此时电容器中的电场能正在减小，A正确，B错误；
CD．电容器在放电，电感线圈中的电流增大，电感线圈中的磁场能正在增大，CD错误。
故选A。
4．C
【详解】a、b两球以相同的初速度平抛，同时分别落在半圆轨道和斜面上，可知两小球在竖直方向和水平方向的位移大小相等，则将右侧三角形斜面放入左侧半圆，三角形斜边与圆弧有一交点，该交点与抛出点之间竖直方向的距离与水平方向的距离就是小球做平抛运动的竖直位移大小和水平位移大小，分别设为和，并设小球从抛出到落到斜面上所用时间为，如下图所示
根据题意可知角，再由几何关系可得
联立以上两式可得
故选C。
5．B
【详解】A项：Q和-Q在O点的电场方向均向右，根据叠加原理可知O点电场强度不为零，故A错误；
B项：根据电场线分布的对称性可知，A、C两点电场强度相等，故B正确；
C项：根据顺着电场线方向电势降低，D点的电势比B点高，故C错误；
D项：A到C电势逐渐降低，根据负电荷在电势高处电势能小，可知电势能增大，故D错误．
6．C
【详解】A．A、B起振方向相反，A错误；
B．两波源同频振动，且在同一介质中，则波长相同，则t=3s时相遇
所以波速为0.5m/s，B错误；
C．A、B的波程差为
则
则
，，，，，，，，
的加强点（不包括A、B），AB连线之间有17个加强点，C正确；
D．中心O为振动加强点，A波传到O点用时2.8s，B波传到O点用时3.2s，期间O振动路程8cm，之后共振动2.25T，总路程为0.62m，D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．以b球为研究对象，静止时受力分析如图1所示
因为静止，所以杆对小球b没有作用力，可得绳子的拉力等于b球的重力，即
以a球为研究对象，静止时受力分析，如图2所示，设杆对小球a的支持力为N，细绳的拉力为T，由题意可得，N、T与竖直方向的夹角为30°，则有

解得
故A错误；
B．当a、b小球运动中速度与绳的夹角分别为和，如图3所示
设a、b两球的速度分别为va、vb，绳子拉力为T，则绳拉力对球做功的功率分别为
因为绳子不可伸长则有
可以得到绳拉力对球做功的功率在数值上相等，故B错误；
C．b球返回至初位置时，a球也返回到初位置，则两球的重力势能变化均为零，故C错误；
D．依题意有当b球返回至初位置时，速度为最大，假定此时a、b两球的速度分别为va、vb，则有
则有
故D正确。
故选D。
8．BD
【详解】AB．根据开普勒第二定律可知，地球由近日点向远日点运动过程中，速度逐渐减小，A错误，B正确；
CD．根据万有引力定律和牛顿第二定律
可知地球由近日点向远日点运动过程中，受到的万有引力逐渐减小，因此加速度逐渐减小，C错误，D正确。
故选BD。
9．BD
【详解】AB．交流电压表测量的电压为有效值，由题意知，设副线圈两端电压的有效值为，即有
解得
而因二极管的单向导电性，根据有效值定义可得
解得
所以
负载R电流为
故A错误，B正确；
CD．变压器输入功率等于输出功率，所以
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10．BC
【详解】B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，初速度平行于ad方向发射的粒子运动轨迹如图，其圆心为O1
设正方形边长为L，由几何关系得
得
则
又
解得
B正确；
A．由上知
A错误；
CD．由于粒子的初速度大小相等，所有粒子的轨迹半径相等，运动轨迹最长的粒子转过的圆心角最大，在磁场中运动时间也最长，初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动的弧长不是最长，则时间不是最长， D错误C正确。
故选BC。
11． BCE
【详解】解：（1）[1] A．因为沙桶和沙子做匀加速直线运动，所以力传感器的示数不等于沙桶和沙子所受的总重力，A错误；
B．用该装置实验时，力传感器的示数等于小车所受拉力的一半，B正确；
C．实验时，由于保持桌面水平，那就没有平衡摩擦力，所以得到的图像可能是图2中的丙，C正确；
D．实验时，小车获得的加速度等于沙桶和沙子获得的加速度，沙桶和沙子获得的加速度为
小车获得的加速度小于重力加速度，D错误；
E．由于用力传感器测绳上的拉力，实验中沙桶（含沙）的质量不一定远小于小车的质量，E正确。
故选BDE。
（2）[2] 实验过程中，该同学在遗漏了平衡小车与桌面之间的摩擦力这一步骤的情况下，由牛顿第二定律可得
由图像纵轴上的截距是−b，解得
μg=b
则小车与木板间的动摩擦因数
12． 无
【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为
（2）[2]根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示
（4）[3]由图示电路图可知
整理得
图线的斜率
得金属丝的电阻率
（5）[4]若考虑电流表内阻，根据欧姆定律有
整理得
显然图像的斜率仍保持不变，所以电流表的内阻对该实验的测量结果无影响。
13．(1)；(2)光在F点不会发生全反射
【详解】(1)完成光路图如图所示
由几何知识得：光线在AB面上入射角为i=60°，折射角为r=30°，则折射率为
(2)光线在F点的入射角与AB面上的折射角相等，根据光路可逆性原理，得知光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与AC的夹角为θ。
14．（1）0.5 （2）4 m/s （3）1.78 m
【详解】（1）木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为Ff
由平衡条件得F＝Ff
Ff＝μMg
联立并代入数据得μ＝0.5
（2）每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg.
令刚放第三个铁块时木板速度为v1，对木板从放第一个铁块到刚放第三个铁块的过程，由动能定理得－μmgL－2μmgL＝M－M
联立并代入数据得v1＝4 m/s
（3）从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的摩擦力均为3μmg
从放第三个铁块开始到木板停下的过程，设木板运动的距离为x，对木板由动能定理得
－3μmgx＝0－M
联立并代入数据得x＝m＝1.78 m
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒稳定状态时，即系统做匀速运动，由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律有
导体棒受到安培力
导体棒和重物组成的系统处于平衡状态，有
解得
则整个过程中导体棒单位时间（1s）在导轨内扫过的最大面积
（2）设电阻R产生的热量为Q，克服安培力做功为W，选重物和导体棒组成的系统为研究对象，根据能量守恒定律有
又
解得
（3）设导体棒从静止开始到稳定状态时，通过回路的电荷量为q，由电流强度定义有
由法拉第电磁感应定律，通过回路的电荷量
选重物和导体棒组成的系统为研究对象，由动量定理有
整理解得