河南省安阳市林州市晋豫名校联盟2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷（Word版附解析）

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全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 在电磁感应现象中，导体在磁场中运动一定能够产生感应电流
B. 能量量子化就是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的偶数倍
C. 电动机的工作原理是利用电磁波
D. 麦克风是利用电磁感应现象制成的，电磁铁的工作原理是电流的磁效应
【答案】D
【解析】
【详解】A．产生感应电流要具备闭合的电路、一部分导体、切割磁感线运动三个条件，故导体在磁场中运动不一定产生感应电流，故A错误；
B．能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的整数倍，故B错误；
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力转动，没有利用电磁波，故C错误；
D．声波会引起麦克风内部的薄膜震动，薄膜和线圈是固定在一起的，所以薄膜震动的同时，线圈也会在磁场中运动，这种运动会改变通过线圈的磁通量，从而产生电流，故麦克风是利用电磁感应现象制成的，在铁芯的外部缠绕线圈，通电后，这些线圈会产生磁场，从而使铁芯磁化，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，被称为电磁铁，故电磁铁的原理是电流的磁效应，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，人以恒定的速度v拉动绳子，使小船沿水面向河岸靠近，则绳上的P点的瞬时速度方向符合实际的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】P点沿绳子方向的分速度和小船沿绳子方向的分速度相等，但垂直于绳子方向的分速度小于小船垂直于绳子方向的分速度，即合速度方向斜向上如B项所示。
故选B。
3. 如图所示为一台六旋翼无人机，正在空中沿水平方向匀速飞行。已知机身自重为G，受到的空气阻力为，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，无人机在水平方向上受到的空气阻力为，竖直方向上受到重力为G，阻力和重力的合力为，无人机匀速飞行，受力平衡，所以六个旋翼提供的动力大小为，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为。
故选A。
4. 下列四幅图，都涉及磁现象，描述正确的是（ ）

A. 图甲为探究影响通电导线受力因素的实验图，此实验应用了理想模型法
B. 图乙中穿过线圈a的磁通量大于穿过线圈b的磁通量
C. 图丙中线圈a 通入电流变大的直流电，线圈b所接电流表不会有示数
D. 图丁中小磁针水平放置，小磁针上方一负电荷自左向右运动，小磁针的 N极向纸面内偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲为探究影响通电导线受力因素的实验图，此实验应用了控制变量法，故A 错误；
B．套在磁铁中央的线圈面积越小，抵消的磁感线条数越少，磁通量越大，故B正确；
C．线圈a 通入电流变大的直流电，穿过线圈b的磁通量在增大，线圈b中会产生感应电流，电流表会有示数，故C错误；
D．负电荷自左向右运动，可等效为自右向左的电流，由安培定则可知，N极向纸面外偏转，故D错误。
故选B。
5. 在今年的巴黎奥运会女子网球单打项目中，我国选手郑钦文勇夺桂冠，为国争光。网球场地的规格示意图如图所示，长度为23.77m，宽度单打为8.23m、双打为10.97m，发球线到球网的距离为6.4m。假设某次训练时，郑钦文站在底线中间位置，网球被竖直上抛到最高点时（距离地面的高度为2.45m），将网球水平击出，结果恰好落在对方发球线的中点位置，则网球被水平击出时的速度大小约为（不考虑空气阻力的影响）（ ）
A. 15m/sB. 20m/s
C. 25m/sD. 30m/s
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可得，网球做平抛运动，竖直方向的位移为，水平方向的位移为
由
得
网球被水平击出时的速度大小
故选C。
6. 如图所示，探测器前往月球的过程中，首先进入环绕地球的“停泊轨道”，在P点变速进入地月“转移轨道”，接近月球时，被月球引力俘获，在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行。下列关于探测器的说法正确的是（ ）
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度大于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度
C. 在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期
D. 在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”，而在Q点必须减速才能进入“工作轨道”
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于月球还未超出地球的引力范围，故探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误；
B．探测器在“地月转移轨道”上Q点和“工作轨道”上Q点受力相同，故加速度相同，故B错误；
C．根据开普勒第三定律
可知，在“地月转移轨道”上的运行周期大于在“停泊轨道”上的运行周期，故C错误；
D．在P点进入“地月转移轨道”，做离心运动，所以在P点必须加速；而在Q点进入“工作轨道”，做近心运动，所以在Q点必须减速，故D正确。
故选D。
7. 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心、电荷量与之相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，两个半径均为R的球体（绝缘体）上均匀分布着电荷量均为Q的电荷，在过两球心O、的直线上以R为直径在两球内各挖一球形空腔。已知静电力常量为k，则两球剩余部分之间的静电力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意结合球的体积公式可知，被割去的两个小球所带电荷量均为，利用割补法可得两球剩余部分之间的静电力大小为
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度v与时间t的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为2kg，运动过程中受到的阻力f始终为车重的0.1倍，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. t=3s时汽车的加速度开始反向
B. 4s末汽车的位移大小为12m
C. 3∼4s时间内因刹车额外产生的制动力的大小为12N
D. 0∼6s时间内汽车克服阻力f做的功为32J
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由v-t图像可得，t=3s时斜率由正值变为负值，所以t=3s时汽车的加速度开始反向，故A正确；
C．3∼4s时间内，由图像可知加速度大小
由牛顿第二定律可得
所以
即刹车额外产生的制动力的大小为10N，故C错误；
BD．v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，0∼4s时间内汽车的位移大小
克服阻力f做的功为
4∼6s时间内汽车的位移大小
克服阻力f做的功为
4s末汽车的位移大小为12m，0∼6s时间内汽车克服阻力f做的功为32J，故BD正确。
故选ABD。
9. 随着国家“以旧换新”政策的出台，中国新能源汽车的销量迎来了显著的增长。如图所示为某新能源汽车的电池、汽车电机、大灯连接的简化电路。当汽车启动时，闭合开关S，汽车电机开始工作，车灯突然变暗，下列说法正确的是（ ）
A. 路端电压变小B. 电路的总电流变小
C. 电池的总功率变大D. 电池的效率变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．开关S闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，电路的路端电压为
变小，路端电压变小。故A正确；
B．电路的总电流即干路电流为
变小，干路电流变大。故B错误；
C．电源的总功率为
变大，总功率变大。故C正确；
D．干路电流变大，则电池内阻产生的热功率
变大，电池效率
变大，变小。故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，匀强电场的方向与水平面成角，处于水平面上的质量为m、电荷量为的绝缘小球获得沿电场方向的初速度后开始运动。已知电场强度大小，重力加速度为g，，，下列说法正确的是（ ）
A. 小球从离开水平面到最高点的过程中，经历的时间为
B. 小球从离开水平面到最高点的过程中，减少的电势能为
C. 小球从离开水平面到最高点的过程中，合力做的功为
D. 小球从离开水平面到最高点和从最高点再落回水平面对应的水平位移之比为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．对小球进行受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
可得
，
竖直方向有
可得小球从离开水平面到最高点的过程中经历的时间
故A错误；
BC．小球能达到的最大高度
重力对小球做的功
小球在最高点的速度
由动能定理可得
解得电场力对小球做的功
即小球从离开水平面到最高点的过程中，减少的电势能为，故B错误，C正确；
D．小球从离开水平面到最高点过程对应的水平位移大小为
小球从最高点再落回水平面过程对应的水平位移大小为
可知小球从离开水平面到最高点和从最高点再落回水平面对应水平位移之比为3:7，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 按要求填空。
某同学设计了如下实验方案用来验证牛顿第二定律。
A．实验装置如图甲所示，轻质细绳一端系在拉力传感器上，另一端绕过光滑的轻质滑轮与一质量为m的钩码相连，调整滑轮的高度使滑块与定滑轮间的轻绳与长木板平行；
B．取下细绳和钩码，用垫块将长木板右端垫高，调整长木板的倾角，接通电源，轻推滑块后，滑块拖着纸带能沿长木板向下做匀速直线运动；
C．保持长木板的倾角不变，重新挂上细绳和钩码，接通打点计时器的电源，然后让滑块从靠近打点计时器的位置沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题：
（1）此实验________（填“需要”或“不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。
（2）该同学在验证加速度与力的关系时，在改变滑块所受合力的操作中，正确的做法是改变钩码的质量，同时长木板的倾角________（填“不变”或“改变”）。
（3）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度大小a=________m/s2（结果保留三位有效数字）。
（4）图乙中纸带对应的钩码质量m=0.25kg，若牛顿第二定律成立，可计算出滑块的质量为M=________kg。（重力加速度g=9.80m/s2，结果保留三位有效数字）
【答案】（1）不需要 （2）不变
（3）1.65 （4）1.97
【解析】
【小问1详解】
此实验有拉力传感器，可以读出细绳拉力的大小，细绳拉力不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于滑块的质量。
【小问2详解】
长木板有倾角的目的是平衡摩擦力，当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。
【小问3详解】
相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法，可得滑块的加速度大小为
【小问4详解】
对钩码分析，滑块的加速度为a，所以钩码的加速度为2a，根据牛顿第二定律可得
对滑块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
12. 电热水器防触电装置原理是：当热水器内胆中的水加上电压时，隔电墙通过增加水流路径的长度和减少水流直径，增加水流的电阻，从而降低电流至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置，需先测量自来水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘圆柱体容器左右两侧安装可移动薄金属板电极，测出圆柱体的内直径和两电极间的距离，将自来水灌满其中。
（2）将单刀双掷开关接通线路1，此时电压表的示数为，再将单刀双掷开关接通线路2，此时电压表的示数为，电阻箱示数为R，其中定值电阻的阻值分别为、，电源电动势稳定且内阻忽略不计。则水柱的电阻________（用、、、、R表示）。
（3）改变两电极间的距离，测量26℃时的水柱在不同长度时的电阻。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃时水的图像，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则自来水的电阻率表达式________（用k、D表示）。实验结果表明，温度________（填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为________m。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. ②. ③. 高 ④. 19
【解析】
【详解】[1]S拨到1位置时，电压表V1示数为U1，则
S拨到2位置时，电压表V2示数为U2，则
联立可得
[2]根据电阻定律
所以
所以
[3]由图可知，相同条件下，温度越高，电阻越小，越容易导电，则温度高的水更容易导电。
[4]图中乙的斜率为
所以
解得
13. 按要求回答
一种夜间新型小风扇自带照明装置，简化电路如图所示，电源的电动势为12V，小灯泡标有“10V 5W”的字样，电动机线圈的电阻为0.6Ω，电流表为理想电表。闭合开关S后，小灯泡正常发光，电流表的示数为2A，求：
（1）电源的内阻r和电源的输出功率P；
（2）电动机的输出功率和电动机的工作效率。
【答案】（1）1Ω，20W
（2）13.65W，91%
【解析】
【小问1详解】
小灯泡正常发光，可知路端电压为
电源内阻分压
干路中的电流大小为
则电源的内阻
电源的输出功率
【小问2详解】
根据
可得小灯泡中的电流大小
则流过电动机的电流大小
电动机的输出功率
电动机的工作效率
14. 按要求回答。
如图所示，足够长的光滑细杆固定在竖直面内，杆与水平方向的夹角，一轻环套在杆上，轻环下用长为L的轻绳系着质量为2m的小球，杆上固定有一钉子，轻环及小球在钉子的作用下保持静止。现有质量为m的子弹以水平向右的速度v0在极短时间内射穿小球，射穿后子弹的速度变为原来的一半，射穿瞬间小球的速度为。小球获得速度后在光滑长杆所在的竖直面内运动，小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，，，设子弹射穿小球的过程中小球的质量不变，求：
（1）子弹对小球做的功以及子弹射穿小球的过程中所产生的热量；
（2）轻环沿杆上滑的最大距离。
【答案】（1），
（2）
【解析】
【小问1详解】
子弹射穿小球的过程中，子弹对小球所做的功
子弹射穿小球的过程中所产生的热量
解得
小问2详解】
小球获得速度后，先绕轻环做圆周运动，设转过37°时小球的速度大小为v2，根据机械能守恒定律有
解得
此后，由于轻环的质量为零，速度发生突变，和小球一起沿平行于杆向上的方向做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
解得
由运动学公式可得
解得轻环沿杆向上运动的最大距离为
15. 按要求回答。
工业生产中0.3μm~3μm的油雾颗粒会进入人体的内循环，对健康构成危害，因此油污净化在工业生产中必不可少。某种静电油雾净化器原理如图所示，由空气和带负电的油雾颗粒组成的混合气流以平行于金属板方向的速度v0进入由一对平行金属板构成的油雾收集器中，在电场力的作用下，颗粒打到金属板上被收集。已知金属板的长度为L，间距为d，不考虑油雾颗粒的重力和颗粒间的相互作用。
（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U1；
（2）若颗粒所受空气阻力的方向与其相对于气流的速度v方向相反，大小为f=krv（其中r为颗粒的半径，k为常量），且颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。
①半径为R、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U2；
②已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为3μm和0.3μm的两种颗粒，若3μm的颗粒恰好100%被收集，求0.3μm的颗粒被收集的百分比。
【答案】（1）
（2）①；②10%
【解析】
【小问1详解】
只要紧靠上金属板的颗粒能够落到收集下极板最右侧，颗粒就能够全部收集，水平方向有
竖直方向有
根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
①颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，竖直方向有
即
解得
②3μm的颗粒恰好100%被收集，颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，所受阻力等于电场力，有
解得
竖直方向颗粒匀速下落
0.3μm的颗粒的电荷量为
颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，所受阻力等于电场力，有
解得
设距下金属板为dʹ的颗粒恰好被收集，在竖直方向颗粒匀速下落，有
解得
0.3μm的颗粒被收集的百分比为