安徽省滁州市定远县育才学校2024-2025学年高三12月检测物理试卷（含解析）

这是一份安徽省滁州市定远县育才学校2024-2025学年高三12月检测物理试卷（含解析），共11页。试卷主要包含了蹦极是一项刺激的极限运动，5t等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，一个内表面光滑半球形的碗放在桌面上，碗口水平，О是球心，碗的球半径为R，一根轻质杆的两端固定有A、B两个小球(可视为质点)，质量分别是m1、m2，已知杆长为 2R，杆静止时与水平面夹角为15°，则A、B两小球的质量之比是( )
A. 2∶1B. 3:1C. 2:1D. 2: 3
2.如图所示，a、b两个小球均从一个倾角为45∘的斜面顶端以不同的初速度向右水平抛出，斜面与一个14圆弧对接，斜面高度与圆弧半径相等，斜面的底端在圆心O的正下方。则下列说法正确的是( )
A. 若a、b两个小球分别落到斜面和圆弧面等高位置，在空中运动时间不相同
B. 若a、b两个小球分别落到斜面和圆弧面等高位置，速度变化量相同
C. a、b两个小球分别落到斜面上不同位置时，速度方向不相同
D. 若小球落到圆弧面上时，其速度方向可能与该处圆的切线垂直
3.如图所示是玩具飞车的360°回环赛道，其底座固定，且赛道视为半径为R的光滑竖直圆轨道。一质量为m的无动力赛车被弹射出去后，在圆形轨道最低点以水平初速度v0向右运动。设重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 当v0=2 gR时赛车在最低点对轨道的压力为4mg
B. 如果赛车能够完成圆周运动，v0的最小值是2 gR
C. 如果赛车能够完成圆周运动，其对轨道的最大压力与最小压力之差为6mg
D. 如果赛车能够完成圆周运动，其最大速度与最小速度之差为2 gR
4.如图所示，真空中有M、N两点，纸面内到M、N两点的距离之比等于2的点的集合为图中圆心为O、半径为d的圆，P、T、S为圆上的三点，PO⊥MO,T、S两点为圆与直线MN的交点，显然NO=d2,MO=2d。在M、N两点分别固定两点电荷Q1、Q2，点电荷Q2所带电荷量为-q,P点的电场方向恰好指向圆心O。已知真空中带电荷量为Q的点电荷，在空间产生的电场中某点的电势φ=kQr，式中r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量，下列说法正确的是( )
A. P点的电场强度大小为3kq5d2
B. S点的电场强度大小为2kq7d2
C. M、N两点之间T点的电场强度最小
D. 球心为O、半径为d的球面上任意一点的电场方向均指向球心
5.如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。则( )
A. 若锁定滑块，小球通过最高点P时对轻杆的作用力为4N
B. 若解除对滑块的锁定，滑块和小球组成的系统动量守恒
C. 若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时速度为2m/s
D. 若解除对滑块的锁定，小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为13m
6.设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，O'为隧道的中点，O'与地心O的距离为h= 32R，假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到O'的距离为x，则( )
A. 列车在隧道中A点的合力大小为mgB. 列车在P点的重力加速度等于g
C. 列车在P点的加速度等于a=R-xRgD. 列车在运动中的最大速度为 gR2
7.蹦极是一项刺激的极限运动。如图，游客将一端固定的轻质弹性长绳绑在腰间或踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中，质量为50kg的游客从a处由静止开始下落，经时间2.5s，长为25m的弹性绳恰好拉直，此时游客在b处，又下落15m游客达到最低处c。已知游客受到的空气阻力大小f与速度大小v的关系为f=kv，其中k=10N⋅s/m，取g=10m/s2，假设游客始终在同一竖直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 游客下落到b处时，速度大小为10 5m/s
B. 游客在下落过程中，最大速度大小为50m/s
C. 游客从a下落到b处的过程中，空气阻力的冲量大小为250N⋅s
D. 游客到达c处时，弹性绳的弹性势能大于2×104J
8.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小(滑动片向下移)。忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数不变B. 电压表V1的示数变大
C. R0上损失的电功率变大D. 电压表V2的示数变大
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，在水平荧光屏MN上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直纸面向里。距离荧光屏d处有一粒子源S，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射同种带正电的粒子，不计粒子的重力，已知水平向左射出的粒子经过时间t刚好垂直打在荧光屏上，则( )
A. 所有粒子均会打到荧光屏上
B. 粒子从射出到打到荧光屏上的最长时间为3t
C. 粒子从射出到打到荧光屏上的最短时间为0.5t
D. 粒子能打到荧光屏上的区域长度为( 3+1)d
10.如图所示，平行光滑金属导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，两个相同的金属棒ab、cd垂直于导轨平行放置，与导轨始终接触良好，每个金属棒质量为m，接入电路的电阻均为R0。开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F，经时间t，ab棒的速度达到最大值v，此时撤去拉力，同时解除对cd棒的锁定，导轨足够长且电阻不计。则( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小B为1L 2FR0v
B. 撤去拉力前ab棒前进的距离为2vt-mv2F
C. 撤去拉力前ab棒前进的距离为vt-mv2F
D. 全过程中回路产生的焦耳热为Fvt-5mv24R0
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.由于打点计时器出现故障，物理实验小组用图甲所示的装置来测量滑块运动的加速度。将一较长且下端系着盛有有色液体的小漏斗(可视为质点)的细线，上端固定在拉力传感器上。置于水平桌面上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，做合适的调节后使滑块拖动固定在其后面的宽纸带一起做匀加速直线运动。同时，使漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小(小于5∘)的摆动。漏斗中漏出的有色液体在宽纸带上留下如图乙所示的痕迹。拉力传感器获得漏斗摆动时细线中拉力F的大小随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，完成以下问题：
(1)图乙中测得A，C两点间距离为x1，A，E两点间距离为x2。则液体滴在D点时滑块速度的大小vD= ，在A、E两点间滑块加速度的大小为a= 。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
(2)根据题中所给数据，可知系着小漏斗(可视为质点)的细线长度L= 。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
12.要测定一个量程为3 V的电压表的内阻，某同学进行了如下操作。
(1)先用多用电表粗测电压表内阻，将多用电表选择开关拨到欧姆挡“×1 000”挡位，欧姆调零后，将多用电表的红表笔与电压表的___(填“正”或“负”)接线柱连接，黑表笔连接另一个接线柱，示数如图甲所示，则粗测电压表的内阻为____Ω。
(2)为了精确测量电压表的内阻，该同学根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示电路。请根据图乙所示的电路将如图丙所示的实物图连接完整。连接好电路后，闭合开关前，图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最 (填“左”或“右”)端，电阻箱的电阻调为 (填“最大”或“零”)，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数半偏，若此时电阻箱的阻值为R0，则测得电压表的内阻为____。
(3)该同学发现电源的内阻很小，可以忽略不计，于是他又设计了如图丁所示的电路，按正确的操作，测得多组电压表的示数U及对应的电阻箱接入电路的电阻R，作R-1U图像，得到图像与纵轴的截距为b，则电压表的内阻RV=____。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间.现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2。求：
(1)单摆的摆长；
(2)摆球的质量；
(3)摆球在四分之一周期内从A运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小。
14.如图所示，竖直平面直角坐标系xOy，第Ⅲ象限内固定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC，轨道的圆心在坐标原点O，B端在x轴上，C端在y轴上，同时存在大小为E1=3mg4q，方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限x=0与x=3R之间有大小为E2=2mgq，方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为m，电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放，并从B点进入圆弧轨道，重力加速度用g表示，求：
(1)小球经过C点时的速度大小vC;
(2)小球在第Ⅲ象限受到轨道支持力的最大值;
(3)小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。
15.如图所示，以v=8m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的n个相同小球，小球质量m=3kg。质量m0=1kg的物体从轨道上高h=5.0m的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小v0=9m/s；物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带AB之间的距离L=4.0m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰，重力加速度g=10m/s2.求：
(1)物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离；
(2)物体最终的速度；
(3)若n=5，求物体从第一次与小球1碰撞之后的整个过程，物块与传送带摩擦产生的热量。
答 案
1.B 2. B 3.C 4. D 5.C 6.D 7.C 8. C 9.BD 10.AC
11.(1)x2-x14t0；x2-2x116t02；(2)4gt02π2。
12. (1)负；14000；
(2)；左；零；R0；(3)-b；
13.
解：(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律可得T=0.4πs由单摆的周期公式为T=2π Lg，解得：L=gT24π2=10×0.16π24π2m=0.4m。
(2)摆球受力分析如图所示
在最高点A，有Fmin=mgcsα=0.495N，在最低点B，有Fmax=mg+mv2L=0.510N ，摆球从A运动到B，由机械能守恒定律得mgL(1-csα)=12mv2，联立三式并代入数据得：m=0.05kg，v= 25m/s。
(3)设摆球从A运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小为I，则动量定理知I-mg⋅T4=mv，解得：I=0.01 2+0.05π(N⋅s)。
14.解：(1)对小球A→C: mg3R-E1qR=12mvC2-0，
得：vC=32 2gR。
(2)将mg与E1q合成，得：F= (mg)2+(E1q)2=54mg，
方向与竖直成θ=37∘，
当小球在BC轨道上运动至D点，OD连线与竖直方向成θ=37∘时有最大压力
A→D: mg(2R+Rcsθ)-E1q(R-Rsinθ)=12mvD2-0，
在D点：FN-F=mvD2R，
得：FN=6.25mg。
(3)在电场E2中，有a1=E2q-mgm=g，
向上做类平抛运动，y方向：R=12a1t12，
x方向：x1=vCt1，
得：x1=3R，
vy=a1t1= 2gR，
出电场后，有a2=g，
竖直方向做匀减速直线运动，重新回到x轴需要的时间t2=2vya2=2 2Rg，
所以△x=vCt2=6R，
得：x2=9R，
所以与x轴的交点坐标为(3R,0)和(9R,0)。
15. 解：
(1)物体滑上传送带后在滑动摩擦力作用下匀减速运动加速度大小为a=μmgm=5m/s2
减速至与传送带速度相等时所用的时间t1=v0-va=0.2s
匀减速运动的位移s1=v0+v2t1=1.7m