2024~2025学年山东省百校大联考高三上12月月考 (1)物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省百校大联考高三上12月月考 (1)物理试卷（解析版），共26页。试卷主要包含了选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列物理单位中，用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．根据电功的公式可知
A错误；
B根据磁感应强度的定义可知磁感应强度的单位
B正确；
C．根据可知
D．根据解得
则有
D错误。
故选B。
2. 如图所示，经常年观察发现某河道水速大小为3~5m/s，在距离河边120m处的A点极易发生安全事故，现打算在河边修建一救援站，要求从救援站驾驶船只匀速直线行驶，在30秒黄金救援时间内能够到达事故现场。救援船只航行速度为，求河边可建造救援站的长度范围（ ）
A. 420米B. 480米C. 540米D. 660米
【答案】A
【解析】救援时间最多为30秒，则在救援船只垂直河岸的方向
由勾股定理得在沿河岸方向
在下游修建救援站的最远位置满足
在上游修建救援站的最远位置满足
则总长度为
故选A。
3. 如图所示，某种介质水平面上有A、B、C、D四个点，A、B、C三点共线且CD垂直于AC，CD = 5 m，AC = 12 m，B为AC中点。在A、C两点装有可上下振动的振动发生器，振动发生器振动可在介质面上激起机械波。t = 0时刻，A、C点的两个振动发生器开始振动，其振动方程均为，观察发现D比B早振动了0.5 s，忽略波传播过程中振幅的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 两振动发生器激起的机械波的波长为4 m
B. 在t = 8 s时，D处的位移为
C. 在0 ~ 8 s时间内质点D运动的路程为
D. 两波叠加后B处为振动减弱区，D处为振动加强区
【答案】B
【解析】A．由振动方程可知
根据几何关系可知，D比B距离波源C近1 m，由于D比B早振动0.5 s，则有
根据
结合上述解得
故A错误；
B．C点波源传到D点需要时间
A点波源传到D点需要
所以当t = 8 s时，D点在C波的影响下振动了
在A波的影响下振动了
将上述时间分别代入振动方程，将两个位移相加解出此时D点位移为
故B正确；
C．结合上述可知，在0 ~ 8 s时间内，质点D在A波的影响下振动时间与周期的关系为
质点D在C波的影响振动的时间与周期的关系为
由于
两波同时到达D点后，D为振动加强点，结合上述可知，8 s时D点位移为
则在0 ~ 8 s时间内质点D运动的总路程为
故C错误；
D．B点到两波源距离相同，两列波叠加后为振动加强区，D点到两波源距离相差8 m，等于波长，故两列波叠加后也为振动加强区，故D错误。故选B。
4. 如图所示，边长为3L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向外，两磁场的磁感应强度大小均为B。顶点A处有一粒子源，粒子源能沿∠BAC的角平分线发射不同速率的粒子，粒子质量均为m、电荷量均为+q不计粒子重力及粒子间的相互作用力，则发射速度v0为下列何值时粒子能通过B点（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】粒子在磁场中运动轨迹如图所示
由几何关系可得
洛伦兹力提供向心力
当n = 18时
故选D。
5. 工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，该蓄电池的电动势为12V下列说法正确的是（ ）
A. 该蓄电池的内阻为2.4Ω
B. 该蓄电池的短路电流为12A
C. 该蓄电池最大输出功率为144W
D. 若该蓄电池仅与内阻为5.75Ω的一个座椅加热电阻丝相连，每分钟消耗电能为24J
【答案】C
【解析】AB．电池的输出功率
变形可得
图像斜率表示电动势，纵截距表示电源内阻，可得
短路电流为横截距，则有
AB错误；
C．根据闭合电路的欧姆定律可知，电源的输出功率
故当外电阻等于内阻时，电源有最大输出功率
C正确；
D．若该蓄电池仅与内阻为的一个座椅加热电阻丝相连，每分钟消耗电能为
D错误。
故选C。
6. 2024年10月，深蓝航天亚轨道太空旅行计划公布，推出2027年载人飞船首次亚轨道载人旅行飞船船票的预售活动。亚轨道是指飞行器在距地球20-100公里高空飞行的状态，最高点必须高于卡门线（距地面100公里）。亚轨道飞行器无法环绕地球一周，飞行器在无动力的情况下会被地球重力拉回地面。已知同步卫星距离地面高度约为地球半径的5.6倍，，下列说法正确的是（ ）
A. 亚轨道飞行器发射速度大于7.9km/s
B. 亚轨道飞行器起飞至落地全过程机械能守恒
C. 卡门线附近卫星做圆周运动周期约为85min
D. 同步卫星与卡门线附近卫星圆周运动向心加速度之比为0.032
【答案】C
【解析】A．亚轨道飞行器无法绕地做圆周运动，则发射速度小于第一宇宙速度，小于，A错误；
B．飞行器起飞至落地全过程还会受到大气层的阻力，气体与飞行器摩擦生热，所以机械能不守恒，B错误；
C．卡门线附近卫星做圆周运动有
联立黄金代换
解得
C正确；
D．根据牛顿第二定律及万有引力定律可得
解得卡门线附近卫星圆周运动向心加速度为
同理同步卫星向心加速度
则有
D错误。
故选C。
7. 如图所示，平行金属板间有个带负电油滴静止在P点，开始时开关闭合、断开，电路中电源电动势为E，内阻为r，为滑动变阻器，为定值电阻，以下哪种操作会使带电油滴在P点处电势能变大（ ）
A. 减小极板间正对面积B. 滑动变阻器滑片上滑
C. 将上极板略向下移D. 闭合开关
【答案】D
【解析】A．减小极板间正对面积，电容C减小，电容器带电量减少，但上下极板间电势差不变，所以极板间电场强度不变，P点处电势不变，所以带电油滴在P点处电势能不变，故A错误；
B．滑动变阻器滑片上滑，电路总电阻减小，电流增大，分得电压增大，极板间电场强度增大，P点处电势升高，油滴带负电，电势能减小，故B错误；
C．上极板略向下移，极板距离减小，电容C增大，电容器带电量增大，但上下极板间电势差不变，所以极板间电场强度增大，因下极板接地，电势固定为0，所以P点处电势升高，油滴带负电，电势能减小，C错误；
D．闭合开关，电路总电阻减小，电流增大，内阻分压增大，外电压减小，与阻值均不变，该支路电流减小，分得电压减小，上下极板间电势差减小，极板间电场强度减小，P点处电势降低，油滴带负电，电势能增大，D正确。
故选D。
8. 如图所示，在直角坐标系xOy中a、b、c、d四点构成正方形，a点坐标为，b点坐标为，e点为cd边靠近d的三等分点。现加上一方向平行于xOy平面的匀强电场，a、b、d三点电势分别为、7V、4V，将一电荷量为的负电荷从a点移动到e点，下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点O电势为
B. 该点电荷在a点的电势能为
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 将该点电荷从a点移动到e点的过程中，克服电场力做功
【答案】A
【解析】A．在匀强电场中，平行等距则等差，可知
得
所以有
所以有
故A正确；
B．由得
故B错误；
C．由勾股定理可得be线段长度为
所以c点到be线段的距离为
由电场强度可得
故C错误；
D．从点移动到点，电场力做正功
故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 示波管原理如图1所示，要使荧光屏上呈现的图形如图2所示，电极YY′之间所加电压UYY′，电极XX′之间所加电压UXX′变化规律可能为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】要想打出图2所示图形，须在电极XX′之间加固定电压UXX′，且电极YY′之间加电压UYY′需要随时间变化。
故选BC。
10. 运动员某次发球，将球从离台面高h0处发出，球落在A点反弹后又落在B点，两次擦边。A、B间距离为L，球经过最高点时离台面的高度为，重力加速度为g。若碰撞后竖直方向速度大小变为原来的一半，忽略球的旋转、空气阻力等因素。用v、θ（速度与水平方向的夹角）表示乒乓球离开球拍时的速度大小及方向，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】反弹后小球能够上升到h高度处，所以有
解得
水平方向速度
反弹后竖直方向速度
则反弹前
则发球时竖直方向速度vy0满足
解得
所以小球离开球拍时速度大小
方向
故选BD。
11. 如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为5m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为2m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 槽运动的最大速度为
B. 小球在槽中运动的最大速度为
C. 若槽固定，槽中小球受到重力做功的最大功率为
D. 若槽固定，槽中小球受到重力做功的最大功率为
【答案】ABD
【解析】AB．半圆形槽不固定时，小球落到槽最低点时球和槽获得最大速度，水平方向动量守恒，则有
根据能量守恒则有
联立解得，
AB正确；
CD．当槽固定时，小球落入槽中满足
其中为测量位置和圆心的连线与水平方向的夹角。在此处合力提供向心力，满足
求重力功率最大的情况，此时竖直方向速度达到最大，竖直方向加速度为0，满足
解得，，
所以重力的功率
C错误，D正确。故选ABD。
12. 如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为的方向进入复合场，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度B的大小为
B. 磁感应强度B的大小为
C. 微粒在复合场中的运动时间
D. 微粒在复合场中的运动时间
【答案】AC
【解析】AB．微粒若向沿虚线直线运动，则受到重力、电场力、洛伦兹力，三力平衡，满足
电场方向突变后重力与电场力平衡，微粒仅受洛伦兹力，画出轨迹如图所示
由几何关系可得
洛伦兹力提供向心力
联立解得
A正确，B错误；
CD．微粒直线运动时间
微粒圆周运动时间
总时间
C正确，D错误。故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学利用一固定光滑圆弧面测定当地重力加速度，圆弧面如图1所示，图中虚线为圆弧面最低处，圆弧面半径远大于小球半径，弧面上虚线附近有一光滑平台，该同学取一小铁球释放进行实验。
（1）用游标卡尺测量小铁球直径______cm
（2）将小铁球放置在平台上紧贴弧面，后撤去平台由静止释放小铁球，则小铁球的运动可等效为一单摆。当小铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为1，当计数为81时，所用的时间t如图4所示，则等效单摆的周期______s。（保留三位有效数字）
（3）更换半径不同的金属球进行实验，根据实验记录的数据，绘制的图像如图5所示，图像的横、纵截距均已标出，则当地的重力加速度______。（用图中字母表示）
【答案】（1）2.240
（2）242 （3）
【解析】【小问1详解】
游标卡尺精确度为0.05mm，读数
【小问2详解】
由题意和图得摆动40个周期所用总时间为96.8s，所以等效单摆周期
【小问3详解】
单摆摆长
由单摆周期公式
得
分析斜率可得
，
14. 某课外实验兴趣小组用图甲所示的电路对电流表进行改装，改装后的电流表有两个量程，分别为0.1 A和0.6 A，其中表头的满偏电流Ig = 1 mA，内阻rg = 200 Ω。
（1）甲电路中，定值电阻R1______R2；（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）该小组将改装后量程为0.1 A的电流表接入图乙所示的电路中，电流表用A1表示，来测量某电池的电动势和内阻。当电阻箱R阻值为20.60 Ω时，表头示数为0.60 mA；当电阻箱R阻值为14.70 Ω时，表头的示数为0.80 mA，则该电池电动势E = ______V，内阻r = ______Ω；（保留2位有效数字）。
（3）用改装后量程为0.6 A的电流表测量电源内阻时，测量值______真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】（1）大于 （2）1.4 1.0
（3）等于
【解析】【小问1详解】
电流表接0.1 A量程时满足
电流表接0.6 A量程时满足
解得
，
可得
【小问2详解】
改装后0.1 A电流表内阻为
量程扩大了100倍，则测量时满足
两次测量分别满足
联立解得，
【小问3详解】
用改装后电流表测量电源内阻，电流表内阻确定，可通过电流示数计算得求得电流表分压，不会产生误差，测量值等于真实值。
15. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AC的A端与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道平滑连接，半圆形轨道半径为R，B点为轨道最高点。轨道所在空间存在与水平面夹角的匀强电场，电场强度为。现有一质量为m，电荷量为的小球从水平轨道O点以沿水平方向速度大小释放，小球可看做质点，重力加速度为g。求：
（1）小球从B点飞出后落到水平面上的时间；
（2）从何处以释放可以刚好通过B点。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
小球飞出后受力分析可知，电场力大小等于重力大小，夹角为，得合力为
与水平方向夹角斜向右下方，总加速度
合力在竖直方向的分力提供竖直方向加速度，竖直方向做初速度为0的加速运动
解得
【小问2详解】
小球在轨道上有等效最高点，刚好通过点即为刚好通过点，在点重力与电场力的合力提供向心力
从出发到D点，由动能定理得
解得
16. 如图所示，足够长的光滑水平面上有一个固定的光滑斜面，斜面末端与水平面平滑连接。mB = mC = 3mA = 3 kg，B的右端固定一个自由伸长的轻弹簧，B、C分开一定的距离静止于水平面。从距离地面高0.8 m处静止释放A物块。此后A、B分开后（A脱离弹簧），B、C碰撞并粘在一起。已知弹簧一直在弹性限度之内，重力加速度g = 10 m/s2。求：
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）物块A全过程损失的机械能。
【答案】（1）6 J （2）7.96 J
【解析】【小问1详解】
由机械能守恒定律
解得
第一次碰撞共速时弹簧最短
【小问2详解】
AB碰后分开时，该过程为弹性碰撞
解得；
A、B分开后BC碰撞后粘在一起
A以2 m/s的速度滑上斜面返回后又以v1′ = 2 m/s的速度与BC发生弹性碰撞，
解得
，
此后A不再与BC碰撞，则物块A最终损失的机械能为
17. 如图所示，水平传送带AB，长度，以顺时针匀速转动。另一右侧靠墙的水平传送带CD（与AB等高）长度以逆时针匀速转动。时刻质量为m的物块以水平向右的速度从A点滑上传送带，同时在D点轻放一质量也为m的物块。两滑块与传送带间的动摩擦因数均为，忽略两传送带间的间隙，滑块在整个运动过程中可看作质点，所有碰撞均为弹性碰撞，不计物块滑上传送带时的能量损耗，重力加速度大小。求：
（1）第一次碰后的速度；
（2）从第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间。
【答案】（1）-4m/s，6m/s
（2）
【解析】【小问1详解】
两物块在传送带上加速度相同，根据牛顿第二定律可知，其加速度均为
解得
对于物块
解得
对于物块
解得
所以第一次碰撞发生在两传送带交界处。规定向右为正方向。两物块发生弹性碰撞
解得
，
【小问2详解】
第一次碰撞后，物块向右减速
撞墙时速度
从第一次碰撞到撞墙所用时间
反弹后速度仍大于，反弹后在传送带上继续减速
反弹后减速的时间
后与传送带共速运动到C点
物块向左减速到0所用时间为1s，所以在物块回到传送带交接处时，物块仍未减速到0。从此时开始计时，两物块到第二次碰撞时用时为，则有
解得
所以从第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间
18. 如图，在xOy竖直平面坐标系内，第一象限内存在方向与x轴负方向夹角、电场强度为E的匀强电场，第二、三象限内存在垂直于平面向内、磁感应强度分别为B和的匀强磁场。现有质量为m，电荷量为，速度为的带电粒子甲和质量为m，电荷量为，速度为的带电粒子乙，先后从A点分别沿y轴正方向和负方向射入匀强磁场，已知带电粒子甲沿与x轴正方向夹角方向进入电场，经过x轴上P点时与x轴正方向成，带电粒子乙沿x轴正方向进入第四象限，且两粒子恰好同时到达第四象限中的D点（未画出），不计重力，不考虑带电粒子间的相互作用力。求：
（1）磁场强度B的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）D点的坐标；
（4）甲乙两粒子出发的时间间隔。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
甲粒子在磁场中有
由几何关系得
解得
【小问2详解】
甲粒子在电场中,根据牛顿第二定律可得
在电场中速度偏转了，在沿电场方向
解得在电场中运动时间为
甲粒子在沿电场方向运动距离有
代入时间t，解得
【小问3详解】
由几何关系可得
代入场强结果，得到
乙粒子在第三象限做圆周运动，垂直进入第四象限，后在第四象限沿轴水平运动，由几何关系可得D点坐标
【小问4详解】
甲粒子从出发到D点共用时
化简得
乙粒子在磁场中有
由几何关系得
解得
乙粒子从出发到D点共用时
化简得
甲乙两粒子出发的时间间隔，则有