贵州省多校2024-2025学年高三上学期12月联考 物理试卷（含解析）

这是一份贵州省多校2024-2025学年高三上学期12月联考 物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了5mgcsθ等内容，欢迎下载使用。
1. 答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2. 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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 如图所示，甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反的方向滑去，已知甲的质量比乙的大。则在甲推乙的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的动能变化量小于乙的动能变化量B. 甲的速度变化量大于乙的速度变化量
C. 甲、乙的动量变化量相同D. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
【答案】A
【解析】
【详解】BCD．甲推乙的过程中，甲、乙二人组成的系统在二者相互作用过程中不受外力，满足系统动量守恒条件，故甲对乙的冲量与乙对甲的冲量等大反向；甲的动量变化量的大小等于乙的动量变化量的大小，由于甲的质量比乙的大，则甲的速度变化量的大小小于乙的速度变化量的大小，又甲的动量变化量的方向与乙的动量变化量的方向相反，则甲、乙的动量变化量不相同，故BCD错误。
A．根据
由于动量大小相等，且甲的质量大于乙的质量，故甲的动能小于乙的动能，则甲的动能变化量小于乙的动能变化量，故A正确。
故选A。
2. 如图所示，一个大理石半球静置在水平地面上，球心为O。一只小蚂蚁缓慢从图中Q点沿圆弧爬向半球面最高点P，运动过程中大理石半球始终保持静止。已知OQ与OP 的夹角为θ=45°，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 大理石半球对小蚂蚁的作用力变小B. 大理石半球对小蚂蚁的支持力变大
C. 地面对大理石半球的摩擦力变小D. 地面对大理石半球的支持力变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．对蚂蚁受力分析如图
可知大理石球对蚂蚁的作用力为支持力与摩擦力的合力，大小始终等于蚂蚁的重力，保持不变；蚂蚁受到的摩擦力
蚂蚁受到的支持力
小蚂蚁缓慢从图中Q点沿圆弧爬向P点的过程中逐渐变小，则蚂蚁受到的支持力变大，摩擦力变小，大理石球对小蚂蚁的作用力不变，故B正确，A错误。
CD．选取大理石球与蚂蚁组成的整体为研究对象，可知二者只受到重力与地面的支持力，所以大理石球受到地面的支持力始终等于二者重力的和，保持不变，大理石球与地面之间没有摩擦力的作用，故CD错误。
故选B。
3. 乡村道路上安装了太阳能路灯，若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均相等，一新能源汽车沿该路段做匀加速直线运动，连续通过相邻的三盏路灯，该车前端从第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2s、从第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为 ls，该车前端经过第三盏路灯时，车上仪表盘显示车速大小为37.8km/h，下列说法正确的是（ ）
A. 该车前端经过第一盏路灯时速度大小为3m/sB. 该车加速度大小为
C. 相邻两盏路灯的间距为9mD. 该车前端经过第二盏路灯时速度大小为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．设相邻两盏路灯间的距离为x，由题目中信息可知
通过第三盏路灯时
代入相关已知数据可计算得
，，
故AB错误，C正确；
D．通过第二盏路灯时
故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示的起重机从t = 0时刻由静止开始竖直向上提升质量为m = 100 kg的物体，其0 ~ 4 s的v − t图像如图乙所示。t = 4 s时，起重机达到额定功率，之后以额定功率继续提升一段时间，物块速度达到最大值。若所有阻力均不计，取重力加速度g = 10 m/s2，以下说法正确的是（ ）
A. 起重机的额定功率为4000 W
B. 物体达到的最大速度为5 m/s
C. 当物体的速度为2 m/s时，起重机的功率为2200 W
D. 当物体的速度为4.2 m/s时，物体加速度为0.6 m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由v − t图像可知，开始时物体做匀加速直线运动，加速度
可得开始时绳子拉力为

t = 4 s时，起重机的功率为额定功率
所以最大速度
故AB错误；
C．当物体的速度为v1 = 2 m/s时，起重机的功率还没达到额定功率，所以
故C正确；
D．物体速度为4.2 m/s时，起重机功率已经为额定功率，拉力
加速度
故D错误。
故选C。
5. 图所示，水平固定一光滑长杆，杆上P点正下方h处固定一光滑定滑轮，一质量为m的滑块a套在细杆上，下端系一不可伸长的轻质细绳，细绳绕过定滑轮悬挂一质量为0.5m的小球b，用水平外力F将滑块a缓慢拉至P点左侧的C点，此时绳与竖直方向夹角为θ，滑块a从C点由静止释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块a在C点静止时，水平外力F的大小为0.5mgcsθ
B. 滑块a从C运动到P的过程中，小球b的机械能先增大后减小
C. 滑块a从C运动到P的过程中，小球b一直处于失重状态
D. 滑块a从C运动到P点时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．设绳子的拉力大小为T，根据平衡条件有
对滑块a受力分析，根据受力平衡可得水平外力F的大小为
故A错误。
BC．滑块a从C向P运动的过程中，b先加速后减速，a到P点时b的速度减小到0，a的速度增加到最大，所以b的机械能一直减小，b先处于失重后又处于超重状态，故BC错误。
D．滑块a从C运动到P点的过程中，b减少的重力势能转化为a的动能，有
解得速度大小
故D正确。
故选D
6. 投掷铅球是运动会上必不可少的项目。某同学投掷铅球的过程可简化为如图所示的模型：质量为m的铅球从离水平地面高度为h处被投出，初速度斜向上且与水平方向成角，铅球落地点到抛出点的水平距离称为水平射程。忽略空气阻力，已知重力加速度为g，铅球视为质点，则（ ）
A. 当一定时，角越大，铅球在空中运动时间越短
B. 当角一定时，越小，其水平射程越长
C. 若角小于 90°，取地面为零势能面，铅球运动过程中重力势能最大值为
D. 当一定时，若要使水平射程最远，则角一定小于45°
【答案】D
【解析】
【详解】A．当一定时，角越大，铅球在竖直方向的分速度越大，根据
知铅球上升时间长，高度越高，下落时间也越长，所以铅球子在空中运动的时间越长，故A错误。
B．当角一定时，越小，铅球在竖直方向和水平方向的分速度越小，则铅球在空中运动时间越短，水平射程越小，故B错误。
C．当铅球上升到最高点时，铅球重力势能最大，根据机械能守恒，可得最大值为

故C错误。
D．为求得最大位移，根据运动的合成，如图所示
由几何关系得

由数学求极值，当x取得最大值时

所以
故D正确。
故选D。
7. 科学家发现，宇宙中有许多双星系统。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，由以上条件可得该双星系统的角速度大小为ω。科学家通过光学仪器观测计算得到的角速度大小ω′与角速度ω有些差异，为了解释这个问题，目前有理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质。其模型简化为：在以这两个星体连线为直径的球体内，均匀分布着密度为的暗物质，不考虑其他星体影响，根据这一模型可以计算该双星系统的角速度ω′，则ω∶ω′为（ ）
A. 1∶1B. C. D. 1∶5
【答案】C
【解析】
【详解】当两星球之间的万有引力提供向心力时
当空间充满了暗物质时，暗物质也会对天体有万有引力的作用，暗物质的万用引力可以等效为质量集中在球心的质点对星球的引力，可得
其中，联立可得
故选C。
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，两根固定的通电长直导线 ac、bd相互垂直，ac平行于纸面，电流方向水平向右，bd垂直于纸面，电流方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（ ）
A. ac在其正下方产生的磁场，磁感应强度方向垂直纸面向里
B. bd不受 ac的安培力作用
C. a端有垂直纸面向外转动的趋势
D. a端有垂直纸面向里转动的趋势
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据右手螺旋定则，ac在其下方平面产生的磁感应强度方向垂于纸面向里，故A正确；
B．由于ac产生的磁感线不是直线，ac产生的磁场方向与bd不会一直平行，所以bd会受到ac的安培力的作用，故B错误；
CD．根据右手螺旋定则，bd在aca端处的磁感应强度方向平行于纸面斜向下偏右，根据左手定则可知a端处所受安培力的方向垂直于纸面向里，则a端有垂直纸面向里转动的趋势，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 竖直面内悬吊的光滑绝缘水平杆上有A、O、B三点，以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴，A点坐标为-d，B点坐标为d，如图甲所示A、B两点间沿x轴的电势变化如图乙所示，左侧图线为一条倾斜线段，右侧为抛物线，现将套在杆上的带电量大小为q的圆环从A点由静止释放（忽略带电圆环形成电场的影响） 后，圆环向右运动，已知圆环的质量为m，可视为点电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 圆环带正电
B. 圆环从A 到 B 的运动过程中最大速度为
C. 圆环从 O 到 B 的运动过程中加速度逐渐减小
D. 圆环向右运动的过程中，在AO段的运动时间大于在 OB段的运动时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图乙可知，AO之间电场线方向是O指向A，OB之间的电场线方向是O指向B；圆环由A点向右运动，所以圆环带负电，故A错误。
B．圆环从A到B的运动过程中，运动到O点时的速度最大，由动能定理有
解得
故B正确。
C．根据图像的斜率表示场强的大小，根据图乙可知，从O到B电场逐渐变大，圆环受到的合力即电场力逐渐变大，所以圆环的加速度变大，故C错误。
D．根据图像的斜率表示场强的大小，可知在AO段的电场为匀强电场，圆环向右运动的过程中，在AO段做匀加速直线运动，OB段做加速度逐渐增大的减速运动，速度－时间图像如图所示
由速度－时间图像可得AO段的平均速度小于OB段，两段的距离相等，所以在AO段的运动时间大于在OB段的运动时间，故D正确。
故选BD。
10. 为起到更好的隔音效果，阳台窗户使用双层玻璃，双层平行玻璃中间是氙气，两块玻璃的厚度相同均为h。用一支激光笔，让激光从窗户一侧与玻璃成60°角入射并记录入射点A，同时记录A点在对面玻璃外面的投影点A′，如图所示。然后在窗户另一侧记录激光出射点的位置B。测量A′B的距离为d。已知玻璃对该激光的折射率为1.5，可认为氙气对该激光的折射率为1。该激光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射，则下列说法正确的是（ ）
A. 激光在氙气中的传播速度比在玻璃中的慢
B. 双层玻璃中间氙气的厚度为
C. 激光从A到B在玻璃中的传播时间为
D. 激光从A到B的传播时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意，根据折射率的公式可知，折射率越大，光在介质中的传播速度越慢，所以激光在氙气中的传播速度比在玻璃中的快，故A错误；
B．作出激光传播路线图如图所示
光在玻璃中的折射角为θ，有
所以
由几何关系可得
解得双层玻璃中间氙气的厚度为
故B正确；
C．激光在玻璃中传播的路程

所以激光在玻璃中的传播时间

故C正确；
D．激光在氙气中的传播时间为

所以激光从A到B的传播时间为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 某实验小组用如图甲所示装置测量当地重力加速度g，一轻质细绳通过轻质定滑轮连接两个质量均为M的小桶A和B，打点计时器固定在铁架台上，为了减小空气阻力及绳与滑轮之间的阻力的影响，可以通过在B桶内加入少量细砂来平衡阻力。
主要操作步骤如下：在B桶内加入少量细砂，接通打点计时器的电源，给B桶一个竖直向下的初速度，观察打出的纸带，判断B桶是否做匀速直线运动，调整细砂的多少直至B桶做匀速直线运动。测出B桶内细砂的质量为m0，在B桶内放入5个质量均为m的钩码，接通打点计时器的电源，使B桶带着细砂和钩码由静止释放，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示；打点计时器的打点周期为T，5个点为连续打出的点，测出x1，x2回答下列问题：
（1）打点计时器打下点2时，A桶的速度大小为________（用x1和T表示）。
（2）B桶的加速度大小为__________（用x1，x2和T表示）；根据牛顿第二定律，可得当地的重力加速度为________（用x1、x2、T、M、m0和m表示）。
【答案】（1）
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
打点计时器打下点2时，A桶的速度大小为
【小问2详解】
[1]由逐差法有
解得
[2]根据牛顿第二定律可得
解得重力加速度g的表达式为
12. 热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图甲所示。某同学用该热敏电阻制作测温范围为的温度计。所用器材有：直流电源 （电动势 内阻为1.5Ω）， 电流表A（量程50mA，内阻为6Ω）， 滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）， 煤油温度计，（测温范围 ），电热水壶，开关S，导线若干，水和冰块。（整个实验在标准大气压下进行）
（1）实验器材的组装和调节如下：
①按照图乙连接好电路；
②将热敏电阻浸入冰水混合物中，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表指针满偏，此时滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω；
③用电热水壶将冰水混合物逐渐加热到 ，保持开关S闭合，滑动变阻器的滑片应________（选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”），用固定在水壶中的煤油温度计测量温度并记录，同时记下对应电流表的读数；
④将电流表刻度盘重新标定成温度刻度盘，温度计即可正常使用。
（2）使用：①根据上述数据，写出电流表的电流I与热敏电阻的关系式为________ （用含Ⅰ的表达式表示）；
②将热敏电阻浸入待测液体，闭合开关S，根据电流表指针的位置读出温度；
③当电流表的读数为25.0mA时，待测液体的温度为________℃。
【答案】（1） ①. 52.5 ②. 保持不动
（2） ①. ②. 26
【解析】
【小问1详解】
②[1]根据欧姆定律，有
为温度为0℃时热敏电阻的阻值，由甲图可知
计算可得
③[2]根据实验原理，应该保持滑动变阻器的阻值不变，温度改变，热敏电阻阻值改变，导致电流变化，根据电流的大小就可以定向计算出热敏电阻的阻值。
【小问2详解】
①[1]根据欧姆定律，有
③[2]当电流表读数为25.0mA时，代入计算公式可得
由图甲可知，温度为26℃。
13. 图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，图甲中A点的横坐标为1cm。求：
（1）该列简谐横波的波速大小；
（2）从图示时刻开始，再过2.5s，质点A的位置坐标。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【详解】（1）由图甲可知，波长，由图乙可知，周期 ，波速为
（2）由图乙可知，时，B质点向上振动，根据“同侧法”可判断这列波向右传播，A点向上振动，所以B质点比A质点振动慢的时间
可得质点A从图示时刻开始的振动方程为
其中
把代入方程可得
则点的位置坐标为。
14. 离子束实验装置的基本原理如图所示。Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为 B的匀强磁场；Ⅱ区宽度为，左边界与x轴垂直交于点，右边界与x轴垂直交于点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与点重合。从离子源不断飘出初速度为0、电荷量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向通过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心 C。已知离子进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为θ=37°，取 sin37°=0.6。忽略离子间的相互作用，不计离子重力。求：
（1）加速区加速电压的大小；
（2）Ⅱ区匀强电场的场强大小E。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
设带电离子在磁场中偏转的半径为R，几何关系可得
洛伦兹力提供向心力
带电离子在加速场中加速时
解得
【小问2详解】
带电离子在匀强电场区域中运动的时间为
带电离子在竖直方向运动的加速度为
带电离子从射入电场到C点在竖直方向的位移大小为
在竖直方向由位移公式
解得电场强度
15. 如图所示，带有固定竖直杆且总质量为4m的长方形物块静置在光滑水平地面上，物块右侧被一竖直挡板挡住，一根长为L且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端O点，另一端与质量为m的小球 （视为质点） 相连，把小球拉到O 点等高处，细线刚好拉直，小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆不发生碰撞，且长方形物块不会侧翻，重力加速度为g，忽略空气的阻力。求：
（1）小球第一次运动到最低点时的速度大小；
（2）小球运动到左端最高点时相对于最低点的高度；
（3）小球第二次运动到最低点时，物块对地面压力的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）小球第一次运动到最低点之前，物块被挡板挡住不会动，所以小球的重力势能转化为动能，有
解得
（2）令长方形物块的质量为
小球第一次经过最低点后，物块在绳子拉力作用下会向左运动，小球和物块组成的系统在水平方向动量守恒，当小球摆到左边最高点时，小球和物块共速，有

由能量守恒可得
解得
（3）当小球第一次从最低点再次运动回到最低点的过程中由动量守恒，有
由能量守恒，有
解得
，
在最低点时，小球相对物块的运动速度为
小球相对物块做圆周运动，有
物块在竖直方向合力为0，由受力平衡
根据牛顿第三定律，物块对地面的压力
解得