四川省荣县中学校2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题

这是一份四川省荣县中学校2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题）
1．2024年9月18日，苏州大学研究团队在《自然》杂志上发布了辐光伏微型核电池的最新研究成果。该电池主要是利用镅243发生α衰变释放的能量。若镅243衰变的核反应方程是，则下列说法正确的是（ ）
A．X的电荷数为95B．X的电荷数为91
C．X的质量数为241D．X的质量数为239
2．2024年5月，“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动，进入周期为12h的椭圆环月轨道，近月点A距月心，远月点C距月心，为椭圆轨道的短轴。已知引力常量G，下列说法正确的是（ ）
A．根据信息可以求出月球的密度
B．“嫦娥六号”的发射速度大于
C．“嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h
D．“嫦娥六号”在A点和C点速度之比为 5：1
3．某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内30%的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，当风速是时，此发电机的功率约为（ ）
A．B．C．D．
4．b、c两点各固定一个点电荷，以b、c的中点O为坐标原点，两点的连线在x轴上，x轴上各点的电势φ关于位置的分布规律如图所示，已知图像关于纵轴对称，O点处图像的切线平行于x轴，规定无穷远处的电势为0。下列说法正确的是（ ）
A．坐标原点O处的电场强度大小为零
B．关于O点对称的任意两点电场强度相同
C．b、c两点固定的点电荷均带负电，且所带电荷量相等
D．电子在a点的电势能大于在d点的电势能
5．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正向传播
B．此后P、Q两点速度大小始终相等
C．t=0.125s时，Q质点的位移为
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz
6．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接有电阻和两个小灯泡，开关保持闭合状态，电流表和电压表均可视为理想电表。下列选项正确的是（ ）
A．副线圈中交流电的频率为B．电流表的示数之比为
C．电压表的示数之比为D．开关断开后电压表的示数增大
7．如图所示，两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带负电，N板带正电，且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球（可视为质点），小球静止时与竖直方向的夹角为，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，M、N板足够大，则（ ）
A．若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变大
B．若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变小
C．将细线烧断，小球的运动轨迹是抛物线
D．若只将M板水平向左平移稍许，将细线烧断，小球到达N板的时间不变
二、多选题（本大题共3小题）
8．图为一半圆柱体透明介质的横截面，O为半圆的圆心，C是半圆最高点，E、Q是圆弧AC上的两点，一束复色光沿PO方向射向AB界面并从O点进入该透明介质，被分成a、b两束单色光，a光从E点射出，b光从Q点射出，现已测得PO与AB界面夹角，，，则以下结论正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．b光的折射率为
C．a光和b光在该透明介质内传播的速率相等
D．当夹角减小到某一特定值时，将只剩下b光从AC圆弧面上射出
9．如图，内壁光滑的直圆筒竖直固定放置，轻质弹簧下端固定在圆筒的底端，自然状态时上端位于点。A和B是质量均为、直径略小于圆筒内径的相同小球。现将A缓慢放在弹簧上端，静止时弹簧的压缩量为，再将B从A上方的处由静止释放，B与A碰撞后立即粘连一起运动，恰能回到点。两小球均可视为质点，重力加速度为，则（ ）
A．弹簧的劲度系数B．B与A碰撞后瞬间速度大小为
C．小球A、B回到点时加速度为零D．此过程中弹簧的最大弹性势能为
10．如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放，A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，则（ ）
A．两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等
B．两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等
C．两线圈落地时甲的速度较大
D．乙运动时间较短，先落地
三、实验题（本大题共2小题）
11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。
(1)本实验 （填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。
(2)实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中 （填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。
(3)对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。
A．B．
C．D．
(4)通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如图中虚线 （填“甲”或者“乙”）所示的图线。
12．新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为，宽为，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有：
A．电压表（量程）
B．电压表（量程）
C．电流表（量程）
D．电流表（量程）
E.滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流）
F.滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流）
G.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的图像。
(1)实验中，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 ；（填器材前的字母代号）
(2)根据图乙所示，则该电池的电动势 V，内阻 ；（结果保留到小数点后一位）。
(3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势 ，内阻= （用图中、、、表示）。
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图甲所示，一绝热刚性汽缸放在水平面上，汽缸上部带卡口，汽缸底部装有加热丝可以对汽缸内的气体进行加热，用质量为m、横截面积为S的活塞封闭了一定量的理想气体在汽缸中，活塞可以在汽缸内无摩擦滑动，汽缸内理想气体的体积随温度变化如图乙所示，重力加速度为g，外界大气压强恒为。求：
(1)在A状态时，汽缸内气体的温度；
(2)在C状态时，活塞对卡口的作用力大小。
14．如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子，从处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标；

15．如图所示，曲面和下底面都光滑的圆弧轨道A静置在水平地面上，其质量为3m、圆弧半径为R。A的左侧距离为处为一足够长、以大小为的速度顺时针匀速转动的传送带，其上表面与水平地面齐平。现将质量为m的滑块B，从圆弧最高点静止释放，B沿轨道下滑后，与静置在传动带右端的滑块C发生碰撞，C的质量也为m，B、C均可视作质点，B、C与传送带、水平地面的动摩擦因数都为μ = 0.25，重力加速度为g，且B与C的所有碰撞都是完全弹性的。求：
(1)从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中，A、B运动的水平位移的大小；
(2)滑块C第一次在传送带上向左运动的时间；
(3)从滑块C在传送带最左端开始计时，到B恰好停止的过程中，地面给B的冲量大小。（答案可以用根号表示）
参考答案
1．【答案】D
【详解】由于α粒子为，根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，可得
解得
，
所以X的电荷数为93，质量数为239。选D。
2．【答案】D
【详解】A．根据
可求出月球的质量，但题中信息不能求出月球的体积，所以不可以求出月球的密度，A错误；
B．“嫦娥六号”环绕月球运动，未脱离地球的束缚，其发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，B错误；
C．“嫦娥六号”围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→B→C做减速运动，从C→D→A做加速运动，则从B→C→D的运动时间大于半个周期，即大于6h，C错误；
D．由开普勒第二定律，可得
“嫦娥六号”在A点和C点速度之比为
故D正确。选D。
3．【答案】C
【详解】在∆t时间内吹到风叶叶片上的空气质量为
发电机的功率
带入数据可知
P=457W选C。
4．【答案】A
【详解】A．根据图像的切线斜率表示场强大小，可知坐标原点O处的电场强度大小为零，A正确；
B．根据图像可知，关于O点对称的任意两点电场强度大小相等，方向相反，B错误；
C．由于图像的电势均为正，且离点电荷越近电势越高，结合对称性可知b、c两点固定的点电荷均带正电，且所带电荷量相等，C错误；
D．由题图可知a点的电势大于d点的电势，根据，由于电子带负电，所以电子在a点的电势能小于在d点的电势能，D错误。选A。
5．【答案】B
【详解】A．由图乙可知，t=0时刻质点P向下振动，根据“上下坡”法由图甲可知，该波沿x轴负向传播，A错误；
B．由于P、Q两点间距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，速度大小始终相等，B正确；
C．由图乙可知，周期为0.2s，所以0.125s时Q质点的位移为
故C错误；
D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则两列波频率相同，则所遇到的波的频率为
故D错误。选B。
6．【答案】D
【详解】A．副线圈中交流电的频率为，选项A错误；
B．电流表的示数之比为，选项B错误；
C．根据变压器电压与匝数关系可知，因电压表V2示数小于变压器次级电压，可知电压表的示数之比不等于，选项C错误；
D．开关断开后，次级电阻变大，次级电流减小，则电阻R上电压减小，而变压器次级电压不变，可知电压表的示数增大，选项D正确。选D。
7．【答案】D
【详解】A．只将N板水平向右平移稍许，由公式
可知，电容器的电容将变小，而又由
可知，两板间的电场强度
将不变，电场力不变，夹角θ将不变，选项A错误；
B．只将N板竖直向上平移稍许，由公式
可知，电容器的电容将变小，而又由
可知，两板间的电场强度
将变大，电场力变大，夹角θ将变大，选项B错误；
C．若将细线烧断，小球受电场力和重力都为恒力，则小球将沿绳的方向斜向下做初速度为零的匀加速直线运动，选项C错误；
D．只将M板水平向左平移稍许，由公式
可知，电容器的电容将变小，而又由
可知，两板间的电场强度
将不变，电场力不变，将细线烧断，小球与C选项情景中运动位移、加速度均不变，到达N板的时间不变，D正确。选D。
8．【答案】AB
【详解】ABC．由题意可得两中色光的折射率
因为在介质中，所以a光的频率小于b光的频率。
又根据公式可得，两种色光在玻璃中的传播速率
所以两种色光在玻璃中的传播速率
故AB正确，C错误；
D．由于光是从空气进入介质，是从光疏介质进入光密介质，在界面AB上，不能够发生全反射，而在弧面AC上光始终沿法线入射，也不能够发生全反射，所以当入射光线PO与AB 界面的夹角减小时，a光与b光总是能从AC圆弧面上射出。故D错误。选AB。
9．【答案】AB
【详解】A．以A球为对象，由平衡条件可得
解得弹簧的劲度系数
故A正确；
B．设B与A碰撞前瞬间速度大小为，根据运动学公式可得
B与A碰撞过程，满足动量守恒，则有
联立解得B与A碰撞后瞬间速度大小为
故B正确；
C．小球A、B回到点时，弹簧弹力为0，两球受到重力作用，加速度不为零，C错误；
D．碰撞后两球一直做简谐运动，两球恰能回到点，此时两球的加速度为，方向向下，根据简谐运动对称性可知两球处于最低点时的加速度大小为，方向向上，设最低点的压缩量为，则有
解得
设此过程中弹簧的最大弹性势能为，根据系统机械能守恒可得
故D错误。选AB。
10．【答案】BCD
【详解】A．由
，，
可得
由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，A错误；
B．由
可知通过线圈横截面的电荷量相等，B正确；
C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，C正确；
D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得
而
，
所以
可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，因为，所以，即乙运动时间较短，先落地，D正确。选BCD。
11．【答案】(1)不需要
(2)需要
(3)A
(4)甲
【详解】（1）实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。
（2）尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则小车受到的合外力不为绳的拉力的合力。
（3）对m研究，根据动能定理
整理，可得
选A。
（4）对小车，根据动能定理有
联立，解得
逐渐增加砂的质量m，图像的斜率越大，在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到图中虚线“甲”所示的图线。
12．【答案】(1) A C E
(2) 3.8（3.7~3.9均可） 0.6（0.5~0.9均可）
(3)
【详解】（1）[1][2][3]由图乙，电动势约为3.8V，且有电阻分压，所以电压表选A，最大电流不超过0.6A，电流表选C，为了调节方便，滑动变阻器选E。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为
E=3.8V
图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻，有
所以电源的内阻为
（3）[1][2]当S2接1时，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；当S2接2时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻，即S2接1时的图线陡一些，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的，内阻测量值比真实值偏小。
S2接1时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即S2接1时的电动势的测量值等于真实值，即有
E=EB
由于S2接2时，当电路短路时，电压表没有分流，即此时的电流的测量值与真实值相等，结合上述可知，电源的真实的U-I图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线，可知
13．【答案】(1)200K
(2)
【详解】（1）A到B等压变化，则由盖—吕萨克定律
代入数据解得，在A状态时，汽缸内气体的温度为
（2）B到C做等容变化，由查理定律
其中
对活塞受力分析，由平衡条件
联立可得，在C状态时，活塞对卡口的作用力大小为
14．【答案】（1）；（2）2l
【详解】（1）设粒⼦经第Ⅰ象限的电场加速后，到达y轴时的速度为，根据动能定理
①
由左⼿定则可以判断，粒⼦向－y⽅向偏转，如图所示

由几何关系知，粒⼦在磁场中运动的半径为
②
由⽜顿第二定律得
③
由①②③得
④
（2）粒⼦第2次经过x轴时，速度沿＋y⽅向，位置坐标为
⑤
粒⼦在电场中做类平抛运动，经历的时间，第3次经过y轴时
⑥
⑦
⑧
由①⑤⑥⑦⑧得
15．【答案】(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中，A、B组成的系统水平方向动量守恒，根据人船模型可得
联立解得A、B运动的水平位移的大小分别为
，
（2）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程，根据系统水平方向动量守恒定律和系统机械能守恒定律可得
解得
，
从B滑到圆弧最低点到与C发生碰撞前瞬间过程，根据动能定理可得
解得B与C碰前的速度大小为
B与C发生弹性碰撞过程，有
解得
，
可知B、C速度交换，则滑块C第一次在传送带上向左运动过程，有
滑块C第一次在传送带上向左运动的时间为
（3）由于传送带速度为
可知滑块C向左减速为0后，反向向右加速到与传送带共速，接着匀速运动到右端与B发生弹性碰撞，碰后速度再一次发生交换，所以第二次碰撞后B的速度为
设滑块C在传送带上向右加速所用时间为t1，匀速运动的时间为t2，则有
B向右减速到停下所用时间为
此过程，支持力对B的冲量大小为
摩擦力对B的冲量大小为
则地面给B的冲量大小为