山西省晋中市昔阳县中学校2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题（含解析）

这是一份山西省晋中市昔阳县中学校2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题（含解析），共19页。试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，9km/h，8m等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18分，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。
1. 2024年位于上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，由能量奇点设计、研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电。这是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马克装置。若该装置热核反应方程为、，下列说法正确的是（ ）
A. 核反应方程中的X为中子B. 核反应方程中的Y为电子
C. 核反应过程中满足质量守恒D. 的比结合能大于的比结合能
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据质量数与电荷数守恒可知X为正电子，Y为质子，AB错误；
C．核反应过程中质量数守恒，但是质量有亏损，C错误；
D．核反应后的产物更加稳定，比结合能更大，故的比结合能大于的比结合能，D正确。
故选D。
2. 我国成功将“高分十三号”卫星发射升空并顺利进入地球同步轨道。“高分十三号”卫星是一颗高轨光学遥感卫星，可为国民经济发展提供信息服务。研究表明，地球自转在逐渐变慢3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变则（ ）
A. 未来地球的第一宇宙速度小于7.9km/h
B. 未来赤道的重力加速度将逐渐变大
C. 未来极地的重力加速度将逐渐变小
D. 未来人类发射的地球同步卫星与“高分十三号”卫星相比轨道半径将变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．设地球半径为R，质量为M，对近地卫星，根据万有引力定律有
可得
可见第一宇宙速度v与地球自转周期无关，而且第一宇宙速度是，不是，故A错误；
BC．对在赤道上的物体有
同一物体在两极有
可得
，
可知地球自转在逐渐变慢，即自转周期变大，则未来赤道的重力加速度将逐渐变大，极地的重力加速度不变，故B正确，C错误；
D．对同步卫星，根据万有引力提供向心力有
可得同步卫星轨道半径
T变大，则轨道半径r变大，故D错误。
故选B。
3. 2024年11月12日举办的珠海航展展现了我国强大的航天制造实力，其中由海格通信旗下成员企业西安驰达承制的“九天”重型无人机首次公开露面。“九天”无人机是一款灵活配置重型无人机，是下一代的大型无人空中通用平台，在业内有“无人航空母机”之称。若一无人机只受到重力和向上推力，该无人机竖直上升时在速度区间内推力F和v的关系如图所示，则在该速度区间，无人机的功率P与v关系的图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知，F与v的关系式为
其中
根据
可知，P与v的关系式为
其中
由数学知识可知，P与v关系的图像为开口方向向下的抛物线。
故选D。
4. 生活中常常用到“轮轴”系统，该系统能绕共轴线旋转，如图甲所示。起重机滑轮运用了轮轴和斜面的原理。某工地用起重机吊起质量m＝100kg的重物，将起重机的模型简化，如图乙所示，起重机底部安装了一个轮轴其轴与轮的半径比为1∶2，若起重器将钢绳A以速度v＝5m/s匀速收缩了20m，不计轮轴质量及一切阻力，滑轮大小可忽略，重力加速度为g取。在此过程中，下面说法正确的是（ ）
A. 重物重力的功率为2500WB. 重物重力的功率为5000W
C. 钢绳B对重物做的功为20000JD. 钢绳B对重物做的功为50000J
【答案】A
【解析】
【详解】AB．轮轴其轴与轮的半径比为，根据同轴转动角速度相等结合
可知重物上升的速度
则重物重力的功率为
故A正确，B错误；
CD．A的速度与B的速度之比为，则当A收缩20m时，B上升了，钢绳B的拉力等于B的重力，则钢绝B对重物做的功
故CD错误。
故选A。
5. 如图，在坐标平面内，圆心为O、半径为r的圆上等距放置三个点电荷，y轴上的A点电荷量为点电荷量均为。P点为圆弧中点。则（ ）
A. O点电场强度方向沿y轴正向B. O点电场强度大小为0
C. P点电场强度方向沿y轴正向D. P点电场强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向沿y轴负向，大小为
故AB错误；
CD．三个点电荷在P点的场强如图
A点电荷在P点场强为
B点电荷在P点的场强为
C点电荷在P点的场强为
根据矢量的合成可知A、B点电荷在P点的场强为
方向向下，再与C点电荷在P点的场强合成可知
方向向下，故C错误，D正确；
故选D。
6. 电磁炮的简化结构如图，长直金属导轨平行固定于水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，炮弹固定在金属杆上可沿导轨滑行且始终接触良好，可控电源提供强电流经导轨形成回路。若炮弹向右发射过程中阻力恒定，电源电动势及其内阻保持不变，回路总电阻为R，导轨电阻忽略不计。则（ ）
A. 炮弹一直做匀加速运动B. 金属杆中的电流由N流向M
C. 金属杆两端电压始终不变D. 电源的总功率先增大再减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题知，炮弹向右发射，则炮弹受到向右的安培力作用，根据左手定则可知，金属杆中的电流由N流向M，炮弹的速度向右，根据右手定则，可知金属杆切割磁感应线，会产生由M到N的感应电流，与可控电源提供的电流方向相反，且从0开始增大，则回路中的总电流开始变小，故安培力开始变小，根据牛顿第二定律
可知，加速度不断减小，故炮弹做加速度不断减小的加速运动，故A错误，B正确；
C．因回路中的总电流不断减小，根据闭合电路的欧姆定律
可知，金属杆两端电压不断增大，故C错误；
D．因回路中的总电流不断减小，根据
可知，电源的总功率不断减小，故D错误。
故选B。
7. 如图，平面内有大量电子（质量为m、电荷量为e）从原点O连续以相同速率向各个方向发射，右侧远处放置与平面垂直且足够大的荧光屏。现在各象限施加面积最小的垂直于该平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，使第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴负向运动。忽略电子间的相互作用，则（ ）
A. 第象限磁场方向垂直平面向外B. 整场的最小总面积为
C. 电子在磁场中运动的最长时间为D. 电子在光屏上形成的光斑长度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，根据左手定则可知第1象限磁场方向垂直平面向里，第4象限磁场方向垂直平面向外，故A错误；
B．如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为
在由O点射入第I象限的所有电子中，沿y轴正方向射出的电子转过圆周，速度变为沿x轴正方向，这条轨迹为磁场区域的上边界。设某电子做匀速圆周运动的圆心与O点的连线与y轴正方向夹角为，若离开磁场时电子速度变为沿x轴正方向，其射出点（也就是轨迹与磁场边界的交点）的坐标为（x，y）。由图中几何关系可得
，
消去参数可知磁场区域的下边界满足的方程为
（x>0，y>0）
这是一个圆的方程，圆心在（0，R）处，磁场区域为图中两条圆弧所围成的面积，磁场的最小面积为
根据对称性可知，整场的最小总面积为
故B错误；
C．电子在磁场中运动的最长时间对应的圆心角为90°，时间为
故C错误；
D．电子在光屏上形成的光斑长度为电子运动半径之和，即
故D正确；
故选D。
8. 发光二极管是一种能够直接将电能转化为可见光的固态半导体器件，是目前公认的高效人造照明技术。不同材料制成的发光二极管通电后可以发出不同颜色的光，现有两个二极管发光功率相等，分别发出红光和蓝光，则（ ）
A. 蓝光的波长比红光的波长长B. 蓝光光子的能量比红光光子的能量大
C. 蓝光光子的动量比红光光子的动量大D. 蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数多
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．蓝光的频率大，能量大，波长小，故A错误，B正确；
C．根据德布罗意波长公式有可知，蓝光光子的动量比红光光子的动量大，故C正确；
D．设光源单位时间内产生的光子数N，则有
解得
则蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数少，故D错误；
故选BC。
9. 如图所示，将两根粗细相同但材料不同的长软绳甲、乙的一端连接在一起，1、2、3、4…为绳上的一系列间距均为0.1m的质点，其中质点10为两绳的结点，绳处于水平方向。手持质点10在竖直方向做简谐运动，形成向左和向右传播的两列简谐波Ⅰ、Ⅱ，其中波Ⅰ的波速为0.2m/s。某时刻质点10处在波峰位置，此时开始计时，3s后此波峰传到质点13，此时质点10正好通过平衡位置向上运动，质点10与质点13之间只有一个波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 质点10的振动周期为4sB. 波Ⅰ的波长为0.8m
C. 波Ⅱ的波长为0.8mD. 当质点15处于波峰时，质点6处于波谷
【答案】AB
【解析】
【详解】AC．结合题知，对于波Ⅱ有
则波Ⅱ的波长为，波Ⅱ的波速
则周期
即质点10的振动周期为4s，故A正确，C错误；
B．波Ⅰ的波长
故B正确；
D．质点15与质6之间的距离为
则当质点15处于波峰时，质点6处于平衡位置，故D错误。
故选AB。
10. 如图，质量为的滑块套在水平固定的光滑轨道上，质量为的小球（视为质点）通过长为的轻杆与滑块上的光滑轴O连接，可绕O点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静止，轻杆处于水平状态。小球以竖直向下的初速度开始运动，g取，则（ ）
A. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块向右移动了
B. 小球第一次到达最低点时，滑块的速度大小为
C. 小球相对于初始位置可以上升的最大高度为
D. 小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块向右的位移为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为，取向左为正方向，根据水平动量守恒有
解得
故A正确；
B．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，小球和滑块系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，设小球到最低点时的瞬时速度为，滑块的速度为，则有
根据能量守恒有
联立解得
故B错误；
C．设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为h，此时竖直方向速度为0，根据水平动量守恒得
根据能量守恒有
解得
故C错误；
D．小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为y。由几何关系可得，小球相对于滑块移动的水平距离为
根据水平动量守恒得
解得
故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上，物块的质量为0.5kg，长木板的质量为1kg，重力加速度g取。水平向左拉动木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。

（1）从F-t图像可以看出在1.0～1.2s时间内，物块与木板之间的摩擦力是________（选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”）。
（2）在实验过程中，若木板加速运动，在2.0s后，力传感器的示数________（选填“＞”＜”或“＝”）物块所受的滑动摩擦力大小。
（3）测得物块与长木板间的动摩擦因数为________。
【答案】（1）静摩擦力
（2）＝ （3）04
【解析】
小问1详解】
由图可知，在时间内，木板和物块没有发生相对滑动，摩擦力随外力的增大逐渐增大，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力；
【小问2详解】
在后，木板和物块发生相对运动，则物块所受摩擦力为滑动摩擦力，对物块根据平衡条件可知，力传感器的示数等于物块所受的滑动摩擦力大小；
【小问3详解】
根据
其中，，，解得
12. 某实验小组用伏安法测电阻，设计了三个电路图如图（a）、图（b）、图（c）所示，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。
（1）若采用图（a）和图（b）的电路进行实验，测得的电阻值分别记为和，则_______（填“”或“”）更接近真实值，这个值比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）；
（2）为减小实验误差，采用图（c）的电路进行实验，请用笔画线代替导线，将图（d）实物图连接成完整电路____；
（3）图（c）实验中，滑动变阻器滑片置于a端，先将接1，闭合，调节和，使电流表和电压表示数适当，电流表和电压表的示数分别为；再将接2，保持_______（填“”或“”）不变，调节另一滑动变阻器，电流表和电压表示数分别为，经计算得_______（保留3位有效数字）；
（4）图（c）实验中，下列说法正确的是_______。
A. 电流表内阻对电阻的测量值无影响B. 电压表内阻对电阻的测量值有影响
C. 电源内阻对电阻的测量值有影响D. 电阻的测量值没有误差
【答案】（1） ①. ②. 偏大
（2） （3） ①. ②. 298 （4）A
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由于
则电流表选择内接时，误差较小，则更加接近真实值，测量值偏大。
小问2详解】
如图
【小问3详解】
[1][2]根据实验原理可知应保证不变，根据欧姆定律有
解得
【小问4详解】
由上述分析可知电源内阻与电流表内阻对实验结果都无影响。
故选A。
13. 图为汽车空气悬挂系统中减震装置结构示意图，主要由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成，气缸内的氦气可视为理想气体。未承重时弹簧处于原长，气缸和活塞柱长度均为，气体压强等于大气压强。将4个该装置安装在汽车上，用于支撑装置以上的车身，汽车静止时活塞压入气缸长度均为。已知活塞柱横截面积，弹簧的劲度系数。该装置的质量、摩擦及气缸壁厚度均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好，环境温度不变，g取，求：
（1）压缩后气缸内气体的压强；
（2）4个装置支撑的车身质量。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
装置未承重时
，
承重后
，
由玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
承重后设车身质量为M，则对车身有
，，
解得
14. 北京时间2024年7月31日，在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中，中国选手邓雅文夺得金牌。这也是中国运动员第一次参加奥运会自由式小轮车项目。其部分场地可以简化为如图所示的模型，平台A左右弧面对称，右侧为半径的部分圆弧面，圆心角满足，平台B为的圆弧面，半径，邓雅文以一定的初速度从平台的左下端冲向平台A，从M点腾空后沿切线从N点进入赛道，再经过一段水平骑行从Q点进入平台B，恰好到达平台B的上端边缘，平台A上端MN间的距离为2.4m，邓雅文和独轮车总质量为75kg，运动过程中可视为质点，整个过程邓雅文只在PQ段进行了骑行做功，不计一切阻力，重力加速度取，求：
（1）邓雅文和独轮车到达Q点时赛道给独轮车的支持力大小；
（2）邓雅文和独轮车在MN段腾空最高处的速度；
（3）邓雅文在PQ段骑行过程中所做的功。
【答案】（1）2250N
（2）3m/s （3）562.5J
【解析】
【小问1详解】
由于运动员恰好到达平台B的上端边缘，根据机械能守恒
根据牛顿第二定律
联立解得支持力大小
【小问2详解】
运动员从M点做斜抛运动，设初速度为v，则
解得
因此在最高点的速度
【小问3详解】
从M到Q的过程中，根据动能定理
解得
15. 如图，间距为L的平行光滑金属轨道与由倾斜和水平两部分平滑连接而成，且，倾斜轨道的倾角为，水平轨道足够长，轨道电阻不计。倾斜部分处于垂直轨道向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为B。已知金属细棒的质量均为m、电阻均为R、长度均为L。现将a棒从高度为h的位置由静止释放，当a棒到达时，立即将b棒也从位置由静止释放，当b棒到达时速度大小为，此时在水平轨道部分加竖直向下的匀强磁场。运动过程中金属细棒始终与下平行且与轨道接触良好，重力加速度为g。求：
（1）b棒在倾斜轨道加速至速度时，其加速度大小；
（2）b棒到达处时棒之间距离；
（3）若b棒到达处时棒间距离用表示，再经时间a棒继续向左运动距离为，此时棒之间的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
b棒在斜轨道速度为时，加速度为a，由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
b棒所受安培力
对b棒由牛顿第二定律得
联立解得
【小问2详解】
b棒下滑至EF处所需时间为t，平均电流为，对b棒由动量定理得
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
此过程磁通量的变化量
a棒下滑至EF过程中，由机械能守恒定律得
b棒在斜轨道下滑过程中，a棒在水平轨道做匀速运动的位移为a、b棒的距离
联立解得
【小问3详解】
b棒在水平轨道运动过程中，a、b棒受到的安培力大小相等、方向相反，以a、b棒为研究系统，由动量守恒定律得
在极短时间内有
在时间内，b棒向左运动距离为，得
则a、b棒间的距离为
联立得