2024-2025学年四川省名校联盟高三上学期12月联考物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年四川省名校联盟高三上学期12月联考物理试卷（解析版），共18页。
注意事项：
1.答第1卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上
2.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上，
一、本题共10小题，共43分。第题，每小题4分，只有一项是符合题要求；第题，每小题5分，有两个或两个以上选项符合题目要求，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，有A、B两颗卫星绕地心O做匀速圆周运动，卫星A的轨道半径小于卫星B的轨道半径，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星A运行的周期一定大于卫星B运行的周期
B. 卫星A运行的角速度一定大于卫星B运行的角速度
C. 卫星A运行的线速度速度一定大于地球的第一宇宙速度
D. 卫星A所受地球的万有引力一定大于卫星B所受地球的万有引力
【答案】B
【解析】A．根据万有引力提供向心力
可得
由于卫星A轨道半径小于卫星B的轨道半径，则卫星A运行的周期一定小于卫星B运行的周期，故A错误；
B．根据
可得，卫星A运行的周期一定小于卫星B运行的周期，则卫星A运行的角速度一定大于卫星B运行的角速度，故B正确；
C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以卫星A运行的线速度速度一定小于地球的第一宇宙速度，故C错误；
D．根据万有引力定律
可知，由于两卫星质量关系未知，所以不能确定二者所受万有引力大小关系，故D错误。
故选B。
2. 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小。仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个质量为m=1kg的金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当有风吹来时，金属丝会偏离竖直方向一个角度。若金属丝偏离竖直方向角度为θ=30°，取重力加速度g=10m/s2，则风力的最小值为（ ）
A. 3NB. 5NC. D. 10N
【答案】B
【解析】根据题意，对小球受力分析，如图所示
由图可知，当风力方向与金属丝垂直时，风力最小，根据几何关系可得最小值为
故选B。
3. 如图所示，竖直面内有一半径为R的光滑圆环，O为圆心，轻弹簧一端固定在圆环最底点A，另一端连接套在圆环上的小球。当圆环绕竖直直径AB以角速度ω匀速转动时，小球恰好稳定在圆环上与圆心等高的位置。已知小球质量为m，重力加速度为g，则圆环对小球的作用力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律
联立可得
故选D。
4. 滚铁环是一项深受少年儿童喜爱的运动项目，自娱性强，可提高儿童的平衡性、肢体的协调以及眼力，最重要的是它让孩子们享受运动的乐趣，有一个无忧的童年。在滚铁环时，儿童手捏顶头是“U”字形的铁棍或铁丝，推一个直径66cm左右的铁环匀速向右跑。某时刻铁环上的A点恰好与地面接触，则从该时刻起，下列四幅图中，可能正确描述A点运动轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知，A点同时参与了水平向右的匀速直线运动和竖直面内的匀速圆周运动，所以其运动轨迹应为螺旋线，若从A点恰好与地面接触开始计时，水平方向速度为正，则x为正值，不会出现负值，由于水平方向做匀速直线运动，则水平位移应一直增大。
故选C。
5. 质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度取g = 10 m/s2。则（ ）
A. 4 s时物块的运动反向
B. 8 s时物块回到初始位置
C. 5 s时物块的加速度大小为2 m/s2
D. 0 ~ 8 s时间物块所受合力对其所做的功为2 J
【答案】D
【解析】A．题意知0 ~ 4 s内，物体水平方向受到水平力F和摩擦力f，且
故该段时间物体一直在加速运动，4 s时F反向，分析可知此时合力方向与运动方向相反，故4 s后物体减速运动，运动方向不变，故A错误；
BC．题意知0 ~ 4 s内，物体做加速运动，物体加速度
故4 s时速度为
该段时间内位移
题意知4 ~ 8 s内，物体加速度
物体减到速度为0时，用时
该过程位移为
故7 s后，物体反向加速运动，加速度
故7 ~ 8 s内，物体位移
综合以上分析可知
故8 s时物块未回到初始位置，故BC错误；
D．以上分析可知，8 s物体速度为
全过程由动能定理得
联立以上得
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的总阻值为，把滑动变阻器的滑片从左端向右端移动以改变电流传感器的示数，电源内阻不计。现闭合开关，当滑片在距左端位置时，电流传感器的示数为，则当滑片在距左端位置时，电流传感器的示数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】题意知电源电动势为E，内阻不计，设滑动变阻器滑片左部分电阻为，右边部分电阻为，题意知滑片在距左端位置时，分析可知此时
，
由于电流传感器的示数为，由闭合电路欧姆定律得
则当滑片在距左端位置时，分析可知此时
，
设此时电流传感器的示数为I,由闭合电路欧姆定律得
联立解得
故选 B。
7. 如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板的长为，板间距离为2d。一质量为m，电荷量为q的带电微粒紧靠下极板边缘以初速度v0进入极板，进入时速度方向与下极板夹角为60°，微粒从两极板间离开时到两极板距离相等，忽略边缘效应，不计重力。则平行板电容器两极板之间所加的电压为（ ）
A B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意，带电微粒两极板间做类斜上抛运动，则
联立解得
故选D。
8. 质量为m的行人在水平地面正常行走，从静止开始沿直线运动到速度为v的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对人的摩擦力为滑动摩擦力B. 地面对人的摩擦力为静摩擦力
C. 地面对人做功为0D. 地面对人做功为
【答案】BC
【解析】AB．人在水平路面行走时，人相对地面有向后运动的趋势，所以地面对人的摩擦力为向前的静摩擦力，故A错误，B正确；
CD．行走过程中，摩擦力作用时，力的作用点没有发生位移，所以摩擦力对人做功为0，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，一根轻质光滑的绝缘细直杆垂直固定在一个固定的斜面上，质量均为m、带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆，两小球均可视为点电荷，带电荷量分别为q和Q。小球乙固定在细杆底端，初始时刻小球甲静止在距小球乙为d的O点，现将小球甲从距小球乙为2d的A点静止释放。已知甲和乙两点电荷的电势能（r为两点电荷之间的距离，k为静电力常量），重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 甲球的最大速度为
B. 甲、乙两球之间的最小距离为
C. 甲球沿杆向下运动过程中，甲球的机械能减小
D. 甲球沿杆向下运动过程中，先做匀加速运动再做匀减速运动
【答案】AC
【解析】A．根据题意，当甲球到达O点时，加速度为零，速度达到最大，根据能量守恒可得
联立解得
故A正确；
B．当甲球速度为零时，甲、乙两球之间距离最小，根据能量守恒定律可得
解得
故B错误；
C．甲球沿杆向下运动过程中，电场力做负功，甲球的机械能减小，故C正确；
D．甲球沿杆向下运动过程中，AO阶段加速度沿杆向下，做加速运动，但电场力增大，加速度减小，到O点加速度为零，速度达到最大，之后加速度沿杆向上，做减速运动，电场力继续增大，加速度增大，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的长木板以初速度v0=2m/s向右做匀速直线运动，长木板质量为M=3kg，在t=0时刻，在长木板右端轻放上第一个小物块，经过1s的时间长木板与小物块恰好共速，此时再在长木板右端轻放上第二个小物块，经过一段时间，当长木板与第二个小物块恰好共速时，又在长木板右端轻放上第三个小物块，一直持续，直到放上第n（n>3）个小物块。己知所有小物块均相同，质量为m=1kg，g取10m/s2，小物块大小忽略不计，则（ ）
A. 长木板与小物块间的动摩擦因数均为
B. 长木板与小物块间的动摩擦因数均为μ=0.2
C. 当小物块都相对静止时，第4个小物块与第5个小物块之间的间距为
D. 当小物块都相对静止时，第4个小物块与第5个小物块之间的间距为
【答案】AD
【解析】AB．根据题意，当放上第1个小物块后，对小物块和长木板，根据牛顿第二定律
，
速度关系得
联立解得
，，，
故A正确，B错误；
CD．当放上第2个小物块后，对长木板和第1个小物块，根据牛顿第二定律
速度关系得
联立解得
，，
当放上第3个小物块后，对长木板和第1、2个小物块，根据牛顿第二定律
速度关系得
联立解得
，，
当放上第4个小物块后，对长木板和第1、2、3个小物块，根据牛顿第二定律
速度关系得
联立解得
，，
当放上第5个小物块后，对长木板和第1、2、3、4个小物块，根据牛顿第二定律
速度关系得
联立解得
，，
第4个小物块与第5个小物块之间的间距为
故C错误，D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共57分）
二、填空题（本题两小题，共计15分）
11. 在学习电容器充放电的有关知识时，老师利用石英钟设计了如图甲所示的演示实验，向同学们演示了电容器充、放电的过程。石英钟作为常用的计时工具，其转动所需要的电流可不足1毫安，利用此特性，可用于判断电路中是否存在微小电流。电路中接入有两只相同的石英钟为单刀双掷开关，为电容器，为电源，如图乙所示。
请同学们回答以下问题：
（1）当开关打至1时，电容器处于_____（“充电”或者“放电”）过程，石英钟沿顺时转动直至停止；
（2）再将开关打至2时，石英钟开始沿_____（“顺时针”或者“逆时针”）转动直至停止；
（3）与教材所给出的实验方案相比，该演示实验有哪些创新之处_____（至少写一条）。
【答案】（1）充电 （2）顺时针
（3）见解析
【解析】【小问1详解】
当开关打至1时，电容器与电源接通，则电容器处于充电状态，有充电电流经过石英钟，电流左进右出沿顺时转动；
【小问2详解】
将开关打至2时，电容器开始放电，电流顺时针经过石英钟B，也是左进右出，两个石英钟完全相同，则石英钟也沿顺时针转到直至停止。
【小问3详解】
与教材所给出的实验方案相比，该演示实验可以显示充放电的电流流向。
12. 测定电源的电动势和内阻的方法多种多样，小衡同学利用实验室中现有的实验器材设计了如图甲所示的实验方案：
（1）在实验操作无误的前提下，该方案所测得电源电动势的值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值；由于电流表的分压，方案所测得电源内阻偏大，这一误差属于_____。（选填“系统误差”或“偶然误差”）
（2）为了进一步优化实验，小衡同学在课后查阅资料，发现由于电流表分压导致的实验误差可通过补偿法消除，即借助补偿电路将电流表所分的电压补足，电路结构如图乙所示。其测量原理是：电路的输出端AB与待测电压的电路并联，调节滑动变阻器R，使灵敏电流计的示数为零，此时电压表_____（选填“会”或者“不会”）在被测电路中分流。
（3）由此小衡同学进一步设计了如图丙所示的电路图，测量电源的电动势E和内阻r，进行如下的操作：
①闭合电键K2，断开K1，调节滑动变阻器R′，使灵敏电流计示数为零。此时，电压表的示数为_____（选填“0”或“E”）。
②再闭合电键K1，调节滑动变阻器R′，使灵敏电流计示数再次为零，此时电压表的示数为U2，图丙中的定值电阻为R0，由闭合电路欧姆定律可知内阻r=_____（用E、U2、R0表示）。
【答案】（1）等于 系统误差
（2）不会 （3）E
【解析】【小问1详解】
[1][2]据等效电源法可知
即电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值大于真实值，此误差由于实验方案的局限性引起，属于系统误差。
【小问2详解】
由于电路的输出端AB与待测电压的电路并联，若灵敏电流计的示数为零，说明输出端电压为零，此时电压表不会在被测电路中分流。
【小问3详解】
[1]闭合电键K2，断开K1，调节滑动变阻器R′，使灵敏电流计示数为零，此时，外电路处于开路状态，则电压表的示数为电源电动势E；
[2]根据闭合电路欧姆定律可得
所以
三、本大题3小题，共42分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
13. 无人驾驶汽车已在很多城市运营，如图所示一无人驾驶汽车通过一拱形桥面，拱形桥由左右直线段AB、CD和中间圆弧段BC构成，直线段与圆弧段平滑连接。直线段与水平方向的夹角θ=37°，圆弧段半径R=10m。汽车先在直线AB段上匀速行驶，速度为v0=54km/h，在检测到前方路况后立即减速，在AB路段汽车制动产生的最大阻力为对桥面压力的k倍，k=0.5，重力加速度取g=10m/s2。为保证汽车能够安全通过B点和桥面，则：
（1）汽车过B点最大速度？
（2）汽车开始减速的位置距离B点至少多远？
【答案】（1），方向沿切线向上
（2）7.25m
【解析】【小问1详解】
根据题意，当汽车过B点时速度最大，则
解得
方向沿切线向上；
【小问2详解】
根据牛顿第二定律可得
联立解得
14. 日常生活中常用传送带传送货物，一水平传送带沿顺时针方向匀速转动，速度v0=10m/s，长度L=7.75m，离地高度h=3.2m，传送带滑轮半径忽略不计。现将一质量为m的物体轻放在传送带的最左边A点，物体滑出传送带后做平抛运动，落地与水平地面相碰，相碰后物体竖直方向的速度减为零，水平方向的速度减为原来的，物体与地面碰撞时间极短，碰撞时间内物体重力可忽略不计，与地面间的弹力可视为恒力、摩擦力可视为滑动摩擦力，物体与传送带间的动摩擦因数μ1=0.8，重力加速度取g=10m/s2。求：
（1）物体落地瞬间的速度大小v；
（2）物体从开始运动到落地的时间t；
（3）物体与地面间的动摩擦因数μ2。
【答案】（1）
（2）2.2s （3）0.75
【解析】【小问1详解】
根据牛顿第二定律，对物体有
解得
所以
说明物体在传送带上先做匀加速直线运动，后随传送带一起做匀速直线运动，离开传送带后做平抛运动，则
解得
所以落地瞬间速度大小为
【小问2详解】
物体匀加速运动的时间为
匀速运动的时间为
平抛运动的时间为
所以物体从开始运动到落地的时间为
【小问3详解】
物体落到地面上，根据动量定理可得
联立解得
15. 示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成。某示波管示意图如图所示，炽热的金属丝可以连续发射电子，电子质量m=9.0×10-31kg，电荷量e=1.6×10-19C，电子经加速电场加速之后沿中央轴线OO′垂直进入偏转电场，加速电压U1=180V，偏转电场由两对偏转电极XX′、YY′组成，位置如图所示，均以OO′为中央轴线，长度均为l=8cm，XX′、YY′极板间距均为d=4cm。电子穿出偏转电场之后做匀速直线运动，直到打在荧光屏上，极板右边缘到荧光屏距离L=20cm，O′为荧光屏正中心，并在荧光屏上建立xO′y坐标系。不计电子受到的重力和电子之间的相互作用力，XX′、YY′极板间的匀强电场互不影响，忽略电场边缘效应。
（1）求电子经加速电场加速之后的速度v0；
（2）若XX′、YY′间输入UXX′=45V，UYY′=60V的恒定电压，求电子打在荧光屏上的坐标；
（3）若XX′、YY′间输入，的交变电压，电子穿过偏转电场的时间远小于交变电流的周期，求电子打在荧光屏上痕迹的长度；若XX′、YY′间输入，的交变电压，电子穿过偏转电场的时间远小于交变电流的周期，求电子打在荧光屏上痕迹所围成的面积。
【答案】（1）8×106m/s
（2）（0.06m，0.08m）
（3），
【解析】【小问1详解】
根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
根据题意，当电子进入偏转电场后，在水平面内做类平抛运动，有
在竖直面内，有
联立解得
，，，
所以电子打在荧光屏上的横纵坐标分别为
所以电子打在荧光屏上的坐标为（0.06m，0.08m）；
【小问3详解】
若XX′、YY′间输入，的交变电压，电子穿过偏转电场的时间远小于交变电流的周期，电子打到荧光屏上形成一条过一、三象限的亮线，与x轴成45°，如图所示
亮线的长度为
若XX′、YY′间输入，的交变电压，电子穿过偏转电场的时间远小于交变电流的周期，电子打到荧光屏上的痕迹为一圆，如图所示
所以电子打在荧光屏上痕迹所围成的面积为