湖北省部分学校2024-2025学年高三上12月联考物理试卷(解析版)

这是一份湖北省部分学校2024-2025学年高三上12月联考物理试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了 本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，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。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 学校物理兴趣小组的同学在乘坐出租车时，发现车内后视镜悬挂的挂饰会随车辆摆动，他认为可以通过挂饰摆动的情况来判断车辆运动情况。汽车行驶在水平公路上，某段时间车内挂饰偏向车辆的左前方，说明汽车的运动情况可能是（ ）
A. 加速向左转弯B. 加速向右转弯C. 减速向左转弯D. 减速向右转弯
【答案】D
【解析】挂饰受到重力和拉力，水平方向合力指向右后方，向右的加速度提供向心加速度让车辆向右转弯，向后的加速度使车辆减速，故汽车可能减速向右转弯。故选D。
2. 太阳能玩具小车（如图）是一种利用太阳能作为动力来源的玩具。玩具汽车的电动马达转动的最小输入功率为0.3W，已知太阳能电池板的能量转化效率为25%，太阳光的平均波长为。取普朗克常量，光在真空中传播的速度，要让小车跑起来，则每秒照射到太阳能电池板上的光子的最小数量约为（ ）
A. 个B. 个C. 个 D. 个
【答案】C
【解析】电动马达每秒输入的电能
太阳能电池板每秒需要吸收的光能
每个光子的能量
每秒照射到太阳能电池板上的光子个数
故选C。
3. 如图所示，带电荷量均为q的正点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，O是正方体的中心点，则下列说法正确的是（ ）
A. a点和b点的电场强度相同
B. a点的电场强度小于O点的电场强度
C. a点的电势比b点的电势高
D. 电子在a点时的电势能大于在O点时的电势能
【答案】D
【解析】A．根据等量同种正点电荷的电场分布规律可知，两正点电荷产生的电场在a、b两点处叠加后的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．两正点电荷在O点处的电场强度大小相等、方向相反，O点处的合电场强度为零，而a点的电场强度不等于零，即a点的电场强度大于O点的电场强度，故B错误；
C．根据等量同种正点电荷等势面分布规律，结合对称性可知，a点的电势等于b点的电势，故C错误；
D．根据等量同种正点电荷的电场分布规律，由于沿电场线电势降低，则a点的电势小于O点的电势，根据
由于电子带负电，所以电子在a点时的电势能大于在O点时的电势能，故D正确。
故选D。
4. 嫦娥一号是中国探月计划中的第一颗绕月人造卫星。已知地球质量与月球质量之比为81∶1，地球半径与月球半径之比为4∶1，则下列说法正确的是（ ）
A. 嫦娥一号绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的动能之比为81∶4
B. 嫦娥一号绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的动能之比为9∶2
C. 嫦娥一号绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的周期之比为4∶3
D. 嫦娥一号绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的周期之比为9∶8
【答案】A
【解析】AB．根据万有引力提供向心力有
则动能
故有
A正确，B错误；
CD．根据万有引力提供向心力有
故有
CD错误。
故选A。
5. 一质量为的物块在水平恒力的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，内，物块的速度和时间的关系如图所示，末撤去恒力，物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 内恒力做的功为
B. 内物块所受摩擦力的冲量大小为
C. 内恒力的冲量大小为
D. 物块运动的整个过程中，克服摩擦力做的功为
【答案】B
【解析】A．物块与地面间的摩擦力大小
由题图可知，内物块的加速度大小
内物块的位移大小
由牛顿第二定律有
解得
内恒力做的功
故A错误；
BC．内物块所受摩擦力的冲量大小
内恒力的冲量大小
故B正确，错误；
D．整个过程中，由动能定理有
解得物块克服摩擦力做的功
故D错误。故选B。
6. 一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形曲线，虚线为时的波形曲线，如图所示，则波的传播方向和传播速度大小可能是（ ）
A. 沿x轴正方向传播，传播速度大小为
B. 沿x轴负方向传播，传播速度大小为
C. 沿x轴正方向传播，传播速度大小为
D. 沿x轴负方向传播，传播速度大小为
【答案】B
【解析】由题图可知波长。若波向x轴正方向传播，传播距离
则传播速度大小
即，，，，，…；
若波向x轴负方向传播，传播距离
则传播速度大小
即，，，，…。故选B。
7. 如图甲所示，一物块放在倾角为的粗糙斜面顶端，斜面上不同位置粗糙程度不同，导致物块在下滑过程中做非匀变速直线运动，物块的速度—时间图像如图乙所示，斜面在粗糙水平地面上始终保持静止状态。在物块下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块与斜面间的摩擦力先减小后增大
B. 物块所受重力的瞬时功率先减小后增大
C. 地面对斜面的摩擦力先减小后增大
D. 斜面对地面的压力先减小后增大
【答案】C
【解析】A．从题图乙可知，物块向下运动，先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，可知物块与斜面间的摩擦力逐渐增大，故A错误；
B．物块所受重力保持不变，速度先增大后减小，所以重力的瞬时功率先增大后减小，故B错误；
C．以物块与斜面组成的整体为研究对象，在水平方向上，加速度先向左逐渐减小，后向右逐渐增大，由
可知，地面对斜面的摩擦力先向左逐渐减小，再向右逐渐增大，故C正确；
D．以物块与斜面组成的整体为研究对象，在竖直方向上，加速度先向下并逐渐减小，由
可知，逐渐增大，之后加速度向上并逐渐增大，由
可知，逐渐增大，所以地面对斜面的支持力逐渐增大，由牛顿第三定律知斜面对地面的压力逐渐增大，故D错误。故选C。
8. 图甲为a、b两种单色光用相同器材得到的双缝干涉图案，图乙为两单色光在玻璃和空气分界面（实线）发生折射的光路图，则下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中两束光线是从空气射入玻璃
B. 图乙中实线为a光的光路图
C. 从同种介质射出时，b光更容易发生全反射
D. 仅将a光做双缝干涉实验的双缝间距增大，则有可能得到和b光相同间距的图案
【答案】AB
【解析】A．由题图乙可知两光线经过分界面时，入射角大于折射角，说明是从空气射入玻璃，选项A正确；
B．由题图甲可知，a光的波长更短，所以在相同分界面发生折射时，a光的折射现象会更加明显，实线为a光的光路图，选项B正确；
C．b光的波长更长，全反射临界角更大，更难发生全反射，选项C错误；
D．根据，增大双缝间距，干涉条纹间距将减小，选项D错误。故选AB。
9. 如图所示，正方形为某匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。正方形边长为a，M为边的中点，M点处有一粒子源，沿平行的方向发射带正电粒子。观测发现：粒子只从边向外射出磁场。已知粒子的质量为m、电荷量为q，忽略电荷间相互作用和粒子受到的重力，则发射粒子的速度大小可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】带电粒子从M点出发做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得转动半径
粒子从B点射出，由几何关系得
解得圆周运动的最大半径
对应最大速度
粒子从A点射出，圆周运动的最小半径
对应的最小速度
所以满足要求的速度范围是，故BC正确，AD错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，轻质光滑定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用足够长、不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量mP < mQ，t = 0时刻将两物体由静止释放，取t = 0时刻物体P所在水平面为参考平面，物体P的动能和机械能随运动距离的变化情况如图乙所示，不计空气阻力，两物体均可视为质点。取重力加速度大小g = 10 m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 图线b表示物体P的动能变化
B. 物体P的质量为2 kg
C. 物体P运动的距离为5 m时，Q的重力势能减小了180 J
D. 物体P运动的距离为5 m时，两物体动能之和为150 J
【答案】AD
【解析】A．物体P向上运动，动能和重力势能都增大，所以机械能的增加量大于动能的增加量，图线a是机械能随运动距离的变化情况，b是动能随运动距离的变化情况，A正确；
B．由题图乙可知，物体P上升5 m时，它的机械能增加了80 J，动能增加了30 J，说明它的重力势能增加了50 J，根据
解得
B错误；
C．物体P上升5 m时，它的动能30 J，根据
解得
根据机械能守恒定律有
解得
物体P运动的距离为5 m时，物体Q的重力势能减小200 J，C错误；
D．物体P运动的距离为5 m时，两物体动能之和
D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学为了测量木块与桌面间的动摩擦因数，采用了如图甲所示的实验装置。一木块放在水平桌面上，左侧拴有轻质细线，跨过固定在桌面边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，由静止释放重物，在重物的牵引下，木块在桌面上向左运动。打点计时器打点频率为50Hz，测得木块的质量，重物的质量，取重力加速度大小。
（1）安装器材时，应该调整滑轮高度，使细线与桌面____________，请简述这样做原因：____________。
（2）按正确实验步骤操作，得到一条打点计时器打出的纸带（如图乙），每相邻两个计数点间还有四个计时点没有画出。通过计算可得出，木块的加速度大小为______，木块与桌面间的动摩擦因数______。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） 平行 使细线的拉力沿桌面方向的分力大小恒定（保证木块做匀变速直线运动） （2）4.9 0.17
【解析】【小问1详解】
细线若不平行于桌面，则在运动过程中细线与桌面的夹角会发生变化，细线沿桌面方向和垂直桌面方向的分力将发生变化，则木块将不会做匀变速直线运动。
【小问2详解】
[1]根据逐差法求加速度，则有
解得
[2]对重物受力分析则有
对木块受力分析有
联立解得
12. 某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，他们采用图甲所示电路测定该干电池的电动势和内阻，所选器材有待测干电池、电流表（量程为0~0.6A，内阻约为）、电压表（量程为0~3V，内阻约为）、滑动变阻器（阻值范围为）、定值电阻（阻值为）、开关一个、导线若干。
（1）请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整__________。
（2）该同学按照要求连接好电路并进行实验，根据测得的多组电压表示数U和电流表示数I，绘出了图丙所示的图像，则干电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留两位小数）
（3）若电压表和电流表可视为理想电表，则滑动变阻器消耗的最大功率为______W。
【答案】（1） （2）1.45 0.50 （3）0.35
【解析】【小问1详解】
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律
结合U-I图像可知，干电池的电动势为纵轴截距，即
E=1.45V
图线斜率的绝对值为
解得
【小问3详解】
当滑动变阻器接入电路的阻值为
时，消耗的功率最大，为
13. 上端开口、导热性良好的玻璃管竖直放置，玻璃管总长L = 95 cm，水银柱将一部分理想气体封闭在玻璃管内，初始时气柱高度H = 60 cm，气体的热力学温度为300 K，水银柱高度h = 25 cm，外界大气压强p0 = 75 cmHg。外界环境温度不变。
（1）仅缓慢加热管内气体，求水银柱到达玻璃管管口时，管内气体的热力学温度；
（2）仅向管内缓慢注入水银，求水银柱上表面恰好与玻璃管管口相平时，向管内注入水银的长度。
【答案】（1）T2 = 350 K
（2）ΔL = 20 cm
【解析】【小问1详解】
设玻璃管横截面积为S，初始时气体的体积
初始时管内气体的热力学温度
温度升高后管内气体体积
根据盖—吕萨克定律有
解得
【小问2详解】
初始时气体压强
设加入的水银柱长度为ΔL，则水银柱再次与管口平齐时，气体的压强
气体的体积
根据玻意耳定律有
解得
14. 如图所示，水平面内固定一光滑金属导轨，导轨电阻不计，导轨上接有一规格为“”的小灯泡，与的夹角为，与垂直，长度。将电阻不计、足够长的直金属棒放在导轨上，金属棒始终与平行，与导轨交点为G、H。初始时金属棒与间的距离，空间存在垂直纸面（导轨平面）向外的匀强磁场，磁感应强度大小。在外力作用下，金属棒从初始位置以某初速度向左做直线运动，小灯泡一直正常发光（可视为纯电阻），，。求：
（1）初始时通过金属棒的电流方向和金属棒的速度大小；
（2）从初始位置开始，金属棒向左运动所需的时间t。
【答案】（1）电流方向为由H到G，
（2）
【解析】（1）根据右手定则可知，通过金属棒的电流方向为由H到G
感应电动势
解得
（2）金属棒向左运动时，G、H间的长度
金属棒与导轨围成面积的增加量
灯泡电阻
解得
通过灯泡的电荷量
通过灯泡的电流
解得
金属棒运动的时间
解得
15. 如图所示，一质量、长度的木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径的粗糙固定圆弧轨道，但木板B与圆弧轨道并不粘连，圆弧轨道左端点P与圆心O的连线与竖直方向的夹角，其右端最低点处与木板B上表面相切，距离木板B右端处有一与木板等高的固定光滑平台，平台上表面固定一个足够高的光滑曲面，曲面末端与平台平滑连接，平台上放置有质量的滑块C。一质量的滑块A从P点由静止开始沿圆弧轨道下滑，滑块A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动木板B向右运动，木板B与平台碰撞后立即粘在平台上，滑块A继续向右运动，滑上平台，与滑块C碰撞并粘在一起向右运动。滑块A、C与木板B间的动摩擦因数均为。已知滑块A在圆弧轨道最低点时受到的支持力大小，所有滑块均可视为质点，不计空气阻力。取重力加速度大小，求：
（1）滑块A在整个下滑过程中克服摩擦力做的功W；
（2）滑块A在与滑块C碰撞前瞬间的速度大小及滑块A、C碰撞前滑块A与木板B之间因摩擦产生的热量Q；
（3）滑块A、C停止运动时到木板B右端的距离x（结果可保留分式）。
【答案】（1） （2）， （3）
【解析】【小问1详解】
滑块A在圆弧轨道最低点时，对滑块A进行受力分析，根据向心力公式有
解得
在滑块A从P点运动到圆弧轨道最低点的过程中，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
假设滑块A在木板B上与B共速后B才到达右侧平台，对A、B组成的系统，由动量守恒定律有
解得
由能量关系有
解得
A恰好滑到木板B右端；
从木板B开始滑动到A、B共速的过程中，对木板B，由动能定理有
解得
假设成立
滑块A在木板B上滑行至右端达到共速，之后一起匀速运动，所以滑块A撞击滑块C之前的速度大小
滑块A与木板B之间因摩擦产生的热量
【小问3详解】
滑块A与滑块C碰撞后粘在一起，有
解得
因为曲面光滑，所以滑块A、C滑上木板B速度大小
由运动学公式有
解得