河北省邯郸市多校2024-2025学年高三上12月月考物理试卷(解析版)

这是一份河北省邯郸市多校2024-2025学年高三上12月月考物理试卷(解析版)，共19页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共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. 电子的发现为人类开启了探索微观世界的大门，最早测出电子的电荷量大小的实验是（ ）
A. 密立根油滴实验B. 粒子散射实验C. 黑体辐射实验D. 光电效应实验
【答案】A
【解析】著名的密立根油滴实验，最早测出了电子的电荷量的大小。故选A。
2. 手摇式发电机是登山爱好者必备的物品，其原理示意图如图所示。一半径为r的单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与灵敏电流计组成回路，现使手柄以的转速从图示位置开始匀速转动，则线圈（ ）
A. 产生的是直流电B. 转过时产生的感应电流最大
C. 转过时产生的感应电流最大D. 产生的感应电动势最大值为
【答案】C
【解析】A．线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，符合正弦式交流电的产生条件，即产生交流电，A项错误；
BC．转过时线圈平面垂直于中性面，产生的感应电流最大，C项正确，B项错误；
D．产生的感应电动势的最大值
D项错误。
故选C。
3. 如图所示为某手机充电器的部分电路图，副线圈中的二极管具有单向导电性，充电器的输入端ab的电压表达式为，输出端cd电压的有效值为5V，则充电器给连接在cd端的手机充电的电压U随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．输人电压表达式为
经过变压器和二极管半波整流后，整个波形只剩下一半，故AB错误；
CD．手机充电器工作电压5V为有效值，故有
解得
故C正确，D错误。故选C。
4. 如图所示，正六边形ABCDFG的中心固定着一带正电的点电荷Q，空间内还存在着平行于正六边形平面的匀强电场（图中未画出），电场方向未知。已知电势差，且，下列说法正确的是（ ）
A. A、F两点的场强相同，电势相同
B. G、C两点的场强相同，电势不同
C. 六个顶点中C点的场强最大，但电势最低
D. 将一正试探电荷沿BD连线从B点移到D点，电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】AB．正六边形各顶点到点电荷Q的距离相等，所以各顶点的电势差仅由匀强电场决定，由题意可知，D、C两点沿电场线方向的距离等于A、B两点沿电场线方向距离的一半，根据正六边形的特点可知，匀强电场方向沿GC方向，如图所示：
由于场强是矢量，电势是标量，故A、F两点场强方向不同、电势相同，G、C两点场强、电势均不同，故AB错误；
C．两电场在C点的方向一致，故C点的场强最大，电势最低，故C正确；
D．BD连线上中点的电势最高，故将一正试探电荷从B点沿直线移到D点，电势能先增大后减小，故D错误。
故选C。
5. 雨滴在空气中下落时受到的空气阻力与速率的平方成正比，设其比例系数为k，在无风的天气里，雨滴受空气阻力的作用，在地面附近会以恒定的速率竖直下落。已知雨滴的质量为m，在地面附近匀速下落的某段时间内克服空气阻力做的功为W，重力加速度为g，则在地面附近匀速下落的这段时间内雨滴受到空气阻力的冲量大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】雨滴匀速下落时有
解得
在地面附近匀速下落的某段时间内克服空气阻力做的功为W，则这段时间内雨滴下落的高度为
下落的时间为
受到空气阻力的冲量大小为
故选A。
6. 在正方体ABCD-MNQP的BC边和PD边分别放置两根无限长的通电直导线，电流的大小相等，方向如图所示，O、G两点分别为ABCD平面和DCQP平面的中心。已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中k为常数，I为电流的大小，r为该位置到长直导线的距离，下列说法正确的是（ ）
A. O、G两点的磁感应强度方向相同B. O、G两点的磁感应强度大小相等
C. A、Q两点的磁感应强度大小不相等D. A、Q两点的磁感应强度方向相同
【答案】B
【解析】AB．如图所示，设正方体边长为，导线在各点产生的磁感应强度大小分别为
，，
两点的磁感应强度和的夹角均为，O、G两点的磁感应强度大小相等、方向不相同，B正确，A错误；
CD．两直导线在A点和Q点产生的磁感应强度均为，夹角为，A、Q两点的磁感应强度大小相等、方向不相同，CD错误。
故选B。
7. 半径为R的半圆形透明介质的截面如图所示，A、B为直径的两端点，一束单色光从AB边上的A点射入该介质，光线在圆弧AB上的P点恰好发生全反射，反射光线经Q点再次反射后从C点垂直于AB边射出，已知，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 该介质的折射率大于1.25
B. O、C两点间的距离大于
C. 光线从A点射入时的入射角的正弦值大于
D. 光在该介质中传播的时间大于
【答案】B
【解析】A．作出所有法线，如图所示：
设光线在P点的入射角为，因为和均为等腰三角形，根据光的反射定律和几何关系可知
故有
解得
由题可知
故
A项错误；
B．O、C两点间的距离
B项正确；
C．设光线在点入射角为，有
解得
C项错误；
D．由几何关系可知
光在该介质中传播的路程
光在该介质中的传播速度
传播的时间
D项错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年5月3日我国成功发射嫦娥六号探测器。如图所示，探测器准确进入地月转移轨道后，在近月点P制动，进入环月轨道，最后完成软着陆，着陆后陆续开展智能采样、动态展示国旗等预定动作。设探测器在轨道①、轨道②、轨道③无动力环月飞行过程中，探测器的运行周期分别为，机械能分别为，经过P点时的速度分别为，加速度分别为，下列关系式正确的有（ ）
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】A．由开普勒第三定律可得，探测器在轨道③的半长轴最大，运行周期最长，在轨道①的半长轴最小，运行周期最短，故A正确；
BC．在P点制动后进入轨道③，再次在P点制动后进入轨道②，最后在P点制动后进入轨道①，所以，，故B错误，C错误；
D．探测器在P点受到的万有引力相同，所以加速度相同，故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，一杯未开封的加冰奶茶静置在桌上一段时间后，冰未完全融化，密封气体体积增大，不考虑水分子汽化、液化和气体溶解的影响，气体与奶茶的温度相同，密封气体可视为理想气体，下列关于密封气体的说法正确的是（ ）
A. 从外界吸热B. 分子平均动能增大
C. 单位时间内撞击器壁的分子数减少D. 压强增大
【答案】AC
【解析】AB．由于冰（晶体）未完全融化，还处于冰水混合物，温度不变，分子平均动能不变，冰融化过程中，气体体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可得
其中
因此
气体从外界吸热，故A正确，B错误；
CD．根据玻意耳定律
可知压强减小，气体体积增大，分子总数不变，单位体积的分子数变少，又分子平均速率不变（温度不变），故单位时间内撞击器壁的分子数减少，故C正确，D错误；
故选AC。
10. 如图所示，倾角的传送带AB在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动，不传送工件时电动机的输出功率为10W。现每隔相等时间将一可视为质点的工件无初速度地放在传送带下端的A点，当第7个工件刚放在A点时，第1个工件刚好离开传送带的上端B点，且此时第5个工件刚好与传送带相对静止。已知工件的质量均为，工件与传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 每个工件从A端被传送到B端需要6.3sB. A、B两点之间的距离为8.1m
C. 传送带对一个工件做的功为87.48JD. 正常工作时电动机的输出功率为125.2W
【答案】BD
【解析】A．工件加速阶段有
解得
设每隔时间放上一个工件，由题可知第7个工件刚放在点时第5个工件刚好与传送带相对静止，即每个工件的加速时间为，故
解得
第7个工件刚放在点时，第1个工件刚好离开传送带上端点，即每个工件的运动时间为
A项错误；
B．每个工件加速运动的位移
匀速运动的位移
故两点之间的距离
B项正确；
C．传送带对一个工件做的功等于工件机械能的增加量，即
C项错误；
D．正常工作时任意时刻传送带上都有6个工件，其中2个与传送带相对滑动，4个与传送带保持相对静止，故传送带因传送工件而增加的功率
即正常工作时电动机的输出功率为，D项正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为了较为准确地测量木块与木板（一端固定有一定滑轮）间的动摩擦因数，某实验小组设计了图甲所示的装置，实验操作步骤如下：
①测量遮光片的宽度d，并将遮光片固定到木块上，木块（含遮光片）的质量为m；
②按图甲安装好实验器材，将光电门连接到计时器上，调整木板上表面水平，调整定滑轮，使细线水平；
③将木块拉到木板的左端，测量遮光片的中心到光电门的中心间距s；
④往砂桶中倒入少量砂子，将木块从木板左端由静止释放，读出遮光片经过光电门的时间和拉力传感器的示数F；
⑤改变砂桶中砂子的质量，重复5次步骤④。
（1）测量遮光片的宽度时结果如图乙所示，则遮光片的宽度为______cm。
（2）已知重力加速度为g，则F与的关系式为______。（用题中所给字母表示）
（3）若，重力加速度，实验得到的图像如图丙所示，则木块与木板间的动摩擦因数______，木块（含遮光片）的质量______kg。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）0.98 （2） （3）0.32##0.33 0.42
【解析】【小问1详解】
10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知遮光片的宽度为
【小问2详解】
木块经过光电门时的速度为
对木块根据动能定理有
联立整理可得
【小问3详解】
[1][2]根据
可知图丙斜率为
纵截距
解得，
12. 某实验小组要测量一电源的电动势和内阻，实验室可以提供以下器材：
待测电源（电动势约为3V，内阻约为3Ω）
电流表（量程为3A，内阻约为1Ω）
电流表（量程为50mA，内阻为10Ω）
电阻箱R（最大电阻为99.9Ω）
定值电阻
开关、导线若干
（1）要准确测量电源的电动势和内阻，应适当扩大电流表的量程，电流表应选______（填“”或“”），定值电阻应选______（填“”或“”）。
（2）用提供的器材在虚线框中画出实验电路图______。
（3）若所选电流表的示数为I，实验测得的图像如图所示，则待测电源的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果保留小数点后两位）
【答案】（1） （2） （3）2.97 3.41
【解析】【小问1详解】
[1][2]电流表内阻已知，故电流表选，定值电阻用来扩大电流表的量程，选用定值电阻时，改装后的电流表的量程为0.55A，适合本实验，如果将定值电阻与电流表并联，改装后的电流表的量程变化不大，故定值电阻应选。
【小问2详解】
实验电路图如图所示
【小问3详解】
设改装后的电流表的总电阻为，则
改装后的量程是原电流表量程的11倍，根据闭合电路的欧姆定律得
变形可得
由图可知
解得
13. 如图甲所示，轻弹簧上端通过力传感器固定在天花板上，下端连接一小球，将小球托至弹簧原长处，时，给小球一向下的初速度，使小球在竖直方向振动起来，不计空气阻力。已知小球的质量，弹簧的劲度系数，重力加速度，通过力传感器描绘出的弹簧的弹力（弹簧伸长时弹力为正）随时间变化的图像如图乙所示，弹簧始终在弹性限度内。
（1）求小球的振幅；
（2）以平衡位置为坐标原点，取向下为正方向，求小球的振动方程。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
由图乙可知，小球振动到最低点时弹簧拉力最大，为，小球振动到最高点时弹簧弹力向下，大小。如图所示
设最低点时弹簧的形变量为，最高点时弹簧的形变量为，有
，
解得
，
故振幅
【小问2详解】
由题可知振动周期，故
设小球的初相为，则振动方程为
由题可知时，弹簧处于原长，即位移
解得
小球的振动方程为
14. 如图所示为粒子运动轨迹控制器的结构图，平行板MN、PQ间存在加速电场，板PQ右侧宽度的区域内分布着电场强度大小、方向竖直向下的匀强电场，虚线cd与ef为边界线，边界ef右侧有一半径为0.1m的圆形有界匀强磁场（未画出），磁场边界与ef相切于a点。现将一比荷为的带正电粒子紧挨板MN由静止释放，经电场加速后从PQ板上的小孔O以的速率垂直射入右边的匀强电场，经电场偏转后从a点射入磁场，最后从a点所在直径的另一端射出磁场，已知粒子重力不计，求：
（1）板MN、PQ间的电压；
（2）圆形磁场区域内磁场的磁感应强度大小及方向。
【答案】（1） （2），向与竖直方向的夹角
【解析】【小问1详解】
粒子在加速电场中运动的过程，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
由题可知，磁场方向垂直纸面向里粒子在偏转电场中做类平抛运动，有
解得
根据
解得
故粒子射出偏转电场时的速度
粒子进入磁场时的速度方向与竖直方向的夹角满足
解得
根据几何关系可知，在磁场中偏转的角度为，粒子在磁场中的偏转半径
在磁场中有
解得
15. 如图所示，长的轻绳一端连接一质量、可视为质点的小球，另一端悬挂于点，有一质量、倾角的斜面体静止在光滑水平面上，斜面粗糙，为斜面上一点，两点间的距离也为，且连线垂直于斜面。将一质量的小物块放在点，小物块恰好保持静止。现将小球拉至轻绳水平，然后由静止释放，小球摆下后与小物块发生弹性正碰，碰撞时间极短，此后小物块滑至斜面上的点时与斜面体再次保持相对静止，不计空气阻力，小球摆动时未与斜面相碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。
（1）求小球与小物块碰后瞬间小物块的速度大小；
（2）求碰后小球返回最低点时轻绳的拉力大小；
（3）若小物块到达P点后，斜面体突然被卡住并停止运动，此后小物块恰好到达B点，求P、B两点之间的距离s。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
由几何关系可知，小球与小物块碰撞瞬间，轻绳与竖直方向的夹角为，设碰撞前瞬间小球的速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得
设小球、小物块碰撞后瞬间速度分别为，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
碰后瞬间小物块的速度大小为；
【小问2详解】
设小球返回至最低点时的速度大小为，根据机械能守恒定律有
在最低点时有
解得
【小问3详解】
碰后小物块和斜面体整体水平方向动量守恒，设小物块到达点时，小物块与斜面体的共同速度为
有
解得
将小物块的速度分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度，如图所示
则有
，
当斜面体停止运动后，突变为0，小物块将以速度沿斜面上滑，设小物块与斜面间的滑动摩擦力为，因小物块恰能静止在斜面上，故
小物块从点运动到点，根据动能定理有
解得