2023-2024学年江苏省扬州市广陵区重点中学高三上学期12月月考 物理试题（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省扬州市广陵区重点中学高三上学期12月月考 物理试题（含解析），共12页。试卷主要包含了12，0mA，内阻为）；，5m等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意．
1．如图所示，轻绳穿过光滑圆环，一端连接在天花板上，另一端吊着小球，手握光滑圆环的手柄，使圆环沿竖直方向缓慢上移，在圆环上移的过程中（圆环上移的最高点低于轻绳在天花板的悬点），轻绳对圆环的作用力（ ）
一直变大
一直减小
方向始终水平向左
D．方向始终水平向右
2．如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力、弹力做正功，摩擦力做负功
B．Q点重力的瞬时功率为mg
C．重力对质点做功的功率一直变大
D．若质点自P 滑到最低点Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为mgR，则滑到Q 时对轨道的正压力为mg
3．某物体沿一直线运动，时刻开始计时，物体运动的图象如图所示，根据图象信息，下列说法正确的是（ ）
物体在前内的位移是
物体的加速度大小是
C．物体在前内的位移是
D．物体在时的速度是
4．两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来用细线悬挂在升降机内，如图所示。升降机以的速度匀加速上升，A、B和升降机均相对静止，某时刻细线突然断裂，则在细线断裂瞬间，A、B的加速度分别为（取竖直向上为正方向，重力加速度大小g取）（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
5．如图所示，圆轨道上卫星1与椭圆轨道上卫星2周期相同，两卫星轨道相交于A、B两点，C、D连线过地心，D点为远地点。下列说法正确的是（ ）
A．椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径
B．卫星1和卫星2在A点向心加速度大小相等
C．卫星1在C点速度大于卫星2在D点速度
D．相等时间内卫星1与地球的连线扫过的面积等于卫星2与地球的连线扫过的面积
6．如图甲所示是一列简谐横波在时刻的波形图，质点P的平衡位置位于处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播
B．再经过质点P的加速度最大且沿y轴负方向
C．质点Q的振动方程为
D．该波的波速为10m/s
7．某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电电流随时间变化的图象如图乙中所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲图线圈在磁场中位置时产生的电流最大
B．电流的有效值为10A
C．电流的频率为5Hz
D．电流的瞬时值表达式为
8．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为（不考虑温度变化对灯泡的影响），为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光.将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则下列说法不正确的是（ ）
两灯泡逐渐变暗
V1示数变小、V2的示数增大
电源的输出功率减小，效率增大
与的比值大于与的比值
9．真空中有一静止、半径为的均匀带正电的球体，场强沿半径方向分布情况如图所示，图中以及静电力常量都是已知量，下列说法中正确的是（ ）
处电势最高
、两处的电场强度方向相反
、两处的电势差等于
利用已知量可求出球体所带的电荷量
10．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，为MN的中点，c、d位于MN的连线上，且c、d到O点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的电场强度为零
B．a、b处的电场强度大小相等，方向相反
C．c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．点处的磁感应强度为零
11．如图甲所示，单匝线圈电阻，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为，有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，则（ ）
A．在时间内，a点电势高于b点电势
B．当时穿过线圈的磁通量为
C．在时间内，通过电阻R的电荷量大小为
D．在时间内，a、b两点间电压大小为
二、非选择题：共5题，共56分.其中第13题~第16 题解答请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
12．如图甲所示，将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下：
A．待测水果电池（电动势约1V，内阻小于）
B．滑动变阻器（阻值）；
C．滑动变阻器（阻值）；
D．电压表V（量程3V，内阻约）；
E.毫安表A（量程1.0mA，内阻为）；
F.开关一个，导线若干。
（1）为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻，已提供的如图乙、丙所示的两个测量电路图，应选 （填“乙”或“丙”）；滑动变阻器应选 （填“B”或“C”）。
（2）该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丁所示，根据图线求出这个水果电池的电动势为 V、内阻为 。
13．如图所示，初速度忽略不计的α粒子从小孔C进入电压为的加速电场，从加速电场射出后进入半径为的圆形匀强磁场区域，该区域磁感应强度，方向垂直纸面向里，圆形磁场右边有竖直荧光屏与磁场边界相切，荧光屏的中心点M和圆形磁场的圆心O及小孔C在同一直线上，α粒子的比荷为，重力不计。
（1）求α粒子进入磁场时的速度大小；
（2）若α粒子打在荧光屏上的P点（图中未标出），求PM的距离。
14．如图所示，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝4Ω的电阻，导轨间距为L＝1m；有一质量m＝0.5kg，电阻r＝1Ω，长L＝1m的金属杆ab水平放置在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数，导轨平面与水平面间的倾角为θ＝30°，在垂直导轨平面的方向上有匀强磁场，且磁感应强度的大小B＝1T，若现让金属杆ab由静止开始下滑，已知当杆ab由静止开始到恰好做匀速运动的过程中，通过杆ab的电量q＝1.5C，试求：
（1）杆ab下滑速度大小为2m/s时，其加速度的大小；
（2）杆ab下滑的最大速率；
（3）杆ab从静止开始到恰好做匀速运动的过程中R上产生的热量；
15．由某种透明材料制成的半球的截面如图所示，O为球心，AO为其对称轴。一单色光从截面的B点平行于对称轴AO射入半球，此时透明半球左侧恰好没有光线射出。透明半球的半径为R，O、B两点间距离为，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）透明材料的折射率n；
（2）光在透明半球中传播所用时间t。

16．如图所示，在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动的水平传送带左端与粗糙的弧形轨道平滑对接。质量的物体（可视为质点）从轨道上高的点由静止开始下滑，滑到传送带上的点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数，传送带两端之间的距离。传送带右端与光滑水平面平滑对接，物体与质量的静止小球发生弹性正碰。重力加速度。求：
（1）物体从点下滑到点的过程中，摩擦力做的功；
（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，摩擦力对物体的冲量大小；
（3）物体与小球碰后瞬间，物体的速度大小。
参考答案：
1．A
【详解】轻绳对圆环的作用力等于圆环两边轻绳拉力的合力，圆环向上移动过程中，圆环两边轻绳上拉力大小始终等于小球的重力，两力的夹角变小，合力增大；方向沿圆环两边轻绳夹角的角平分线，斜向左下。
故选A。
2．D
【详解】A．重力做正功，摩擦力做负功，弹力不做功，A错误；
B．在Q点速度方向水平向右，与重力方向垂直，所以重力的瞬时功率为0，故B错误；
C．质点开始时竖直速度为0，到达最低点时竖直速度又变为0，可知竖直速度先增后减，根据
P＝mgvy
可知重力对质点做功的功率先变大后减小，C错误；
D．质点从P到Q的过程，根据动能定理
mgR－Wf＝
解得
vQ＝0
对Q点根据向心力公式
FN－mg＝
解得
FN＝mg
再根据牛顿第三定律，质点对轨道的正压力为mg，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．根据函数图像可得
代入数据求得，物体在前内的位移是，A错误；
B．由匀变速直线运动的位移公式可得
根据图像分析,解得
B错误；
C．物体在前内的位移
C正确；
D．物体在时的速度是
D错误。
故选C。
4．D
【详解】整体匀加速上升过程中，对B
细线断裂瞬间，对A
得
B的合力不变，加速度仍为。
故选D。
5．C
【详解】A．根据开普勒第三定律
圆轨道上卫星1与椭圆轨道上卫星2周期相同，椭圆轨道的长轴等于于圆轨道的直径，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
卫星在A点的加速度相同，卫星1的万有引力全部用来提供向心力，卫星2的万有引力只有部分用来提供向心力，则卫星1在A点的向心加速度大于卫星2在A点的向心加速度，故B错误；
C．以地球球心为圆心，地球球心与D点的距离为半径做圆，设为圆轨道3，若卫星2在圆轨道3做匀速圆周运动，速度为，根据变轨原理可知，卫星在圆轨道3的D点处的速度大于椭圆轨道2的D点的速度，即
对于圆轨道1和3，根据万有引力提供向心力
可得
可得
则
故C正确；
D．由开普勒第二定律可知，同一轨道上卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，卫星1与卫星2不在同一轨道，则在相等时间内，卫星1与地心连线扫过的面积不一定等于卫星2与地心连线扫过的面积，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．由图乙可知时刻，质点P向下振动，根据上下坡法，波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图乙可知，再经过质点P的位于波谷，加速度最大且沿y轴正方向，故B错误；
C．质点P、Q的相位差
由图乙可知质点P的振动方程为
质点Q的振动方程为
故C正确；
D．该波的波长为，周期为，波速为
故D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．甲图线圈与磁场垂直，处在中性面，感应电流为零，A错误；
B．电流的有效值为
B错误；
C．电流的频率为
C正确；
D．电流的瞬时值表达式为
D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，根据
可知电路总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，故A正确；
B．电压表V2测量的是路端电压，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，因总电流减小，所以V1的示数减小，根据闭合电路欧姆定律得
可知路端电压增大，即V2的示数增大，故B正确；
C．由图可知，外电阻大于内电阻，将滑片向下滑动，电路中的外电阻增大，与内电阻差值变大，电源的输出功率减小。
电源的效率为
可知，路端电压增大，效率增大，故C正确；
D．电压表V2的测量值为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
V2的变化量为
所以
根据部分电路欧姆定律得
可得
所以与的比值小于与的比值。故D错误。
本题选择不正确的，故选D。
9．D
【详解】AB．由图可知，场强沿半径方向始终大于0，r1、r2两处的电场强度方向相同，电势沿着场强方向逐渐降低，故处不是电势最高处，可知球心处的电势最高，故AB错误；
C．在E-r图像中，曲线与坐标轴所围成的面积表示电势差的大小，故可得、两处的电势差大于，故C错误；
D．根据处的场强为，有
解得
故D正确；
故选D。
10．C
【详解】A．正电荷在O点处的电场强度方向水平向右，负电荷在O点处的电场强度方向水平向右，根据场强叠加可知，O点处的总电场强度不为零，故A错误；
B．根据对称性可知，a、b处的电场强度大小相等，方向相同，均水平向右，故B错误；
CD．根据右手螺旋定则，M、N两点处长直导线在c、d、点处的磁感应强度方向均竖直向下，根据对称性以及场强叠加可知，c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同；点处的磁感应强度不为零，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】A．在时间内，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，R中有电流从b流向a，b点电势高于a点电势，A错误；
B．由图可知时，，则此时穿过线圈的磁通量为
B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
R两端电压为
D错误；
C．内通过电阻R的电荷量大小为
C正确。
故选C。
12． 乙 C 0.97 700
【详解】（1）[1]电流表的内阻已知，故采用乙电路图。
[2]毫安表满偏时，电路的总电阻约为
所以滑动变阻器接入电路的阻值最小应为几百欧，故滑动变阻器选择C。
（2）[3]图线如图丁所示，图线与纵轴截距即为电动势
图像的斜率绝对值
解得
（3）[5]电动势是电源本身具有的属性，电流表不具有产生电动势的本领，所以“等效电源”的电动势为
[6]电流表的内电阻和电源的内电阻串联作为“等效电源”的内电阻，则
13．（1）；（2）
【详解】（1）设粒子进入磁场的速率为，根据动能定理可得
代入已知数据求得
（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有
解得
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
所以可得
由几何知识可得
得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）取ab杆为研究对象其受力如图示，建立如图所示坐标系
且
摩擦力
电流及电动势
，
联立上面解得
当时解得
（2）由上问可知
故AB做加速度减小的加速运动当a=0速度最大，则
解得
（3）从静止开始到匀速运动过程中
解得
x＝7.5m
设两电阻发热和为Q由能量守恒可知
根据
联立解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）光线在球面上恰好发生全反射，光路图如图所示

根据几何关系可知，全反射的临界角满足
可得
根据全反射临界角公式可得
解得
（2）光线在透明半球内传播的速度为
根据几何关系可知，光在透明半球中传播的路程为
光在透明半球中传播所用时间为
联立解得
16．（1）-15J；（2）4N•s；（3）12J
【详解】（1）从P到A根据动能定理，有
代入数据解得
（2）由于物体冲上传送带的初速度大于初速度的速度，开始物体相对传送带向右运动，则有
μmg=ma
解得
a=5m/s2
物体向右先做匀减速直线运动，减速至与传送带同速时通过的位移
代入数据解得