天津市名校2024-2025学年高三（上）12月检测物理试卷（含解析）

这是一份天津市名校2024-2025学年高三（上）12月检测物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，穿在竖直杆上的物块A与放在水平桌面上的物块B用绳相连，O为定滑轮，将A由图示位置释放，当绳与水平方向的夹角为30°时，物块B的速度大小为2m/s，则此时物块A的速度大小为( )
A. 1m/sB. 2m/sC. 4m/sD. 8m/s
【答案】C
【解析】【分析】
将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度，依据运动的合成法则，即可求解。
解决本题的关键会对速度进行分解。
【解答】
物块A沿竖直杆的运动方向是物块A的合速度方向，将合速度沿着绳子与垂直绳子两个方向分解，绳子方向的速度等于物块B的速度，如图所示，由图可得
vAsin30∘=vB
vA=vBsin30∘=2sin30∘m/s=4m/s
ABD错误，C正确。
故选C。
2.女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里通过一个实验成功展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应.在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中.假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化(振动)，如图所示.已知液滴振动的频率表达式为f=krxρ −12σ 12，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数(其单位为N/m)，x是待定常数.对于待定常数x的大小，下列说法中可能正确的是( )
A. 32B. −32C. 2D. −3
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查单位的换算，要注意明确物理量之间的计算公式同样可适用于单位间的换算关系；因此可以利用单位来验证公式的正误。
【解答】根据物理公式同时对应单位间的换算关系可知：
A.若x=32，则有：(m) 32(kgm2)12(Nm)12=m3(Nkg⋅m)12=(kg⋅m/s2kg⋅m)12=m3⋅s−1；故A错误；
B.若x=−32，则有：(m)32(kgm3)12(Nm)12=(Nkg⋅m)12=(kg⋅m/s2kg⋅m)12=s−1；故B正确；
C.若x=2，则有：m2(kgm3)12(Nm)12=(kg⋅m/s2kg)12=(m)12s−1；故C错误；
D.若x=−3，则有：m−3(kgm3)12(Nm)12=m−2(kg⋅m/s2kg)12=(m)32⋅s−1；故D错误。
3.为了应对地球上越来越严重的雾霆天气和能源危机，各国科学家正在对太空电站的可行性和关键技术进行研究．太空电站又称空间太阳能电站，是指在地球同步轨道上运行的超大型航天器，其上安装着巨大的太阳能电池板或激光器，将产生的电能通过微波或激光以无线能量传输方式传输到地面．假设若干年后，人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动．已知该太空电站经过时间t(t小于太空电站运行的周期)，它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G，则下列说法中正确的是( )
A. 太空电站在轨道上运行的速度大于地球的第一宇宙速度
B. 太空电站轨道所在处的加速度小于赤道上随地球自转物体的向心加速度
C. 太空电站的环绕周期为βt2π
D. 地球的质量为s3Gt2β
【答案】D
【解析】解：该太空电站经过时间t(t小于太空电站运行的周期)，它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，
则太空站运行的线速度为v=st
角速度为：ω=βt
根据v=ωr得轨道半径为：r=vω=stβt=sβ
A、人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：GMmr2=mv2r，解得：v= GMr，半径越小，线速度越大，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故太空电站在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
B、人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期与地球自转角速度相同，轨道半径大于地球自转物体半径，根据a=ω2r可知，太空电站轨道所在处的加速度大于赤道上随地球自转物体的向心加速度，故B错误；
C、根据T=2πω得太空电站的环绕周期为T=2πβt=2πtβ，故C错误；
D、人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：GMmr2=mω2r，解得：M=ω2r3G=s3Gt2β，故D正确；
故选：D．
已知该太空电站经过时间t(t小于太空电站运行的周期)，它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角速度，然后根据v=ωr可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求求得地球的质量．
本题考察匀速圆周运动的线速度和角速度的定义，以及其关系．人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：GMmr2=mω2r，可求得中心天体的质量，属于基本题目，关键是熟练记忆公式．
4.匀强电场平行于xOy平面。a、b两点坐标分别为(0,8)和(3,0)，电势分别为14V和8V，原点O的电势为2V。下列说法正确的是( )
A. 场强方向垂直于ab连线
B. 场强方向平行于ab连线
C. 电场强度大小为250V/m
D. 把电荷从a点沿aOb移动到b点，电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查匀强电场的性质。解决问题的关键是熟知匀强电场场强与电势差之间的关系，知道电场线与等势面垂直，知道正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小。
【解答】
AB.因aO两点的电势分别为14V和2V，可知其中点c的电势为φc=14+22V=8V=φb
则bc为等势面，场强方向垂直于bc斜向下，故AB错误；
C.由场强与电势差的关系结合几何关系可得E=Ud=8−20.03×cs37∘V/m=250V/m，故C正确；
D.把电荷从a点沿aOb移动到b点，电势先降低后升高，若电荷带正电，则电势能先减小后增大；若电荷带负电，则电势能先增大后减小，故D错误。
5.如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是( )
A. 该介质对a光的折射率为2 33
B. a光的折射光线不能在AB面发生全反射
C. 在同一介质中，a光的光速大于b光的光速
D. 用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
【答案】B
【解析】【分析】
根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式n=sinisinr求解折射率；
由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射；
再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小。
本题考查光的折射及光的干射等内容，要求能熟练应用折射定律并掌握光的波长、频率及波速间公式的应用。
【解答】
A、结合光路图，由几何知识可知，a光入射角i=60°，折射角r=30°，根据折射定律得a光的折射率为n=sinisinr=sin60°sin30∘= 3，故A错误；
B、由几何知识求出a光线在M点的入射角i′=30°，sini′=0.5，临界角的正弦为sinC=1n= 33>sini′，即有i′