山东省济南第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题

这是一份山东省济南第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共8小题）
1．如图所示为某同学在起立或下蹲过程中利用手机软件测量的加速度随时间变化的图像。取竖直向下为加速度的正方向，则图中描述的是（ ）
A．起立过程B．下蹲过程C．先下蹲再起立的过程D．先起立再下蹲的过程
2．一平直路面上，甲、乙两车在做匀变速直线运动，其速度与时间的关系图象如图。时刻，乙车在甲车前方处。则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，甲车刚好追上乙车B．时刻，甲车刚好追上乙车
C．乙车的加速度大小大于甲车的加速度大小D．过程中甲、乙两车之间的距离先增大后减小
3．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切。穿在圆弧轨道上的小球在水平拉力F（图中未画出）的作用下，缓慢地由B向A运动，圆弧轨道对小球的弹力为。则在小球运动的过程中（ ）
A．F增大，减小B．F增大，增大
C．F减小，减小D．F减小，增大
4．链球是田径运动中利用双手投掷的竞远项目。运动员两手握着链球上铁链的把手，人转动带动链球旋转，最后加力使链球脱手而出。如图所示为链球运动员正在训练，目测链球的铁链与水平方向大约成角，已知重力加速度为，估算链球做圆周运动的向心加速度大约为（ ）
A．B．C．D．
5．电动自行车是日常短途出行的重要交通工具，为确保消费者的生命财产安全，新国标规定电动自行车的最高速度不能超过25km/h。某品牌电动自行车所用电动机的额定电压为48V，额定电流为12A，内电阻为。若该电动自行车在额定状态下以国标规定的最高速度在水平地面上匀速行驶，不计其自身机械能损耗，则该电动自行车受到的阻力约为（ ）
A．83NB．62NC．23ND．17N
6．利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷，如图所示为一种质谱仪的原理示意图。某带电粒子从容器A下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自O点垂直磁场边界进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的P点，粒子重力不计。此过程中，比荷越大的带电粒子（ ）
A．进入磁场时的速度越小B．在加速电场中的加速时间越长
C．在磁场中的运动时间越长D．在磁场中做匀速圆周运动的半径越小
7．如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知平行板电容器的电容可用公式计算，式中k为静电力常量，为相对介电常数，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离，只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时，传感器才有感应，则下列说法正确的是（ ）

A．按键的过程中，电容器的电容减小
B．按键的过程中，图丙中电流方向从b流向a
C．欲使传感器有感应，按键需至少按下
D．欲使传感器有感应，按键需至少按下
8．如图所示为某同学投篮的示意图。出手瞬间篮球中心与篮筐中心的高度差为h（篮球中心低于篮筐中心），水平距离为，篮球出手时速度与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，，。若篮球中心恰好直接经过篮筐中心，则篮球出手时速度的大小为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（本大题共4小题）
9．科学家观测到太阳系外某恒星有一类地行星，测得该行星围绕该恒星运行一周所用的时间为9年，该行星与该恒星的距离为地球到太阳距离的8倍，该恒星与太阳的半径之比为2∶1。假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆，下列说法正确的是（ ）
A．该恒星与太阳的质量之比为512∶81
B．该恒星与太阳的密度之比为1∶9
C．该行星与地球做圆周运动时的运行速度之比为2∶9
D．该恒星表面与太阳表面的重力加速度之比为128∶81
10．在绝缘光滑水平面上的的A处、的处分别固定正电荷，如图甲所示。图乙是之间连线上的电势与位置之间的关系图像，图中点为电势的最低点。若在的点由静止释放一个带正电小球（可视为质点），下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到处的加速度最大B．两正电荷带电量之比
C．小球在处的动能最大D．小球不能经过的位置
11．如图所示，长为的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以初速度射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若只撤去电场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从N点射出，粒子重力不计。以下说法正确的是（ ）
A．该粒子一定带正电
B．该粒子带正电、负电均可
C．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从AQ之间射出
D．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子打在板PQ上
12．一物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，物体的机械能E与上升高度的关系如图所示，已知曲线上A点处切线的斜率最大。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．过程中物体所受的拉力先增大后减小
B．处速度最大
C．过程中物体的动能先增大后减小
D．过程中物体的加速度先增大再减小，最后物体做匀速运动
三、实验题（本大题共2小题）
13．某同学想测量一未知电阻Rx的阻值，粗测其阻值大约为，现要较准确地测量其电阻，有如下器材：
电压表V（量程0~3V，内阻约为）；
电流表A1（量程0~12mA，内阻约为）；
滑动变阻器R（最大阻值为）；
电源E（电动势为3V，内阻可忽略不计）；
开关及导线若干。
（1）实验电路图应选用 。
A． B． C． D．
（2）请把实物连接图中缺少的两根导线补全。( )
（3）该同学发现实验室中还有一块内阻约为、量程0~12mA的电流表A2，此实验中用电流表 （填“A1”或者“A2”）进行实验会使测量更准确。
14．某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为、；
（2）两挡光片的宽度相同，用游标卡尺测量其宽度时的示数如图乙所示，则该读数为 mm；
（3）接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，则应将导轨右端 （选填“调高”或“调低”），直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平：
（4）滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块A、B均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、；
（5）在实验误差允许范围内，若表达式满足等式 （用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒；若表达式 （仅用、和表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
四、解答题（本大题共4小题）
15．你应邀分析下面的事故：一位粗心司机撞到前面一辆停在停车标牌前的车的尾部。就在碰撞前，司机猛踩刹车车轮锁死。被撞车的司机也踩牢刹车，锁住车轮。被撞车的质量，运动的车质量，在碰撞时，两车的保险杠被撞坏。警察根据痕迹认为两车在碰后一起移动了0.87m。测试认为，轮胎和路面的动摩擦系数为0.92，撞车的司机声称当他接近被撞车时，时速低于20km/h，请计算说明他的陈述是否真实？（g取）
16．如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，，求：
（1）导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向；
（2）导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。
17．如图所示，有一圆心为、半径为的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，半径与水平半径之间的夹角。圆弧轨道右侧某处有一光滑水平桌面，桌面边缘与木板C的左侧对齐，木板C长为且厚度不计，在木板C左端点有一静止的小滑块B。现将小球A从圆弧轨道内侧点由静止释放，并从圆弧轨道末端点飞出，到最高点时恰好与滑块B发生弹性碰撞，A、B可视为质点且碰撞时间极短。已知质量的球A表面光滑，滑块B与木板C的质量，B、C两者之间的动摩擦因数为，取重力加速度，空气阻力忽略不计，，。
（1）求球A到达点时速度的大小；
（2）求点与点之间的水平距离；
（3）求A、B碰撞后，滑块B和木板C组成的系统损失的机械能；
（4）若仅将滑块B初始位置向右移动，使滑块B到木板C左端点的距离等于，球A仍从点由静止释放，求A、B发生弹性碰撞后整个过程中摩擦力对滑块B所做的功。
18．如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜的范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。
（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0；
（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；
（3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。
参考答案
1．【答案】A
【详解】此同学最初静止，竖直向下为加速度的正方向，根据图像，然后加速度开始为负值即加速度向上，是加速上升；后来加速度为正值，即加速度向下，是减速上升；最后静止。全过程为先加速上升再减速上升最终静止，所以是起立过程。故BCD错误，A正确。选A。
2．【答案】A
【详解】AB．由图象的面积可表示位移，可知在时刻，甲车比乙车多走的距离为，因为，则此时甲车刚好追上乙车，A正确，B错误；
C．由斜率大小表示加速度大小可知，，所以乙车的加速度大小小于甲车的加速度大小，C错误；
D．内两车距离减小，后甲车速度小于乙车速度，两车距离又增大，过程中甲、乙两车之间的距离先减小后增大，D错误。选A。
3．【答案】C
【详解】根据题意可知，小球缓慢地由B向A运动，则水平拉力F向左，设某时刻小球与圆心的连线与水平方向的夹角为θ，对小球受力分析，如图所示
则有，，小球缓慢地由B向A运动过程中，由至逐渐增大，则增大，增大，所以减小，减小。选C。
4．【答案】C
【详解】对链球受力分析由牛顿第二定律可得，得，选C。
5．【答案】B
【详解】对电动机有，由于电动自行车在额定状态下以国标规定的最高速度在水平地面上匀速行驶，则有，，解得，选B。
6．【答案】D
【详解】AB．根据，可得，则比荷大的粒子进入磁场时的速度越大，在加速电场中的加速时间越短，选项AB错误；
C．根据可知，比荷大的粒子在磁场中的运动周期越短，则时间越短，选项C错误；
D．根据，则比荷大的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径越小，选项D正确。选D。
7．【答案】B
【详解】A．根据电容计算公式得，按键过程中，d减小，C增大，A错误；
B．因C增大，U不变，根据得Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，B正确；
CD．按键过程中，d减小，电容C增大，当电容至少增大为原来的倍时，传感器才有感应，根据得，板间距离至少为，所以按键需至少按下，CD错误。选B。
8．【答案】C
【详解】设向上为正方向，初速度大小为，由于篮球做斜抛运动，速度与水平方向夹角为，由篮球水平方向分运动做匀速直线运动得，篮球竖直方向分运动为匀减速直线运动得，联立解得篮球出手时速度的大小为，选C。
9．【答案】AD
【详解】A．设质量为m的行星绕质量为M的恒星做半径为r、周期为T的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，解得，该恒星与太阳的质量之比为，故A正确；
B．恒星的密度为，该恒星与太阳的密度之比为，故B错误；
C．恒星的运行速度为，该行星与地球做圆周运动时的运行速度之比为，故C错误；
D．恒星表面质量为m0的物体所受万有引力等于重力，即，可得恒星表面的重力加速度为，该恒星表面与太阳表面的重力加速度之比为，故D正确。选AD。
10．【答案】BC
【详解】A．图像中，斜率即为合电场强度，点处斜率为0，即合电场强度为0。小球运动到处的加速度为零，最小。故A错误；
B．处场强为零，根据点电荷场强则有，解得，故B正确；
C．从到的过程中，电势降低，带正电小球电势能减小，电场力做正功，动能增加。从再向右运动过程中，电势升高，带正电小球电势能增大，电场力做负功，动能减小。小球在处的动能最大。故C正确；
D．设点和小球运动能到达的最右端处电势差为，根据动能定理得，得，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置。由乙图可知，和处电势相等的点在的右侧，小球能经过的位置。故D错误。选BC。
11．【答案】AC
【详解】AB．由于撤去电场时，该带电粒子从N点射出，可知洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，粒子带正电，A正确，B错误；
CD．有电场与磁场作用时，由于粒子恰沿直线从NQ的中点A射出，可知，此时粒子做匀速直线运动，则有qv0B=qE，解得，若只撤去电场，粒子从N点射出，作出轨迹如图所示
根据几何关系有，解得R=2d，在磁场中，结合上述解得，若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，若粒子从AQ之间射出，则有，，解得，可知，粒子从AQ之间射出，C正确，D错误。选AC。
12．【答案】AC
【详解】A．物体受重力与拉力作用，重力做功不改变物体的机械能，机械能的变化量等于拉力做功，则有，得，所以斜率为表示拉力。0-h1阶段斜率增大，即拉力增大，h1-h2过程中，图象斜率减小，拉力F减小，拉力先增大后减小，A正确；
B．在h1处，斜率最大，拉力最大，拉力大于重力，物体正在加速，所以处速度不是最大，B错误；
C．由图象可知，在h1-h2过程中，图象斜率减小，拉力F减小，在h2后图象斜率为零，拉力为零，在h1处拉力F大于重力，在h2处拉力为零，因此在h1-h2过程中，拉力先大于重力后小于重力，物体先向上做加速直线运动后做减速直线运动，动能先增大后减小，C正确；
D．在0-h3过程中，拉力先大于重力后小于重力，最后拉力为零，物体的合外力先减小到零后反向增大、最后不变，根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小先减小后增大再不变，h2-h3阶段为竖直上抛运动，不是匀速，D错误。选AC。
13．【答案】D；；A1
【详解】（1）[1] 提供的滑动变阻器R的最大阻值为，明显小于Rx的阻值，所以选用分压式接法，Rx的阻值大约为，属于大电阻，所以应选用电流表内接法，所以电路图选D。
（2）[2] 实物连接图中缺少的两根导线分别是电压表要并联在电流表和待测电阻串联后的电路两端，滑动变阻器下方两接线柱应与电源开关相连，电路图补全如下
（3）[3]本实验误差是电流表分压，所以应选用内阻小的电流表，选A1。
14．【答案】5.20；调高；；
【详解】（2）[1]由图乙可知，游标卡尺的游标尺是20分度的，游标尺的第4刻度线与主尺上某刻度线对齐，设挡光片的宽度为d，则游标卡尺的读数为
（3）[2]滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，可知滑块在导轨上向右做加速运动，即导轨左高右低，则应将导轨右端调高，直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平。
（5）[3]滑块经光电门时，是滑块A经光电门1时的时间，是滑块B被滑块A碰撞后经光电门2的时间，是滑块A与滑块B碰撞后经光电门2的时间，因此则有滑块A经光电门1时的速度，即碰撞前的速度为，滑块A与滑块B碰撞后A的速度，滑块B被碰撞后的速度，在实验误差允许范围内，若表达式，即为，成立，说明滑块A、B在碰撞过程中动量守恒。
[4]若表达式，即为，且与，联立解得，则有，成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
15．【答案】见解析
【详解】两车碰撞后一起做减速运动，此时两车仅受摩擦力作用，其加速度为 ，解得，根据减速运动的运动方程，有，可解得两车相撞之后的速度约为，碰撞过程动量守恒，有，解得，因此可以判断他说谎，不真实
16．【答案】（1）感应电流大小为，方向b到a；（2）
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，斜面顶部线圈产生的感应电动势为，产生的感应电流为，代入数据可得，根据楞次定律可得电流方向b到a。
（2）导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑，由平衡条件可得，导体棒在中切割磁感线产生的感应电流方向为b到a，感应电动势大小为，故回路中的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得，由运动学公式可得，联立解得
17．【答案】（1）；（2）；（3）；（4）当时，，当时，
【详解】（1）球A从点运动到点，由动能定理得，解得
（2）球A离开点后做斜抛运动，水平方向，竖直方向，解得
（3）A、B物体碰撞，动量守恒、能量守恒，，解得，B在C板上滑动过程中，若共速前不从C板上滑下。由动量守恒、能量守恒得，，解得，，则物块B未从C板滑下。滑块B和木板C组成的系统损失的机械能为
（4）当时，B不会从C板滑下，对B物体由动能定理得，解得，当时，B能从C板滑下，由动量守恒和能量守恒得，，解得，由动能定理得，解得
18．【答案】（1）；（2），方向沿x轴正方向；（3）(n=0,1,2⋅⋅⋅)
【详解】（1）根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，在区域根据洛伦兹力提供向心力有，在匀强加速电场中由动能定理有，联立解得
（2）根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，在区域根据洛伦兹力提供向心力有，粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足，联立可得
（3）在匀强加速电场中由动能定理有，可得，在区域根据洛伦兹力提供向心力有，可得粒子在区域运动的轨迹半径，作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向夹角为，根据几何关系可知，则粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向的夹角为，该速度沿轴和轴正方向的分速度大小为，，则粒子从射出后的运动可分解为沿轴正方向的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动，可知，解得，粒子做圆周运动的周期为，粒子至少运动距离轴最近，加上整周期则粒子运动，时距离轴最近，则最近位置的横坐标为，纵坐标为，，综上所述，最近的位置坐标，。