云南省昭通市2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题（含解析）

这是一份云南省昭通市2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题（含解析），共21页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分．选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图，一个人托着手机站在斜向下运动的扶梯上，下列说法正确的是（ ）
A. 手掌对手机的作用力大小大于手机对手掌的作用力大小
B. 扶梯对人的作用力是由鞋子的形变产生的
C. 扶梯对人不可能有摩擦力
D. 手掌对手机的作用力大小可能小于手机的重力大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．手掌对手机的作用力和手机对手掌的作用力是一对作用力和反作用力，二者大小相等，所以手掌对手机的作用力大小等于手机对手掌的作用力大小，A错误；
B．扶梯对人的作用力是由扶梯的形变产生的，B错误；
C．人站在斜向下运动的扶梯上，如果扶梯做加速运动，则人受力不平衡，所以扶梯对人可能有摩擦力，C错误；
D．若扶梯斜向下做加速运动，手机处于失重状态，手掌对手机的作用力大小可能小于手机的重力大小，D正确。
故选D。
2. 用水平平行单色光照射竖直放置的薄楔形透明物体，如图所示，则观察到的干涉图样为（ ）
A. 上疏下密、明暗相间的平行条纹
B. 上密下疏的彩色平行条纹
C. 等间距明暗相间的水平平行条纹
D. 等间距明暗相间的竖直平行条纹
【答案】C
【解析】
【详解】根据薄膜干涉原理，可知用水平平行单色光照射薄楔形透明物体，观察到的干涉图样为等间距明暗相间的水平平行条纹。
故选C。
3. 一物理学习小组研究可作为核电池材料衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量m与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变为释放的α射线电离作用很弱
B. 衰变为释放的α射线在电场中不会偏转
C. 图像中的
D. 图像中的
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变为释放的α射线穿透能力较弱，但电离作用较强，故A错误；
B．衰变为释放的α射线为氦核，带正电，所以在电场中会偏转，故B错误；
C．由题图可知，衰变从到经过一个半衰期，则衰变的半衰期为
由题图可知，对应，即经过一个半衰期，则，故C正确；
D．由题图可知，对应，即经过两个半衰期，则有
故D错误
故选C。
4. 如图甲所示，渔船通常利用超声波技术来探测远处鱼群的位置。若测得超声波从渔船传播至鱼群再返回渔船的总时间为4s。已知该超声波的频率为1.0×105Hz，某一时刻该超声波在水中传播的波动图像如图乙所示（O为波源），假设渔船与鱼群均处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为15.2m
B. 该波在水中的传播速度为1520m/s
C. 距波源x=3.8×10-3m处的质点会随波的传播而向鱼群迁移
D. 渔船到鱼群的距离为6080m
【答案】B
【解析】
【详解】A．从波动图像可知该波的波长为1.52×10-2m，故A错误；
B．波速为
故B正确；
C．距波源x=3.8×10-3m处的质点不会随波的传播而迁移，故C错误；
D．超声波往返时间为4s，所以
故D错误。
故选B。
5. 汽车内燃机利用火花塞产生电火花的电路原理图如图所示，汽车蓄电池的电压只有12 V，而要使火花塞产生电火花需要几千伏的高压。开关断开的一瞬间，可以在原线圈两端产生u = Umcsωt的交变电压（持续时间很短）。已知变压器原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，图中变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的最大值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】原线圈中输入电压的有效值为
根据理想变压器变压公式
副线圈的输出电压
则副线圈两端电压的最大值
故选B。
6. 在2024年8月3日进行的巴黎奥运会网球女单决赛中，中国选手获得冠军。图为网球在空中从左向右运动轨迹上的不同位置，P、R两位置在同一水平面内，M为运动轨迹的最高点，取地面为重力势能的参考平面，网球在运动过程中所受空气阻力的大小与速度大小成正比，方向与速度方向相反。下列说法正确的是（ ）
A. 在球拍击打网球过程中，球拍对网球做的功等于击打后瞬间网球的机械能
B. 网球运动到M处的机械能大于在P处的机械能
C. 网球从P处运动到M处克服阻力做的功大于从M处运动到R处克服空气阻力做的功
D. 网球在最高点的加速度可能小于重力加速度，方向沿左下方
【答案】C
【解析】
【详解】A．由功能关系可知，在球拍击打网球过程中，球拍对网球做的功等于网球增加的机械能，故A错误；
B．由于受到空气阻力作用，网球运动到M处的机械能小于在P处的机械能，故B错误；
C．网球从P经过最高点M运动到R处过程中，需要克服空气阻力做功，则网球在P处的动能EkP一定大于在R处的动能EkR，由此可知网球运动到同一高度时，斜上升过程的速度一定大于斜下降过程的速度，其在对应的斜上升过程受到的空气阻力一定大于在斜下降过程受到的空气阻力，综合分析可知网球从P处运动到M处克服阻力做的功大于从M处运动到R处克服空气阻力做的功，故C正确；
D．网球在最高点受到的重力竖直向下，受到的空气阻力水平向左，二者合力大于重力，方向沿左下方，由牛顿第二定律可知此时网球的加速度大于重力加速度，方向沿左下方，故D错误。
故选C。
7. 2024年6月22日15时00分，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功发射中法天文卫星。假设该卫星在距离地面高度为H的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，伽马射线的波长为λ，真空中光速为c，普朗克常量为h，根据上述信息不能求出的是（ ）
A. 该卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小
B. 地球的平均密度
C. 该卫星绕地球做匀速圆周运动的动能
D. 伽马射线光子的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A．由该卫星受到的万有引力提供做圆周运动的向心力，有
在地球表面有
联立解得
故A正确，不符合题意；
B．根据体积公式
密度公式
解得
故B正确，不符合题意；
C．根据万有引力提供向心力
可得
由于卫星质量未知，故C错误，不符合题意；
D．伽马射线光子的能量为
故D正确，不符合题意。
故选C。
8. 如图，在长方体金属导体左侧距离长方体为3a的Q点处放置一个电荷量为q的正点电荷，长方体的宽为2a，O为长方体中心，M在长方体内部，静电力常量为k。已知，则长方体金属导体达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A. 长方体导体左侧P点的电势比右侧N点的高
B. 长方体导体上感应电荷在中心O点产生的电场强度大小为，方向由O指向Q
C. 长方体导体上N点处的电场线一定垂直导体表面
D. 长方体导体上感应电荷在中心O点产生的电场强度大小小于在M点产生的电场强度大小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．金属导体达到静电平衡后，金属导体是等势体，所以长方体导体左侧点的电势等于右侧点电势，A错误；
B．由于金属导体达到静电平衡后内部电场强度为零，由
又
可知导体上感应电荷在长方体导体中心点产生的电场强度大小
方向由指向，B正确；
C．由于金属导体是等势体，电场线与等势面垂直，所以长方体导体上点处的电场线一定垂直导体表面，C正确；
D．已知，点电荷在点产生电场的电场强度大小大于在点产生电场的电场强度大小，由，可知长方体导体上感应电荷在中心点产生的电场强度大小小于在点产生的电场强度大小，D正确。
故选BCD
9. 在距离水平地面某一高度的光滑水平平台上，放置一水平压缩弹簧。半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB和半径也为R的光滑圆弧轨道CDE固定在平台上的同一竖直面内，D为轨道最高点，圆弧CDE对应的圆心角为135°，B、C挨得很近且与两轨道圆心O、O′在同一水平线上，如图。质量为m的小球（可视为质点）被弹簧弹射出去后（与弹簧分离）从A点沿切线方向进入圆弧轨道，恰好能通过最高点D。忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能为3mgR
B. 小球到达D点时的速度大小为
C. 小球通过A点时对圆弧轨道的压力大小为6mg
D. 小球从A点运动到E点的过程中机械能守恒
【答案】CD
【解析】
【详解】B．依题意，小球恰好能通过圆弧CDE的最高点D，由牛顿第二定律得
解得
故B错误；
A．根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能
故A错误；
C．小球通过A点时，有
解得小球通过A点时圆弧轨道对小球的支持力大小
由牛顿第三定律可知小球通过A点时对圆弧轨道的压力大小为6mg，故C正确；
D．小球从A点运动到E点的过程中只有重力做功，机械能守恒，故D正确。
故选CD。
10. 平行长直倾斜导轨M、N与水平面的夹角，这两条导轨之间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，导轨间距和是并联在导轨上端的电阻，且，导体棒ab垂直导轨M、N放置，其质量，各处导轨和导体棒之间的动摩擦因数均相同，如图。从导体棒ab静止释放开始计时，刚释放时导体棒的加速度大小为，当导体棒ab下滑的距离为20m时，其速度达到了最大值1m/s，之后它以这个速度匀速下滑。除以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度．滑动过程中导体棒ab始终保持与导轨垂直且接触良好。由此可知（ ）
A. 导体棒ab运动过程中受到的摩擦力大小
B. 导轨之间磁场的磁感应强度大小
C. 导体棒达到最大速度时，导体棒中的电流
D. 在导体棒ab的位移从0增大至20m过程中，电路中产生的焦耳热为4.5J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由导体棒初始的加速度为，可知
代入题中数据解得摩擦力大小
故A正确；
B．最终导体棒做匀速运动，速度，设此时受到的安培力为，由力的平衡条件得
而安培力
电路总电阻
联立解得
故B错误；
C．导体棒达到最大速度时，导体棒合力为0，则
可得，导体棒达到最大速度时所受安培力
由
解得导体棒中电流
故C错误；
D．对导体棒由能量守恒定律有
代入题中数据，联立解得
故D项正确。
故选AD 。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示实验装置验证牛顿第二定律。质量分别为M和m的两物块通过跨过轻质光滑定滑轮的轻绳相连；左边竖直放置两个光电门1、2，其中光电门1固定不动，光电门2可以上下移动，质量为m的物块的左侧有一挡光片（质量不计）。重力加速度为g。
（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，示数如图乙，则_______。
（2）某次实验中，用刻度尺测得两个光电门的间距为h，挡光片通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，要验证牛顿第二定律，则需验证的表达式为_______（用M、m、d、h、，表示）。
【答案】（1）0.1700##0.1699##0.1701
（2）
【解析】
小问1详解】
根据螺旋测微器读数规则，挡光片的宽度
【小问2详解】
挡光片通过光电门1的速度
通过光电门2的速度
由匀变速直线运动规律有
解得
对两物块整体，由牛顿第二定律有
即需验证的表达式为
12. 为探究热敏电阻的伏安特性，物理兴趣小组做了下列实验。
（1）描绘热敏电阻的I-U图像。已知热敏电阻的阻值为几百欧姆，所使用的电流表内阻小于1Ω，电压表内阻为几千欧姆，为使电压的测量范围足够大，下列测量电路应该选用（ ）
A. B. C. D.
（2）按照你选择的正确电路，将图甲中的实物图连接成电路。______
（3）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图乙所示）和定值电阻、恒压电源组成如图丙所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻。每个热敏电阻消耗的电功率约为_______W（结果保留两位有效数字）。
（4）已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图丁所示，则（3）中热敏电阻的热力学温度约为_______K（结果保留整数）。
【答案】（1）B （2）见解析
（3）0.019##0.020##0.021##0.022##0.023
（4）292##293##294
【解析】
小问1详解】
由于描绘热敏电阻的图像需要电压从零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，又因为电流表内阻远小于热敏电阻的阻值，电流表采用内接方式，故B正确。
【小问2详解】
根据图B所示电路，用笔画线代替导线连接实物电路，如图甲所示。
【小问3详解】
设热敏电阻两端电压为，通过热敏电阻的电流为，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
在题图乙中作出对应的函数图线，如图乙所示
图线与热敏电阻的伏安特性曲线的交点表示此时热敏电阻的工作点，电压，电流。
则每个热敏电阻消耗的电功率
【小问4详解】
由交点坐标可得对应的热敏电阻的阻值。由图丁可知，对应的温度约为20℃，其热力学温度约为293K（292 K ~294 K均正确）。
13. 一个密闭绝热容器的左侧内壁上装有体积不计的温度传感器，底部装有体积不计的电热丝，顶部装有压力表。容器的容积始终保持不变。
（1）初始时容器内气体温度为t1，压力表示数为p0，现用电热丝给容器内的气体加热，当温度传感器示数由t1升高到t2时，求压力表示数p；
（2）若电热丝的额定电压为U，电阻为R，电热丝在额定电压下给气体加热t时间，温度传感器示数由t1升高到t2，已知气体的内能变化量与热力学温度变化量成正比，即ΔU = kΔT，电热丝产生的热量全部转化为气体的内能。求比例系数k。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
用电热丝给气体加热，气体发生等容变化，由查理定律有
解得
【小问2详解】
由热力学第一定律，气体的内能变化量
联立解得
14. 在高度为h的光滑水平平台左侧竖直面内固定一光滑圆弧轨道，轨道与平台相切于最低点。平台右侧是一下挖深度为d的光滑水平槽，在水平槽上放置一个厚度为d的长木板，长木板质量，长木板左端放置一个质量为m的小物块（可视为质点），如图。一质量为的小球从光滑圆弧轨道最高点由静止释放，小球运动到平台后与长木板上的小物块发生弹性碰撞，碰撞后小物块获得水平向右的速度，小球反弹后被立即拿走。当小物块在长木板上滑动到长木板最右端时，小物块与长木板恰好达到共速，长木板右端到达平台边缘后立即被锁定，小物块水平飞出。已知重力加速度为g，小物块与长木板间的动摩擦因数为，空气阻力不计。求：
（1）光滑圆弧轨道的半径R；
（2）长木板的长度；
（3）小物块落地点到平台边缘的水平距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设小球运动到轨道最低点时的速度为，小球与长木板上的小物块发生弹性碰撞，碰后小球反向运动，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得
小球沿光滑圆弧轨道由静止开始下滑，由机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
小物块在长木板上滑动，由动量守恒定律有
解得
由功能关系有
解得
【小问3详解】
由平抛运动规律，水平方向有
竖直方向有
联立解得
15. 直角坐标系xOy如图，在第I象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第Ⅳ象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场；N、P、Q为x轴上三点，P点坐标为（d，0），Q点坐标为（3d，0）。一质量为m、带电荷量为q（q>0）的粒子从N点以与x轴正方向成45°角的速度射入匀强电场区域，然后以沿x轴正方向的速度经过y轴上坐标为（0，）的M点，此时粒子刚好分裂成两个质量相等、带正电的粒子1和粒子2，分裂后两粒子的运动方向与分裂前相同，分裂过程中电荷量守恒，粒子1经过P点的时刻粒子2也恰好经过Q点。不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：
（1）分裂后粒子1、2的速度大小；
（2）第Ⅲ象限匀强电场的电场强度大小；
（3）当粒子2第二次经过x轴时，两粒子之间的距离。
【答案】（1），
（2）
（3）6d
【解析】
【小问1详解】
粒子运动轨迹如图所示
设粒子1运动的半径为r1，由几何关系得
解得
设粒子2运动的半径为r2，由几何关系得
解得
由几何关系知，粒子1运动轨迹对应的圆心角为120°，对应的运动时间为
粒子2运动轨迹对应的圆心角为60°，对应的运动时间为
结合周期可得
根据电荷守恒定律，有
解得
，
根据洛伦兹力提供向心力
解得
所以粒子1的速度为
粒子2的速度为
【小问2详解】
对分裂过程，由动量守恒定律有
解得
由运动的合成与分解可知，粒子从x轴上N点进入匀强电场区域时沿y轴负方向的分速度大小也等于v，竖直方向由运动学公式，有
联立解得
【小问3详解】
粒子1、2进入第I象限后将做周期性运动，如图所示
粒子2第二次经过x轴时，粒子1也经过x轴，粒子1到点的距离为
粒子2到点的距离为
所以两个粒子之间的距离
解得