2023-2024年黑龙江省双鸭山市第三十一中学高三上学期12月期中考试物理试题（解析版）

双鸭山市第一中学2023—2024学年度高三（上）学期物理第二次月考试题一、选择题1.如图甲所示是某无人机的飞行表演，图乙为该无人机表演过程中在竖直方向运动的图像，以向上为正方向，下列说法正确的是（）A.无人机无人机在末上升到最高点B.无人机在时静止在某高度处C.无人机在末和末的加速度方向相反D.无人机在和两个阶段的平均速度相等【答案】D【解析】无人机在内速度向上，无人机在末上升到最高点，故A错误；根据图像斜率代表加速度可知，无人机在时加速度不为零，没有静止在某高度处，故B错误；根据图像斜率代表加速度可知，无人机在末和末的加速度方向相同，都为正方向，故C错误；根据匀变速运动平均速度公式可知，无人机在和两个阶段的平均速度相等，均为，故D正确。故选D。2.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，使卫星首先进入椭圆轨道，然后在点改变卫星速度，再使卫星进入地球同步轨道。以下判断正确的是（）A.该卫星的发射速度大于B.在轨道上，卫星在点的加速度等于在点的加速度C.卫星由轨道变轨进入轨道，需在点减速D.该卫星在轨道上运行时的机械能大于在轨道上运行时的机械能【答案】D【解析】发射同步卫星速度应该小于第二宇宙速度，故A错误；根据可知，卫星在点的加速度大于在点的加速度，故B错误；卫星由轨道变轨进入轨道，需在点加速，故C错误；从轨道到轨道需要点火加速，机械能增加，因此该卫星在轨道上运行时的机械能大于在轨道上运行时的机械能，故D正确。故选D。3.如图所示的图像中，直线为电源的路端电压与电流的关系，直线、分别是电阻、的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（）A.两个电阻的电功率相等B.接在电源上时，电源的输出功率较大C.接在电源上时，电源内阻的热功率较大D.两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等【答案】B【解析】由两图线的交点读出，接在电源上时，，电源的输出输出功率，接在电源上时电压，通过的电流，则电源的输出功率，所以接在电源上时，电源的输出功率较大，故B正确，A错误；由图可知，电源接时电路中的电流大，所以电源内阻的热功率较大，故C错误；电源非静电力做功的功率为，所以电流大的，非静电力的功率大，故D错误。故选B。4.如图所示是经典的电桥电路，电源电动势，内阻忽略不计，定值电阻、、，点和点之间接有阻值为的定值电阻和电容为的电容器。变阻箱的阻值从调至的过程中，通过电阻的电荷量为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】当时，两端电压为，两端电压为，故两端电压为，当时，两端电压不变，两端电压变为，故两端电压为，根据电容器公式可知通过电阻的电荷量为，故选D。5.将一个粗细均匀的“”形导体环放置在粗糙绝缘的水平面上，俯视图如图所示，范围足够大的磁感应强度大小为的匀强磁场垂直水平面向下。导体环的一部分为正方形的三边，另一部分为等边三角形的两边，将间距为的、两端接入电路并通以从左向右的电流，导体环的部分和部分受到的安培力大小之比为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设匀强磁场的磁感应强度大小为，导体环两端接入电路部分有效长度均为，由电阻定律可知，导体环两部分的电阻之比为，由并联电路特点可知，，导体环的部分和部分受到的安培力大小之比为，故选D。6.如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿直径方向从点射入磁场中，分别从圆弧上的、两点射出，下列说法正确的是（）A.两粒子分别从到、经历时间之比B.粒子在磁场中做匀速圆周运动周期之比为C.粒子在磁场中速率之比为D.粒子在磁场中运动轨道半径之比为【答案】D【解析】做出带电粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系可知，到达点的粒子在磁场中转过的角度为，到达点的粒子在磁场中转过的角度为，而粒子在磁场中做圆周运动的周期，比荷相同且在同一磁场中做圆周运动，因此周期相同，则可得，，可得，故AB错误；设圆形磁场的半径为，根据几何关系可得，，解得，而根据，可得，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，物块、叠放在一起置于斜面上，斜面体始终静止在水平面上。关于、的运动和受力，下列说法正确的是（）A.若、一起匀速下滑，则受到个力B.若斜面光滑，则受个力C.若、一起加速下滑，则处于失重状态D.若、一起加速下滑，则地面对斜面体间的静摩擦力方向向右【答案】ABC【解析】设斜面倾角为，若斜面光滑，根据牛顿第二定律可知，、整体的加速度为，对物体，水平方向，竖直方向，即，即、之间有相互作用力，此时受重力、支持力和静摩擦力，故B正确；若、整体一起匀速下滑，则上述表达式中，此时，，即受到重力和的支持力两个力的作用，故A正确；若、一起加速下滑，则的加速度有向下的分量，则处于失重状态，选项C正确；若、整体一起加速下滑，则水平方向有分加速度，对整体由牛顿第二定律可知，地面与斜面体有向左的静摩擦力，故D错误。故选ABC。8.如图所示为一种简单的飞行员素质训练装备，将轻质细绳一端固定在距地面高度为的点，质量为的飞行员（可看作质点）在高台上抓住细绳另一端，从细绳处于水平状态时自点由静止开始下摆，到达竖直位置点时松开绳子，然后水平飞出安全落到水平地面上的点，重力加速度为，整个过程不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.当飞行员运动到点时，绳子对他的拉力与细绳长短无关，一定等于他重力的倍B.飞行员落地时的速度大小与细长短无关，其大小一定为C.飞行员落地前瞬间重力的功率为D.当绳长为时，平抛运动的水平位移最大，其大小为【答案】BD【解析】从到，由机械能守恒，在点，解得，即当飞行员运动到点时，绳子对他的拉力与细绳长短无关，一定等于他重力的倍，选项A错误；从到机械能守恒，则，解得，即飞行员落地时的速度大小与细长短无关，其大小一定为，选项B正确；飞行员落地前瞬间速度的竖直分量小于，则根据可知，重力的功率小于，选项C错误；平抛的位移，当时，即绳长时平抛运动的水平位移最大，其大小为，选项D正确。故选BD。9.如图所示，在滑动变阻器的滑片向下端滑动过程中，理想电压表、的示数变化量的绝对值分别为、，理想电流表、、示数变化量的绝对值分别为、、，下列说法正确的是（）A.电压表示数增大，电流表示数增大B.电压表示数减小，电流表示数增大C.D.【答案】BC【解析】滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流增大，即电流表示数增大，路端电压减小，电压表示数减小，电阻分压增大，并联支路电压减小，即电压表示数减小，通过电阻的电流减小，即电流表示数减小，总电流等于通过电流表、的电流之和，所以电流表示数增大，A错误，B正确；由于电流表示数增大，示数减小，示数增大，有，C正确；由闭合电路欧姆定律可得，，则有，D错误。故选BC。10.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角为，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行。现把一物块(可看为质点)轻放在传送带底端，物块与传送带间动摩擦因数为，。物块被传送到最高点（在运动至最高点前与传送带达到共速）。为运动时间，为物体沿斜面运动距离。以最低点所在水平面为零势能面。物块的速度，重力势能，机械能，物块和传送带产生的内能，四个物理量变化趋势如下图，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】开始时物体受到向上的摩擦力，由牛顿第二定律得，因，则，则，物体向上做匀加速运动，当与传送带共速后，与传送带一起向上做匀速运动，故A正确；物块与传送带共速之前，系统产生的热量为，当物体与传送带共速后，，B错误；物体与传送带共速后，重力势能随的增加而增加，C错误；物体随传送带加速上升时，共速后，D正确。故选AD二、实验题11.如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约为，内阻约为。现提供的器材如下：A．电池组B．电压表（量程，内阻约为）C．电压表（量程，内阻约为）D．电阻箱E．定值电阻F．定值电阻G．开关和导线若干（1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择___________（选填“”或“”），定值电阻应选择___________（选填“”或“”）。（2）改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为___________，内阻为___________（用字母表示）。（3）该实验测得的电动势与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】（1），；（2），；（3）偏小，偏小【解析】（1）[1]电源电动势约为，电压表应选择；[2]为方便实验操作，定值电阻应选择。（2）[3][4]由图示电路图可知，电源电动势，解得，可知图像的斜率，纵截距，解得电源电动势，电源内阻；（3）[5]考虑到电压表的分流作用，根据图示电路图由闭合电路的欧姆定律得，解得，可知图像的纵截距，计算时认为，电动势的测量值小于真实值。[6]图像的斜率，电源内阻，电动势的测量值小于真实值，所以内阻的测量值小于真实值。12.如图甲为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图；如图乙为欧姆表测电阻的原理图；用多用电表直接测量电阻约为的电灯泡的电阻，其电路连接图如图丙所示，回答下列问题：（1）对甲图，在测量电阻前需要将红、黑表笔短接，进行________调零，需要调整________（选填“”、“”或“”）。（2）对乙图，若电源的电动势为，满偏电流为，当接上待测电阻后，表头的示数为I，则欧姆表的内阻为________，待测电阻的阻值为________。（3）对丙图，实验选择开关所处的档位是________（填“”“”或“”），灯泡阻值的读数为_______Ω。（4）使用一段时间后，多用电表电源电动势降低，但仍能进行欧姆调零，用该欧姆表测量某一电阻时，测量值比真实值____________（填“偏大”不变”或“偏小”）。【答案】（1）欧姆，；（2），；（3），；（4）偏大【解析】（1）[1][2]对甲图，在测量电阻前需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；需要调整；（2）[3][4]根据欧姆表工作的原理可知欧姆表的内阻为，根据闭合电路欧姆定律有，解得；（3）[5][6]多用电表测量电阻约为的电灯泡的电阻，为使指针在中央附近，应选择的倍率；指针指向刻度，读数为；（4）[7]使用一段时间后，多用电表电源电动势降低，根据欧姆表内阻，欧姆调零时欧姆表内阻变小，用欧姆表测电阻时，电流，由于偏小，偏小，指针偏左，电阻测量值偏大。三、计算题13.如图所示，一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上，电源电动势，内阻，闭合开关后，用理想电压表测出电动机两端电压，已知电动机线圈电阻。试求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）电动机的发热功率是多少？（3）电动机的机械效率是多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可得，解得通过电动机的电流为；（2）电动机发热功率为；（3）电动机的输入功率为，电动机的机械功率为，电动机的机械效率为。14.如图所示，宽为的粗糙导轨、与水平面成角，导轨上端接有电阻箱，电源，电键。一根质量、长也为、电阻为R1=1Ω的金属杆水平放置在导轨上，金属杆与导轨垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在竖直向上的匀强磁场，电源电动势，内阻，当电阻箱的电阻调为R=0.9Ω时，金属杆静止且与导轨无摩擦。取重力加速度，，，求：（1）磁感应强度的大小；（2）金属杆要在导轨上保持静止，求电阻箱接入电路中的阻值范围。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题知，当电阻箱的电阻调为时，金属杆静止且与导轨无摩擦，则根据闭合回路欧姆定律可知，流过金属棒的电流，方向由到，根据题意及左手定则，对金属棒受力分析，受本身的重力，安培力，斜面的支持力，根据公式可知，如图（未画出静摩擦力），沿斜面方向根据平衡条件有，解得；（2）根据以上分析，垂直斜面方向，根据平衡条件可得，则在时有，，解得，则，则在时有，，解得。15.如图（甲）所示，在直角坐标系区域内有沿轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点为圆心，半径为的圆形区域，圆形区域与轴的交点分别为、。现有一质量为，带电量为的电子，从轴上的点以速度沿轴正方向射入电场，飞出电场后从点进入圆形区域，速度方向与轴夹角为。此时在圆形区域加上如图（乙）所示周期性变化的磁场（以垂直纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从点飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同（与轴夹角也为）。不计电子重力，求：（1）电子飞出电场时的速度大小；（2）区域内匀强电场场强的大小；（3）写出圆形磁场区域磁感应强度的大小、磁场变化周期各应满足的表达式．【答