山西省部分学校2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷含答案解析

高三物理试题本试卷满分100分，考试用时90分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册，选择性必修第一册第一章。一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1∼8题只有一项符合题目要求，第9∼12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.一艘小船静止在平静的湖面上，船舱有一抽水机，抽水机把舱内的水向后抽出，如图所示。不计水的阻力，抽水过程中，船的运动情况为（）A.向前加速运动 B.向前匀速运动 C.向后加速运动 D.向右匀速运动【答案】A【解析】【详解】把舱内的水和船看作一个系统，则根据反冲运动可知，抽水机把舱内的水向后抽出，则水对抽水机（船）产生一个反作用力，使船向前加速运动。故选A。2.北京时间2023年11月1日6时50分，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“天绘五号”卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期为T，月球绕地球公转周期为T0，则“天绘五号”卫星与月球的轨道半径之比为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据开普勒第三定律得故选D。3.如图所示，某同学正推着“擦窗神器”在竖直玻璃窗上匀速向上运动，推力的大小为、方向与竖直方向的夹角为，若“擦窗神器”受到的阻力与“擦窗神器”对窗的压力成正比，则下列说法正确的是（）A.“擦窗神器”受到3个力的作用B.“擦窗神器”对窗的压力与窗对“擦窗神器”的支持力是一对平衡力C.窗对“擦窗神器”的摩擦力大小等于D.若角减小，则推力一定减小【答案】D【解析】【详解】A．“擦窗神器”受重力、推力、摩擦力、窗的支持力，共4个力的作用，故A错误；B．“擦窗神器”对窗的压力与窗对“擦窗神器”的支持力是一对相互作用力，故B错误；CD．根据共点力平衡条件有解得摩擦力和推力为则角减小，则推力一定减小，故C错误，D正确。故选D。4.汽车年检时，为了检测某新能源汽车刹车性能，在平直的水泥路面上进行刹车实验。新能源汽车开始刹车后位移和时间的比值与时间t之间的关系图像如图所示，t＝2s前是直线，t＝2s后是曲线，若新能源汽车开始刹车后做匀减速直线运动直至静止。下列说法正确的是（）A.新能源汽车的初速度大小为10m/sB.刹车过程持续的时间为4sC.刹车过程汽车的加速度大小为D.从刚刹车开始计时，经过5s汽车的位移大小为20m【答案】D【解析】【详解】A．由匀减速直线运动的位移公式，可得根据题中图像可知初速度大小为20m/s，故A错误；B．由于刹车后汽车做匀减速直线运动，前2s为刹车过程，后面图线为曲线则说明汽车静止了，刹车过程持续的时间为2s，故B错误；C．由故C错误；D．2s末汽车停止，由从刚刹车开始计时，经过5s汽车的位移大小为20m，故D正确。故选D。5.某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图如图所示，电容器上极板固定，下极板（与上极板正对）可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。当材料温度降低时，极板上所带电荷量变多。下列说法正确的是（）A.电容器的电容减小B.材料竖直方向的尺度减小C.极板间的电场强度变大D.保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，可使极板上所带电荷量继续变多【答案】C【解析】【详解】ABC．根据题意可知，极板之间电压不变，极板上所带电荷量变多，根据可知电容变大，根据电容的决定式可知，极板之间距离减小，即材料竖直方向的尺度增大，极板间形成匀强电场，结合，可知极板间电场强度增大，故C正确，AB错误；D．保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，则极板正对面积减小，根据可知，电容器的电容减小，根据可得极板上所带电荷量减小，故D错误。故选C。6.一旅客在火车站某站台7号候车线处候车，他发现某动车进站时第5节车厢经过他用了0.83s，动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端。每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，则第6节车厢经过他的时间约为（）A.0.64s B.2s C.0.5s D.1s【答案】B【解析】【详解】设每节车厢的长度为，动车做匀减速运动，末速度为零，则由逆向思维可看做初速度为零的匀加速直线运动，则第5节车厢经过他时有第6节车厢经过他时有且解得第6节车厢经过他的时间约为故选B。7.如图所示，一轻质绳的一端固定于O点，另一端系一小球（视为质点），绳长为L，将绳刚好拉直，使绳、球及O点在同一竖直面内，绳与水平方向的夹角为30°，此时小球位于A点。小球从A点由静止释放，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球向下运动的过程中，受到的重力的功率一直增大B.当O点与小球的连线水平时，小球的速度大小为C.绳再次刚好拉直后瞬间，小球的速度大小为D.小球向左能运动到与初始位置相同的高度【答案】B【解析】【详解】A．小球运动到最低点时，竖直方向的速度为0，重力的功率也为0，故重力功率不是一直增大，选项A错误；B．当O点与小球的连线水平时，由机械能守恒定律有解得小球速度大小选项B正确；C．设小球运动到B点时，绳刚好拉直，此时AB关于水平虚线对称，可知小球从A点到B点做自由落体运动，绳再次刚好拉直前瞬间，由机械能守恒可得小球的速度大小将小球的速度沿绳方向和沿垂直绳方向分解，分别有vcosθ，vy=vsinθ在此瞬间，vy突变为0，小球的速度大小为，选项C错误；D．由于在B点小球的动能突变，有机械能损失，因此小球向左不能运动到与初始位置相同的高度，选项D错误。故选B。8.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离0.25m处有一物体（视为质点）与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为37°，物体与盘面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。当物体运动到最低点时，物体恰好不相对圆盘滑动，则圆盘转动的角速度大小为（）A.0.5rad/s B. C. D.2rad/s【答案】D【解析】【详解】设物体的质量为m，当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，由牛顿第二定律有即解得故选D。9.如图所示，两个带等量异种电荷的点电荷固定于M、N两点上、A、B是M、N连线中垂线上的两点，O为AB、MN的交点，AO＝OB。现使一带正电的点电荷P通过绝缘柄（图中未画出）从A点缓慢移动到B点，下列说法正确的是（）A.点电荷P在O点时所受静电力最大B.点电荷P在A点时所受电场力的方向由A指向OC.由A到B的过程中点电荷P的电势能不变D.由A到B的过程中点电荷P所受电场力先变小后变大【答案】AC【解析】【详解】AD．等量异种电荷的电场线如图所示AB连线上O点的场强最大，从A到B场强先变大后变小，故点电荷P在O点时所受静电力最大，由A到B的过程中点电荷P所受电场力先变大后变小，A正确，D错误；B．O点的场强方向向右，正点电荷P在A点时所受电场力的方向垂直AB指向右侧，B错误；C．AB连线为等势面，由A到B的过程中点电荷P的电势能不变，C正确。故选AC。10.质量为的物块在水平拉力的作用下由静止开始在水平地面上向右做直线运动，与时间的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，取重力加速度大小。则下列说法正确的是（）A.内物块的加速度大小为 B.物块在末的动能为零C.物块在末回到了出发点 D.内拉力对物块所做的功为【答案】AD【解析】【详解】A．内由牛顿第二定律得带入数据解得B．内由动量定理得解得物块在末的动能为B错误；C．物块沿正方向加速运动，3s～6s物块先沿正方向减速运动，再反向加速，且加速度大小与0～3s内的加速度大小相等，故6s时物块没有回到初始位置，C错误；D．内的位移为拉力对物块所做的功为D正确；故选AD。11.如图所示，电路中C为电容器，电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后，缓慢调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数变化量的绝对值为，电流表A的示数变化量的绝对值为，电源的电动势E和内阻r均不变。则滑片P向左移动的过程中（）A.值变小 B.电阻的电功率变小C.电压表V2示数变大 D.电容器所带的电荷量变大【答案】BC【解析】【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律则保持不变，故A错误；B．缓慢调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，滑动变阻器接入电路的阻值增大，总电流减小，电阻的电功率变小，故B正确；C．总电流减小，电源内阻的电压减小，路端电压增大，即电压表V2示数变大，故C正确；D．总电流减小，电阻两端的电压减小，电容器与电阻并联，则电容器两极板间的电势差减小，根据电容器所带的电荷量变小，故D错误。故选BC。12.如图所示，一质量为M、足够长的木板静止在光滑水平地面上，另一质量为m（m＜M）的物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始向右运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A.物块与木板相对静止时的速度大小为B.物块与木板相对静止时，物块到木板左端的距离为C.物块相对木板运动的过程中，物块与木板的加速度大小相等D.物块相对木板运动的过程中，物块减小的动能为【答案】AD【解析】【详解】A．根据动量守恒解得故A正确；B．根据能量守恒解得故B错误；C．物块相对木板运动的过程中，对m列牛顿第二定律可得对M列牛顿第二定律可得由于m＜M，则物块与木板的加速度大小不相等，故C错误；D．物块相对木板运动的过程中，则物块减小的动能故D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共52分。13.某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，使用如图甲所示的原理图，其中A为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB和OC为细绳，O为橡皮条与细绳的结点，在白纸上根据实验结果画出的示意图如图乙所示。（1）本实验采用的科学方法是______（填“控制变量法”、“等效替代法”或“极限法”）。（2）图乙中，一定与橡皮条在一条直线上的力是______（填“F”或“”），图乙四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是______（填“”、“”、“F”或“”）。（3）某次测量时弹簧测力计的示数如图丙所示，其示数为______N。（4）下列操作有助于减小实验误差的是______。A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些【答案】①.等效替代法②.③.F④.2.90⑤.AD【解析】【详解】（1）[1]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。（2）[2][3]用平行四边形定则作出的合力在平行四边形的对角线上，F是由平行四边形定则得出的，而是通过实验方法得出的，一定与橡皮条在一条直线上。（3）[4]根据题图丙可读出弹簧测力计的示数为2.90N。（4）[5]A．为了减小实验中摩擦造成的误差，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确；B．拉橡皮条时只要确保拉到同一点即可，橡皮条不一定要在两细绳夹角的角平分线上，故B错误；C．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应适当大些，但不能太大，也不能太小，故C错误；D．为了更加准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确。故选AD。14.某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_______（用、、表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：__________（回答一条即可）；（2）为更进一步准确测量毫安表内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；②重复①的操作，记录多组不同、、，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为_______。（3）改装时，应该把毫安表与阻值为_______的定值电阻串联。【答案】①.②.测量毫安表内阻时，测得内阻偏大##定值电阻偏小③.④.2900【解析】【详解】（1）[1]根据电压表改装原理有电阻的字母表达式为（2）[2]发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：测量毫安表内阻时，测得内阻偏大或定值电阻偏小。（3）[3]根据电流关系可得整理得图象的斜率表示毫安表的内阻，则毫安表的内阻为[4]改装时，毫安表与定值电阻串联，定值阻值为15.一同学在操场上做游戏，使网球甲、乙均置于距水平地面高度为h处，先将网球甲由静止释放，在网球甲第一次落到地面瞬间将网球乙由静止释放，结果网球乙第一次落地时，网球甲第二次落到地面，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力和网球与水平地面的作用时间。求：（1）网球甲第一次弹起最大高度；（2）网球甲第一次反弹后瞬间的速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设网球乙下落的时间为t，则有网球甲反弹后做竖直上抛运动，从地面上升和下落的时间相等，所以网球甲下落的时间为网球乙下落时间的一半，则有网球甲弹起的最大高度（2）由运动学公式有解得16.如图所示，在电场强度大小、竖直向上的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在点相切，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径为半圆形轨道最低点，为圆弧的中点。一电荷量、质量带负电的滑块（视为质点）与水平轨道间的动摩擦因数，位于点右侧的处，取重力加速度大小，不计空气阻力。（1）若滑块刚好能到处，求其初速度大小；（2）若滑块恰能运动到半圆轨道的最高点，求其在水平轨道上的落点到点的距离；（3）求满足（2）条件的滑块通过点时对轨道的压力大小。【答案】（1）；（2）；（2）【解析