安徽省皖江名校联盟2024届高三上学期12月月考物理（含答案）

安徽省皖江名校联盟2024届高三上学期12月月考物理考生注意：1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2．答题前，考生务必用直径0．5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0．5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4．本卷命题范围：必修1、必修2、必修3的第九、十章。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．12月5日，NBA季中锦标赛淘汰赛正式开打。如图所示，比赛中篮球在球员手中被旋转抛出，最终落入篮筐中。下列说法正确的是（）A．研究篮球旋转情况时可以把篮球看成质点B．篮球在空中运动时只受重力和空气的作用力C．篮球在被抛出去之后的运动过程中，初速度与所受合力在同一条直线上D．篮球在被抛出去之后的运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹的外侧2．辐射对人体的伤害程度用物理量“当量剂量”来衡量。“当量剂量”的国际单位是“希沃特”，记作“Sv”。如果每千克人体组织吸收1焦耳能量，我们定义此时的当量剂量为1希沃特。现用国际单位制的基本单位表示希沃特，下列选项中正确的是（）A． B． C． D．3．如图所示，飞船携带探测器在圆轨道I上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的k倍。当飞船通过轨道I的A点时，飞船上的发射装置短暂工作，将探测器沿飞船原运动方向射出，而飞船在发射探测器后速度方向不变沿椭圆轨道II向前运动，其近地点B到地心的距离近似为地球半径R。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变。已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法中正确的是（）A．飞船在轨道I运动的速度大小B．飞船在轨道I运动的加速度大小C．飞船在轨道II上的B点运动的速度大小D．飞船在轨道II上的B点的速度等于第一宇宙速度4．近日，华为与奇瑞汽车联合发布了双方合作的首款智能电动汽车，智能驾驶正日益走近人们生活。某车评机构对这款汽车做AEB（自动紧急刹车系统）测试，汽车运动的位移一时间图象如图所示。已知该汽车的运动分为两阶段，第一阶段，从时刻至时刻，汽车在平直的道路上做匀速直线运动；第二阶段，时刻，激光雷达发现前方障碍，行车电脑立即控制刹车踏板，车辆开始做匀减速直线运动，时刻后图线与时间轴平行。下列说法正确的是（）A．汽车匀减速直线运动的加速度大小为B．后汽车开始做匀速运动C．时间内，汽车的位移为D．时间内，汽车的平均速度大小为5．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为的虚线方向做加速度大小为的匀加速直线运动，若摩擦力大小等于，其中g为重力加速度，则拉力的大小为（）A． B． C． D．6．如图所示，水平桌面上的物块A通过一根不可伸长的轻绳，绕过桌边的轻滑轮与物块B相连，轻绳处于伸直状态且与桌面平行，用手按住A，使其静止于P点，此时B距地面的距离，将A由P点静止释放，若B落地后不反弹，最终A停在Q点。测量PQ间距离，A、B质量相等。若不计空气阻力和滑轮上所有摩擦，取重力加速度，则下列说法正确的是（）A．A与桌面的动摩擦因数B．B落地后A做减速运动的加速度约为C．从开始运动至A停在Q点，A和B组成的系统机械能守恒D．B落地时损失的机械能等于B下落过程中重力势能的减少量7．如图甲所示，有一平行于纸面的匀强电场，以电场内某一位置O为原点建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆。现从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势和转过的角度，可以用此数据绘制图线。同理，当半径分别取2r、3r时，做同样的测量，用数据在同一个坐标系中绘制图线。绘制图线如图乙中所示的三条曲线。三条曲线①、②、③均在时达到最大值，最大值分别为，，。下列说法正确的是（）图甲图乙A．曲线①中电势的最小值为 B．坐标原点O的电势为C．电场强度的大小为 D．电场方向斜向右上方且与x轴正方向的夹角为8．在科幻电影《流浪地球》中有这样一个场景：地球在接近木星时受其磁场和辐射影响，导致行星发动机故障熄火，被木星引力“捕获”后加速向木星靠近。当地球与木星球心之间的距离小于某个值d时，在地球表面物体就会被木星吸走，进而导致地球可能被撕裂，这个临界距离d被称为“洛希极限”。如图所示，假设地球和木星的质量分别M、，地球的半径为R。地球没有自转，同时不考虑木星自转和太阳系其他星球的作用，由于木星的质量大约为地球的1300倍，可以近似以木星为惯性系来研究问题。取地球表面上距离木星最近的地方一质量为m的物体，计算它刚好被木星吸走时木星与地球距离为临界距离，则木星使地球产生撕裂危险的临界距离d——“洛希极限”满足下列哪个表达式（）A． B．C． D．二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动、足够长的水平传送带平滑连接于N点，圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块（可视为质点）自圆弧轨道最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道，上升到最高点时距N点高度为。已知滑块与皮带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．传送带匀速传动的速度大小为B．经过足够长的时间，滑块最终静止于N点C．滑块第一次在传送带上向右运动的最大位移为D．滑块第三次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为mgR10．一小球可以停在光滑水平面的任意位置。从力的角度讲，小球受力平衡；从能量的角度讲，小球在光滑水平面的任意位置的重力势能相等。现有一根光滑的细杆被弯成如图所示的形状，并被固定在竖直平面xOy内，其形状曲线方程为（a为正的常数）。杆上套有一质量为m的小环，当杆绕y轴以恒定角速度转动时，环在杆上任何位置均能相对杆静止，这一现象依旧可以用等势面解释。建立一个随杆一起转动的参考系，杆和小环均在参考系中静止。在此参考系中，小环除受重力、支持力外，还多受到一个“力”，同时环还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。质量为m的小环（可视为质点）在这个坐标系下具有的“势能”可表示为。该“势能”与小环的重力势能（以x所在平面为重力势能零面）之和为小环的总势能，小环能稳定在杆上的任何位置，说明稳定时小环在杆上任何位置总势能是相同的。下列说法正确的是（）A．细杆旋转的角速度B．与该“势能”对应的“力”的方向平行x轴指向正方向C．与该“势能”对应的“力”的大小随x的增加而减小D．该“势能”的表达式是选取了y轴处“势能”为零三、非选择题：本题共5小题，共58分。11．（6分）某同学按如图所示连接电路，利用电流传感器和电压传感器研究电容器的充、放电情况。实验时，先将开关S与“1”端相连，待电路稳定后，将开关掷向“2”端，传感器将信息传入计算机，屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图线、图线。（1）下列选项中，当开关与“1”端相连时，电压传感器所描绘的图线应是________；当开关与“2”端相连时，电流传感器所描绘的图线应是________。A． B．C． D．（2）结合屏幕显示的、图线可知________。A．刚开始充电时充电电流最大 B．刚开始充电时充电电流最小C．充电结束时电压为零 D．充电电流跟两极电压成正比（3）假设上述所选的图线与横轴围成的面积为、图线与横轴围成的面积为，再利用图像中已知数据，则计算该电容器电容C的表达式为________（题中及图像中所给数据单位均为国际单位）。12．（9分）某物理实验小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。图甲（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含夹子）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还需要使用的一组器材是________。A．直流电源、天平（含砝码）B．直流电源、刻度尺C．低压交流电源、天平（含砝码）D．低压交流电源、刻度尺（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能减少量为________，动能增加量为________。（用上述测量量和已知量的符号表示）图乙（3）机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律，实验小组又设计了如图丙所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。图丙小组同学首先用天平测得重物的质量为m，然后：①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能；②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能；③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的弹力大小F，通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能。分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内，E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。已知实验得到的图象如图丁所示，则下列选项中的图象中可能正确的是________。图丁A． B． C．13．（10分）如图所示，a、b、c、d为电场中四个平行等距的水平等势面，且。一电荷量为的带正电小球在该电场中运动，轨迹如图曲线所示，A、B为其运动轨迹上的两个点。小球在A点的速度大小为，方向水平向右。已知A、B连线长为，连线与等势面间的夹角为，电场场强，，，空气阻力不计，重力加速度为。求：（1）小球从A运动到B的时间；（2）小球的质量；（3）小球到达B点时的速度大小。14．（15分）如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为，，为板上正对的小孔。平行金属板P和Q水平放置且关于小孔，所在直线对称，P、Q两板的长度和板间距离均为d，P、Q两板间加电压可形成偏转电场；距离金属板P和Q右边缘d处固定有一足够长的竖直正对荧光屏，屏上O点与、共线。加热的阴极K发出的电子经小孔进入M、N两板间，通过M、N间的加速电场加速后，进入P、Q间的偏转电场。已知电子的质量为m，电荷量值为e，从小孔进入的电子初速度可以忽略。整个装置处于真空中，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应，电子撞击荧光屏时会产生亮斑。（1）若在P、Q两板间加一恒定电压，判断电子最终是落到金属板还是荧光屏上，并求出落上时的动能；（2）若在P、Q两板间加一交变电压，电子穿过偏转电场的时间远小于，可以认为每个电子在P、Q间运动过程中两板间的电压恒定，不考虑电场变化时产生的磁场。不同时刻进入偏转电场的电子，偏转电压不同，打到荧光屏上的位置就不同，写出电子打到荧光屏上的亮斑的位置y与进入电场时刻t的关系式。15．（18分）如图所示为一种大型机械缓冲器的简易模型。缓冲器由一个带有物块掉落口的斜面、合适的弹簧和与弹簧相连的移动平板A构成。缓冲器工作时，移动平板将在斜面PQ间往复运动。系统工作时，启动装置将移动平板A推至物块掉落口下沿P处由静止释放，此后启动装置不再工作。当平板A运动到斜面顶端Q处时速度恰好减为零，此时物块B被轻推到斜面上，接下来，B与A一起沿斜面下滑。当二者到达P处时，速度恰好为零，B从物块掉落口落下，移动平板A的底边长大于物块掉落口尺寸，不会掉下。此后，平板A在弹簧的作用下将重新上升，设计A到Q处时才会接收到另一个相同物块，循环往复。已知斜面与水平面夹角为，平板A、物块B与斜面间的动摩擦因数均为，P、Q间距为，A的质量为，重力加速度为。为了方便计算，不计弹簧质量和移动平板A及物块的大小，，。求：（1）移动平板A从P运动到Q的过程中，弹簧弹性势能的变化量；（2）物块B的质量M；（3）由于设备故障，平板A刚要从P处启动时，物块B就被从Q处轻推而下。系统立即关闭P处物块掉落口，同时关闭启动装置使移动平板A就停在P处不能移动，此后B下滑，与A发生弹性碰撞，经多次往返运动最终静止。求物块B运动的总路程s和总时间t。

物理参考答案1．B 2．C 3．A 4．D5．C 6．B 7．B 8．B9．CD 10．AD1．B【解析】研究篮球旋转情况时不能把篮球看成质点，选项A错误；篮球被抛出去之后，受到重力和空气的作用力，其运动轨迹是一条曲线，其初速度与所受合力不在同一条直线上，选项B正确，C错误；篮球做曲线运动时，其所受合力的方向指向运动轨迹的内侧，选项D错误。2．C【解析】由题意知，。3．A【解析】设地球质量为M，飞船质量为m，探测器质量为，当飞船与探测器一起绕地球做圆周运动时的速度为，根据万有引力定律和牛顿第二定律有，对于地面附近的质量为的物体有，解得：，A正确；，B错误；由开普勒第二定律，C错误；飞船在B点的速度大于第一宇宙速度，D错误。4．D【解析】匀速运动的速度为，匀减速末速度为零，加速度大小为，A错误；后汽车静止，B错误；时间内，汽车位移为，C错误；内，汽车平均速度的大小为D正确。5．C【解析】在竖直平面内，擦窗工具受重力、摩擦阻力、拉力三个力作用。把力沿运动方向和垂直于运动方向分解，列牛顿第二定律方程：，解得；，，，C正确。6．B【解析】设A、B质量为m，选取两物体和绳的整体为研究对象，由动能定理可得：过程一，从B开始运动至落地：。过程二，A做匀减速运动至停止：，联立以上二式得，解得，A错误；，B正确；由于B落地损失动能，同时A受到桌面的摩擦力做功，故系统机械能不守恒，C错误；B下落减少的重力势能等于AB获得的动能和A克服摩擦力做功，B落地损失的机械能等于B落地动能，故D错误。7．B【解析】从图象可知，电场强度的方向与时半径方向平行，方向斜向左下方。且当半径与Ox方向夹角为时，半径为、、时电势分别为、、，所以可知场强大小为，坐标原点处的电势为。曲线①中最高电势与圆心电势差为，圆心与最低电势差也为，最低电势为，ACD错误，B正确。8．B【解析】已知地球质量为M，木星质量为，地球表面上距离木星最近的地方有一质量为m的物体。地球在木星引力作用下向木星靠近，根据牛顿第二定律，有，物体m在木星引力和地球引力作用下，有，满足时，即满足时，地球开始被撕裂。故选B。9．CD【解析】滑块滑动到底端时速度为，，。滑块向右减速为零后返回与皮带共速，再次滑上圆弧，，，A错误；滑块再次滑回皮带向右再次减为零又返回与皮带共速，滑上圆弧高度为，以后周期性重复此过程，B错误；，，C正确；滑块第三次以滑上皮带，向右滑行距离为，，时间为，滑块相对于皮带滑动，滑块返回过程中，皮带相对皮带滑动，，产生热量，D正确。10．AD【解析】当小环在细杆的最低点时，小环的总势能为零，由于小环可以相对静止于环上的任何位置，所以，在任何位置的总势能为零。，即，解得，A正确；由公式可知，在曲线左右等高点（y相同）该“势能”相同，说明从O点到两侧对称点该力做的功相同，说明力是平行于x轴，但左右力的方向相反，B错误；假设x增加相同的情形下，重力势能增加变大，总势能不变，故该“力”增加，C错误；由公式可知，，，D正确。11．（6分）（1）C（1分）B（1分）（2）A（2分）（3）（2分）【解析】（1）电容器充电过程中，电容器两端电压越来越大，电源与电容器间电势差越来越小，电路中电流逐渐减小，电容器充电会越来越慢，电压增加也就越来越慢，最终电容器电压等于电源电动势，电压最大，电流为零。电容器放电时，开始两极板电势差最大，电路中电流最大，随着电容器电压降低，电路中电流减小，放电速度也越来越慢，最终电流为零。故图像分别选C和B；（2）根据（1）分析可知只有A正确；（3）图线与横轴围成的面积表示电容器充电获得的电量，再根据电容器充电结束时电压，求出电容的表达式为。12．（9分）（1）D（2分）（2）（2分）（2分）（3）AC（选对1个给1分，有错选不给分，3分）【解析】（1）电磁打点计时器工作需要低压交流电压，长度测量需要刻度尺。质量可以不测，故选D；（2）重力势能减少量，动能增加量；（3）由图丁可知，振子的周期为2T，T时刻弹力最小，弹簧伸长量最小，在最高点；2T时刻弹力最大，弹簧伸长量最大，在最低点。故A正确；在最高点和最低点动能都是零，变化周