广东省佛山市2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题（解析版）

PAGEPAGE1广东省佛山15校联盟12月联考物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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。考试时间为75分钟，满分100分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图甲所示，用三个光源a、b、c发出的光照射光电管阴极K发生光电效应，测得电流随电压变化的图像如图乙所示，下列说法中正确的是（）A.a、c发出的光频率相同 B.a、c发出的光光强相同C.b发出的光的频率比c的小 D.随着电压的增大，电流一定增大〖答案〗A〖解析〗A．根据可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由图可知：a光、c光的遏止电压相等，所以a、c发出的光频率相同，A正确；B．同种频率的光，光强越大，饱和电流越大，a光和c光的频率相同，a光对应的饱和电流大于c光对应的饱和电流，所以a光的光强大于c光的光强，B错误；C．由A项分析可知，b光的遏止电压大于c光的遏止电压，说明b发出的光的频率比c的大，C错误；D．随着电压的增大，电流达到饱和电流值后不再增大，D错误。故选A。2.高层住宅外向上提升重物时常采用如图所示装置，电机通过缆绳牵引重物沿竖直方向匀速上升。地面上的人通过移动位置使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，设缆绳与竖直方向的夹角为，缆绳的拉力为，拉绳的拉力为。则在重物沿竖直方向匀速上升的过程中，下列结论正确的是（）A.一定变大，可能不变B.可能不变，一定变大C.可能大于D.总是小于〖答案〗D〖解析〗CD．对物体受力分析如图通过力的合成可知F1反向延长线位于F2与mg夹角内，故缆绳与竖直方向的夹角α小于角β，C错误，D正确；AB．构建矢量三角形可知α增大，拉力F1和拉绳拉力F2都增大，AB错误；故选D。3.北京时间2023年5月11日5时16分，“天舟六号”货运飞船成功对接于空间站“天和”核心舱后向端口，中国空间站在离地面约400km的近圆形轨道运行，所处的空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是（）A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.航天员在空间站中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用C.如不加干预，空间站组合体的轨道高度不变D.如不加干预，在运行一段时间后，空间站组合体的动能增加〖答案〗D〖解析〗A．第一宇宙速度是最大环绕速度，为实现对接，两者运行速度的大小都应小于第一宇宙速度，故A错误；B．航天员在空间站中处于失重状态，航天员所受地球引力提供绕地球做圆周运动的向心力，故B错误；CD．如不加干预，由于稀薄的大气的阻力做负功，空间站组合体的速度减小，空间站在原来轨道所受地球的万有引力大于做匀速圆周运动所需的向心力，空间站组合体将降低高度，在新轨道运行，由，可得在运行一段时间后，空间站组合体的轨道半径减小，运行速度变大，动能增加，故C错误，D正确。故选D。4.如图所示，水平放置的N匝矩形线框abcd面积为S，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平面成角斜向上，已知，。现使矩形线框以ab边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置，在此过程中（）A.磁通量的变化量的大小为B.磁通量的变化量的大小为C.线框中产生的感应电流方向一直为adcbaD.线框中产生的感应电流方向先为abcda后为adcba〖答案〗C〖解析〗AB．线框转动前的磁通量为线框转动后的磁通量为则磁通量的变化量为磁通量的变化量的大小为，与线圈匝数无关，故AB错误；CD．穿过线圈的磁通量先向上减小后反向增加，则根据楞次定律可知，线框中感应电流方向始终沿adcba方向，故C正确，D错误。故选C。5.一简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距16m的两质点，波先传到质点P。当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图象如图所示，则（）A质点P沿y轴负方向开始振动B.该波的波长可能为6mC.该波的传播速度可能为D.该波从P传到Q的时间可能为7s〖答案〗B〖解析〗A．由振动图像可知，质点起振方向沿轴正方向，由于各质点的起振方向与波源相同，故质点开始振动的方向沿轴正方向，A错误；D．从图像可以看出质点Q的振动图像向左平移4s后与质点P的图像重合，故Q比P滞后4s，振动周期为6s，结合振动的周期性可知，该波从传到的时间为可能为4s，10s，16s等，不可能为7s，D错误；C．该波的传播速度为结合D〖解析〗中的数据可知，可能为4m/s，1.6m/s，1m/s等，不可能为5m/s，C错误；B．波长为结合C〖解析〗中数据可知，波长可能为24m，9.6m，6m等，B正确。故选B。6.如图所示，某同学将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图上的1、2、3。若忽略空气阻力，在三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（）A.轨迹为1的物体重力的冲量最大 B.轨迹为3的物体在最高点的速度最小C.轨迹为2的物体在最高点的动能最大 D.三个物体单位时间内速度变化量不同〖答案〗A〖解析〗A．三个物体做斜抛运动，则由斜抛运动规律，在竖直方向上可得可知竖直方向上距离最高的物体运动时间最长，所以轨迹为1的物体运动时间最长。而重力的冲量为由于三个物体质量相同，则轨迹为1的物体重力的冲量最大，故A正确；B．根据斜抛运动规律，水平方向有由于轨迹为3的物体运动时间最短，水平位移最大，所以轨迹为3的物体水平速度最大，在轨迹最高点时竖直速度为零，所以轨迹为3的物体在最高点的速度最大，故B错误；C．物体在最高点的动能为轨迹为3的物体水平速度最大，则轨迹为3的物体在最高点的动能最大，故C错误；D．三个物体的加速度均为g，则三个物体的速度变化量均为则三个物体单位时间内速度变化量相同，故D错误。故选A。7.光滑水平轨道与半径为R的光滑半圆形轨道在B处平滑连接，质量为的小球2静止在B处，质量为的小球1以初速度向右运动，当小球1与小球2发生弹性碰撞后，小球2将沿光滑半圆形轨道上升，运动过程中未脱离半圆形轨道。已知当地重力加速度为g，，，不考虑多次碰撞的情况，则k不可能取到的数值为（）A.2 B.3 C.4 D.6〖答案〗C〖解析〗小球1与小球2发生弹性碰撞，则根据动量守恒有根据机械能守恒有若碰撞后小球2沿光滑半圆形轨道恰好上升到与轨道圆心等高处，则根据动能定理有若碰撞后小球2沿光滑半圆形轨道恰好上升到轨道最高点，则根据牛顿第二定律有根据动能定理有小球2运动过程中未脱离半圆形轨道，则有或联立解得或故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，一定质量的理想气体，从状态变化到状态，再变化到状态，最后回到状态。下列说法正确的是（）A.气体在状态时的温度小于在状态时的温度B.气体从状态变化到状态的过程中，内能增加C.气体从状态变化到状态的过程中，分子平均动能减小D.气体从状态变化到状态的过程中，气体吸收热量〖答案〗AC〖解析〗A．由理想气体状态方程可知气体在状态时的温度小于在状态时的温度，A正确；B．由理想气体状态方程可知气体从状态变化到状态的过程中体积不变温度降低，内能减小，B错误；C．由理想气体状态方程可知气体从状态变化到状态的过程中压强不变体积减小温度降低，分子平均动能减小，C正确；D．由理想气体状态方程可知气体从状态变化到状态的过程中，体积减小外界对气体做正功，温度降低气体内能减小，由热力学第一定律得可知气体放出热量，D错误；故选AC。9.如图甲所示是可拆变压器的实验装置图，已知小灯泡额定电压为2V，调节学生电源，使小灯泡正常发光，此时原线圈上的电压随时间变化的图像如图乙所示。变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（）A.此时通过小灯泡的交变电流频率为50HzB.此时变压器的原副线圈匝数之比为1：5C.若拆走可拆卸铁芯，则小灯泡两端没有电压D.若原线圈接学生电源直流输出端，则小灯泡不能发光〖答案〗AD〖解析〗A．此时通过灯泡的交变电流频率为故A正确；B．原线圈电压有效值根据原副线圈电压与线圈匝数的关系，所以此时变压器的原副线圈匝数之比为故B错误；C．若拆走可拆卸铁芯，则灯泡两端仍然有电压，故C错误；D．若原线圈接学生电源直流输出端，不能发生电磁感应现象，副线圈两端无电压，则灯泡不能发光，故D正确。故选AD。10.如图所示，电量为-2Q和+Q的两个点电荷分别固定于x轴上的A点和O点，O点为坐标原点，x=x0处场强为零。现将一正试探电荷q在+x轴上距离O点很远处由静止释放，释放处试探电荷的电势能近似为零。关于x轴上的场强E、试探电荷q的速度v、动能Ek、电势能Ep与位置坐标x的关系图像中，可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗AC〖解析〗A．设A点的坐标为-x1，由于在x=x0处场强为零，故解得故坐标x的场强为根据数学知识可知E-t关系可以如A所示，故A正确；BCD．试探电荷释放后，在到达x=x0处前所受电场力方向均为x轴负方向，电场力一直做正功，试探电荷速度增大，动能增大，电势能减小，在x=x0处速度达到最大值，动能达到最大值，电势能达到最小值，故BD错误，C正确。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s.以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中________cm，________。位移区间ABACADAEAF6.6014.6034.9047.3066.073.087.394.6（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点_________。（3）根据图中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小________cm/s，小车的加速度大小________。（结果均保留3位有效数字）〖答案〗（1）24.0080.0（2）（3）59.0140〖解析〗（1）[1]根据纸带的数据可得[2]平均速度为（2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得（3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，图像为此直线用方程表示，由图像可知其中，小球做匀变速直线运动，由位移公式，整理得即故根据图像斜率和截距可得，12.某同学想粗测一段金属丝的电阻率和一内阻为r的电源的电动势，实验步骤如下：①用游标卡尺测量金属丝横截面的直径d，其示数如图甲所示。②用多用电表欧姆挡“”倍率对定值电阻的阻值进行测量，正确调零后，指针偏转如图乙所示。③用如图所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，P是鳄鱼夹，用来调节接入电路中的金属丝的长度。闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，刻录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝的接入电路的长度以及对应的电流表A的示数得到多组和的数据。（1）图甲中游标卡尺的读数为___________mm，图乙电表的读数为___________Ω。（2）以为纵轴，以___________（填“”或“”）为横轴，建立平面直角坐标系，根据实验数据在坐标系中描点连线，作出的图像为如图丁所示的倾斜直线。（3）若图丁中倾斜直线斜率为、截面距为，则电源的电动势___________，金属丝的电阻率___________。（用题目中所给的物理量的符号表示）〖答案〗（1）（2）（3）〖解析〗（1）[1]由图甲可知，游标的最小分度为，且游标第个小格与主尺对齐，则游标卡尺的读数为[2]用多用电表欧姆挡“”倍率，由图乙可知，电阻为（2）[3]根据电阻定律可知，金属丝接入电路的电阻为由闭合回路欧姆定律有整理可得可知，的图像为直线，则以为横轴。（3）[4][5]由（2）分析，结合图像可得解得13.如图所示为半径为R的透明玻璃球切去底面半径的球冠后剩余的球冠。一束半径的圆形光束垂直球冠的切面照射到球冠上，进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光，已知玻璃的折射率，光在真空中的传速速度为c，球冠（不含底面）的表面积公式为，R为球的半径，h为球冠的高度。不考虑光在球冠内的反射。求：（1）光束正中间的光线通过球冠的时间；（2）能发光的球面的面积。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由几何知识可得，剩余球冠的高度为光线在球冠中的速度为则光束正中间的光线通过球冠的时间为（2）根据全反射公式可得光线在球冠中发生全反射的临界角的为光线在球冠中发生全反射的临界情况对应的光路如下图所示则根据几何知识可得，能发光的球冠部分的高度为则能发光的球面的面积为14.如图，水平虚线MN上方一半径为R的半圆区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半圆磁场的圆心O在MN上，虚线下方有平行纸面向上的范围足够大的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从O点以大小为的初速度平行纸面射入磁场，速度方向与ON的夹角，粒子在磁场中运动的圆轨迹刚好与磁场边界相切，粒子进入电场后又从P点进入磁场，，不计粒子的重力，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）匀强电场的电场强度大小；（3）粒子在电场和磁场中运动的总时间。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）根据题意可知，粒子在磁场中运动的轨