河北省部分高中2023-2024学年高三上学期12月期中考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE1高三年级12月联考物理本试卷满分100分，考试用时75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，选择性必修第二册第一章。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.如图所示，原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目之一。运动员先由静止下蹲一段位移，经过充分蓄力后，发力跳起摸到了一定的高度，落地后屈腿缓冲。运动员在下降过程中，下列说法正确的是（）A.始终处于超重状态 B.始终处于失重状态C.先失重后超重 D.先超重后失重〖答案〗C〖解析〗由运动情况判断物体的加速度方向，知道当物体的加速度向上时处于超重状态，加速度向下时为失重状态。运动员下蹲过程先加速后减速，故加速度先向下后向上，即先失重后超重。故选C。2.如图所示，细绳一端系在小球上，另一端固定在斜面天花板上，轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的点，平衡时细绳垂直于天花板，弹簧恰好水平。重力加速度大小为，将细绳剪断的瞬间，小球的加速度大小为（）A.0 B. C. D.〖答案〗D〖解析〗小球受重力、细绳斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，细绳中的拉力大小为将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变，所以小球的加速度沿方向、大小为故选D。3.某新能源汽车配备了自动驾驶系统，该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等情形下都能无干预自动驾驶。某次试验时，a、b两车（均可视为质点）从不同地点由静止开始沿同一直线运动的v－t图像如图所示，已知两车在运动过程中不会相遇，图线均为直线，关于两车在时间内的运动，下列说法正确的是（）A.车在前，车在后 B.在时刻两车间的距离最近C.在时刻车的速度大小为 D.出发时两车间的距离可能为〖答案〗B〖解析〗A．a车在后做匀速直线运动，而b车一直做匀加速直线运动，要使两车不会相遇应为b车在前，a车在后，A错误；B．前a车速度较大，后b车速度较大，在时刻两车速度相等距离最近，B正确；C．在时刻车的速度大小为，C错误；D．要使两车不会相遇就要保证时刻a未追上b，出发时两车距离至少为D错误故选B。4.篮球是同学们喜欢的体育运动之一，小明同学站在罚球线上将篮球从点以仰角斜向上抛出，篮球恰好以速度垂直击中篮板上的点，如图所示。小李（比小明高）同学站在罚球线上从点正上方将篮球投出，篮球仍然垂直击中篮板上的点，则小李同学投篮时（）A.仰角等于 B.仰角小于C.篮球击中点的速度小于 D.篮球击中点的速度等于〖答案〗B〖解析〗CD．小李出手高度比小明高，将篮球的运动反向看作平抛运动，小李投篮时篮球上升的高度较小，根据可知小李投出的篮球在空中运动的时间短，篮球击中点时，篮球竖直方向的速度为零，则篮球击中点的速度等于篮球投出时的水平速度，两次投篮篮球水平方向的位移相等，根据可知篮球击中点的速度大于，故CD错误；AB．小李投出的篮球在空中运动的时间短，出手时篮球的竖直分速度较小，水平分速度较大，仰角小于，故A错误，B正确。故选B。5.图为明代出版的《天工开物》中记录的“牛转翻车”，图中b、c分别为两个齿轮边缘上的点，当水牛作用于a点并绕竖直转轴做匀速圆周运动时，作用点a与点c的向心加速度大小始终相等，则a、b、c三点的旋转半径满足的条件可能为（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗a、b两点的角速度相等，则有根据可知a、b两点的线速度大小之比为b、c两点线速度大小相等，则有则a、c两点的线速度大小之比为作用点a与点c的向心加速度大小始终相等，则有则有联立可得A．若，可得故A错误；B．若，可得故B正确；C．若，可得故C错误；D．若，可得故D错误。故选B。6.光滑水平地面上有两个物体A、B，质量分别为m、M。如图甲所示，物体B静止，左端连有轻质弹簧，当物体A以速度v向右运动并压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能为；若物体A静止并将轻质弹簧连在物体A的右端，如图乙所示，当物体B以相同的速度v向左运动并压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能为。两物体始终沿直线运动，下列判断正确的是（）A. B. C. D.无法判断的大小关系〖答案〗C〖解析〗根据动量守恒和能量守恒可知，当B静止时可得当A静止时可得故选C。7.如图所示，质量为、高为、倾角为的光滑斜面体A放在足够大的光滑水平地面上，斜面顶端正上方有一固定的光滑套管C，用手提着质量为的细长直杆B的上端，将直杆穿过套管，使直杆下端恰好与斜面体顶端接触，突然松手，直杆在套管的约束下只能沿竖直方向运动，斜面体随即向右加速，重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A.直杆的最大速度为B.斜面体的最大速度为C.斜面体的加速时间为D.斜面体在加速过程中受到地面的支持力大小为〖答案〗C〖解析〗AB．杆竖直向下运动，接触点沿斜面滑动，同时由于杆向下运动使斜面向右运动，故将杆竖直向下的速度分解为平行斜面的速度和水平方向的速度，如图杆一直向下加速，故可知到达斜面底端时速度最大，在到达底端过程中斜面体向右的速度与杆沿水平方向的速度相等，设到达底端时杆的速度为，斜面体的速度为，从开始到到达底端时对杆和斜面体由机械能守恒得其中有联立解得，故AB错误；C．设杆加速度为，斜面体加速度为，根据前面分析可知设斜面对杆垂直于斜面方向弹力为，杆对斜面垂直斜面向下的弹力为，可知对杆和斜面体由牛顿第二定律联立解得故斜面体的加速时间为故C正确；D．斜面体在加速过程中竖直方向受力平衡解得故D错误。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.“天问一号”火星探测器被火星捕获后，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。点为椭圆的近火点，点为远火点，关于探测器在停泊轨道上的运动（忽略其他天体的影响），下列说法正确的是（）A.探测器的机械能守恒B.探测器经过点时的速度最大C.探测器经过点时做“离心运动”D.探测器经过点时的加速度最小〖答案〗ABD〖解析〗A．探测器在停泊轨道上的运动无其他外力做功机械能守恒，故A正确；B．由开普勒第二定律可知探测器经过点时的速度最大，故B正确；C．探测器经过点时做“向心运动”，故C错误；D．探测器经过点时离火星最远所受引力最小，加速度最小，故D正确。故选ABD。9.静电除尘器在生产生活中已经得到广泛应用，某型号静电除尘器的剖面结构简化原理图如图所示，它由金属管和悬在管中的金属丝B组成，金属管接地（电势为0），当彼此绝缘的金属管与金属丝B间接入高压电源时，管道中形成的强电场使管道中的气体电离为正离子和电子，管道中的粉尘吸附电子后带负电，粉尘被吸附到金属管上后在重力作用下落人下面的漏斗中，下列说法正确的是（）A.金属管接电源负极B.金属丝B的电势小于0C.管道中形成的电场为匀强电场D.粉尘向金属管运动时电势能减小〖答案〗BD〖解析〗AD．管道中的粉尘吸附电子后带负电，粉尘被吸附到金属管A，说明金属管接电源正极，粉尘在电场力作用下向金属管A运动，电场力做正功，粉尘电势能减小，故A错误，D正确；B．电势沿着电场线方向不断减小，而金属管接地，则金属管A的电势为零，且电场线方向由正极指向负极，因此金属丝B的电势小于零，故B正确；C．匀强电场区域内各处场强大小相等，方向相同，而管道中形成的电场方向不同，故管道中形成的电场不是匀强电场，故C错误。故选BD。10.钢架雪车也称卧式雪橇、俯式冰橇，又称冰橇，是以雪橇为工具，借助起滑后的惯性沿专门构筑的冰道快速滑降的一种冬季运动，如图甲所示。图乙是钢架雪车比赛的一段赛道，长16m的水平直道AB与长的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为6°。运动员从A点由静止出发，推着雪车以的加速度匀加速运动到B点后，快速俯卧到车上沿BC继续匀加速下滑，到达C点时的速度大小为。已知车及运动员的总质量为，运动员可视为质点，取重力加速度大小，，下列说法正确的是（）A.运动员经过B点时的速度大小为B.运动员从A点运动到C点的时间为C.运动员在斜道BC上运动时的加速度大小为D.车及运动员在斜道BC上运动时受到的阻力大小为〖答案〗BC〖解析〗A．当运动员在水平直道AB上运动时解得故A错误；B．当运动员在水平直道AB上运动时解得当运动员在倾斜直道BC上运动时解得总时间为故B正确；C．当运动员在倾斜直道BC上运动时解得故C正确；D．对运动员受力分析如图由牛顿第二定律可知解得故D错误。故选BC三、非选择题：共54分。11.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。（1）图甲中电磁打点计时器所接电源的电压为________（填“8V”或“220V”）。（2）根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小________，木块加速度大小________。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）8V（2）1.03.0〖解析〗（1）[1]电磁打点计时器应接在8V的交流电源上；（2）[2]根据图乙中数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小[3]木块加速度大小12.电流表G的表盘既无刻度值又不知其内阻，某同学用以下实验器材测量该电流表的参数：A．待测电流表G；B．电阻箱；C．定值电阻；D．滑动变阻器；E．的直流电源，内阻不计；F．双量程电压表V；G．开关、导线若干。（1）按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱的阻值调为，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表G满偏，此时电压表V的指针恰好半偏，如图乙所示，电压表V的示数________V。（2）保持电压表V的示数不变，反复调整电阻箱的阻值和滑动变阻器滑片的位置，使电流表Ⓖ的指针指到，此时电阻箱的阻值为。（3）由上可知电流表G的内阻________，满偏电流________。（4）将电流表G改装成量程为的电压表，需将电阻箱的阻值调为________，然后与电流表G________（填“串”或“并”）联。〖答案〗（1）1.50（3）1003（4）900.0串〖解析〗（1）[1]如图乙所示，电压表V的示数1.50V；（3）[2][3]由欧姆定律得代入数据得解得（4）[4][5]要将电流表G改装成量程为的电压表，需串联一个电阻，阻值为即需将电阻箱的阻值调为。13.如图所示，某人拉着总质量的旅行箱在水平地面上做匀速运动。已知旅行箱受到的阻力大小始终等于地面对旅行箱支持力的，人对旅行箱的作用力可以近似认为始终沿拉杆方向，取重力加速度大小，。（1）若拉杆与水平地面间的夹角为，求人对旅行箱的作用力大小；（2）增加拉杆的长度，使拉杆和水平地面成角，求人对旅行箱的作用力大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）将人对旅行箱施加的作用力正交分解，根据平衡条件有,,解得（2）将人对旅行箱施加的作用力正交分解，根据平衡条件有,,解得14.如图所示，质量的薄木板静置于足够大的水平地面上，其左端有一可视为质点、质量的物块，现对物块施加一水平向右的恒定拉力，木板先在水平地面上加速，物块离开木板后木板在摩擦力的作用下开始减速，运动的总距离。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。求：（1）木板的加速距离d；（2）木板的长度l。〖答案〗（1）；（2）1m〖解析〗（1）分析可知，拉力F作用下物块在木板上滑动，设物块离开木板前木板的加速度大小为，离开后木板的加速度大小为，木板的最大速度为v，则有而解得（2）设在拉力F作用下木板的加速时间为,物块的加速度大小为,则有而解得15.如图所示，在平面直角坐标系xOy第一象限、边长为的正方形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，在第二象限、边长为4L的正方形区域内存在沿轴正方向的匀强电场，正方形ABCD的A点位于轴上，A点坐标为，边与轴的负方向成角。一带负电的粒子从A点以速度沿纸面射入磁场，速度方向与AD成角，粒子恰好从点离开磁场，穿过轴进入匀强电场，从点（图中未画出）离开电场时的速度方向与射入磁场时的速度方向垂直，不计粒子受到的重力，求：（1）点的坐标；（2）粒子从A点运动到点的时间；（3）匀强磁场的磁感应强度与匀强电场的电场强度的比值。〖答案〗（1）；（2