重庆外国语学校2023-2024学年高三年级上册12月月考物理（解析版）

重庆外国语学校

2023-2024学年度（上）高2024届12月考试

物理试题

（满分100分，75分钟完成）

第I卷选择题

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。）

1.2023年9月10日上午9时，杭州第19届亚运会火炬传递嘉兴站启动，嘉兴站的路线以“红船领航、筑

梦未来”为主题，分为江南古韵、百年风华、活力之都三大篇章，全长8.8千米，下列说法正确的是（）

A.2023年9月10日上午9时，“9时”指的是时间B.全长8.8千米，“8.8千米”指的是位移

C.两位火炬手进行火炬交接时可以把火炬看成质点D.根据已知信息，无法求全程的平均速率

【答案】D

【解析】

【详解】A.2023年9月10日上午9时，“9时”指的是时刻，故A错误；

B.全长8.8千米，“8.8千米”指的是路程，故B错误；

C.两位火炬手进行火炬交接时，火炬的形状大小不能忽略不计，不可以把火炬看成质点，故C错误；

D.平均速率等于路程除以所用时间，由于题意不能知道所用时间，所以无法求全程的平均速率，故D正

确。

故选D。

2.2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔

得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分质量均为05%

用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接服b两点的细线为

I,连接。、1两点的细线为%重力加速度为g。则（）

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5

A.细线/对。点的作用力向上B.细线/的拉力等于细线n的拉力

C.细线〃的拉力大小等于0.5mgD.整个模型对地面的压力大小为mg

【答案】D

【解析】

【详解】A.细线只能提供拉力，所以细线/对。点的作用力向下，A错误；

BC.模型上部分受三个力的作用，重力G、细线/对a点向下的拉力耳、细线〃对d点向上的拉力片，

它们的关系为

F2=G+Fi=Q.5mg+耳

BC错误；

D.对整个模型受力分析，受总重力mg、地面给的支持力，二力平衡，则根据牛顿第三定律，整个模型对

地面压力大小为加g,D正确。

故选D。

3.一本书重约5N,有316页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第158与第159页间，A4能够覆盖几乎

整个书页，如图所示。若要将A4纸袖出，至少需用约2N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书

之间的摩擦因数最接近（）

【答案】C

【解析】

【详解】A4纸抽出时，纸上下表面都受到书本的滑动摩擦力，有

/=2〃稣

解得纸和书之间的摩擦因数为

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〃=0.4

故选C。

4.1638年，《两种新科学的对话》著作的出版，奠定了伽利略作为近代力学创始人的地位，书中讨论了自

由落体运动和物体沿斜面运动的问题。依据伽利略在书中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的

装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点。操作步骤如下：

①让滑块从距离挡板s处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水均匀稳定流到量筒中；

②当滑块碰到挡板时关闭阀门；

③记录量筒收集的水量V；

④改变s,重复以上操作。

贝卜与V的比例关系为（）

D.LocVv

【解析】

【详解】滑块在粗糙程度相同的斜面上由静止释放，可知滑块做初速度为零的匀加速直线运动，则有

s=-at2

2

即s与产成正比；由于水是匀速稳定的流出，可知收集的水的体积V与。成正比，则有

5CC?2OCV2

故选Ao

5.在公路上行驶的国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b,其位置随时间变化的图像分别为图中直线a和曲

线6,已知比亚迪电动轿车的加速度恒定，在Is时速度为6m/s,在3s时直线a和曲线6相切，则（）

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力m

0

8

6

4

2

0

Q

A.。做匀速直线运动，速度大小为3mzs

B.3s时国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b相遇但速度不同

C.比亚迪电动轿车做匀减速直线运动且加速度大小为2m/s2

D.Is时两车的距离为2m

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图可知，a车匀速直线运动的速度为

%=，^m/s=2m/s

故A错误；

B./=3s时a车和b车到达同一位置而相遇，直线a和曲线b刚好相切，说明两者的速度相等，故B错

误；

C.z=3s时，直线。和曲线b刚好相切，即此时匕车的速度

由加速度定义式得b车加速度为

Av2-6,与,2

a=——=----m/s2=-2m/s

bhAr2

D.Is时。车在4m处，6在原点，两车的距离为4m,D错误。

故选C。

6.如图所示，长直杆与水平面成45。，由不同材料拼接面成，P为两材料分界点，DP>CP.一个圆

环套在长直杆上，让圆环无初速从顶端滑到底端（如左图）；再将长直杆两端对调放置，让圆环无初速从

顶端滑到底端（如右图），两种情况下圆环从开始运动到经过尸点的时间相同.下列说法中正确的是（）

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IX

/

A.圆环与直杆CP段的动摩擦因数小于圆环与直杆£＞尸段之间的动摩擦因数

B,两次滑动中圆环到达底端速度大小不相等

C,圆环从C到。所用时间小于从。到C所用时间

D.圆环从C到。所用时间大于从。到C所用时间

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.根据

1,2

XCP=5印

ax=gsin45°一氏gcos45°

。到尸的过程中有

」2

XDP~

a2=gsin45°-/u2gcos45°

因为

XDP〉XCP

运动到P的时间相等，则

ax<%

所以

儿〉〃2

即圆环与直杆CP段的动摩擦因数大于圆环与直杆。尸段之间的动摩擦因数，A错误；

B.从C到。和从。到C过程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可知，两次滑动中物块到

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达底端速度相等，B错误；

CD.由题意可知，小物块两次滑动经过尸点的时间相同，且

DP＞CP

因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度，设从C到尸点时速度为vi,从。到P时速度为V2,

则根据匀变速直线运动特点有

2〉乜

22

即从D到P点速度大于从C到P点的速度，则得

匕＜%

设圆环滑到底端的速度大小为V。则第一种情况：从P到。过程

V+V.

XPD~—2-'1

第二种情况：从尸到。过程

_v+v2

XPC=2—'2

因为

XpD＞XPC

匕＜岭

所以

八＞J

C错误D正确。

故选Do

「mg

7.如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E（g为重力加速度），A、B两物体通

Q

过劲度系数为％的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上，A、B都处于静止状态。A、B质量均为如其中A

带正电，电荷量为+q,B不带电。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为纥=—62,左为弹

簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。若不计空气阻力，不考虑A物体电荷量的变化，保持电场强度的大小不

变，将电场方向改为竖直向上，下列说法正确的是（）

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A.电场换向的瞬间，物体A的加速度大小为g

B.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的速度一直增大

C.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，物体A的机械能增加量等于物体A电势能的减少量

D.物体B刚要离开地面时，A的速度大小为g科

【答案】D

【解析】

【详解】A.在电场未反向时，A物体处于平衡状态，对A根据平衡条件可得

qE+mg=F^

当施加上电场力瞬间，对A物体根据牛顿第二定律可得

[E+辱一mg=ma

解得

a=2g

故A错误；

B.在电场未反向时，弹簧处于压缩状态，压缩量为七,根据平衡条件可得

qE+mg=kx0

解得

qE+mg2mg

=--------=-----

°kk

B刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，伸长量为占，对B根据平衡条件可得

kxl=mg

解得

fng

k

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对物体A受向上的电场力与向下的重力等大反向，可知物体A受的合力等于弹簧的弹力，则A受的合外

力先受向上后向下，则加速度先向上后向下，则物体A先向上加速后向上减速，故B错误；

C.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中，因玉〉石，即从初态到末态弹簧的形变量减小，弹

性势能减小，A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，则物体A的机械能增加

量大于物体A电势能的减少量，故C错误;

D.物体B刚要离开地面时，由能量关系可知

~mv2+>ng(x+xj=+一)"；

0

解得A的速度大小为

故D正确。

故选D。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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，有错选的得0分。）

8.如图所示为高空滑索运动，游客利用轻绳通过轻质滑环悬吊沿倾斜滑索下滑。假设某段下滑过程中游客、

滑环和轻绳为整体匀速下滑，速度大小为v,整体重力为G,不计空气阻力，在这段下滑过程中下列说法正

确的是（）

A.游客的机械能守恒B.轻绳保持竖直

C.整体重力势能的减少量大于系统动能的增加量D.重力的功率为Gv

【答案】BC

【解析】

【详解】A.匀速下滑过程中，动能保持不变，重力势能减小，因此机械能减少，A错误；

B.由于游客匀速下滑，人受到重力与绳子拉力平衡，因此轻绳沿竖直方向，B正确；

C.由于动能保持不变，而重力势能减小，因此整体重力势能的减少量大于系统动能的增加量，C正确;

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D.由于游客沿倾斜滑索下滑，因此重力的功率

P=Gvsin。＜Gv

D错误。

故选BC„

9.A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示。两卫星之间的距离Ar随

时间周期性变化，如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（）

A.A、B的轨道半径之比为1:2

B.A、B的线速度之比为1:2

C.A的运动周期大于B的运动周期

D.A、B的向心速度之比为4:1

【答案】AD

【解析】

【详解】A.由题意及题图可知

人+、=6厂

W=2厂

解得

rA=2r

5=4〃

所以。：？=1:2,故A项正确;

B.对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有

2

厂Mmv

CJ=m——

r

解得

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结合之前的分析，整理有

vA:vB=V2:1

故B项错误；

C.对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有

"Mm47r之

G—r=m^rr

解得

14舟3

有上述结果分析可知，卫星运行的轨道越大，其运行的周期越大，由于A卫星的轨道半径小于B卫星的轨

道半径，所以A的运动周期小于B的运动周期，故C项错误；

D.对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有

厂Mm

(j——=ma

解得

GM

a=~~

r

结合之前的分析有，整理有

tzA:tzB=4:1

故D项正确。

故选AD„

10.如图所示，a、b、c、d四个质量均为，"的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中。、b、c三个完全

相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕。点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰

好将圆周等分。小球d位于。点正上方4处，且在外力/作用下恰处于静止状态。已知。、6、c三小球的

电荷量均为q,d球的电荷量为-6。，卜=瓜，重力加速度为g，静电力常量为鼠则()

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2

kq省如2

A.小球。的线速度为B.小球b的角速度为。=

3Rm3R3m

C.小球C的向心加速度大小为1驾

D.外力F竖直向上，大小为

3mR2R2

【答案】BC

【解析】

【详解】A.通过分析，a、b、c一定带同种电荷，d与a、b、c一定带异种电荷，设ad连线与水平方向

的夹角为a,则对小球a受力分析有

RVjh_V6

cosa=/=sina=

“2+R2一丁屈+R13

对。球，根据牛顿第二定律可得

2v2

k6"口〜cosa—2———q-cos30°=m——

h”+R‘(2Rcos30°)’.R

可得

A错误；

B.对小球b,有

v=coR

解得

B正确；

C.对c,有

解得

C正确；

D.对d球受力分析，由平衡条件得:

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F=3kJq--------^~+mg

（同『+R2737?

解得

口2屈kq1

F=一瓦一+mg

K

D错误。

故选BC„

三、实验题(本题共16分，11题6分，12题10分。)

11.如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上,

测出部分数据如表：

IWJ度

0.100.080.060.040.020

h/m

势能

0.02950.02360.01770.01180.00590.0000

Ep/J

动能

0.0217A0.03280.03950.04440.0501

Ek/J

机械

能0.05120.05040.05050.05030.05030.0501

E/J

(1)若挡光片的宽度为d,挡光时间为加，则摆锤经过挡光片时的速度大小为o

(2)表中A处数据应为Jo

(3)另一小组记录了每个挡光片所在的高度〃及其相应的挡光时间4后，绘制了上-力和3-/7四幅图

像。其中可以说明机械能守恒的图像是O

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【答案】①.一②.0.0268

【解析】

【详解】（1）［1］若挡光片的宽度为4,挡光时间为则摆锤经过挡光片时的速度大小

d

v=一

Ar

(2)[2]由于

Ek+Ep=E

可知表中A处数据应为

0.0504J-0.0236J=0.0268J

（3）［3］根据机械能守恒可知

mgh+^mE

可知亲-〃图像为一条倾斜直线。

故选C。

12.某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻凡的阻值，实验室提供的器材：

A.电池组（电动势为3V）

B.电压表M（量程为0D3V,内阻约3kC）

C.电压表V2（量程为0D15V,内阻约15kC）

D.电流表A1（量程为0D0.6A,内阻约0.1。）

E.电流表A2（量程为0〜0.1A,内阻约3Q）

F.滑动变阻器R（0~1Q,额定电流2A）

G.开关、导线若干

（1）为了减小实验误差，电压表应选,电流表应选（填写所选器材前的序号）。

（2）要使得测量误差最小，他们测量是采用如图哪种接法0

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（3）闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片，根据测得的多组数据在坐标纸上（如图）建立U、/坐标系,

描绘出U-/图线，则待测电阻的阻值为。（结果保留2位有效数字），测量结果与真实结果相比

（填“偏大”、“偏小”或“无误差”）。

【答案】①.B②.D③.C(4).5.4⑤.偏小

【解析】

【详解】（1）[1]⑵由于电池组的电动势为3V，为了减小实验误差，电压表应选B,由于待测电阻约几欧

姆，由欧姆定律可知，电路中最大电流

3

/〉一A=0.3A

10

则电流表应选D。

（2）[3]要使得测量误差最小，由于待测电阻较小，应采用电流表外接法，电压表和电流表示数从0开始变

化，滑动变阻器采用分压接法。

故选C。

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（3）[4]根据题意，由欧姆定律可知，U-/图像的斜率表示待测电阻的阻值，则有

AK=Z70Q=54Q

xA/0.50

[5]由于电压表的分流，所测电流偏大，则电阻的测量结果与真实结果相比偏小。

四、计算题（本大题共3个小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和

重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单

位。）

13.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是f=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线。求:

（1）此波的传播方向和波速大小；

（2）从此时刻起10s内x=3m处质点通过的路程。

【答案】（1）沿x轴负方向，lm/s；（2）50cm

【解析】

【分析】

【详解】（1）由图乙可知，f=3s时，x=2m处质点正沿y轴正方向运动，结合图甲，可得波沿x轴负方

向传播

由甲图可知

2=4m

由乙图可知

r=4s

根据

2

v=—

T

可得

v=lm/s

（2）由于振动周期

T=4s

质点每经过一个周期，运动4倍振幅，因此质点经过的路程

S=—x4A=50cm

T

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14.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，长L=0.12m的绝缘轻杆上端连接在。点。有一质量为

根=0.3kg、电荷量q=+0.5C的带电金属小球套在绝缘轻杆上，球与杆间的动摩擦因数〃=0.75。当杆竖

直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，gal0m/s2o

(1)求匀强电场的电场强度E大小；

(2)若轻杆与竖直方向的夹角为，时，小球在下滑过程中与杆之间的摩擦力恰好为0,求。角；保持，角

不变，将小球从。点由静止释放，求小球离开杆时的速度大小。

【答案】(1)8N/C；(2)53°,2m/s

【解析】

【详解】(1)当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，故小球受力平衡；由小球受重力、电场力、杆的

支持力和摩擦力作用可得

mg=/nqE

解得匀强电场的电场强度为

E=^=8N/C

(2)轻杆与竖直方向的夹角为。时，小球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0,故支持力为零，则重力、电

场力垂直轻杆方向分力等大反向，故有

mgsin0=qEcos0

所以

qE14

tan0n==—=—

mg〃3

即

6=53°

小球受到合外力

F=mgcos6+qEsin0=(1.8+3.2)N=5N

由牛顿第二定律得

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F=ma

故小球从O点静止释放，沿杆做加速度

m3

的匀加速直线运动，由运动学公式得

v2-2aL

故小球离开杆时的速度

v==2m/s

15.在光滑水平面上有两个静止的、可视为质点的相同物块A、B,某时刻给物块A一个向右的初速度

v0=10m/s,物块A与物块B发生弹性碰撞，碰后物块进入与水平面平滑连接的光滑圆形轨道。圆形轨道右

侧的光滑水平面平滑连接着一个倾角在37。且足够长的粗糙斜面，斜面与物块的摩擦系数为4□=0.5,重

力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8o

(1)求物块A与物块B碰后瞬间，物块B的速度大小；

(2)为保证物块第一次进入圆形轨道的过程中不脱离轨道，求圆形轨道半径R的取值范围；

(3)若圆形轨道半径R=l.8m,求物块B第N次滑上斜面的最大位移外的表达式以及整个运动过程在斜

面上经过的总路程s。

【答案】(1)10m/s;(2)R25m或RW2m；(3)=^^111,12.5m

【解析】

【详解】(1)由动量守恒定律得

mv0=mvA+mvB

由机械能守恒定律得

12121~1

~mV0=-mVA+~mVB

解得

vB=10m/s,vA=0

(2)若碰后物块B恰好能达到与圆心等高的点，则

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解得

R=5m

为保证物块第一次进入圆形轨道的过程中不脱离轨道，圆形轨道半径

R>5m

若碰后物块B恰好能经过圆形轨道最高点，则

V2