四川省成都市某中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

高2022级高三上学期12月阶段性测试物理试题本试卷满分100分，考试时间75分钟。一、单项选择题（每小题4分，共28分，每个小题只有一个选项符合题目要求）1.2023年8月16日，世界机器人大会在北京盛大开幕。新一代送餐机器人首次登场，如图（a）所示，只要设置好路线，它就会稳稳地举着餐盘，到达指定位置送餐，还可以进行人机对话。图（b）为该机器人在水平面表演过程中的图像，以水平向右为正方向。则下列说法正确的是（）A.机器人向左做匀减速运动B.时机器人的加速度小于时的加速度C.和的平均速度相同D.和的平均速率相同【答案】C【解析】【详解】A．机器人的速度为正值，故往右运动，故A错误；B．时机器人的加速度大小为时机器人的加速度大小为时机器人的加速度大于时的加速度，故B错误；C．由匀变速直线运动的平均速度的推论知和的平均速度相同，都为故C正确；D．由图像的面积表示位移大小可知，和机器人的位移相同，但是机器人的运动存在往返，故机器人在的路程大于的路程，的平均速率大于的平均速率，故D错误。故选C。2.如图，一轻绳一端固定在天花板上，另一端固定一轻滑轮。另一段轻绳绕过轻滑轮，一端连接小球，另一端连接物块。物块置于光滑水平面上，在水平向右的外力作用下缓慢向右移动（可认为整个系统时时刻刻平衡状态），并且物块始终与水平面保持接触，则下列说法正确的是（）A.物块所受轻绳拉力变小B.物块所受到的外力变大C.物块所受地面的支持力变小D.滑轮所受轻绳的拉力变大【答案】B【解析】【详解】A．以滑轮为研究对象可知，轻绳BC的拉力与AB的力大小相等，都等于小球的重力，即故轻绳BC的拉力不变，根据牛顿第三定律可知，物块受到BC绳的拉力大小不变，A错误；B．对物块受力，如图所示，在水平方向上则有移动过程中，由于BC绳的拉力大小不变，逐渐减小，变大，故外力F变大，B正确；C．根据上述分析可知，在竖直方向上解得故当减小时，变小，物块所受地面的支持力变大，C错误；D．以滑轮为研究对象，根据共点力的平衡条件则有当物块向右移动时，变大，变小，而绳的拉力不变，故轻绳OA的拉力减小，D错误。故选B。3.如图所示，一轻质弹簧的左端与竖直墙面固连，其右端与物体固连，物体、间用一段轻绳连接，另一段轻绳左端与连接，右端跨过定滑轮与物块连接，整个系统处于静止状态，物块、和的质量都为，不计一切阻力，弹簧形变在弹性限度内，重力加速度为。现将间的轻绳烧断，下列说法正确的是（）A.烧断后瞬间，此时的加速度为零B.烧断后瞬间，此时的加速度为零C.烧断后瞬间，此时间轻绳的拉力为D.轻质弹簧第一次恢复至原长时，间轻绳的拉力为零【答案】D【解析】【详解】ABC．间的轻绳烧断之前，物块、和都处于平衡状态，轻质弹簧的弹力等于的重力，即间的轻绳烧断瞬间，弹簧的弹力不变，、的加速度相等，其大小为此时间轻绳的拉力设为T，对b由牛顿第二定律有故ABC错误；D．轻质弹簧第一次恢复至原长时，、的加速度均为零，所以间轻绳的拉力为零，故D正确。故选D。4.一列沿着轴方向传播的横波，在时刻的波形如图（a）所示，图（a）中质点的振动图像如图（b）所示，则下列说法正确的是（）A.横波是沿轴负方向传播B.该波的波速为C.时质点在平衡位置沿轴负方向振动D.平衡位置位于处的质点在内运动的路程为【答案】D【解析】【详解】A．由图（b）可知，时刻质点正在沿y轴正方向振动，结合图（a）可知，横波是沿轴正方向传播，故A错误；B．由图（a）和图（b）可知该波的波长和周期分别为所以，该波的波速为故B错误；C．时刻质点正在平衡位置且沿y轴负方向振动，经过，即，质点应位于平衡位置且沿y轴正方向振动，故C错误；D．平衡位置位于处的质点在0时刻的位移为因因经波x轴正方向传播的距离为，所以，经过，其位移应为平衡位置位于处的质点在内运动的路程为故选D。5.如图（a）所示，是一款称为“魔力陀螺”的玩具。陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，它可等效为图（b）所示的模型，一个竖直固定的磁性圆轨道，质量为的质点沿轨道外侧做圆周运动，质点受到始终指向圆心、大小恒定的磁性引力作用，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为。现将质点从最高点静止释放，由于轻微扰动，其沿轨道向下逐渐滚下做完整的圆周运动，则磁性引力至少为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】陀螺在最高点时的速度为零，从最高点到最低点，由机械能守恒定律可得在最低点时若恰不脱离轨道，则有解得故选B。6.智能提升机把静置于地面上的重物竖直向上提升的过程中，拉力的功率随时间变化的图像如图所示。在时，重物上升的速度达到最大速度的一半；在时，达到最大速度，不计一切阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（）A.在时间内，拉力的大小为B.重物的质量为C.在时，重物的加速度大小D.在时间内，重物上升的高度【答案】D【解析】【详解】A．物体匀加速运动，根据题意可知阶段拉力的大小A错误；B．时，物体的速度最大，此时物体的重力与拉力平衡则有解得B错误；C．根据上述分析，结合牛顿第二定律可得解得C错误；D．根据上述分析可知，物体上升的高度内，物体做变速运动，设此解得物体上升的高度为，根据动能定理则有其中代入数据解得故物体上升的高度D正确。故选D。7.如图所示，地表空间中存在一匀强电场，一个质量为的带电小球仅在重力和电场力作用下运动，虚线与水平面的夹角为，若小球从虚线上某处静止释放，则恰好沿虚线向斜下方向运动；若小球的初速度方向垂直于虚线向右上方向，大小为，从图示位置出发到最高点的过程中，小球重力势能增加了，则在上述过程中小球电势能的改变量为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】若小球从虚线上某处静止释放，则恰好沿虚线向斜下方向运动，说明小球所受重力与电场力的合力方向沿虚线斜向右下方，将小球所受重力与电场力合成为一个力，叫作等效重力，用表示，等效重力加速度设为，则若小球的初速度方向垂直于虚线向右上方向，则小球做类平抛运动，当小球到达最高点时竖直方向的速度等于零，有小球上升的高度为重力势能增加了，即又以上四式联立解得说明小球所受电场力方向水平向右，大小为即小球水平方向和竖直方向加速度大小相等，则小球上升到最高点过程中，电场力做功为竖直方向有联立得即小球电势能减少了，电势能改变量为。故选A。二、多项选择题（每小题6分，共18分，每个小题有多个选项符合题目要求）8.2024年9月25日，中国火箭军向南太平洋预定水域试射东风31AG型导弹，本次试射的导弹飞行了12000公里，显示出我国强大的国防实力。若将导弹发射和飞行过程简化为：如图所示，从地面上A点发射出的导弹，只在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，不计空气阻力，下列结论中正确的是（）A.导弹在空中的运动是匀变速曲线运动B.导弹在A点的速度大于在C点的速度C.导弹在A点的加速度小于在C点的加速度D.导弹在C点的速度一定小于地球的第一宇宙速度【答案】BD【解析】【详解】A．导弹在运动过程中引力方向不断变化，做非匀变速曲线运动，故A错误；B．导弹从A到C过程中，万有引力做负功，根据动能定理可知，导弹在A点的速度大于在C点的速度，故B正确；C．根据牛顿第二定律解得由此可知，导弹在A点的加速度大于在C点的加速，故C错误；D．假设有一卫星在距地面高度为H的轨道上绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有解得又导弹在C点没有做圆周运动，所以导弹在C点的速度小于v，即小于7.9km/s，故D正确。故选BD9.如图甲所示，水平传送带、两轮间的距离，质量的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率向左匀速运动。当物块运动到最左端时，质量的子弹以的水平速度向右射中物块并穿出。且从第一颗子弹击穿物块开始，每隔就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带（如果物块到右端时速度恰好为0，不会向左返回）。在传送带的右侧有一速度传感器，画出物块被第一颗子弹击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为时刻）。设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，子弹击穿物块的时间极短，且不会击中传感器而发生危险。物块的质量保持不变，不计空气阻力及、轮的大小，取重力加速度。则下列说法正确的是（）A.物块与传送带之间的动摩擦因数为0.40B.子弹击穿物块后的速度为C.整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量为D.整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量为【答案】AD【解析】【详解】A．根据速度图象可知，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动，在内物块的速度由减为，此过程物块的加速度大小为由牛二定律有解得B．物块被击中前的速度大小为，由速度图像可知物块被击穿后瞬间物块的速度大小，，方向向右；设子弹击穿物块后的速度为，以向右为正方向．根据动量守恒定律有解得选项B错误；CD．第1颗子弹击穿物块后，物块向右运动的时间为设向右运动的最大距离为，则时物块改为向左运动，运动时间为位移大小为所以在时间内，物块向右运动的距离为第二颗子弹射入时物块的速度和第一颗刚射入相同，且物块再运动1s物块向右运动2m，刚好从传送带滑出，即运动的总时间为2.5s，第一颗子弹的相对路程由图像可得第二颗子弹的相对路程由图像可得所以故D正确，C错误。故选AD。10.如图（a）所示，光滑水平地面上有、两个带电小球，球质量为球质量的两倍，球所带电荷量为，球所带电荷量为，空间中有水平向右的匀强电场，其电场强度随时间的变化关系如图（b）所示，初始时刻球具有水平向右的初速度，球处于静止状态：时球速度为，两小球相距足够远，两者之间的库仑力可忽略不计，则下列说法正确的是（）A.时A球的速度为比时A球的速度大B.时球的速度为比时球的速度大C.的过程中，球比球多运动了D.的过程中，球比球多运动了【答案】AC【解析】【详解】AB．根据点电荷在匀强电场中受到电场力的性质及A球带电荷、B球带电荷，规定向右为正方向，可得B球所受电场力大小为A球所受电场力大小为根据图（b）可知，场强大小随时间线性变化，则电场力大小也随时间线性变化。设A球质量为，B球质量为，取全过程平均电场力对B球列动量定理可得计算可得因为与大小相等，方向相反，所以对A球列动量定理可得将t=2s与t=4s分别代入上式可得联立以上方程可得A球在2s及4s时刻速度分别为，则速度差为A正确，B错误；CD．设0~4s内A、B的位移分别为、，对A与B分别列动能定理方程可得将以上计算过程中的，分别代入可得，则二者位移差C正确，D错误。故选AC。三、实验题：本题共16分．11.某同学设计了如图（a）所示的装置验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达点时恰好与桌面接触但没有弹力，处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，是一刻度尺，该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量位置到桌面的高度、桌面到地面的高度及平抛运动的水平位移即可。（1）用游标卡尺测出小球的直径如图（b）所示，________；（2）实验中改变，多测几次和的数值，作出如图（c）所示的图像1，则该图线的斜率________时即可证明小球下摆过程中机械能守恒；（3）已知图像1与准确图像近似重合，若该同学另一次实验时测量的值偏小，则他作出的图像可能为图（c）中的________（选填“1、2或3”）。【答案】（1）1.125（2）（3）3【解析】【小问1详解】游标卡尺的读数为【小问2详解】对A球做圆周运动时有对B球做平抛运动有联立得即斜率k=4H，可证明下摆过程中机械能守恒。小问3详解】因为图的斜率k=4H，当测量偏小，即为斜率偏小，图像可能为图（c）中的3。12.某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势和内阻，又能同时测量未知电阻的阻值。器材如下：A.电池组（四节干电池）B.待测电阻（约10Ω）C.电压表（量程、内阻很大）D.电压表（量程、内阻很大）E.电阻箱（最大阻值99.9Ω）F.开关一只，导线若干实验步骤如下：将实验器材连接成如图甲所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。（1）根据记录的电压表的读数和电压表的读数以为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值R为横坐标，得到的实验结果如图乙所示。由图可求得图像在纵轴的截距为___，待测电阻___________Ω。（2）图丙是以电压表的读数为纵坐标，以两电压表读数之差与电阻箱阻值的比值为横坐标得到结果。由图可求得电池组的电动势___________V，内阻为__Ω。（3）本实验测定的电动势和内电阻的测量值和真实值比较，测量结果分别为（）A.偏大偏大 B.偏大偏小 C.偏小偏大 D.偏小偏小【答案】（1）①.1.0②.8.0（2）①.6.0②.4.0（3）D【解析】【小问1详解】[1][2]串联电路电流处处相等，由图甲所示电路图可知整理有则图像的纵轴截距斜率解得【小问2详解】[1][2]由图甲所示电路图可知所以图像图线是电源的图像，由题图可知，电源电动势为电源内阻【小问3详解】由于电压表不是理想电压表，两个电压表存在分流作用，的值小于流过电源的电流，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，所以其图像如图所示由图像可知，电源的电动势和内阻的测量值都小于真实值。故选D。四、计算题（本题3个小题，共38分）13.图甲为某型号国产民用无人机，它的铭牌如表所示；图乙是利用该款无人机航拍的树德中学体育文化节开幕式盛况（经过申请报备），。（1）已知该款无人机所受空气阻力与速度大小的关系为，方向与运动方向相反。求：无人机上升时的最大速度；（2）运动场上百米赛跑激烈进行。某同学最大速度是，起跑加速度最大值是。他刚刚以最大加速度匀加速起跑时，无人机正以最大速度经过他的正上方高处。无人机在同一高度做匀速直线运动，始终与同学保持同一竖直面，视无人机和同学为质点。求：在该同学达到最大速度之前，他们间的最大距离。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】由题意得，当无人机速度最大时又将，代入以上三式可得（舍去）【小问2详解】由题意得，因为，当无人机与同学共速时距离最大水平距离最远距离14.据中科院信息，我国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年年底辐射出第一束最强“中国光”，届时可以发射比太阳亮1万亿倍的光。HEPS最重要的器件是电场直线加速器，如图甲所示，由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为的交变电源两极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。时，序号为1的圆筒（长度可以忽略）中央一个电子，在圆筒1、2之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒2。电子在每个圆筒内做匀速直线运动的运动时间均为。为了确保在每个圆筒之间的间隙中都加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为、电子电荷量为、交流电周期为。忽略电子的重力。（1）若忽略电子通过每个圆筒间隙的加速时间，求相邻两个金属圆筒的长度之比（为圆筒的序号，）；（2）电子离开第5个圆筒后从正中央水平射入偏转电场，如图丙所示。已知P、Q两个平行极板的长度为、距离为。要使电子打不到极板上，求P、Q两板间所加电压的取值范围。【答案】（1）（2）【解析】小问1详解】由于静电屏蔽，电子在金属圆筒中做匀速直线运动，为了达到同步加速，则在第N1个圆筒中运动前，加速了N2次，则有，电子在第N个圆筒中运动前，加速了N1