安徽省皖江名校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

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：必修一、必修二、必修三的第九、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.下列有关静电现象的应用中，与其他三个选项原理不同的是（）A.网络电缆外层包裹着厚厚的金属外衣 B.燃气灶中装有针状的电子点火装置C.带电工作人员穿有金属丝的工作服 D.高压电线上方有两条金属线与大地相连【答案】B【解析】【详解】A．网络电缆外层包裹着厚厚的金属外衣，这是应用静电屏蔽的原理来进行防止外界环境对网络信号的干扰；B．燃气灶中装有针状的电子点火装置，这是利用尖端放电的原理进行电子打火；C．带电工作人员穿有金属丝工作服，这是利用静电屏蔽的原理来保护带电工作人员的安全；D．高压电线上方有两条金属线与大地相连，这样就可以形成一个稀疏的“网”，把高压线屏蔽起来，利用的是静电屏蔽的原理。选项中A、C和D利用了静电屏蔽的原理，B选项是利用的尖端放电。故选B。2.陀螺仪的工作原理中常用到角动量的概念，角动量的大小为L=rmvsinθ，其中L是质点的角动量，r是质点到旋转轴的的距离，m是质点的质量，v是质点的速度大小，θ是r与v的夹角，则角动量用国际制基本单位表示为（）A.kg∙m2/s B.kg∙m/s C.N∙m/s D.N∙m·s【答案】A【解析】【详解】CD．由于国际制基本单位没有牛顿，故CD错误；AB．根据角动量的公式可得距离r的单位为m，质量m的单位为kg，速度v的单位为m/s，故角动量的单位为kg∙m2/s，故A正确，B错误。故选A。3.游乐场有一种游乐设施叫“疯狂DISCO”，如图所示。游玩者坐在圆盘上，圆盘周围有安全栏杆，圆盘启动时游玩者可以感受振动、正转、反转等刺激过程。假设有两位游玩者坐在水平旋转的圆盘上，其中A游玩者坐在圆盘中间的某位置，B游玩者背靠着栏杆坐在圆盘上，如图乙所示。现将圆盘的角速度增大到某值后，A、B两位游玩者均未滑动，继续做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.B游玩者的质量一定大于A游玩者的质量 B.B游玩者的动摩擦因数一定大于A游玩者的C.增大角速度后，A游玩者的摩擦力一定增大 D.增大角速度后，B游玩者的摩擦力一定增大【答案】C【解析】【详解】AB．设游玩者质量为m，圆周半径为r，根据向心力公式图像可知B游玩者距离圆心较远，所需的向心力大于A游玩者，B游玩者背靠栏杆，未知是否受到栏杆的弹力，所以两位游玩者的质量大小、动摩擦因数大小不能判断，故AB错误；C．当增大角速度后，A游玩者所需的向心力增大，即摩擦力增大，故C正确；D．题意不能判断B游玩者是否达到了最大静摩擦力，且栏杆是否有弹力也未知，故增大角速度后，B游玩者的摩擦力不一定增大，故D错误。故选C。4.如图所示，分别在正方形ABCD的B点和D点固定一个等量的正点电荷和负点电荷，E、F点分别是AD、AB边的中点。下列说法正确的是（）A.将一个正试探电荷分别放置在A点和C点，在这两点电荷所受的电场力相等B.将一个正试探电荷分别放置在E点和F点，在这两点电荷所受的电场力相等C.将一个正试探电荷由A点沿着AC移动到C点，电场力先做正功后做负功D.将一个正试探电荷由E点经A点移动到F点，电场力先做负功后做正功【答案】A【解析】【详解】A．若选无限远为电势能零点，等量异种电荷的电场分布如图所示根据点电荷的电势和电场强度的决定式，即，由于电势是标量，可以计算出A点、C点和O点电势在零势能面上，且A、C两点疏密程度相同，故它们电场强度等大且方向均向左，所以正试探电荷在A点所受的电场力等于在C点所受的电场力，故A正确；B．根据上图可知E、F两点关于等势面对称，故正试探电荷在E、F点电场力大小相同，但是方向不同，故B错误；C．由A选项可知，AOC在同一等势面上，故在AOC上移动正试探电荷，电场力不做功，故C错误；D．由沿着电场线方向电势降低可知，E点电势低于A点电势，A点电势低于F点电势，故将正试探电荷由E点经A点移动到F点，电荷的电势能一直在增大，故电场力一直做负功，故D错误。故选A。5.将轻质弹簧一端固定在地球某处水平地面上，由某高度处静止释放一个小球，小球落在竖直弹簧上。已知小球速度最大时弹簧的压缩量为x。假设把该装置搬到某星球上（该星球的密度是地球密度的0.8倍，半径是地球半径的0.5倍），仍然将小球由同样高度处释放，则小球速度最大时弹簧的压缩量为（）A.2.5x B.1.25x C.x D.0.4x【答案】D【解析】【详解】小球速度最大的位置，弹簧的压缩量为，此时弹簧弹力等于小球重力，即由此可见，弹簧压缩量根据黄金代换式得可以得到在该星球上的弹簧压缩量与地球上弹簧压缩量之比解得故选D。6.神舟十九号载人飞船于2024年10月30日成功发射，10min左右成功进入了预定轨道。神舟十九号在进入预定轨道之前由近地圆轨道Ⅰ的P点点火加速进入椭圆轨道Ⅱ，在远地点Q点再次点火加速进入圆轨道Ⅲ。若飞船在Ⅰ轨道和Ⅱ轨道的P点，Ⅱ轨道和Ⅲ轨道的Q点对应的速度分别为和，向心加速度和，以及机械能和，飞船在Ⅰ轨道和Ⅱ轨道和Ⅲ轨道的周期分别为和。对于以上物理量的大小关系，下列选项正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力，由Ⅰ轨道点点火加速进入椭圆轨道Ⅱ轨道，则根据开普勒第二定律可知到达Ⅱ轨道点继续加速，则进入Ⅲ轨道，根据万有引力提供向心力可知解得当越大时，环绕速度越小，则故A正确；B．根据万有引力提供向心力可知在Ⅰ、Ⅱ轨道上的点加速度相同，同理在Ⅱ、Ⅲ轨道上点的加速也相同，故B错误；C．因为在Ⅱ轨道上做椭圆轨道运动没有机械能的增加和减小，故在椭圆轨道的和两点的机械能相等，则故C错误；D．根据万有引力提供向心力可得可知，在Ⅲ轨道的周期大于在Ⅰ轨道的周期，根据开普勒第三定律可知，Ⅱ轨道的半长轴大于Ⅰ轨道的半径小于Ⅲ轨道的半径，故Ⅰ轨道的周期小于Ⅱ轨道的周期，则故D错误故选A7.2024年10月25日，备受瞩目的中国女排以3∶2逆转战胜了强大的对手。这场比赛不仅是一场技术与战术的较量，更是意志与精神的对决。如图所示，运动员由A点竖直向上抛出一个排球，排球抛出时的动能为30J，当运动到B点时动能损失了15J，机械能损失了5J，选抛出点为重力势能零点，假设空气阻力恒定不变。则下列说法正确的是（）A.排球所受的重力等于空气阻力 B.排球在最高点的重力势能为10JC.排球返回到A点时的动能为10J D.排球上升最大高度是AB间距离的【答案】C【解析】【详解】A．设排球所受的空气阻力为，重力为，在两点的动能分别为，机械能分别为，间的距离为h，根据动能定理得根据功能关系得联立可得故A选项错误；BD．当排球运动到最高点时，动能为零，设排球上升的最大高度为，根据动能定理可得解得选抛出点为重力势能零点，排球上升到最高点时，重力势能为故B、D选项错误；C．当排球返回到出发点时，因为摩擦产生的内能为根据能量守恒可知，剩下的动能为故选项C正确。故选C。8.2024年10月23日，国务院新闻办举行新闻发布会，前三季度新能源汽车产销同比分别增长31.7%和32.5%。某新能源汽车在一次试驾过程中行驶在平直公路上，一开始保持恒定功率P以速度匀速行驶，时刻试驾员加大油门，将汽车的功率瞬间增大到2P。时刻，试驾员又将汽车的功率立即减小到P继续行驶。假设新能源车所受阻力恒定，则该过程中新能源车的速度v、加速度a随时间t变化的关系可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】新能源车以初速度匀速行驶，可得当功率增大为2倍时，牵引力同时增大为两倍，根据牛顿第二定律可知当新能源车速度增大时，牵引力减小，加速度减小，可知，时间内，新能源车做加速度减小的加速运动，最大速度为之后，汽车的功率立即减小到P继续行驶，此时牵引力小于阻力，汽车做减速运动，牵引力增大，则汽车做加速度减小的减速运动，最终以做匀速运动，根据牛顿第二定律得由于新能源车的速度与时间不是反比关系，故加速度与时间不是线性变化。故选B。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，一根细线系着一个质量为m的小球，细线上端固定在天花板上，用力F拉小球，小球平衡后细线与竖直方向的夹角为。现改变拉力F的方向与大小，并保持角不变，其中拉力F可能情况由图中（竖直向上）、（垂直于细线方向）、（水平向右）中选择，则下列说法正确的是（）A.拉力可能为 B.拉力可能为C.是所有可能情况中的最小值，即 D.若拉力为，其值为【答案】BC【解析】【详解】AB．根据对小球的受力分析可知，此时细绳伸直但是否发生弹性形变未知，若拉力等于重力，即可能是，根据受力分析可知，细绳的拉力只能右上方，故拉力不可能是，故A错误，B正确；C．根据矢量三角形法则可知，当外力与绳子拉力方向垂直时，外界拉力最小，如图所示此时的拉力最小为故C正确；D．如图所示当拉力水平向右时受力示意图，此时的拉力为故D错误。故选BC。10.如图所示，在半径为的圆形区域内存在一个匀强电场，一个质量为、电荷量为的带电粒子由点以初速度射入电场，方向与直径成角，出电场时的速度大小为，方向与直径成角，不考虑粒子的重力。粒子的运动平面始终平行于电场，则下列说法正确的是（）A.电场强度大小为B.若粒子的速度垂直电场方向射入电场，为使粒子仍由B点射出电场，粒子的初动能为C.若粒子速度垂直电场方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量最大，粒子的初动能为D.若粒子以任意速度方向射入电场，为使粒子出电场时动能增量为零，粒子的最小初动能为【答案】ABD【解析】【详解】A.根据题意设电场方向与直径的夹角为，如图1所示，将两个速度垂直电场方向及平行电场方向进行分解，由于垂直电场方向的速度未发生变化，列出方程由此可得根据动能定理得解得A正确；B.根据A选项的计算过程得到粒子在电场中的加速度为当速度垂直电场射入，由点射出时，粒子做类平抛运动，如图2所示，列出方程，垂直于电场方向解得射入的动能B正确；C.当粒子获得动能最大，即电场力做功最多，如图3所示。列出方程为解得射入的动能C错误。D.当粒子的动能增量为零，即，粒子落在等势面上，如图4所示，粒子做类斜抛运动，当与等势面成角时射出的初动能最小，根据斜抛运动规律可知解出所以射入初动能为D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共5小题，共58分。11.某小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用到了图中的器材，如图所示。（1）用两个相同的弹簧测力计悬挂在铁架台上的等高位置，用一根细线两端分别拴接在两个弹簧测力计的挂钩上，细线上系一个铁球，当铁球静止在图示位置时（左侧绳长大于右侧绳长），左侧绳子拉力为，右侧细绳的拉力为，则______（选填“>”“<”或“=”）（2）测出左右细线与竖直方向的夹角，以两个拉力为平行四边形的两个边用图示法求出合力，再用弹簧测力计测出铁球的重力。若得到二者在误差范围内大小相等方向相反，即可验证力的平行四边形定则。（3）改变悬挂铁球的位置多次测量，在其中一次实验中，测得其中一个力为，另一个力为，测出与竖直方向夹角为，则小球的重力大小为______N（已知）。（4）若另一小组同学把细线换成了橡皮筋，则______（选填“仍能”或“不能”）验证“力的平行四边形定则”。【答案】①.<②.25③.仍能【解析】【详解】（1）根据平行四边形法则与绳长关系，可以画出受力分析，由图可知（3）同理，根据上图可以分析可知解得（4）若把细绳改成橡皮筋，不影响拉力的大小，故仍能完成实验。12.兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。第一小组：验证加速度与力的关系器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨（含气泵）、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器（质量不计）和天平。实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。根据实验步骤回答下列问题：（1）不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块______，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。（2）为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像______（选填“”“”“”或“”）。第二小组：验证加速度与质量的关系兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处（即保持滑块的位移相同），测出A和B两个滑块的质量为与，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片（两遮光片宽度相同）分别通过光电门的时间为和。（3）若测量结果满足______（用上述字母表示），即可得出物体加速度与质量的关系。误差分析：（4）上述两组实验______（选填“第一组需要”“第二组需要”“均需要”或“均不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。【答案】（1）静止（2）（3）（4）均不需要【解析】【小问1详解】本实验调节气垫导轨水平，由于滑块与气垫导轨间的摩擦可以忽略不计，故只需要使滑块不挂重物，打开气泵，释放滑块后静止即可。【小问2详解】根据题目的数据，可得小车的加速度由牛顿第二定律得出再根据运动学公式可得解出小车的加速度联立可得即可验证牛顿第二定律，若多次测量只需要绘制出图像即可，其他物理量为常数，由图像可知斜率为。【小问3详解】第二组实验只需要定量探究物体的加速度与质量的关系，即由于两个滑块的运动情况只有时间不同，即，只需要验证物块的质量与时间的平方成正比即可，故可知【小问4详解】第一组实验传感器可以直接测出小车所受的拉力，不需要满足钩码质量远小于滑块质量，第二组实验分析可知，两个滑块所受的拉力相同也不需要满足该条件，故均不需要。13.合肥市骆岗公园由骆岗机场改建而来，占地面积，是目前“世界最大城市公园”。公园为绿植，另外则是城市展馆、科普基地、健身草坪、休闲广场、儿童乐园，设计有一条全长5.6千米的环形健身跑道，其中直线跑道超过1千米。近日一场米接力比赛在该直线跑道进行，比赛过程中，第一棒选手的加速度与时间的变化关系（图像）如图甲所示。若第二棒选手在合适的时间由接力区起点（接力区BC长度为20m）以加速度匀加速起跑，如图乙所示，经过4s时间达到第一棒选手最大速度的80%并完成了交接棒，假设完成交接棒后第一棒选手开始直线减速至停止。根据上述过程；求：（1）第二棒选手接棒前的位移大小；（2）第一棒选手比赛过程中的最大加速度a的大小；（3）第一棒选手在比赛过程中的位移大小。（提示：可大致画出速度—时间图像）【答案】（1）19.2m（2）（3）120m【解析】【小问1详解】根据题意得，第二棒选手接棒前的位移大小为【小问2详解】交棒时，第二棒选手的速度为则第一棒的最大速度为根据图中信息，可以得知，第一棒选手的最大速度为图像所围的面积，即解得第一棒选手比赛过程中的最大加速度a的大小【小问3详解】根据图中信息画出第一棒选手的速度与时间的图像图像）求出虚线所围的面积即为第一棒选手的位移大小14.在竖直面内建立一个平面直角坐标系Oxy，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向。在x轴下方存在一段半径为的光滑圆弧绝缘轨道，轨道与原点O点连接，圆心为，与水平方向的夹角，A为轨道最低点，平行于y轴，如图所示。竖直线CD刚好与圆弧轨道所在的圆相切，CD左侧的第一象限内存在沿水平向右，场强的匀强电场，第三、四象限存在一个竖直向上、场强大小的匀强电场。现将一个质量为，电荷量为的带正电小球（视为质点）放置在圆轨道内侧A点并给以水平向左的初速度，最终小球由O点抛出射入第一象限。已知重力加速度，。求：（1）小球经过O点时的速度大小；（2）小球第二次与第一次经过x轴的时间间隔；（3）小球第二次经过x轴的横坐标。【答案】（1）（2）1.6s（3）25.2m【解析】【小问1详解】根据动能定理得解得小球点的速度为【小问2详解】小球进入第一象限后将速度沿轴和轴方向分解，如图所示轴方向的速度为轴方向的速度为小球再次回到轴时的时间为【小问3详解】水平方向加速度为小球在电场中水平方向运动的距离为设离开电场时的时间为解得故小球还未到轴即离开电场接下来小球在水平方向做匀速直线运动，则小球出电场后在水平方向运动的距离为则小球第二次经过轴的横坐标15.在