2023届重庆市第一中学校高三上学期12月月考物理试题（Word版）

这是一份2023届重庆市第一中学校高三上学期12月月考物理试题（Word版），共15页。试卷主要包含了作答时，务必将答案写在答题卡上，考试结束后，将答题卡交回，如图等内容，欢迎下载使用。

物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2．作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题：本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图所示是某车后窗雨刮器示意图，雨刮器由雨刮臂OC和刮水片ACB连接构成。雨刮器工作时，雨刮臂OC和刮水片ACB的夹角始终保持不变，且在同一平面内。假设雨刮臂绕O点转动的角速度不变，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C三点线速度相同
B．A、B两点角速度相同，且与C点角速度相同
C．A、B两点角速度相同，但与C点角速度不相同
D．向心加速度，且各点的向心加速度始终不变
2．ABCD为一闭合回路，AB、CD间导线弯成水平半圆弧状，AD、BC间导线竖直放置。现有一根长直导线PQ平行于AD放置在半圆柱体的轴线上。ABCD回路和PQ导线通有如图所示的电流，已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。则ABCD回路给PQ的安培力为（ ）
A．4F，方向水平指向ADB．4F，方向水平指向BC
C．2F，方向水平指向ADD．2F，方向水平指向BC
3．飞机在穿越雷雨云层时，时常会遭遇雷击，如图（a）所示，雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压。如图（b）所示为雷雨云层简化示意图，云层下端带负电，上端带正电，假设云层离地足够高，不考虑大地表面的感应电荷。现将云层视为由距离地面10km的正点电荷和距离地面9km的负点电荷组成，带电量均为1C，A、B依次为正下方的两点，C为B右侧的一点。则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点电场强度大小关系为
B．A、B、C三点的电势大小关系为
C．一表面带负电的飞机从A点降落到B点电势能增大
D．一表面带负电的飞机从A点降落到B点动能减小
4．如图所示，半径为R、质量为3m的光滑圆弧槽（对应的圆心角为）静止于光滑水平面上，一质量为m的小球从P点以初速度水平冲上圆弧槽，运动到Q点后离开圆弧槽，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．小球从P点滑到Q点的过程中，小球与光滑圆弧槽组成的系统动量守恒
B．小球从P点滑到Q点的过程中，小球与光滑圆弧槽组成的系统机械能不守恒
C．小球离开圆弧槽Q点时的速度为
D．小球到达最高点时的速度为
5．第二宇宙速度又叫逃逸速度，若某物体初速度达到星球逃逸速度，该物体将完全逃脱星球的引力束缚而飞出星球（可认为物体飞至无穷远处速度为0），已知质量为m的物体放在质量为M的星球外r处的引力势能为。现有一质量为m的物体放在某星球表面，星球的半径为R，已知该星球的逃逸速度为v，引力常量为G。则下列说法错误的是（ ）
A．该星球的第一宇宙速度为
B．该星球的质量
C．忽略星球自转，该星球表面重力加速度
D．该物体在近地轨道上做匀速圆周运动的周期
6．如图所示是一种健身器材的简化图，一不可伸长的轻绳两端各连接三个相同的配重块，所有配重块质量均为1kg，初始时PQ间轻绳水平。现用一竖直向下的力F将轻绳中点O拉至处，并稳定P在处，整个过程配重块上升，轻绳中点下降，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．轻绳中点稳定在处时，F的大小为30N
B．轻绳中点稳定在处时，轻绳与竖直方向夹角为
C．若在两端各加一个配重块，保持F大小不变，则再次稳定后轻绳中点将上升
D．若在两端各减一个配重块，保持F大小不变，则再次稳定后轻绳中点将下降
7．如图所示，半径为R的圆环固定在倾角为的斜面上，圆心为O，、为两个固定在斜面上的轻质定滑轮，其中在O点沿斜面正上方2R处，轻质细绳跨过定滑轮，一端连接位于圆环底部的小球A，一端连接小球B，小球A套在圆环上。若小球A以初速度开始运动（为未知量），恰好能沿着圆环上升到最高点D。已知小球A、B的质量分别为M、m，其中，重力加速度为g，忽略一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．小球A的初速度
B．小球A到达与圆心等高处C点时，小球A和小球B的速度之比为
C．小球A到达与圆心等高处C点时，小球A的速度为
D．若，小球A仍以初速度开始运动，则小球A不能越过与圆心等高的C点
8．如图（a）所示，一质量为5kg的物体P以初速度冲进一光滑管内部，管底部固定有两个弹簧，劲度系数为的短弹簧套在劲度系数为的长弹簧外，开始时弹簧均处于自然原长状态。物体P从A点开始接触长弹簧，到B点开始接触短弹簧，恰好能达到C点，AB间距离为，BC间距离为。图（b）是该物体所受合力随位移变化的关系（以A点作为坐标原点）。下列说法正确的是（ ）
A．
B．物体处于C点时的加速度大小为
C．物体从A点运动到C点，两弹簧对小球做的功为
D．物体的初速度为
9．如图所示，ABCD为竖直平面内一矩形区域，长为2l，宽为l，E、F分别为AD、BC边的中点。ABFE区域内有水平向右的匀强电场，电场强度大小为，CDEF区域内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为。一带正电的小球从A点以初速度沿AD方向射入电场，到达C点时速度恰好为0。设小球的运动轨迹与EF相交于P点（P点未画出），已知小球质量为m，带电量为q，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球在ABFE区域内和CDEF区域内运动的时间之比为
B．
C．P点与E点的距离为
D．P点与E点的距离为
10．如图（a）所示，质量均为m的物块A与木板B叠放在水平桌面上，通过轻质细绳与质量为M的重物C连接，M可调节。现调节M，得到A、B的加速度a随M的变化关系如图（b）所示。设A、B之间的动摩擦因数为，木板B与桌面间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．，
B．当时，A的加速度不再变化，最大加速度为
C．当时，B的加速度为
D．当时，B的加速度为
二、非选择题：共5小题，共57分。
11．（6分）某同学设计实验研究弹簧弹力与伸长量的关系。实验时，弹簧的一端固定，另一端与传感器相连，弹簧每伸长1cm，通过传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量停留2秒钟，最终得到的弹力和时间关系如图。
（1）从6s-26s时间内弹簧长度的变化量为________cm；
（2）实验发现，数据连线不过原点，我们依然可以用线性部分来定义该弹簧的劲度系数，由图可以求出该弹簧的劲度系数为________N/m（保留两位有效数字）；
（3）该同学查询资料得知，数据连线不过原点的原因是自由状态下各匝靠紧的弹簧存在预紧力，弹簧在其线性区间弹力F和形变量x的关系为，其中即为“预紧力”。由图可知实验中使用弹簧的“预紧力”大小为________N（保留两位有效数字）。
12．（9分）（1）（单选）某同学在使用多用电表时把红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔。则下列说法正确的是________。
A．测直流电压、直流电流时，红表笔电势都比黑表笔电势低
B．测电阻时，红表笔电势比黑表笔电势低
C．测量不同电阻，必须重新进行欧姆调零
D．测量晶体二极管正向电阻时，红表笔应接二极管的正极
（2）某物理学习兴趣小组学习了多用电表的原理后，设计了一个欧姆表，所用器材有：一节干电池（）、满偏电流为、内阻为的表头、电阻箱、滑动变阻器、开关、导线若干。
①先把表头和电阻箱并联，把表头改装成量程为3mA的电流表，应把电阻箱调成________；
②把改装后的电流表与其它元件连接成如图所示的电路；
③在表头0mA处标上“”，在3mA处标上“0”，依次标上相应的刻度，则在1mA处应标上________；
④欧姆表的长时间使用导致内部电池电动势变成，必须对原来的刻度进行修正，则原电阻刻度值为的地方应该修改为________。
13．（9分）在水平面内三个完全相同的金属小球A、B、C，按下图所示方式放置。其中，，A球所带电荷量为，它与C球的库仑引力大小为F，B球不带电。现将A、C接触一下后放回原处，A、C间的库仑力大小变为接触前的。求：
（1）C球与A球接触前所带电荷量；
（2）若已知C球与A球接触前所带电荷量大小小于A球所带电荷量大小，让C球先后与A球、B球接触，再放回原处，求此时C球对B球的库仑力。
14．（14分）如图所示，离地面足够高的两水平金属板A、B的间距为6L，质量为m且电荷量为的小球（可视为质点）以初速率沿两板中线射入，若调节A、B金属板间的电势差为0，则小球离开金属板右侧边界时偏离中心线的距离为2L，忽略一切阻力，重力加速度的大小为g。求：
（1）小球射入金属板区域时的初速率；
（2）要使小球能离开金属板区域，A、B金属板间的电势差的调节范围；
（3）调节，使得小球能离开金属板区域，记离开的位置为P点，若此后的运动轨迹上存在点C，使得P指向C的位移矢量垂直于C位置的速度矢量，求小球从P运动到C的时间。
15．（19分）如图所示，在竖直平面内，倾角的光滑轨道AB与光滑水平轨道BC通过一小段光滑圆弧平滑连接，在水平轨道BC上固定着半径为R的光滑圆轨道，其最低点D分别与水平轨道BD和DC相连，长度分别为、，地面上停着上表面与BC等高的足够长木板，其左端紧靠C点，距离其右端处有一挡板P。现有一物块（可视为质点）在轨道AB上从距离B点高度为h的位置静止释放。已知空间中存在水平向右且大小为的匀强电场，木板的质量为且不带电，物块的质量为m且所带电荷量为，物块与木板之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，木板与挡板P碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略，运动过程中物块电荷量保持不变，重力加速度的大小为g，，。求：
（1）若，物块第一次到达D点的速度；
（2）若物块刚好能够沿着圆轨道做完整的圆周运动，此时的释放高度以及在这种情况下物块对圆轨道的最大压力的大小；
（3）若将物块从（2）中的释放，当物块运动到C的一瞬间，匀强电场的方向变为斜向右上且与水平面的夹角为，大小保持不变。物块从冲上木板到木板与挡板P发生第三次碰撞前，物块电势能的变化量。
物理参考答案
一、选择题：本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．B2．C3．A4．D
5．B6．C7．C8．BD
9．AD10．BCD
【解析】
4．系统动量不守恒，机械能守恒，对系统，从开始到达最高点的过程，解得，故D正确。
5．根据题意，第二宇宙速度满足，即，可得，第一宇宙速度满足，可得，，由，可得，，故B正确。
6．设OP长为x，则有，则，轻绳与竖直方向夹角为，故B错误。
，故A错误。若两边各加一配重块，则有，可得，，则，，故C正确。若两边各减一配重块，则无法再次稳定，故D错误。
7．点过程，对系统，，可得，小球在C点时，有，，可得，点过程，对系统，可得，，点过程，对系统，可得，能越过，故C正确。
8．围成的图像面积代表做功，故B、D正确。
9．竖直方向始终做竖直上抛运动，水平方向先做初速度为0的匀加速运动，进入区域后做匀减速运动直到速度为0，竖直方向，位移之比为，时间之比为，由，水平方向加速度之比为时间的反比，加速度之比即场强之比，因此，水平方向位移之比为，因此P点与E点的距离为，故A、D正确。
10．当，，可得；当，有，，可得；A的最大加速度；当，A、B、C三者加速度同，，可得；当，B、C加速度同，，可得，故B、C、D正确。
二、非选择题：共5小题，共57分。
11．（每空2分，共6分）
（1）10
（2）47
（3）
12．（除特殊标注外，每空2分，共9分）
（1）B
（2）①30③1000④235（3分）
13．（9分）
解：（1）A、C接触前①
A、C接触后②
解得或③
（2）根据题意，，则C球先后与A球、B球接触后，，④
B、C之间的库仑力大小⑤
方向由C指向B（水平向左）⑥
评分标准：本题共9分。正确得出③式给3分（未说明电性得2分），⑤式得2分，其余各式各给1分。
14．（14分）
解：（1）带电小球进入金属板区域后做类平抛运动，在竖直方向上有
①
解得②
（2）若A、B金属板间的电势差且此时小球恰好从A金属板右端离开，有
解得③
故④
若A、B金属板间的电势差且此时小球恰好从B金属板右端离开，有
解得⑤
故⑥
综上⑦
（3）小球在竖直方向加速度为⑧
则P点竖直方向的分速度为⑨
如图所示，若带电小球从中心线上方离开金属板区域，小球做斜向上抛运动，易知小球在到达最高点H之前，小球与抛出点P的距离一直在增加；在经过与P等高的Q后，其距离也在不断增加。因此，如果存在P指向C的位移矢量垂直于C位置的速度矢量，C只可能是H点到Q之间轨迹上的某一点。
设HQ轨迹上的任意位置C，满足位移矢量垂直速度矢量，则根据几何关系易知⑩
又⑪
联立化简整理得到关于t的一元二次方程
⑫
解得⑬
评分标准：本题共14分。正确得出⑫式给2分，其余各式各给1分。
15．（19分）
解：（1）物块从A点运动至D的过程中，根据动能定理有
①
解得②
方向水平向右③
（2）如图所示，物块所受电场力与重力的合力记为F，其大小为，方向斜向右下方与水平方向夹角为，则物块在圆轨道上运动时的等效最高点记为H，等效最低点记为L
若恰好能做完整的圆周运动，在H点有④
则从出发点到H点，根据动能定理有
⑤
解得⑥
易知，物块在L点对圆轨道压力最大，根据动能定理和向心力公式有
⑦
解得⑧
根据牛顿第三定律，物块对圆轨道的最大压力大小为⑨
（3）物块从出发点到C点，根据动能定理
解得⑩
当物块冲上木板后，其加速度大小
木板的加速度大小⑪
物块与木板经过达到共同速度，有
解得，⑫
此过程木板的位移，即物块与木板共速时刻，木板恰好与挡板P相撞，与挡板P相撞后，木板的速度方向反向，速度大小不变，反向运动过程中其加速度大小为⑬
则其再次到达挡板P的速度满足
解得⑭
从木板第一次与挡板P相撞到第二次与挡板P相撞所经历的时间
⑮
同理可得木板第二次与挡板P相撞到第三次与挡板P相撞所经历的时间⑯
因此物块从冲上木板到木板与挡板P发生第三次碰撞前，物块电势能的变化量⑰
在评分标准：本题共19分。正确得出⑯、⑰式各给2分，其余各式各给1分。