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2024届四川省德阳市第五中学高三上学期12月月考试题 物理 （Word版）
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这是一份2024届四川省德阳市第五中学高三上学期12月月考试题 物理 （Word版），共10页。试卷主要包含了答题前， 考生务必将自己的姓名，考试结束后，将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。
命题人：
总分 110 分 时间 90 分钟
注意事项：
1、答题前， 考生务必将自己的姓名、考号用 0.5 毫米的黑色签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否 正确。
2、选择题使用 2B 铅笔涂在答题卡对应题目标号位置上；非选择题用 0.5 毫米黑色签字笔书写在答题卡的对 应框内，超出答题区域书写的答案无效； 在草稿纸、试题卷上答题无效。
3、考试结束后，将答题卡收回。
第Ⅰ卷（选择题 共 44 分）
一、选择题（共 44 分， 1 至 8 小题只有一个选项正确， 9 至 11 小题有多个选项正确，全部 选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）
1. 2017 年 4 月 16 日， 国产大飞机 C919 在上海浦东国际机场进行首次高速滑行测试。 在此之前， C919 进行了若干次滑行试验， 在某次试验正常刹车时（做匀减速直线运动） 初速度为 v，经时间 t 停下来，则在最后 t0（t0A． t B． t2 C． 2t2 D． 2t
2t 2t0 t0 t
2． 如图实线表示电场线，虚线 ABC 表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，其
中过 B 点的切线与该处的电场线垂直。下列说法正确的是
A ．粒子带正电
B ．粒子在 B 点的加速度小于它在 C 点的加速度
C ．粒子在 B 点时电场力做功的功率为零
D ．粒子从 A 点运动到 C 点的过程中电势能先减少后增加
3． 质量不同的小球 1、2 由同一位置先后以不同的速度竖直向上抛出，运动过程中两 小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力 。小
球 1 与小球 2 相比
A ．初速度小
B ．在最高点时速度小
C． 质量小
D ．在空中运动时间短
B
4. 如图为一小型起重机， A、B 为光滑轻质滑轮， C 为电动机。
物体 P 和 A、B、C 之间用不可伸长的轻质细绳连接，滑轮 A 的
轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮 B 固定在竖直 伸
缩杆上并可以竖直移动 。当物体 P 静止时
A
A ．滑轮 A 的轴所受压力可能沿水平方向
C
物体 P
B ．滑轮 A 的轴所受压力一定大于物体 P 的重力
C． 当只将滑轮 A 向外移动时， A 的轴所受压力变大
D． 当只将滑轮 B 向上移动时， A 的轴所受压力变大
5． 北斗卫星导航系统第三颗组网卫星（简称“三号卫星”） 的工作轨道为地球同步轨 道，设地球半径为 R，“三号卫星 ”的离地高度为 h，则关于地球赤道上静止的物体、 地球近地环绕卫星和“三号卫星 ”的有关物理量，下列说法中正确的是
A ．近地卫星与“三号卫星 ”的周期之比为 = (Rh)3
B ．近地卫星与“三号卫星 ”的角速度之比为 = ()2
C． 赤道上物体与“三号卫星 ”的线速度之比为 = Rh
D． 赤道上物体与“三号卫星 ”的向心加速度之比为 = (Rh)2
6． 如图在倾角为 30°的光滑斜面上， 一质量为 4m 的小车在沿斜
面向下的恒力 F 作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上
连接着小球（质量为 m） 的轻绳恰好保持水平 。则外力 F 的大小为
A． 2.5mg B ．4mg C． 7.5mg D． 10mg
7． 如图所示，光滑绝缘圆形轨道竖直放置，半径为 R ，一带负电的小球，沿轨道做逆 时针方向的匀速圆周运动。小球的质量为m ，速度为 。匀强电场与圆形轨道平行， t = 0 时，小球位于 O 点等高的 A 点，设 A 点所在的水平面为零势能面，即QA = 0 、 hA = 0 。
重力加速度为g ，以下说法正确的是( )
A． 小球在最高点对轨道的压力为零
B． 小球在运动过程中合力最大值是 mg
C． t 时刻小球的机械能为E = mgRsint
D． t 时刻小球的电势能为Ep = -mgRsint
8． 甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶，从 t = 0时刻开始，甲、乙两车运动的 x -t 图像如图所示，其中甲车运动的 x -t 图线为抛物线，图线与 x 轴的交点为其顶点，乙 车运动的 x -t 图线为过原点的直线，两条图线相切于 P 点，其坐标为（t1, 1 ），已知
t2 = t1 。下列说法正确的是
A ．t1 时刻甲、乙两车间距离最大
B ．在t1 时刻，甲车的瞬时速度大小是
C ．t2 时刻甲车的速度大小为
D ．t1 到t2 时间内甲车的位移大小为
9. “复兴号”动车组是我国具有完全自主知识产权的中国标准动车组。由 8 节车厢 组成的“复兴号”动车组在车站从静止匀加速起动出站， 一警务员站在站台上第 1 节 车厢前，第 1 节车厢通过警务员用了 t0 时间。每节车厢长度都相同，动车组出站过程 中受到的阻力大小恒定，出站后发动机实际功率才达到额定功率。则
A ．第 2、3 和 4 节车厢通过警务员的时间共为 t0
B ．第 8 节车厢通过警务员的时间为 2t0
C． 动车组出站过程中，通过相同的距离，发动机牵引力做功相同
D． 动车组出站过程中，经过相同的时间，发动机牵引力做功相同
10． 如图所示，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r． 闭合电键后，将滑动变阻 器滑片向下滑动，理想电压表V1 、V2 、V3 示数变化量的绝对值分别为 ΔU1 、 ΔU2 、
ΔU3 ，理想电流表示数变化量的绝对值为 ΔI ，则
A . ΔU2 = ΔU1 + ΔU3
B . = R + r
C . 和保持不变
D． 电源输出功率先增大后减小
11． 如图竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方质量m = 1kg 的小球由静 止释放，小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点， 竖直向下为 y 轴正方向，取地面处为重力势能零点，在小球第一次下落到最低点的过 程中，弹簧的弹性势能 Ep1 、小球的重力势能 Ep2 、小球的动能 Ek 、小球的机械能 E 随 小球位移变化的关系图像分别如图甲乙、丙、丁所示，弹簧始终在弹性限度范围内， 取重力加速度 g = 10m/s2 ，下列说法正确的是( )
A． 图乙中a = 3 B． 图丙中b = 4
C． 图丙中x0 处的弹簧弹力为 8N D． 图丁中c = 9 ， d = 4
第Ⅱ卷（非选择题 共 66 分）
二 、实验题 （共 15 分）
12．（6 分）图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置图，将导轨调至水平， 滑块装有宽度为 d 的遮光条，滑块包括遮光条的总质量为 M。轻绳下端挂钩码，钩码的 质量为 m。滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电 门 1 和 2 的时间，可以计算出滑块通过光电门 1、2 的速度 v1 和 v2 ，用刻度尺测出两个 光电门之间的距离为 x，重力加速度为 g。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，示数如图乙所示，则
d= cm。
（2）写出滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，验证机械
能守恒定律的表达式 （用题中给出的物理量的字母表示）。
（3）增加轻绳下端砝码的个数，滑块每次都从同一位置由静止
释放，作出 图像如图丙所示，其斜率为 k=_______ （用
题中给出的物理量的字母表示）。
13．（9 分） 一灵敏电流计 G 的量程为 2mA，内阻未知，现要精
确测量 G 的内阻。实验室中可供选择的器材有：
待测灵敏电流计 G；多用电表；
电流表 A1 ：量程为 6mA，内阻约为 200Ω ;
电流表 A2 ：量程为 0.6A，内阻约为 0.1Ω ;
定值电阻 R1 ：阻值为 10Ω ;
定值电阻 R2 ：阻值为 60Ω ;
滑动变阻器 R3 ：最大电阻为 20Ω ,额定电流为 1.5A；
直流电源：电动势为 1.5V，内阻为 0.5Ω ;开关，导线若干。
（1）先用多用电表粗测 G 的内阻，正确操作时，应该使多用电表的红表笔接灵敏电流 计 G 的 （选填“正 ”或“ 负 ”）接线柱，黑表笔接另一个接线柱。
（2）步骤（1）中粗测 G 的内阻为 100Ω ,为了精确测量 G 的内阻，实验小组的同学选 择了如图所示的电路，则电表 1 为 （选填“G ”、“A1 ”或“A2 ”），电表 2 为
（选填“G ”、“A1 ”或“A2 ”），定值电阻 Rx 为 （选填“R1 ”或“R2 ”）。
（3）按照上述设计的电路进行实验，测得电表 1 的示数为 a1 ，电表 2 的示数为 a2 ，则 灵敏电流计 G 的内阻的表达式为 rg= 。（用 a1 、a2 、Rx 等符号表达）
三 、计算题 （共 51 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 只
写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（10 分） 如图半径为 R， 内径很小的光滑半圆管竖直放置，整个装置处在方向竖直 向上的匀强电场中，两个质量均为 m、带电量相同的带正电小球 a、b， 以不同的速度进 入管内（小球的直径略小于半圆管的内经，且忽略两小球之间的相互作用）， a 通过最 高点 A 时，对外管壁的压力大小为 3.5mg，b 通过最高点 A 时，对内管壁的压力大小
0.25mg， 已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。求：
（1）a、b 两球落地点距 A 点水平距离之比；
（2）a、b 两球落地时的动能之比。
15.（12 分） 如图竖直平行正对金属板 A、B接在恒压电源上。极板长度为 L、间距为 d 的平行正对金属板 C、D 水平放置，其间电压随时间变化的规律如图(b)。位于 A 板处 的粒子源 P 不断发射质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，在 A、B 间加速后从 B 板中央 的小孔射出，沿 C、D 间的中心线 OO1 射入 C、D 板间。已知 t＝0 时刻从 O 点进入的粒 子恰好在 t＝T0 时刻从 C 板边缘射出。不考虑金属板正对部分之外的电场，不计粒子重
力和粒子从粒子源射出时的初速度。求：
(1)金属板 A、B 间的电压 U1；
(2)金属板 C、D 间的电压 U2；
(3)其他条件不变，仅使 C、D 间距离变为原来的一半(中心线仍为 OO1)，则 t＝时刻
从 O 点进入的粒子能否射出板间？若能，求出离开时位置与 OO1 的距离；若不能，求到
达极板时的动能大小。
16.（14 分） 静止在水平地面上的两小物块 A、B，质量分别为 mA＝1.0 kg，mB＝4.0 kg； 两者之间有一被压缩的微型弹簧，A 与其右侧的竖直墙壁距离 l＝1.0 m，如图 8 所 示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使 A、B 瞬间分离，两物块获得的动能之和为 Ek = 10.0 J． 释放后， A 沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B 与地面之间的动摩擦因 数均为 μ = 0.20.重力加速度取 g＝10 m/s2.A、B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰
撞且碰撞时间极短 .
(1)求弹簧释放后瞬间 A、B速度的大小；
(2)物块 A、B 中的哪一个先停止？该物块刚停止时 A与 B之间的距离是多少？
(3)A和 B都停止后， A与 B之间的距离是多少？
t/s
-0.5
O 0.1 0.2 0.3 0.4
17． 【物理选修 3—4】（15 分）
（1）（5 分）如图甲为一列简谐横波在 t=0.20 s 时刻的波形图，图乙为该列波中质点 P 的振动图像，Q 是该列波中另一质点。下列说法正确的是 __ （填正确答案标号， 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0 分）。
y/cm
0.5
P
Q
40
x/cm
30
10
20
O
-0.5
Y
y/cm
0.5
乙
A． 这列波的波速为 1 m / s
B． 这列波沿 x 轴正方向传播
C． t=0.30 D． t=0.30
E． t=0.20
s 时刻，质点 P 速度沿 y 轴负方向
s 时刻，质点 Q 速度沿 y 轴负方向
s 到 t=0.40s 时间内，质点 Q 通过的距离是 2 cm
（2）（10 分）如图所示， ABCD 是一块玻璃的截面，其中 ABC 是半径为 R 的圆弧面，
圆心是 O，ADC 是平面， 轴 O1O2 垂直于 ADC 且 过 AC 的中点 D。从 P 点射向圆心 O 的一条单 色光线射到圆弧面经玻璃折射后射到 O1O2 轴 上 Q 点，已知 PO 与 O1O2 轴夹角为 30°,从玻 璃射出的光线与 O1O2 轴夹角为 45 ° , Q、O 间
的距离为 d 。 sin15。= ，光在真空中
传播速度为 c。求：
① 玻璃的折射率；
② 这种单色光通过玻璃时间。
A
P
O1 B D Q O O2
C
高三 12 月考物理答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A
C
B
C
A
C
D
D
AC
BC
BD
13.负
14. 4：1
15. 答案
G A1 R2 (a2-a1) R2/a1
4：1
(1)
mL2
2qT
(2)
2md2
qT
(3)不能
m（L2＋2d2）
2T
解析 (1)设粒子到达 B板时的速度为 v，根据动能定理， 有 qU1 ＝mv2
粒子在 CD板间沿 OO′方向的分运动为匀速运动 L＝vT0
整理得 U1 ＝。
(2)粒子在 CD间沿垂直极板方向先匀加速后匀减速， 根据动力学公式 2×
a()2 ＝
而 a＝
整理得 U2 ＝。
(3)C、D间距离变为原来的一半后，粒子在 CD间运动的加速度 a2 ＝2a＝ t = 时刻从 O点进入的粒子，在垂直极板方向先向 C板加速时间，再减速
时间，速度为 0，y1 ＝2×a2 ()2 ＝，然后反向，向 D运动，先加速时间，
y2 ＝a2 ()2 ＝
此时粒子与 D板距离Δy及沿垂直极板方向的分速度 v2y，则 Δy＝y1 ＋y2 =
，v2y＝a2 ，由于 Δy＜y2 ，所以粒子将经过一段时间的减速运动后落在 D
板上， 到达 D板时沿垂直极板方向的分速度 v3y
v32y－v2y＝－2a2 Δy，粒子到达极板 D时的速度 v3、动能 Ek，则有 ＝v2＋v32y
联立以上式子解得 Ek ＝m＝。
16.答案 (1)4.0 m/s 1.0 m/s (2)物块 B先停止
0．50 m (3)0.91 m
解析 (1)设弹簧释放瞬间 A和 B的速度大小分别为 vA、vB，以向右为正方向，
由动量守恒定律和题给条件有
0＝mAvA－mBvB①
Ek ＝mAvA 2＋mBvB 2②
联立①②式并代入题给数据得
vA＝4.0 m/s，vB＝1.0 m/s③
(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等， 设为 a.假设 A和 B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后
速度较小的 B.设从弹簧释放到 B停止所需时间为 t，B向左运动的路程为 sB，
则有 mBa= μmBg④
sB＝vBt－at2⑤
vB－at＝0⑥
在时间 t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后 A将向左运动，碰撞并不改变 A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生， A在时间 t内的路程 sA都可表示为
sA＝vAt－1at2⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA＝1.75 m，sB＝0.25 m⑧
这表明在时间 t内 A已与墙壁发生碰撞，但没有与 B发生碰撞，此时 A位于出
发点右边 0.25 m 处．B位于出发点左边 0.25 m 处， 两物块之间的距离 s为
s＝0.25 m＋0.25 m＝0.50 m⑨
(3)t时刻后 A将继续向左运动，假设它能与静止的 B碰撞，碰撞时速度的大小
为 vA′ ，由动能定理有
mAvA′2－mAvA 2 =- μmAg(2l＋sB)⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
vA′ ＝ 7 m/s⑩
故 A与 B将发生碰撞．设碰撞后 A、B的速度分别为 vA″和 vB″ ，由动量守恒
定律与机械能守恒定律有
mA(－vA′)＝mAvA″＋mBvB″⑩
mAvA′2 ＝mAvA″2＋mBvB″2⑩
联立⑩⑩⑩式并代入题给数据得
vA″ ＝ m/s，vB″ ＝－ m/s⑩
这表明碰撞后 A将向右运动，B继续向左运动．设碰撞后 A向右运动距离为 sA′
时停止， B向左运动距离为 sB′时停止，由运动学公式
2asA′＝vA″2,2asB′＝vB″2⑩
由④⑩⑩式及题给数据得
sA′ ＝0.63 m，sB′ ＝0.28 m⑩
sA′小于碰撞处到墙壁的距离．由上式可得两物块停止后的距离 s′ ＝sA′＋sB′
=0.91 m.
17. ADE
n= 2
命题人：
总分 110 分 时间 90 分钟
注意事项：
1、答题前， 考生务必将自己的姓名、考号用 0.5 毫米的黑色签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否 正确。
2、选择题使用 2B 铅笔涂在答题卡对应题目标号位置上；非选择题用 0.5 毫米黑色签字笔书写在答题卡的对 应框内，超出答题区域书写的答案无效； 在草稿纸、试题卷上答题无效。
3、考试结束后，将答题卡收回。
第Ⅰ卷（选择题 共 44 分）
一、选择题（共 44 分， 1 至 8 小题只有一个选项正确， 9 至 11 小题有多个选项正确，全部 选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）
1. 2017 年 4 月 16 日， 国产大飞机 C919 在上海浦东国际机场进行首次高速滑行测试。 在此之前， C919 进行了若干次滑行试验， 在某次试验正常刹车时（做匀减速直线运动） 初速度为 v，经时间 t 停下来，则在最后 t0（t0
2t 2t0 t0 t
2． 如图实线表示电场线，虚线 ABC 表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，其
中过 B 点的切线与该处的电场线垂直。下列说法正确的是
A ．粒子带正电
B ．粒子在 B 点的加速度小于它在 C 点的加速度
C ．粒子在 B 点时电场力做功的功率为零
D ．粒子从 A 点运动到 C 点的过程中电势能先减少后增加
3． 质量不同的小球 1、2 由同一位置先后以不同的速度竖直向上抛出，运动过程中两 小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力 。小
球 1 与小球 2 相比
A ．初速度小
B ．在最高点时速度小
C． 质量小
D ．在空中运动时间短
B
4. 如图为一小型起重机， A、B 为光滑轻质滑轮， C 为电动机。
物体 P 和 A、B、C 之间用不可伸长的轻质细绳连接，滑轮 A 的
轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮 B 固定在竖直 伸
缩杆上并可以竖直移动 。当物体 P 静止时
A
A ．滑轮 A 的轴所受压力可能沿水平方向
C
物体 P
B ．滑轮 A 的轴所受压力一定大于物体 P 的重力
C． 当只将滑轮 A 向外移动时， A 的轴所受压力变大
D． 当只将滑轮 B 向上移动时， A 的轴所受压力变大
5． 北斗卫星导航系统第三颗组网卫星（简称“三号卫星”） 的工作轨道为地球同步轨 道，设地球半径为 R，“三号卫星 ”的离地高度为 h，则关于地球赤道上静止的物体、 地球近地环绕卫星和“三号卫星 ”的有关物理量，下列说法中正确的是
A ．近地卫星与“三号卫星 ”的周期之比为 = (Rh)3
B ．近地卫星与“三号卫星 ”的角速度之比为 = ()2
C． 赤道上物体与“三号卫星 ”的线速度之比为 = Rh
D． 赤道上物体与“三号卫星 ”的向心加速度之比为 = (Rh)2
6． 如图在倾角为 30°的光滑斜面上， 一质量为 4m 的小车在沿斜
面向下的恒力 F 作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上
连接着小球（质量为 m） 的轻绳恰好保持水平 。则外力 F 的大小为
A． 2.5mg B ．4mg C． 7.5mg D． 10mg
7． 如图所示，光滑绝缘圆形轨道竖直放置，半径为 R ，一带负电的小球，沿轨道做逆 时针方向的匀速圆周运动。小球的质量为m ，速度为 。匀强电场与圆形轨道平行， t = 0 时，小球位于 O 点等高的 A 点，设 A 点所在的水平面为零势能面，即QA = 0 、 hA = 0 。
重力加速度为g ，以下说法正确的是( )
A． 小球在最高点对轨道的压力为零
B． 小球在运动过程中合力最大值是 mg
C． t 时刻小球的机械能为E = mgRsint
D． t 时刻小球的电势能为Ep = -mgRsint
8． 甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶，从 t = 0时刻开始，甲、乙两车运动的 x -t 图像如图所示，其中甲车运动的 x -t 图线为抛物线，图线与 x 轴的交点为其顶点，乙 车运动的 x -t 图线为过原点的直线，两条图线相切于 P 点，其坐标为（t1, 1 ），已知
t2 = t1 。下列说法正确的是
A ．t1 时刻甲、乙两车间距离最大
B ．在t1 时刻，甲车的瞬时速度大小是
C ．t2 时刻甲车的速度大小为
D ．t1 到t2 时间内甲车的位移大小为
9. “复兴号”动车组是我国具有完全自主知识产权的中国标准动车组。由 8 节车厢 组成的“复兴号”动车组在车站从静止匀加速起动出站， 一警务员站在站台上第 1 节 车厢前，第 1 节车厢通过警务员用了 t0 时间。每节车厢长度都相同，动车组出站过程 中受到的阻力大小恒定，出站后发动机实际功率才达到额定功率。则
A ．第 2、3 和 4 节车厢通过警务员的时间共为 t0
B ．第 8 节车厢通过警务员的时间为 2t0
C． 动车组出站过程中，通过相同的距离，发动机牵引力做功相同
D． 动车组出站过程中，经过相同的时间，发动机牵引力做功相同
10． 如图所示，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r． 闭合电键后，将滑动变阻 器滑片向下滑动，理想电压表V1 、V2 、V3 示数变化量的绝对值分别为 ΔU1 、 ΔU2 、
ΔU3 ，理想电流表示数变化量的绝对值为 ΔI ，则
A . ΔU2 = ΔU1 + ΔU3
B . = R + r
C . 和保持不变
D． 电源输出功率先增大后减小
11． 如图竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方质量m = 1kg 的小球由静 止释放，小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点， 竖直向下为 y 轴正方向，取地面处为重力势能零点，在小球第一次下落到最低点的过 程中，弹簧的弹性势能 Ep1 、小球的重力势能 Ep2 、小球的动能 Ek 、小球的机械能 E 随 小球位移变化的关系图像分别如图甲乙、丙、丁所示，弹簧始终在弹性限度范围内， 取重力加速度 g = 10m/s2 ，下列说法正确的是( )
A． 图乙中a = 3 B． 图丙中b = 4
C． 图丙中x0 处的弹簧弹力为 8N D． 图丁中c = 9 ， d = 4
第Ⅱ卷（非选择题 共 66 分）
二 、实验题 （共 15 分）
12．（6 分）图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置图，将导轨调至水平， 滑块装有宽度为 d 的遮光条，滑块包括遮光条的总质量为 M。轻绳下端挂钩码，钩码的 质量为 m。滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电 门 1 和 2 的时间，可以计算出滑块通过光电门 1、2 的速度 v1 和 v2 ，用刻度尺测出两个 光电门之间的距离为 x，重力加速度为 g。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，示数如图乙所示，则
d= cm。
（2）写出滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，验证机械
能守恒定律的表达式 （用题中给出的物理量的字母表示）。
（3）增加轻绳下端砝码的个数，滑块每次都从同一位置由静止
释放，作出 图像如图丙所示，其斜率为 k=_______ （用
题中给出的物理量的字母表示）。
13．（9 分） 一灵敏电流计 G 的量程为 2mA，内阻未知，现要精
确测量 G 的内阻。实验室中可供选择的器材有：
待测灵敏电流计 G；多用电表；
电流表 A1 ：量程为 6mA，内阻约为 200Ω ;
电流表 A2 ：量程为 0.6A，内阻约为 0.1Ω ;
定值电阻 R1 ：阻值为 10Ω ;
定值电阻 R2 ：阻值为 60Ω ;
滑动变阻器 R3 ：最大电阻为 20Ω ,额定电流为 1.5A；
直流电源：电动势为 1.5V，内阻为 0.5Ω ;开关，导线若干。
（1）先用多用电表粗测 G 的内阻，正确操作时，应该使多用电表的红表笔接灵敏电流 计 G 的 （选填“正 ”或“ 负 ”）接线柱，黑表笔接另一个接线柱。
（2）步骤（1）中粗测 G 的内阻为 100Ω ,为了精确测量 G 的内阻，实验小组的同学选 择了如图所示的电路，则电表 1 为 （选填“G ”、“A1 ”或“A2 ”），电表 2 为
（选填“G ”、“A1 ”或“A2 ”），定值电阻 Rx 为 （选填“R1 ”或“R2 ”）。
（3）按照上述设计的电路进行实验，测得电表 1 的示数为 a1 ，电表 2 的示数为 a2 ，则 灵敏电流计 G 的内阻的表达式为 rg= 。（用 a1 、a2 、Rx 等符号表达）
三 、计算题 （共 51 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 只
写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（10 分） 如图半径为 R， 内径很小的光滑半圆管竖直放置，整个装置处在方向竖直 向上的匀强电场中，两个质量均为 m、带电量相同的带正电小球 a、b， 以不同的速度进 入管内（小球的直径略小于半圆管的内经，且忽略两小球之间的相互作用）， a 通过最 高点 A 时，对外管壁的压力大小为 3.5mg，b 通过最高点 A 时，对内管壁的压力大小
0.25mg， 已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。求：
（1）a、b 两球落地点距 A 点水平距离之比；
（2）a、b 两球落地时的动能之比。
15.（12 分） 如图竖直平行正对金属板 A、B接在恒压电源上。极板长度为 L、间距为 d 的平行正对金属板 C、D 水平放置，其间电压随时间变化的规律如图(b)。位于 A 板处 的粒子源 P 不断发射质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，在 A、B 间加速后从 B 板中央 的小孔射出，沿 C、D 间的中心线 OO1 射入 C、D 板间。已知 t＝0 时刻从 O 点进入的粒 子恰好在 t＝T0 时刻从 C 板边缘射出。不考虑金属板正对部分之外的电场，不计粒子重
力和粒子从粒子源射出时的初速度。求：
(1)金属板 A、B 间的电压 U1；
(2)金属板 C、D 间的电压 U2；
(3)其他条件不变，仅使 C、D 间距离变为原来的一半(中心线仍为 OO1)，则 t＝时刻
从 O 点进入的粒子能否射出板间？若能，求出离开时位置与 OO1 的距离；若不能，求到
达极板时的动能大小。
16.（14 分） 静止在水平地面上的两小物块 A、B，质量分别为 mA＝1.0 kg，mB＝4.0 kg； 两者之间有一被压缩的微型弹簧，A 与其右侧的竖直墙壁距离 l＝1.0 m，如图 8 所 示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使 A、B 瞬间分离，两物块获得的动能之和为 Ek = 10.0 J． 释放后， A 沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B 与地面之间的动摩擦因 数均为 μ = 0.20.重力加速度取 g＝10 m/s2.A、B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰
撞且碰撞时间极短 .
(1)求弹簧释放后瞬间 A、B速度的大小；
(2)物块 A、B 中的哪一个先停止？该物块刚停止时 A与 B之间的距离是多少？
(3)A和 B都停止后， A与 B之间的距离是多少？
t/s
-0.5
O 0.1 0.2 0.3 0.4
17． 【物理选修 3—4】（15 分）
（1）（5 分）如图甲为一列简谐横波在 t=0.20 s 时刻的波形图，图乙为该列波中质点 P 的振动图像，Q 是该列波中另一质点。下列说法正确的是 __ （填正确答案标号， 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0 分）。
y/cm
0.5
P
Q
40
x/cm
30
10
20
O
-0.5
Y
y/cm
0.5
乙
A． 这列波的波速为 1 m / s
B． 这列波沿 x 轴正方向传播
C． t=0.30 D． t=0.30
E． t=0.20
s 时刻，质点 P 速度沿 y 轴负方向
s 时刻，质点 Q 速度沿 y 轴负方向
s 到 t=0.40s 时间内，质点 Q 通过的距离是 2 cm
（2）（10 分）如图所示， ABCD 是一块玻璃的截面，其中 ABC 是半径为 R 的圆弧面，
圆心是 O，ADC 是平面， 轴 O1O2 垂直于 ADC 且 过 AC 的中点 D。从 P 点射向圆心 O 的一条单 色光线射到圆弧面经玻璃折射后射到 O1O2 轴 上 Q 点，已知 PO 与 O1O2 轴夹角为 30°,从玻 璃射出的光线与 O1O2 轴夹角为 45 ° , Q、O 间
的距离为 d 。 sin15。= ，光在真空中
传播速度为 c。求：
① 玻璃的折射率；
② 这种单色光通过玻璃时间。
A
P
O1 B D Q O O2
C
高三 12 月考物理答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A
C
B
C
A
C
D
D
AC
BC
BD
13.负
14. 4：1
15. 答案
G A1 R2 (a2-a1) R2/a1
4：1
(1)
mL2
2qT
(2)
2md2
qT
(3)不能
m（L2＋2d2）
2T
解析 (1)设粒子到达 B板时的速度为 v，根据动能定理， 有 qU1 ＝mv2
粒子在 CD板间沿 OO′方向的分运动为匀速运动 L＝vT0
整理得 U1 ＝。
(2)粒子在 CD间沿垂直极板方向先匀加速后匀减速， 根据动力学公式 2×
a()2 ＝
而 a＝
整理得 U2 ＝。
(3)C、D间距离变为原来的一半后，粒子在 CD间运动的加速度 a2 ＝2a＝ t = 时刻从 O点进入的粒子，在垂直极板方向先向 C板加速时间，再减速
时间，速度为 0，y1 ＝2×a2 ()2 ＝，然后反向，向 D运动，先加速时间，
y2 ＝a2 ()2 ＝
此时粒子与 D板距离Δy及沿垂直极板方向的分速度 v2y，则 Δy＝y1 ＋y2 =
，v2y＝a2 ，由于 Δy＜y2 ，所以粒子将经过一段时间的减速运动后落在 D
板上， 到达 D板时沿垂直极板方向的分速度 v3y
v32y－v2y＝－2a2 Δy，粒子到达极板 D时的速度 v3、动能 Ek，则有 ＝v2＋v32y
联立以上式子解得 Ek ＝m＝。
16.答案 (1)4.0 m/s 1.0 m/s (2)物块 B先停止
0．50 m (3)0.91 m
解析 (1)设弹簧释放瞬间 A和 B的速度大小分别为 vA、vB，以向右为正方向，
由动量守恒定律和题给条件有
0＝mAvA－mBvB①
Ek ＝mAvA 2＋mBvB 2②
联立①②式并代入题给数据得
vA＝4.0 m/s，vB＝1.0 m/s③
(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等， 设为 a.假设 A和 B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后
速度较小的 B.设从弹簧释放到 B停止所需时间为 t，B向左运动的路程为 sB，
则有 mBa= μmBg④
sB＝vBt－at2⑤
vB－at＝0⑥
在时间 t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后 A将向左运动，碰撞并不改变 A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生， A在时间 t内的路程 sA都可表示为
sA＝vAt－1at2⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA＝1.75 m，sB＝0.25 m⑧
这表明在时间 t内 A已与墙壁发生碰撞，但没有与 B发生碰撞，此时 A位于出
发点右边 0.25 m 处．B位于出发点左边 0.25 m 处， 两物块之间的距离 s为
s＝0.25 m＋0.25 m＝0.50 m⑨
(3)t时刻后 A将继续向左运动，假设它能与静止的 B碰撞，碰撞时速度的大小
为 vA′ ，由动能定理有
mAvA′2－mAvA 2 =- μmAg(2l＋sB)⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
vA′ ＝ 7 m/s⑩
故 A与 B将发生碰撞．设碰撞后 A、B的速度分别为 vA″和 vB″ ，由动量守恒
定律与机械能守恒定律有
mA(－vA′)＝mAvA″＋mBvB″⑩
mAvA′2 ＝mAvA″2＋mBvB″2⑩
联立⑩⑩⑩式并代入题给数据得
vA″ ＝ m/s，vB″ ＝－ m/s⑩
这表明碰撞后 A将向右运动，B继续向左运动．设碰撞后 A向右运动距离为 sA′
时停止， B向左运动距离为 sB′时停止，由运动学公式
2asA′＝vA″2,2asB′＝vB″2⑩
由④⑩⑩式及题给数据得
sA′ ＝0.63 m，sB′ ＝0.28 m⑩
sA′小于碰撞处到墙壁的距离．由上式可得两物块停止后的距离 s′ ＝sA′＋sB′
=0.91 m.
17. ADE
n= 2
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