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2024届河南省南阳市第一中学校高三上学期12月月考物理试题（Word版）
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这是一份2024届河南省南阳市第一中学校高三上学期12月月考物理试题（Word版），共11页。
A. 绳的拉力等于的重力
B. 绳的拉力大于的重力
C. 绳的拉力小于的重力
D. 物体向上做匀速运动
2. 如图所示，光滑绝缘圆环固定在竖直面内，圆环上A、B、C三点构成正三角形，AD、BE为圆环直径，且AD水平。甲、乙两小球带有等量异种电荷，将带正电荷的小球甲固定在A点处，另一带负电小球乙恰好能静止在B点处（甲、乙均可视为质点）。现在乙受到微小扰动，沿着圆环由静止开始下滑，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲乙静止时，在甲、乙形成电场中，D、E两点的电场强度相同
B. 甲乙静止时，在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电势相同
C. 乙从静止下滑到C点过程中，乙的电势能一直不变
D. 乙从静止下滑到C点的过程中，乙的动能一直增大
3. 如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径R至少为（ ）
A. B. C. D.
4. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从r = r2到r = r0，分子间作用力表现为斥力
B. 从r = r2到r = r1，分子力大小先减小后增大
C. 从r = r2到r = r0，分子势能先减小后增大
D. 从r = r2到r = r1，分子动能先增大后减小
5. 关于粒子散射实验，下列说法中正确的是
A. 绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转
B. 粒子离开原子核的过程中,电势能增加
C. 粒子在接近原子的过程中，动能减少
D. 对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出粒子的大小
6. 如图所示，某同学将白纸固定在木板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结），将木板竖直固定在铁架台上，把一个质量为m的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A₁；逐渐增大水平力，重复实验。取下木板，量出A₁、A₂…各点到O的距离、…量出各次橡皮筋与之间的夹角（、，在坐标纸上作出的图像，已知图像斜率为k＇，在y轴上的截距为b，则橡皮筋的劲度系数k和橡皮筋的原长l0可以表示为（已知重力加速度为g）（ ）
A. 、B. 、
C. 、D. 、
二.多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 如图所示，不可伸长的悬线MO绳下端挂一质量为m的物体，在拉力F作用下物体静止，此时悬线与竖直方向的夹角为α。现保夹角持α不变，拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中（重力加速度为g）（ ）
A. F逐渐减小，OM绳拉力逐渐减小
B. F先减小后增大，OM绳拉力逐渐减小
C. 若F＝mgtanα，则力F方向一定水平向右
D. F的最小值为mgsinα
8. 如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，、、均是定值电阻，是滑动变阻器，图中各电表均为理想电表。闭合开关，当的滑动触片P向下滑动时，下列判断正确的是（ ）
A. 消耗的功率变小
B. 消耗的功率变小
C. 电压表的示数变小，的示数变小
D. 电流表的示数变大，的示数变小，的示数变大
9. 直角边AC长为d的三棱镜ABC置于水平桌面上，其截面图如图所示。D为斜边BC的中点，桌面上的S点有一点光源，发射的一条光经D点折射后，垂直于AB边射出。已知，光在棱镜中的传播时间为，真空中光速为c，不考虑光的反射。下列说法正确的是（ ）
A. 该棱镜的折射率为
B. 该棱镜的折射率为
C. 入射光与BC的夹角为
D. 入射光与BC的夹角为
10. 晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视为理想气体。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为时，油柱到接口的距离为L1.根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（ ）
A. 吸管上的温度刻度值左低右高
B. 吸管上的温度刻度分布不均匀
C. 吸管上的温度刻度分布均匀
D. 该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高△T，油柱到接口的距离增加△x，定义为测温灵敏度）
三.填空题（共2小题，共16分。）
11. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.5s时刻的波动图像，图乙为平衡位置x=2m质点P的振动图像，由图可知这列简谐横波的波速为________m/s；质点P从t=0.5s到t=2.5s时间内经过的路程为________m。
12. 如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，则UAB＝________V。
四.计算题（共3小题，共40分）
13. 某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头的质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖把杆与水平地面成53°角。当对拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2，，。
（1）求拖把头与地板间的动摩擦因数。
（2）当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下力F2，拖把杆与地面的夹角为。当增大到某一值时，无论F2多大，都不能推动拖把头，求此时的tan值。（为方便起见，本问可忽略拖把头的重力，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
14. 如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ=0.5）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1N/C。现有一电荷量q=+1C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。g取10m/s2，求：
（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小；
（2）P点到B点的距离xPB；
（3）带电体在从B点运动到落至C点的过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有效数字）
15. 如图所示，某单色光以α=60°的入射角射入厚度为d的矩形玻璃砖上，在玻璃砖中折射角分别为30°，光路不计多次反射。已知单色光在空气中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖的折射率n和单色光在玻璃砖中的传播速度v；
（2）改变入射角后，单色光通过玻璃砖的最长时间tm。
答案
1-5【答案】B
【答案】D
【答案】C
【答案】D
【答案】C
6-10【答案】C
【答案】BCD
【答案】BD
【答案】AC
【答案】AC
11【答案】 ①. 4 ②. 1.6
12【答案】10
13【答案】（1）或0.33；（2）
（1）对拖把头受力分析，如图所示
拖把头做匀速直线运动，水平方向和竖直方向受力平衡：水平方向有
竖直方向有
而
解得
（2）忽略拖把头的重力，若不能推动拖把头，需满足
即
即时，无论对拖把头施加一个沿拖把杆向下的多大的力，都不能推动拖把头。
14【答案】（1）2m/s；（2）2m；（3）当运动到带电体与圆心的连线与竖直方向成45°时，动能最大，最大动能为1.2J
（1）设带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小为vC，由题意，根据牛顿第二定律得
解得
（2）设带电体运动到B点时的速度大小为vB，对带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得
解得
对带电体从P运动到B的过程，根据动能定理得
解得
（3）带电体在重力场和电场的复合中运动，当带电体在半圆形轨道上运动至速度方向与电场力和重力的合力方向垂直时（即运动到等效最低点Q时）的动能最大，由题意可知带电体所受重力和电场力大小相等，根据力的合成与分解可知OQ连线与竖直方向的夹角为45°。设带电体的最大动能为Ekm，对带电体从B运动到Q的过程，根据动能定理得
解得
15【答案】（1），；（2）
（1）设单色光在玻璃砖中折射角分别为β=30°，由折射率公式可得
则单色光在玻璃砖中的传播速度为
（2）单色光在玻璃砖内通过的路程为
可知，当β等于临界角C时，单色光通过玻璃砖的时间达到最长，则
根据
解得
则单色光通过玻璃砖的最长时间为
A. 绳的拉力等于的重力
B. 绳的拉力大于的重力
C. 绳的拉力小于的重力
D. 物体向上做匀速运动
2. 如图所示，光滑绝缘圆环固定在竖直面内，圆环上A、B、C三点构成正三角形，AD、BE为圆环直径，且AD水平。甲、乙两小球带有等量异种电荷，将带正电荷的小球甲固定在A点处，另一带负电小球乙恰好能静止在B点处（甲、乙均可视为质点）。现在乙受到微小扰动，沿着圆环由静止开始下滑，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲乙静止时，在甲、乙形成电场中，D、E两点的电场强度相同
B. 甲乙静止时，在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电势相同
C. 乙从静止下滑到C点过程中，乙的电势能一直不变
D. 乙从静止下滑到C点的过程中，乙的动能一直增大
3. 如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径R至少为（ ）
A. B. C. D.
4. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从r = r2到r = r0，分子间作用力表现为斥力
B. 从r = r2到r = r1，分子力大小先减小后增大
C. 从r = r2到r = r0，分子势能先减小后增大
D. 从r = r2到r = r1，分子动能先增大后减小
5. 关于粒子散射实验，下列说法中正确的是
A. 绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转
B. 粒子离开原子核的过程中,电势能增加
C. 粒子在接近原子的过程中，动能减少
D. 对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出粒子的大小
6. 如图所示，某同学将白纸固定在木板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结），将木板竖直固定在铁架台上，把一个质量为m的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A₁；逐渐增大水平力，重复实验。取下木板，量出A₁、A₂…各点到O的距离、…量出各次橡皮筋与之间的夹角（、，在坐标纸上作出的图像，已知图像斜率为k＇，在y轴上的截距为b，则橡皮筋的劲度系数k和橡皮筋的原长l0可以表示为（已知重力加速度为g）（ ）
A. 、B. 、
C. 、D. 、
二.多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 如图所示，不可伸长的悬线MO绳下端挂一质量为m的物体，在拉力F作用下物体静止，此时悬线与竖直方向的夹角为α。现保夹角持α不变，拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中（重力加速度为g）（ ）
A. F逐渐减小，OM绳拉力逐渐减小
B. F先减小后增大，OM绳拉力逐渐减小
C. 若F＝mgtanα，则力F方向一定水平向右
D. F的最小值为mgsinα
8. 如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，、、均是定值电阻，是滑动变阻器，图中各电表均为理想电表。闭合开关，当的滑动触片P向下滑动时，下列判断正确的是（ ）
A. 消耗的功率变小
B. 消耗的功率变小
C. 电压表的示数变小，的示数变小
D. 电流表的示数变大，的示数变小，的示数变大
9. 直角边AC长为d的三棱镜ABC置于水平桌面上，其截面图如图所示。D为斜边BC的中点，桌面上的S点有一点光源，发射的一条光经D点折射后，垂直于AB边射出。已知，光在棱镜中的传播时间为，真空中光速为c，不考虑光的反射。下列说法正确的是（ ）
A. 该棱镜的折射率为
B. 该棱镜的折射率为
C. 入射光与BC的夹角为
D. 入射光与BC的夹角为
10. 晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视为理想气体。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为时，油柱到接口的距离为L1.根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（ ）
A. 吸管上的温度刻度值左低右高
B. 吸管上的温度刻度分布不均匀
C. 吸管上的温度刻度分布均匀
D. 该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高△T，油柱到接口的距离增加△x，定义为测温灵敏度）
三.填空题（共2小题，共16分。）
11. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.5s时刻的波动图像，图乙为平衡位置x=2m质点P的振动图像，由图可知这列简谐横波的波速为________m/s；质点P从t=0.5s到t=2.5s时间内经过的路程为________m。
12. 如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，则UAB＝________V。
四.计算题（共3小题，共40分）
13. 某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头的质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖把杆与水平地面成53°角。当对拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2，，。
（1）求拖把头与地板间的动摩擦因数。
（2）当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下力F2，拖把杆与地面的夹角为。当增大到某一值时，无论F2多大，都不能推动拖把头，求此时的tan值。（为方便起见，本问可忽略拖把头的重力，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
14. 如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ=0.5）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1N/C。现有一电荷量q=+1C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。g取10m/s2，求：
（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小；
（2）P点到B点的距离xPB；
（3）带电体在从B点运动到落至C点的过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有效数字）
15. 如图所示，某单色光以α=60°的入射角射入厚度为d的矩形玻璃砖上，在玻璃砖中折射角分别为30°，光路不计多次反射。已知单色光在空气中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖的折射率n和单色光在玻璃砖中的传播速度v；
（2）改变入射角后，单色光通过玻璃砖的最长时间tm。
答案
1-5【答案】B
【答案】D
【答案】C
【答案】D
【答案】C
6-10【答案】C
【答案】BCD
【答案】BD
【答案】AC
【答案】AC
11【答案】 ①. 4 ②. 1.6
12【答案】10
13【答案】（1）或0.33；（2）
（1）对拖把头受力分析，如图所示
拖把头做匀速直线运动，水平方向和竖直方向受力平衡：水平方向有
竖直方向有
而
解得
（2）忽略拖把头的重力，若不能推动拖把头，需满足
即
即时，无论对拖把头施加一个沿拖把杆向下的多大的力，都不能推动拖把头。
14【答案】（1）2m/s；（2）2m；（3）当运动到带电体与圆心的连线与竖直方向成45°时，动能最大，最大动能为1.2J
（1）设带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小为vC，由题意，根据牛顿第二定律得
解得
（2）设带电体运动到B点时的速度大小为vB，对带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得
解得
对带电体从P运动到B的过程，根据动能定理得
解得
（3）带电体在重力场和电场的复合中运动，当带电体在半圆形轨道上运动至速度方向与电场力和重力的合力方向垂直时（即运动到等效最低点Q时）的动能最大，由题意可知带电体所受重力和电场力大小相等，根据力的合成与分解可知OQ连线与竖直方向的夹角为45°。设带电体的最大动能为Ekm，对带电体从B运动到Q的过程，根据动能定理得
解得
15【答案】（1），；（2）
（1）设单色光在玻璃砖中折射角分别为β=30°，由折射率公式可得
则单色光在玻璃砖中的传播速度为
（2）单色光在玻璃砖内通过的路程为
可知，当β等于临界角C时，单色光通过玻璃砖的时间达到最长，则
根据
解得
则单色光通过玻璃砖的最长时间为
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