四川省成都市列五中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省成都市列五中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，共46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6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图所示是某身高约150cm的儿童正在玩“抓子”游戏，他蹲在地面上将小石子以某一初速度竖直向上抛出，然后又迅速用手抓起地面上的另一小石子， 并将抛出的石子在落地前接住。若某次小石子从A点抛出，上升到最高点B， 不计空气阻力， 重力加速度g=10m/s2，则该次抛出小石子的初速度约为
A．1m/sB．3m/sC．5m/sD．7m/s
2．如图所示为嫦娥六号探测器“奔月”过程，其历经了①地月转移、②近月制动、③环月飞行等过程，已知三个过程的轨道均经过P点。则
A．通过测量③上的运行周期可以估测月球密度
B．②转移到①时需要减速
C．②上经过P点时加速度比③上经过P点时大
D．②上的运行周期小于③上的运行周期
3．如图所示、甲、乙两位同学握住绳子A、B两端摇动，A、B两端近似不动，且A、B两点连线始终沿水平方向，绳子上P、Q等各点均同步在竖直面做匀速圆周运动。当绳子在空中转到如图所示位置时，则
A．P点的线速度方向沿绳子切线B．P点的线速度等于Q点的线速度
C．P点的角速度等于Q点的角速度D．P点所受合外力方向一定垂直于绳斜向下
4．石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，其载流子为电子。如图甲所示，在长为a，宽为b的石墨烯样品表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当I = 1.6 mA时，测得U − B关系图线如图乙所示，元电荷e = 1.60 × 10−19 C，则
A．电极2的电势高于电极4的电势
B．U与a成正比
C．样品每平方米载流子数约为3.6 × 1019个
D．样品每平方米载流子数约为3.6 × 1016个
5．有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为，内阻为，电源电动势为，内阻为，电阻随压力变化的函数式为（和的单位分别为和）。下列说法中正确的是
A．该秤能测量的最大体重是
B．电流表的量程越大，则能测量的最大体重越小
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘的处
D．该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换
6．抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a向左移动，细线的拉力减小
B．沿虚线b向上移动，细线的拉力增大
C．沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变
D．沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大
7．某同学利用所学知识设计了一个风速报警器，其简易模型如图所示。面积为的单匝矩形线圈处在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，线圈右侧与变压器相连，左侧与叶片的转轴相连.变压器可视为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为，理想交流电压表的示数大于等于时报警器报警，忽略线圈的内阻，则报警器报警时叶片的转速至少为（ ）
A．B．C．D．
8．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是
A．图3中的干涉条纹对应的是Ⅰ
B．图1中的对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
9．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子（）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动，下列图形表示它们的运动轨迹，箭头表示运动方向。α粒子的运动轨道半径为R，质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是
A．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
B．新核Y与α粒子的周期之比为
C．衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹图是丁
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损为
10．如图所示，一个固定的光滑导轨长臂水平、短臂竖直；一根不可伸长的轻绳，一端系在质量为m的圆环上，另一端与质量为m的小球相连，圆环套在长臂上。左手扶住圆环，右手拿起小球将细线水平拉直，已知细线长度，此时圆环距离短臂，现将圆环与小球同时由静止释放，小球向下摆动，环与短臂碰后粘连（碰撞时间极短）。在小球向下摆动过程中，小球与环沿绳方向速度始终相等，重力加速度为。从释放小球到小球第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球与环组成的系统机械能不守恒
B．小球与环组成的系统在水平方向上动量守恒
C．环的最大速度大小为
D．小球运动的最大速度大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13题~15题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（8分）在探究加速度与力、质量的关系的过程中，某同学设计了如图1所示的实验装置。其中带小滑轮的小车的质量为（含其前端的定滑轮和细杆），砂和砂桶的质量为，拉力传感器可测出轻绳的拉力大小，带滑轮的长木板放在水平桌面上。
（1）下列实验操作中，一定要进行的是_____。
A．用天平测出砂和砂桶的总质量
B．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行
D．为减小误差，一定要保证远小于
（2）在实验中通过正确的操作得到如图2所示的一条纸带，图中0、1、2……为连续的几个计数点，两计数点间还有四个点迹没有画出。已知打点计时器使用的是频率为的交流电，根据纸带可求出打下第“3”计数点时小车的速度大小 ，小车运动的加速度大小 。（结果均保留三位有效数字）
（3）以力传感器的示数为横坐标，小车的加速度大小为纵坐标，画出的图像是一条直线，如图3所示。测得图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为，则可得出小车质量的表达式为_____。
A．B．C．D．
12．（10分） 要测量一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材：电压表，电阻箱，定值电阻，开关和导线若干。某实验小组根据所给器材设计了如图1所示的实验电路。由于的阻值无法辨认，实验时先用一欧姆表测量其阻值。该欧姆表的内部结构如图2所示，该表有“”、“”两个倍率。现用该表测量阻值小于的电阻。
（1）图2中表笔为 （选填“红”或“黑”）表笔。要测量应与 （选填“”或“”）相连。测量时指针位置如图3所示，欧姆表的读数为 。
（2）实验小组同学利用图1电路多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系，描点连线得到如图4所示的图线，则该电源的电动势 V，内阻 。（结果均保留三位有效数字）
（3）经核实，电阻的测量值与真实值一致，实验小组利用图1电路得到的内阻的测量值 （选填“小于”、“等于”或“大于”）真实值
13．（10分）如图所示，一个导热良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到气缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离气缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为，活塞与气缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求：
（1）气缸内放置的文物的体积；
（2）该过程中气体增加的内能。
14．（12分）如图甲所示，在时刻，一质量为1kg、可视为质点的物块冲上一足够长、倾角为的传送带底端，同时传送带顺时针匀减速转动直至停止。取平行于传送带向上为正方向，物块前1.5s内的速度-时间图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度g取，。则物体在传送带上向上运动到最高点的过程中。求：
（1）传送带与物块间的动摩擦因数；
（2）物体与传送带共速前物块的位移的大小；
（3）因摩擦产生的热量大小Q。
15．（14分）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求：
（1）金属棒匀速下滑时的速度大小；
（2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）；
（3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。
高三物理
一、选择题：本题共10小题，共46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6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.B
【详解】由图可知，石子上升的高度约为
由竖直上抛运动公式可有
可得该次抛出小石子的初速度约为 故选B。
2.A
【详解】A．③是贴近月球表面环月飞行，设其周期为T，根据万有引力提供向心力
解得
则月球的密度为 解得
所以通过测量③上的运行周期可以估测月球密度，故A正确；
B．卫星从低轨道到高轨道需要加速，故②转移到①时需要加速，故B错误；
C．根据牛顿第二定律 解得
可知②上经过P点时加速度与③上经过P点时加速度相等，故C错误；
D．根据开普勒第三定律，可知轨道半径越大，周期越大，故D错误。 故选A。
3.C
【详解】A．P、Q两点以AB为共同转轴做圆周运动，则可知P的速度方向与其圆周运动的半径垂直，并不沿绳子切线，故A错误；
BC．由于P、Q两点以AB为共同转轴做圆周运动，可知二者的角速度相等，由图可知，P的半径小于Q的半径，根据公式
可知，P的线速度小于Q的线速度，故B错误，C正确；
D．P、Q等各点均同步在竖直面做匀速圆周运动，则合外力提供向心力，指向圆周运动的圆心，即P点所受合外力方向一定垂直于AB连线向下，故D错误。 故选C。
4.D
【详解】A．根据电路中的电流方向为电极1→3，可知载流子（电子）的运动方向为电极3→1，根据左手定则可知电子在洛伦兹力作用下向电极2所在一侧偏转，所以电极2的电势比电极4的低，故A错误；
B．当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，设电子定向移动的速率为v，则有
解得 U与a无关，故B错误；
CD．设样品每平方米载流子（电子）数为n，则时间t内通过样品的电荷量
根据电流的定义式得
由U − B关系图线可得
各方程联立，解得
故C错误，D正确。 故选D。
5.C
【详解】A．电路中最大电流为2 A，由闭合电路欧姆定律
可解得压力传感器R的最小值为4Ω，由电阻R随压力F变化的函数式为
可得压力最大 F＝2600 N
即该秤能测量的最大体重是2600 N，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式 ，
可得
可知电流表的量程越大，I越大，则能测量的最大体重F越大，故B错误；
C．踏板空载时，F＝0，R＝30Ω，由闭合电路欧姆定律
解得 I＝0．375 A 故C正确；
D．由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式 ，
可得
变形得 故D错误。 故选C。
6. A
【详解】A．空竹受力如图所示
根据平衡条件可得
设绳长为，由几何关系可得
沿虚线a向左移动，减小，增大，细线的拉力减小，故A正确；
B．沿虚线b向上移动，不变，不变，细线的拉力不变，故B错误；
C．沿虚线c斜向上移动，增大，减小，细线的拉力增大，故C错误；
D．沿虚线d向右移动，增大，减小，细线对空竹的合力不变，故D错误。
故选A。
7. B
【解析】理想交流电压表的示数大于等于时报警器报警，即，原、副线圈的匝数比为 根据 解得
感应电动势的有效值为
解得报警时叶片的转速至少为 故选 B。
8.BD
【详解】A．根据公式
由图可知，图3中相邻干涉条纹间距较大，则波长较大，结合上述可知，对应的是可见光Ⅱ，故A错误；
B．氢原子发生能级跃迁时，由公式可得
结合题意可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大，则图1中的对应的是可见光Ⅱ，故B正确；
C．由公式可得，光子动量为
结合上述可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C错误；
D．根据光电效应方程及动能定理可得
可知，频率越大，遏止电压越大，结合上述可知，P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。 故选BD。
9.CD
【详解】A．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 故A错误；
B．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为
粒子在磁场中运动的周期为
则新核Y与α粒子的周期之比为 故B错误；
C．由于原子核静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子（）及生成的新核Y在衰变初始位置的速度方向相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切且转动方向相同，根据 解得
由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丁，故C正确；
D．根据题意可知，新核Y的质量为
由和可得
又有 可得
则α粒子和新核Y的动能分别为 ，
又有 解得 故D正确。 故选CD。
10.AD
【解析】小球与圆环释放瞬间，小球与圆环水平方向上不受外力，水平方向动量守恒，根据平均动量守恒有
相等时间里小球与环水平位移相等，所以当环与短臂碰撞时，小球的水平位移也为，由于 所以当圆环与短臂碰撞时，小球未到最低点，之后环与短臂粘连，小球做圆周运动到最低点。
A．环与短臂粘连时，小球与环沿绳方向的速度减为0，机械能不守恒，A正确；
B．环与短臂粘连前系统水平方向动量守恒，粘连后水平方向动量不守恒，B错误；
C．如图
环与断臂碰撞前瞬间速度最大，设最大速度为，绳与水平方向夹角为，根据水平方向动量守恒，有
可得小球的水平速度为
根据机械能守恒定律，有
在小球向下摆动过程中，小球与环沿绳方向速度始终相等，有
可得
联立解得 C错误；
D．小球运动到最低点时速度最大，设速度为，环与短臂粘连时，小球与环沿绳方向的速度减为0，小球的速度为
根据动能定理，有
解得 D正确。 故选AD。
11.（8分）（1）BC （2） 0.610/0.611 1.99/2.00/2.01 （3）B
【详解】（1）AD．因为有拉力传感器测量拉力，则不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要保证远小于，选项AD错误；
B．实验时要将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力，选项B正确；
C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行，选项C正确。
故选BC。
（2）[1]两计数点间还有四个点迹没有画出，则T=0.1s
打下第“3”计数点时小车的速度大小
[2]小车运动的加速度大小
（3）根据牛顿第二定律可知 可得
可得 即 故选B。
12.（10分）（1） 黑表笔 d 4 （2） 1.43 2.25 （3）小于
【详解】（1）[1]电流从红表笔流入，黑表笔流出，所以图2中a表笔为黑表笔；
[2]该表有“”、“”两个倍率，欧姆表的内阻等于该倍率下的中值电阻，所以“”倍率的内阻小于“”倍率的内阻，由于阻值小于，应选择“”倍率，故要测量应与d相连；
[3]如图3所示，欧姆表的读数为
（2）[1][2]由闭合电路欧姆定律
化简可得
由图可知 ，
联立解得，该电源的电动势为 内阻为
（3）由图1可知，误差来源于电压表分流，则根据闭合电路欧姆定律
化简可得
对比 可得
13.解：（10分）（1）设气缸内放置的文物体积为。
初态 ———— 0.5分 ————0.5分
末态 ————（0.5分 ） ————（0.5分）
气体做等压变化 ———— （2分）
解得气缸内放置的文物的体积 ————（1分）
（2）气体的压强为 ————（1分）
外界对气体做功为
———（2分）
根据热力学第一定律，该过程中气体增加的内能为 —————（2分）
14.（12分）解：（1）由受力分析可知，物体沿着斜面先做匀减速运动，再和传送带一起减速运动，由牛顿第二定律可知 ————（2分）
可知 ————（1分）
（2）设物体与传送带共速前位移为，由图像乙可知
————（2分）
（3）由图可知，在共速，此后二者共同减速，则可知减速运动的加速度为
————（1分）
由速度公式可得物体冲上传送带时，传送带的初速度
————（1分）
则在共速前传送带行驶位移为 ————（1分）
则物体与传送带的相对位移 ————（1分）
由摩擦生热的定义式可得 ————（2分）
代入数据可得 ————（1分）
15.（14分）解：（1）设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为 ————（0.5分）
通过金属棒的电流为 ————（0.5分）
金属棒受到的安培力为 ————（0.5分）
金属棒做匀速直线运动时有 ————（0.5分）
解得 ————（1分）
（2）设当金属棒的速度大小为 ————（1分）
通过金属棒的电荷量为 ————（0.5分）
————（0.5分）
平均电动势 ————（0.5分） ————（0.5分）
解得 —————（0.5分）
由能量守恒定律可得 ————（1分）
代入数据解得 ————（0.5分）
（3）对金属棒进行受力分析，可得 ————（1分）
对金属棒进行受力分析，可得 ————（1分）
可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时
——（0.5分）
回路中电流为 -————（1分）
金属棒受到的安培力为 ————（0.5分）
金属棒匀速直线运动，可得 ————（1分）
解得 ————（1分）