广东省深圳外国语学校2024-2025学年高三上学期第四次月考 物理试卷（含解析）

这是一份广东省深圳外国语学校2024-2025学年高三上学期第四次月考 物理试卷（含解析），共21页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后，将答题卡交回。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 11月11日浙江杭州正式启用多条无人机物流配送航线，开启基于无人机公共起降场的城市低空配送新模式。下面是无人机在直线运输过程中记录的4次运动图像，反映无人机在0~4s内的平均速度最大的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由A图可知，经4s，无人机的位移为0，故平均速度；由B图可知，经4s，无人机的位移为8m，故平均速度为
由C图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
由D图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
故平均速度最大是D图，为5ms/。
故选D。
2. 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回地面时，使用降落伞能有效降低着地的速度，如图所示是返回舱和降落伞示意图，舱和伞之间通过10根等长的轻绳按十等分点连接，每根绳与竖直方向的夹角均为。仅在降落伞的作用下，研究某次匀速竖直下落阶段，已知返回舱的总重力大小为G，返回舱受到的空气阻力恒为F，下列说法正确的是（ ）
A. 10根轻绳对返回舱的合力为G，方向竖直向上B. 10根轻绳对返回舱的合力为
C. 每根绳子上的拉力大小为D. 每根绳子上的拉力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设10根轻绳对返回舱的合力为，根据平衡条件可知
解得
故AB错误；
CD．设每根绳的拉力为，根据平行四边形定则有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
3. 篮球是中学生喜欢的运动，如图所示，小明在某次训练投球时从同一高度的A、B两点先后将篮球抛出，篮球恰好都能垂直打在篮板上的P点，不计空气阻力，上述两个过程中（ ）
A. 篮球从B点抛出击中P点时速度大B. 篮球从B点抛出后速度的变化率大
C. 篮球从B点抛出时小明对球做的功少D. 篮球从B点抛出时重力的瞬时功率小
【答案】A
【解析】
【详解】A．将篮球看成反向平抛运动，篮球在竖直方向下降的高度相同，在竖直方向有
可知篮球从两点下落的时间相同；在水平方向，可知，根据
可知
击中P点时速度即水平方向的速度，故篮球从B点抛出击中P点时速度大，故A正确；
B．根据
可知篮球从两点抛出到击中P点，速度变化率相同，都为重力加速度，故B错误；
C．将篮球看成反向平抛运动，篮球在竖直方向下降的高度相同，在竖直方向有
说明从两点抛出的竖直方向速度相同，但在水平方向有，根据
故从B点抛出的速度更大，根据动能定理有
篮球从B点抛出时小明对球做的功更大，故C错误；
D．根据
可知从两点抛出的竖直速度相同，故篮球从B点抛出时重力的瞬时功率相等，故D错误。
故选A。
4. 2024年10月30日，神舟十九号将年轻的90后航天员宋令东送入中国空间站天和核心舱，开启了年轻航天员进入太空的新时代，完成了80到90的接力棒交接。已知空间站的高度是地球半径R的n倍，空间站运行周期是T，引力常量是G，将地球看成是一个质地均匀的球体，利用以上数据求出的物理量正确的是（ ）
A. 地球的质量：B. 地球的密度：
C. 空间站的线速度：D. 空间站的加速度：
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据万有引力定律有
解得地球质量为
故A错误；
B．地球的密度为
其中，，代入上式，可得
故B正确；
C．根据
可得空间站的线速度
故C错误；
D．根据
可得空间站的加速度
故D错误。
故选B。
5. 2024年WTA年终总决赛我国网球选手郑钦文获得亚军，追平了网球名将李娜的记录。郑钦文在决赛中发球速度最高达到198km/h，达到网球选手世界顶尖水平，此次发球时网球与球拍接触时间为2ms，网球的质量约为58g，下列关于此次发球过程的说法正确的是（ ）
A. 球拍对网球的冲量约为B. 球拍对网球的平均作用力约为1600N
C. 球拍对网球做的功约为1140JD. 球拍对网球做功的平均功率约为44W
【答案】B
【解析】
【详解】AB．郑钦文在此次发球速度可达到
根据动量定理可得球拍对网球的冲量约为
可得球拍对网球的平均作用力约为
故A错误，B正确；
CD．根据动能定理可知，球拍对网球做的功约为
球拍对网球做功的平均功率约为
故CD错误。
故选B。
6. 一列简谐横波的传播方向上有两个质点A和B，A、B的距离是3m，这列波由A向B传播，且这列波由A传到B所用时间是1.5s。已知时，A质点处在平衡位置向上振动，B质点恰好处在波峰，下列说法正确的是（ ）
A. 机械波的波速是3m/sB. 机械波的波长一定是4m
C. 时，质点B可能位于波谷位置D. 经过1s质点A沿传播方向移动2m
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据波速计算公式可得
故A错误；
B．根据题意可得
解得
（n=0、1、2、3……）
故B错误；
C．该波的周期为
（n=0、1、2、3……）
t=2s时，即
（n=0、1、2、3……）
当n=0时，
此时质点B处于波谷，故C正确；
D．质点不会随波迁移，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，光滑绝缘正方形方框竖直固定，边长是a，两个质量均为m的带电小球M、N套在方框上。M球带正电，固定于底边AB中点处；带电荷量为q的小球N置于方框右边BC中点时恰好静止不动，已知重力加速度大小为g，静电力常量为k，两小球均看成点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 小球N带负电
B. 小球N受到的库仑力大小是mg
C. 小球M所带电荷量是
D. 小球M在方框中心O处产生的电场强度大小是
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球N置于方框右边BC中点时恰好静止不动，根据平衡条件可知，N所受库仑力一定为斥力，即小球N带正电，故A错误；
B．结合上述，对N进行分析，根据平衡条件有
解得
故B错误；
C．根据库仑定律有
结合上述解得
故C错误；
D．小球M在方框中心O处产生的电场强度大小
结合上述解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题。每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 第十五届中国航展首次展出了红-19地空导弹武器系统，主要用于对弹道导弹类目标实施区域拦截。在某次演习中某型号导弹在竖直方向从静止开始沿直线加速4000m时速度达到1600m/s，已知该导弹质量是600kg，所受阻力大小随导弹速度的变化而变化，在这段加速过程中导弹受到的平均阻力是3000N，重力加速度是，忽略导弹质量的变化，关于这段加速过程，下列说法正确的是（ ）
A. 导弹的加速度恒为
B. 导弹发动机提供的平均反冲力大小是
C. 导弹增加的机械能是
D. 导弹发动机对导弹做的功是
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由于导弹所受阻力大小随导弹速度的变化而变化，可知导弹的加速度不是恒定不变的，故A错误；
B．根据动能定理可得
代入数据解得导弹发动机提供的平均反冲力大小为
故B正确；
C．导弹增加的机械能为
故C错误；
D．导弹发动机对导弹做的功为
故D正确。
故选BD。
9. 水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历时间为，子弹损失的动能为，子弹和木块组成的系统损失的机械能为，打穿后系统的总动量为；同样的子弹以同样的初速度打穿放在光滑水平面上同样的木块，经历时间为，子弹损失的动能为，系统损失的机械能为，打穿后系统的总动量为。设木块对子弹的阻力为恒力，且上述两种情况下该阻力大小相等，则下列结论正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．两次击中木块过程中，子弹受到的阻力f相同，根据牛顿第二定律
两次的加速度相等；第二次以同样的速度击穿放在光滑水平面上同样的木块，由于在子弹穿过木块的过程中，木块会在水平面内滑动，所以第二次时子弹的位移要大于第一次的位移，即，子弹做减速运动，由位移公式
可知，A错误；
B．两次击中木块过程中，子弹受到的阻力相同，阻力对子弹做的功等于子弹损失的动能，即
由于，故有
B正确；
C．两次击中木块过程中，子弹受到的平均阻力相同，系统摩擦生热
其中f为阻力，d为子弹相对于木块位移。由于两次子弹相对于木块的位移都是木块的厚度，所以系统机械能的损失相等，即
C错误；
D．第一次子弹穿透木块后，系统的动量p1小于子弹的初动量，而第二次子弹穿透木块的过程，系统的动量守恒，则p2等于子弹的初动量，所以
D正确。
故选BD。
10. 某同学用平行板电容器探究材料竖直方向尺度随温度变化的特征，探究电路如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。电源输出电压恒定，闭合开关S，被测材料热胀冷缩，调节滑动变阻器R，滑片处在中间一位置时带电液滴P恰好可以静止在电容器极板间，下列说法中正确的是（ ）
A. 改变的阻值，带电液滴P仍能处于静止状态
B. 材料温度降低，带电液滴P将向上运动
C. 材料温度升高，极板所带电荷量减小
D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知，与电容器串联，故其作用相当于导线，所以改变的阻值，并不会改变回路中的总电阻，故不会改变电路稳定时总电流，故两端的电压也不会改变，电容器两电压等于两端的电压，故电路稳定时电容两端电压不变，粒子所受电场力不变，故带电液滴P仍能处于静止状态，故A正确；
B．材料温度降低，材料体积变小，电容器两板间距增大，根据
可知电场强度减小，电场力减小，故带电液滴P将向下运动，故B错误；
C．材料温度升高，材料体积变大，电容器两板间距减小，根据
可知电容增大；根据
又电压不变，故极板所带电荷量增大，故C错误；
D．检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明电容器正充电，则电容增大，根据
可知电容器两板间距减小，说明材料温度升高，故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 下面是高中物理中必做的实验的部分步骤，请按照要求完成操作和计算。
某实验小组采用如图l所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
（1）实验之前要补偿小车所受的阻力，具体的步骤是：______（填“挂”或“不挂”）砂桶，连接好纸带后，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。打出的纸带及数据如图2所示，若打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度大小为______（结果保留2位有效数字）。
（2）单摆可作为研究简谐运动的理想模型。制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图乙方式的目的是要保持摆动中______（填“振幅”或“摆长”）不变；用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为______mm。
【答案】（1） ①. 不挂 ②. 1.5
（2） ①. 摆长 ②. 20.6
【解析】
【小问1详解】
[1]平衡摩擦力时，调整木板右端的高度，不挂砂桶，让小车的下滑分力与摩擦力相平衡。
[2]相邻计数点间的时间间隔
根据
可知
【小问2详解】
[1]甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长会发生变化，而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，易于测量。
[2]摆球直径
12. 某实验小组要测量阻值约为50Ω的定值电阻的阻值，为了精确测量该电阻阻值，实验室提供了如下实验器材：
A.电压表（量程为0~3V，内阻约为6000Ω）；
B．电压表（量程为0~15V，内阻约为30000Ω）；
C．电流表A（量程为0~10mA，内阻RA10Ω）；
D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
E．滑动变阻器（最大阻值为3kΩ）；
F.电阻箱（最大阻值999.9Ω）；
G.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干。
（1）该小组同学分析实验器材，发现电流表的量程太小，需将该电流表改装成0~60mA量程的电流表，应并联电阻箱，并将的阻值调为______Ω；
（2）实验时，通过调整测量方法消除测量方案中的系统误差，请设计电路并画在虚线方框中______，并要求实验操作时电压可以从零开始调节。在设计的电路中电压表选用______，滑动变阻器选用______（填写各器材前的字母序号）；
（3）某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。
【答案】（1）2 （2） ①. ②. ③.
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意，若电流表量程为0~60mA，量程扩大到6倍，则根据并联电压相等的关系
即
解得
【小问2详解】
[1][2][3]电源电动势3V，所以电压表应选用；实验操作时电压可以从零开始调节，故滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的；由于电流表内阻已知，所以电流表采用内接法，可消除测量方案中的系统误差，实验电路图如图所示
【小问3详解】
根据欧姆定律可得
13. 如图，中空的水平圆形转盘内径r = 0.8 m，外径足够大，沿转盘某条直径有两条粗糙凹槽，凹槽内有A、B两个物块，两根不可伸长的轻绳一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小定滑轮系在A、B两个物块上，转盘不转动时两个物块放在距离竖直转轴R = 1.0 m处系统恰好保持静止。每根绳长L = 1.2 m，A、B两个物块的质量均为m = 2.0 kg，C物块的质量mC = 1.5 kg，所有物块均可视为质点，取重力加速度g = 10 m/s2。
（1）启动转盘，缓慢增大转速，求A、B与凹槽间摩擦力恰好为零时转盘角速度ω1；
（2）ω2 = 4 rad/s时，改变物块C的质量，要使A、B相对凹槽不滑动，求物块C的质量最小值m0。
【答案】（1）2.5 rad/s
（2）2.34 kg
【解析】
【小问1详解】
设绳子上的拉力为T，绳子与竖直方向的夹角为θ，由几何知识可得
即有
对于物块C而言，则有
解得
A、B与凹槽间摩擦力恰好为零时，绳子的拉力为其做圆周运动提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
转盘不动时，A、B受到的摩擦力与绳子的拉力平衡，则有
解得
当转盘的转动的角速度ω2 = 4 rad/s，A、B所需的向心力
要使物块C的质量最小，绳子上的拉力应最小，对物块A、B受力分析可知
联立解得
对物块C受力分析可得
联立可得
14. 传送带运输经常应用于分拣货物中。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速度放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。求：
（1）货物与传送带间的动摩擦因数；
（2）货物从下端A点运动到上端B点的时间t；
（3）传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由图乙知，货物沿传送带向上运动后，与传送带保持相对静止，根据功能关系有
可得货物与传送带间的动摩擦因数为
【小问2详解】
货物沿传送带向上运动时，与传送带保持相对静止，此时有
解得传送带速度为
设货物加速过程所用时间为，根据运动学公式可得
解得
设A点到B点的距离为，货物在B点时，有
解得
则货物匀速阶段所用时间为
货物从下端A点运动到上端B点的时间为
【小问3详解】
货物在与传送带共速前，发生的相对位移为
因摩擦产生的热量为
根据能量守恒可知传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为
15. 如图所示，光滑绝缘直轨道AC与光滑绝缘圆轨道CD相切于C点，圆轨道半径，以距C点处的O1为坐标原点建立直角坐标系。一个质量、不带电的绝缘滑块Q放在原点处。第二象限存在一个水平向右的匀强电场。现有一个质量、电荷量的带正电滑块P从A点静止释放，运动到原点时与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞过程滑块P、Q之间没有电荷转移，随后滑块Q沿轨道运动到D点，离开后落到直轨道上立即被拿走，没有和滑块P发生第二次碰撞。已知A点与原点之间的电势差，重力加速度，两个滑块均可以视为质点。，。
（1）求滑块Q从D点离开再次落到直轨道上位置与C点的距离；
（2）若滑块P第一次运动到C点时，在第一象限加水平向左的匀强电场，电场强度，滑块P能否不脱离圆弧轨道一直运动到D点？请写明推理过程。
（3）若滑块P第一次运动到C点时，在圆弧区域加竖直方向的匀强电场，使滑块P不脱离轨道且从D点离开后在直轨道上的落点与滑块Q的落点相距，求匀强电场的电场强度E。
【答案】（1）12m
（2）能，见解析 （3），方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
P在电场中加速过程，根据动能定理有
解得
P、Q发生弹性碰撞过程有
，
解得
，
滑块Q运动到D点过程，根据动能定理有
解得
根据平抛运动规律有
，
解得
【小问2详解】
P与Q碰撞后，结合上述可知，P在电场中做双向匀变速直线运动，根据对称性，再次返回坐标原点时速度大小仍然为
令P在第一象限运动时，方向水平向左的电场力与重力合力的方向与竖直方向夹角为，则有
解得
P在圆弧上运行时，电场力与合力方向指向圆心的位置为等效物理最高点，令该点为B点，若P能够运动到D点，则P必需能够顺利通过等效物理最高点B，根据动能定理有
解得
若滑块P能不脱离圆弧轨道一直运动到D点，则P能够顺利通过等效物理最高点B，在B点有
解得
由于
可知，滑块P能不脱离圆弧轨道一直运动到D点。
【小问3详解】
P与Q碰撞后，结合上述可知，P在电场中做双向匀变速直线运动，根据对称性，再次返回坐标原点时速度大小仍然为
若滑块P第一次运动到C点时，该过程P向右做匀速直线运动，速度
令P从D点离开后的初速度为，在直轨道上的落点与滑块Q的落点相距，当落点在Q落点右侧时有
，
解得
假设电场强度方向竖直向上，则有
解得
假设不成立，电场强度方向应竖直向下，此过程，C点速度大于D点速度，即D点为等效物理最高点，若滑块P不脱离轨道，则在D点的速度有最小值，根据牛顿第二定律有
解得
可知，滑块P不能够顺利通过D点，该种情况不成立。当落点在Q落点左侧时有
解得
令电场强度方向竖直向上，则有
解得
假设成立，根据牛顿第二定律有
解得
可知，滑块P能够顺利通过D点，没有脱离轨道。综合上述，P落点在Q落点左侧，电场强度大小为，方向竖直向上。