东北三省2024-2025学年高三上学期12月联考调研测试物理试题（解析版）

这是一份东北三省2024-2025学年高三上学期12月联考调研测试物理试题（解析版），共20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、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. 某人站在力传感器上完成先“下蹲”后“站起”动作，右图显示的是此过程中力传感器的示数随时间的变化情况，。则（ ）
A. 此人的质量大约为
B. “站起”过程中人的加速度一直向上
C. “下蹲”过程中人的加速度一直向下
D. 到的过程中人的重心先下降再上升
【答案】A
【解析】A．力传感器的示数稳定时，示数等于此人所受的重力的大小，此人的重力大约为，根据
此人质量大约为，故A正确；
B．在人“站起”的过程中，力传感器的示数先大于此人所受的重力，后小于此人所受的重力，此人所受合外力方向先向上再向下，加速度先向上再向下，B错误；
C．在人“下蹲”的过程中，力传感器的示数先小于此人所受的重力，后大于此人所受的重力，此人所受合外力方向先向下再向上，加速度先向下再向上，故C错误；
D．在内，此人完成下蹲过程，重心一直下降，故D错误。
故选A。
2. 北京环球影城霸天虎过山车被誉为北京最刺激的过山车，在项目中，过山车弹射起步，4.5 s即可到达104 km/h的时速，轨道全长1124 m，共7个翻滚轨道，令无数人望而却步。游客游玩前必须要固定好座椅上的保险装置（安全压杠和安全带）。某次运行时，游客随车在其中一个竖直平面内沿半径为22.5 m的圆轨道运动，重力加速度g = 10 m/s2，下列说法中正确的是（ ）
A. 游客乘坐过山车经过圆轨道最低点时，处于失重状态
B. 若某次过山车经过该圆轨道最高点时的速度为15 m/s，则游客在最高点时对座椅压力为零
C. 游客乘坐过山车经过最高点时，保险装置对游客一定有向上的作用力
D. 游客乘坐过山车经过与圆心等高处时，游客所受力的合力一定指向圆轨道圆心
【答案】B
【解析】A．游客乘坐过山车经过圆轨道最低点时，具有向上（指向圆心）的加速度，故处于超重状态，故A错误；
B．当过最高点时，若游客只受重力作用，此时速度满足
解得
所以，若过山车经过该圆轨道最高点时的速度为15 m/s，则游客在最高点时对座椅压力为零，故B正确；
C．游客乘坐过山车经过最高点时，当速度大于或等于时，游客对座椅有压力，保险装置对游客无作用力，当速度小于时，保险装置对游客有向上的作用力，故C错误；
D．游客乘坐过山车经过与圆心等高处时，若座椅对游客的作用力在竖直方向上的分力与重力平衡，则游客所受合力指向圆心，反之，若二者不平衡，则游客所受合力不指向圆心，因此合力不一定指向圆心，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，小磁针置于水平桌面上，静止时N极指向北偏西方向，当地地磁场磁感应强度的水平分量指向正北方，则下列说法正确的是（ ）
A. 在小磁针的正东方向可能存在电流方向垂直水平面向下的长直导线
B. 在小磁针的正西方向可能存在电流方向垂直水平面向下的长直导线
C. 在小磁针的正南方向可能存在电流方向垂直水平面向下的长直导线
D. 在小磁针的正北方向可能存在电流方向垂直水平面向下的长直导线
【答案】D
【解析】导线通电后小磁针N极指向北偏西，说明小磁针所在位置磁感应强度的水平分量指向北偏西，又因当地地磁场磁感应强度的水平分量指向正北方，由安培定则和平行四边形定则可知，在小磁针的正北方向可能存在电流方向垂直水平面向下的长直导线。
故选D。
4. 电流天平是一种用于测量匀强磁场的磁感应强度的仪器。如图所示，电流天平两臂等长，右臂挂着单匝矩形线框，线框的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁场方向垂直线框平面向里。当线框中通过图示方向的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。再使电流反向，大小不变。为使两臂重新达到平衡，需要在左盘中增加质量为m的砝码。已知重力加速度为g，则此磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，此时
使电流反向，大小不变，在左盘中增加砝码后重新达到平衡，则
联立解得磁感应强度大小
故选B。
5. 如图所示，在一粗糙绝缘水平面上有共线的O、M、N、P四点，一电荷量为的均匀带电小球固定在O点，现有一质量为m、电荷量为的带电小金属块，从M点以初速度向右运动，到N点速度达到最大值，最后静止在P点。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，N、P间距离为L，静电力常量为k，重力加速度为g，带电体均可视为质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 小金属块由M向P运动的过程中，电势能先增大后减小
B. N、P两点间的电势差为
C. 小金属块速度最大时距O点的距离为
D. 从N到P的过程中，小金属块减少的动能等于系统增加的内能
【答案】B
【解析】A．在小金属块由M向P运动的过程中，电场力的方向一直与运动方向相同，电场力做正功，电势能一直减小，A错误；
B．小金属块从N到P过程，由动能定理得
解得
B正确；
C．由题意知，从M到N过程，金属块做加速运动，从N到P过程，金属块做减速运动，在N点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，设O、N两点间距离为r，则有
解得
C错误；
D．从N到P的过程中，小金属块减小的动能和减少的电势能全部转化为内能，故小金属块减少的动能小于系统增加的内能，D错误。
故选B。
6. 某些智能手机和运动手环中有一种加速度传感器，可以实现计步功能。这种传感器能够测量设备在不同方向上的加速度变化，原理如图。M和N为电容器两极板，M极板固定，N极板两端与两轻弹簧连接，当加速度变化时，N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）
A. 由匀速突然向前加速时，电容器所带电荷量增大
B. 由匀速突然向前加速时，M、N间的电场强度增大
C. 若有电流由b到a流经电流表，则加速度方向向前
D. 保持向前做匀速运动，电阻R将以恒定功率发热
【答案】C
【解析】AB．电容器两极板与电源始终相连，电压保持不变。由匀速突然向前加速时，N板相对M板向后运动，则两板间距变大，根据可知，电容器的电容减小，根据可知，电容器所带电荷量减小，根据可知M、N间的电场强度减小，故AB错误；
C．若有电流由b到a流经电流表，则电容器放电，电容器所带电荷量减小，电容器的电容减小，两板间距变大，加速度向前，故C正确；
D．保持向前做匀速运动时，N板相对M板不动，电容器的两板间距不变，而电容器的两端电压不变，回路中无电流，电阻R不发热，故D错误。
故选C。
7. 北京时间2024年11月4日01时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。其返回过程简化为如图所示，在轨道P、Q两点点火变速，P为轨道1和轨道2的切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。返回舱在轨道1的周期为T1，在轨道2的周期为T2，在轨道3的周期为T3，则（ ）
A. 返回舱在轨道3上Q点的速度大于轨道2上P点的速度
B. 返回舱在轨道2上由P点到Q点的过程中，机械能不断减小
C. 返回舱运行周期关系满足T1 < T2 < T3
D. 返回舱从轨道3上Q点变轨进入轨道2时需要在Q点喷气加速
【答案】C
【解析】A．在圆轨道上，根据万有引力提供向心力有
可得
则卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度，而在轨道2上P点的速度大于在轨道1上P点的速度，则返回舱在轨道3上Q点的速度小于轨道2上P点的速度，故A错误；
B．返回舱在轨道2上由P点到Q点的过程中，重力势能与动能相互转化，总的机械能不变，故B错误；
C．根据开普勒第三律
返回舱运行周期关系满足
故C正确；
D．返回舱从轨道3上Q点变轨进入轨道2时需要在Q点减速，故D错误。
故选C。
8. 生活中的物体由于受到多种因素的影响，运动规律往往比较复杂，但我们忽略某些次要因素后，有时可以将一些运动看成是匀变速直线运动。下列有关匀变速直线运动的叙述错误的是（ ）
A. 匀变速直线运动是速度不变的直线运动
B. 加速度不变的直线运动是匀变速直线运动
C. 做匀加速直线运动物体的位移一定随时间均匀增加
D. 加速度恒定且初速度和加速度同向的运动是匀加速直线运动
【答案】AC
【解析】AB．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，即加速度不变的直线运动是匀变速直线运动，A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．根据 ，位移与时间为二次函数关系，C错误，符合题意；
D．加速度恒定且初速度和加速度同向的运动是匀加速直线运动，D正确，不符合题意。
故选AC。
9. 如图所示为汽车蓄电池供电的简化电路图。电源电动势为E，内阻为r，当汽车启动时，开关S闭合，电动机开始工作。不计灯泡电阻变化。则闭合开关S瞬间（ ）
A. 电流表示数变小B. L1、L2灯变暗
C. 电阻R功率增大D. 电源的输出功率变大
【答案】BC
【解析】A．闭合开关S瞬间，可以将电动机等效为一个定值电阻，S闭合瞬间，电动机并联在外电路中，外电路电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，即电流表示数增大，故A错误；
B．结合上述，闭合开关S瞬间，干路电流增大，则电源内阻与定值电阻R承担电压增大，根据
可知，路端电压减小，则L1、L2灯变暗，故B正确；
C．电阻R的功率
结合上述可知，干路电流增大，则电阻R的功率增大，故C正确；
D．令外电路总电阻为R外，电源的输出功率
由于不知道开关S闭合前后外电阻与电源内阻的关系，根据对勾函数可知，无法判断蓄电池的输出功率变化情况，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一光滑木板倾斜固定，与水平面的夹角，木板的底端固定一垂直木板的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。跨过定滑轮O的不可伸长的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上的质量为的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角。撤去水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行，不计滑轮大小及摩擦，物块P、Q均可视为质点。取。则下列说法正确的是（ ）
A. 物块Q下滑过程中，弹簧的弹性势能一直减小
B. 物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块P做正功
C. 物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块Q做的功为
D. 物块P从A点运动到B点过程中，物块Q的重力势能减少量等于P、Q两物块总动能的增加量
【答案】BD
【解析】A．对物块P在A点时进行受力分析，其恰好与直杆没有相互作用，所以绳子拉力在竖直方向的分力与重力大小相等，方向相反，即
所以绳子的拉力为
对物块Q进行受力分析，在沿斜面方向上有
解得
设弹簧拉伸长度为，由胡克定律有
解得
物块P运动到B点时，由几何关系可得物块Q沿斜面向下滑了
所以此时弹簧的压缩量为
即此时弹簧的压缩量与初始时弹簧的拉伸量相同，也就是说此时弹簧的弹性势能与初始时弹簧的弹性势能相同，即弹簧的弹性势能先减小后增大，故A错误；
D．物块P从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹力做功为零，所以由能量守恒可知，物块Q的重力势能减少量等于物块P和Q总动能的增加量，故D正确；
B．由于轻绳只能提供拉力，对物块P，在从A点到B点过程中轻绳拉力的方向与P运动方向夹角为锐角，则轻绳拉力对P做正功，故B正确；
C．物块P运动到B点时，P和Q速度满足
物块P从A点运动到B的过程中，对系统由能量守恒有
对物块Q有
联立解得
故C错误。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 电炉丝以优质铁铬铝、镍铬电热合金丝为原料，现欲测定其电阻率，取一段电炉丝，电阻约为，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：
A.电池组（，内阻约）
B.电流表（，内阻约）
C.电流表（，内阻约）
D.电压表（，内阻约）
E.电压表（，内阻约）
F.滑动变阻器（，允许最大电流）
G.滑动变阻器（，允许最大电流）
H.开关、导线若干
（1）实验时，电流表应选用_______，电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（选填仪器前的字母代号）
（2）用螺旋测微器测量电炉丝的直径d，示数如图所示，其读数为_______。
（3）若用L表示电炉丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算电炉丝电阻率的表达式_______。（用题中所给字母符号表示）
【答案】（1）C D F
（2）0.950 （3）
【解析】【小问1详解】
[1][2][3]电池组电压是3V，流过金属丝的最大电流
故电流表选C，电压表选D；滑动变阻器选最大阻值小的，便于调节，故选F。
【小问2详解】
根据螺旋测微器的读数规则知，读数是
【小问3详解】
根据电阻定律可得
电炉丝的横截面积为
联立可得，电炉丝的电阻率为
12. 锂电池是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金、锂离子或锂聚合物）的电池。为了测量一块锂电池的电动势和内阻，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E表示，内阻用r表示。
（1）断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路的阻值，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，以为纵轴，以为横轴，画出关系图线，如图乙所示。由图线可求得锂电池的电动势_______V，内阻_______。（结果均保留三位有效数字）
（2）由于电压表内阻的影响不可忽略，测量得到的电池内阻存在系统误差，为此实验小组又设计了如图丙所示可以消除系统误差的电路，根据图丙所示电路完成图丁中的实物图连线_______。
（3）按照图丙连接好电路之后，闭合开关，调节电阻箱R并记录电压表示数U和电阻箱电阻，多次重复上述操作，得到多组数据，作出图像，得到图线的斜率为；再将开关断开，调节电阻箱R并记录电流表示数I和电阻箱电阻，多次重复上述操作，得到多组数据，作出图像，得到图线的斜率为，则电池内阻可以表示为_______（用表示）。
【答案】（1） （2）见解析 （3）
【解析】【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
由图像可得
，
解得，
【小问2详解】
根据电路图，实物连线如图所示
【小问3详解】
由于电压表的内阻的影响不能忽略，当闭合开关之后有
整理可得
将开关断开时，有
可得
由上述解析式得
，
可得
13. 某游乐园有一种“直上云霄”的娱乐器械可以使人体验急速上升或下降，某次体验中，一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上。游客从距地面的塔顶自由下落，当距地面时制动系统启动，使游客到地面时刚好停下，减速过程可近似看成匀减速运动（忽略摩擦和空气阻力，），求：
（1）游客从开始下落到刚好停下的总时间。
（2）质量为游客在下落到距地面时他对水平座位的压力大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
自由下落高度
令此时速度为，则有
，
匀减速下落过程有
，
总的运动时间
解得
【小问2详解】
当落到离地面的位置时，对游客，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得
14. 如图所示的坐标系内，第一象限内有方向水平向左的匀强电场，第二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子，从坐标为的A点以速度沿y轴正方向射入电场，从坐标为的C点离开电场，经过磁场后再次垂直打到x轴上，磁感应强度，不计粒子重力，求：
（1）电场强度E的大小。
（2）再次打到x轴上的位置到O点的距离。
（3）粒子在电场和磁场中运动的总时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为，则根据牛顿第二定律和运动学规律
联立解得
【小问2详解】
设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为α，则根据动能定理
解得
又
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则根据牛顿第二定律
又
联立解得
【小问3详解】
因为
由几何知识可得粒子在磁场中轨迹所对的圆心角为
粒子在磁场中做完整圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动的时间
粒子在电场和磁场中运动的总时间
联立解得
15. 如图所示，水平固定的传送带长为，在传送带的右端D点连接一个半径的光滑圆弧轨道并固定在竖直面内，轨道端点F与圆心O的连线与水平方向夹角，端点D为圆弧轨道的最低点。在与传送带等高的光滑水平面上有两个小物块A、B，某时刻物块A被一发射装置以的速度水平射出，恰好与物块B发生弹性碰撞，碰后B立即滑上顺时针匀速转动的水平传送带。物块A、B均视为质点，质量分别为、，已知物块A、B与传送带间的动摩擦因数均为，，，，忽略空气阻力。
（1）求物块B刚滑上传送带时的速度。
（2）若传送带速度，求物块B第二次在传送带上运动的过程中系统因摩擦产生的热量Q。
（3）为保证小物块B第一次离开传送带后继续冲上圆弧轨道，并沿轨道运动的期间不脱轨，则传送带的速度应满足什么条件？
【答案】（1）
（2）
（3）或
【解析】【小问1详解】
A、B发生弹性碰撞，则有
，
解得
【小问2详解】
物块B第一次滑上传送带，则有
解得
设物块B经过位移x与传送带共速，则有
解得
故物块B在到达D点前就已经与传送带共速，则物块B到达D点时速度
之后物块B滑上圆弧轨道，并再次以大小为的速度水平向左第二次滑上传送带。加速度大小仍为a，设物块B向左走了，系统产生热量为，则有
，
解得
，
在这个过程中传送带转过长度
则有
物块B向左滑了后，再次向右滑去，从D点进入圆弧轨道，加速度大小不变，仍为a，设此次系统产生热量为，则有
，，
所以，物块B第二次在传送带上运动过程系统产生的热量为
【小问3详解】
物块B在轨道上运动不脱离轨道有两种情况：第一种情况的临界状态为物块B恰好上升到轨道上与圆心等高的E点，由于
可知物块B在到达D点之前就己经和传送带共速，则有
解得
这种情况下传送带的速度
第二种情况是物块B能在轨道做完整的圆周运动，则其临界情况是在F点处，物块B与轨道之间恰没有力的作用，则有
，
解得
由于
可知此种情况下传送带的速度
综上所述，满足题意的传送带的速度范围为
或