湖南省岳阳市云溪区2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题（解析版）

这是一份湖南省岳阳市云溪区2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题（解析版），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”，下面有关瓶（包括瓶中的水）的说法正确的是（ ）
A. 瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力
B. 瓶所受重力的方向一定可以与两条绳子的方向交于同一点
C. 重力只作用在瓶的重心上
D. 装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高
【答案】B
【解析】A．瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力的一个分力，A错误；
B．根据三力汇交原理，瓶所受重力的方向一定可以与两条绳子的方向交于同一点，B正确；
C．重心是重力的等效作用点，重力作用在瓶的各个部分，C错误；
D．瓶本身的重心位置不变，将水装入瓶中，随着水量的增加，瓶整体的重心可能先降低后逐渐升高，D错误。
故选B。
2. 如图所示是甲、乙两个点电荷电场的电场线，P、Q为同一电场线上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. P点的电场强度小于Q点
B. P点的电势高于Q点
C. 电子在P点时的电势能大于在Q点时的电势能
D. 若电子从Q点由静止释放，只受电场力作用，则电子会沿电场线运动到P点
【答案】B
【解析】A．电场先分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像，P点的电场线分布比Q点的电场线分布密集一些，则P点的电场强度大于Q点，故A错误；
B．沿电场线，电势降低，根据图像可知，P点的电势高于Q点，故B正确；
C．电子带负电，电子在电场中
由于
而电势能的正负表示大小，可知，电子在P点时的电势能小于在Q点时的电势能，故C错误；
D．电子在电场中仅仅受到电场力，静止释放，若电子沿电场线运动，则电场线必定为一条直线，由于图中Q点位置的电场线为曲线，可知，若电子从Q点由静止释放，只受电场力作用，则电子不会沿电场线运动到P点，故D错误。
故选B。
3. 考生进入考场时，监考老师会用金属探测器对考生进行检查，当探测器靠近金属块时就会发出警报。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器靠近金属块时，会在金属块内形成涡流
B. 探测器仅由金属线圈构成，无电源及其他电阻
C. 探测器内的感应电流越小，探测器越灵敏
D. 探测器利用了电磁驱动原理
【答案】A
【解析】AB．金属探测器内有金属线圈，打开探测器内的电源后，线圈中通有变化的电流，从而在空间产生变化的磁场，当探测器靠近金属块时，金属块内的磁通量发生变化而产生涡流，涡流产生的磁场又影响金属探测器内线圈的电流，从而导致探测器发出警报，故A正确，B错误；
C．在同种情况下，探测器内的感应电流越大，探测器越灵敏，故C错误；
D．探测器利用了电磁感应原理，故D错误。
故选A。
4. 如图甲所示，一固定竖直倒放的“ U”形足够长金属导轨的上端接一定值电阻R，整个装置处于方向垂直轨道平面向里的匀强磁场中，现将一质量为 m的金属棒从距电阻R足够远的导轨上某处，以大小为的初动量竖直向上抛出，金属棒的动量随时间变化的图像如图乙所示（图中的虚线为图像渐近线）。整个过程中金属棒与导轨接触良好且保持垂直，不计空气阻力及金属棒和导轨电阻，重力加速度大小为。关于此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻金属棒的加速度为零
B. 金属棒的最大加速度大小为3g
C. 金属棒上升过程安培力的冲量大小为
D. 金属棒上升过程定值电阻产生的焦耳热大于
【答案】B
【解析】A． 时刻金属棒的速度为零，则电路中感应电动势为零，金属棒所受安培力为零，则金属棒仅受重力作用，加速度为 g ，故A错误；
B．金属棒在运动中切割磁感线，
又
联立可得
由图可知金属棒向下运动动量大小为 时
解得
此时斜率为零，故合外力为零，金属棒所受安培力竖直向上，与安培力等大反向，故
在 时，金属棒向上运动的速度最大，所受向下的安培力最大，设
解得金属棒向上运动的最大速度
故金属棒受向下最大的安培力大小为
金属棒的最大加速度大小为
故B正确；
C．设金属棒上升过程安培力的冲量大小为 I ，对金属棒利用动量定理得
解得金属棒上升过程安培力的冲量大小为
故C错误；
D．金属棒的初动能为
金属棒上升过程由动能定理可知
金属棒上升过程克服安培力所做的功等于定值电阻产生的焦耳热，小于 ，故D错误。故选B。
5. 如图所示，长方体金属块的长、宽、高均分别为、、，电源的电动势为，内阻为，通过理想电流表A的示数为，则该金属块的电阻率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据闭合电路欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
故选B。
6. 太阳系各行星可近似视为在同一平面内沿着同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知土星的公转周期为，轨道半径约为，天王星的轨道半径约为19AU，它们的运动轨迹如图所示。其中AU是天文单位，地球的轨道半径为，下列说法正确的是（ ）
A. 天王星的公转周期约为
B. 土星的向心加速度与天王星的向心加速度大小之比约为
C. 土星与天王星两次相距最近的时间间隔最小约为
D. 当土星与天王星相距最近时，若在土星上进行观测，则天王星将沿顺时针方向运动
【答案】C
【解析】A．根据开普勒第三定律有
解得天王星的公转周期为
故A错误；
B．根据万有引力定律
有
解得土星的向心加速度与天王星的向心加速度大小之比约为，故B错误；
C．设两颗行星两次相距最近的最短时间间隔为，根据行星追及相遇关系有
解得
故C正确；
D．由上述分析可知，天王星的周期大于土星的周期，由
可知，天王星的角速度小于土星的角速度，故土星与天王星相距最近时，若在土星上进行观测，天王星将沿逆时针方向运动，故D错误。
故选C。
二、多选题
7. 如图空间中存在沿水平方向且互相垂直的匀强磁场B和匀强电场E，一带电液滴以一定速度沿斜向上的虚线做直线运动，则液滴（ ）
A. 带负电B. 一定做匀速直线运动
C. 可能做匀减速直线运动D. 电势能减小
【答案】BD
【解析】ABC．带电液滴以一定速度沿斜向上的虚线做直线运动，由于洛伦兹力会随速度变化而变化，所以带电液滴一定做匀速直线运动，则油滴的受力如图所示
由于电场力与电场方向相同，所以液滴带正电，故B正确，AC错误；
D．由于电场力对带电液滴做正功，可知带电液滴的电势能减小，故D正确。故选BD。
8. 杜甫曾在《曲江》中提到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。如图甲所示，平静水面上的处，蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），在某一传播方向上，有两个质点。图示时刻，波源在波峰，在波谷与间隔一个波峰，在外侧的邻近波峰上，如图乙所示。已知波速为，连线在水平方向的距离为，在竖直方向的高度差为。下列说法正确的是（ ）
A. 水波的波长为
B. 振源的振动周期为
C. 的平衡位置间距始终为
D. 有可能在某一时刻振动状态完全相同
【答案】BC
【解析】A．因波源在波峰，在波谷与间隔一个波峰，连线在水平方向距离为，则有
解得水波的波长为
故A错误；
B．已知波速为，可得波的周期为
振源的振动周期与波的传播周期相同，也为，故B正确；
C．质点A处于波谷时质点B处于相邻的波峰处，则的平衡位置间距始终为
故C正确；
D．质点A处于波谷时质点B处于相邻的波峰处，两质点相差，则两质点的振动情况始终相反，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，间距为、足够长的平行金属导轨固定在绝缘的水平桌面上，两根质量均为、有效电阻均为的匀质导体棒甲和乙静止在导轨上，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现对乙施加一水平向右的拉力，使乙由静止开始沿着导轨做匀加速直线运动，当乙运动的距离为时，甲恰好要开始滑动，此时撤去拉力，乙滑行一段距离后停下。已知两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，不计导轨的电阻，两导体棒与导轨始终垂直并接触良好，下列说法正确的是（ ）
A. 乙做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 乙匀加速运动过程中，拉力的冲量大小为
C. 乙从开始运动到运动的距离为时，拉力的功率大小为
D. 在撤去拉力后，乙运动的距离小于2m
【答案】ACD
【解析】A．甲恰好要开始滑动时，所受安培力的大小等于摩擦力的大小，有
其中
，
联立解得此时乙的速度大小为
由运动学公式
解得乙的加速度大小为
故A正确；
B．设乙匀加速运动的时间为，有
解得
对乙进行分析，根据动量定理有
且
联立解得拉力的冲量大小为
故B错误；
C．乙从开始运动到运动的距离为时，根据运动学公式，有
解得此时乙的速度大小
根据牛顿第二定律有
此时拉力的瞬时功率
解得
故C正确；
D．撤去拉力后，根据牛顿第二定律有
可得加速度
则撤去拉力后，乙运动的距离小于2m，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在足够长轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小圆环，圆环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆间的距离为d。现将圆环从图中所示的A处由静止释放，此时连接圆环的细绳与水平方向的夹角为30°，整个过程中重物都只在竖直方向运动且未与定滑轮相碰。忽略定滑轮的质量和大小，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环刚释放时，轻绳中的张力大小为
B. 圆环刚释放时，重物的加速度大小为
C. 圆环下落到最低点的过程中，圆环的机械能一直减小
D. 圆环下落到与定滑轮等高的位置时，圆环的速度大小为
【答案】AD
【解析】AB．设圆环刚释放时，轻绳中的张力大小为T，重物加速度为a，则有
根据运动的分解可知
解得
，
故A正确，B错误；
C．圆环下落到最低点的过程中，拉力先向下，后向上，则拉力先做正功，后做负功，圆环的机械能先增加后减小，故C错误；
D．圆环下落到与定滑轮等高的位置时，速度竖直向下，根据运动的分解可知，重物的速度为0，系统根据机械能守恒定律有
解得
故D正确；
故选AD。
三、非选择题
11. 某压敏电阻的阻值随压力变化的关系曲线如图1所示。物理兴趣小组的同学们用该压敏电阻测量某一浓度的盐水密度，实验过程中，他们将压敏电阻的受力面水平放置在盛有盐水的容器底部，通过测量压敏电阻的阻值，根据图线得到压敏电阻所受压力的大小，从而运用所学知识得出盐水的密度，盐水中的导线及压敏电阻与盐水绝缘良好。
（1）同学们设计的电路图如图2所示，请按照电路图用笔画线代替导线，完成图3的实物连线______。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到______端。（选填“a”或“b”）
（3）若电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器，当电压表、的示数分别为、时，压敏电阻受到的压力大小为______N。
（4）已知压敏电阻的水平横截面积，重力加速度g取，在（3）的条件下，测得容器内压敏电阻上方的液体高度，则该盐水的密度为______。
【答案】（1）见解析 （2）b
（3）0.6 （4）##1200
【解析】【小问1详解】
根据电路图连接实物图如图所示
【小问2详解】
为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到b端，此时流经测量部分的电流为0。
【小问3详解】
分析电路可知，定值电阻和压敏电阻串联在闭合回路中，则通过定值电阻与压敏电阻的电流相等，有
解得压敏电阻阻值为
根据题图1可知，压敏电阻受到的压力大小为。
【小问4详解】
根据液体的压力公式，可知压敏电阻受到的压力大小
代入数据可得该盐水的密度为
12. 足球运动员在一次训练中以仰角方向从水平地面踢出足球，如图所示。足球恰好在最高点穿过悬挂在高度为处的圆环。已知足球可视作质点且空气的对足球的作用力可忽略不计，重力加速度g取，求
（1）足球踢出的速度v；
（2）足球从踢出到落回水平地面的位移x。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
足球在竖直方向做竖直上抛运动，在最高点竖直方向速度为0，有
可解得
【小问2详解】
足球到最高点的时间为
足球水平方向做匀速直线运动，从踢出到落回水平地面的位移为
13. 某款电荷控制式喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，微粒经过带电室带上负电后，飘入竖直放置的平行板电容器（初速度可视为零），加速后，该微粒以一定的水平初速度从虚线M上的a点垂直射入竖直向下的偏转电场，b、c为轨迹上的两点，再经偏转后打到纸上，显示出字符。已知平行板电容器带电荷量为Q，电容为C，微粒是质量为m、电荷量为的点电荷（q远小于Q）。微粒经过b、c两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为30°、60°，b、c两点间竖直距离为d，不计微粒的重力，，。求：
（1）微粒经过a点时的速度大小；
（2）微粒从b点运动到c点电势能的变化量；
（3）b、c两点间的水平距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
电容器两板间电压
微粒在电容器间加速，根据动能定理有
联立解得
【小问2详解】
微粒在b点的速度为
微粒在c点的速度为
微粒从b点运动到c点的过程，有
微粒从b点运动到c点电势能的变化量
【小问3详解】
微粒在b点沿竖直方向的速度为
微粒在c点沿竖直方向的速度为
微粒从b点运动到c点的过程，有
，
b、c两点间的水平距离
解得
14. 如图所示，质量M = 1 kg、足够长的木板A静止在水平地面上，地面与木板A之间的动摩擦因数μ1 = 0.2，在A的左端放置一质量m = 1 kg的铁块B（可视为质点），B与A间的动摩擦因数μ2 = 0.6，现用一水平恒力F作用在B上，初始时木板A右端距O点（l = 9 m，当木板A右端到达O点时撤去外力F。重力加速度取g = 10 m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
（1）要保持A、B一起做匀加速运动，求力F的取值范围；
（2）若F = 10 N，求整个过程中铁块相对木板滑行的距离；
（3）若F = 12 N，求从初始到A、B都相对地面静止过程，整个系统产生的热量。
【答案】（1）4 N < F ≤ 8 N
（2）11.25 m （3）324 J
【解析】【小问1详解】
要保持A、B一起做匀加速运动，整体法可知，拉力的最小值Fmin需满足
分析可知二者匀加速运动，当AB间摩擦达到最大值静摩擦力时拉力最大为Fmax，故对整体研究
隔离B研究，有
联立解得
故里F的范围为
【小问2详解】
分析可知，F = 10 N时，二者已相对滑动，由牛顿第二定律可知，B的加速度为
同理A的加速度为
则木板A右端到达O点时，有
解得
此时A速度
此时B的位移
此时B的速度
故该过程铁块相对木板滑行的距离
撤去F后，A继续加速运动，且加速度为和之前一样为
撤去F后，B做减速运动，且加速度大小为
设经过t1时间，二者共速，则有
解得
则该过程二者相对位移
因为μ2 > μ1，故共速后二者相对静止一起匀减速，故求整个过程中铁块相对木板滑行的距离
【小问3详解】
若F = 12 N时，由牛顿第二定律可知，B的加速度为
同理A的加速度为
则木板A右端到达O点时，有
解得
此时B的位移
撤去F后，A、B最终速度减为零，则从初始到A、B都相对地面静止过程，整个系统产生的热量，由能量守恒可知
15. 如图所示的xOy坐标系内，虚线左侧的区域内存在沿y轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场1，虚线右侧的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，的区域内存在沿x轴正方向、电场强度大小为4E的匀强电场2。电场1中有一圆筒形粒子加速器平行于x轴放置，质量为 m、电荷量为q的带正电粒子从加速器的左端飘入（初速度为零），经加速器加速后，从A点（）沿x轴正方向进入电场1中，之后从x轴上的D点（，0）进入匀强磁场中，并从坐标原点O进入第一象限的复合场中。不计粒子的重力，求：
（1）加速器左、右两端的电势差和粒子通过D点时的速度；
（2）磁感应强度的大小；
（3）粒子在第一象限内离y轴的最远距离和离开D点后第一次通过y轴时的位置坐标。
【答案】（1）Ed，，方向与x轴正方向的夹角为斜向右下
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
设粒子离开加速器时的速度大小为，根据动能定理有
由题意可知，粒子在电场1中做类平抛运动，沿x轴正方向有
沿y轴负方向有
又
联立解得加速器左、右两端的电势差为
设粒子运动到D点时的速度大小为v，根据动能定理有
解得
由
可知粒子通过D点时的速度方向与x轴正方向的夹角为斜向右下。
【小问2详解】
粒子在虚线与y轴之间的磁场中运动时，由带电粒子在磁场中的运动规律可知，粒子在磁场中做圆周运动，根据几何关系可知，圆周运动的轨道半径为
根据洛伦兹力提供向心力，有
联立解得磁感应强度的大小为
【小问3详解】
粒子从坐标原点O进入第一象限，由可知，速度方向与x轴正方向的夹角为向上，大小仍为v。根据左手定则可知，竖直方向的分速度产生的洛伦兹力水平向左，大小为
与粒子在水平方向受到的电场力等大反向。因此粒子在第一象限内的运动可分解为沿y轴正方向的匀速直线运动和在xOy平面内匀速圆周运动，根据
解得粒子做圆周运动的轨道半径
则粒子在第一象限内离y轴的最远距离为
粒子在第一象限内第一次通过y轴时，运动了半个周期，有
解得
故粒子离开D点后第一次通过y轴时的位置坐标为。