2025-2026学年河北省衡水市河北冀州中学高三上学期12月月考物理试卷（学生版）

这是一份2025-2026学年河北省衡水市河北冀州中学高三上学期12月月考物理试卷（学生版），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共7个小题，每个小题4分，共28分）
1. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则（ ）
A. F对木块做功FlB. F对木块做功为F(l＋d)
C. F对子弹做功为-FdD. F对子弹做功为-F(l＋d)
2. 某人坐在摩天轮吊舱里随摩天轮做匀速圆周运动，下列不变的物理量是（ ）
A. 人的动能B. 人的速度
C. 人的动量变化率D. 人的动量
3. 如图1所示，轻弹簧上端固定，下端与小球相连构成弹簧振子，小球做简谐运动的位移—时间图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在任意1s的时间内，小球经过的路程都是2cm
B. 时，弹簧处于原长状态
C. 和两个时刻，小球的速度相同
D. 和两个时刻，小球的加速度大小相等，方向相反
4. 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t=0时刻的波形图；P是平衡位置在处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为1m/s
B. 该波的传播方向是沿x轴负方向
C. 在t＝3.5s时质点P的速度最大
D. 处的质点在时位于平衡位置
5. 地质勘探中常用横波探测地下岩层结构，某简谐横波在均匀岩层中传播，图甲为t=0时刻的波形图，图乙为t=0时刻平衡位置在x=2m处质点A的振动图像。已知该波的振幅为5cm，岩层可视为均匀介质，忽略波的衰减。下列说法正确的是（ ）

A 该横波沿x轴负方向传播
B. 若波遇到17m宽的地下断层，将发生明显衍射现象
C. 该波在岩层中的传播速度为20m/s
D. 平衡位置在x=7m处的质点B的简谐运动表达式为
6. 真空中有两个完全相同的带电金属小球（皆可视为点电荷），在相距一定距离时相互之间的排斥力大小为F，现让两小球接触后再回到各自原来的位置，此时两金属球间的斥力变为。已知在接触前，其中一个小球所带电荷量为q，则接触前另一个小球所带电荷量可能为（ ）
A. 2qB. 3qC. 4qD. 5q
7. 如图所示，正方体ABCD − A′B′C′D′的十二条棱上放有均匀带电绝缘棒，O点为正方体的中心，BB′绝缘棒带电荷量为−2q，其余各绝缘棒带电荷量均为q，此时O点处电场强度大小为E，下列说法正确的是（ ）
A. 若将BB′绝缘棒拿走，O点处电场强度大小
B. 若将AD绝缘棒拿走，O点处电场强度大小为
C. 若将DD′绝缘棒所带电荷量变为2q，则O点处电场强度大小为
D. 若将AD绝缘棒所带电荷量变为2q，则O点处电场强度大小为
二、多选题（本题共3个小题，每题6分，部分得分3分，共18分）
8. 宇宙中行星M 和行星N 可能适宜人类居住，M半径是 N 半径的 ，若分别在行星 M 和行星N 上让小球做自由落体运动，并绘出小球自由落体运动的下落高度h随时间t²的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。下列判断正确的是（ ）
A. 行星 M 和行星N 表面的重力加速度之比为1：1
B. 行星 M 和行星N 表面的重力加速度之比为2：1
C. 行星 M 和行星N 的密度之比为4：1
D. 行星M 和行星N 的密度之比为1：4
9. 实验小组的同学在做双缝干涉实验，如图所示，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（ ）
A. 减小双缝到光屏的距离
B. 将绿光换为红光
C. 将整个装置放在水中
D. 减小与的间距
10. 如图甲所示，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示。t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端。下列说法正确的是（ ）
A. 斜面倾角θ的正弦值为
B. 不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功
C. 物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量大小为3mgt0sinθ
D. 物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为mv0
三、实验题（每空2分，共18分）
11. 小南同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律。
倾角可调的气垫导轨装置的左端固定一个光滑定滑轮，在导轨上适当的位置放置两个光电门和，两光电门中心间的距离为，滑块和遮光条的总质量为，遮光条的宽度为。
（1）用游标卡尺测量时，示数如图所示，则___________；
为了验证系统机械能守恒，该同学让轻绳跨过滑轮，一端连接滑块，另一端挂上质量为的钩码，让滑块处在导轨左端（靠近滑轮），由静止释放滑块和钩码，滑块沿着导轨向下滑动，记录两光电门、的遮光时间分别为 和。
（2）关于本实验，下列叙述正确的是___________；
A. 连接滑块的轻绳应该与气垫导轨平行
B. 滑块和遮光条的总质量要远大于钩码的质量
C. 光电门所测的速度值为遮光条中心通过激光束时，滑块的瞬时速度
（3）要验证滑块、钩码组成的系统机械能守恒，需验证的表达式为___________。（用、、、、、 、、重力加速度表示）
（4）考虑到遮光条宽度不为零的影响，若滑块的加速度大小的真实值为，则下列关系式正确的是___________。
A. B. C.
12. 随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验：
（1）将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长，再用游标卡尺测得摆球的直径为（读数如图2所示）。从图2可知，摆球的直径为__________。
（2）将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知，单摆的周期为___________。
（3）经测量得到6组不同的摆长和对应的周期，画出图线，然后在图线上选取、两个点，坐标如图4所示。则当地重力加速度的表达式__________。图4中图像不过原点的原因是___________。
A．计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B．计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
C． 所选小球的密度过大
D．没有在最低点开始计时
（4）另一同学只通过一次实验测量出重力加速度，但由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在水平面内做圆周运动，如图5所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 。
A. 偏大B. 偏小C. 不变D. 都有可能
四、解答题（9+12+15）
13. 如图所示，沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，试求：
（1）简谐横波的波长和振动质点的振幅；
（2）简谐横波的周期可能值是多大？
（3）若波的周期大于2s，判断波的传播方向，并求波的传播速度大小。
14. 如图所示，一个半径为、质量为的的圆弧槽放在水平地面上，圆弧槽底端与地面相切，圆弧槽的曲面和底面均光滑。在距离圆弧槽的左端处放置一个足够长的水平传送带，传送带上面与地面相切，以恒定速度顺时针转动。将一个质量为的物块从圆弧槽顶端静止释放，物块与水平地面和传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度为。求：
（1）物块滑到圆弧槽底端时，圆弧槽位移的大小。
（2）物块刚滑上传送带时的速度大小。
（3）物块在传送带上运动过程中，摩擦产生的热量。
15. 如图，物块A及长木板C的质量均为m，物块B的质量为2m，A、B可视为质点，初始紧靠在一起且静置于木板C上，C静止在光滑的水平地面上，现同时给A、B一个等大反向的速度v0，已知物块A、B与木板C之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，求：
（1）A、B开始运动瞬间C的加速度；
（2）从A、B开始运动到B、C刚好共速所需的时间及此过程中整个系统损失的机械能；
（3）若A、B均未脱离木板C，求木板C的最小长度。
参考答案
1. 【答案】AD
【解析】AB．木块的位移为l，由W=Flcs α可得F对木块做功为Fl。故A正确；B错误
CD．子弹的位移为l＋d，木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反，故木块对子弹的摩擦力做负功，即W=-F(l＋d)
故C错误；D正确。故选AD。
2. 【答案】A
【解析】A．动能是标量，公式为，匀速圆周运动中速率不变，质量不变，故动能不变，A正确；
B．速度是矢量，匀速圆周运动中速度方向始终沿切线方向变化，故B错误；
C．根据动量定理，动量变化率等于合力。匀速圆周运动中，合力为向心力 ，方向始终指向圆心，方向不断变化，故动量变化率始终变化，C错误；
D．动量，因速度方向变化，动量方向随之变化，故D错误。故选A。
3. 【答案】C
【解析】A．1s等于四分之一周期，由于靠近平衡位置的速度大于远离平衡位置的速度，则0~0.5s内的平均速度大于0.5~1s内的平均速度，则0~0.5s内的路程大于0.5~1s内的路程，即0~0.5s内的路程大于正负的一半，即大于1cm，0.5~1s内的路程小于正负的一半，即小于1cm，可知，0.5~1.5s内的路程小于2cm，故A错误；
B．时，小球处于平衡位置，则弹簧处于拉伸状态，故B错误；
C．图像的斜率表示速度，根据图像的对称性可知，和两个时刻斜率相同，则小球的速度相同，故C正确；
D．和两个时刻，根据图像的对称性可知，小球的位移相同，
根据可知，在这两个时刻，小球的加速度大小相等，方向相同，故D错误。
故选C。
4. 【答案】B
【解析】A．由图（a）可知，波长
由图（b）可知，周期，故波速，故A错误；
B．由图（b）可知，时刻质点P沿y轴负方向振动，结合图甲根据同侧法可知，该波的传播方向是沿x轴负方向，故B正确；
C．由于，故时质点P位于正向最大位移处，速度为零，故C错误；
D．由图（a）可知，处的质点时刻位于负向最大位移处，由于
故时，处的质点位于正向最大位移处，故D错误。故选B。
5. 【答案】C
【解析】A．由图乙可知，t=0时刻质点A沿y轴正向振动，结合波形图可知该横波沿x轴正方向传播，A错误；
B．该波的波长为3m，则若波遇到17m宽的地下断层，因障碍物尺寸远大于波长，可知不会发生明显衍射现象，B错误；
C．由图乙结合数学知识可知，即T=0.15s
该波在岩层中的传播速度为，C正确；
D．平衡位置在x=7m处的质点B的简谐运动表达式与x=1m处的质点振动的表达式相同，，由对称性可知，t=0时刻x=1m处的质点的位移为，
根据可得，解得初相为
则简谐振动的表达式，D错误。故选C。
6. 【答案】B
【解析】设接触前另一小球电荷量为。根据库仑定律，原斥力
接触后两球电荷均分，电荷量均为，此时斥力为，
则有，整理可得，解得或，故选B。
7. 【答案】B
【解析】A．BB′处绝缘棒带电荷量为−2q，可视为该处放有一根带电荷量为+q的绝缘棒和一根带电荷量为−3q的绝缘棒，当正方体每条棱上的绝缘棒带电荷量相同时，O点处电场强度为零，则此时O点处电场可看成是BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒产生的。当取走BB′处绝缘棒时，O点的电场强度大小为，A错误；
B．将AD处绝缘棒拿走，该处可视为放置有一根带电荷量为+q的绝缘棒和一根带电荷量为−q的绝缘棒，则O点处电场可视为由AD处带电荷量为−q的绝缘棒和BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒共同产生的，大小分别为和E，两电场间的夹角为120°，由矢量合成的知识可知O点处电场强度大小为，B正确；
C．同理可知，若将DD′处绝缘棒所带电荷量变为2q，O点处电场强度大小为，C错误
D．若将AD处绝缘棒所带电荷量变为2q，则O点处电场可视为由AD处带电荷量为+q的绝缘棒和BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒共同产生的，大小分别为和E，两电场间的夹角为60°，由矢量合成的知识可知O点处电场强度大小为，D错误。故选B。
8. 【答案】BC
【解析】AB．根据自由落体运动，可知图像的斜率表示该行星表面重力加速度的一半，有
可得行星 M 和行星N 的重力加速度之比为，故A错误，B正确；
CD．由，，可得
可得行星 M 和行星N 的密度之比为，故C正确，D错误。故选BC。
9. 【答案】BD
【解析】根据相邻条纹间距公式
A．减小双缝到光屏的距离，则减小，故A错误；
B．将绿光换为红光，则波长变大，变大，故B正确；
C．将整个装置放在水中，则光在水中的波速变小，频率不变，
根据可知波长变小，减小，故C错误；
D．减小与的间距，则变大，故D正确。故选BD。
10. 【答案】AD
【解析】A．根据动量定理得，上滑过程
下滑过程
上滑与下滑过程位移大小相等
联立解得，，，A正确；
B．根据，可求解摩擦力，根据题图乙也可求解3t0内的路程，由此可求解3t0时间内物块克服摩擦力所做的功，B错误；
C．物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量大小为3mgt0，C错误；
D．物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为
D正确。故选AD。
11. 【答案】（1）5.00 （2）A （3） （4）C
【解析】【小问1】20分度游标卡尺的精度为，可知示数为
【小问2】A．连接滑块的轻绳应该与气垫导轨平行，使滑块和钩码运动过程中速度大小相同，故A正确；
B．本实验不需要用钩码重力来替代绳子拉力，故不需要滑块和遮光条的总质量要远大于钩码的质量，故B错误；
C．光电门所测的速度值为遮光条中心通过激光束时，滑块的平均速度，故C错误。
故选A。
【小问3】滑块通过光电门的速度为，滑块通过光电门的速度为，要验证滑块、钩码组成的系统机械能守恒，需验证
【小问4】光电门测量的是通过光电门的平均速度，等于中点时刻瞬时速度，而光电门和之间距离L对应的是两光电门中心间的距离，由于过光电门A速度较慢，故A处中点时刻速度与位移中点速度的差别更大，影响更显著，即两中点时刻速度对应的真实距离应该大于题目中给的L的测量值，即计算用的L偏小，因此加速度的计算值偏大。
故选C。
12. 【答案】（1）10.70 （2） （3） ；A （4）A
【解析】【小问1】20分度游标卡尺的精确值为，由图2可知摆球的直径为
【小问2】实验中，磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度最大，由图3可知单摆的周期为
【小问3】根据解得
结合图像，可得，解得
A．若计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，则有，可得
可知图像有负的纵轴截距，满足图4中的图像，故A正确；
B．计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径，则有，可得
可知图像有正的纵轴截距，故B错误；
C．所选小球的密度过大，不会使图像不过原点，故C错误；
D．没有在最低点开始计时，不会使图像不过原点，故D错误。故选A。
【小问4】但由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示
由牛顿第二定律可得，解得
可知单摆周期测量值偏小，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比偏大。故选A
13. 【答案】（1），
（2）波向右传；波向左传 （3）向右，4m/s
【解析】【小问1】由波形图可知，。
【小问2】若波向右传播，从t1到t2时间内波传播的距离为
则
根据
若波向左传播，从t1到t2时间内波传播的距离为
则
根据
【小问3】根据上一问的分析知当n=0时，周期最大，只有波向右传播，波的周期最大为3s大于2s，波的传播速度为。
14. 【答案】（1）0.15m （2）2m/s （3）4.5J
【解析】【小问1】物块和圆弧槽水平方向动量守恒
两边同时乘时间可得
且，解得，
【小问2】物块和圆弧槽水平方向动量守恒
物块和圆弧槽系统机械能守恒
解得，
根据动能定理
解得物块刚滑上传送带时的速度
【小问3】物块在传送带上先向左做匀减速运动，加速度
由，解得
向左运动的时间
此过程传送带的位移
传送带与物块的相对位移
此后物块反向做匀加速运动，最终与传送带共速，物块的位移
时间
此过程传送带的位移
传送带与物块的相对位移
物块在传送带上运动过程中，摩擦产生的热量
15. 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3）
【解析】【小问1】分析可知A给C摩擦力方向水平向左，B给C的摩擦力方向水平向右，对C，由牛顿第二定律有，解得，方向水平向右。
【小问2】根据牛顿第二定律，可知AB加速度分别为（方向水平向右），（方向水平向左）
B、C刚好共速时有
联立解得（方向水平向右）
此时A的速度大小（方向水平向左）
该过程B相对C的位移
该过程A相对C的位移
根据功能关系，可知此过程中整个系统损失的机械能
联立解得
【小问3】由于地面光滑，故BC共速后保持相对静止，若A、B均未脱离木板C，可知最终三者共速，设该过程A相对C滑动距离为，规定向右为正方向，对ABC整体，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
则木板C的最小长度