2024重庆市渝北中学高三上学期12月月考试题物理含解析

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（全卷共三个大题15个小题，总分100分，考试时长75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。
2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。
4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。
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，只有一项符合题目要求。
1．第19届亚洲运动会将于2022年9月在杭州举行，杭州是中国第三个取得亚运会主办权的城市。卡巴迪是亚运会特有项目，类似于我国传统的"老鹰捉小鸡"。在老鹰与小鸡的对抗中，下列说法正确的是( )
A．研究运动员的技术动作，可以将其看成质点
B．每场比赛用时15min，指的是时刻
C．两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，但速度可能不同
D．运动员在转弯跑时，一定是有加速度的
2.北京时间2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，安全返回问天实验舱，计划于2023年5月返回东风着陆场。神舟十五号飞船将采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离问天实验舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（ ）
A．问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大
B．质量不同的返回舱与问天实验舱可以在同一轨道运行
C．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力
D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒
3.如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则( )
杆对A环的支持力变大
B环对杆的摩擦力变小
杆对A环的力不变
D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大
4．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为a。现在C、D两点分别固定一电荷量均为＋q的点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A.A、B两点的电场强度相同
B.A、B两点电势不相等
C.A点的电场强度大小为
D.将一正电荷从A点移动到B点，电场力做正功
5.渝北中学物理实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，R1是保护电阻，R2是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为R=kF+C（k、C为常量，k>0）。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应的物体质量为零，则（ ）
A．刻度盘标注的质量刻度均匀
B．若使用前质量示数大于零，应将R2的滑片向右滑动
C．电子秤的示数越大，电源的总功率越大
D．若电池的内阻增大，但仍能调零，则称量值仍准确
6.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现稳定电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）
A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电压U与v无关
C．前、后表面间的电压U与c成正比 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa
7.如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小B=kt（k>0）均匀磁场中。则从t=0时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A．从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B．圆管中的感应电动势大小为2πkℎR
C．圆管中的感应电流大小为kRℎd2ρ
D．台秤的读数会随时间推移而增大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（ ）
A．三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3
B．小球落到A、B两点时，其速度的方向相同
C．若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2
D．若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为2：3
9.如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（ ）
A．粒子a和b在磁场中运动的半径之比为1:3
B．粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为1:3
C．粒子a和b在磁场中运动的动能之比为1:3
D．粒子a和b在磁场中运动的时间之比为2:1
10.如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入半圆轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出。已知重力加速度为g，匀强电场场强大小E=3mg4q，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B过程中，小球的机械能一直减少
B．从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大
C．在A、B两点的速度大小满足vAD．从B点抛出后，小球速度的最小值为45vA2+12gR
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11.（6分）某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条。实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。
（1）实验时，下列必要的操作是 （请填正确选项代码）；
A．用天平测出重物和遮光条的总质量为m
B．将长木板不带滑轮的一端略微垫高以补偿阻力
C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态
D．为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量
（2）测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d = mm；
某次实验时光电门显示遮光时间Δt=0.024s，则遮光片通过光电门时的速度
v = m/s（结果保留两位有效数字）；
（4）以F为纵坐标，1Δt2为横坐标，作图如右图所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量M= ，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ= （用b、d、k、g、L表示）。
（9分）
小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到 （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将 （选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是 。
A．接线柱bd间短路 B．接线柱de间断路 C．定值电阻断路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图2所示，示数为 V。
（4）作出1U−1R图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E= ，内阻r= 。（用k、b和R0表示）
（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用I=UR计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是 。
（12分）在《爸爸去哪儿》的综艺节目中，在宁夏中卫沙坡头（沙坡头位于腾格里沙漠东南边缘处，集大漠、黄河、高山、绿洲为一处）有一场滑沙的娱乐活动，可简化为理想模型，如图所示，人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的，滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，人和滑板的总质量为m=60kg，g取10m/s2，斜坡倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
(1)人在斜坡上下滑的加速度大小？
(2)人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少？
(3)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为s=50m，为确保人的安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，高度h应为多大？
（12分）如图所示，一足够长的固定圆管内放有一质量为M的圆形小活塞，活塞与上管口距离为L。现有一质量为m的小球从管口自由释放（且M=2m），能撞在圆活塞的中心，使活塞向下滑动（活塞运动时受到的滑动摩擦力恰与它的重力大小相等）。已知小球与活塞发生的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，圆形活塞始终能保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
(1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；
(2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前,小球与活塞间的距离的最大值；
(3）在第二次碰撞后瞬间小球与活塞的速度分别为多少？

（18分）在如图所示的平面直角坐标系xOy中，x轴水平、y轴竖直，虚线OM与x轴成45°角．在OM与x轴之间（包括x轴）的区域存在垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场和方向、大小均未知的匀强电场E1(图中未画)；在OM与y轴之间（包括y轴）的区域，存在沿y轴负方向、大小未知的匀强电场E2．现有一个质量为m=4×10-5kg、电荷量为q=2×10-4C的带正电的小球a（可视为质点），以速度v1=3m/s沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域恰好做匀速圆周运动而发生偏转，当小球a经OM线上的Q点（图中未画出）第二次进入电场E2后，恰好直接运动到O点．已知当地的重力加速度为g=10m/s2，令π=3，不计空气阻力．求：
电场E1的电场强度的大小和方向；
(2）电场E2的电场强度的大小；
(3）若小球a从O点出发时，将另一个不带电的小球b从y轴上某一点P水平向右抛出，小球b恰好与小球a在Q点相撞，求小球b的初速度和P的坐标。