2024~2025学年山西名校高三(上)11月联考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年山西名校高三(上)11月联考物理试卷(解析版)，共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟满分：100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列设备主要工作原理中不属于电磁感应的是（ ）
A. 电磁炉B. 发电机C. 电风扇D. 变压器
【答案】C
【解析】电磁炉、变压器、发电机都是利用“磁生电”的原理，即电磁感应原理工作的；而电风扇利用“电生磁”的原理，即通电导体在磁场中受力的原理工作的。
故选C。
2. 如图所示，在倾角的粗糙斜面上，一质量为的物体受到与对角线平行的恒力作用，恰好能沿斜面的另一对角线做匀速直线运动。已知斜面为正方形，重力加速度大小为，则（ ）
A. 恒力大小B. 恒力大小为
C. 物体与斜面间的动摩擦因数为D. 物体与斜面间的动摩擦因数为
【答案】C
【解析】AB．物块受摩擦力方向与速度方向相反，即沿CA方向，重力的分力沿斜面向下，则由平衡可知
解得
选项AB错误；
CD．根据
可得
选项C正确，D错误。
故选C。
3. 图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑动之前（ ）
A. 受到魔盘的支持力缓慢增大B. 受到魔盘的摩擦力缓慢减小
C. 受到的合外力大小不变D. 受到魔盘的作用力大小变大
【答案】D
【解析】AB．游客在滑动之前的受力分析如图所示
游客在竖直方向上受力平衡，有
在水平方向上由牛顿第二定律有
由于乘客的重力保持不变，魔盘的倾斜角度不变，转速缓慢增大，所需向心力增大，因此只有摩擦力f增大，支持力FN减小符合实际情况，故AB错误；
C．游客受到的合外力提供向心力，根据
可知，魔盘转速缓慢增大，所需向心力增大，即游客受到的合外力增大，故C错误；
D．游客受到魔盘的作用力在竖直方向的分力与重力相等，在水平方向的分力提供向心力，向心力缓慢增大，所以游客受到魔盘的作用力大小缓慢增大，故D正确。
4. 某同学做“引体向上”时的上升动作如图所示，忽略动作变化对重心的影响，可把该同学视作质点。从最低点运动到最高点的过程中，手对身体的拉力始终保持向上，下列关于该同学的说法正确的有（ ）
A. 一直处于失重状态B. 一直处于超重状态
C 机械能一直增大D. 机械能先增大后减小
【答案】C
【解析】AB．引体向上有多种施力方式，可能是先加速再匀速后减速，也可能先加速后减速，或者加速减速交替出现，但总体而言需要经历了加速和减速过程，即超重和失重过程，故AB错误；
CD．由于手对身体的拉力始终保持向上，从最低点运动到最高点的过程中，手一直对身体做正功，故机械能持续增大，故C正确，D错误。
故选C。
5. 在空间中存在两个振动情况完全一致的振源A与B，两者从0时刻起从平衡位置处开始振动，发出的简谐波在空间中传播，已知立方体中AB、BD、BB＇长度分别为，观察到A＇点在3秒内的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两波源的起振方向为Z轴正方向B. D＇点为振动减弱点
C. 在C＇D＇连线上有5个振动加强点D. 两列机械波的波长为
【答案】C
【解析】A．由振动图像可知，在t=1s时刻振动传到A＇点，此时该点的振动方向沿Z轴负向，可知两波源的起振方向为Z轴负方向，选项A错误；
BD．A波源的振动经过1s传到A＇，则波速为
v=3m/s
周期
T=1s
则波长为
因
则D＇点到波源A、B的距离之差为
不是半波长的奇数倍，可知该点不是振动减弱点，选项BD错误；
C．因D＇点到波源A、B的距离之差为
在C＇D＇的中点到A、B的距离之差为波长的0倍，可知在C＇D＇的中点到D＇点存在到两振源A、B的距离之差为波长的1倍和2倍的点，都是振动加强点，同理在C＇D＇的中点到C＇点也存在两个振动加强点，加上C＇D＇的中点，则在C＇D＇连线上有5个振动加强点，选项C正确。
故选C。
6. 单个点电荷周围空间的电势，为到点电荷的距离；系统的电势能等于每个电荷电势能总和的一半。现在光滑绝缘水平面上，有三个带电量均为、质量均为的相同均匀带电小球，用三根长为的轻质绝缘细绳连接，处于静止状态。A、B、C分别为其中点，为三角形中心，下列说法正确的是（ ）
A. 点的电场强度和电势均为零B. A、B、C三点电场强度相等
C. D. 系统的总电势能为
【答案】D
【解析】A．O点是正三角形的中心，到各个点的距离都相同，由于各点电荷的电荷量相等，由
所以各点电荷在O点产生的场强相同，且两两之间的夹角为，由电场叠加原理可得，O点的场强为零。由题意可知点电荷的电势
各点电荷在O点的电势，均相等，由于电势是标量，所以其叠加遵循运算法则，叠加后不为零，故A项错误；
B．根据点电荷的电场强度有
由于各点电荷都是正电荷，所以有电场叠加可知，ABC三点的电场强度大小相等，方向不同，故B项错误；
C．A点到小球3的距离为，所以A点的电势为
同理B点的电势为
C点的电势为
所以有
故C项错误；
D．1电荷的电势能
同理可得2和3电荷电势能
故整个系统电势能为
故D项正确。
故选D。
7. 晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点， A、B两点等高，无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，sin37°=0.6。则（ ）
A. 无风时，轻绳的拉力大小为
B. 衣服在新的平衡位置时， 挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
C. 相比无风时， 在有风的情况下∠AOB更小
D. 在有风的情况下， 绳右侧固定端从A点沿杆缓慢向下移动过程中绳子拉力大小不变
【答案】C
【解析】A．无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，同一条绳子拉力大小相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得
解得
根据平衡条件可得
解得
故A错误；
B．由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力大小总是相等，故B错误；
C．设无风时绳子夹角的一半为，绳长为，有风时绳子夹角的一半为，钩子两边细绳与竖直方向夹角相等，则有风时如图所示
根据几何关系可得
又因为
所以
即相比无风时， 在有风的情况下∠AOB更小，故C正确；
D．当在有风的情况下，绳右侧固定端从A点沿杆缓慢向下移动过程中，由上图可知逐渐减小，则两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则绳子拉力F逐渐减小，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 成语“簸扬糠粃”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠粃因质量不同（米粒的质量大于糠粃的质量）而落到地面不同位置，以达到分离米粒和糠枇的目的。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 从释放到落地的过程中，糠粃的运动时间等于米粒的运动时间
B. 落地时，米粒重力的瞬时功率等于糠枇重力的瞬时功率
C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠粃重力做功相同
D. 从释放到落地的过程中，风力对糠粃做功比对米粒做功多
【答案】AD
【解析】A．糠秕和米粒在竖直方向均做自由落体运动，下落的高度相同，根据
可知，从释放到落地的过程中，糠秕的运动时间等于米粒的运动时间，故A正确；
B．落地时，米粒的竖直速度等于糠秕的竖直速度，根据
由于米粒的重力大于糠秕的重力，则米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率，故B错误；
C．根据
因米粒和糠秕质量不同，则从释放到落地过程中，米粒和糠秕重力做功不相同，故C错误；
D．从释放到落地的过程中，因米粒质量较大，则加速度较小，落地时水平位移较小，根据
可知，风力对糠粃做功比对米粒做功多，故D正确。
故选AD。
9. 某实验小组的同学想利用如图甲、乙、丙所示的装置深度探究加速度a与F的关系，图中滑轮光滑，桌面水平且光滑。加速度、、用光电门传感器测出（图中未画出），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 若图甲中F是变力，则描绘出的图线应该是一条过原点的倾斜直线
B. 若图甲中F是恒力，图乙中，根据应该有
C. 若图乙中仅m改变，则描绘出的图线应该是一条过原点的倾斜直线
D. 若通过减小而增大m的方式改变m，如图丙，把减小的质量增加到m上，则描绘出的图线应该是一条过原点的倾斜直线
【答案】AD
【解析】A．图甲中根据牛顿第二定律
可知若F是变力，则a与F成正比，描绘出的图线应该是一条过原点的倾斜直线，选项A正确；
B．若图甲中F是恒力，可知
图乙中，可知
则
选项B错误；
C．图乙中
则若仅m改变，则图像的斜率变化，则描绘出的图线不是一条过原点的倾斜直线，选项C错误；
D．若通过减小m0而增大m的方式改变m，则由
描绘出的a-mg图线的斜率为为定值，则描绘出的a-mg图线应该是一条过原点的倾斜直线，故D正确。故选AD。
10. 某行星的卫星A、B绕以其为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为、，假设A、B只受到行星的引力，下列叙述正确的是（ ）
A. B与A的绕行周期之比为
B. 最小值与的最小值之比为3：2
C. 的最大值与的最小值之比为2：1
D. 卫星与卫星的质量之比为32：81
【答案】BD
【解析】A．由图可知，A、B周期为
，
其中，故B与A绕行周期之比
故A错误；
BC．由图可知，当A卫星离行星的距离最小时，卫星A受到的万有引力最大，有
当最大时，卫星A受到的万有引力最小，有
联立以上可得的最大值与的最小值之比为
由图可知，当最小时，卫星B受到的万有引力最大，有
当最大时，卫星B受到的万有引力最小，有
可得的最大值与的最小值之比为
根据开普勒第三定律
联立解得
，
故B正确，C错误；
D．由图可知，卫星B受到的万有引力最大，有
卫星A受到的万有引力最小，有
可得
故D正确。
故选BD
三、非选择题：本题共5小题，共54分
11. “祖冲之”学习小组在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝的长度为60cm；如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为_________mm；两电表的示数分别如图乙、丙所示（电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A），电压表读数为_________V，电流表读数为_________A。该金属丝的电阻率是_________（取，此空结果保留三位有效数字）。
【答案】
【解析】[1] 螺旋测微器读数为
[2]电压表读数为
[3]电流表读数为
[4]根据欧姆定律，可得
根据电阻定律
解得
12. 某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（）在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，小物块释放点与光电门之间的距离为l（远远小于l）。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间。
（1）物块通过光电门时的速度为_____；
（2）改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从点静止释放，记录多组1和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式__________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
（3）在（2）中条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为，则_______（用表示）；
（4）在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为__________（表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
遮光条的宽度为，通过光电门的时间，则物块通过光电门时的速度为
【小问2详解】
若系统机械能守恒，则有
变式为
所以图像若能在误差允许的范围内满足
即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。
【小问3详解】
由图像可知和时，时间相等，则物块的速度大小相等，动能相等，可得
联立可得
【小问4详解】
由图像可知时遮光板挡光时间最短，此时物块通过光电门时的速度最大，可得
又
联立可得
四、解答题
13. 如图1为一个网球场的示意图，一个网球发球机固定在底角处，可以将网球沿平行于地面的各个方向发出，发球点距地面高为，球网高。图2为对应的俯视图，其中，。按照规则，网球发出后不触网且落在对面阴影区域（包含虚线）内为有效发球。图中虚线为球场的等分线。（忽略一切阻力重力加速度）
（1）发球机有效发球时发出网球的最大速率？
（2）发球机有效发球时发出网球的最小速率？
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
速度最大时，网球的水平位移
飞行时间
最大速度
【小问2详解】
当发球机有效发球且发出网球的速率最小时，球应擦网恰好到达有效区域的边缘，如图所示网球恰不触网
则有
解得
网球在水平方向上做匀速直线运动，即
因与为相似三角形，则有
因、，可得
则
方程联立，发球机有效发球时发出网球的最小速率为
14. 示波管装置如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，电子从静止经大小为的电压加速后以一定速度沿轴线连续射入偏转电极，偏转电极的极板沿轴线方向长度为l，间距为d，极板右侧到荧光屏的距离为D。已知电子电荷量为e，质量为m，重力不计。
（1）求电子进入偏转电极时的速度v0；
（2）若偏转电极所加电压为，求电子离开偏转电场时竖直方向的偏移量及偏转角正切值；
（3）若偏转电极两端加图乙所示的周期性电压，电压最大值为、电场变化周期为T，且T远大于电子在电场中的运动时间，求荧光屏上亮点经过时的速度大小v。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】（1）电子在加速场中加速，由动能定理得
解得
（2）电子在偏转场中做类平抛运动，设竖直方向的偏移量为y，偏转角为。水平方向匀速运动
竖直方向加速运动
其中
解得
偏转角正切值为
其中
解得
（3）设电子打到荧光屏上的竖直位移为Y，由几何关系可得
解法1
结合图像可知，在一个周期T内
将其代入，整理得
可知亮点的位置随时间均匀变化，即做匀速运动。则经过时的速度大小
解法2
光点移动的速度
由图像可知
则经过时的速度大小
15. 如图所示，可视为质点的两滑块A、B均静止在粗糙水平地面上，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（长度不计），A与竖直墙壁距离L=8m。现解除弹簧锁定，使A、B瞬间分离，并立即取走弹簧，此时两物块获得的动能之和为28J。已知A、B质量分别为mA=1kg、mB=7kg，所有碰撞均为弹性碰撞，A、B均沿同一水平直线运动，A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）取走弹簧时A、B获得的速度大小；
（2）A、B都停止运动后，两者之间的距离；
（3）改变L的大小，使A、B第1次碰撞时，B已经停止，且能发生第2次碰撞，求L的取值范围。
【答案】（1）7m/s，1m/s
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
解锁瞬间A、B动量守恒、能量守恒，则有
，
解得
，
【小问2详解】
根据牛顿第二定律有
结合上述可知
可知，A、B分离后能再次碰撞且相碰时B已停止运动，设碰前A的速度为v，则有
解得
A、B第一次弹性碰撞，则有
，
解得
，
A、B都停止运动后，两者之间的距离
解得
【小问3详解】
B停止运动时间
B刚好停止运动有
解得
L1=3m
当A、B第一次相碰时，A速度为v，则有
A、B第一次弹性碰撞
，
A、B第二次碰撞时A恰好停止运动，则有
解得
综合上述有